Ruumiinlämpö ja ympäristön lämpötilan aistimus

  • Keskustelun aloittaja Keskustelun aloittaja Hardza
  • Aloitettu Aloitettu
Liittynyt
10.12.2006
Viestejä
748
No nyt tuli taas mieleen muutaman kuukauden takainen pohtiminen ja täl kertaa tämä vaatii isompaa tutkimusta. Eli aistiiko esim 37 asteen normaalinlämmön omaava ihminen Herra A helteen viileempänä, kuin esim 36 asteen lämmön omaava henkilö Herra B. Vastaavasti taas, tuntuuko herra B.stä -20 asteen pakkanen lämpimämmältä kuin suuremman ruuminlämmön omaava henkilö.

Tämä tuli kerran mitattu ja lämpötilaero oli vähän vajaa aste. Minulle mittari näytti n. 35,5 ja helteet tuntuu varsin kuumalta, kun taas talvella ei pikku pakkanen tunnu missään. Toisella henkilöllä lämpö oli 36,4 ja tuntemukset ovat päinvastaisia.

Nyt eikun pakkiksen karjut ja leidit mittarit ruumiin onteloihin ja faktaa pöytään! [emoji18]
 
10% ALENNUS KOODILLA PAKKOTOISTO
Normaali lämpö minulla on 36.1-36.2 . Pakkaset tuntuu kylmiltä! 25 lämpötila on ok. 30 asteessa alkaa vähän hikoiluttaa. 22-23 on aika bueno asuinlämpötila.
 
Mulla on ruumiinlämpö normaalisti 36,6 ja pakkaset tuntuu helvetin kylmiltä. Helteet ei tunnu pahalta, jos on alle +30 C. Nyt alkaa olemaan muutaman asteen liikaa pihalla. Kun on +25C niin sillon voi vielä käydä lenkilläkin yms.
 
Mulla on normaali lämpö 36,8 ja talvella ei ole oikeestaan ikinä kylmä, paitsi sormia saattaa joskus paleltaa, kun niissä on tupakoinnin takia huono verenkierto. Nyt kesällä on melko tukala olla.
 
No nyt tuli taas mieleen muutaman kuukauden takainen pohtiminen ja täl kertaa tämä vaatii isompaa tutkimusta. Eli aistiiko esim 37 asteen normaalinlämmön omaava ihminen Herra A helteen viileempänä, kuin esim 36 asteen lämmön omaava henkilö Herra B. Vastaavasti taas, tuntuuko herra B.stä -20 asteen pakkanen lämpimämmältä kuin suuremman ruuminlämmön omaava henkilö.

Tämä tuli kerran mitattu ja lämpötilaero oli vähän vajaa aste. Minulle mittari näytti n. 35,5 ja helteet tuntuu varsin kuumalta, kun taas talvella ei pikku pakkanen tunnu missään. Toisella henkilöllä lämpö oli 36,4 ja tuntemukset ovat päinvastaisia.

Nyt eikun pakkiksen karjut ja leidit mittarit ruumiin onteloihin ja faktaa pöytään! [emoji18]

Näkevätkö ihmiset värit samanlaisina on vanha filosofinen kysymys, johon ei liene vieläkään vastausta. Tämä kysymys kuuluu samaan sarjaan, aistimukset, ja siten suht mielivaltainen, subjektiivinen juttu.

Fysiikan kauttakin asia on turhan monitahoinen: lämpö säteilee elimistöstä ulos ja säteilty energiamäärä on verrannollinen lämpötilan neljänteen potenssiin, jos en aivan väärin muista > kuumempi jannu säteilee pois enemmän energiaa kuin kylmempi...lisäksi lämpöä haihtuu ihon kautta ja määrä muistaakseni verrannollinen suoraan haihtumispinta-alaan...lisäksi lämpöä haihtuu hengityksen mukana (keuhkojen tilavuus, hengitystaajuus jne. vaikuttaa)....Jne. Joka tapauksessa asia täytyy ajatella siten, että henkilö luovuttaa lämpöä ympäristöön, koska ympärillä viileämpää...lämpimämpi kaveri ainakin säteilee sitä enemmän pois....pinta-alaltaan pienempi taas luovuttaa vähemmän...tähän kun lisätään vielä käsite aistimus, haluan nähdä sen pakkislaisen, joka osaa antaa tyhjentävän vastauksen...edes 50%:n tyhjennys riittää :)
 
Ilmankosteus vaikuttaa sen verran että paha mennä sanomaan aistimuksista suoralta kädeltä mitään. Ja myöskin että onko varjossa vai auringossa jne. menee liian filosofiseksi.
 
