शरीर में कितनी गर्मी पैदा होती है मानव शरीर में ताप नियमन का तंत्र। शरीर का तापमान मापने के लिए चिकित्सा उपकरण

शरीर के तापमान को नियंत्रित करने वाले शारीरिक तंत्रों के समूह को थर्मोरेग्यूलेशन की शारीरिक प्रणाली कहा जाता है।
शरीर में गर्मी उत्पन्न होना। प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट के टूटने के दौरान पोषक तत्वों के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप शरीर में गर्मी बनती है। जो ऊर्जा पहले उनमें गुप्त अवस्था में थी, वह शरीर द्वारा उत्सर्जित, उपभोग की गई और अंततः ऊष्मा के रूप में उत्सर्जित होती है।
वह स्थान जहाँ ऊष्मा का मुख्य उत्पादन होता है वह मांसपेशियाँ हैं। यह प्रक्रिया तब भी चलती रहती है जब व्यक्ति आराम कर रहा होता है। छोटी-मोटी मांसपेशीय हरकतें पहले से ही अधिक गर्मी उत्पन्न करने में योगदान करती हैं, और चलते समय, इसकी मात्रा 60-80% तक बढ़ जाती है। मांसपेशियों के काम के दौरान गर्मी का निर्माण 4-5 गुना बढ़ जाता है। कंकाल की मांसपेशियों के अलावा, पेट, आंतों, यकृत, गुर्दे और अन्य अंगों में गर्मी उत्पन्न होती है।
शरीर में गर्मी के बनने के साथ-साथ उसकी वापसी भी होती है। शरीर जितनी गर्मी उत्पन्न करता है उतनी ही गर्मी खो देता है, अन्यथा व्यक्ति कुछ ही घंटों में मर जाएगा।
शरीर द्वारा ऊष्मा के निर्माण और विमोचन के नियमन की इन जटिल प्रक्रियाओं को थर्मोरेग्यूलेशन कहा जाता है और ये कई अनुकूली तंत्रों द्वारा की जाती हैं, जिन पर अब हम विचार करेंगे।
ऊष्मा उत्पादन और ऊष्मा स्थानांतरण का विनियमन। शरीर का तापमान स्थिर रहता है क्योंकि शरीर में गर्मी का बनना और निकलना दोनों नियंत्रित होते हैं।
शरीर द्वारा ऊष्मा का उपभोग विभिन्न तरीकों से किया जाता है। गर्मी हस्तांतरण का मुख्य तरीका चालन द्वारा गर्मी का नुकसान है, यानी, आसपास की हवा और विकिरण का ताप; इसके अलावा, पसीने के वाष्पीकरण आदि के लिए साँस छोड़ने वाली हवा के साथ गर्मी का सेवन किया जाता है।
नतीजतन, मानव शरीर का तापमान इस तथ्य के कारण स्थिर रहता है कि, एक तरफ, ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की तीव्रता, यानी गर्मी का गठन, नियंत्रित होता है, और दूसरी तरफ, गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता और मात्रा नियंत्रित होती है। . नियमन की इन दो विधियों को रासायनिक और भौतिक थर्मोरेग्यूलेशन कहा जाता है।
रासायनिक थर्मोरेग्यूलेशन को पर्यावरण के प्रभाव में चयापचय की तीव्रता में बदलाव के रूप में समझा जाता है। हवा के तापमान और शरीर में चयापचय के बीच एक निश्चित संबंध है। इसलिए, जब हवा का तापमान कम हो जाता है, तो शरीर में गर्मी का निर्माण बढ़ जाता है।
अधिकांश ऊष्मा मांसपेशियों में उत्पन्न होती है। ठंड में मांसपेशियां कांपने लगती हैं। जब परिवेश का तापमान गिरता है, तो तापमान की जलन महसूस करने वाले त्वचा रिसेप्टर्स चिढ़ जाते हैं: उनमें उत्तेजना पैदा होती है, जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में जाती है और वहां से मांसपेशियों तक जाती है, जिससे उनमें संकुचन होता है। इस प्रकार, ठंड के मौसम में या ठंडे कमरे में हम जो कंपकंपी और ठंड का अनुभव करते हैं, वह प्रतिवर्ती क्रियाएं हैं जो चयापचय को बढ़ाती हैं, और इसलिए गर्मी उत्पादन को बढ़ाती हैं। ठंड के प्रभाव में चयापचय में वृद्धि होती है, तब भी जब मांसपेशियों में कोई हलचल नहीं होती है।
पेट के अंगों - यकृत और गुर्दे - में भी महत्वपूर्ण मात्रा में गर्मी उत्पन्न होती है। इसे लीवर से आने और जाने वाले रक्त के तापमान को मापकर देखा जा सकता है। इससे पता चलता है कि बाहर बहने वाले रक्त का तापमान अंदर आने वाले रक्त के तापमान से अधिक होता है। इसलिए, जब रक्त यकृत से प्रवाहित होता है तो वह गर्म हो जाता है।
जैसे-जैसे हवा का तापमान बढ़ता है, शरीर में गर्मी का उत्पादन कम हो जाता है।
भौतिक थर्मोरेग्यूलेशन। परिवेश के तापमान में वृद्धि या कमी के साथ, न केवल ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएं बदलती हैं, अर्थात् गर्मी उत्पादन, बल्कि गर्मी हस्तांतरण भी होता है, और तापमान में कमी के साथ, गर्मी हस्तांतरण कम हो जाता है, और वृद्धि के साथ यह बढ़ जाता है।
शरीर द्वारा गर्मी मुख्य रूप से चालन और विकिरण द्वारा उत्सर्जित होती है, और केवल कुछ भाग - अन्य तरीकों से। इस प्रकार, चालन द्वारा गर्मी हस्तांतरण शरीर में उत्पन्न सभी गर्मी का 31% है, विकिरण द्वारा - 44%, त्वचा द्वारा पानी वाष्पित होने पर 10% नष्ट हो जाता है, फेफड़ों द्वारा पानी वाष्पित होने पर 12% नष्ट हो जाता है, 3% गर्मी साँस के अंदर ली गई हवा और उत्सर्जित मूत्र और मल को गर्म करने में खर्च होती है।
चालन द्वारा, शरीर आस-पास की हवा और जिन वस्तुओं के संपर्क में आता है उन्हें गर्म करने के लिए गर्मी खो देता है। ऊष्मा स्थानांतरण का दूसरा तरीका ऊष्मा विकिरण है। उसी समय ऐसा होता है
शरीर से कुछ दूरी पर वस्तुओं को गर्म करना।
ऊष्मा स्थानांतरण कैसे बदलता है? गर्मी हस्तांतरण में एक महत्वपूर्ण भूमिका त्वचा वाहिकाओं के विस्तार और संकुचन द्वारा निभाई जाती है। हर कोई जानता है कि ठंडी, ठंडी हवा में, एक व्यक्ति की त्वचा पीली हो जाती है, और जब हवा गर्म होती है, लाल-गर्म होती है, तो यह लाल हो जाती है।
त्वचा के रंग में परिवर्तन इस तथ्य के कारण होता है कि ठंड के प्रभाव में, रक्त वाहिकाएं, मुख्य रूप से धमनियां संकीर्ण हो जाती हैं। परिणामस्वरूप, शरीर की सतह पर रक्त का प्रवाह कम हो जाता है, और परिणामस्वरूप, संचालन और विकिरण के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण भी कम हो जाता है।
गर्मी के प्रभाव में, त्वचा की वाहिकाओं का विस्तार होता है, रक्त शरीर की सतह पर प्रचुर मात्रा में प्रवाहित होता है, जो गर्मी के संचालन और विकिरण को बढ़ाने में योगदान देता है। इस प्रकार, पर्यावरण में गर्मी तभी जारी होती है जब हवा का तापमान शरीर के तापमान से कम होता है। त्वचा के तापमान और हवा के तापमान के बीच जितना कम अंतर होगा, पर्यावरण को उतनी ही कम गर्मी मिलेगी। ऐसे में पसीना अहम भूमिका निभाता है। जब 1 ग्राम पसीना वाष्पित हो जाता है, तो 0.58 किलो कैलोरी नष्ट हो जाती है। चूंकि पसीना और वाष्पीकरण किसी भी तापमान पर लगातार होता रहता है, इसलिए इस मामले में एक व्यक्ति द्वारा खोई जाने वाली कैलोरी की मात्रा पसीने की तीव्रता पर निर्भर करती है। औसत तापमान पर एक व्यक्ति प्रतिदिन लगभग 800 मिलीलीटर पसीना बहाता है। इतनी मात्रा में पसीना बर्बाद होने पर 450-500 किलो कैलोरी की खपत होती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, पसीने का स्राव बढ़ता है और कभी-कभी कई लीटर तक पहुंच जाता है।
सबसे अधिक मात्रा में पसीना तब निकलता है जब हवा का तापमान शरीर के तापमान के बराबर या उससे अधिक होता है। इन परिस्थितियों में, विकिरण के संचालन द्वारा ऊष्मा का स्थानांतरण संभव नहीं है, और इसलिए इसका उपभोग मुख्य रूप से पसीने द्वारा किया जाता है।
गर्म देशों या गर्म कमरों में, जहां हवा का तापमान 37 डिग्री सेल्सियस या थोड़ा अधिक होता है, गर्मी केवल वाष्पीकरण द्वारा ही निकलती है। वहीं, एक व्यक्ति से दिन भर में 4.5 लीटर तक पसीना निकलता है, जिससे 2400-2800 किलो कैलोरी का रिटर्न मिलता है।
शारीरिक कार्य के दौरान बड़ी मात्रा में पसीना बर्बाद होता है और यह किसी भी तापमान पर होता है। यह अनुमान लगाया गया है कि विशेष रूप से कड़ी मेहनत के दौरान एक व्यक्ति प्रति दिन 9 लीटर तक पसीना बहाता है और इस प्रकार, वाष्पीकरण द्वारा 5000 किलो कैलोरी तक छोड़ देता है।
पसीना आना काफी हद तक जलवाष्प के साथ हवा की संतृप्ति पर निर्भर करता है। समान तापमान की स्थिति में, अधिक पसीने का वाष्पीकरण होता है और परिणामस्वरूप, हवा में कम जल वाष्प सामग्री की स्थिति में अधिक गर्मी का नुकसान होता है। इसलिए, उन स्थानों पर गर्मी आसानी से सहन की जाती है जहां हवा शुष्क होती है।
