Теплообмен организма человека с окружающей средой.

Энергообеспечение трудовой деятельности.

Энергия, необходимая человеку для жизнедеятельности, выделяет­ся в его организме в процессе окислительно-восстановительного рас­пада углеводов, белков, жиров и других органических соединений, содержащихся в продуктах питания.

Совокупность химических реакций в организме человека называется обменом веществ. Для характеристики суммарного энергетического обмена веществ используют понятия основного обмена и обмена при различных видах деятельности.

Основной обмен характеризуется величиной энергетических затрат в состоянии полного мышечного покоя в стандартных условиях (при комфортной температуре окружающей среды, спустя 12...16 ч после приема пищи в положении лежа). Энергозатраты на процессы жизнедеятельности в этих условиях для человека массой 75 кг составляют 87,5 Вт.

Уровень энергозатрат определяют методом непрямой калориметрии, т. е. полного газового анализа (учитывается объем потребления кислорода и выделен­ного углекислого газа). С увеличением тяжести труда значительно возра­стает потребление кислорода и количество расходуемой энергии.

Основными параметрами, обеспечивающими процесс теплообмена человека с окружающей средой, являются параметры микроклимата. В естественных условиях температура окружающей среды изменяется от - 88 до + 60° С; подвижность воздуха — от 0 до 100 м/с; относительная влажность — от 10 до 100 % и атмосферное давление — от 680 до 810 мм рт. ст.

Одним из важных интегральных показателей теплового состояния организма является средняя температура тела порядка 36,50С. При выполнении работы средней тяжести и тяжелой при высокой темпе­ратуре воздуха температура тела может повышаться от нескольких десятых градуса до 1...20С. Наивысшая температура внутренних орга­нов может составляет + 43°С, минимальная + 25°С. Температурный режим кожи играет основную роль в теплоот­даче. Средняя температура кожи под одеждой составляет 30...34°С. При неблагоприятных метеорологических условиях на отдельных участках тела она может понижаться до 20°С, а иногда и ниже.

Нормальное тепловое самочувствиеимеет место, когда тепловыде­ление человека полностью воспринимается окружающей средой. Если теплопро­дукция организма не может быть полностью передана окружающей среде, происходит рост температуры внутренних органов. В случае, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем ее воспроизводит человек, происходит охлаждение организ­ма.

Теплопроводность представляет собой перенос тепла вследствие беспорядочного (теплового) движения микрочастиц (атомов, мо­лекул или электронов), непосредственно соприкасающихся друг с другом. Конвекцией называется перенос тепла вследствие движе­ния и перемешивания макроскопических объемов газа или жидко­сти. Тепловое излучениеэто процесс распространения электро­магнитных колебаний с различной длиной волны, обусловленный тепловым движением атомов или молекул излучающего тела. В ре­альных условиях тепло передается не каким-либо одним из ука­занных выше способов, а комбинированным.

Переносимость человеком температуры зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела.

Вместе с изменением параметров микроклимата меняется и тепло­вое самочувствие человека. Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоян­ной температуры тела человека называются терморегуляцией. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к 36,5°С. Процессы регулирования тепловыделений осущест­вляются в основном тремя способами: биохимическим путем; путем изменения интенсивности кровообращения и интенсивности потовы­деления.

Терморегуляция биохимическим путем за­ключается в изменении интенсивности происходящих в организме окислительных процессов. Например, мышечная дрожь, возникающая при сильном охлаждении организма, повышает выделение теплоты до 125...200Дж/с.

Терморегуляция путем изменения интен­сивности кровообращения заключается в способности организма регулировать подачу крови (которая является в данном случае теплоносителем) от внутренних органов к поверхности тела путем сужения или расширения кровеносных сосудов.

Терморегуляция путем из­менения интенсивности пото­выделения заключается в изменении процесса теплоотдачи за счет испарения. Терморегуляция организма осуществляется одновременно всеми способами.