Warum wird uns heiß, wenn die Temperatur relativ hoch ist, obwohl sie unter unserer normalen Körpertemperatur liegen könnte?

Diese Frage kam mir beim Studium der einfachen Thermodynamik in den Sinn. Nehmen wir an, die Lufttemperatur draußen beträgt 30 Grad Celsius/86 Fahrenheit, was relativ hoch zum Durchschnitt ist, obwohl sie niedriger als die normale Körpertemperatur ist, wir fühlen, dass die Luft heiß ist, was ist los?
Hinweis: Ich habe meinen Physiklehrer gefragt, er hat mir gesagt, dass sich der Körper an eine bestimmte Temperatur gewöhnt hat, die an die Luft verloren geht, und wenn sich das ändert, fühlen wir uns heißer.

Definiere "normale Temperatur unseres Körpers". Die Kerntemperatur liegt im Durchschnitt bei 36 Grad Celsius. Der Mensch erzeugt viel „überschüssige“ Wärme, die an die Umgebung abgegeben werden muss. Dies bedeutet, dass die Hauttemperatur wesentlich niedriger ist als die Kerntemperatur (z. B. 10–20 Grad F niedriger), da die Wärmeübertragung von „Kern zu Haut“ notwendigerweise einen Temperaturunterschied erfordert. Ebenso erfordert die Wärmeübertragung von „Haut zu Raum“ eine Temperaturdifferenz. 86 Grad F Luft geben Ihnen nicht den erforderlichen Temperaturunterschied.

Antworten (1)

Wir müssen ständig die gesamte Wärme, die wir erzeugen, abführen. Unser Körper verrichtet ständig Arbeit, und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik sagt uns, dass wir damit keine Arbeit verrichten können % 100 Effizienz. Das ist ein Teil der Energie, die wir bei der Arbeit aufwenden, die als Nebenprodukt in Wärme umgewandelt wird. Diese Wärme muss abgeführt werden, damit die Körpertemperatur nicht ansteigt.

Unser Körper muss seine Temperatur konstant halten. Das bedeutet, dass es Wärme mit der gleichen Rate abführen muss, mit der es sie erzeugt. Die Geschwindigkeit der Wärmeabgabe wird aber durch die Außentemperatur und den Wärmedurchgangskoeffizienten bestimmt (dieser wird bestimmt durch Wind, Durchblutungsmuster, Schwitzen, Kleidung, ...). Unser Körper muss also seine Prozesse an die Außentemperatur anpassen.

Wir frieren, wenn unser Körper mehr Wärme produzieren muss, um seine Temperatur konstant zu halten. Wir fühlen uns warm, wenn unser Körper entweder weniger Wärme produzieren oder sie effizienter abführen muss (durch Schwitzen oder Veränderung des Blutkreislaufmusters).

Wir fühlen uns also warm, wenn die Körpertemperatur unter der Körpertemperatur liegt, wenn der natürliche Stoffwechsel unseres Körpers mehr Wärme produziert, die ohne zusätzliche Anstrengung wie Schwitzen abgeführt werden kann.

Was wir als Kälte- oder Wärmegefühl bezeichnen , ist kein Maß für die Temperatur, sondern ein Signal für unseren Körper, sein Verhalten zu ändern, um seine Temperatur konstant zu halten.

Diese Tatsache hat eine interessante Konsequenz: Betrachten Sie drei Zimmer bei 20 ∘ C, 25 ∘ C, und 30 ∘ C. Wenn Sie lange im ersten Raum bleiben, bis sich Ihr Körper an diese Temperatur gewöhnt hat, und dann in den zweiten Raum gehen, wird Ihnen warm. Aber wenn man sich lange im dritten Raum aufhält und dann in den zweiten Raum geht, wird einem kalt. Wenn sich Ihr Körper an eine Temperatur gewöhnt hat, bedeutet dies, dass er alle notwendigen Änderungen vorgenommen hat (entweder in der Stoffwechselrate oder der Anpassung des Wärmeübertragungskoeffizienten), um seine Temperatur bei der Außentemperatur konstant zu halten und wenn er in eine neue Umgebung gebracht wird einige Veränderungen. In unseren Beispielen muss der Körper in den beiden Szenarien entgegengesetzte Veränderungen vornehmen und sich daher bei gleicher Temperatur unterschiedlich anfühlen.

Warum wird uns heiß, wenn die Temperatur relativ hoch ist, obwohl sie unter unserer normalen Körpertemperatur liegen könnte?
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