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.
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.
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.
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 về Môi trường từ danh sách Bán chạy nhất của Amazon
"Mùa xuân im lặng"
bởi Rachel Carson
Cuốn sách kinh điển này là một bước ngoặt trong lịch sử của chủ nghĩa môi trường, thu hút sự chú ý đến tác hại của thuốc trừ sâu và tác động của chúng đối với thế giới tự nhiên. Công việc của Carson đã giúp truyền cảm hứng cho phong trào môi trường hiện đại và vẫn còn phù hợp cho đến ngày nay, khi chúng ta tiếp tục vật lộn với những thách thức về sức khỏe môi trường.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Trái đất không thể ở được: Cuộc sống sau khi nóng lên"
của David Wallace-Wells
Trong cuốn sách này, David Wallace-Wells đưa ra lời cảnh báo rõ ràng về tác động tàn phá của biến đổi khí hậu và nhu cầu cấp thiết phải giải quyết cuộc khủng hoảng toàn cầu này. Cuốn sách dựa trên nghiên cứu khoa học và các ví dụ thực tế để cung cấp một cái nhìn nghiêm túc về tương lai mà chúng ta phải đối mặt nếu chúng ta không hành động.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Cuộc sống ẩn giấu của cây cối: Chúng cảm thấy gì, chúng giao tiếp như thế nào? Những khám phá từ một thế giới bí mật"
bởi Peter Wohlleben
Trong cuốn sách này, Peter Wohlleben khám phá thế giới kỳ thú của cây cối và vai trò của chúng trong hệ sinh thái. Cuốn sách dựa trên nghiên cứu khoa học và kinh nghiệm của chính Wohlleben với tư cách là người đi rừng để cung cấp những hiểu biết sâu sắc về những cách thức phức tạp mà cây cối tương tác với nhau và với thế giới tự nhiên.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Ngôi nhà của chúng ta đang bốc cháy: Cảnh một gia đình và một hành tinh đang gặp khủng hoảng"
của Greta Thunberg, Svante Thunberg và Malena Ernman
Trong cuốn sách này, nhà hoạt động khí hậu Greta Thunberg và gia đình cô kể lại hành trình của họ nhằm nâng cao nhận thức về nhu cầu cấp thiết phải giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Cuốn sách cung cấp một tài khoản mạnh mẽ và cảm động về những thách thức chúng ta phải đối mặt và sự cần thiết phải hành động.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Sự tuyệt chủng thứ sáu: Một lịch sử không tự nhiên"
của Elizabeth Kolbert
Trong cuốn sách này, Elizabeth Kolbert khám phá sự tuyệt chủng hàng loạt đang diễn ra của các loài do hoạt động của con người, dựa trên nghiên cứu khoa học và các ví dụ thực tế để cung cấp một cái nhìn nghiêm túc về tác động của hoạt động của con người đối với thế giới tự nhiên. Cuốn sách đưa ra lời kêu gọi hành động thuyết phục để bảo vệ sự đa dạng của sự sống trên Trái đất.
