Ortam sıcaklığından daha düşük. Yükseltilmiş ortam sıcaklığı

Bilgisayarların performansını etkileyen faktörler ve

sistem

Elektronik bilgisayarlar ve sistemler genellikle farklı fiziksel ve kimyasal ortam ve doğaya sahip çeşitli koşullar altında çalıştırılır. Çalışma koşulları büyük ölçüde değişir.

Bir bilgisayarın performansını etkileyen faktörleri göz önünde bulundurun. Aşağıdakilere ayrılırlar: iklim, mekanik Ve radyasyon.

İklimsel faktörler:

Sıcaklık ve nem değişimi çevre;

Sıcak çarpması;

Atmosfer basıncında artış veya azalma;

Rüzgarın varlığı veya hareketli bir toz akışı, kum;

Etraftaki atmosferde aktif maddelerin varlığı;

güneş radyasyonunun varlığı;

Mantar oluşumlarının (küf), mikroorganizmaların varlığı;

böceklerin ve kemirgenlerin varlığı;

Patlayıcı ve yanıcı bir atmosferin varlığı;

Yağmur, serpinti;

Ortamda ozon varlığı.

Mekanik faktörler:

Titreşimin etkisi, şok;

Doğrusal ivmenin etkisi;

Akustik etki;

Ağırlıksızlığın varlığı.

Radyasyon faktörleri:

kozmik radyasyon;

Reaktörlerden, nükleer motorlardan kaynaklanan nükleer radyasyon;

gama-foton akısı ile ışınlama;

Hızlı nötronlar, beta parçacıkları, alfa parçacıkları, protonlar, döteronlar ile ışınlama.

Bu faktörlerin bazıları, kendilerini diğerlerinden bağımsız olarak ve bazı faktörler - belirli bir grubun diğer faktörleriyle ortak hareket halinde gösterir. Örneğin, hareketli kum akışlarının varlığı, bilgisayarda kaçınılmaz olarak titreşime yol açacaktır.

iklim faktörleri

Ortam sıcaklığı

Bilgisayarı ve bileşenlerini çevreleyen ortamın sıcaklığındaki bir artış, bir yandan atmosfer sıcaklığındaki bir artışla, diğer yandan mikroelektronik bileşenlerin çalışması sırasında ısının salınmasıyla ilişkilidir.

Kural olarak, bilgisayarın içindeki sıcaklık dışarıdan daha yüksektir ve tasarımını geliştirirken bu dikkate alınmalıdır, çünkü sıcaklıktaki düşüş yalnızca atmosfer sıcaklığındaki bir değişiklikle ilişkilidir.

Bilgisayarın çalışabilmesi için izin verilen sıcaklık aralığının belirlenmesi gerekir. Bu durumda, bilgisayar açık durumda, yani çalışır durumda çalışır durumda kalmalıdır.

Depolama ve nakliye sırasında (çalışmayan bir durumda) bilgisayar arızası seçeneğini hariç tutmak için, tasarımı, izin verilen aralığın biraz üzerindeki sıcaklıklara dayanabilecek şekilde yapılmıştır. Bu tür sıcaklıklara sınır sıcaklıkları denir, bunlar bilgisayar tasarımının ısı ve soğuğa karşı direncini karakterize eder.

Bilgisayarın çalışması sırasında ortam atmosferinin sıcaklığının üst ve alt değerleri ile depolanması ve taşınması sırasında havanın veya diğer gazların sıcaklığı sertlik derecelerine göre bölünmüştür, Tablo 1:

tablo 1

Sıcak çarpması

Hava sıcaklığı, karşılık gelen ölçeğin bölüm sayısıyla ifade edilen özelliklerinden biridir. Bu özellik, atmosferik hava moleküllerinin hızına dayanmaktadır. Hız ne kadar yüksek olursa sıcaklık da o kadar yüksek olur.

Bu parametreyi ölçmek için yaklaşık 12 türü olan çeşitli ölçekler kullanılır. Ancak en yaygın olanları üç ölçektir:

Metrik ölçüm sisteminin (SI) bir parçası haline gelen Celsius (°C). Sıfır (0 °C) derece buzun erime sıcaklığıdır. Ve suyun kaynama noktası, yüz (100 ° C) derecelik bir işaret görevi görür. Bu sıcaklıklar arasındaki farkın yüzde biri (1/100) bir (1 °C) Santigrat dereceye eşittir.
Fahrenheit (°F) ölçeği ABD'de ve diğer bazı ülkelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir (1°F) derece, eriyen buz (+32°F) ile kaynayan su (+212°F) arasındaki sıcaklık farkının yaklaşık 1/180'ine eşittir.
Derece Kelvin (°K), meteorolojide yaygın olarak kullanılır. Bu ölçekte sıcaklık sıfır olarak alınır. tamamen sıfır moleküllerin hareketi durduğunda (-273.15 °C). Bu nedenle, tüm sıcaklıklar pozitiftir.

Bu ölçeklere ek olarak başkaları da vardır, örneğin Römer, Rankin, Delisle veya Hooke dereceleri. Ancak bu terazilerin modası geçmiş veya özel bir amacı olduğu için yaygın olarak kullanılmamaktadır.

Hava sıcaklığı hava durumunu nasıl etkiler?

Hava birçok faktörün etkisi altında oluşur. Hava sıcaklığı, basınçtaki yükseklik değişimini etkiler. Yani sıcak havada basınçtaki yükseklik değişiklikleri daha az belirgindir, daha yavaş düşer. Bu nedenle, sıcak hava alanları, yüksek atmosfer basıncına sahip alanlardır ve bunun tersi - soğuk alanlar, düşük atmosfer basıncı ile karakterize edilir.

Yukarıdakilere dayanarak, hava sıcaklığı rüzgar oluşumunu dolaylı olarak etkiler çünkü rüzgar, hava kütlelerinin farklı basınçlara sahip alanlar arasındaki hareketidir. Ayrıca bazı yağışlar hava sıcaklığına da bağlıdır. Düşük sıcaklıklarda yağmur kar şeklinde düşer.

Yağış sıklığı ve miktarı ile birlikte ortam hava sıcaklığı, havanın bağıl nemini etkileyen faktörlerden biri olarak hareket eder. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, nem de o kadar yüksek olur. Ve sürekli ve yoğun yağış varlığı, yüksek sıcaklıklarda havadaki nem içeriğini daha da artırır. Bu fenomenin bir örneği tropikal iklim bölgeleridir.

Hangi hava sıcaklığı rahat kabul edilir

Hafif giysiler giymiş bir kişi için rahat hava sıcaklığı yaklaşık 20 - 22 ° C'dir. Bu durum, ısı transferinin özellikleri ile açıklanmaktadır. insan vücudu ve çevre. Dinlenme halindeki bir organizma ısı enerjisini üç şekilde kaybeder:

Radyasyon veya doğrudan termal radyasyon (tüm ısı transferinin %69'u);
Vücudun etrafındaki ısıtılmış havanın çevreden gelen soğuk hava ile taşınımı veya yer değiştirmesi (yaklaşık %15);
Suyun buharlaşması (%19).

Ortam sıcaklığı, konveksiyon hızı üzerinde en büyük etkiye sahiptir. Bu nedenle, hava sıcaklığı ne kadar düşük olursa, vücudun etrafındaki hava o kadar uzun süre ısınır ve ısınan hava o kadar hızlı soğuk hava ile değiştirilir ve bunun tersi de geçerlidir. Giysilerin sıcak tutması konveksiyonun yavaşlaması sayesinde olur.

Hava sıcaklığında dalgalanmalara neden olan hava faktörleri

Ortam hava sıcaklığı, çeşitli atmosferik faktörlerin etkisine bağlı olarak değişme eğilimindedir. Burada, atmosferik havanın ısınmasının, dünya yüzeyinden salınan ısı nedeniyle gerçekleştiğini anlamak önemlidir.

Bu nedenle, bulutluluk hava sıcaklığı üzerinde en büyük etkiye sahiptir. Yoğun bir bulut tabakası toprağın ısınmasını ve dolayısıyla havanın ısınmasını engeller. Açık günlerde güneş, dünyanın yüzeyini daha güçlü bir şekilde ısıtır ve bu da havayı ısıtır.

Vücut ısısının yaklaşık %75'i çevreye yayılan radyasyona harcanır ve hareket eden hava tarafından taşınır. Yaklaşık %22'si buharlaşmaya gider ve salgılarla kaybolur. Ve tüketilen yiyecek ve havayı ısıtmak için sadece yaklaşık% 2-3 harcanır.

Düşük ortam sıcaklıklarında, vücut ısı üretimini arttırır ve ısı transferini azaltır. Bu, aşağıdaki mekanizmalar aracılığıyla gerçekleşir. Merkezi sinir sisteminin sinyaliyle cilt reseptörlerinin tahrişinden sonra cilt, deri altı dokusu ve mukoza zarlarında vazokonstriksiyon meydana gelir. Soğukta üşüyen bir kişinin nasıl göründüğünü hatırlayın. Dudakları mavi, yüzü soluk, vücutta "tüylerim diken diken" - kaslarının istemsiz kasılmasının bir işareti. Ancak ısınır ısınmaz yanaklarınız ve dudaklarınız pembeleşir - kılcal damarlarda genişleme meydana gelir.

Soğukta kılcal damarların kasılması nedeniyle vücudun yüzey dokularındaki kan akışı yavaşlar ve vücudun hacmi küçülür. Bu, ısı tüketiminin en önemli maddesi olan radyasyonda bir azalmaya yol açar. Sadece deri ve mukoza zarlarındaki damarlara kan akışının düzenlenmesi nedeniyle vücut ısısı kaybını %70 oranında azaltmak (veya artırmak) mümkündür.

Hasta ve sertleşmemiş kişilerde ısı düzenleyici sistemler görevlerini yerine getiremeyebilir. Bu nedenle zayıflamış ve eğitimsiz kişilerde (özellikle çocuklarda) hafif bir soğuma bile iyilik halinin bozulmasına, soğuk algınlığına ve kronik hastalıklara neden olur. Evet ve sağlıklı insanlarda, özellikle yüksek nem ve hava hareketi (cereyan) ile keskin bir soğutma, genellikle burun akıntısı veya hatta daha ciddi hastalıklar (veya bunların komplikasyonları) ile sona erer.

Isı sırasında, derinin damarları refleks olarak genişler, nefes alma ve nabız daha sık hale gelir ve kan basıncı sıklıkla düşer. Cildin sıcaklığı yükselir, bu da radyasyon nedeniyle daha fazla ısı kaybına neden olur. Ancak aşırı ısınma durumunda ana düzenleme mekanizması terlemedir. Soğutmanın yoğunluğu, vücut yüzeyinden terin buharlaşma hacmine ve hızına bağlıdır. Sıcak bölge sakinlerinde cildin yağ ve ter bezlerinin kuzeyde yaşayan insanlara göre daha gelişmiş olduğuna inanılmaktadır. Yağ bezleri tarafından salgılanan yağlı maddeler de terin daha hızlı buharlaşmasına katkıda bulunur.

Yüksek ortam sıcaklıklarında, bir kişinin refahı keskin bir şekilde bozulur. Yüksek sıcaklık ve yüksek nem kombinasyonu özellikle elverişsizdir. Örneğin, 40°C'de ve %30 bağıl nemde, 30°C'de ve %80 nemde hissettiğinizin aynısını hissedebilirsiniz. Bu unsurların yüksek değerleri ile, insanların refahı, kural olarak, büyük ölçüde zarar görür.

Açık havada orta zorluktaki fiziksel çalışma sırasında sıcak bir günde bir kişinin nem kaybı 2 ila 4-6 litre arasında değişir. Örneğin güneşte bir bahçe kazarsanız yaklaşık 2-4 litre nem kaybedersiniz ve sıcak bir günde turistler nem kaybı nedeniyle 6 kg'a kadar "kaybedebilir". Büyük fiziksel eforla ve sıcak havalarda, özellikle içme rejimine uymalı ve sıcak çarpmasına dikkat etmelisiniz.

Çok güneşli olmayan normal havalarda bile, Rublevsky veya Klyazma rezervuarının yakınındaki bir kumsalda veya bir ormanın kenarında, nem kaybı saatte 100-200 gr'a kadar çıkabilir. Ortalama bir hava sıcaklığında - yaklaşık 15 ° C - ve istirahatte, kişi 1 dakikada ortalama 1 g ter salar.

Sıcaklık 30°C'ye yükseldiğinde terleme 4-5 kat artar. Aynı etki kişi çalışmaya başladığında veya hareket etmeye başladığında da görülür. Böylece, açık bir otoyolda yürürken bile terleme 2-3 kat ve koşarken - sakin bir duruma kıyasla 4-6 kat artar.

Fiziksel çalışma, yürüyüş, spor oyunları sırasında ve günlük yaşamda yükü dozlarken enerji maliyetleri ve nem kaybı dikkate alınmalıdır. Bu özellikle hastalar ve yaşlılar için geçerlidir.

İÇİNDE orta şeritÜlkemizin Avrupa kısmında özellikle Moskova bölgesinde vücuda alınan ısı tüketiminden daha azdır. Bu nedenle iç ortamın sabitliğini korumak için şu veya bu kıyafeti giyer ve evimizde belli bir sıcaklığı koruruz. Giysilerin sıcaklık düzenleme özellikleri, özel birimler - "klo" (İngiliz giysileri - giysilerden) ile değerlendirilir.

Bu nedenle, sıcaklığın bir kişi üzerindeki etkisinin biçimleri ve derecesi, farklı mevsimlerde, farklı ev ve endüstriyel koşullarda farklıdır.

Bu etki, meteorolojik faktörlerin fiilen gözlemlenen değerlerinin sapmalarının büyüklüğüne ve işaretine, bunların genellikle "rahat" olarak adlandırılan bazı optimal kombinasyonlarına bağlıdır. Gerçek şu ki, ısı hissi sadece ısının gelişinden değil, aynı zamanda nem ve hava hareketinin yoğunluğundan da etkilenir. Bu nedenle, konfor bölgesi, yani bir kişinin kendini en iyi hissettiği (ısı, havasızlık, soğuk, nem vb. Olmadan) bu tür çevresel parametreler, bir dizi koşul tarafından belirlenir - sadece hava durumu değil, aynı zamanda diğer eşlik eden faktörler de insan hayatının

Soğuk veya sıcak hissi, diğer şeylerin yanı sıra, sinir sisteminin doğasına, vücudun büyüklüğüne ve ağırlığına, Genel durum sağlık ve tabii ki bir kişinin sertleşmesi. Soğuk havalarda bazen hafif giyinen insanların bizi şaşırtması. Ve termometreye göre kürk mantolara ve eşarplara sarılı bizden daha kötü hissetmiyorlar. Çoğu, insanların yaşam tarzı, günlük gelenekleri tarafından da belirlenir. Örneğin, büyük sanatçı I.E. Repin bütün sene boyunca açık pencerelerle uyudu, ünlü kutup gezginlerine (Nansen, Amundsen, Piri) bağlı kalınan daha katı kurallar.

Moskova için uygun koşullar, kutup bölgeleri için - 17 ° C ve ülkenin güneyinde - 25 ° C için yaklaşık 23 ° C'lik bir hava sıcaklığı olarak kabul edilir. Sıcaklık tahmini yalnızca yere değil, aynı zamanda gözlem zamanına da bağlıdır. Bu nedenle, Moskova bölgesinde Mart ayında artı 4-6 ° C'lik bir sıcaklık sıcak olarak kabul edilir, ancak Mayıs ortasında zaten soğuk kabul edeceğiz.

Tatil köylerinde, sıcaklık ve nem, atmosferik basınç ve rüzgar ve ayrıca güneş radyasyonu gibi çeşitli faktörlerin eşzamanlı eylemiyle bir kişinin ısı duyumlarının kapsamlı bir değerlendirmesini sağlayan panolar bulabilirsiniz. Bu, eşdeğer etkin sıcaklık (EET) veya radyasyon eşdeğeri etkin sıcaklıktır (REET). İkincisi, sıcaklık ve nemin birleşik etkisine ek olarak, güneş radyasyonunun etkisini de karakterize eder.

Meteorolojik elementlerin değerlerine bağlı olarak her biri diğerinin canlı organizma üzerindeki etkisini zayıflatabilir veya artırabilir. Böylece yüksek nem, hem yüksek hem de düşük sıcaklıkların vücut üzerindeki etkisini artırır. Yüksek veya düşük sıcaklıklarla birleşen güçlü bir rüzgar, bazı durumlarda aşırı ısınmaya ve diğerlerinde hipotermiye katkıda bulunur. Sıcak havalarda ılımlı rüzgar, aşırı ısınmaya karşı mücadelede olumlu bir faktördür. En uygun sıcaklığın %40-60 bağıl nem ve hafif rüzgar ile 18-20°C aralığında olduğu kabul edilir.

10.4. Termoregülasyon. Vücut ısısı ve izometri

Vücut ısısı insan ve daha yüksek hayvanlar, ortam sıcaklığındaki dalgalanmalara rağmen nispeten sabit bir seviyede tutulur. Bu sabit vücut sıcaklığına denir. izotermler. Ontogenez sürecinde izotermi yavaş yavaş gelişir. Yenidoğanda sabit vücut ısısını koruma yeteneği mükemmel değildir. İÇİNDE sonuç olarak, bir yetişkini etkilemeyen ortam sıcaklıklarında vücudun soğuması veya aşırı ısınması meydana gelebilir. Bir çocuğun uzun süre ağlamasıyla ilişkili küçük bir kas çalışması bile vücut ısısını artırabilir.

Organ ve dokuların sıcaklığı, tüm organizma gibi, ısı üretiminin ve ısı kaybının yoğunluğuna bağlıdır. Isı üretimi sürekli olarak meydana gelen ekzotermik reaksiyonların bir sonucu olarak ortaya çıkar. Aktif iş yapan doku ve organlarda (kas dokusu, karaciğer, böbrekler), daha az aktif olanlara (bağ dokuları, kemikler, kıkırdak) göre daha fazla ısı açığa çıkar.

Organlar ve dokular tarafından ısı kaybı, konuma bağlıdır: yüzeysel olarak yerleştirilmiş organlar (cilt, iskelet kasları), soğumaya karşı daha fazla korunan iç organlardan daha fazla ısı ve daha güçlü bir şekilde soğur. Vücudun derinliklerinde yer alan ve daha fazla ısı üretimi sağlayan karaciğer, insanlarda daha yüksek ve sabit bir sıcaklığa sahiptir (37,8 - 38 °C), cilt sıcaklığı çevreye daha bağımlıdır.

Bir kişinin vücut ısısı, koltuk altından yaptığı ölçüme göre değerlendirilir. Burada sağlıklı bir insandaki sıcaklık 36.5 -36.9 ° C'dir. Vücut ısısı sabit kalmaz, 0,5 - 0,7 °C arasında dalgalanır. Dinlenme ve uyku sıcaklığı düşürür, kas aktivitesi onu yükseltir. Maksimum vücut ısısı 16:00 - 18:00, minimum - 3 - 4:00 arasında gözlemlenir.

Bir insanda vücut sıcaklığının sabitliği, tüm organizmanın ısı üretimi ve ısı kaybının eşitliği koşulu altında korunabilir. Bu, termoregülasyonun fizyolojik mekanizmaları yoluyla elde edilir. Termoregülasyon genellikle ikiye ayrılır: kimyasal ve fiziksel.

Kimyasal termoregülasyon ısı üretimi seviyesini değiştirerek gerçekleştirilir, yani. vücut hücrelerinde metabolizma yoğunluğunun artması veya azalması.

Kimyasal termoregülasyon, vücuttaki ısı oluşumunda bir artışa veya azalmaya yol açar. Vücuttaki toplam ısı üretimi şunlardan oluşur: birincil ısı, tüm dokularda sürekli meydana gelen metabolik reaksiyonlar sırasında salınan; Ve ikincil ısı, belirli bir işi gerçekleştirmek için yüksek enerjili bileşiklerin enerjisi kullanıldığında oluşur. Farklı organ ve dokularda metabolik süreçlerin yoğunluğu aynı değildir, bu nedenle toplam ısı üretimine katkıları eşdeğer değildir. Gerilme ve kasılma sırasında kaslarda ısı oluşumuna denir. kontraktil termojenez. Kontraktil termojenez, bir yetişkinde ek ısı üretiminin ana mekanizmasıdır. Yenidoğan, interskapular bölgede, göğüs ve karın boşluklarının büyük damarları boyunca, oksipital bölgede yer alan kahverengi yağın yağ asitlerinin oksidasyon oranındaki artışa bağlı olarak hızlandırılmış bir ısı üretim mekanizmasına sahiptir. boyun. renk tonu kahverengi Bu dokunun hücrelerinde bulunan çok sayıda sempatik sinir lifi ve mitokondri sonları verir. Bir yetişkinde kahverengi yağ dokusu kütlesi vücut ağırlığının %0,1'ine ulaşır. Çocuklarda yetişkinlerden daha fazla kahverengi yağ vardır. Kahverengi yağ dokusu, beyaz yağ dokusundan önemli ölçüde daha fazla ısı üretir. Bu termal oluşum mekanizması denir titremeyen termojenez.

Fiziksel termoregülasyon ısı transferinin yoğunluğunu değiştirerek gerçekleştirilir.

Fiziksel termoregülasyon, ısı transfer seviyesinde bir değişikliğe yol açan bir dizi fizyolojik süreçtir.

Radyasyon- bu, kızılötesi aralığın elektromanyetik dalgaları şeklinde ısının salınmasıdır. Vücudun radyasyonla çevreye yaydığı ısı miktarı, radyasyonun yüzey alanı (vücudun hava ile temas halinde olan bölümlerinin yüzey alanı) ve ortalama sıcaklıklar arasındaki farkla orantılıdır. cilt ve çevre. 20°C ortam sıcaklığında ve %40 - 60 bağıl nemde, yetişkin bir kişinin vücudu yayılan toplam ısının yaklaşık %40 - 50'sini radyasyonla dağıtır.

Vücut yüzeyinden gelen radyasyon cilt sıcaklığının artmasıyla artar, azalmasıyla azalır. Ortam sıcaklığı cilt sıcaklığını yükseltirse, insan vücudu ortamın yaydığı kızılötesi ışınları emerek ısınır.

ısı iletimi (iletim) - vücudun başka bir fiziksel nesne ile doğrudan teması halinde ısının serbest bırakılması. Kuru hava ve yağ dokusu ısı yalıtkanlarıdır. Nemli, suya doymuş hava ve su, yüksek ısıl iletkenliğe sahiptir. Bu nedenle, yüksek nem ile düşük sıcaklıkta kalmaya vücut ısı kaybında artış eşlik eder.

Konveksiyon - ısı transferi, hareket eden hava parçacıkları (su) tarafından ısı transfer edilerek gerçekleştirilir. Isıyı konveksiyon yoluyla dağıtmak için, vücut yüzeyi etrafında daha düşük sıcaklıkta bir hava akışı gereklidir. 20 ° C hava sıcaklığında, bağıl nem -% 40 - 60'ta, bir yetişkinin vücudu, ısı iletimi ve konveksiyon yoluyla çevreye yaklaşık% 25 - 30 ısı yayar.

buharlaşma - bu, cilt yüzeyinden ve solunum yolunun mukoza zarlarından ter veya nemin buharlaşması nedeniyle ısının salınmasıdır. 20°C sıcaklıkta buharlaşma yaklaşık 36 g/h'dir. Buharlaşma ile vücut, ısının yaklaşık %20'sini dışarı verir. Hava nemi %100'ün altında olduğu sürece buharlaşma mümkündür. Yoğun terleme, yüksek nem ve düşük hava hızı ile ter damlacıkları, buharlaşmaya zaman bulamayınca vücut yüzeyinden süzülür, buharlaşma yoluyla ısı transferi daha az etkili hale gelir. Terleme enerji maliyetlerini kullanır. Bazı hayvanlarda terleme mekanizması yoktur - bunlar terlemeyen hayvanlardır. Terlemeyi ısı nefes darlığı (polipne) ile değiştirirler. Termal nefes darlığı çok hızlı fakat yüzeysel nefes alma şeklinde ortaya çıkar. Bu tür solunum, üst solunum yolu, ağız ve dil yüzeyindeki suyun buharlaşmasını artırır.

Termoregülasyon, vücudun termal dengesindeki bozulmaları önlemeyi veya onu eski haline getirmeyi amaçlar. Sıcaklık bilgisi periferik ve merkezi termoreseptörlerden afferent sinirler yoluyla hipotalamustaki termoregülatör merkeze gelir. Bu merkez bilgiyi işler ve efektörlere komutlar gönderir, yani. ısı üretimi ve ısı transferinde değişiklik sağlayan çeşitli mekanizmaları harekete geçirir.

Termoreseptörlerin işlevleri, sıcaklık etkilerine karşı özellikle yüksek duyarlılığa sahip özel hücreler tarafından gerçekleştirilir. Vücudun çeşitli yerlerinde (cilt, iskelet kasları, kan damarları, mide, bağırsaklar, rahim, mesane), solunum yollarında, omurilikte, retiküler oluşumda, orta beyinde, hipotalamusta, serebral kortekste bulunurlar.

Üç grup termoreseptör vardır:

1) dış alıcılar deride bulunur;

2) iç organlarda ve damarlarda bulunan interreseptörler;

3) merkezi termoreseptörler, merkezi sinir sisteminde bulunur.

Cilt termoreseptörleri en çok incelenmiştir. Çoğu yüz ve boyun derisinde bulunur. Deri termoreseptörleri 1) soğuk ve 2) ısıya ayrılır. Vücudun yüzeyinde, kantitatif olarak soğuğa duyarlı termoreseptörler baskındır. Soğuk reseptörleri cilt yüzeyinden 0,17 mm derinlikte bulunur, yaklaşık 250 bin vardır Isı reseptörleri daha derinde bulunur ve yüzeyden 0,3 mm derinlikte bulunur, yaklaşık 30 bin vardır .

Termal reseptör deşarjları 20 ila 50 °C sıcaklık aralığında ve soğuk - 10 ila 41 °C aralığında gözlenir. 10 °C'nin altındaki sıcaklıklarda soğuk reseptörleri ve sinir lifleri bloke edilir. 45 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, soğuk reseptörleri tekrar aktive edilebilir, bu da şiddetli ısıtma sırasında gözlemlenen paradoksal soğuk hissi olgusunu açıklar. 47 - 48 ° C sıcaklıkta ağrı reseptörleri de uyarılmaya başlar. Bu, paradoksal soğukluk hissinin olağandışı keskinliğini açıklıyor.

Reseptörlerin uyarılması, tahriş bölgesindeki cilt sıcaklığının mutlak değerlerine ve değişim hızına ve derecesine bağlıdır.

termoregülasyon merkezleri . Genel olarak termoregülasyonun ana merkezi mekanizmasının ( termoregülasyon merkezi) hipotalamusta lokalizedir. Hipotalamik termoregülatör mekanizma aşağıdaki gibidir. Omuriliğin arka boynuzlarının yapılarında geçiş yapan periferik termoreseptörlerden gelen sinyaller, omuriliğin segmental somatik ve otonom mekanizmalarına yöneliktir. A omuriliğin yükselen yollarına da beyne girer. Beyne sıcaklık duyarlılığının ana iletkenleri, spinotalamik ve spinoretiküler yollardır.

Periferik termoreseptörlerden gelen sinyaller, bu sinyallerin merkezi termosensörlerin aktivite seviyesiyle karşılaştırıldığı (beynin sıcaklık durumunu yansıtırlar) ön hipotalamusa (medial preoptik bölge) yönlendirilir. Merkezi ve periferik vücut sıcaklığını karakterize eden sinyallerin entegrasyonu, kimyasal ve fiziksel termoregülasyonu kontrol eden arka hipotalamus yapıları tarafından impulsların üretilmesini sağlar.

Konforlu koşullarda vücut ısısının normal seviyede tutulmasını sağlayan termal dengenin özel termoregülasyon mekanizmaları ile düzeltilmesine gerek yoktur.

Sıcaklık bilgisinin işlenmesine katılan serebral korteks, ısı üretimi ve ısı transferinin koşullu refleks düzenlemesini sağlar. Güçlü ısı düzenleyici reaksiyonlar, doğal şartlandırılmış uyaranlara (kar, buz, parlak güneş ve diğerleri) neden olur. Serebral korteks ve limbik sistem, sübjektif sıcaklık duyumları (soğuk, serin, ılık, sıcak), motivasyonel uyarılmalar ve daha rahat bir ortam bulmayı amaçlayan davranışlar sağlar. Hipotalamusta, ısı transferi ve ısı üretimi süreçlerini kontrol eden nöronlar vardır. ısıya duyarlı sinir hücreleri beyinden akan kanın 0.01°C'lik sıcaklık farkını ayırt edebilirler.

Hipotalamustaki sodyum ve kalsiyum iyon konsantrasyonlarının oranının sıcaklık seviyesini belirlediğine dair kanıtlar vardır. Bu iyonların konsantrasyonlarındaki değişiklikler vücut ısısının seviyesinde değişikliklere yol açar.

Hümoral faktörler de termoregülasyonda yer alır. Tiroksin, ısı üretiminde bir artışın eşlik ettiği oksidatif süreçleri geliştirir. Adrenalin periferik damarları daraltır, bu da ısı transferinde azalmaya yol açar.

Sıcaklık adaptasyonu . Aşırı ısınma veya aşırı soğutma mikro iklim koşullarına uzun süre maruz kalma, aşırı ısınma veya hipotermiye karşı koruma mekanizmalarının etkinliğinde bir artışa yol açar. termal adaptasyon, küçük su kayıpları ile susuzluk hissinin arttırılması ve aşırı ısınma için terleme eşiğinin düşürülmesi ile elde edilen terleme mekanizmasının etkinliğinin artmasına indirgenir. Soğuk adaptasyon, cildin ısı yalıtım özelliklerinin arttırılması ve deri altı yağ birikiminin yanı sıra, doku β-adrenerjik reseptörlerinin sayısındaki artışa bağlı olarak doku enerji değişiminde arka planda bir artıştan oluşur.

Konforun altındaki bir ortam sıcaklığı, soğuk periferal termoreseptörlerin aktivitesinde bir artışa neden olur. Bu bilgi, arka hipotalamusun efferent yapılarının tonusunu arttırır, bu da sempatik sinir sisteminin aktivasyonu yoluyla cilt ve deri altı damarların tonusunda bir artışa neden olur. Vasküler tondaki artışla ilişkili kan akışındaki azalma, vücudun ısı yalıtımında artışa ve ısı transferindeki azalma nedeniyle ısının korunmasına yol açar. Isı koruma reaksiyonunun başlamasına paralel olarak, posterior hipotalamusun efferent yapıları, termoregülatör tonus ve titreme görünümünü aktive eder. Isınma, soğuk periferik termoreseptörlerin aktivitesini azaltır ve hipotalamusun efferent yapılarının tonunda bir azalmaya neden olur. Sonuç olarak deri ve cilt altı damarlar üzerindeki sempatik etkilerde azalma olur ve enerji alışverişinin adrenerjik ve tiroid aktivasyonu azalır. Termoregülasyon merkezinin efferent etkilerindeki bir azalma, kas tonusunda bir azalmaya neden olur.

Sıcaklık önemli ve genellikle sınırlayıcı bir çevresel faktördür. Yayma Çeşitli türler ve popülasyon sayısı önemli ölçüde sıcaklığa bağlıdır. Neyle bağlantılı ve bu bağımlılığın nedenleri nelerdir?

Evrende kaydedilen sıcaklık aralığı bin dereceye eşittir, ancak Dünya'daki canlıların yaşam alanı sınırları çok daha dardır: çoğu zaman - 200 ° С ila + 100 ° С arasındadır. Çoğu organizma çok daha dar bir sıcaklık aralığına sahiptir ve en düşük düzeyde organize olmuş canlılar mikroorganizmalar, özellikle bakteriler en geniş aralığa sahiptir. Bakteriler, diğer organizmaların yok olduğu koşullarda yaşama yeteneğine sahiptir. Böylece yaklaşık 90°C ve hatta 250°C sıcaklıktaki kaplıcalarda bulunurken, ortam sıcaklığı 50°C'yi geçerse en dayanıklı böcekler ölür. Bakterilerin geniş bir sıcaklık aralığında varlıklarını sürdürebilmeleri, olumsuz çevre koşullarına dayanabilen güçlü hücre duvarlarına sahip spor gibi formlara dönüşebilmeleri ile sağlanmaktadır.

Karasal hayvanlarda tolerans aralığı genellikle suda yaşayan hayvanlardan (mikroorganizmalar hariç) daha fazladır. Hem zamansal hem de mekansal sıcaklık değişkenliği, güçlü bir çevresel faktördür. Canlı organizmalar farklı sıcaklık koşullarına uyum sağlar; bazıları sabit veya nispeten sabit bir sıcaklıkta yaşayabilir, diğerleri sıcaklık dalgalanmalarına daha iyi uyum sağlar.

Darbe sıcaklık faktörü organizmalar üzerindeki etkisi metabolik hıza indirgenir. Kimyasal reaksiyonlar için van't Hoff kuralına dayanarak, sıcaklıktaki bir artışın biyokimyasal metabolik süreçlerin hızında orantılı bir artışa neden olacağı sonucuna varılmalıdır. Bununla birlikte, canlı organizmalarda reaksiyonların hızı, kendi sıcaklık optimumlarına sahip olan enzimlerin aktivitesine bağlıdır. Enzimatik reaksiyonların hızı doğrusal olmayan bir şekilde sıcaklığa bağlıdır. Canlılardaki tüm enzimatik reaksiyon çeşitleri dikkate alındığında, canlı sistemlerdeki durumun nispeten basit kimyasal reaksiyonlardan (cansız sistemlerde meydana gelen) önemli ölçüde farklı olduğu sonucuna varılmalıdır.

Organizmalar ile ortam sıcaklığı arasındaki ilişkiyi analiz ederken, tüm organizmalar iki türe ayrılır: homoiyotermik ve poikilotermik. Bu ayrım hayvanlar alemi için geçerlidir; bazen hayvanlar ikiye ayrılır sıcakkanlı ve soğukkanlı.

Homeotermik organizmalar sabit bir sıcaklığa sahiptir ve ortamdaki sıcaklık değişikliklerine rağmen bunu korur. Buna karşılık, poikilotermik organizmalar sabit bir vücut sıcaklığını korumak için enerji harcamaz ve ortam sıcaklığına bağlı olarak değişir.

Pek çok organizma mutlak olarak poikilotermik veya homoiyotermik olmadığından, bu ayrım biraz keyfidir. Pek çok sürüngen, balık ve böcek (arılar, kelebekler, yusufçuklar) vücut ısısını belirli bir süre için düzenleyebilir ve memeliler, alışılmadık derecede düşük sıcaklıklarda vücut sıcaklığının endotermik düzenlemesini zayıflatır veya askıya alır. Dolayısıyla, memeliler gibi "klasik" homoiyotermik hayvanlarda bile kış uykusu sırasında vücut ısısı düşer.

Dünya üzerinde yaşayan tüm organizmaları bu iki büyük gruba ayırma şeklindeki iyi bilinen sözleşmeye rağmen, bu, çevresel sıcaklık koşullarına uyum sağlamak için iki stratejik seçeneğin olduğunu göstermektedir. Evrim sürecinde gelişmişlerdir ve bir dizi temel özellikte önemli ölçüde farklılık gösterirler: vücut sıcaklığının seviyesi ve kararlılığı, termal enerji kaynakları ve termoregülasyon mekanizmalarında.

Poikilothermic hayvanlar ektotermiktir, nispeten düşük bir metabolik hıza sahiptirler. Vücut ısısı, fizyolojik ve biyokimyasal süreçlerin hızı ve genel aktivite doğrudan çevrenin sıcaklığına bağlıdır. Poikilotermik organizmalarda adaptasyonlar (dengelemeler) metabolik süreçler düzeyinde gerçekleşir: enzimlerin optimum aktivitesi sıcaklık rejimine karşılık gelir.

Poikilterminin stratejisi, organizmaların aktif termoregülasyon için enerji harcamaması ve oldukça uzun süre devam eden ortalama sıcaklık aralığında stabilite sağlaması gerçeğinde yatmaktadır. Sıcaklık parametreleri belirli limitlerin üzerine çıktığında organizmalar aktivitelerini durdururlar. Bu hayvanlarda değişen sıcaklıklara adaptasyonlar özel niteliktedir.

Homeotermik organizmalar, değişen çevresel sıcaklık koşullarına bir dizi adaptasyona sahiptir. Sıcaklık adaptasyonları, sabit bir vücut ısısı seviyesinin korunması ile ilişkilidir ve. yüksek düzeyde metabolizma sağlamak için enerji elde etmeye gelin. İkincisinin yoğunluğu, poikilotermlerinkinden 1-2 kat daha yüksektir. Fizyolojik ve biyokimyasal süreçleri optimal sıcaklık koşullarında devam eder. Isı dengesi, kendi ısı üretiminin kullanımına dayanır, bu nedenle endotermik organizmalar olarak sınıflandırılırlar. Sinir sistemi sabit bir vücut ısısının korunmasında düzenleyici bir rol oynar.

Homeotermik strateji, sabit bir vücut sıcaklığını korumak için yüksek enerji maliyetleri ile ilişkilidir. Homeotermi, yüksek organizmaların karakteristiğidir. İki yüksek omurgalı sınıfı içerirler: kuşlar ve memeliler. Bu grupların evrimi, merkezi düzenleyici mekanizmaların, özellikle sinir sisteminin rolünü artırarak dış çevresel faktörlere bağımlılığı zayıflatmayı amaçlıyordu. Çoğu canlı organizma türü poikilotermiktir. Dünya'da yaygın olarak dağıtılırlar ve çeşitli ekolojik nişleri işgal ederler.

Belirli bir türün sıcaklığa tepkisi sabit değildir ve ortam sıcaklığına maruz kalma süresine ve bir dizi başka koşula bağlı olarak değişebilir. Başka bir deyişle, vücut değişime uyum sağlayabilir. sıcaklık rejimi. Laboratuvarda böyle bir cihaz kayıtlıysa, işlem genellikle alışma eğer doğalsa iklimlendirme. Bununla birlikte, bu terimler arasındaki fark, reaksiyonun kaydedildiği yerde değil, özünde yatmaktadır: ilk durumda, sözde fenotipik ve ikinci - genotipik adaptasyondan, yani adaptasyondan bahsediyoruz. genetik seviye. Vücut ısı değişikliğine uyum sağlayamazsa ölür. Vücudun yüksek sıcaklıklarda ölmesinin nedeni, homeostazın ve metabolik hızın ihlali, proteinlerin denatürasyonu ve enzimlerin inaktivasyonu, dehidrasyondur. Proteinlerin yapısında geri dönüşümsüz hasar, yaklaşık 60°C'lik bir sıcaklıkta meydana gelir. Bu, bir dizi protozoa ve bazı düşük seviyeli çok hücreli organizmalarda tam olarak "termal ölüm" eşiğidir. Sıcaklık değişimlerine adaptasyonlar, kistler, sporlar, tohumlar gibi varoluş biçimlerinin oluşumunda ifade edilir. Hayvanlarda, sinir sistemi ve diğer düzenleyici mekanizmaların aktivitesindeki bozukluklar nedeniyle protein denatürasyonu meydana gelmeden önce "ısı ölümü" meydana gelir.

Düşük sıcaklıklarda metabolizma yavaşlar ve hatta durur, hücrelerin içinde buz kristalleri oluşur ve bu da onların yok olmasına, hücre içi tuz konsantrasyonunda artışa, ozmotik dengesizliğe ve protein denatürasyonuna yol açar. Dona dayanıklı bitkiler, hücre dehidrasyonuna yönelik ultrayapısal yeniden düzenlemeler nedeniyle kışın tamamen donmasına dayanır. Tohumlar mutlak sıfıra yakın sıcaklıklara dayanır.