Мы же знаем, что на свете много организмов, которые выдерживают экстремально высокие температуры.
Почему они все до сих пор не сварились вкрутую?
Немыслимо же - жить, к примеру, при температуре гидротермальных источников в 400 °C и прекрасно себя чувствовать! Расти, размножаться, эволюционировать…
Это противоречит законам физики! Или что-то не так понимаю?
Вспомните, еще со школы мы знаем - белки (а из них “построены” все живые организмы) уже при температуре 57 °C коагулируются.
Всё верно?
А теперь скажите - почему люди выживают и при более высоких температурах? Просидел полчаса в сауне с температурой 80 - 90 градусов и ничего. Вышел оттуда не просто живёхонький, но еще и довольный жизнью: косточки прогрел. Оздоровился.
Как же прав был Тиндаль, когда изрёк:
Можно сварить яйца и изжарить бифштекс в воздухе помещения, в котором люди остаются без вреда для себя.
Но какие механизмы позволяют человеку спокойно переживать температуру кипения воды?
Какую жару мы способны переносить?
Как доказали английские физики Благден и Чентри, которые ради опыта часами не вылезали из натопленной печи хлебопекарни - порядка нескольких минут человек может находиться в помещении с температурой 160 °С (а пророй 170-180 °С) и даже не получить ожогов.
При температуре в 100 °С человек выдерживает около получаса.
Подобная выносливость объясняется механизмами терморегуляции, подаренными нам природой.
Наш организм фактически не принимает это тепло, “не впускает” его в себя.
Задача - сохранять температуру тела, близкую к нормальной. Ради того, чтобы обеспечить постоянство внутренних сред - гомеостаз.
Борьба с нагреванием происходит с помощью обильного выделения пота. Влага испаряется с поверхности кожи и поглощает значительное количество прохлады из прилегающих слоев воздуха.
Таким образом, вокруг тела образуется “охлаждающая капсула”, которая понижает его температуру.
Простая физика - ничего больше.
Но есть пара условий, при которых механизм срабатывает без сбоев:
- тело НЕ должно соприкасаться с источником тепла;
- окружающий воздух должен быть сухим (чем ниже влажность, тем лучше).
Так при какой максимальной температуре человек может жить постоянно?
Максимальная температура точно не определена.
Однако коренные жители Сахары, Аравии все светлое время суток проводят при температуре более 50 °С.
Летом в Средней Австралии нередко наблюдается температура 46° в тени.
Наиболее высокие температуры на земном шаре (за весь период наблюдений) не превышали 57 °С. Эта температура установлена в “Долине Смерти” в Калифорнии. Зной в Средней Азии не превышает 50 °С.
Так что, в каком-то смысле, мы все немного волшебники, способные справиться с "внутренними пожарами" и сохранить наш мозг от "слипания" даже в самые экстремальные моменты.
Но все же человек хрупок.
Если в Средней Азии сравнительно легко переносится жара в 37 и более градусов Цельсия, то 25° в Санкт-Петербурге - изнуряющее испытание.
А когда столбик термометра поднимается выше 30-ти градусов - жара воспринимается как невыносимая. Причина, конечно, во влажности воздуха.
Значит перегрев все таки возможен?
Да, возможен!
Не только перегрев, но и тепловой удар - обморок, который случается на жаре. При этом температура тела повышается выше 36,6° - по сути, нарушается гомеостаз.
Поэтому перегрев вовсе не безобиден, как может показаться. Высокие температуры негативно влияют на наш организм.
При каком показателе термометра человек может погибнуть?
Самые высокие риски в определенном сочетании жары и влажности.
Экстремальная жара считается одним из самых опасных природных явлений, с десятками тысяч смертельных случаев.
Профессор Колумбийского университета Редли Хортон с коллегами изучили данные метеостанций со всего мира, собранные в период с 1979 по 2017 годы.
Они обнаружили более 7000 смертей, которые произошли в условиях так называемого “мокрого термометра”.
“Мокрый термометр” - это точка когда охлаждение тела с помощью пота перестает работать. Окружающая влага и жара разрушает “охлаждающую капсулу” тела. Происходит перегрев.
Чаще всего такие условия наблюдаются в Южной Азии, прибрежных районах Ближнего Востока и на юго-западе Северной Америки.
Как выглядит “мокрый термометр”?
Согласно исследованию, условия “мокрого термометра” возникают при таком сочетании:
- относительная влажность превышает 95%;
- температура воздуха составляет не менее 31,1 °С.
Хортон с коллегами выяснил - человеческое тело вообще НЕ способно выдержать условия “мокрого термометра”. Нормальная внутренняя температура человеческого тела 36,8° ± 0,5°C. Чтобы ее постоянно сохранять и поддерживать, требуется температура кожи около 35°C.
Вот почему, когда при высокой влажности температура воздуха достигает 35 градусов по Цельсию - умирают даже здоровые люди:
Даже если у них прекрасное здоровье, даже если они сидят в тени, даже если они носят одежду, в которой в принципе легко потеть, даже если у них бесконечный запас воды.
Если в воздухе достаточно влаги, термодинамически невозможно предотвратить перегрев тела.
Таким образом, существует физиологический предел, который не должен быть превышен.
Однако не всегда же мы окунаемся в условия “мокрого термометра”. Нам становится жарко при каких-нибудь 25 °C “за бортом”. Задумывались почему? Ведь наше тело “горячее” внешнего воздуха. Разница температур приличная, должно же быть холодно!
Все дело в физиологии
Кроме терморегуляции наше тело задействовано еще в теплообмене. Организм вырабатывает энергию, которая преобразуется в тепло.
Снова физика? - да. Ну и химия тоже.
Все внутренние процессы проходят с выделением тепла в окружающую среду.
Например, при сокращении сердечных мышц, мышц конечностей, диафрагмы. Во время биохимических реакций, которые происходят при расщеплении пищи. При проведении нервных импульсов.
Все заканчивается теплообменом, который включает в себя теплопроводность, излучение тепла на окружающие предметы и конвекцию.
Но почему, если температура выделяемого тепла составляет 36,6 °C - человеку становится жарко и некомфортно уже при 25 °C?
Дело в том, что для нормального функционирования организму нужно выделять тепло вовне, а затем охлаждаться при температуре воздуха ниже его собственной. Ага, теплообмен и теплорегуляция, о которой мы говорили выше, взаимосвязаны и “взаимодействуют” друг с другом.
Когда между телом и окружающей средой большая разница температур - теплоотдача происходит довольно легко и поверхность тела человека быстро остывает. Оптимальные показатели температур для тела - 36,6 °C. Для окружающей среды - 21 °C
Но когда внешняя среда теплее, например, 24°C - процесс теплоотдачи становится более длительным. Организм попросту не способен быстро отдавать избыточное тепло, поэтому становится жарко и некомфортно.
Итак, наше тело способно справляться с высокими температурами, поскольку обладает уникальными механизмами адаптации.
Приятно осознавать - наш организм так хитро устроен. Даже когда температура на улице зашкаливает - он справляется с сохранением гомеостаза.
А в некоторых ситуациях - теплокровные человеческие тела не уступают по своим адаптационным свойствам обитателям “черных курильщиков”.
Поставьте 👍
Читайте также: