Anda tidak akan kehilangan haba dari kepala anda daripada bahagian badan yang lain - kecuali tangan dan kaki anda. Taylor Mackenzie
WQhen cuaca mula sejuk dan baju musim sejuk memasuki putaran di almari kami, beberapa kombinasi pelik muncul: seluar pendek dan selendang; tongkat dan jaket; T-shirt dan beanies. Yang terakhir sering dijelaskan dengan pepatah lama: anda kehilangan sebahagian besar kepala anda melalui kepala anda. Tetapi sebenarnya, saintis tahu ini tidak benar.
Pertama, mari kita kembali kepada asas-asas pertukaran haba.
Pertukaran haba manusia ditentukan oleh kombinasi prinsip fizikal, variasi dalam bentuk badan dan saiz, dan mekanisme kawalan fisiologi seperti aliran darah kulit yang diubah, menggigil dan berpeluh. Interaksi ini mengekalkan suhu badan dalam yang stabil, yang biasanya hanya di bawah 37 ° C.
Manakala ekstrim yang dapat bertahan daripada 13.7 ° C dan 46.5 ° C telah dilaporkan, anda mungkin berasa sengsara dan tidak sihat apabila suhu ini turun di bawah 35 ° C atau meningkat di atas 40 ° C.
Prinsip fizikal
Melihat di luar tubuh, haba ditukar antara semua objek melalui jalur kering (radiasi, konveksi, pengaliran) dan melalui penyejatan kelembapan.
Untuk laluan kering, tenaga haba bergerak dari kawasan panas ke kawasan sejuk, dengan kadar tukarannya bergantung kepada perbezaan suhu antara objek tersebut.
Untuk penyejukan penyejatannya, molekul air meninggalkan permukaan yang lembap untuk memasuki udara yang lembap, mengambil haba dengannya.
Ini adalah prinsip pertama pertukaran haba.
Bentuk tubuh dan saiz
Haba mungkin akan hilang lebih cepat dari permukaan yang lebih besar. Walau bagaimanapun, jisim besar mempunyai kestabilan haba yang lebih tinggi, dan menentang perubahan suhu dan perubahan yang ketara. Oleh itu, interaksi di antara kawasan permukaan dan jisim memberikan prinsip pertama yang lain: perubahan suhu sesuatu objek ditentukan oleh nisbah luas permukaannya kepada jisimnya.
Oleh itu, kehilangan prisma segi empat tepat prisma panas sangat cepat, manakala sfera, yang mempunyai luas permukaan terkecil kepada nisbah isipadu objek, memberikan rintangan terbesar kepada kehilangan haba. Oleh itu, bentuk yang agak bulat kepala manusia membawa kita untuk mencabar mitos panas-kehilangan berdasarkan sains prinsip-prinsip pertama.
Paras toco tocoan membolehkan burung dengan cepat menyejukkan. Flickr / Brent
Tetapi kita tidak boleh mengabaikan kawalan fisiologi aliran darah kulit, kerana ini adalah bagaimana haba diangkut ke kulit untuk pelesapan, dan berpeluh, yang memudahkan kehilangan haba apabila udara lebih panas daripada kulit.
Terdapat banyak contoh bagaimana pemilihan semulajadi membawa kepada perubahan fisiologi untuk menyokong peraturan suhu. Ambil tochan toco: kawasan permukaan besar rang undang-undang burung ini, dalam kombinasi dengan bekalan darahnya, membolehkan pelesapan haba yang sangat cekap. Begitu juga dengan telinga gajah.
Pada manusia, kesetaraan yang terdekat adalah tangan dan kaki.
Kawalan fisiologi
Kepala bukan radiator yang ideal, walaupun terdapat banyak saluran darah yang dekat dengan permukaannya, karena aliran darah kulitnya tidak berbeza dengan ketara apabila seseorang itu berehat dengan selesa atau mendadak. Walaupun ada seseorang suhu berbahaya tinggi, kepala aliran darah kulit meningkat lebih rendah daripada yang tangan dan kaki untuk stimulus pemanasan yang sama.
Plus kebanyakan kepala mempunyai liputan rambut 50%, yang menangkap udara dan menimbulkan insulasi terhadap pertukaran haba. Walaupun (sayangnya) tidak semua kepala mematuhi generalisasi ini.