Tietenkin aistivat tosin ero ilmiselvästi marginaalinen. Ihminen tuskin mitään absoluuttista lämpötilaa aistii vaan lämpötilaeron kehon ja ympäristön välillä tai ehkä jonkinlaisen lämpövirran suuntaan jos toiseen. Yhden asteen ero kehonlämmössä ei vaikuta käytännössä lainkaan näihin lämpövirtoihin. Se mikä käytännössä vaikuttaa kuuman ja kylmän sietämiseen on kehon massa/lämpöä tuottavat elimet suhteessa kehon pinta-alaan. Iso pyöreä eläin kuten karhu, hylje tai valas, kestää kylmää hyvin, mutta ei pysty jäähdyttämään itseään kuumassa. Pieni litteä eläin taas siirtää erinomaisesti lämpöä kehosta pois ja kestää kuumassa, mutta menettää nopeasti lämpönsä kylmässä. Helteet eivät vaivaa lapsia ja hoikkia, mutta pakkanen kyllä. Isot miehet kestää pakkasta, mutta helteellä on vaikeuksia jäähdyttää kehoa.
 
Varmasti monet LVI-suunnittelijat ovat taistelleet näiden aistimusten kanssa: suunnittelija suunnittelee kaksi olosuhteiltaan samanlaista toimistoa, niin toinen käyttäjistä valittaa kun on kylmä ja toinen siitä kun on kuuma. Sanavalmis suunnittelija tietenkin ehdottaa, että vaihtakaa toimistoja päikseen :)
 
Tietenkin aistivat tosin ero ilmiselvästi marginaalinen. Ihminen tuskin mitään absoluuttista lämpötilaa aistii vaan lämpötilaeron kehon ja ympäristön välillä tai ehkä jonkinlaisen lämpövirran suuntaan jos toiseen. Yhden asteen ero kehonlämmössä ei vaikuta käytännössä lainkaan näihin lämpövirtoihin. Se mikä käytännössä vaikuttaa kuuman ja kylmän sietämiseen on kehon massa/lämpöä tuottavat elimet suhteessa kehon pinta-alaan. Iso pyöreä eläin kuten karhu, hylje tai valas, kestää kylmää hyvin, mutta ei pysty jäähdyttämään itseään kuumassa. Pieni litteä eläin taas siirtää erinomaisesti lämpöä kehosta pois ja kestää kuumassa, mutta menettää nopeasti lämpönsä kylmässä. Helteet eivät vaivaa lapsia ja hoikkia, mutta pakkanen kyllä. Isot miehet kestää pakkasta, mutta helteellä on vaikeuksia jäähdyttää kehoa.

Höpö höpö, mainitsemallasi eläimillä on evoluutio kehittänyt erilaisia suojautumismenetelmiä kylmää vastaan, esim jääkarhu https://www.google.fi/url?sa=t&rct=...WWwS5lUOjldirO_Rg&sig2=pbMLqwlIcFXkI9dUVDaw7A

On myös monia muita, pienempiä ei niin pyöreitä eläimiä jotka sietävät kylmää hyvin. Eivätkä nuo lapsetkaan ulkoleikeissä, oli sää mikä hyvänsä näytä palelevan oli lapsen ruumiinrakenne sitten hoikka tai vähäsen pullukampi. ( niin, valitettavasti lihavia, vanhempien ylisyöttämiä lapsiakin näkee. Usein lihavat vanhemmat>lihava lapsi mutta nyt harhaudutaan jo asiasta.) Kuitenkin teoria isot kestävät kylmää pienemmät ei ontuu pahasti!
 
