Тест по биологии Покровные органы

Терморегуляция при разных условиях среды, Биология

Терморегуляция в условиях жары. Повышение температуры окружающей среды влияет на кожные и мышечные терморецепторы. Информация от них поступает в центральную нервную систему, в том числе и в высший центр терморегуляции — гипоталамус. Через взаимодействие с другими центрами гипоталамус вызывает расширение кровеносных сосудов, увеличение частоты сердечных сокращений и частоты дыхательных движений. По расширенным кровеносным сосудам кожи протекает больше крови и, соответственно, с поверхности тела отдается больше тепла в окружающую среду. Расширение кожных сосудов можно легко наблюдать на себе. При высокой температуре окружающей среды кожа краснеет.
Температура различных областей тела человека при температуре воздуха 20 0 С (А) и 35 0 С (Б)
При длительном нахождении на жаре включаются потовые железы и механизмы испарения, начинается испарение со слизистой оболочки дыхательных путей. Все эти процессы защищают организм от перегрева и обеспечивают поддержание постоянной температуры тела.

Терморегуляция в условиях холода. При понижении температуры окружающего воздуха увеличивается образование тепла в организме. Это, прежде всего, достигается за счет произвольных движений (на морозе для того, чтобы согреться, человек совершает разные движения: потирает руки, притопывает на месте и т. д.).

Работающие мышцы вырабатывают тепло. Другим источником увеличения теплопродукции в организме является специальная реакция, называемая холодовой дрожью.

Дрожь — это непроизвольные ритмические сокращения мышц, происходящие с большой частотой. Сокращения начинаются с мышц головы и шеи, а затем дрожью охватываются мышцы туловища и конечностей. Дрожь считают самой эффективной реакцией теплопродукции.

Регулируется дрожь центральной нервной системой (гипоталамусом). При действии холода происходит рефлекторное сужение сосудов, вследствие чего уменьшается отдача тепла организмом, и температура тела остается постоянной.

Образование и отдача тепла регулируется и гуморальным путем. Например, при страхе или гневе в крови увеличивается содержание адреналина. Сосуды сужаются, кожа лица бледнеет, усиливается теплообразование.

Следует иметь в виду, что мышечная активность и дрожь могут поддерживать температуру лишь короткое время. Сужение периферических сосудов, особенно при очень низких температурах, создает опасность отморожения конечностей.

Терморегуляция при мышечной работе. При выполнении физической нагрузки в работающих мышцах увеличивается образование тепла, т. е. растет теплопродукция. Для поддержания постоянной температуры тела включаются механизмы, направленные на увеличение теплоотдачи.

Эти механизмы включаются рефлекторно на основании информации о температуре тела, поступающей от рецепторов внутренних органов и кожи. Возбуждение, возникающее в рецепторах кожи и кровеносных сосудов, передается в центральную нервную систему. В результате сложных процессов взаимодействия между гипоталамусом и другими центрами, регулирующими работу сердца, сосудов, дыхания возникают реакции, обеспечивающие отдачу тепла организмом (расширение кровеносных сосудов кожи, увеличение частоты и силы сокращений сердца, частоты и глубины дыхания).

Степень всех этих изменений зависит от интенсивности выполняемой работы и соответствует потребности организма в отдаче определенного количества тепла, обеспечивая сохранение постоянной температуры тела.

Изменения температуры тела при простудных и инфекционных заболеваниях. Многие вирусные и бактериальные инфекции вызывают устойчивую высокую температуру, которая может подниматься до 40,5°С. Такая температура опасна для организма, так как может стать причиной судорог вследствие нарушения функций нервной системы. Она не посылает нервные импульсы, регулирующие температуру тела. Нарушается терморегуляция.

Результатом нарушения терморегуляции может быть то, что несмотря на высокую температуру человек мерзнет, возникает озноб. Чтобы согреть больного, нужно его укрыть теплым одеялом и положить грелку к ногам.

