Респіраторні тепловтрати. Механізми респіраторних тепловтрат

при зануренні в воду втрати тепла через дихальні шляхи представляють основну загрозу для сталості теплосодержания організму, незважаючи на те що при нормальному атмосферному тиску ці втрати зазвичай не перевищують 10% від метаболічної теплопродукції навіть при дуже холодному повітрі.

Функція верхніх дихальних шляхів в нормі полягає в кондиціонуванні повітря. Вдихаємо повітря зазвичай холодніше тканини верхніх дихальних шляхів і майже завжди суші повітря, насиченого парами при температурі тіла. Давно встановлено, що в умовах, що відповідають рівню моря, вдихаємо повітря зігрівається і зволожується, досягаючи температури 37 ° С і тиску водяної пари 47 мм рт. ст. (Тиск насиченої пари при 37 ° С) на перших 10-15 см довжини верхнього дихального тракту.

Чим більша кількість повітря бере участь в диханні, тим вище респіраторні тепловтрати. Таким чином, втрати тепла з диханням фактично є постійною частиною метаболізму, тому що існує пряма залежність між дихальним об`ємом та споживанням кисню. Респіраторні тепловтрати зростають, якщо сухість вдихуваного повітря збільшується. Для випаровування води з поверхні верхнього дихального тракту необхідна енергія у вигляді прихованої теплоти пароутворення, і чим сухіше вдихається газ, тим більша кількість води має бути витрачено для насичення його парами.

респіраторні тепловтрати

При нормальному атмосферному тиску випаровування є головним компонентом респіраторних тепловтрат. Втрати тепла з диханням кілька зростають, якщо вдихаємо повітря стає холоднішим, внаслідок то-то, що конвективна теплопередача знаходиться в прямій залежності від різниці температур вдихуваного повітря і тіла людини. Якби повітря, що видихається мав температуру 37 ° С і був насичений вологою, то розрахувати респіраторні тепловтрати було б просто. Однак насправді це не так.

обмеження втрати респіраторного тепла відбувається в результаті нескладного процесу теплообміну між теплим і зволоженим повітрям, котрі залишають розташовані нижче зони респіраторного тракту, і раніше охолодженими поверхневими шарами верхній частині цього тракту. Таким чином, при звичайній кімнатній температурі повітря, що видихається має температуру 34 ° С і при цьому насичений водяними парами (під тиском 40 мм рт. Ст.).

По мірі того як вдихаємо повітря стає холодніше і суші, охолодження верхніх дихальних шляхів підвищується, а разом з цим посилюється і обмеження втрати тепла. Проте це не грає якої-небудь значної ролі в збереженні тепла в організмі на рівні моря, оскільки в цих умовах респіраторний компонент становить всього лише 10% від загальної тепловтрати.

Однак під час занурення в воду умови змінюються, так як газ, що вдихається під тиском, рівним навколишнього гідростатичного тиску, є щільним і має високу теплоємність. На глибині в структурі респіраторних тепловтрат починає переважати конвективний компонент. Респіраторні тепловтрати можна розрахувати, якщо відомо, наскільки виражений процес стримування втрати тепла, що обумовлює можливість визначити температуру повітря, що видихається по температурі вдихуваного.


Поділитися в соц мережах:

Cхоже