250-летняя загадка тепла привела к открытию о поте человека

Ученые из Университета штата Аризона обнаружили, что в условиях жаркой, сухой и безветренной погоды пот теряет значительную часть своего охлаждающего эффекта. Это происходит из-за почти неподвижного слоя воздуха, который образуется непосредственно над кожей. В таких ситуациях испарение пота может уменьшиться более чем на 50%. Об этом рассказывает Science XXI.

Процесс охлаждения организма не связан только с выделением пота, а происходит в основном при его испарении. Жидкость забирает тепло с кожи и превращается в водяной пар, в то время как пот, оставшийся на теле или стекающий, оказывает гораздо меньший эффект. Этот механизм особенно важен, когда температура воздуха превышает температуру кожи. Об этом сообщает Университет штата Аризона.

Исследователи выяснили, что рядом с телом образуются противоположные воздушные потоки. Нагретый воздух, находясь рядом с более прохладной кожей, становится плотнее и опускается, тогда как влажный воздух от испаряющегося пота легче сухого и поднимается. При температуре около 105 градусов по Фаренгейту, низкой влажности и отсутствии ветра эти потоки могут компенсировать друг друга.

Из-за слабого движения воздуха испарение замедляется, и организм накапливает больше тепла. Специалисты подсчитали, что без учета этого явления повышение внутренней температуры тела у человека в состоянии покоя после 2 часов воздействия жары может быть занижено почти на 2 градуса по Фаренгейту. Это имеет значение для оценки рисков в палатках, недостроенных зданиях, частично закрытых рабочих местах и других местах с плохой вентиляцией.

Для экспериментов ученые использовали манекен ANDI, который имитирует теплообмен человеческого тела. Датчики на его поверхности фиксировали поступление и потерю тепла, а специальные поры выделяли искусственный пот при повышении температуры. Команда провела множество экспериментов, создала компьютерную модель манекена и выполнила около 100 симуляций в различных условиях.

Авторы исследования подчеркивают, что большинство моделей теплового баланса человека не учитывают влияние влажности от пота на движение воздуха возле кожи. Это может приводить к завышенной оценке испарения и недооценке скорости перегрева в сухих безветренных условиях. Результаты работы, опубликованные в журнале Science Advances, могут быть полезны при разработке рекомендаций по защите работников от жары, а также для создания охлаждающей одежды и систем терморегуляции.