Verlierst du die meiste Wärme durch deinen Kopf?

Verlierst du die meiste Wärme durch deinen Kopf?
Es ist nicht wahrscheinlicher, dass Sie Wärme aus Ihrem Kopf verlieren als andere Körperteile - außer Ihren Händen und Füßen. Taylor Mackenzie

WWenn sich das Wetter abkühlt und die Winterkleidung in unseren Schränken in Rotation gerät, entstehen einige merkwürdige Kombinationen: Shorts und Schals; Riemen und Jacken; T-Shirts und Mützen. Das Letzte wird oft mit einem alten Sprichwort erklärt: Sie verlieren den größten Teil Ihres Kopfes durch Ihren Kopf. Wissenschaftler wissen jedoch, dass dies falsch ist.

Kehren wir zunächst zu den Grundlagen des Wärmeaustauschs zurück.

Der menschliche Wärmeaustausch wird durch eine Kombination aus physikalischen Prinzipien, Variationen in Körperform und -größe und physiologischen Kontrollmechanismen wie veränderter Hautdurchblutung, Zittern und Schwitzen bestimmt. Diese Wechselwirkungen behalten eine stabile Körpertemperatur bei, die typischerweise knapp unter 37 ° C liegt.

Während überlebenswerte Extreme von 13.7 ° C und 46.5 ° C wurde berichtet, Sie fühlen sich wahrscheinlich elend und unwohl, wenn diese Temperatur unter 35 ° C fällt oder über 40 ° C steigt.

Physikalische Prinzipien

Wenn man über den Körper hinausblickt, wird Wärme zwischen allen Objekten über trockene Pfade (Strahlung, Konvektion, Leitung) und durch Verdunstung von Feuchtigkeit ausgetauscht.

Bei trockenen Wegen wandert die Wärmeenergie von heißeren zu kühleren Regionen, wobei der Wechselkurs von der Temperaturdifferenz zwischen diesen Objekten abhängt.

Bei der Verdunstungskühlung verlassen Wassermoleküle feuchte Oberflächen, gelangen in die weniger feuchte Luft und nehmen Wärme mit.


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Dies sind die ersten Prinzipien des Wärmeaustauschs.

Körperform und Größe

Es ist wahrscheinlich, dass Wärme von größeren Oberflächen schneller verloren geht. Trotzdem weisen große Massen eine größere thermische Stabilität auf und widerstehen schnellen und signifikanten Temperaturänderungen. Die Wechselwirkung zwischen Oberfläche und Masse liefert daher ein weiteres erstes Prinzip: Die Temperaturänderung eines Objekts wird durch das Verhältnis seiner Oberfläche zu seiner Masse bestimmt.

So verliert ein hauchdünnes rechteckiges Prisma bemerkenswert schnell Wärme, während eine Kugel, die das kleinste Verhältnis von Oberfläche zu Volumen eines Objekts aufweist, den größten Widerstand gegen Wärmeverlust bietet. Die relativ sphärische Form des menschlichen Kopfes veranlasst uns daher, den Wärmeverlust-Mythos auf der Grundlage wissenschaftlicher Grundlagen in Frage zu stellen.

Verlierst du die meiste Wärme durch deinen Kopf?
Mit dem Tukanschnabel kann der Vogel schnell abkühlen. Flickr / Brent

Die physiologische Kontrolle der Hautdurchblutung kann jedoch nicht ignoriert werden, da auf diese Weise Wärme zur Ableitung und zum Schwitzen an die Haut abgegeben wird, was den Wärmeverlust begünstigt, wenn die Luft heißer als die Haut ist.

Es gibt viele Beispiele dafür, wie natürliche Selektion zu physiologischen Veränderungen führte, um die Temperaturregulierung zu unterstützen. Nehmen wir das Tukan: Die große Oberfläche dieses Vogels ermöglicht in Kombination mit seiner Blutversorgung sehr effiziente Wärmeableitung. Gleiches gilt für Elefantenohren.

Beim Menschen sind die nächsten Äquivalente die Hände und Füße.

Physiologische Kontrolle

Der Kopf ist kein idealer Strahler, obwohl er viele Blutgefäße in der Nähe seiner Oberfläche hat, da seine Haut durchblutet variiert nicht signifikant wenn man sich entweder bequem ausruht oder sich dramatisch abkühlt. Auch wenn jemand eine hat gefährlich hohe temperatur, erhöht sich die Durchblutung der Kopfhaut viel weniger als die der Hände und Füße für den gleichen Heizreiz.

Außerdem haben die meisten Köpfe eine 50% -Haarabdeckung, die Luft einschließt und gegen Wärmeaustausch isoliert. Obwohl (leider) nicht alle Köpfe dieser Verallgemeinerung entsprechen.

Der Kopf eignet sich auch nicht für die Verdunstungskühlung. Während die Stirn die ist am produktivsten Schweißabsonderungsstelle pro Flächeneinheit, wenn wir uns ausruhen, Schweiß tritt an Stellen innerhalb des Haaransatzes auf die Hälfte dieser Rate.

Verlierst du die meiste Wärme durch deinen Kopf?Handschuhe und Socken halten Sie warm. K Hatanaka

Tatsächlich repräsentiert der Kopf nur über 7% Daher beträgt sein Beitrag zur Verdunstungskühlung des gesamten Körpers in Ruhe nur 10% und weniger als der der Hände, des Rückens, des Oberschenkels und des Unterschenkels. Während sich dieser Wärmeverlust während des Trainings verdreifachen kann, macht er immer noch aus nur 13% der Gesamtverdunstung.

Es scheint also, dass der Kopf trotz seiner Temperatur für Wärmeverluste gut geeignet ist. Weder seine Geometrie noch seine physiologischen Reaktionen auf Erwärmung oder Abkühlung machen ihn zu einem kritischen Ort für Wärmeverluste.

Das Bedecken Ihres Kopfes hält Sie nicht wirksamer warm als das Bedecken der meisten anderen Körperregionen. Mit anderen Worten, es ist nicht wahrscheinlicher, dass Sie Wärme von Ihrem Kopf verlieren als von anderen Körperteilen - außer Ihren Händen und Füßen. Das Tragen von Handschuhen und Socken ist also die beste Wahl.Das Gespräch

Über den Autor

Nigel Taylor, außerordentlicher Professor für thermische Physiologie, University of Wollongong

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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