पसीने के वाष्पीकरण को अभेद्य कपड़ों (रबर, एंटी-स्वीट सूट, आदि) द्वारा रोका जाता है। ऐसे कपड़ों में व्यक्ति को ठंड में भी पसीना आता है, क्योंकि उसके चारों ओर हवा की एक निरंतर परत बन जाती है, जो वेंटिलेशन की कमी के कारण अद्यतन नहीं होती है। हवा की यह परत वाष्प से संतृप्त होती है, जो पसीने के और अधिक वाष्पीकरण को रोकती है। इसलिए, इन सूटों में लंबे समय तक रहना असंभव है, क्योंकि इससे शरीर के तापमान में वृद्धि होती है।
गर्म देशों, गर्म कार्यशालाओं में, लंबी पदयात्रा के दौरान व्यक्ति का भारी मात्रा में पसीना बहता है। प्यास तो लगती है, परन्तु पानी से नहीं बुझती; इसके विपरीत, एक व्यक्ति जितना अधिक पानी पीता है, उसे उतना अधिक पसीना आता है और उतनी ही अधिक प्यास लगती है।
पसीने के साथ-साथ लवण भी नष्ट हो जाते हैं, इसलिए न केवल पानी की हानि, बल्कि लवण की हानि की भी भरपाई करना आवश्यक हो जाता है। इस प्रयोजन के लिए पीने के पानी में 0.5% नमक मिलाया जाता है। ऐसा हल्का नमकीन पानी गर्म दुकानों में, लंबी यात्राओं आदि के दौरान दिया जाता है। यह प्यास बुझाता है और स्वास्थ्य में सुधार करता है।
ऊष्मा स्थानांतरण में श्वसन एक भूमिका निभाता है। गर्मी फेफड़ों द्वारा पानी के वाष्पीकरण पर और आंशिक रूप से साँस ली गई हवा के गर्म होने पर खर्च होती है। ठंड में, सांस लेने की गति धीमी हो जाती है, और उच्च तापमान पर, सांस तेज हो जाती है, सांस की तथाकथित थर्मल कमी होती है।
बेहतर ताप स्थानांतरण के लिए वायु परिसंचरण का बहुत महत्व है। जब हवा गति में होती है, तो शरीर के चारों ओर गर्म और वाष्प-संतृप्त हवा की एक निरंतर परत नहीं बनती है। पंखे, फैनिंग आदि का यही महत्व है। दूसरी ओर, कपड़े हवा की एक निश्चित परत बनाते हैं और इस तरह गर्मी हस्तांतरण में बाधा डालते हैं।
चमड़े के नीचे की वसा द्वारा गर्मी हस्तांतरण को रोका जाता है। वसा की परत जितनी मोटी होगी, यह उतना ही खराब होगा। इसलिए, चमड़े के नीचे के ऊतकों में मोटी वसा की परत वाले लोग पतले लोगों की तुलना में ठंड को अधिक आसानी से सहन कर लेते हैं।
मानव शरीर का तापमान स्थिर रहता है। इसे बगल या मलाशय (शिशुओं में) में मापा जाता है। बगल में औसत तापमान 36.5-36.9 डिग्री सेल्सियस, मलाशय में - थोड़ा अधिक (37.2-37.5 डिग्री सेल्सियस) के बीच होता है। आंतरिक अंगों का तापमान शरीर के औसत तापमान से अधिक होता है, उदाहरण के लिए, यकृत का तापमान 38-38.5°C होता है। मानव शरीर का तापमान पूरे दिन बदलता रहता है। अपराह्न 3-4 बजे यह अपने न्यूनतम स्तर पर होता है।
रात, फिर धीरे-धीरे बढ़ती है, 16 बजे उच्चतम बिंदु पर पहुंचती है, और फिर से गिरावट शुरू हो जाती है। तापमान में उतार-चढ़ाव औसत मान के 0.5°C के भीतर होता है।
मांसपेशियों के काम के दौरान शरीर का तापमान तेजी से बढ़ सकता है और 38-39 डिग्री सेल्सियस या 40 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। कार्य समाप्त होने पर, यह तेजी से गिरता है और सामान्य मूल्य तक पहुँच जाता है।
शरीर के तापमान की स्थिरता पहले से वर्णित दो तंत्रों द्वारा बनाए रखी जाती है: रासायनिक और भौतिक थर्मोरेग्यूलेशन। हालाँकि, मानव शरीर की क्षमताएँ सीमित हैं, और कुछ शर्तों के तहत, ये तंत्र अपर्याप्त हैं। तब तापमान की स्थिरता का उल्लंघन होता है और या तो इसकी वृद्धि या कमी देखी जाती है। सामान्य से अधिक तापमान में वृद्धि को बुखार कहा जाता है। बुखार इसलिए हो सकता है क्योंकि गर्मी का उत्पादन बढ़ जाता है और गर्मी के नुकसान में कोई बदलाव नहीं होता है, या, इसके विपरीत, गर्मी का उत्पादन अपरिवर्तित रहता है, और गर्मी का नुकसान कम हो जाता है।
तापमान को 32-33°C तक कम करने के साथ-साथ इसे 42-43°C से ऊपर बढ़ाने से मृत्यु हो जाती है।
थर्मोरेग्यूलेशन केंद्र। थर्मोरेगुलेटरी सेंटर, जिसे थर्मल सेंटर कहा जाता है, डाइएनसेफेलॉन में स्थित है। इसकी गतिविधि दो कारकों द्वारा निर्धारित होती है: रक्त तापमान और प्रतिवर्त प्रभाव। यदि रक्त को धोने वाले डाइएनसेफेलॉन का तापमान बढ़ जाता है, तो थर्मोरेग्यूलेशन केंद्र उत्तेजित हो जाता है, और शरीर की गतिविधि में परिवर्तन होते हैं जो इसकी कमी में योगदान करते हैं। रक्त के तापमान में कमी के साथ, गर्मी उत्पादन केंद्र इस तरह से प्रतिक्रिया करता है कि तापमान में वृद्धि में योगदान देने वाली प्रक्रियाओं की तीव्रता बढ़ जाती है।
उत्तेजना का दूसरा तरीका प्रतिवर्ती प्रभाव है। मानव त्वचा पर तापमान में उतार-चढ़ाव के संपर्क में आने पर रिसेप्टर्स में उत्तेजना पैदा होती है, जो थर्मल सेंटर में प्रवेश करती है। वहां से, आवेग पहले से ही गर्मी उत्पादन (मांसपेशियों, यकृत, आदि) और गर्मी हस्तांतरण से जुड़े अंगों में जाते हैं, और उनकी गतिविधि में बदलाव का कारण बनते हैं। थर्मोरेग्यूलेशन के केंद्रों से गर्मी उत्पादन और गर्मी हस्तांतरण के अंगों तक उत्तेजना सहानुभूति तंत्रिका तंत्र के माध्यम से प्रेषित होती है।
सेरेब्रल कॉर्टेक्स थर्मोरेग्यूलेशन में असाधारण रूप से बड़ी भूमिका निभाता है। सामान्य परिस्थितियों में ऊष्मा उत्पादन और ऊष्मा स्थानांतरण की प्रक्रिया इसके प्रभाव में होती है।
हवा में किसी व्यक्ति के लिए थर्मोकम्फर्टेबल तापमान आमतौर पर + 19 डिग्री सेल्सियस, पानी में - + 34 डिग्री सेल्सियस होता है। ऐसे तापमान पर थर्मोरेग्यूलेशन सिस्टम चालू नहीं होता है।
शरीर का तापमान 36.6°C स्थिर बनाए रखने के लिए एक व्यक्ति को प्रतिदिन 200 किलो कैलोरी खर्च करने की आवश्यकता होती है।
शरीर के तापमान में 0.1° की भी कमी से रोग प्रतिरोधक क्षमता में कमी आती है।
प्रकृति में कोल्ड स्नैप, एक नियम के रूप में, बहुत तेज़ होते हैं। जलवायु संबंधी "आश्चर्य" को दर्द रहित तरीके से सहन करने के लिए, एक व्यक्ति को संयमित होना चाहिए।
जैसा कि आप जानते हैं, विभिन्न शक्तियों की उत्तेजनाओं के प्रति शरीर की प्रतिक्रिया के तीन स्तर होते हैं: प्रशिक्षण, सक्रियण और तनाव। बड़ी सर्दी मानसिक सहित तनाव है। यदि आप पहले से ही हाइपोथर्मिया से डरते हैं, ठंड में बाहर जाने से काफी पहले खुद को फ्रीज कर लेते हैं और लपेट लेते हैं, तो आपको तत्काल न केवल शरीर, बल्कि नसों को भी सख्त करने की जरूरत है। उत्तरजीविता प्रयोग से पता चला कि लोग, एक नियम के रूप में, ठंड से नहीं, बल्कि उसके डर से मरते हैं।
सख्त होने का मूड एक व्यक्ति के लिए एक रणनीतिक कार्य निर्धारित करता है: जीवन भर के लिए ठंड से दोस्ती करना। "आनंद की सीमा" आपको एक सामरिक समस्या को हल करने की अनुमति देती है: ठंड या गर्मी की खुराक देना। यदि रणनीति सख्त करने को प्रोत्साहित करती है, तो रणनीति सख्त करने के भार को नियंत्रित करती है। इसके अलावा, यह शरीर की व्यक्तिगत शारीरिक विशेषताओं के अनुसार और निश्चित रूप से, विशिष्ट जलवायु परिस्थितियों को ध्यान में रखते हुए ऐसा करता है।
संयम के प्रति मनोवैज्ञानिक दृष्टिकोण की आवश्यकता, उसमें रुचि - यह सबसे महत्वपूर्ण सिद्धांत है। आप इस पर समय बर्बाद नहीं कर सकते.
सख्त करने का सार थर्मोरेग्यूलेशन प्रक्रियाओं का प्रशिक्षण है, जिसमें गर्मी उत्पादन और गर्मी हस्तांतरण शामिल है। शीतलन एक ओर शरीर में गर्मी के उत्पादन में वृद्धि को उत्तेजित करता है, और दूसरी ओर, इसे संरक्षित करने की इच्छा को बढ़ाता है, न कि इसे बाहर देने की। प्रशिक्षण शरीर को ठंड के प्रति स्पष्ट रूप से प्रतिक्रिया करना, गर्मी उत्पादन में वृद्धि और कम गर्मी हस्तांतरण के साथ कम पर्यावरणीय तापमान पर त्वरित और सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करना सिखाता है। इस प्रकार, ठंड के बावजूद, शरीर का सामान्य तापमान बना रहता है। एक अनियंत्रित व्यक्ति में, थर्मोरेग्यूलेशन के तंत्र अधिक कमजोर रूप से काम करते हैं, शरीर का तापमान कम हो जाता है, जिससे प्रतिरक्षा रक्षा कमजोर हो जाती है और रोगजनक सूक्ष्मजीवों की गतिविधि में वृद्धि होती है। इसके परिणामस्वरूप - सर्दी, फ्लू, आदि, जो न केवल उन्हें काम करने की स्थिति से बाहर कर देता है, बल्कि हानिकारक प्रभाव भी जमा करता है, जो अनिवार्य रूप से शरीर की समग्र क्षमता को कमजोर करता है और इसकी जीवन शक्ति को कम करता है।

ऊष्मा मान
ताप स्रोत
ऊष्मा उत्पादन और ऊष्मा आपूर्ति
ताप का उपयोग
ताप आपूर्ति की नई प्रौद्योगिकियाँ

ऊष्मा मान

ऊष्मा पृथ्वी पर जीवन के स्रोतों में से एक है। अग्नि की बदौलत ही मानव समाज का जन्म और विकास संभव हुआ। प्राचीन काल से लेकर आज तक, ऊष्मा स्रोतों ने हमें ईमानदारी से सेवा दी है। तकनीकी विकास के अब तक के अभूतपूर्व स्तर के बावजूद, हजारों साल पहले की तरह, एक व्यक्ति को अभी भी गर्मी की जरूरत है। विश्व की जनसंख्या बढ़ने के साथ-साथ गर्मी की आवश्यकता भी बढ़ती है।

ऊष्मा मानव पर्यावरण के सबसे महत्वपूर्ण संसाधनों में से एक है। इंसान के लिए खुद का जीवन बनाए रखना जरूरी है। प्रौद्योगिकियों के लिए ऊष्मा की भी आवश्यकता होती है, जिसके बिना आधुनिक मनुष्य अपने अस्तित्व की कल्पना भी नहीं कर सकता।

ताप स्रोत

ऊष्मा का सबसे पुराना स्रोत सूर्य है। बाद में, आग मनुष्य के निपटान में थी। इसके आधार पर मनुष्य ने जीवाश्म ईंधन से ऊष्मा प्राप्त करने की तकनीक बनाई।

अपेक्षाकृत हाल ही में, गर्मी उत्पन्न करने के लिए परमाणु प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया गया है। हालाँकि, जीवाश्म ईंधन का दहन अभी भी गर्मी उत्पादन का मुख्य तरीका है।

ऊष्मा उत्पादन और ऊष्मा आपूर्ति

प्रौद्योगिकी का विकास करते हुए, एक व्यक्ति ने बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न करना और इसे काफी दूरी तक स्थानांतरित करना सीख लिया है। बड़े शहरों के लिए ऊष्मा का उत्पादन बड़े ताप विद्युत संयंत्रों में किया जाता है। दूसरी ओर, अभी भी ऐसे कई उपभोक्ता हैं जिन्हें छोटे और मध्यम आकार के बॉयलर घरों द्वारा गर्मी की आपूर्ति की जाती है। ग्रामीण क्षेत्रों में, घरों को घरेलू बॉयलर और स्टोव द्वारा गर्म किया जाता है।

ऊष्मा उत्पादन प्रौद्योगिकियाँ पर्यावरण प्रदूषण में महत्वपूर्ण योगदान देती हैं। ईंधन जलाने से व्यक्ति बड़ी मात्रा में हानिकारक पदार्थ आसपास की हवा में छोड़ता है।

ताप का उपयोग

सामान्य तौर पर, एक व्यक्ति अपने लाभ के लिए जितनी गर्मी का उपयोग करता है, उससे कहीं अधिक गर्मी पैदा करता है। हम बस आसपास की हवा में बहुत अधिक गर्मी फैलाते हैं।

गर्मी नष्ट हो जाती है
ताप उत्पादन प्रौद्योगिकियों की अपूर्णता के कारण,
ताप पाइपलाइनों के माध्यम से ऊष्मा का परिवहन करते समय,
हीटिंग सिस्टम की अपूर्णता के कारण,
आवास की अपूर्णता के कारण,
इमारतों के अपूर्ण वेंटिलेशन के कारण,
विभिन्न तकनीकी प्रक्रियाओं में "अतिरिक्त" गर्मी को हटाते समय,
उत्पादन अपशिष्ट जलाते समय,
आंतरिक दहन इंजनों पर वाहन निकास गैसों के साथ।

किसी व्यक्ति द्वारा ऊष्मा के उत्पादन और उपभोग की स्थिति का वर्णन करने के लिए अपव्यय शब्द उपयुक्त है। मैं कहूंगा कि कुख्यात बर्बादी का एक उदाहरण तेल क्षेत्रों में संबंधित गैस को जलाना है।

ताप आपूर्ति की नई प्रौद्योगिकियाँ

गर्मी प्राप्त करने के लिए मानव समाज बहुत अधिक प्रयास और पैसा खर्च करता है:
गहरे भूमिगत ईंधन निकालता है;
जमा से उद्यमों और आवासों तक ईंधन पहुंचाता है;
ताप उत्पादन के लिए संस्थापन बनाता है;
गर्मी वितरण के लिए हीटिंग नेटवर्क बनाता है।

शायद, किसी को सोचना चाहिए: क्या यहां सब कुछ उचित है, क्या सब कुछ उचित है?

