Попробуем в первом приближении произвести анализ возможностей человеческого организма к адаптации к низким температурам окружающей среды, основываясь на знаниях законов термодинамики и физиологии человека.
Во-первых, известно, что у обнажённого тела человека, при температуре воздуха минус 20 о С закрываются потовые железы, следовательно долю тепло-потерь = 22% на испарение пота, можно исключить из расчёта. Для блокирования тепловых потерь на излучение = 44% необходимо и достаточно наличие зеркальной поверхности кожных покровов, обеспечивающей полное отражение лучистого тепла. В данном случае, применительно к человеческому организму, роль зеркальной стенки, как у термоса, будет выполнять подкожный слой белого жира, и масляная плёнка покрывающая кожу, которая блестит на солнце как зеркало, а так же отсутствие пигмента – меланина в слоях кожи – белокожих северян (белый цвет отражает). Эти свойства кожных покровов, адаптированного к холоду человека, позволят отразить внутрь инфракрасное тепло, идущее из сердцевины тела. Конечно, белый жир и масляная плёнка, это не зеркало, но всё же значительная доля лучистого тепла отразится от них и останется в организме. У Порфирия Иванова, адаптированного к низким температурам, кожа тела была красивого бронзового цвета.
Каков будет процент тепловых потерь от лучеиспускания в реальных условиях, может дать ответ только эксперимент. Примем, в первом приближении, что часть отражённого лучистого тепла (допустим 50%), осталась в организме, отразившись от белого жира подкожной клетчатки и поверхностных слоёв белой кожи.
Тепловыми потерями, на нагрев воздуха в лёгких = 1,3%, (при комнатной температуре) и 0,7% потерь с выделениями, в первом приближении можно пренебречь, ввиду их незначительной доли и остаются главные потери на конвекцию (молекулярный перенос теплового потока) = 31%. Оценим абсолютную величину тепловых потерь от данной компоненты. Общие тепловые потери человека при комнатной температуре составляют при лёгкой работе – 175 ккал/час. Следовательно, тепловые потери на конвекцию составят – 54,3 ккал/час. Безусловно свободная конвекция, при отсутствии ветровой нагрузки, но при морозе минус 20 о С, составит уже величину на порядок большую чем 54,3 ккал/час (при комнатной температуре), ведь коэффициент теплоотдачи зависит в первую очередь от разности температур теплоотдающего тела и температуры окружающего воздуха, а во вторых от скорости обтекания воздуха вокруг тела, и в третьих от степени относительной шероховатости теплоотдающей поверхности, в данном случае человеческой кожи. Но в этом и заключается «секрет» человеческой кожи, снаружи покрытой тонкой масляной плёнкой! Её относительная шероховатость приближается к «О», что резко снижает коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене. Кроме этого масляная плёнка служит зеркалом, отражающим лучистый поток тепла от ядра тела. Нетрудно увидеть в этих трёх «зеркалах»: – подкожный слой жира, с одной стороны, поверхностной масляной плёнки с другой, и белый цвет кожи с третьей, конструктивную схему термоса, надёжно запирающего тепло внутри живого организма. Но, необходимо ещё одно условие, что бы обнажённый человек чувствовал себя комфортно на морозе, а не дрожал от холода, пытаясь дрожью согреть кожные