必修三产热与散热问题分析

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1、体温调节包括产热途径和散热途径体温调节机制 产热过程：机体代谢过程中释放的能量，只有 2025刈于作 功，其余都以热能形式发散体外。产热最多的器官是内脏（尤其是肝脏）和骨 骼肌。内脏器官的产热量约占机体总产热量的 52%骨骼肌产热量约占25%运 动时，肌肉产热量剧增，可达总热量的 90%A上。冷环境刺激可引起骨骼肌的 寒颤反应，使产热量增加45倍。产热过程主要受交感-肾上腺系统及甲状腺 激素等因子的控制。因热能来自物质代谢的化学反应，所以产热过程又叫化学性体温调节。散热过程：体表皮肤可通过辐射、传导和对流以及蒸发等物 理方式散热，所以散热过程又叫 物理性体温调节。辐射是将热能以热射线（红外线）

2、的形式传递给外界较冷的物体；传导是将热能直接传递给与身体接 触的较冷物体；对流是将热能传递给同体表接触的较冷空气层使其受热膨胀而 上升，与周围的较冷空气相对流动而散热。空气流速越快则散热越多。这三种 形式发散的热量约占总散热量的75%其中以辐射散热最多，占总散热量的 60%散热的速度主要取决于皮肤与环境之间的温度差。皮肤温度越高或环境温 度越低，则散热越快。当环境温度与皮肤温度接近或相等时，上述三种散热方 式便无效。如环境温度高于皮肤温度，则机体反而要从环境中吸热。变温动物 即常从环境中获得热能。 皮肤温度决定于皮肤的血流量和血液温度。皮肤血流 量主要受交感-肾上腺系统的调节。交感神经兴奋使皮

3、肤血管收缩、血流量减少， 皮肤温度因而降低。反之，则皮肤血管舒张，皮肤温度即行升高。所以说皮肤 血管的舒张、收缩是重要的体温调节形式。蒸发是很有效的散热方式。每克水蒸发时可吸收0.58千卡的汽化热。常温下体内水分经机体表层透出而蒸发掉的 水分叫做无感蒸发。其量每天约为1000毫升。其中通过皮肤的约600800毫 升；通过肺和呼吸道的约200400毫升。一般在环境气温升到2530c时， 汗腺即开始分泌汗液，叫做出汗或显汗一一可感蒸发。环境气温等于或高于体 温时，汗和水分的蒸发即成为唯一的散热方式。出汗是人类和有汗腺动物在热 环境中主要的散热反应。无汗腺的动物如狗等，主要以热喘及流涎等方式来增 加

4、蒸发散热。汗腺分小汗腺和大汗腺两种：小汗腺分布于人体全身皮肤，以手 掌、足跖和前额最密。猴、猫、鼠等的汗腺主要分布于足跖部，它受交感神经 的胆碱能纤维支配。大汗腺开口于毛囊的根部，分布于动物全身皮肤，而人类 则较不发达，局限于腋窝、外阴部等处，它受肾上腺素能纤维支配。出汗反射 也分两类：由温热刺激引起的为 温热性发汗。此种发汗见于全身，而以躯 干部最多，额面部次之。其主要中枢在下丘脑前部；由精神紧张或疼痛引起 的为精神性发汗，主要见于手掌、足跖等处，不属于散热效应。一般认为其 中枢在大脑皮层的运动前区。产热和散热的动态平衡： 体温的稳定决定于产热过程和散热过程的平衡。如产热量大于散热量时，体温

5、将升高；反之，则降 低。由于机体的活动和环境温度的经常变动，产热过程和散热过程间的平衡也 就不断地被打破，经过自主性的反馈调节又可达到新的平衡。这种动态的平衡 使体温波动于狭小的正常范围内，保持着相对的稳定。产热过程：机体代谢过程中释放的能量，只有2025刈于作功，其余都以热 能形式发散体外。产热最多的器官是内脏（尤其是肝脏）和骨骼肌。内脏器官 的产热量约占机体总产热量的52%骨骼肌产热量约占25%运动时，肌肉产热 量剧增，可达总热量的90犯上。冷环境刺激可引起骨骼肌的寒颤反应，使产 热量增加45倍。产热过程主要受交感-肾上腺系统及甲状腺激素等因子的控 制。因热能来自物质代谢的化学反应，所以产

6、热过程又叫 化学性体温调节。散热过程：体表皮肤可通过辐射、传导和对流以及蒸发等物理方式散热， 所以散热过程又叫物理性体温调节。辐射是将热能以热射线（红外线）的形式 传递给外界较冷的物体；传导是将热能直接传递给与身体接触的较冷物体；对 流是将热能传递给同体表接触的较冷空气层使其受热膨胀而上升，与周围的较 冷空气相对流动而散热。空气流速越快则散热越多。这三种形式发散的热量约 占总散热量的75%其中以辐射散热最多，占总散热量的 60%散热的速度主要 取决于皮肤与环境之间的温度差。皮肤温度越高或环境温度越低，则散热越快。 当环境温度与皮肤温度接近或相等时，上述三种散热方式便无效。如环境温度 高于皮肤温

7、度，则机体反而要从环境中吸热。变温动物即常从环境中获得热能。皮肤温度决定于皮肤的血流量和血液温度。皮肤血流量主要受交感-肾上腺 系统的调节。交感神经兴奋使皮肤血管收缩、血流量减少，皮肤温度因而降低。 反之，则皮肤血管舒张，皮肤温度即行升高。所以说皮肤血管的舒张、收缩是 重要的体温调节形式。蒸发是很有效的散热方式。每克水蒸发时可吸收 0.58千卡的汽化热。常温 下体内水分经机体表层透出而蒸发掉的水分叫做无感蒸发。其量每天约为1000毫升。其中通过皮肤的约600800毫升；通过肺和呼吸道的约200400毫升。 一般在环境气温升到2530c时，汗腺即开始分泌汗液，叫做出汗或显汗一一 可感蒸发。环境气