Снижению очень высокой температуры способствует и обтирание тела больного губкой, смоченной водой приятной для него температуры. Испарение усиливает теплоотдачу и тем понижает температуру тела.

При высокой температуре нужно следовать строго рекомендациям врача. Следует помнить, что при повышенной температуре тела иммунная система больного человека активно борется с инфекцией. Тепловой и солнечный удар. Первая помощь. При перегревании на солнце в безветренную погоду особенно в атмосфере, насыщенной парами, при физической работе в душных, плохо проветриваемых помещениях или в плохо пропускающей воздух одежде возможно возникновение так называемого теплового удара. При этом появляются головная боль, одышка, головокружение, шум в ушах, слабость, учащается пульс, мелькают «мушки» перед глазами. Человек бледнеет и может потерять сознание. Пострадавшего нужно перенести в прохладное место, раздеть или расстегнуть на нем одежду, на голову положить смоченное холодной водой полотенце, а ноги приподнять с помощью валика из одежды (рис. 109).
Рис. 109. Первая помощь при тепловом и солнечном ударах
Если пострадавший в сознании, ему дают выпить прохладную воду. Для снижения температуры тела, пострадавшего оборачивают мокрой простыней или одеждой и обмахивают, чтобы создать движение воздуха и усилить испарение.

Читайте также:  Ошибка P0700 - Система управления АКПП - неисправность электрической цепи

Если у пострадавшего остановилось дыхание и пульс не прощупывается, необходимо делать искусственное дыхание, непрямой массаж сердца и немедленно вызвать скорую помощь.

Признаки солнечного удара примерно такие же, как и теплового. Одинаковы и меры первой помощи пострадавшему. Для предупреждения солнечного удара надо летом прикрывать голову.

Закаливание организма. Закаливание организма — это выработка мер быстрого приспособления организма к смене температуры.

Вода, воздух и солнце — основные средства закаливания организма. Водные процедуры (обливание, обтирание, душ, купание с последующим растиранием тела) обычно начинают при температуре воды и воздуха не ниже 20°С и продолжают, как правило, не более 10 минут.

Воздушные ванны принимают через 1—2 часа после еды при температуре воздуха не ниже 18°—20°С в течение 15—20 минут, постепенно увеличивая их продолжительность до 2—3 часов в день.

Солнечные процедуры наиболее полезны между 8—11 часами дня. В первые дни летнего отдыха нельзя находиться на солнце долго. Начинают с 4—5 минут, постепенно увеличивая это время. Голова при этом должна быть защищена панамой или платком.

Требования к одежде. Одежда помогает человеку приспосабливаться к неблагоприятным условиям среды: согревает в холод, в жару не препятствует теплоотдаче. Хорошая одежда прежде всего должна быть удобной, приятной человеку и окружающим, легкой, практичной и красивой.

Зимнюю одежду изготавливают из волокнистых материалов, хорошо сохраняющих тепло: шерстяных тканей, фланели, меха и их разнообразных синтетических заменителей. Летнюю одежду шьют из легких тонких тканей светлой окраски, хорошо отражающей солнечные лучи.

В удобной, не стесняющей движений одежде человек легко двигается.

1. Рассмотрите механизм терморегуляции в условиях жары и холода. 2. Каков механизм терморегуляции при мышечной работе. 3. Роль гипоталамуса в терморегуляции. 4. Что способствует возникновению теплового и солнечного удара? 5. Какова доврачебная помощь пострадавшим от теплового и солнечного удара? 6. Какое значение для людей, живущих в тропических и субтропических странах, имеет смуглая окраска кожи? 7. Каковы требования, предъявляемые к одежде?

Изменения физических свойств топлива при низких температурах

С понижением температуры увеличиваются вязкость и плотность бензина, вследствие чего ухудшается протекание его через жиклеры карбюратора. При понижении температуры от +40 до минус 10° С вязкость бензина увеличивается на 76%, а плотность — на 6%. Распыл бензина в смесительной камере карбюратора с увеличением поверхностного натяжения ухудшается.

Рис. Зависимость кинематической вязкости 1 и плотности 2 бензина от температуры

С понижением же температуры от +30 до минус 20° С коэффициент избытка воздуха при смесеобразовании возрастает на 18%. Минимальные температуры окружающего воздуха, при которых возможно нормальное смесеобразование при условии полного испарсния топлива, должны находиться в пределах + 1 минус 10° С для коэффициента избытка К=(1—0,6).

Испаряемость бензина зависит в основном от давления насыщенных паров: чем ниже давление, тем слабее интенсивность испарения. При понижении температуры окружающего воздуха происходит дальнейшее ухудшение испаряемости бензина, и при возрастании коэффициента избытка воздуха К до 1,4 воспламенение рабочей смеси становится практически невозможным.

Пусковые качества бензина характеризуются температурой испарения 10% его при перегонке, которая для автомобильных бензинов А-66 и А-72 равна 79 и 70° С, что обеспечивает удовлетворительный пуск холодного двигателя при температурах не ниже минус 10—15° С, что недостаточно.

Учитывая действительные условия, надо использовать северный автомобильный бензин.

Чтобы избежать повышенных износов деталей двигателей, недопустимо зимой применять топливо с повышенным (свыше 0,2%) содержанием серы.

В сортах топлива, полученных из нефти с повышенным содержанием серы, при сгорании образуется конденсат влаги, содержащейся в продуктах сгорания, который соединяется с окислами серы и образует агрессивную кислоту, воздействующую на рабочие поверхности деталей и вызывающую повышенный их износ. Установлено, что низкокипящие углеводороды при низких температурах влияют на пусковые качества бензинов и образование паровых пробок при положительных температурах окружающего воздуха.

У северных сортов бензина, обеспечивающих надежную эксплуатацию автомобилей в условиях низких температур, температура начала, кипения должна находиться в пределах 30—35° С, температура испарения 10%—в пределах 45—55° С и давление насыщенных паров — в пределах от 600 до 700 мм рт. ст. Содержание серы не должно превышать 0,1 %.

Читайте также:  Митсубиси лансер цедия cs5w схема предохранителей

Как показали исследования, применение указанного северного сорта бензина при температуре наружного воздуха минус 30° С снижает число пусковых оборотов коленчатого вала двигателя до 22—25 об/мин, сокращает почти в 2 раза время пуска и обеспечивает устойчивую работу двигателяуже через 3—5 мин после пуска.

В результате исследований и опытной эксплуатации созданы оптимальные показатели качества бензина для северных районов, включенные в новый стандарт на автомобильные бензины ГОСТ 2084—67.

При применении северного сорта бензина летом при температуре наружного воздуха порядка +35° С образования паровых пробок не происходит. Поэтому бензин в северных районах страны может использоваться как единый всесоюзный.

Вязкость дизельного топлива, особенно летних сортов, под воздействием низких температур от минус 18 до минус 20° С увеличивается, в результате ухудшается прокачиваемость его через приборы питания, что приводит к нарушению процессов смесеобразования и сгорания в цилиндрах двигателя. При дальнейшем понижении температуры топливо из-за выпадения парафинистых отложений полностью утрачивает подвижность и текучесть. Характер изменения вязкости дизельного топлива и керосина приведен на рисунке.

Рис. Зависимость вязкости дизельного топлива 1 и керосина 2 от температуры

При значительном понижении температуры поступающего в цилиндры двигателя дизельного топлива запаздывает момент его самовоспламенения. При попадании в цилиндры дизельного топлива и воздуха, охлажденных до минус 30° С и ниже, момент воспламенения настолько опаздывает, что топливо в цилиндрах не успевает воспламениться и выбрасывается через выпускные клапаны в атмосферу. Поэтому топливо необходимо предварительно нагревать до температуры 30—40° С.