आधुनिक ताप आपूर्ति प्रणालियों के तथाकथित तकनीकी और आर्थिक लाभ स्वाभाविक रूप से क्षणिक हैं। वे महत्वपूर्ण पर्यावरण प्रदूषण और संसाधनों के अतार्किक उपयोग से जुड़े हैं।

इसमें गर्मी होती है जिसे निकालने की जरूरत नहीं होती। ये सूरज की गर्मी है. इसका प्रयोग अवश्य करना चाहिए.

ताप आपूर्ति प्रौद्योगिकी का एक अंतिम लक्ष्य गर्म पानी का उत्पादन और वितरण है। क्या आपने कभी आउटडोर शॉवर का उपयोग किया है? सूर्य की किरणों के नीचे एक खुले स्थान पर स्थापित नल सहित एक कंटेनर। गर्म (यहां तक ​​कि गर्म) पानी की आपूर्ति करने का एक बहुत ही सरल और किफायती तरीका। आपको इसका उपयोग करने से कौन रोक रहा है?

ऊष्मा पम्पों की सहायता से मनुष्य पृथ्वी की ऊष्मा का उपयोग करता है। ताप पंप को ईंधन की आवश्यकता नहीं होती है, इसके ताप हानि के साथ विस्तारित हीटिंग मेन की आवश्यकता नहीं होती है। ताप पंप को चलाने के लिए आवश्यक बिजली की मात्रा अपेक्षाकृत कम होती है।

यदि इसके फलों का मूर्खतापूर्ण उपयोग किया जाए तो सबसे आधुनिक और उन्नत तकनीक का लाभ समाप्त हो जाएगा। उपभोक्ताओं से गर्मी दूर क्यों पैदा करें, इसे परिवहन करें, फिर इसे आवासों में वितरित करें, रास्ते में पृथ्वी और आसपास की हवा को गर्म करें?

वितरित ताप उत्पादन को उपभोग के स्थानों के जितना करीब संभव हो, या यहां तक ​​कि उनके साथ संयुक्त रूप से विकसित करना आवश्यक है। ऊष्मा उत्पादन की एक विधि जिसे सह-उत्पादन कहा जाता है, लंबे समय से ज्ञात है। सह-उत्पादन संयंत्र बिजली, गर्मी और ठंड का उत्पादन करते हैं। इस प्रौद्योगिकी के सार्थक उपयोग के लिए मानव पर्यावरण को संसाधनों और प्रौद्योगिकियों की एकल प्रणाली के रूप में विकसित करना आवश्यक है।

ऐसा लगता है कि ताप आपूर्ति के लिए नई तकनीकों का निर्माण करना आवश्यक है
मौजूदा प्रौद्योगिकियों की समीक्षा करें,
उनकी कमियों को दूर करने का प्रयास करें,
बातचीत के लिए एक ही आधार पर एकत्रित हों और एक-दूसरे के पूरक बनें,
उनकी शक्तियों का पूरा लाभ उठाएं।
इसका तात्पर्य समझ से है

मनुष्य, जैसा कि आप जानते हैं, होमियोथर्मिक, या गर्म रक्त वाले जीवों से संबंधित है। क्या इसका मतलब यह है कि उसके शरीर का तापमान स्थिर है, यानी? शरीर पर्यावरण के तापमान में परिवर्तन पर प्रतिक्रिया नहीं करता है? प्रतिक्रिया करता है, और बहुत संवेदनशील भी। शरीर के तापमान की स्थिरता, वास्तव में, शरीर में लगातार होने वाली प्रतिक्रियाओं का परिणाम है जो इसके थर्मल संतुलन को अपरिवर्तित बनाए रखती है।

चयापचय प्रक्रियाओं के दृष्टिकोण से, गर्मी उत्पादन जैविक ऑक्सीकरण की रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक दुष्प्रभाव है, जिसके दौरान शरीर में प्रवेश करने वाले पोषक तत्व - वसा, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट - परिवर्तन से गुजरते हैं, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के निर्माण में समाप्त होते हैं। थर्मल ऊर्जा की रिहाई के साथ समान प्रतिक्रियाएं पोइकिलोथर्मिक, या ठंडे खून वाले जानवरों के जीवों में भी होती हैं, लेकिन उनकी काफी कम तीव्रता के कारण, पोइकिलोथर्मिक जानवरों के शरीर का तापमान परिवेश के तापमान से थोड़ा ही अधिक होता है और इसके अनुसार बदलता है। बाद वाला।

किसी जीवित जीव में होने वाली सभी रासायनिक प्रतिक्रियाएँ तापमान पर निर्भर करती हैं। और पोइकिलोथर्मिक जानवरों में, वान्ट हॉफ नियम * के अनुसार, ऊर्जा रूपांतरण प्रक्रियाओं की तीव्रता बाहरी तापमान के अनुपात में बढ़ जाती है। होमोथर्मिक जानवरों में, यह निर्भरता अन्य प्रभावों से छिपी होती है। यदि एक होमियोथर्मिक जीव को आरामदायक परिवेश के तापमान से नीचे ठंडा किया जाता है, तो चयापचय प्रक्रियाओं की तीव्रता और, परिणामस्वरूप, इसमें गर्मी का उत्पादन बढ़ जाता है, जिससे शरीर के तापमान में कमी को रोका जा सकता है। यदि इन जानवरों में थर्मोरेग्यूलेशन अवरुद्ध हो जाता है (उदाहरण के लिए, संज्ञाहरण के दौरान या केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के कुछ हिस्सों को नुकसान होता है), तो गर्मी उत्पादन बनाम तापमान का वक्र पोइकिलोथर्मिक जीवों के समान होगा। लेकिन इस मामले में भी, पोइकिलोथर्मिक और होमोथर्मिक जानवरों में चयापचय प्रक्रियाओं के बीच महत्वपूर्ण मात्रात्मक अंतर रहता है: किसी दिए गए शरीर के तापमान पर, होमोइथर्मिक जीवों में शरीर के वजन की प्रति इकाई ऊर्जा विनिमय की तीव्रता पोइकिलोथर्मिक में चयापचय की तीव्रता से कम से कम 3 गुना अधिक होती है। जीव.

कई गैर-स्तनधारी और गैर-एवियन जानवर "व्यवहारिक थर्मोरेग्यूलेशन" के माध्यम से अपने शरीर के तापमान को कुछ हद तक बदलने में सक्षम हैं (उदाहरण के लिए मछली गर्म पानी में तैर सकती हैं, छिपकली और सांप "धूप सेंक सकते हैं")। वास्तव में होमियोथर्मिक जीव थर्मोरेग्यूलेशन के व्यवहारिक और स्वायत्त दोनों तरीकों का उपयोग करने में सक्षम हैं, विशेष रूप से, वे चयापचय की सक्रियता के कारण यदि आवश्यक हो तो अतिरिक्त गर्मी पैदा कर सकते हैं, जबकि अन्य जीवों को बाहरी गर्मी स्रोतों पर ध्यान केंद्रित करने के लिए मजबूर किया जाता है।

शरीर के आकार में महत्वपूर्ण अंतर के बावजूद, अधिकांश गर्म रक्त वाले स्तनधारियों का तापमान 36 से 40 डिग्री सेल्सियस के बीच रहता है। साथ ही, चयापचय की तीव्रता (एम) शरीर के वजन (एम) पर इसके घातीय कार्य के रूप में निर्भर करती है: एम = के एक्स एम 0.75, यानी। एम/एम 0.75 का मान चूहे और हाथी के लिए समान है, हालांकि चूहे में शरीर के वजन के प्रति 1 किलोग्राम चयापचय दर हाथी की तुलना में बहुत अधिक है। शरीर के वजन के आधार पर चयापचय की तीव्रता को कम करने का यह तथाकथित नियम इस तथ्य को दर्शाता है कि गर्मी का उत्पादन आसपास के स्थान में गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता से मेल खाता है। शरीर के आंतरिक वातावरण और पर्यावरण के बीच दिए गए तापमान के अंतर के लिए, शरीर के द्रव्यमान की प्रति इकाई गर्मी की हानि जितनी अधिक होगी, शरीर की सतह और आयतन के बीच का अनुपात उतना ही अधिक होगा, और बाद का अनुपात शरीर के आकार में वृद्धि के साथ घटता जाता है। .

शरीर का तापमान और ताप संतुलन

जब शरीर के तापमान को स्थिर बनाए रखने के लिए अतिरिक्त गर्मी की आवश्यकता होती है, तो इसे उत्पन्न किया जा सकता है:

1) स्वैच्छिक मोटर गतिविधि;
2) अनैच्छिक लयबद्ध मांसपेशी गतिविधि (ठंड के कारण कांपना);
3) मांसपेशियों के संकुचन से जुड़ी चयापचय प्रक्रियाओं का त्वरण।

वयस्कों में, कंपकंपी थर्मोजेनेसिस का सबसे महत्वपूर्ण अनैच्छिक तंत्र है। "नॉन-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस" नवजात जानवरों और बच्चों के साथ-साथ छोटे, ठंड के अनुकूल जानवरों और हाइबरनेटिंग जानवरों में होता है। "नॉन-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस" का मुख्य स्रोत तथाकथित भूरा वसा है - एक ऊतक जो माइटोकॉन्ड्रिया की अधिकता और वसा के "बहुकोणीय" वितरण (माइटोकॉन्ड्रिया से घिरे वसा की कई छोटी बूंदें) की विशेषता है। यह ऊतक कंधे के ब्लेड के बीच, बगल में और कुछ अन्य स्थानों पर पाया जाता है।

शरीर के तापमान में बदलाव न हो, इसके लिए गर्मी का उत्पादन गर्मी के नुकसान के बराबर होना चाहिए। न्यूटन के शीतलन के नियम के अनुसार, शरीर द्वारा छोड़ी गई गर्मी (वाष्पीकरण से जुड़े नुकसान को घटाकर) शरीर के अंदर और आसपास के स्थान के बीच तापमान के अंतर के समानुपाती होती है। मनुष्यों में, 37 डिग्री सेल्सियस के परिवेश के तापमान पर गर्मी हस्तांतरण शून्य होता है, और जब तापमान गिरता है, तो यह बढ़ जाता है। गर्मी हस्तांतरण शरीर के भीतर गर्मी के संचालन और परिधीय रक्त प्रवाह पर भी निर्भर करता है।

आराम के समय चयापचय से जुड़ा थर्मोजेनेसिस (चित्र 1) परिवेश के तापमान क्षेत्र टी में गर्मी हस्तांतरण प्रक्रियाओं द्वारा संतुलित होता है 2 -टी 3 यदि टी से तापमान कम होने पर त्वचीय रक्त प्रवाह धीरे-धीरे कम हो जाता है 3 टी को 2 . टी से नीचे तापमान पर 2 शरीर के तापमान की स्थिरता को गर्मी के नुकसान के अनुपात में थर्मोजेनेसिस को बढ़ाकर ही बनाए रखा जा सकता है। मनुष्यों में इन तंत्रों द्वारा प्रदान किया गया उच्चतम ताप उत्पादन बेसल चयापचय की तीव्रता से 3-5 गुना अधिक चयापचय स्तर से मेल खाता है और थर्मोरेग्यूलेशन रेंज टी की निचली सीमा की विशेषता है। 1 . यदि यह सीमा पार हो जाती है, तो हाइपोथर्मिया विकसित हो जाता है, जिससे हाइपोथर्मिया से मृत्यु हो सकती है।

टी से ऊपर परिवेश के तापमान पर 3 चयापचय प्रक्रियाओं की तीव्रता को कमजोर करके तापमान संतुलन बनाए रखा जा सकता है। वास्तव में, तापमान संतुलन एक अतिरिक्त गर्मी हस्तांतरण तंत्र के कारण स्थापित होता है - जारी पसीने का वाष्पीकरण। तापमान टी 4 थर्मोरेग्यूलेशन रेंज की ऊपरी सीमा से मेल खाती है, जो पसीने की अधिकतम तीव्रता से निर्धारित होती है। टी से ऊपर मध्यम तापमान पर 4 हाइपरथर्मिया होता है, जिससे अधिक गर्मी से मृत्यु हो सकती है। तापमान सीमा टी 2 -टी 3 , जिसके भीतर गर्मी उत्पादन या पसीने के अतिरिक्त तंत्र की भागीदारी के बिना शरीर के तापमान को एक स्थिर स्तर पर बनाए रखा जा सकता है, कहलाता है थर्मोन्यूट्रल ज़ोन. इस सीमा में, परिभाषा के अनुसार, चयापचय और गर्मी उत्पादन की तीव्रता न्यूनतम है।

मानव शरीर का तापमान

सामान्य रूप से (अर्थात्, संतुलन की स्थिति में) शरीर द्वारा उत्पादित ऊष्मा को शरीर की सतह द्वारा आसपास के स्थान में भेज दिया जाता है, इसलिए इसकी सतह के पास शरीर के हिस्सों का तापमान इसके केंद्रीय भागों के तापमान से कम होना चाहिए। पिंड की ज्यामितीय आकृतियों की अनियमितता के कारण इसमें तापमान वितरण को एक जटिल फ़ंक्शन द्वारा वर्णित किया जाता है। उदाहरण के लिए, जब एक हल्के कपड़े पहने वयस्क 20 डिग्री सेल्सियस के हवा के तापमान वाले कमरे में होता है, तो जांघ की गहरी मांसपेशियों का तापमान 35 डिग्री सेल्सियस होता है, बछड़े की मांसपेशियों की गहरी परतों का तापमान 33 डिग्री सेल्सियस होता है। पैर का केंद्र केवल 27-28 डिग्री सेल्सियस है, और मलाशय का तापमान लगभग 37 डिग्री सेल्सियस है। बाहरी तापमान में परिवर्तन के कारण शरीर के तापमान में उतार-चढ़ाव शरीर की सतह के पास और अंगों के सिरों पर सबसे अधिक स्पष्ट होता है (चित्र 2)।

चावल। 2. ठंड (ए) और गर्मी (बी) की स्थिति में मानव शरीर के विभिन्न क्षेत्रों का तापमान

शरीर का आंतरिक तापमान न तो अंतरिक्ष में और न ही समय में स्थिर रहता है। थर्मोन्यूट्रल स्थितियों के तहत, शरीर के आंतरिक क्षेत्रों में तापमान का अंतर 0.2-1.2 डिग्री सेल्सियस होता है; यहां तक ​​कि मस्तिष्क में भी, मध्य और बाहरी भागों के बीच तापमान का अंतर 1 डिग्री सेल्सियस से अधिक तक पहुंच जाता है। उच्चतम तापमान मलाशय में नोट किया जाता है, न कि यकृत में, जैसा कि पहले सोचा गया था। व्यवहार में, समय के साथ तापमान में बदलाव आमतौर पर रुचिकर होता है, इसलिए इसे किसी एक विशिष्ट क्षेत्र में मापा जाता है।

नैदानिक ​​उद्देश्यों के लिए, मलाशय के तापमान को मापना बेहतर होता है (थर्मामीटर को गुदा के माध्यम से मलाशय में 10-15 सेमी की मानक गहराई तक डाला जाता है)। मौखिक, अधिक सटीक रूप से सबलिंगुअल, तापमान आमतौर पर मलाशय की तुलना में 0.2-0.5 डिग्री सेल्सियस कम होता है। यह साँस में ली जाने वाली हवा, भोजन और पेय के तापमान से प्रभावित होता है।