Kepala tidak bagus untuk penyejatan penyejatannya sama ada. Walaupun dahi adalah paling produktif tapak pelepasan peluh per unit semasa kami berehat, berpeluh dari tapak di dalam garis rambut berlaku pada separuh kadar ini.
Sarung tangan dan kaus kaki akan membantu anda memanaskan badan. K Hatanaka
Malah, ketua mewakili hanya kira-kira 7% dari kawasan permukaan badan, jadi sumbangannya kepada penyejukan penyejatan pernafasan seluruh badan adalah hanya 10%, dan kurang daripada tangan, belakang, paha dan kaki bawah. Walaupun kehilangan haba ini boleh berlipat ganda semasa latihan, ia masih menyumbang hanya 13% daripada jumlah penyejatan.
Oleh itu, seolah-olah suhu kepala menjadikan ia sesuai untuk kehilangan haba, geometri dan juga tindak balas fisiologi untuk pemanasan atau penyejukan menjadikannya tapak yang kritikal untuk kehilangan haba.
Meliputi kepala anda tidak lebih berkesan untuk menjaga anda hangat daripada merangkumi kebanyakan kawasan tubuh yang lain. Dengan kata lain, anda tidak akan kehilangan haba dari kepala anda daripada bahagian tubuh anda - kecuali tangan dan kaki anda. Jadi memakai sarung tangan dan kaus kaki adalah taruhan terbaik anda.
Mengenai Penulis
Nigel Taylor, Profesor Madya Physiology Thermal, University of Wollongong
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku tentang Persekitaran daripada senarai Penjual Terbaik Amazon
"Musim Bunga Senyap"
oleh Rachel Carson
Buku klasik ini merupakan mercu tanda dalam sejarah alam sekitar, menarik perhatian kepada kesan berbahaya racun perosak dan kesannya terhadap alam semula jadi. Kerja Carson membantu memberi inspirasi kepada pergerakan alam sekitar moden dan kekal relevan hari ini, sambil kami terus bergelut dengan cabaran kesihatan alam sekitar.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Bumi Tidak Boleh Didiami: Kehidupan Selepas Pemanasan"
oleh David Wallace-Wells
Dalam buku ini, David Wallace-Wells menawarkan amaran keras tentang kesan buruk perubahan iklim dan keperluan mendesak untuk menangani krisis global ini. Buku ini menggunakan penyelidikan saintifik dan contoh dunia nyata untuk memberikan pandangan yang serius tentang masa depan yang kita hadapi jika kita gagal mengambil tindakan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Kehidupan Tersembunyi Pokok: Apa Yang Mereka Rasa, Bagaimana Mereka Berkomunikasi? Penemuan dari Dunia Rahsia"
oleh Peter Wohlleben
Dalam buku ini, Peter Wohlleben meneroka dunia pokok yang menarik dan peranannya dalam ekosistem. Buku ini menggunakan penyelidikan saintifik dan pengalaman Wohlleben sendiri sebagai ahli hutan untuk menawarkan pandangan tentang cara kompleks pokok berinteraksi antara satu sama lain dan dunia semula jadi.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Rumah Kami Terbakar: Pemandangan Keluarga dan Planet Dalam Krisis"
oleh Greta Thunberg, Svante Thunberg, dan Malena Ernman
Dalam buku ini, aktivis iklim Greta Thunberg dan keluarganya menawarkan akaun peribadi tentang perjalanan mereka untuk meningkatkan kesedaran tentang keperluan mendesak untuk menangani perubahan iklim. Buku ini menyediakan akaun yang kuat dan mengharukan tentang cabaran yang kita hadapi dan keperluan untuk bertindak.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Kepupusan Keenam: Sejarah Tidak Semulajadi"
oleh Elizabeth Kolbert
Dalam buku ini, Elizabeth Kolbert meneroka kepupusan besar-besaran berterusan spesies yang disebabkan oleh aktiviti manusia, menggunakan penyelidikan saintifik dan contoh dunia nyata untuk memberikan pandangan yang mendalam tentang kesan aktiviti manusia terhadap alam semula jadi. Buku ini menawarkan seruan tindakan yang menarik untuk melindungi kepelbagaian hidupan di Bumi.
