Perdi la maggior parte del calore attraverso la testa?

Perdi la maggior parte del calore attraverso la testa?
Non hai maggiori probabilità di perdere calore dalla testa rispetto ad altre parti del tuo corpo - tranne le mani e i piedi. Taylor Mackenzie

Quando il tempo inizia a rinfrescarsi e gli abiti invernali entrano in rotazione nei nostri armadi, emergono alcune combinazioni peculiari: pantaloncini e sciarpe; infradito e giacche; Magliette e berretti. L'ultimo è spesso spiegato con un vecchio detto: perdi la maggior parte della testa attraverso la testa. Ma, in effetti, gli scienziati sanno che questo è falso.

Innanzitutto, torniamo alle basi dello scambio di calore.

Lo scambio di calore umano è dettato da una combinazione di principi fisici, variazioni nella forma e nelle dimensioni del corpo e meccanismi di controllo fisiologico come alterato flusso sanguigno della pelle, brividi e sudorazione. Queste interazioni mantengono una temperatura corporea stabile, che in genere è appena inferiore a 37 ° C.

Mentre estremi sopravvissuti di 13.7 ° C e 46.5 ° C, è probabile che tu ti senta infelice e malato quando questa temperatura scende al di sotto di 35 ° C o sale al di sopra di 40 ° C.

Principi fisici

Guardando oltre il corpo, il calore viene scambiato tra tutti gli oggetti attraverso percorsi asciutti (radiazione, convezione, conduzione) e attraverso l'evaporazione dell'umidità.

Per i percorsi a secco, l'energia termica si sposta dalle regioni più calde a quelle più fredde, con il suo tasso di cambio che dipende dalla differenza di temperatura tra questi oggetti.

Per il raffreddamento evaporativo, le molecole d'acqua lasciano le superfici umide per entrare in meno aria umida, portando calore con loro.

Questi sono i primi principi dello scambio termico.

Forma e dimensioni del corpo

È probabile che il calore vada perso più rapidamente da superfici più grandi. Tuttavia, le grandi masse hanno una maggiore stabilità termica e resistono a rapidi e significativi cambiamenti di temperatura. Pertanto, l'interazione tra superficie e massa fornisce un altro primo principio: il cambiamento di temperatura di qualsiasi oggetto è dettato dal rapporto tra la sua superficie e la sua massa.

Quindi un prisma rettangolare sottile come un wafer perde il calore notevolmente rapidamente, mentre una sfera, che ha la più piccola superficie tra il rapporto volume e volume di qualsiasi oggetto, fornisce la massima resistenza alla perdita di calore. La forma relativamente sferica della testa umana, quindi, ci porta a sfidare il mito della perdita di calore sulla base della scienza dei primi principi.

Perdi la maggior parte del calore attraverso la testa?
Il becco del toco Tucano consente all'uccello di raffreddarsi rapidamente. Flickr / Brent

Ma non possiamo ignorare il controllo fisiologico del flusso sanguigno della pelle, poiché questo è il modo in cui il calore viene trasportato sulla pelle per dissipazione e sudorazione, il che facilita la perdita di calore quando l'aria è più calda della pelle.

Ci sono molti esempi di come la selezione naturale abbia portato a cambiamenti fisiologici a supporto della regolazione della temperatura. Prendi il toco Tucano: l'ampia superficie del becco di questo uccello, in combinazione con il suo apporto di sangue, consente dissipazione del calore molto efficiente. Lo stesso vale per le orecchie di elefante.

Nell'uomo, gli equivalenti più vicini sono i mani e piedi.

Controllo fisiologico

La testa non è un radiatore ideale, anche se ha molti vasi sanguigni vicini alla sua superficie, poiché il suo flusso sanguigno cutaneo non varia in modo significativo quando uno sta riposando comodamente o drammaticamente raffreddato. Anche quando qualcuno ha un temperatura pericolosamente alta, il flusso sanguigno della pelle della testa aumenta molto meno di quello del mani e piedi per lo stesso stimolo di riscaldamento.

Inoltre la maggior parte delle teste ha una copertura dei capelli di circa il 50%, che intrappola l'aria e isola dallo scambio di calore. Sebbene (purtroppo) non tutte le teste siano conformi a questa generalizzazione.

La testa non è eccezionale nemmeno per il raffreddamento per evaporazione. Mentre la fronte è la più prolifico sito di secrezione di sudore per unità di area quando stiamo riposando, si verifica sudorazione dai siti all'interno dell'attaccatura dei capelli metà di questo tasso.

Perdi la maggior parte del calore attraverso la testa?Guanti e calze ti aiuteranno a scaldarti. K Hatanaka

In effetti, la testa rappresenta solo circa 7% della superficie corporea, quindi il suo contributo al raffreddamento per evaporazione di tutto il corpo a riposo è solo dello 10% e inferiore a quello della mano, della schiena, della coscia e della gamba. Mentre questa perdita di calore può triplicare durante l'esercizio fisico, rappresenta comunque solo% 13 di evaporazione totale.

Quindi sembrerebbe che anche se la temperatura della testa lo rende adatto a perdere calore, né la sua geometria né le sue risposte fisiologiche al riscaldamento o al raffreddamento lo rendono un sito critico per la perdita di calore.

Coprire la testa non è più efficace per mantenerti caldo rispetto a coprire la maggior parte delle altre regioni del corpo. In altre parole, non hai più probabilità di perdere calore dalla tua testa rispetto ad altre parti del tuo corpo - ad eccezione di mani e piedi. Quindi indossare guanti e calze è la soluzione migliore.The Conversation

Circa l'autore

Nigel Taylor, Professore associato di Fisiologia termica, Università di Wollongong

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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