Het is niet meer waarschijnlijk dat u warmte uit uw hoofd verliest dan andere delen van uw lichaam - behalve uw handen en voeten. Taylor Mackenzie
WWanneer het weer begint af te koelen en winterkleding in onze kasten in rotatie komt, ontstaan er een paar bijzondere combinaties: korte broeken en sjaals; teenslippers en jassen; T-shirts en mutsen. Het laatste wordt vaak uitgelegd met een oud gezegde: je verliest het grootste deel van je hoofd door je hoofd. Maar in feite weten wetenschappers dat dit niet waar is.
Laten we eerst teruggaan naar de basisprincipes van warmtewisseling.
Menselijke warmte-uitwisseling wordt bepaald door een combinatie van fysieke principes, variaties in lichaamsvorm en -grootte en fysiologische controlemechanismen zoals veranderde bloeddoorstroming van de huid, rillingen en zweten. Deze interacties handhaven een stabiele diepe lichaamstemperatuur, die typisch net onder 37 ° C ligt.
Terwijl overleefbare uitersten van 13.7 ° C en 46.5 ° C zijn gemeld, u zult zich waarschijnlijk ellendig en onwel voelen wanneer deze temperatuur onder 35 ° C daalt of boven 40 ° C stijgt.
Fysieke principes
Verder kijkend dan het lichaam, wordt warmte uitgewisseld tussen alle objecten via droge paden (straling, convectie, geleiding) en door de verdamping van vocht.
Voor droge wegen beweegt thermische energie van heter naar koelere gebieden, waarbij de wisselkoers afhankelijk is van het temperatuurverschil tussen deze objecten.
Voor verdampingskoeling laten watermoleculen vochtige oppervlakken achter om minder vochtige lucht binnen te gaan en warmte mee te nemen.
Dit zijn de eerste principes van warmtewisseling.
Vorm en grootte van het lichaam
Warmte zal waarschijnlijk sneller verloren gaan van grotere oppervlakken. Niettemin hebben grote massa's een grotere thermische stabiliteit en zijn bestand tegen snelle en significante temperatuurveranderingen. Aldus verschaft de interactie tussen oppervlakte en massa een ander eerste principe: de temperatuurverandering van elk object wordt bepaald door de verhouding van zijn oppervlakte tot zijn massa.
Een flinterdun rechthoekig prisma verliest dus opmerkelijk snel warmte, terwijl een bol, die de kleinste oppervlakte / volume-verhouding heeft van elk object, de grootste weerstand biedt tegen warmteverlies. De relatief sferische vorm van het menselijk hoofd brengt ons daarom ertoe de mythe van warmteverlies aan te vechten op basis van wetenschap van de eerste beginselen.
Door de bek van de toco toekan kan de vogel snel afkoelen. Flickr / Brent
Maar we kunnen de fysiologische controle van de bloedstroom van de huid niet negeren, omdat dit is hoe warmte naar de huid wordt getransporteerd voor dissipatie en zweten, wat warmteverlies vergemakkelijkt wanneer de lucht heter is dan de huid.
Er zijn veel voorbeelden van hoe natuurlijke selectie leidde tot fysiologische veranderingen om de temperatuurregeling te ondersteunen. Neem de toco-toekan: het grote oppervlak van de rekening van deze vogel, in combinatie met zijn bloedtoevoer, maakt dit mogelijk zeer efficiënte warmteafvoer. Hetzelfde geldt voor olifantenoren.
Bij mensen zijn de dichtstbijzijnde equivalenten de handen en voeten.
Fysiologische controle
Het hoofd is geen ideale radiator, hoewel het veel bloedvaten dicht bij het oppervlak heeft, omdat de bloedstroom van de huid varieert niet significant wanneer men comfortabel rust of dramatisch wordt gekoeld. Zelfs als iemand een gevaarlijk hoge temperatuur, de bloedstroom van de hoofdhuid neemt veel minder toe dan die van de handen en voeten voor dezelfde opwarmimpuls.
Bovendien hebben de meeste hoofden ongeveer 50% haardekking, die lucht vasthoudt en isoleert tegen warmtewisseling. Hoewel (helaas) niet alle hoofden voldoen aan deze generalisatie.
