В організмі людини в результаті процесів обміну речовин постійно утворюється тепло, а при механічній роботі відбувається посилене утворення тепла. Одночасно має місце і постійна втрата організмом тепла. У стані спокою кожну годину виділяється 80 ккал тепла, т. Е. Кількість тепла, достатнє для доведення до кипіння 1 л холодної води. Тепло з організму доставляється до шкіри в основному циркулюючої кров'ю. Передача тепла відбувається завдяки тому, що шкіра має більш низьку температуру, ніж внутрішні органи; тепло втрачається через шкіру і легені.
Залежно від температури навколишнього середовища віддача тепла організмом відбувається різними способами. В основному є 4 способи тепловіддачі.
- 1. Віддача тепла шляхом випромінювання (радіація). У звичайних умовах цей спосіб становить близько 60% всієї тепловіддачі. Випромінювання, що випускається тілом людини, лежить в інфрачервоній області спектра (довжина хвилі від 5 до 20 мк) з максимумом довжини хвилі 9 мк.
- 2. Віддача тепла за допомогою конвекції, коли з поверхні шкіри тепло передається дотичному з шкірою повітрю або воді. Нагріті частинки несуться і замінюються новими, «холодними», які в свою чергу «нагріваються» і забирають з собою тепло. При зануренні тіла в воду тепловіддача шляхом конвекції значно більше, ніж при зіткненні з повітрям, так як теплоємність останнього порівняно мала.
- 3. Віддача тепла шляхом теплопровідності, коли тепло з тіла йде шляхом проведення безпосередньо з місця зіткнення, наприклад з холодним дном ванни або холодною водою.
- 4. Віддача тепла шляхом випаровування поту з поверхні шкіри, яка при цьому охолоджується. Такий процес тепловіддачі посилюється, коли температура навколишнього середовища вище температури шкіри. Тепловіддача випаровуванням становить 20-25% загальної тепловіддачі. На поверхні нашого тіла розташовано більше 2 млн. Потових залоз, які беруть участь в процесі потовиділення. Охолоджуючись при випаровуванні поту, шкіра в свою чергу охолоджує кров, що доставляє до неї тепло з внутрішніх органів.
У сухому кліматі (клімат пустель) піт випаровується настільки швидко, що шкіра може здаватися абсолютно сухою. Завжди виділяється багато поту, але це непомітно. Для того щоб переконатися в цьому, досить на хвилину покласти одну долоню на іншу, щоб перешкодити випаровуванню, і долоні стають вологими.
Під час перебування людини в теплій, особливо гарячої, водяній ванні посилене потовиділення має місце на ділянках тіла, які не занурених у воду. Після виходу з ванни посилюється функція потових залоз ділянок тіла, що стикалися з водою. При тепловіддачі шляхом випаровування помітне значення набувають такі чинники, як швидкість руху повітря і його відносна вологість.
Фізіологічні механізми регуляції тепла і тепловіддачі організму дуже складні. При різних коливаннях температури тіла відповідно змінюється і відносна роль окремих механізмів тепловіддачі. Велике значення набувають взаємно пов'язані між собою питома теплоємність тканин, їх теплопровідність, температура різних ділянок тіла і т. Д. Роль цих факторів в реакціях організму на теплові подразники, кожен з яких має свої фізичні показники, значна.
Питома теплоємність тканин (кількість теплоти в калоріях, необхідне для підвищення температури 1 г речовини на 1 ° - з 15 до 16 °), що не містять жиру, приблизно дорівнює 0,85 кал / г, що містять жир - 0,70 кал / г, крові 0,90 кал / г. Найбільшою питомою теплоємністю, що дорівнює 1 кал / г, володіє вода. Питома теплоємність повітря при температурі тіла 36-37 ° становить 0,2375 кал / г.
Чимале значення набуває і коефіцієнт теплопровідності тканин, який залежить від умов крово- і лімфообігу в них. При збільшенні вмісту води або посилення кровотоку збільшується теплопровідність тканин. Теплопровідність губчастої кістки, м'язи, жирової клітковини різна. Якщо коефіцієнт теплопровідності (кал-см-сек-град) шкіри людини дорівнює 0,00060, то для води при 37 ° він дорівнює 0,00135, а для сухого повітря - 0,00005.
Коефіцієнт теплопровідності тканин організму, розташованих більш поверхнево, змінюється в зв'язку з їх кровопостачанням, оскільки тепло безперервно доставляється до шкірної поверхні.