Frage: Wenn Sie an einem kalten Tag einen Mantel tragen, muss Ihr Körper dann weniger Wärme produzieren, um Sie warm zu halten? Wie können wir diesen Energieaustausch modellieren?
Diese Frage ist von der Idee inspiriert, dass man angeblich mehr Kalorien verbrennen kann, wenn man friert. ( Artikel zum Thema , Frage zum Thema. )
Das klingt einfach, aber meine Verwirrung ergibt sich aus der Tatsache, dass Mäntel unvollkommene Isolatoren sind . Wenn Sie in einem Freizeitmantel in der Antarktis sind, stelle ich mir vor, dass es nicht viel besser wäre, als nackt zu sein. Ich habe auch anekdotisch gehört, dass man mehr essen muss, wenn man in einer kalten Region des Landes lebt, was plausibel klingt.
Wie viel Unterschied macht ein Mantel über einen langen Zeitraum? Verlangsamt es nur den Verlust und fordert Ihren Körper immer noch auf, mehr Wärme zu erzeugen?
Ja.
Ihr Körper muss zusammen mit all der Abwärme von Verdauung, Denken, Wachstum usw. Wärme produzieren, um Ihre Kerntemperatur in einem sehr kleinen Bereich um die normalen 37c/98f zu halten.
Wenn Ihre Umgebung so kalt ist, dass der Wärmeverlust zu groß ist, um diese Temperatur aufrechtzuerhalten, wird Ihr Körper versuchen, mehr Arbeit zu leisten, Ihre Muskeln werden feuern = Sie werden zittern.
Wenn Sie besser isoliert sind oder sich in einer wärmeren Umgebung befinden, geht weniger Wärme verloren und Ihr Körper muss weniger zusätzliche Arbeit leisten, um Ihre Kerntemperatur aufrechtzuerhalten.
Dies setzt voraus, dass Sie ein Säugetier sind - wenn Sie ein Reptil, ein Fisch oder eine Amphibie sind, senken Sie Ihre Kerntemperatur, hören auf zu verdauen, zu wachsen, zu denken usw., bis Sie sich wieder aufwärmen.
Diese US-Militärrationen deuten darauf hin, dass Sie in einer kalten Umgebung 50% mehr Kalorien benötigen, vermutlich sogar mit Kaltwetterkleidung.
Denken Sie an das Energieerhaltungsgesetz. Wollen Sie eine bestimmte Körpertemperatur halten, dann muss sich Ihr Körper im thermodynamischen Gleichgewicht befinden. Alle sekündlich zugeführte Energie muss gleich aller sekündlich abgegebenen Energie sein – wir könnten sagen: die Erwärmungsrate muss gleich der Abkühlungsrate sein.
Ihr Körper hat eine innere Erwärmung durch die Nahrung, die Sie verdauen.
Die Kühlung erfolgt ständig durch Strahlung und Konvektion. Der Mantel ist ein Isolator, der beides verhindert. Ihre Kühlrate ist jetzt niedriger.
Jetzt ist die Heizrate größer als die Kühlrate. Sie heizen also auf. Ihre Temperatur steigt. Es gibt jetzt zwei Möglichkeiten:
Option 1 (Anpassung) ist das, was wir bei Lebewesen sehen. Option 2 (Akzeptieren der Änderung) sehen wir bei Objekten und Sachen (die eine interne Erwärmung haben).
Kieran Moynihan
Benutzer169179