Научно – практическая конференция школьников «Эврика» Научно – исследовательский проект Выполнен учеником 9 «Б» класса СОШ 74 г. Краснодара Кочергой Егором Романовичем Научный руководитель – учитель математики СОШ 74 Забашта Елена Георгиевна

изучить виды теплоотдачи; ознакомиться с системой теплорегуляции организма; используя уравнения теплового баланса, произвести приближенные тепловые расчеты одежды.

Виды теплоотдачи Теплопроводность (кондукция) Конвекция ( проведение) Радиация (излучение) Дыхание и испарение пота и влаги в легких

Qконд. – отдача тепла кондукцией; F – поверхность соприкосновения человека с предметом, м ; t 1 – температура поверхности тела, С; t 2 – температура поверхности тела соприкосновения, С; K – коэффициент теплопередачи, зависящий от коэффициента теплопроводности и толщины пакета одежды. Закон Фурье Qконд. = K F (t 1 – t 2 ) [ккал/ч],

Формула Витте Q Р = 0,093 П (Т СТ - Т Т ) [ккал/мин], где Q р – теплоотдача радиацией, ккал/мин; П – поверхность тела человека, м ; Т ст – температура стен; Т т – средневзвешенная температура тела. Закон Стефана - Больцмана Q рад = C F изл [(273-t n /100)4 - (273+t о /100)4] [ккал/ч].

Испарение с поверхности тела человека Q n = α B W F (P K - P B ) [ккал/ч ], где WF – часть поверхности тела, покрытая потом, м ; W – коэффициент увлажнения кожи 0,2-1; P К – парциальное давление водяного пара в насыщенном воздухе, мм рт.ст. над кожей; P B – парциальное давление водяного пара в окружающем воздухе, мм рт. ст.; α B – коэффициент перехода тепла во внешнюю среду при испарении пота (ккал/м ч мм), для одетого человека α B = 1,25К, где К – коэффициент теплопередачи, для неодетого α B = 10,45 + 8,7v, где v – скорость воздуха.

Q = 0,001 mp, где р – удельная теплота испарения воды, ккал/ч; m – количество влаги, испаренной в легких за 1ч, ккал/ч, определяемое разностью содержания влаги во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.

M + J = Qрад. + Qконв. + Qисп. + Qдых. + Z, где M – энергия, вырабатываемая в организме человека (теплопродукция), ккал/час; Z – тепло, которое расходуется на механическую работу; Q рад. – потери тепла радиацией (излучение), ккал/ч; Q конв. – потеря тепла теплопроводностью и конвекцией; Q исп. – потеря тепла испарением влаги с кожи и верхних дыхательных путей, ккал/ч; Q дых. – потеря тепла на нагрев вдыхаемого воздуха, ккал/ч; J – адсорбция тепла радиацией, ккал/ч.

Соотношение поверхности частей к общей поверхности тела:

Резерв тепла организма D = CP (0,7t Т + 0,3t К ) D – дефицит тепла в организме, ккал; C – удельная теплоемкость тела человека, равная в среднем 0,83 ккал/кг град; P – вес тала человека, кг; t т – температура тела в С; t к – температура кожи в С.

1. Z = (M - Mосн.) 10% / 100%; 2. Q исп.=[(M+D/t)-Z] 20/100% [(H+D/t) (M- M осн.)10% / 100%] 20/100% 3.Q исп. = (M+D/t) - Z - Q исп. - Q дых. = Q72М +0,028М осн. + 0,8D/t - Q дых. 4. q = Q рад-конв. / S общ.

Суммарное тепловое сопротивление одежды R сум. = t ср.взв. - t B / q