0291

siedzeniu itd.). Wobec tego na strumień ciepła oddawany do otoczenia składają się: strumień związany z konwekcją, <ł>₍. — z promieniowaniem oraz <!>„ — z parowaniem. Jest więc:

O = <I)_A j -<D_r-1-<l)_p    16.4

Utrata ciepła przez konwekcję. Powietrze stykające się z ciałem ludzkim ogrzewa się i mając mniejszy ciężar właściwy jest wraz z pobranym ciepłem unoszone ku górze, jego miejsce zajmuje powietrze chłodniejsze z otoczenia. To zjawisko unoszenia ciepła za pośrednictwem poruszającej się substancji nosi nazwę konwekcji.

Strumień ciepła oddawany tym sposobem do powietrza o temperaturze T_p, przy temperaturze skóry T_s, wyraża się wzorem

<*>* = «• S(T-T_p)    16.5

Współczynnik a, zwany współczynnikiem ostygania, zależy od ruchu otaczającego powietrza, jego gęstości, lepkości oraz od kształtu powierzchni oddającej ciepło. Przy wietrze współczynnik a jest większy, zmniejsza się bowiem warstwa przylegającego do skóry powietrza, nie biorąca udziału w konwekcji w powietrzu bezwietrznym. Ta warstwa izolacyjna ma grubość około 4 do 8 mm. Przy wietrze o szybkości np. 2 m/s, grubość tej warstwy zmniejsza się do około 1 nurt. Powierzchnia S jest mniejsza od powierzchni całego ciała; jeżeli ostatnia wynosi około 1,7 m², to S £ 1,5 m² w pozycji stojącej. Zmieniając pozycję ciała, np. na kuczną, można przez zmniejszenie S zmniejszyć tracony strumień ciepła.

Utrata ciepła przez promieniowanie. Przy temperaturach powierzchni ciała wyższych od otoczenia, co przeważnie ma miejsce, energia jest przekazywana do otoczenia także za pośrednictwem promieniowania elektromagnetycznego w zakresie podczerwieni. Strumień ciepła oddawany do otoczenia wyraża się wtedy wzorem Stefana-Boltzmanna

<l>_f = a-a-S^-K)    16.6

W

gdzie o = 5,67 • 10 ⁸-- to stała promieniowania ciała doskonale czar

ni* K⁴

nego, a — zdolność absorpcyjna powierzchni promieniującej, S — jej pole, T_s — temperatura skóry, T_ot — temperatura przedmiotów otaczających (nie powietrza).

Zdolność absorpcyjna a w zakresie podczerwieni jest dla skóry praktycznie równa 1 (a = 0,95), niezależnie od jej koloru. Skóra zachowuje się więc w zakresie promieniowania podczerwonego, jak ciało doskonale czarne. W zakresie światła w idzialnego zdolność absorpcyjna jest zależna od koloru skóry (dla białych a wynosi od 0,55 do 0,70. a dla czarnych od 0,81 do 0,84). T_ol oznacza temperaturę przedmiotów otaczających, które przejmują promieniowanie wysyłane przez organizm. Można je uznać /a doskonale czarne, nie ma bowiem wielkich szans, żeby promieniowanie pochodzące od organizmu po odbiciu od tych przedmiotów do niego powróciło.

Wzór 16.6 można w przybliżeniu napisać w postaci

16.7

a\ = k_rS(T,-T_ot)

współczynnik k_r — c a (Tf -f Tf T_ot + T_s 7^_t -T 7^_t) przy niedużych różnicach tempe

W / kcal m^K ’ V’° m*.h.K

ratur T_f i T_a, niewiele zależy od temperatury. W przybliżeniu k_r — 8,2

297