Владимир / Александр Стариковы - Физиология человека глазами физика

Qф = Yк х (Тв – Тн) х F х (час) / Б (Формула №3).

Тепловые потери по формуле Фурье (формула №3). Если задавшись внутренней температурой кожи человека равной +33 градуса Цельсия (средняя температура тела гипотетических долгожителей – 500 – 700 лет), тогда, средняя температуры кожи = +20 градусов, а наружная температура поверхности тела будет равна +7 градусов Цельсия. Толщину кожного покрова примем так же равной 1 см. Коэффициент теплопроводности сухой кожи Yк = 0,137 ккал/ м 2 час град. По бесспорной формуле Фурье, для перехода тепла внутри тела или к другому телу (в данном случае к холодному воздуху), в следствие, соприкосновения, будем иметь:

Qф = 0,02 х (33 – 7) х 2 х (1 час) / 0.01 = 104 ккал/час.

Где Тв, Тн – температура внутренней и наружной поверхности кожи. Б – толщина кожного покрова . F – наружная площадь поверхности, тела человека = 2 м2.

В данном случае тепловые потери организма удовлетворяют искомым значениям. Но, вопрос стоит не только в тепловых потерях живого организма, а в опасности обморожения кожи. Наружная поверхность кожи должна как-то локально обогреваться. Из таблицы 15, справочника Н. Ф. Фёдорова – 1961 г, имеем, что количество вредностей выделяемых человеком в виде углекислого газа = 68 г/час. Вот тут, настало время удивиться «подсказке» из справочника по теплофизике. Что если наша кожа через свои поры на морозе выделяет углекислый газ, который, обогревает кожный покров, продувая этим тёплым газом кожу по всей толщине! Действительно, из физики известно, что законы диффузии и теплопроводности газов аналогичны… К. А. Калантаевская – «Морфология и физиология кожи человека» – 1972 г, приводит следующие данные: – «Через кожу человека в условиях комфорта теряется 360 мг азота и в 10 раз увеличивается выделение азота при высокой температуре и высокой влажности, когда выделение пота достигает 700 – 800 г в час. 80 -90% азота содержащегося в поте обусловлено мочевиной, аминокислотами и аммиаком. В течение недели со всей кожи выделяется 100 – 300 гр. жира. У человека кожное сало состоит из жирных кислот – 20 – 30%, холестерина – 30 -40% и глицерина —30%. После 40 – 45 лет сало-отделение значительно уменьшается, а в 50 лет уже составляет 30 – 50% от максимального уровня. Атрофия потовых и сальных желез приводит к сухости кожи». К. Калантаевская рекомендует до минимума сократить пользование ваннами, заменить мыло отрубями, пользоваться маслами, избегать солнца… Г. А. Гальперина «Болезни Кожи» – 2006 г, рекомендует принимать крахмальные ванны , которые благотворно воздействуют на кожу: – (0,5 – 1 стакан крахмала разводят в 1,5 стаканах холодной воды, после чего добавляют раствор в тёплую ванну) … Полагаю, что следует прислушаться к рекомендациям врачей – косметологов! Но всё же, если выход газообразного азота в виде аммиака через поры кожного покрова связан, скорее всего, с потоотделением, то данная секреция нам не поможет обогреть слой кожи в условиях низких температур. Потоотделение на морозе смертельно опасно. Полагаю, что газ, который обогревает кожу в зимнее время, и на порядок снижает её теплопроводность, это углекислый газ!Так ли это? Полагаю, что именно так! Кожа, через микроскопические поры – в своей тканевой структуре – (перфорацию) – «дышит», выбрасывая из тела углекислый газ! Н. А. Данилова —1977г приводит следующие данные: – «У взрослого человека на равнине в спокойном состоянии в тканях вырабатывается 12 литров углекислого газа, а при усиленной мышечной нагрузке в 5—8 раз больше». С. Скаков – «Метод К. П. Бутейко» – 1992 г, приводит следующую физиологическую пробу: «Сделайте выдох, не дышите и идите быстро (не бегите). Терпите до тех пор, пока не почувствуете волну жара. Ощущение при этом точно такое, как от инъекции хлористого кальция, то есть накопление углекислоты, резко раскрывает все сосуды и капилляры, донося кровь во все «закоулки» организма…». Полагаю, что волна жара вызвана мощным выбросом углекислого газа через перфорацию кожных покровов, ведь тепловые рецепторы сосредоточены именно на поверхности кожи человека.Опыты Н. М. Петрунь «Газообмен через кожу и его значение для организма человека», 1960 г, свидетельствуют: «У человека в состоянии покоя при температуре воздуха +18 – 20 о С количество поглощённого кожей кислорода и выделившегося через него углекислого газа примерно одинаково 175 см3 / час. Дыхательная поверхность лёгких 130 м2 и если весь газообмен перевести на 1 м2, то количество поглощённого кислорода единицей поверхности кожи = кислороду на единицу поверхности лёгочной ткани = (1: 0,98). Углекислота интенсивнее выделяется через кожу, чем через лёгкие – 1: 1,24. По мере повышения температуры воздуха дыхание через кожу значительно возрастает. При температуре воздуха = +40 оС газообмен = 480 см3/ час, то есть в 2 – 3 раза больше чем при +20 о С. Газообмен идёт под действием парциальных давлений под кожей и над ней». К моему сожалению Н. Петрунь – 1960 г не приводит данные газообмена через кожу при понижении температуры воздуха ниже +18 оС. Но всё же я полагаю, что именно выделение углекислого газа через кожу должно на морозе возрастать под действием парциального давления водяного пара. Все мы неоднократно наблюдали, когда человек по пояс обнажённый энергично рубит дрова на морозе. От его кожи клубится пар. Но если через поры кожи выходит пар, то безусловно должен так же выходить и углекислый газ, ведь разность парциальных давлений водяного пара на морозном воздухе и под кожей достигает 20 мм. рт. ст. (I – d диаграмма влажного воздуха). Но если на морозе от кожи идёт пар (это не есть испарение пота через потовые железы, а перспирация пара через кожные поры), то должна быть и перспирация углекислоты. Но если дело обстоит так, то почему тогда человек, всё же замерзает на морозе? Полагаю, что ответ на этот вопрос заключается в следующем. Что бы кожный покров на морозе, через свои поры выделял водяной пар и углекислый газ, для неё (кожи) необходима тренировка – адаптация к низким температурам. Для этого необходимо привыкание кожи к постоянному и достаточно медленному процессу снижения температуры окружающего воздуха, как это происходит со всеми животными, обитающими в условиях дикой природы. Действительно, если выпустить на мороз собаку, или, кошку, живущую в тёплой квартире, то вероятность их адаптации к морозу очень низкая. Необходимо в первую очередь накопить именно подкожный жир, из которого будет образовываться водяной пар. Порфирий Иванов, для адаптации своего организма, вначале ежедневно, достаточно длительное время, обливал своё тело холодной водой – закалялся. Аборигены крайнего севера – якуты, чукчи, пошли другим путём. Они, из шкуры дикого оленя изготавливают одежду (мехом наружу), которую необходимо одевать только на голое тело. В противном случае водяной пар, поступающий через поры кожи человека, не имея выхода, увлажняет внутреннюю одежду, и человек на морозе через некоторое время замерзает. Это правило относится и к унтам. Действительно, если после суточного пребывания на морозе унты не просушить на печи, то ноги начинают замерзать. Одежда чукчи, одетая на голое тело (шерстью наружу), не скапливает влагу между кожей и шкурой, а совмещает поры человеческой кожи и шкуры оленя, позволяя водяному пару свободно уходить в окружающий воздух. Не случайно выделку шкуры оленя для такой одежды производят очень тщательно, что бы все поры (перфорация), на шкуре были открыты. В такой одежде чукча может находиться на морозе минус 50 градусов длительное время (недели и даже месяцы), не замерзая. Полагаю, что мы теоретически обосновали возможности человека к адаптации к низким температурам наружного воздуха, без применения теплоизоляции в виде тёплой одежды. Эту возможность доказал своим наглядным примером П. К. Иванов.