머리를 통해 대부분의 열을 잃습니까?

머리를 통해 대부분의 열을 잃습니까?
손과 발을 제외하고 신체의 다른 부분보다 머리에서 열을 잃을 가능성이 더 이상 없습니다. 테일러 매켄지

날씨가 식기 시작하고 겨울철 옷이 옷장에 들어가면 몇 가지 독특한 조합이 나타납니다. 반바지와 스카프; 끈 및 재킷; 티셔츠와 비니. 마지막은 종종 오래된 말로 설명됩니다 : 당신은 머리를 통해 대부분의 머리를 잃습니다. 그러나 실제로 과학자들은 이것이 사실이 아니라는 것을 알고 있습니다.

먼저 열교환의 기본 사항으로 돌아가 봅시다.

인간의 열 교환은 신체적 원리, 체형 및 크기의 변화, 그리고 변경된 피부 혈류, 떨림 및 발한과 같은 생리 학적 조절 메커니즘의 조합에 의해 지시됩니다. 이러한 상호 작용은 안정적인 심체 온도를 유지하며 일반적으로 37 ° C 미만입니다.

동안 생존 가능한 극단 13.7 ° C 및 46.5 ° C의 온도가보고 된 경우이 온도가 35 ° C 아래로 떨어지거나 40 ° C 이상으로 올라가면 비참하고 기분이 나빠질 수 있습니다.

물리적 원리

몸을 넘어서 보면 열은 건조한 경로 (방사선, 대류, 전도)와 수분의 증발을 통해 모든 물체 사이에서 교환됩니다.

건조 경로의 경우 열 에너지는 더 높은 지역에서 더 차가운 지역으로 이동하며 이러한 물체 간의 온도 차이에 따라 교환 속도가 달라집니다.

증발 냉각을 위해 물 분자는 습한 표면을 떠나 습기가 적은 공기로 들어가 열을가합니다.


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이것이 열교환의 첫 번째 원칙입니다.

몸 모양과 크기

큰 표면에서는 열이 더 빨리 손실 될 수 있습니다. 그럼에도 불구하고, 큰 덩어리는 더 큰 열 안정성을 가지며, 온도의 빠르고 중대한 변화에 저항합니다. 따라서 표면적과 질량 사이의 상호 작용은 또 다른 첫 번째 원칙을 제공합니다. 물체의 온도 변화는 표면적 대 질량의 비율에 의해 결정됩니다.

따라서 웨이퍼-얇은 직사각형 프리즘은 열을 매우 빠르게 손실하지만, 어떤 물체의 표면적 대 부피 비율이 가장 작은 구는 열 손실에 대한 가장 큰 저항을 제공합니다. 그러므로 사람의 머리 모양이 상대적으로 구형이기 때문에 우리는 1 원칙 과학에 기초하여 열 손실 신화에 도전하게됩니다.

머리를 통해 대부분의 열을 잃습니까?
큰 부리 새 부리를 이용하면 새가 빨리 식을 수 있습니다. 플리커 / 브렌트

그러나 피부 혈류의 생리 학적 제어를 무시할 수는 없습니다. 이는 열이 소산을 위해 피부로 전달되고 땀이 나므로 공기가 피부보다 더 뜨거울 때 열 손실을 촉진합니다.

자연 선택이 어떻게 온도 조절을 지원하기 위해 생리 학적 변화를 일으켰는지에 대한 많은 예가 있습니다. 토코 큰 부리 새를 가져 가십시오.이 조류 지폐의 넓은 표면적은 혈액 공급과 결합하여 매우 효율적인 방열. 코끼리 귀에도 마찬가지입니다.

인간에서 가장 가까운 것은 손과 발.

생리적 제어

머리는 피부 혈액이 흐르기 때문에 표면에 많은 혈관이 있어도 이상적인 라디에이터는 아닙니다. 크게 변하지 않습니다 편안하게 쉬거나 극도로 식었을 때. 누군가가 위험한 고온, 머리 피부 혈류량은 손과 발 동일한 가열 자극에 대해.

또한 대부분의 머리에는 약 50 %의 머리카락이 포함되어있어 공기를 가두 고 열 교환을 차단합니다. (슬프게도) 모든 헤드가이 일반화를 준수하는 것은 아닙니다.

헤드는 증발 냉각에도 좋지 않습니다. 이마는 가장 많은 우리가 쉬고있을 때 단위 면적당 땀 분비 부위, 헤어 라인 내부의 부위에서 땀이 발생합니다. 이 비율의 절반.

머리를 통해 대부분의 열을 잃습니까?장갑과 양말은 따뜻하게 유지하는 데 도움이됩니다. 하 타나카

사실, 머리는 약 7 % 체 표면적의 감소로 인해 휴식시 전신 증발 냉각에 대한 기여는 10 %에 불과하고 손, 등, 허벅지 및 다리의 것보다 적습니다. 이 열 손실은 운동 중에 3 배가 될 수 있지만 여전히 만 13 % 총 증발량.

따라서 헤드의 온도가 열 손실에 적합하더라도 형상이나 가열 또는 냉각에 대한 생리 학적 반응으로 인해 열 손실에 중요한 위치를 차지하지 않는 것 같습니다.

머리를 가리는 것이 대부분의 다른 신체 부위를 덮는 것보다 따뜻하게 유지하는 데 더 효과적이지 않습니다. 다시 말해, 손과 발을 제외한 신체의 다른 부분보다 머리에서 열을 잃을 가능성이 더 이상 없습니다. 장갑과 양말을 착용하는 것이 가장 좋습니다.대화

저자에 관하여

Nigel Taylor, 열 생리학 부교수, 울릉공 대학

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.

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