Из последних образцов топлива для дизелей следует указать на дизельное топливо ДСА для эксплуатации быстроходных дизелей в условиях низких температур, которое успешно опробовано в условиях Севера. По сравнению со стандартными топливами марки ДА (ГОСТ 4749-9 ) и марки А (ГОСТ 305—62) оно имеет улучшенные показатели.

Следует заметить, что расход топлива при пуске холодного двигателя и последующем прогреве его при оборотах холостого хода с понижением температуры увеличивается. Так, для пуска и разогрева до 60° С двигателя ЗИЛ-120 при температуре окружающего воздуха минус 20—25° С требуется 3 л бензина, а при температуре минус 30—35° С — до 5 л.

Не рекомендуется для облегчения пуска дизеля добавлять бензин в дизельное топливо. Это снижает вязкость, но повышает температуру самовоспламенения смеси. В результате пуск затрудняется еще больше.

Медицина мира

Скорость движения воздуха играет основную роль при теплопотерях, связанных с конвекцией и потоиспарением. При высокой температуре окружающей среды его подвижность способствует удалению тепла из организма (охлаждению кожи). Зимой наоборот, ветер вызывает переохлаждение кожи и увеличивает опасность обморожений. Скорость движения воздуха рефлекторно влияет на метаболизм (по мере понижения температуры воздуха и увеличении скорости движения воздуха повышается теплопродукция). Сильный ветер (более 20 м/с) нарушает ритм дыхания, препятствует выполнению физической работы и передвижению. Умеренный ветер оказывает бодрящее действие. Нормируется скорость движения воздуха лишь закрытых помещений, так как на открытом воздухе человек не может повлиять на ее изменение. Наиболее благоприятная подвижность атмосферного воздуха в летнее время равна 1-5 м/с. Скорость движения воздуха в закрытом помещении не должна превышать 0,3 м/с (гигиенический норматив 0,1-0,3 м/с).

Температура воздуха, температурный режим, теплообмен

Температура является постоянно действующим фактором окружающей среды. Человек подвергается действию колебаний температуры воздуха в различных климатических районах, при изменении погодных условий, при нарушении температурного режима в общественных зданиях. У человека и всех теплокровных (гомойотермных) температура тела сохраняется на постоянном уровне, значительно превышающем температуру окружающей среды, за счет поведенческих и автономных способов терморегуляции. В норме у человека теплопродукция равна теплоотдаче. Все протекающие в организме у человека химические реакции, включая процессы обмена веществ, зависят от температуры. Интенсивность процессов превращения энергии у человека:

Теплопродукция. Когда для поддержания постоянства температуры тела требуется дополнительное тепло, оно может быть выработано следующими способами:

— за счет произвольной активности локомоторного аппарата;

— за счет непроизвольной тонической или ритмической мышечной активности (феномен «дрожи», вызванный холодом);

— за счет ускорения обменных процессов, не связанных с сокращением мышц. Эта форма выработки тепла называется «недрожательный» термогенез.

Читайте также:  Как не позволить незамерзайке испортить вам жизнь; Лайфхакер

У взрослого человека наиболее важным непроизвольным механизмом теплопродукции является дрожь. Все это автономные способы терморегуляции. К поведенческим механизмам терморегуляции относятся: сокращение времени пребывания на холоде или в жаркую погоду, соответствующая одежда, питье, питание и т.д.

Отдача тепла из организма осуществляется в основном за счет конвекции, излучения и испарения.

Влажность воздуха

Влажность воздуха – это выраженное в процентах содержание водяных паров в воздухе.

Атмосферное давление представляет собой сумму парциальных давлений всех газов, составляющих атмосферу, в том числе водяного пара.

Для количественной характеристики содержания водяного пара в воздухе используется абсолютная и относительная влажность.

Абсолютной влажностью называют количество водяного пара, содержащегося 1 м.куб воздуха (плотность водяных паров). Измеряется в г/куб.м.

