Laidumas

Laidumas yra šilumos perdavimo rūšis ir vienas iš keturių mechanizmų, kuriais kūnas keičiasi šiluma su aplinka, vykdydamas termoreguliaciją. Laidumas pagrįstas Browniano judesiais. Jie leidžia šiltoje šilumos izoliato kūno dalyje pereiti iš aukštesnės temperatūros zonų į žemesnę temperatūrą.

Koks yra laidumas?

Pagal energijos taupymo įstatymą energija yra taupus kiekis. Dėl to visa izoliuotos sistemos energija nesikeičia, bet daugiausiai virsta skirtingomis energijos formomis. Energijos išsaugojimo įstatymas taip pat taikomas šilumos transportavimui izoliuotoje žmogaus kūno sistemoje.

Šilumos laidumas žmogaus organizme taip pat žinomas kaip laidumas ir atitinka šilumos srautą kietoje medžiagoje, vykstančią atsižvelgiant į temperatūrų skirtumus. Pagal antrąjį termodinamikos dėsnį šiluma visada teka žemesnės temperatūros kryptimi. Skirtingai nuo konvekcijos, laidumui šiluminiam transportavimui nereikia jokių medžiagų srautų. Šilumos transportavimas vyksta laidumo principu, t. Y. Be medžiagų pernešimo per audinius. Odos sąlytis su medžiaga taip pat sukuria šilumos laidumą.

Šilumos kiekis, gabenamas laidumo metu, priklauso nuo šilumos laidumo ir temperatūrų skirtumų. Laidumas taip pat vadinamas Šilumos difuzija ir yra vienas iš keturių šilumos perdavimo mechanizmų žmogaus kūne.

Funkcija ir užduotis

Keturi fiziniai šilumos perdavimo žmogaus kūne mechanizmai yra radiacija, konvekcija, garavimas ir laidumas.

Garinimas yra šilumos praradimas prakaituojant kaip termoreguliacijos dalis. Spinduliuotė reiškia infraraudonąją šiluminės spinduliuotės dalį, todėl nėra susijusi su materija. Laidumas reiškia šilumos pernešimą poilsio kūne, o konvekcija - šilumos pernešimą judančia terpe.

Biologija išskiria vidinį ir išorinį šilumos pernešimą. Išorinis šilumos mainai yra nuolatiniai šilumos mainai, kurie vyksta per odą su aplinka. Vidinis šilumos perdavimas - tai kūno šilumos transportavimas, pradedant nuo šilumos šaltinio iki kūno paviršiaus. Konvekcija ir laidumas vaidina svarbų vaidmenį vidiniame šilumos sraute.

Laidumo atveju šiluma transportuojama per Brauno molekulinį medžiagos judesį. Tankūs, netaisyklingi dalelių šiluminiai judesiai klampioje terpėje yra žinomi kaip Brownian judėjimas. Nuvažiuoto atstumo kvadratas padidėja vidutiniškai proporcingai absoliučiai temperatūrai ir laiko tarpui. Tai yra atvirkščiai proporcinga dalelių spinduliui ir klampumui. Šis principas yra kiekvienos biologinės difuzijos pagrindas.

Kai šiluma perduodama per Brownian molekulinį judėjimą, šilumos gradientas kompensuojamas, nes dalelės juda žemesnės temperatūros sričių kryptimi. Medžiagos fizikinės savybės lemia gaunamo šilumos srauto dydį. Fiziologiniuose audiniuose vandens balansas yra pagrindinis veiksnys. Šilumos laidumas nustatomas pagal šilumos laidumo koeficientą. Kaip ir visi kiti šilumos mainų mechanizmai, laidumas sukelia nuolatinius šilumos nuostolius ir tuo pačiu pasyvų šildymą.

Žmogaus organizmas priklauso nuo pastovios kūno temperatūros, kad visi medžiagų apykaitos procesai veiktų nepriekaištingai. Temperatūra palaikoma pastovi dėl pastovios šilumos gamybos termogenezės prasme, taip pat dėl ​​izoliacijos nuo aplinkos ir galimybės nuleisti kūno temperatūrą.

Kūno šilumą lemia energijos konversija dviejose sistemose. Dalyvauja raumenys ir medžiagų apykaita. Raumenys cheminę energiją paverčia kinetine energija. Šių energijų šiluminis transportavimas vyksta per priverstinę konvekciją per kraują.

Savo vaistus galite rasti čia

Ligos ir negalavimai

Sutrikęs termoreguliacija gali sukelti daugybę organų disfunkcijų žmogaus organizme ir būti sisteminė liga. Kadangi laidumas yra viena iš kelių šilumos nuostolių priežasčių, tai gali būti susijusi su hipotermija. Hipotermija yra hipotermija, atsirandanti po šalčio. Šilumos gamyba kūne yra mažesnė nei šilumos išsiskyrimas per tam tikrą laiką. Kraštutiniais atvejais hipotermija gali būti mirtina.

Vietinis šalčio poveikis sukelia nušalimą, kuris visam laikui pažeidžia audinį. Hipotermija vaidina svarbų vaidmenį, pavyzdžiui, kalnų atletuose, kurie patyrė avariją, ir į tai automatiškai atsižvelgiama intensyviosios terapijos skyriuose, kuriuose yra tinkama anamnezė ir tinkamas klinikinis vaizdas.

Medicina išskiria skirtingas hipotermijos stadijas. Silpna hipotermija yra 32–35 laipsnių kūno temperatūroje. Paprastai esant tokiai temperatūrai gali būti raumenų drebulys, tachikardijos, tachipnėja ir kraujagyslių susiaurėjimai arba apatija ir ataksija.

Esant vidutinio sunkumo hipotermijai, temperatūra nukrito iki 28 laipsnių šilumos. Be sutrikusio sąmonės, bradikardijos ir išsiplėtusių vyzdžių, pacientas turi sumažintą gag refleksą, hiporefleksiją ar šaltą idiotizmą.

Sunki hipotermija nurodoma esant žemesnei nei 28 laipsnių Celsijaus temperatūrai, kuri, be sąmonės, gali sukelti širdies sustojimą, sumažintą smegenų veiklą, nelanksčius vyzdžius ir širdies aritmiją ar kvėpavimo sustojimą.

Hipotermija gali atsirasti po nelaimingų atsitikimų vandenyje, kalnuose ir olose arba po buvimo labai šaltoje aplinkoje. Įvairios ligos, sėslus elgesys dėl neurologinių defektų, didelis fizinis krūvis ar šoko būsenos taip pat gali sukelti hipotermiją. Tas pats pasakytina apie besaikį alkoholio vartojimą ir su tuo susijusį odos kraujagyslių išsiplėtimą.

Pacientai, sergantys retu Šapiro sindromu, taip pat kenčia nuo esminių ir pasikartojančių termoreguliacijos defektų. Būdamas termoreguliaciniu centru, jūsų pagumburiui įtakos turi sutrikimai.