покровы. Для выполнения этого требования необходимо, что бы холодовые рецепторы кожи не давали сигнала к центральным мозговым структурам. Это условие будет выполняться, если средняя температура кожи адаптированной к холоду, будет равна +20 —24 о С (температура кожи у частей тела, покрытых одеждой, в среднем равна 33,2 – 33,5 о С). В то же время эмпирически доказано, что при температуре тела +33 о С, продолжительность жизни человека увеличится до 700 лет. Это не случайные совпадения! Для определения теплового потока от обнажённого тела человека можно конечно применить сложные уравнения, но даже эти расчёты не будут соответствовать действительности, по той лишь причине, что мы имеем дело с живым организмом, а не с ведром тёплой воды. Проведём ориентировочный расчёт тепло-потерь по формуле «Фурье», задавшись внутренней температурой слоя кожи человека = +33 о С (средняя температура тела гипотетических долгожителей). Тогда, для средней температуры кожи = +20 о С, наружная температура поверхности тела будет = +7 о С. Толщину кожного покрова (Б), примем равной 1 см. Коэффициент теплопроводности сухой кожи Y к = 0,137 ккал/м. час. град. Определим в первом приближении коэффициент теплопроводности реальной
Тепловые потери человека при лёгкой работе в помещении с температурой +20 градусов, равны: 90 ккал/ч. – (явные потери) и 85 ккал/ч – (скрытые потери), – потери тепла на испарение пота (В. М. Гусев – 1961 г).
К = Q / F х (Т 1 – Т 2) = 175 / 2 х (30 – 20) = 8,75 (ккал / м 2 Час Град)
К = 1 / Б: Yк., Откуда: Yк = Б х К. Yк = 0,01 х 8,75 = 0,088 (ккал / м. час. град).
Yк – практически совпадает с табличным значением для сухой обезвоженной кожи, равным 0,137 (кожа применяемая в технике).
Посмотрим, что произойдёт с обнажённым современным (тепличным), человеком при
морозе – минус 20 градусов. Q* = 2 х 8,75 х {30 – (– 20)} = 875 (ккал/ч).
Это огромные тепловые потери для организма человека, при которых через 20 – 30 минут человек замёрзнет! Но, Порфирий Иванов, при такой температуре наружного воздуха ходил целый день, в одних шортах – босиком. В чём здесь дело?
Чего-то не хватает нашему термосу? Безусловно, коэффициент теплопроводности кожи очень велик. Вот, если бы коэффициент теплопроводности кожи был бы равен коэффициенту теплопроводности хотя бы воздуха: Yв = 0.02, тогда бы был другой результат, вписывающийся в граничные условия для живого организма.
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