खेल चिकित्सा अनुसंधान में, एसोफेजियल तापमान (पेट के प्रवेश द्वार के ऊपर) अक्सर मापा जाता है, जिसे लचीले थर्मल सेंसर का उपयोग करके दर्ज किया जाता है। इस तरह के माप मलाशय के तापमान को रिकॉर्ड करने की तुलना में शरीर के तापमान में बदलाव को तेजी से दर्शाते हैं।

एक्सिलरी तापमान शरीर के मुख्य तापमान के संकेतक के रूप में भी काम कर सकता है, क्योंकि जब बांह को छाती के खिलाफ कसकर दबाया जाता है, तो तापमान प्रवणता बदल जाती है ताकि आंतरिक परत की सीमा बगल तक पहुंच जाए। हालाँकि, इसमें कुछ समय लगता है। विशेष रूप से ठंड में रहने के बाद, जब सतही ऊतक ठंडे हो गए थे और उनमें वाहिकासंकीर्णन हो गया था (यह विशेष रूप से सर्दी के साथ आम है)। इस मामले में, इन ऊतकों में थर्मल संतुलन स्थापित करने में लगभग आधा घंटा लगना चाहिए।

कुछ मामलों में, मुख्य तापमान बाहरी श्रवण नहर में मापा जाता है। यह एक लचीले सेंसर का उपयोग करके किया जाता है, जिसे ईयरड्रम के पास रखा जाता है और कपास झाड़ू से बाहरी तापमान के प्रभाव से बचाया जाता है।

आमतौर पर, शरीर की सतह परत का तापमान निर्धारित करने के लिए त्वचा का तापमान मापा जाता है। इस मामले में, एक बिंदु पर माप अपर्याप्त परिणाम देता है। इसलिए, व्यवहार में, औसत त्वचा का तापमान आमतौर पर माथे, छाती, पेट, कंधे, अग्रबाहु, हाथ के पीछे, जांघ, निचले पैर और पैर की पृष्ठीय सतह में मापा जाता है। गणना करते समय, संबंधित शरीर की सतह के क्षेत्र को ध्यान में रखा जाता है। इस तरह आरामदायक परिवेश के तापमान पर पाया जाने वाला "औसत त्वचा तापमान" लगभग 33-34 डिग्री सेल्सियस होता है।

मानव शरीर के तापमान में दिन के दौरान उतार-चढ़ाव होता है: सुबह के समय यह न्यूनतम होता है और दिन के समय अधिकतम (अक्सर दो शिखर के साथ) होता है (चित्र 3)। दैनिक उतार-चढ़ाव का आयाम लगभग 1°C होता है। रात में सक्रिय जानवरों में, तापमान अधिकतम रात में देखा जाता है। इन तथ्यों को यह कहकर समझाना सबसे आसान होगा कि तापमान में वृद्धि बढ़ी हुई शारीरिक गतिविधि के परिणामस्वरूप होती है, लेकिन यह व्याख्या गलत साबित होती है।

तापमान में उतार-चढ़ाव कई दैनिक लय में से एक है। भले ही हम सभी उन्मुख बाहरी संकेतों (प्रकाश, तापमान परिवर्तन, भोजन के समय), शरीर के तापमान को बाहर कर दें

लयबद्ध रूप से उतार-चढ़ाव जारी रहता है, लेकिन इस मामले में दोलन की अवधि 24 से 25 घंटे तक होती है। इस प्रकार, शरीर के तापमान में दैनिक उतार-चढ़ाव एक अंतर्जात लय ("जैविक घड़ी") पर आधारित होता है, जो आमतौर पर बाहरी संकेतों के साथ सिंक्रनाइज़ होता है, विशेष रूप से पृथ्वी का घूर्णन. पृथ्वी की मध्याह्न रेखाओं को पार करने से जुड़ी यात्राओं के दौरान, तापमान की लय को शरीर के लिए नए स्थानीय समय द्वारा निर्धारित जीवनशैली के अनुरूप आने में आमतौर पर 1-2 सप्ताह लगते हैं।

लंबी अवधि वाली लय दैनिक तापमान परिवर्तन की लय पर आरोपित होती है, उदाहरण के लिए, मासिक धर्म चक्र के साथ सिंक्रनाइज़ तापमान लय।

उदाहरण के लिए, चलने के दौरान, गर्मी का उत्पादन 3-4 गुना अधिक होता है, और ज़ोरदार शारीरिक काम के दौरान आराम की तुलना में 7-10 गुना अधिक होता है। खाने के बाद पहले घंटों में भी यह बढ़ जाता है (लगभग 10-20%)। मैराथन दौड़ के दौरान मलाशय का तापमान 39-40 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है, और कुछ मामलों में लगभग 41 डिग्री सेल्सियस तक। दूसरी ओर, व्यायाम-प्रेरित पसीने और वाष्पीकरण के कारण त्वचा का औसत तापमान कम हो जाता है। उप-अधिकतम कार्य के दौरान, जब तक पसीना आता है, कोर तापमान में वृद्धि 15-35 डिग्री सेल्सियस की सीमा में परिवेश के तापमान से लगभग स्वतंत्र होती है। शरीर के निर्जलीकरण से आंतरिक तापमान में वृद्धि होती है और प्रदर्शन में काफी कमी आती है।

गर्मी लंपटता

शरीर की अंतड़ियों में जो गर्मी पैदा हो गई है, वह कैसे छूटती है? आंशिक रूप से स्राव के साथ और साँस छोड़ने वाली हवा के साथ, लेकिन मुख्य शीतलक की भूमिका रक्त द्वारा निभाई जाती है। अपनी उच्च ताप क्षमता के कारण, रक्त इस उद्देश्य के लिए बहुत उपयुक्त है। यह अपने द्वारा धोए गए ऊतकों और अंगों की कोशिकाओं से गर्मी लेता है और इसे रक्त वाहिकाओं के माध्यम से त्वचा और श्लेष्म झिल्ली तक ले जाता है। यहीं पर ऊष्मा का स्थानांतरण होता है। इसलिए, त्वचा से बहने वाला रक्त आने वाले रक्त की तुलना में लगभग 3 डिग्री सेल्सियस अधिक ठंडा होता है। यदि शरीर गर्मी दूर करने की क्षमता से वंचित है, तो केवल 2 घंटों में इसका तापमान 4 डिग्री सेल्सियस बढ़ जाता है, और तापमान में 43-44 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि, एक नियम के रूप में, जीवन के साथ असंगत है।

चरम सीमाओं में ऊष्मा स्थानांतरण कुछ हद तक इस तथ्य से निर्धारित होता है कि यहां रक्त प्रवाह प्रतिधारा सिद्धांत के अनुसार होता है। अंगों की गहरी बड़ी वाहिकाएँ समानांतर में व्यवस्थित होती हैं, जिसके कारण धमनियों से परिधि तक जाने वाला रक्त अपनी गर्मी पास की नसों को देता है। इस प्रकार, अंगों के सिरों पर स्थित केशिकाओं को पूर्व-ठंडा रक्त प्राप्त होता है, इसलिए उंगलियां और पैर की उंगलियां कम तापमान के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होती हैं।

ऊष्मा स्थानांतरण की शर्तें हैं: ऊष्मा का संचालन H पी, संवहन एच को, विकिरण एच izlऔर वाष्पीकरण एच स्पैनिश. कुल ताप प्रवाह इन घटकों के योग से निर्धारित होता है:

एच चारपाई= एच पी+ एच को+ एच izl+ एच स्पैनिश .

चालन द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण तब होता है जब शरीर घने सब्सट्रेट के संपर्क में होता है (चाहे खड़ा हो, बैठा हो या लेटा हो)। ऊष्मा प्रवाह का परिमाण आसन्न सब्सट्रेट के तापमान और तापीय चालकता से निर्धारित होता है।

यदि त्वचा आसपास की हवा की तुलना में गर्म है, तो उसके पास की हवा की परत गर्म हो जाती है, ऊपर उठ जाती है और उसकी जगह ठंडी और सघन हवा ले लेती है। इस संवहन प्रवाह की प्रेरक शक्ति शरीर और उसके निकट के वातावरण के तापमान के बीच का अंतर है। बाहरी हवा में जितनी अधिक हलचलें होती हैं, सीमा परत उतनी ही पतली हो जाती है (अधिकतम मोटाई 8 मिमी)।

जैविक तापमान की सीमा के लिए, विकिरण एच रेड के कारण गर्मी हस्तांतरण को समीकरण का उपयोग करके पर्याप्त सटीकता के साथ वर्णित किया जा सकता है:

एच izl= एच izlएक्स (टी त्वचा- टी izl) एक्स ए,

जहां टी त्वचा- औसत त्वचा तापमान, टी izl- औसत विकिरण तापमान (आसपास की सतहों का तापमान, जैसे कमरे की दीवारें),
ए शरीर का प्रभावी सतह क्षेत्र है और
एच izlविकिरण के कारण ऊष्मा स्थानांतरण का गुणांक है।
गुणांक एच izlत्वचा की उत्सर्जन क्षमता को ध्यान में रखता है, जो लंबी-तरंग अवरक्त विकिरण के लिए रंजकता की परवाह किए बिना लगभग 1 है, अर्थात। त्वचा पूरी तरह से काले शरीर जितनी ही ऊर्जा उत्सर्जित करती है।

तटस्थ तापमान स्थितियों के तहत मानव शरीर का लगभग 20% गर्मी हस्तांतरण त्वचा की सतह से या श्वसन पथ के श्लेष्म झिल्ली से पानी के वाष्पीकरण के कारण होता है। परिवेशी वायु की 100% सापेक्ष आर्द्रता पर भी वाष्पीकरण द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण होता है। ऐसा तब तक होता है जब तक त्वचा का तापमान परिवेश के तापमान से अधिक होता है और पर्याप्त पसीने के कारण त्वचा पूरी तरह से हाइड्रेटेड होती है।

जब परिवेश का तापमान शरीर के तापमान से अधिक हो जाता है, तो ऊष्मा स्थानांतरण केवल वाष्पीकरण द्वारा ही किया जा सकता है। पसीने के कारण शीतलन की दक्षता बहुत अधिक है: 1 लीटर पानी के वाष्पीकरण के साथ, मानव शरीर पूरे दिन आराम की स्थिति में उत्पन्न कुल गर्मी का एक तिहाई हिस्सा दे सकता है।

कपड़ों का प्रभाव

गर्मी इन्सुलेटर के रूप में कपड़ों की प्रभावशीलता बुने हुए कपड़े की संरचना में या ढेर में हवा की सबसे छोटी मात्रा के कारण होती है, जिसमें कोई ध्यान देने योग्य संवहन धाराएं उत्पन्न नहीं होती हैं। इस मामले में, ऊष्मा केवल चालन द्वारा स्थानांतरित होती है, और हवा ऊष्मा की ख़राब संवाहक होती है।

पर्यावरणीय कारक और थर्मल आराम

मानव शरीर के तापीय शासन पर पर्यावरण का प्रभाव कम से कम चार भौतिक कारकों द्वारा निर्धारित होता है: वायु तापमान, आर्द्रता, विकिरण तापमान और वायु (हवा) की गति। यह इन कारकों पर निर्भर करता है कि क्या विषय "थर्मल आराम" महसूस करता है, चाहे वह गर्म हो या ठंडा। आराम की स्थिति यह है कि शरीर को थर्मोरेग्यूलेशन तंत्र के काम की आवश्यकता नहीं है, अर्थात। उसे कांपने या पसीना बहाने की ज़रूरत नहीं होगी, और परिधीय अंगों में रक्त प्रवाह एक मध्यवर्ती गति बनाए रख सकता है। यह स्थिति ऊपर उल्लिखित थर्मोन्यूट्रल ज़ोन से मेल खाती है।

आराम और थर्मोरेग्यूलेशन की आवश्यकता के संदर्भ में ये चार भौतिक कारक कुछ हद तक विनिमेय हैं। दूसरे शब्दों में, कम हवा के तापमान के कारण होने वाली ठंड की अनुभूति को विकिरण तापमान में इसी वृद्धि से कम किया जा सकता है। यदि वातावरण में घुटन महसूस होती है, तो हवा की आर्द्रता या तापमान को कम करके इस भावना को कम किया जा सकता है। यदि विकिरण तापमान कम है (ठंडी दीवारें), तो आराम प्राप्त करने के लिए हवा के तापमान में वृद्धि की आवश्यकता होती है।

हाल के अध्ययनों के अनुसार, हल्के कपड़े (शर्ट, जांघिया, लंबी सूती पतलून) पहने हुए व्यक्ति के लिए आरामदायक तापमान का मूल्य 50% वायु आर्द्रता और समान हवा और दीवार के तापमान पर लगभग 25-26 डिग्री सेल्सियस है। नग्न विषय के लिए संगत मान 28°C है। त्वचा का औसत तापमान लगभग 34°C होता है। शारीरिक कार्य के दौरान, जैसे-जैसे विषय अधिक से अधिक शारीरिक प्रयास करता है, आरामदायक तापमान कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, हल्के कार्यालय कार्य के लिए, पसंदीदा हवा का तापमान लगभग 22°C है। अजीब तरह से, भारी शारीरिक कार्य के दौरान, कमरे का तापमान, जिस पर पसीना नहीं आता, बहुत कम महसूस होता है।

चित्र में आरेख। 4 दिखाता है कि हल्के शारीरिक कार्य के दौरान आरामदायक तापमान, आर्द्रता और परिवेशी वायु तापमान के मान कैसे सहसंबद्ध होते हैं। असुविधा की प्रत्येक डिग्री एक तापमान मान - प्रभावी तापमान (ईटी) से जुड़ी हो सकती है। ईटी का संख्यात्मक मान एक्स-अक्ष पर उस बिंदु को प्रक्षेपित करके पाया जाता है जिस पर असुविधा की रेखा 50% सापेक्ष आर्द्रता के अनुरूप वक्र को काटती है। उदाहरण के लिए, गहरे भूरे क्षेत्र में तापमान और आर्द्रता मूल्यों के सभी संयोजन (100% आरएच पर 30 डिग्री सेल्सियस या 20% आरएच पर 45 डिग्री सेल्सियस, आदि) 37 डिग्री सेल्सियस के प्रभावी तापमान के अनुरूप होते हैं, जो बदले में असुविधा की एक निश्चित डिग्री से मेल खाती है। कम तापमान की सीमा में, आर्द्रता का प्रभाव कम होता है (असुविधा रेखाओं का ढलान अधिक तीव्र होता है), क्योंकि इस मामले में कुल गर्मी हस्तांतरण में वाष्पीकरण का योगदान नगण्य है। त्वचा के औसत तापमान और नमी में वृद्धि के साथ बेचैनी बढ़ जाती है। जब अधिकतम त्वचा की नमी (100%) निर्धारित करने वाले पैरामीटर मान पार हो जाते हैं, तो गर्मी संतुलन बनाए नहीं रखा जा सकता है। इस प्रकार, एक व्यक्ति केवल थोड़े समय के लिए ही इस सीमा के बाहर की स्थितियों का सामना करने में सक्षम होता है; एक ही समय में पसीना धाराओं में बहता है, क्योंकि यह वाष्पित होने की तुलना में अधिक निकलता है। बेशक, असुविधा की रेखाएं कपड़ों द्वारा प्रदान किए गए थर्मल इन्सुलेशन, हवा की गति और व्यायाम की प्रकृति के आधार पर बदलती हैं।

आरामदायक पानी का तापमान

पानी में हवा की तुलना में बहुत अधिक तापीय चालकता और ताप क्षमता होती है। जब पानी गति में होता है, तो शरीर की सतह के पास उत्पन्न होने वाला अशांत प्रवाह गर्मी को इतनी तेजी से दूर ले जाता है कि 10 डिग्री सेल्सियस के पानी के तापमान पर, यहां तक ​​कि मजबूत शारीरिक तनाव भी थर्मल संतुलन बनाए रखने की अनुमति नहीं देता है, और हाइपोथर्मिया होता है। यदि शरीर पूरी तरह से आराम पर है, तो थर्मल आराम प्राप्त करने के लिए पानी का तापमान 35-36 डिग्री सेल्सियस होना चाहिए। इन्सुलेटिंग वसा ऊतक की मोटाई के आधार पर, पानी में निचला अधिकतम आरामदायक तापमान 31 से 36 डिग्री सेल्सियस तक होता है।

करने के लिए जारी

* वान्ट हॉफ नियम के अनुसार, जब तापमान 10 डिग्री सेल्सियस (20 से 40 डिग्री सेल्सियस की सीमा में) बदलता है, तो ऊतकों द्वारा ऑक्सीजन की खपत उसी दिशा में 2-3 गुना बदल जाती है।

