Топлина и експлоатационни характеристики

Топлината често се римува със слънце, лято, ваканции, шорти, поли и джапанки, сладолед ... накратко, това е сезонът, който всички очакват! Всички? Освен може би бегачът, защото бягането в горещо време често е много по-малко приятно и по-трудно от бягането в хладно време. Ето някои обяснения относно регулирането на телесната температура по време на тренировка и намаляването на производителността в горещо време ...

Бягане на пълно слънце ... ефективно за тен, но не и за представяне ... Снимка: Will Ockenden.

Терморегулация

Термо-какво? Терморегулацията е просто механизъм за контрол на телесната температура. Знаете, че е 37 ° C (въпреки вариациите през целия ден, както видяхме в статията за най-доброто време на деня за бягане). Всяка вариация около тази стойност се регулира от хипоталамуса (структурата на централната нервна система), който задейства термогенеза ако телесната температура е твърде ниска или термолиза ако тялото трябва да се охлади.

Топлообмен

Тялото елиминира излишната топлина, като я изхвърля отвътре към външната страна на тялото. Топлината основно се „съдържа“ във водните молекули на кръвната плазма. Веднъж попаднали на повърхността, има няколко процеса, които позволяват топлината да се евакуира към околния въздух [Wendt et al. 2007]:

на радиация: отговаря на топлината, излъчвана под формата на инфрачервено лъчение (извън видимия спектър и следователно невидим за невъоръжено око, но някои устройства позволяват да се подчертае, вижте изображението по-долу 😉). В покой в тази форма се губят до 60% от топлината.
на конвекция: отговаря на обмена на топлина с въздуха, циркулиращ около тялото. Дори и без истинска „тяга“, конвекционните топлинни загуби в покой могат да достигнат 15% от общите топлинни загуби.
на проводимост: отговаря на обмена на топлина между 2 обекта, които се допират един до друг, като топлината преминава от най-горещия обект към най-студения. Той представлява само 3-4% от общите топлинни загуби.
наизпаряване: съответства на загубата на топлина чрез загуба на вода, както неконтролирана от дишането, така и през порите на кожата чрез дифузия, както и по начин, регулиран от изпотяване. В покой около 25% от топлината се губи чрез изпаряване.

Демонстрация на радиация като средство за отстраняване на топлината. Вляво: нормална снимка, вдясно: инфрачервено изображение, което отразява топлинните загуби (следователно горещи места) от лъчение. Ще ви позволя да познаете в коя чаша има гореща вода ... (намек: носът е доста студен). Изображение от видеото с обяснение на радиацията на НАСА (може да се види тук: http://www.nasa.gov/externalflash/wise/index.html).

Механизмите на излъчване, конвекция и проводимост зависят главно от температурната разлика между тялото и външната страна. Колкото по-голяма е разликата, толкова по-ефективни са тези механизми. Напротив, когато е горещо, температурната разлика между въздуха и тялото намалява, което намалява разсейването на топлината от тези механизми. Отвъд 36 ° C, връзката дори е обърната: тялото е това, което получава топлина! За щастие имаме активни механизми за увеличаване на разсейването на топлината.

Механизми за регулиране на телесната температура

Тези механизми са активни регулаторни механизми, тоест тялото е, което контролира тяхното активиране (напротив, не можете например да контролирате обмена на топлина чрез радиация, това е физически принцип. Важи за всяко горещо тяло). Нека разгледаме по-отблизо тези 2 регулаторни механизма.

Пот

Изпотяването еразсейване на топлината чрез пот. Изпотяването се задейства, когато тялото не може да отвежда топлината от други механизми, например когато е твърде горещо (други механизми стават неефективни), когато упражняваме (тялото става по-горещо) или и двете! Тялото адаптира степента на изпотяване според ситуацията, често между тях 1 и 2,5 L/h, но това може да достигне 3,5L/час при екстремни условия !