Относительная влажность – отношение абсолютной влажности к тому количеству водяного пара, которое необходимо для насыщения 1 куб.м. воздуха при данной температуре. Выражается в процентах (%).

Наиболее точным способом определения относительной влажности является измерение точки росы. При достижении точки росы в воздухе или на предметах, с которыми он соприкасается, начинается конденсация водяного пара (роса – капли жидкости на растениях, листьях; туман – капли жидкости, взвешенные в воздухе).

Чем ниже температура воздуха, тем меньше водяных паров необходимо для его максимального насыщения, и наоборот, для максимального насыщения воздуха при высокой температуре абсолютная влажность должна иметь большое значение.

Чем больше дефицит влажности, тем суше воздух, тем больше водяных паров он может воспринять, следовательно, тем интенсивнее может быть отдача тепла потоиспарением. При температуре воздуха близкой к температуре кожи отдача тепла в основном происходит через потоиспарение. При сочетании высокой температуры воздуха и высокой относительной влажности (более 90%) испарение пота практически исключено, пот выделяется, но не испаряется, поверхность кожи не охлаждается, наступает перегревание организма. При высоких температурах воздуха низкая и умеренная относительная влажность (до 70%) способствует усиленному потоиспарению, что исключает перегревание. При низких температурах сухой воздух уменьшает теплопотери вследствие плохой теплопроводности.

Нкблагоприятное влияние сухого воздуха проявляется только при крайних степенях его сухости. Чрезмерно сухой воздух при низкой относительной влажности (менее 20%) иссушает слизистую оболочку носа, глотки и рта. На слизистых оболочках образуются трещины, которые легко инфицируются, что способствует развитию воспалительных явлений. Действие на организм сухого воздуха усугубляется при его большой подвижности. Горячий ветер не только вызывает перегревание, но и ухудшает самочувствие человека, снижает работоспособность.

Показателями микроклимата являются температура воздуха и его относительная влажность, скорость движения воздуха, тепловое излучение. Напряжение систем терморегуляции, нарушение температурного гомеостаза человека могут приводить к разнообразным функциональным и патологическим нарушениям, изменению реакций организма на другие потенциально вредные воздействия (сочетанное действие с вибрацией, шумом, химическими веществами).

Оптимальное тепловое состояние человека характеризуется отсутствием общих и (или) локальных дискомфортных теплоощущений, минимальным напряжением механизмов терморегуляции и служит предпосылкой длительного сохранения высокой работоспособности.

Допустимое тепловое состояние – сопровождается незначительными общими и (или) локальными дискомфортными теплоощущениями, сохранение термостабильности организма в течение всей рабочей смены при умеренном напряжении механизмов терморегуляции. При этом может быть временное (в течение рабочей смены) снижение работоспособности, но состояние здоровья не нарушается.

Предельно допустимое тепловое состояние человека проявляется выраженными общими и (или) локальными дискомфортными теплоощущениями, значительным напряжением механизмов терморегуляции. Это состояние не гарантирует сохранения термического гомеостаза и здоровья, ограничивает работоспособность.

Недопустимо тепловое состояние с чрезмерным напряжением механизмов терморегуляции, приводящим к нарушению состояния здоровья.

При гигиеническом нормировании микроклимата в производственных помещениях исходят из поддержания теплового состояния работающих на оптимальном или допустимом уровне. Нормы микроклимата дифференцированы с учетом периода года, категории работ по уровню энергозатрат. Для жилых, общественных или административных помещений установлены оптимальные и допустимые параметры температуры, относительной влажности воздуха, скорости движения воздуха и интенсивности теплового облучения для холодного/переходного и теплого периодов года. Например, для теплого периода года оптимальными считаются температура равная 22-24 градуса, относительная влажность 40-60%, скорость движения воздуха не более 0,1 м/с. Допустимы для этого периода года температура 20-28 градусов, относительная влажность 20-60 %, скорость движения воздуха не более 0,2 м/с, интенсивность теплового облучения не более 35 Вт/кв.м.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector