Александр Константинов Профессионал

Что мы чувствуем? Часть I. Температура.

В нашей повседневной жизни мы часто используем понятия «жарко» или «холодно», «тепло» или «прохладно», понимая под этими словами ощущения, вызванные у нас температурой окружающей среды или какого-нибудь предмета. Причем для каждого человека ощущения, вызванные той или иной температурой, могут сильно отличаться. В этой статье мы попробуем разобраться с тем, что же представляет из себя температура как физическая величина в целом, и как ее воспринимает человек, в частности.

Что такое температура? В школе нас учили, что температура — это степень нагревания тела. Что, конечно же, правильно, но может помочь разве что людям, знакомым со словом «нагревание» и не знакомым со словом «температура». Думаю, не ошибусь, если предположу, что таких людей мало. Поэтому школьное определение малоинформативное, оно не дает представление о самой сути этой физической величины. Но придраться не к чему. Все верно.

С точки зрения физики, температура определяется скоростью движения молекул в веществе. Т. е. чем быстрее движутся молекулы, тем выше температура тела, состоящего из них. И чем выше скорость молекул, тем слабее они притягивают друг друга. Это объясняет то, что вода, нагретая до кипения, превращается в пар. Молекулы воды достигают такой скорости, что преодолевают силу притяжения со стороны других молекул, и вырываются «на свободу». Если же воду охладить, то скорость молекул уменьшится, они будут сильнее притягивать друг друга, и вода кристаллизуется — превратится в лед.

Давайте разберемся с возможными значениями температуры. Существует ли минимальная или максимальная температура? С минимальной температурой дело обстоит проще. Достаточно задуматься: есть же, наверное, у молекул какая-нибудь скорость, ниже которой уже просто некуда, нулевая скорость? Оказывается, есть. При таком состоянии молекулы только колеблются около состояния равновесия, практически оставаясь на одном месте. Температура в данном состоянии называется абсолютным нулем. Это -273 градуса Цельсия. По другой шкале температур — шкале Кельвина, эта температура принимается за 0 градусов. Именно поэтому данная температура и называется абсолютным нулем. Температуры ниже абсолютного нуля не существует, поскольку скорость молекул не может быть ниже нуля. Существуют установки, которые охлаждают вещество практически до абсолютного нуля. Все вещества при данной температуре являются твердыми, даже газы (например, воздух), и имеют очень интересные свойства.

А как же насчет максимально возможной температуры? Какая максимальная скорость может быть у молекул? Максимальная скорость движения — это скорость света. Но не существует вещества, молекулы которого двигались бы с такой скоростью. Поэтому максимально возможную температуру мы пока точно не знаем. Но точно известно, что она выше миллиона градусов Цельсия. Это температура самых горячих звезд. При такой температуре молекулы уже не существуют, они полностью распадаются.

Какая же температура оптимальна для нас? В среднем, оптимальная температура для человека находится в районе 25 градусов. Вы можете спросить, почему не 36.6? В таком случае я отвечу — потому что остальные почти 12 градусов организм обеспечивает сам, как «тепловая машина». Поэтому в жаркий день мы потеем, и с потом организм выводит излишки тепла. В холодную погоду кожа стягивается, стремясь сохранить больше тепла внутри тела. Кстати, 36.6 градуса — это не постоянная для всего тела температура. Температура различных частей тела человека различна. Так, температура на животе 34 градуса, на лице 20−25, внутренних органов 37.5−38.5. Под мышкой, как ни странно, 36.6 градуса.

Каждый человек индивидуален, и каждый закален по-разному. Закалка определяет расход тепла организмом на поддержание постоянной температуры тела так, чтобы организм не ощущал этого. Эскимосы и жители крайнего севера более устойчивы к низким температурам, а жители тропических и экваториальных широт — к более высоким. Поэтому понятия «холодно» и «жарко» они употребляют в разных ситуациях.

Но человеческий организм по своей природе ограничен. В случае допустимых для нас температур в первую очередь ограничение состоит в том, что организм большей частью состоит из воды (около 75%). А вода, как известно, превращается в лед и в пар. Поэтому ощущения человека, какими бы относительными они ни были, в предельных случаях одинаковы. Человек может жить при температуре ниже нуля градусов по Цельсию, потому что может утеплиться, да и сам организм себя согревает. А вот жизнь при температуре около ста градусов невозможна.

Температура — одна из основных физических величин. Ее значения могут изменяться в интервале миллионов градусов. Человек может жить в интервале не более ста градусов. Жить комфортно — в интервале двадцати.

Обновлено 2.10.2006
Статья размещена на сайте 5.10.2006

Комментарии (2):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети: