Название: Биомеханика - Дубровский В.И.

Жанр: Педагогика

Рейтинг:

Просмотров: 1904


Глубина проникновения электромагнитных волн в биологические ткани зависит от способности этих тканей поглощать энергию волны. Сантиметровые волны проникают в мышцы, кожу на глубину до 2 см, в жировую ткань, кости — около 10 см. Дециметровые волны проникают на глубину в 2 раза большую.

Поскольку в частотный диапазон СВЧ-излучения попадает собственная частота колебаний молекул воды, то именно водные среды организма поглощают энергию СВЧ-волн в большей степени. СВЧ-волны слабо взаимодействуют с кожей и жировой клетчаткой, а в мышцах и внутренних органах интенсивно поглощаются. Поэтому мышцы и внутренние органы испытывают наибольшее нагревание при микроволновой терапии. Много тепла выделяется в жидкостях, заполняющих различные полости.

 

 

12.3. Тепловые воздействия

 

Организм человека поддерживает постоянную температуру тела, которая отличается от температуры внешней среды. Вследствие этого между телом человека и окружающей средой возникает теплообмен. Задача организма состоит в обеспечении равенства между теплотой, выделяющейся в организме (Qвыд) и теплотой, отдаваемой в окружающую среду (Qотд). Если по каким-либо причинам поддержание баланса между выделяемой и отдаваемой теплотами становится невозможным, организм погибает от переохлаждения или отперегрева. Выделение теплоты в организме происходит за счет энергии метаболических процессов и характеризуется удельной теплопродукцией — количеством теплоты, выделяемой единицей массы, тела за 1 с. Передача теплоты в окружающую среду осуществляется за счет процессов теплообмена, указанных ниже.

Тепловое воздействие на организм человека могут оказывать внешняя среда и процессы, протекающие в самом организме.

 

Теплообмен за счет теплопроводности

 

Теплопроводность — процесс передачи теплоты от более нагретых частей системы к менее нагретым, происходящий без переноса массы вещества и без излучения электромагнитных волн. Теплопроводность обусловлена тем, что частицы вещества, обладающие большей кинетической энергией, передают ее менее быстрым частицам. Передача теплоты путем теплопроводности может происходить между любыми телами при непосредственном контакте или через промежуточную среду (кроме вакуума).

Передачу теплоты путем теплопроводности в однородной среде описывают законом Фурье.

Тепловой поток (Р), переносимый через поверхность S, перпендикулярно направлению оси X, вдоль которой убывает температура, пропорционален площади этой поверхности и градиенту температуры

 

 

При расчете теплообмена между телом и окружающей средой, осуществляемого путем теплопроводности через одежду, величины, входящие в это уравнение, имеют следующий смысл:

S, м2 — площадь поверхности одежды;

ΔT, К — разность температур между внутренней и внешней сторонами одежды;

ΔХ, м — толщина одежды;

 — коэффициент теплопроводности материала одежды.

Значения коэффициента теплопроводности для некоторых веществ приведены в табл. 12.4.

Отметим, что коэффициент теплопроводности воздуха сравнительно мал, поэтому потери тепла тела за счет теплопроводности воздуха невелики. Коэффициент теплопроводности воды превышает коэффициент теплопроводности воздуха более чем в 20 раз, поэтому в холодной воде человек начинает мерзнуть довольно быстро.

 

Таблица 12.4

Коэффициент теплопроводности

Вещество

Коэффициент теплопроводности αk,

Вт

         м 2·k

Сухой воздух

0,024

Ткань шерстяная сухая

0,025

Вода

0,585

Жировая клетчатка

0,17—0,21

Эпидермис человека

0,25

Мышечная ткань

0,58

Кости черепа

0,38

Серое вещество мозга

0,56

Ангиома (сосудистая опухоль)

0,56

Кровь

0,70

Кожа при слабом кровотоке

0,314

Кожа при сильном кровотоке

1,456

Снег свежевыпавший

0,105

уплотненный

0,35

тающий

0,640

Глицирин

0,286

Парафин

0,127

Спирт метиловый

0,223

этиловый

0,189

Бумага

0,006

Вата хлопковая

0,003

Лед (-5°С)

0,22


Оцените книгу: 1 2 3 4 5