गर्म खून वाले और ठंडे खून वाले जानवर

विकासवादी विकास की प्रक्रिया में, स्तनधारियों, पक्षियों और मनुष्यों ने लगातार एक ही शरीर के तापमान को बनाए रखने की क्षमता विकसित की है। बाहरी वातावरण के तापमान के बावजूद, यानी गर्मी और ठंड दोनों में, जानवरों और मनुष्यों के इस समूह के शरीर का तापमान नहीं बदलता है, बल्कि एक ही स्तर पर बना रहता है। एक स्थिर तापमान बनाए रखने की यह क्षमता अधिक स्थिर स्थितियाँ बनाती है जो जीव के सामान्य कामकाज के लिए महत्वपूर्ण हैं, और इसे पर्यावरणीय परिस्थितियों पर अपेक्षाकृत कम निर्भर बनाती है।

ऐसे जानवर जिनका शरीर, कई अनुकूलन की उपस्थिति के कारण, एक स्थिर तापमान बनाए रखता है, गर्म-रक्त वाले (होमोथर्मिक) कहलाते हैं। मनुष्य भी गर्म रक्त वाले होते हैं।

अकशेरुकी जंतुओं और कशेरुकियों के एक महत्वपूर्ण हिस्से में स्थिर तापमान नहीं होता है। इन जानवरों के शरीर का तापमान उस वातावरण के तापमान पर निर्भर करता है जहां वे हैं। यदि परिवेश का तापमान घटता है, तो इन जानवरों के शरीर का तापमान कम हो जाता है, और, इसके विपरीत, परिवेश के तापमान में वृद्धि से इन जानवरों के शरीर के तापमान में वृद्धि होती है। जानवरों के इस समूह को शीत-रक्तयुक्त (पोइकिलोथर्मिक) कहा जाता है। उनका शरीर ऐसे अनुकूलन से रहित है जो उनके स्वयं के तापमान को नियंत्रित करना संभव बना सके।

इन जानवरों के शरीर में होने वाली जीवन प्रक्रियाओं की तीव्रता उतार-चढ़ाव के अधीन है और परिवेश के तापमान पर निर्भर करती है। इस परिस्थिति का महत्व मेंढक के उदाहरण से दिखाया जा सकता है: सर्दियों में, जब उसके शरीर का तापमान 0 ° तक पहुँच जाता है, तो वह 10-15 सेमी की दूरी तक कूद जाता है; गर्मियों में, जब उसके शरीर का तापमान 20-25° तक बढ़ जाता है, तो उसकी छलांग 100 सेमी से भी अधिक हो जाती है।

जीव में गर्मी उत्पन्न होना

शरीर में गर्मी पोषक तत्वों के उनके टूटने के अंतिम उत्पादों के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप बनती है। वह स्थान जहाँ मुख्य रूप से ऊष्मा की उत्पत्ति होती हैमांसपेशियों। मांसपेशियों में गर्मी का निर्माण तब भी होता है जब कोई व्यक्ति पूर्ण आराम पर होता है। मामूली मांसपेशीय हलचल पहले से ही अधिक गर्मी उत्पादन में योगदान करती है, और चलते समय, गर्मी उत्पादन 60-80% तक बढ़ जाता है। मांसपेशियों के काम के दौरान गर्मी का निर्माण 4-5 गुना बढ़ जाता है। कंकाल की मांसपेशियों के अलावा, गर्मी का उत्पादन यकृत, गुर्दे और अन्य अंगों में होता है। सबसे ऊपर, लीवर का तापमान। इसमें अन्य अंगों की तुलना में (प्रति इकाई भार) अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है।

शरीर में गर्मी के बनने के साथ-साथ उसकी वापसी भी होती है। शरीर उतनी ही गर्मी खोता है जितनी वह पैदा करता है। मनुष्य के शरीर में गर्मी नहीं टिकती, अन्यथा वह कुछ ही घंटों में मर जायेगा।

शरीर द्वारा गर्मी के निर्माण और रिलीज के नियमन की इन जटिल प्रक्रियाओं को थर्मोरेग्यूलेशन कहा जाता है और कई अनुकूली तंत्रों द्वारा किया जाता है, जिन पर विचार किया जाना चाहिएजिसे हम पास कर लेंगे.

ऊष्मा उत्पादन और ऊष्मा स्थानांतरण का विनियमन

शरीर का तापमान इस तथ्य के कारण स्थिर रहता है कि शरीर में कई तंत्रों की मदद से, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र गर्मी के उत्पादन और रिलीज दोनों को नियंत्रित करता है।

हमारे शरीर की कोशिकाओं और अंगों में ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएं होती हैं, जो ऊर्जा की रिहाई के साथ होती हैं। ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की तीव्रता में परिवर्तन, और परिणामस्वरूप, ऊर्जा रिलीज की तीव्रता में, गर्मी उत्पादन में परिवर्तन होता है।

शरीर द्वारा ऊष्मा का उपभोग विभिन्न तरीकों से किया जाता है। गर्मी हस्तांतरण के मुख्य तरीके हैं: चालन द्वारा गर्मी की हानि, यानी आसपास की हवा और विकिरण को गर्म करना; इसके अलावा, पसीने के वाष्पीकरण आदि के दौरान, साँस छोड़ने वाली हवा के साथ गर्मी का उपभोग होता है।

नतीजतन, गर्म रक्त वाले जानवरों के शरीर का तापमान इस तथ्य के कारण स्थिर रहता है कि तंत्रिका तंत्र एक तरफ ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की तीव्रता को नियंत्रित करता है, यानी, गर्मी का गठन, और दूसरी तरफ, की तीव्रता गर्मी का हस्तांतरण। ये परस्पर संबंधित प्रक्रियाएं, जिन्हें रासायनिक और भौतिक थर्मोरेग्यूलेशन कहा जाता है, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की गतिविधि के कारण होती हैं।

रासायनिक थर्मोरेग्यूलेशन। रासायनिक थर्मोरेग्यूलेशन को पर्यावरण के प्रभाव में होने वाले चयापचय की तीव्रता में बदलाव के रूप में समझा जाता है। बाहरी वातावरण के तापमान में बदलाव को त्वचा द्वारा पकड़ लिया जाता हैनिमी रिसेप्टर्स और परावर्तित रूप से चयापचय की तीव्रता में परिवर्तन होता है, यानी, गर्मी उत्पादन। उदाहरण के लिए, हवा के तापमान और शरीर में चयापचय के बीच एक निश्चित संबंध है। इसलिए, जब हवा का तापमान कम हो जाता है, तो शरीर में गर्मी का निर्माण बढ़ जाता है।

अधिकांश ऊष्मा मांसपेशियों में उत्पन्न होती है। अनुकूली तंत्रों में से एक मांसपेशी कांपना है जो ठंड में होता है। जब शरीर ठंडा हो जाता है तो जो कंपकंपी होती है वह रिफ्लेक्स का परिणाम है। जब परिवेश का तापमान गिरता है, तो तापमान की जलन महसूस करने वाले त्वचा रिसेप्टर्स चिढ़ जाते हैं; उनमें उत्तेजना पैदा होती है, जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र तक जाती है और वहां से मांसपेशियों तक, जिससे उनमें समय-समय पर संकुचन होता है।

इस प्रकार, ठंड के मौसम में या ठंडे कमरे में हम जो कंपकंपी और ठंड का अनुभव करते हैं, वह प्रतिवर्ती क्रियाएं हैं जो चयापचय को बढ़ाती हैं, और इसलिए गर्मी उत्पादन को बढ़ाती हैं।

ठंड के प्रभाव में चयापचय में वृद्धि होती है, तब भी जब मांसपेशियों में कोई हलचल नहीं होती है। यह प्रयोग में दिखाया गया जब जानवर को ठंडा किया गया। यह पता चला कि यदि जानवर को ठंडा किया जाता है, तो यह तेज हो जाता है, भले ही कंपकंपी आई हो या नहीं।

गर्मी की एक महत्वपूर्ण मात्रा पेट के अंगों - यकृत और गुर्दे में भी बनती है। इसे लीवर में प्रवाहित होने वाले रक्त के तापमान और बाहर निकलने वाले रक्त के तापमान को मापकर देखा जा सकता है। इससे पता चलता है कि बाहर बहने वाले रक्त का तापमान अंदर आने वाले रक्त के तापमान से अधिक होता है। इसलिए, यकृत से प्रवाहित होने पर गर्म हो जाता है

जैसे-जैसे हवा का तापमान बढ़ता है, शरीर में गर्मी का उत्पादन कम हो जाता है।

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