8、温等于或高于体温时，汗和水分的蒸发即成为唯一的散热方 式。出汗是人类和有汗腺动物在热环境中主要的散热反应。无汗腺的动物如狗 等，主要以热喘及流涎等方式来增加蒸发散热。汗腺分小汗腺和大汗腺两种： 小汗腺分布于人体全身皮肤，以手掌、足跖和前额最密。猴、猫、鼠等的汗腺 主要分布于足跖部，它受交感神经的胆碱能纤维支配。大汗腺开口于毛囊的根 部，分布于动物全身皮肤，而人类则较不发达，局限于腋窝、外阴部等处，它 受肾上腺素能纤维支配。出汗反射也分两类：由温热刺激引起的为 温热性发 汗。此种发汗见于全身，而以躯干部最多，额面部次之。其主要中枢在下丘脑 前部；由精神紧张或疼痛引起的为 精神性发汗，主要见于手掌

9、、足跖等处， 不属于散热效应。一般认为其中枢在大脑皮层的运动前区。产热和散热的动态平衡：体温的稳定决定于产热过程和散热过程的平衡。 如产热量大于散热量时，体温将升高；反之，则降低。由于机体的活动和环境 温度的经常变动，产热过程和散热过程间的平衡也就不断地被打破，经过自主 性的反馈调节又可达到新的平衡。这种动态的平衡使体温波动于狭小的正常范围内，保持着相对的稳定。人体正常体温及其生理变动：临床上一般采取从腋窝（人工体腔）、口腔 和直肠内测量体温的方法。正常人体的直肠温度平均约为37.3 C,接近于深部的血液温度；口腔温度比直肠温度低 0.20.3 C,平均约为37.0 C；腋窝温 度比口腔温度又

10、低0.30.5 C,平均约为36.7 C o正常生理情况下，体温可随 昼夜、年龄、性别、活动情况不同而有一定的波动。一昼夜中，清晨24时体温最低，午后46时最高，变动幅度不超过1C。这种近日节律并不因生活习 惯的变动而改变，它很可能与地球的自转周期有关。新生儿的体温略高于成年 人，老年人则稍低于成年人。婴儿的体温调节机能尚未完善，可受环境温度、 活动情况或疾病的影响而有较大的波动。女性在月经来潮时体温可上升约 0.2 C,至排卵日（经后第14天）又再上升0.2 C左右。这可能是雌激素的作 用。排卵后体温逐渐下降至经前水平，这是孕激素的影响，临床上常据此来了 解妇女是否排卵。剧烈的肌肉运动、精神

11、紧张或情绪刺激也可使体温升高 12C。在酷热或严寒环境中暴露数小时，体温可上升或下降12C。机体对温度变化的感受：周围环境的温度变化，可改变体表温度而刺激皮 肤的冷、热感受器（由冷觉与热觉两种感受不同温度范围的感受器感受外界环 境中的温度变化所引起的感觉。对热刺激敏感的叫热感受器；对冷刺激敏感的 叫冷感受器。两种感受器在皮肤表层中，均呈点状分布，叫做热点和冷点），引起传入冲动的发放。皮肤温度感受器中冷点较多，约为热点的410倍。冷感受器的放电频率远远高于热感受器。通常认为皮肤对寒冷刺激比较敏感。腹 腔内也有热感受器，其传入纤维在内脏大神经中。用变温管来加温或冷却动物脑和脊髓的局部组织，证明脑和

12、脊髓都有温度 感受神经元存在，而以下丘脑的最为重要。提升狗的视前区 -下丘脑前部的温度, 可引起代谢率下降、皮肤血管舒张、皮肤温度升高和热喘等效应。降低该部位 的温度，则出现相反的效应。用微电极记录神经元单位放电，结果看到在狗的 视前区-下丘脑前部神经元中，30励对脑温升高发生放电效应的热敏神经元； 10师对脑温降低发生反应白冷敏神经元。其余 60%寸脑温改变不敏感。但有资 料表明，来自皮肤温度感受器的传入信息可以引起其中一些神经元的放电。这 说明视前区-下丘脑前部能接受和整合来自中枢和外周的温度觉信息。1 .（1）人体产热可总结为：是物质氧化分解的结果.由于代谢强度的不同，代谢旺盛的组织器官

13、产热多；安静时产生热量最多的是肝脏，运动时产生热量最多的是骨骼肌 .（2）人体散热可总结为：主要通过皮肤，分为直接散热（辐射，对流.传导）和蒸发散热.直接散热：由皮肤毛细血管控制，舒张时血流量加大而增加散热，收缩时减少散热.蒸发散热：由汗腺分泌汗液带走热和汗液蒸发带走热，发生在高温环境和剧烈运动时，蒸发是高温环境中的主要散热途径立毛肌控制：收缩时，皮肤板结增厚，减少肌体散热.2 .体温的相对恒定是机体产热和散热动态平衡的结果.要对这种平衡加以分析，可以这样说 产的热多，散的热多 产的热少，散的热少.外环境温度低时，机 体产热多，散热也多，外环境温度高时，机体产热减少，散热也减少；产热多于散热则体温升高， 产热少于散热，则体温降低.