De kop is ook niet geweldig voor verdampingskoeling. Terwijl het voorhoofd het is meest productief zweetafscheidingsplaats per oppervlakte-eenheid wanneer we rusten, komt zweten van plaatsen binnen de haarlijn voor de helft van dit tarief.
Handschoenen en sokken houden je warm. K Hatanaka
In feite vertegenwoordigt het hoofd alleen ongeveer 7% van het lichaamsoppervlak, dus de bijdrage aan verdampingskoeling van het hele lichaam in rust is slechts 10% en minder dan die van de hand, rug, dij en onderbeen. Hoewel dit warmteverlies tijdens de training kan verdrievoudigen, is het nog steeds goed slechts 13% van totale verdamping.
Dus het lijkt erop dat, hoewel de temperatuur van het hoofd het goed geschikt maakt om warmte te verliezen, noch zijn geometrie, noch zijn fysiologische reacties op verwarming of koeling het een kritieke plaats voor warmteverlies maken.
Je hoofd bedekken is niet effectiever om je warm te houden dan de meeste andere lichaamsgebieden. Met andere woorden, het is niet meer waarschijnlijk dat u warmte uit uw hoofd verliest dan andere delen van uw lichaam - behalve uw handen en voeten. Het is dus uw beste keuze om handschoenen en sokken te dragen.
Over de auteur
Nigel Taylor, universitair hoofddocent thermische fysiologie, Universiteit van Wollongong
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Boeken over het milieu uit de bestsellerlijst van Amazon
"Stille lente"
door Rachel Carson
Dit klassieke boek is een mijlpaal in de geschiedenis van de milieubeweging en vestigt de aandacht op de schadelijke effecten van pesticiden en hun impact op de natuurlijke wereld. Carsons werk hielp de moderne milieubeweging te inspireren en blijft vandaag de dag relevant, terwijl we blijven worstelen met de uitdagingen van de gezondheid van het milieu.
Klik voor meer info of om te bestellen
"De onbewoonbare aarde: leven na opwarming"
door David Wallace-Wells
In dit boek biedt David Wallace-Wells een krachtige waarschuwing voor de verwoestende effecten van klimaatverandering en de dringende noodzaak om deze wereldwijde crisis aan te pakken. Het boek is gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek en praktijkvoorbeelden om een ontnuchterende kijk te geven op de toekomst die we tegemoet gaan als we geen actie ondernemen.
Klik voor meer info of om te bestellen
"Het verborgen leven van bomen: wat ze voelen, hoe ze communiceren? Ontdekkingen uit een geheime wereld"
van Peter Wohlleben
In dit boek verkent Peter Wohlleben de fascinerende wereld van bomen en hun rol in het ecosysteem. Het boek is gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek en Wohlleben's eigen ervaringen als boswachter om inzicht te bieden in de complexe manieren waarop bomen met elkaar en de natuurlijke wereld omgaan.
Klik voor meer info of om te bestellen
"Ons huis staat in brand: scènes van een gezin en een planeet in crisis"
door Greta Thunberg, Svante Thunberg en Malena Ernman
In dit boek geven klimaatactiviste Greta Thunberg en haar familie een persoonlijk verslag van hun reis om het bewustzijn te vergroten over de dringende noodzaak om klimaatverandering aan te pakken. Het boek geeft een krachtig en ontroerend verslag van de uitdagingen waarmee we worden geconfronteerd en de behoefte aan actie.
Klik voor meer info of om te bestellen
"The Sixth Extinction: een onnatuurlijke geschiedenis"
door Elizabeth Kolbert
In dit boek onderzoekt Elizabeth Kolbert het voortdurende massale uitsterven van soorten als gevolg van menselijke activiteiten, waarbij ze gebruik maakt van wetenschappelijk onderzoek en voorbeelden uit de praktijk om een ontnuchterende kijk te geven op de impact van menselijke activiteit op de natuurlijke wereld. Het boek biedt een dwingende oproep tot actie om de diversiteit van het leven op aarde te beschermen.
