Bạn có mất nhiệt nhiều nhất qua đầu không?

Bạn có mất nhiệt nhiều nhất qua đầu không?
Bạn không có khả năng mất nhiệt từ đầu hơn các bộ phận khác trên cơ thể - ngoại trừ tay và chân. Taylor Mackenzie

Khi thời tiết bắt đầu lạnh dần và quần áo mùa đông quay vào tủ quần áo của chúng tôi, một số kết hợp đặc biệt xuất hiện: quần short và khăn quàng cổ; dép và áo khoác; Áo phông và beanies. Điều cuối cùng thường được giải thích với một câu nói cũ: bạn mất phần lớn đầu qua đầu. Nhưng, trên thực tế, các nhà khoa học biết điều này là sai sự thật.

Đầu tiên, chúng ta hãy quay trở lại những điều cơ bản của trao đổi nhiệt.

Trao đổi nhiệt của con người được quyết định bởi sự kết hợp của các nguyên tắc vật lý, sự thay đổi về hình dạng và kích thước cơ thể và các cơ chế kiểm soát sinh lý như thay đổi lưu lượng máu trên da, run rẩy và đổ mồ hôi. Những tương tác này duy trì nhiệt độ cơ thể sâu ổn định, thường ở dưới mức 37 ° C.

Trong khi thái cực sống sót của 13.7 ° C và 46.5 ° C đã được báo cáo, bạn có thể cảm thấy khổ sở và không khỏe khi nhiệt độ này giảm xuống dưới 35 ° C hoặc tăng trên 40 ° C.

Nguyên lý vật lý

Nhìn ra ngoài cơ thể, nhiệt được trao đổi giữa tất cả các vật thể thông qua các con đường khô (bức xạ, đối lưu, dẫn truyền) và thông qua sự bốc hơi của độ ẩm.

Đối với các con đường khô, năng lượng nhiệt chuyển từ vùng nóng hơn sang vùng lạnh hơn, với tỷ giá hối đoái tùy thuộc vào chênh lệch nhiệt độ giữa các vật thể này.

Để làm mát bay hơi, các phân tử nước rời khỏi bề mặt ẩm để đi vào không khí ít ẩm hơn, lấy nhiệt với chúng.

Đây là những nguyên tắc đầu tiên của trao đổi nhiệt.

Hình dạng và kích thước cơ thể

Nhiệt có khả năng bị mất nhanh hơn từ các bề mặt lớn hơn. Tuy nhiên, khối lượng lớn có độ ổn định nhiệt lớn hơn và chống lại sự thay đổi nhanh chóng và đáng kể về nhiệt độ. Do đó, sự tương tác giữa diện tích bề mặt và khối lượng cung cấp một nguyên tắc đầu tiên khác: sự thay đổi nhiệt độ của bất kỳ vật thể nào được quyết định bởi tỷ lệ diện tích bề mặt của nó với khối lượng của nó.

Vì vậy, một lăng kính hình chữ nhật mỏng wafer mất nhiệt nhanh đáng kể, trong khi một quả cầu, có diện tích bề mặt nhỏ nhất so với tỷ lệ thể tích của bất kỳ vật thể nào, cung cấp khả năng chống mất nhiệt lớn nhất. Do đó, hình dạng tương đối hình cầu của đầu người, khiến chúng ta thách thức huyền thoại mất nhiệt trên cơ sở khoa học nguyên tắc đầu tiên.

Bạn có mất nhiệt nhiều nhất qua đầu không?
Cái mỏ của toco toucan cho phép con chim nhanh chóng hạ nhiệt. Flickr / Brent

Nhưng chúng ta không thể bỏ qua việc kiểm soát sinh lý lưu lượng máu của da, vì đây là cách nhiệt được truyền đến da để tiêu tan và đổ mồ hôi, tạo điều kiện cho việc mất nhiệt khi không khí nóng hơn da.

Có nhiều ví dụ về cách chọn lọc tự nhiên dẫn đến thay đổi sinh lý để hỗ trợ điều chỉnh nhiệt độ. Lấy toco toucan: diện tích bề mặt lớn của hóa đơn của loài chim này, kết hợp với nguồn cung cấp máu của nó, cho phép tản nhiệt rất hiệu quả. Điều tương tự áp dụng cho tai voi.

Ở người, tương đương gần nhất là tay và chân.

Kiểm soát sinh lý

Đầu không phải là một bộ tản nhiệt lý tưởng, mặc dù nó có nhiều mạch máu gần bề mặt của nó, vì dòng máu của da không thay đổi đáng kể khi một người đang nghỉ ngơi thoải mái hoặc mát mẻ đáng kể. Ngay cả khi ai đó có một nhiệt độ cao nguy hiểm, lưu lượng máu da đầu tăng ít hơn nhiều so với tay và chân cho các kích thích sưởi ấm tương tự.

Ngoài ra, hầu hết các đầu đều có độ che phủ của 50%, giúp giữ không khí và cách nhiệt chống lại sự trao đổi nhiệt. Mặc dù (thật đáng buồn) không phải tất cả các đầu phù hợp với khái quát này.