Niinkuin Kride sanoi, LVI-alalla noi suhteelliset tuntemukset on kohtalaisen hyvin tunnettuja seikkoja.

Itse konkreettiseen lämpötilatuntemukseen vaikuttaa mm. ilman liikkeen nopeus (konvektiivinen lämmönsiirto, kylmällä vahvistaa kylmää ja todella kuumalla vahvistaa kuumaa, mm. saunassa iholle puhaltaminen), ilmankosteus (vaikuttaa 2 tavalla, vaikuttaa kuumalla esim. kosteuden (hien) haihtumiseen iholta, mutta suuremmalla osin muuttamalla ilman entalpiaa. 30 asteinen ilma voi sisältää lämpöä joko vähän (kuiva ilma), tai aivan levottoman paljon (hyvin kostea ilma), henkilön sen hetkinen aineenvaihdunta (väsymys, nesteytys, aktiivisuustaso) jne, lähellä joko lämpöä tai kylmää säteilevät pinnat, ja lopuksi vielä suuresti myös tottumiskysymykset. Yksi tykkää kylmästä ja toinen kuumasta.

LVI-alalla pyritään luomaan olosuhteet, jossa suurin osa käyttäjistä on tyytyväisiä. Mutta kaikkia ei voi miellyttää. Parhaimmillaan on nähty tätejä, jotka istuu toimistossa villakauluri, villapaita, ja villasukat päällä, valittelee kylmästä, ja mitattuna lattian lämpötila yli 23 astetta, työtasot 25 astetta, katossa 27 astetta, ja tuloilmakin n. 20 astetta (ulkona on lunta ja .20, PITÄÄ SIIS OLLA KYLMÄ!).. Ihmisen mieli on todella vahva näissä kylmä/lämpötuntemuksissa kaiken fyysisen lisäksi.
 
Normilämpö 35.5C, talvi on ihan ok ja kesällä meinaan kuolla. Sopiva asuinlämpötila 19-21C.
 
Aika monimutkainen kysymys kun tarkemmin miettii. Menee joksenkin mutuksi, mutta:
Ympäristön lämpötilat havaitaan ihon kautta, ja ilman/nesteen/pinnan lämpötilaeron aistimiseen vaikuttaa ihon lämpötila, eikä ruumiinlämpö. Toisaalta ruumiinlämpö vaikuttaa siihen, millaiseksi ympäristön lämpötila koetaan. Tietysti jos saman ihmisen ruumiinlämpö muuttuu (esim. kuume), niin ihon lämpötila muuttuu, mutta ihon lämpötila vaihtelee tilanteen ja ihmisen mukaan monesta muustakin syystä. Se millaisia tuntemuksia mikäkin lämpötila aiheuttaa riippuu niin ikään tilanteesta. En tarkkaan osaa selittää mikä aiheuttaa eron, mutta jos otetaan esimerkiksi 39 asteen nouseva kuume ja verrataan sitä 39 asteen ruumiinlämpöön saunan jälkeen, niin toisella on kylmä ja toisella kuuma.

Jos pitäisi heittää tyhjentävä arvaus, niin yksinkertaistettuna lämpötilan aiheuttama tuntemus riippuu siitä, miten kaukana ja mihin suuntaan ollaan senhetkisestä optimaalisesta lämpötilasta ja kuinka nopeasti menetetään/saadaan lämpöä. Nousevan kuumeen aikana ihminen tarvitsee lisää lämpöä -> palelun tunne ja lämpimään hakeutuminen. Saunan jälkeen ihmisen täytyy viiletä -> kylmä ilma tuntuu paremmalta kuin lämmin.
Se miten eri ihmiset keskimäärin sitten kokevat minkäkin lämpötilan riippuu yksilöllisistä ominaisuuksista, jotka vaikuttavat ruumiinlämpötilan muutoksiin eri ympäristöissä. Ketjussa ollaan jo siitä puhuttukin. Lämpöä tuottavien elinten (myös lihakset) koko ja aktiivisuus verrattuna poistuvan lämmön määrään. Vaikka iso ja lihaksikas mies menettää kokonaisuudessaan enemmän lämpöenergiaa, kuin pieni ja laiha nainen, niin lämpöenergian tuotto suhteessa lämpöenergian menettämiseen on toisin päin. Lyhytaikaisissa altistuksissa täytyy ottaa huomioon myös massan antama lämpökapasiteetti, joka toimii puskurina lämpötilan muutoksille.

