Fizykoterapia CIEPLO.doc

7

Energia cieplna - energia (kinetyczna) bezładnego ruchu cząsteczek. W sensie fizycznym każda temperatura powyżej zera bezwzględnego stanowi ciepło. Jednostka - kaloria: 1 cal - ilość energii potrzebnej do ogrzania 1 cm3 wody od temp. 14,5 do 15,5 °C.

Pojemność cieplna - zdolność do kumulacji ciepła, ilość ciepła potrzebna do ogrzania ciała o 1°.

Rozchodzenie się ciepła - ilość przewodzenia (oddawania/przyjmowania) ciepła.

Temperatura – zależy od energii bezładnego ruchu cząsteczek.

SKALE TEMPERATURY

1.      Skala Celcjusza [°C] - podstawową wartością służącą do określenia tej skali jest temperatura zmiany skupienia wody tzn. temperatura zamarzania wody (0 °C) i wrzenia wody (100 °C) (mierzona na poziomie morza).

2.      Skala Kelvina - liczy się od zera bezwzględnego (0K= -273,16 °C ) tzn.

temperatury, w której nie występuje ruch żadnych atomów i cząsteczek danego ciała.

TK=t°C + 273,16

3.      Skala Fahrenheita: 0 st. - temperatura zamarzania solanki

100 st. - temperatura ciała człowieka

TEMPERATURA CIAŁA CZŁOWIEKA

Człowiek - istota homotermiczna (stałocieplna) - utrzymuje stałą temperaturę pomimo zmian temperatury otoczenia. Dotyczy to części rdzennej, temperatura części korowej (kończyny i skóra) zachowuje się polikilotermicznie (zmiennocieplnie).

Temperatura rdzenna i korowa: izotermy (linie łączące punkty o takiej samej temperaturze) ciała w temperaturze wysokiej i niskiej.

zimno

ciepło

Istnieją wahania temperatury ciała człowieka zależne od:

·         pory dnia (dobowe wahania temperatury od 0,3-0,6 °C , najniższa w godzinach między 1-6, najwyższa w godzinach między 13-18),

·         ćwiczeń i pracy fizycznej (podczas ciężkiej pracy fizycznej temperatura rektalna może dochodzić do 40 °C,

·         cyklu miesiączkowego u kobiet (najniższa temperatura podczas menstruacji i ulega stopniowemu zwiększeniu do owulacji),

·         patologii - gorączka.

WYMIANA CIEPŁA ORGANIZMU CZŁOWIEKA Z OTOCZENIEM

Oddawanie ciepła u ludzi.

Przyjmowanie ciepła u ludzi.

1.                   Przewodzenie ciepła - polega na wyrównaniu energii kinetycznej cząsteczek w wyniku ich bezpośredniego zderzenia. Zależy głównie od różnicy temperatury miedzy dwoma powierzchniami pozostającymi ze sobą w bezpośrednim kontakcie. Przez przewodzenie organizm może pobierać ciepło (gdy temperatura otoczeni przekracza temperaturę ciała)
i oddawać ciepło (gdy temperatura otoczenia jest niższa od temperatury skóry).
Tkanki ludzkie wykazują, zależnie od ukrwienia, różne przewodnictwo cieplne.

Współczynnik przewodnictwa cieplnego tkanek (wg. Wiedemanna).

2.                   Unoszenie ciepła (konwekcja) – ogrzane ciecze i ciała są bardziej lotne (mają mniejszą gęstość) i zabierają ze sobą ciepło - ruch cieczy lub gazu ze środowiska cieplejszego do zimniejszego. Na tej drodze przenoszone jest ciepło z wnętrza ciała na obwód oraz dzięki ruchowi powietrza usuwane jest ciepło z powierzchni skóry. Podstawowe znaczenie dla konwekcji ma gęstość powietrza o różnych temperaturach. Powietrze ogrzane jako lżejsze, unosi się do góry, a chłodniejsze opada w dół. Ważnym czynnikiem dla konwekcji jest ruch powietrza. Utrata ciepła zwiększa się proporcjonalnie do prędkości wiatru. Wilgotność pomimo zmniejszonej gęstości powietrza nie ma większego wpływu na utratę ciepła przez konwekcję.

3.                   Promieniowanie ciepła - każde ciało o temperaturze wyższej od zera bezwzględnego jest źródłem promieniowania elektromagnetycznego, którego ilość jest wprost proporcjonalna do czwartej potęgi jego temperatury w skali Kelvina (prawo Stefana-Boltzmanna). Długość promieniowania emitowanego przez ogrzane ciało jest odwrotnie proporcjonalna do jego temperatury bezwzględnej (prawo Viena). Promieniowanie dotyczy więc powierzchni skóry i składników otoczenia. Gdy element otoczenia jest cieplejszy niż skóra, wówczas ciało pobiera promieniujące ciepło, gdy jest zimniejszy, wtedy skóra może wypromieniować ciepło w jego kierunku. Promieniowanie nie wymaga żadnego nośnika do przenoszenia ciepła, a temperatura powietrza (powietrze jest słabym promiennikiem) nie ma na to wpływu. W ten sposób ciepło może być pobierane przez skórę z IR pomimo otaczającego zimnego powietrza.

4.                    Utrata ciepła przez parowanie potu podczas ekspozycji człowieka na ciepło i w warunkach obciążenia organizmu ciepłem np. podczas pracy fizycznej. Pocenie i odparowywanie potu zależy od temperatury, wilgotności i ruchu powietrza. Czynnikiem ograniczającym parowanie potu jest duża wilgotność powietrza. Warunkiem oddawania ciepła przez parowanie jest suchość otaczającego powietrza (sauna, pustynia) - tolerancja w spoczynku wysokiej temperatury (80-l20°C). W warunkach dużej wilgotności (kąpiele parowe, dżungla) - tolerancja w spoczynku niższej temperatury (40-50UC).
W normalnej temperaturze skóry wyparowanie 1 litra potu usuwa z organizmu 2428kJ (580 kcal) ciepła. Woda dostaje się na powierzchnię skóry poprzez dyfuzję oraz przez pobudzane drogą nerwową gruczoły potowe.

TERMOREGULACJA

TERMOREGULACJA - zdolność utrzymania stałej temperatury ciała (części rdzennej) w zmiennych warunkach środowiska - warunek sprawnego funkcjonowania organizmu stałocieplnego (ptaki, ssaki i ludzie). Warunkiem utrzymania stałej temperatury wewnętrznej ciała jest równowaga między ciepłem wytwarzanym w organizmie (termoregulacja chemiczna) i ciepłem wymienianym miedzy organizmem, a otoczeniem (termoregulacja fizyczna).

termoreceptory i termodetektory (struktury wrażliwe na zmiany temperatury)

(komórki rogów tylnych)