Đầu cũng không tuyệt vời để làm mát bay hơi. Trong khi trán là sung mãn nhất vị trí bài tiết mồ hôi trên một đơn vị diện tích khi chúng ta nghỉ ngơi, đổ mồ hôi từ các vị trí bên trong đường chân tóc xảy ra tại một nửa tỷ lệ này.

Bạn có mất nhiệt nhiều nhất qua đầu không?Găng tay và vớ sẽ giúp bạn giữ ấm. K Hatanaka

Trong thực tế, người đứng đầu đại diện chỉ khoảng 7% của diện tích bề mặt cơ thể, do đó, đóng góp của nó trong việc làm mát bay hơi toàn thân khi nghỉ ngơi chỉ là 10%, và ít hơn so với tay, lưng, đùi và chân dưới. Mặc dù sự mất nhiệt này có thể tăng gấp ba trong khi tập thể dục, nhưng nó vẫn chiếm chỉ 13% của tổng lượng bốc hơi.

Vì vậy, có vẻ như mặc dù nhiệt độ của đầu làm cho nó rất phù hợp với việc mất nhiệt, nhưng hình học cũng như phản ứng sinh lý của nó đối với việc sưởi ấm hoặc làm mát khiến nó trở thành một vị trí quan trọng đối với sự mất nhiệt.

Che đầu của bạn không hiệu quả hơn trong việc giữ ấm cho bạn hơn là che phủ hầu hết các vùng cơ thể khác. Nói cách khác, bạn không có khả năng bị mất nhiệt từ đầu hơn các bộ phận khác trên cơ thể - ngoại trừ tay và chân. Vì vậy, đeo găng tay và vớ là đặt cược tốt nhất của bạn.Conversation

Lưu ý

Nigel Taylor, Phó Giáo sư Sinh lý Nhiệt, Đại học Wollongong

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

The Swarm Human: Làm thế nào các xã hội của chúng ta phát sinh, phát triển và sụp đổ

bởi Mark W. Moffett
0465055680Nếu một con tinh tinh mạo hiểm vào lãnh thổ của một nhóm khác, nó gần như chắc chắn sẽ bị giết. Nhưng một người New York có thể bay tới Los Angeles - hoặc Borneo - với rất ít nỗi sợ hãi. Các nhà tâm lý học đã làm rất ít để giải thích điều này: trong nhiều năm, họ cho rằng sinh học của chúng ta đặt giới hạn trên cao - về người 150 - trên quy mô của các nhóm xã hội của chúng ta. Nhưng xã hội loài người trên thực tế rộng lớn hơn nhiều. Làm thế nào để chúng ta quản lý - bằng và lớn - để hòa hợp với nhau? Trong cuốn sách phá vỡ mô hình này, nhà sinh vật học Mark W. Moffett đã rút ra những phát hiện trong tâm lý học, xã hội học và nhân học để giải thích sự thích nghi xã hội ràng buộc xã hội. Ông khám phá sự căng thẳng giữa bản sắc và ẩn danh xác định cách các xã hội phát triển, hoạt động và thất bại. Vượt qua Súng, Vi trùng và ThépSapiens, Con người cho thấy loài người đã tạo ra những nền văn minh rộng lớn với sự phức tạp vô song - và những gì nó sẽ cần để duy trì chúng. Có sẵn trên Amazon

Môi trường: Khoa học đằng sau những câu chuyện

của Jay H. Withgott, Matthew Laposata
0134204883Môi trường: Khoa học đằng sau những câu chuyện là một cuốn sách bán chạy nhất cho khóa học khoa học môi trường giới thiệu được biết đến với phong cách kể chuyện thân thiện với sinh viên, tích hợp các câu chuyện thực tế và nghiên cứu trường hợp, và trình bày về khoa học và nghiên cứu mới nhất. Các 6th bản có các cơ hội mới để giúp sinh viên thấy được mối liên hệ giữa nghiên cứu trường hợp tích hợp và khoa học trong mỗi chương và cung cấp cho họ cơ hội để áp dụng quy trình khoa học vào các vấn đề môi trường. Có sẵn trên Amazon

Hành tinh khả thi: Hướng dẫn về cuộc sống bền vững hơn

bởi Ken Kroes
0995847045Bạn có lo ngại về tình trạng của hành tinh chúng ta và hy vọng rằng các chính phủ và tập đoàn sẽ tìm thấy một cách bền vững để chúng ta sống? Nếu bạn không nghĩ về nó quá khó, điều đó có thể làm việc, nhưng nó sẽ? Còn lại, với các trình điều khiển phổ biến và lợi nhuận, tôi không quá tin rằng nó sẽ. Phần còn thiếu của phương trình này là bạn và tôi. Các cá nhân tin rằng các tập đoàn và chính phủ có thể làm tốt hơn. Các cá nhân tin rằng thông qua hành động, chúng ta có thể mua thêm một chút thời gian để phát triển và thực hiện các giải pháp cho các vấn đề quan trọng của mình. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn Nội địa.com, MightyNatural.com, ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}