Lämpöenergian menettämiseen/vastaanottamiseen tosiaan vaikuttaa pääasiassa ihon pinta-ala. Enemmän pinta-alaa tarkoittaa tehokkaampaa lämmönsiirtoa. Tilavuus kuitenkin kasvaa enemmän kuin pinta-ala, mitä suuremmasta yksilöstä puhutaan, joten isompi yksilö menettää suhteessa vähemmän lämpöenergiaa.
Valtaosa lämmönsiirrosta tapahtuu johtumalla, eli kosketuksen kautta. Virtaava ilma, tai vesi tuntuu kylmemmältä, koska iho on jatkuvasti kosketuksissa "uuteen" ilmaan/veteen. Eli pakkasen vaikutus ihmiseen todella riippuu ilmavirran nopeudesta, eikä se pelkästään tunnu kylmemmältä tuulessa. Kaikki myös tietävät, että saunassa kun puhaltaa kuumaa ilmaa iholle, niin se tuntuu (ja on) paljon kuumemmalta.

Voi olla vähän sekava ja aukkoinen selitys, kun sunnuntaiaamun pohdinnat sylkäisee näin pikaisesti tekstiksi.

Edit: Alkuperäiseen kysymykseen: jos otetaan kaksi muuten täysin identtistä ihmistä, joilla on erilainen optimilämpötila (eli ruumiinlämpö), niin kyllä he kokevat lämpötilat eri lailla. Ainakin tällä logiikalla, jolla olen selittänyt. 1-2°C ero on kuitenkin aika pieni.
 
Normaalilämpö 36,2 luokkaa. Nuorempana ja laihempana se oli 35 -> 35,5 välillä. Noin 10 kg lisää painoa ja eron kuumuudessa huomaa. Ainakaan en muista, että helle olisi koskaan vituttanut näin paljoa. Tosin viime kesänä ei muistaakseni ollut tällaisia helteitä.

Mitä kylmään tulee, niin se on suhteellista. Jossain Sallan Naruskassa, jos joutuu useita tunteja ulkoilemaan, niin aika paksu kaveri saa olla ja paljon vaatetta, ettei tule kylmä. Aina kestänyt kylmää hyvin. Nykyään paremmin, kun ymmärtää pukeutua kylmää vastaan.
 
Lämpöenergian menettämiseen/vastaanottamiseen tosiaan vaikuttaa pääasiassa ihon pinta-ala. Enemmän pinta-alaa tarkoittaa tehokkaampaa lämmönsiirtoa. Tilavuus kuitenkin kasvaa enemmän kuin pinta-ala, mitä suuremmasta yksilöstä puhutaan, joten isompi yksilö menettää suhteessa vähemmän lämpöenergiaa.
Valtaosa lämmönsiirrosta tapahtuu johtumalla, eli kosketuksen kautta. Virtaava ilma, tai vesi tuntuu kylmemmältä, koska iho on jatkuvasti kosketuksissa "uuteen" ilmaan/veteen. Eli pakkasen vaikutus ihmiseen todella riippuu ilmavirran nopeudesta, eikä se pelkästään tunnu kylmemmältä tuulessa. Kaikki myös tietävät, että saunassa kun puhaltaa kuumaa ilmaa iholle, niin se tuntuu (ja on) paljon kuumemmalta.

Jos mennään niinkin vekkuleihin, kuin pinta-ala, niin lämpö siirtyy johtumalla kaavan U*A*dT mukaan. U esittää lämmönvastuksen käänteisarvoa, eli lämmönjohtavuutta. A on pinta-ala, ja dT lämpötilaero. Näin ollen isompi pinta-ala mutta vaikkapa enemmän karvoitusta -> lämmönvastusarvot muuttuu hitosti... Vastusarvot ihmisellä eivät ole identtiset; on ihon huokoisuus, orvaskeden paksuus, rasvakerroksen paksuus, ihon itsensä rasvaisuus, karvoitus, jne muuttuvia tekijöitä aikapaljon.

Afrikan norsujen karvoitus toimii jäähdyttävänä, hieman runsaampana karvoitus tunnetaan lämpimänä turkkina. Eli ei tämäkään ihan yksinkertaista. Hyvää pohdintaa kyllä.

Lämpö siirtyy ihmiseen ympäristöstä pääosin konvektiivisen siirtymän kautta. KOnvektiolle ei ole suomenkielistä vastinetta, google osannee antaa ymmärrettävän selityksen ilmiöstä. Kyseessä on tapaus, jossa fluidi (=joku virtaava aine, oli se ilma, vesi, tai mikä vaan muu vastaava virtaava aine (ei, kivenmurikat ei toteuta tätä, älä kokeile kotona)). Muunmuassa suora auringonsäteily siirtyy taas suoraan säteilemällä. Samoin takka. Ja vaikka ylilämpimässä toimistossa, jossa on kattosäteilijät. Johtuminen vaatii kahden pinnan kosketusta. Ihmisellä on esim. suora kontakti vaatteisiinsa, mutta tätä suoraa johtumista iholta vaatteen pintaan vahvistaa vaatteen pinnassa tapahtuva konvektio.. Ts.kylmällä vaatteen pinta on kylmempi (lämpötilaeron noustessa lämpövuon suuruus kasvaa lineaarisesti) ja lämpöhäviö iholta vaatteeseen vahvistuu.

Konvektioon, lämmönsiirtymiseen, yms. vaikuttaa sitten edelleen monet tekijät. Lämpö ei nimittäin ole kovin yksinkertainen asia selittää lyhyessä foorumiviestissä. Otetaan esimerkkinä hikoilu -> oletetaan, että hiki on vettä, jolloin malli yksinkertaistuu. Hiki on siis kosteutta, joka tulee ihon pintaa, ja haihtuessaan se muuttuu höyryksi. Nyt tulee se varsinainen juttu; 99,999 asteisen veden ja 100 asteisen veden lämpötilaero on aika mitätön, mutta veden höyrystymislämpö (energia, joka tarvitaan olomuotomuutokseen nesteestä höyryksi) on ulkomuistista 2260 kJ/kg. Eli jokaista vesigrammaa kohti iholta häipyy lämpöä (olettaen, että prosessi ei vastaanota lämpöä esim. auringonsäteilystä) 2,260 kJ.

Sitten kosteudella on toinen iloinen vaikutus, se muuttaa lämmönjohtavuusarvoja ilmassa, ihossa, vaatteissa, jne. Eli lämmönvastus eli ylläesitetyn kaavan U arvo muuttuu. Samaten esim. vaatteissa vesi täyttää ilmakolot -> normaalisti ilma on eristävä aine, mutta ilmatilan täyttyessä märässä vaatteessa vedestä, kappaleen lämmöneristyskyky romahtaa -> ilmiö tunnetaan nimellä "märät vaatteet on *ttu kylmiä".

Jos ylläoleva on päälipuolin vielä yksinkertaista, niin googlettamalla esim. Mollier-diagrammin voi perehtyä mitä tarkoittaa suhteellinen kosteus, kuivan/kostean ilman lämpösisältö (entalpia, kJ/kg), ja sitten voi kaivaa fysiikan kirjan ja opiskella termodynamiikan perusteita..

Kaiken ylläesitetyn lisäksi otetaan ihmisen psyyke mukaan soppaan, niin härdelli on valmis. Kaiken tämän teoreettinen mallinnus saati sen selitys on jossain mahdottoman ja täyden utopian välissä kaikkine muuttujineen, jos sitä ajatellaan nimenomaan tuntuman kannalta. Ulkoiluvaatevalmistajat ja muut luonnossaliikkumisen spesialistit osaavat kyllä valmistaa vaatteita / kertoa jekkuja, joilla ylläolevia ilmiöitä saadaan otettua haltuun ja hillittyä, mutta paras tapa saada ihminen olemaan tyytyväinen löytyy sen pään sisältä.
 

Latest posts

Suositut

Back
Ylös Bottom