20攝氏度的房間,一個人靠自己體溫可以使其升溫至37度嗎?

2020-12-05 科學黑洞

自疫情爆發以來已經一個多月了,醫療工作者衝到抗疫最前線,而我們沒有這方面的專業技能,那就只能老老實實的躲在家裡,至少不給國家添麻煩。有這樣一個有趣的問題,如果我們待在一個20攝氏度的密閉房間中,有充足的食物並且時間不限制,那麼最後房間的溫度會變成37攝氏度嗎?

如果想要更加嚴謹的來討論這個問題,就需要計算人體輻射出的能量總和,和房間的散熱能力,說到房間的散熱能力,還需要知道周圍環境的狀況,以及房間大小等等。因此說這個問題嚴謹不起來,只能是概括性的來回答。

如果假設房間是完全的隔熱狀態,那麼只要時間是足夠的,那麼最終房間的溫度就達到和人體溫度相同;但如果房間不隔熱,會正常的散熱,那麼時間再長,房間的溫度也只會和外部環境溫度相同或者相差不多。

首先我們要理解熱量是可以傳遞的,它們從一個系統傳播到另外一個系統,或者是從同一個系統的一部分傳播到另外一部分,這個過程發生的前提就是溫差的存在。熱量的傳遞可以通過三種方式:熱傳導、對流、輻射。用最簡單的例子來說明一下:

熱傳導:例如用我們溫暖的小手摸寒冷的柱子,這個時候手上的熱量在消失;

對流:炎炎夏日吹著涼涼的風,熱量在流失;

輻射:即使坐在那裡一動不動,只要有溫差就會輻射能量。

因此說我們在一個空房間中熱量損失的方式就是輻射了。人類是屬於恆溫動物,也就是把自己身體的體溫保持在一定安全範圍內,具有一定調節作用,一般腋下體溫在36.3℃~37℃就屬於正常情況。即使外界環境溫度發生變化,我們也能通過新陳代謝速度來使溫度恆定。當然有的時候會藉助汗毛孔張開或者緊縮,以及骨骼肌站立等方式來輔助控制溫度恆定。

我們可以把這個問題簡化為能量傳遞的一個模型,首先知道房間完全隔熱不會向外傳遞能量,而我們人體會一直向外輻射損失能量,這會使身體周邊環境溫度升高,而人體在不斷新陳代謝消耗著葡萄糖,這個時候就是另外一個條件了,因為食物量充足並且時間充足,那麼就是不斷地吃不斷的新陳代謝輻射能量,總會有一天讓房間溫度達到和身體溫度恆定。

如果換成是冷血動物,那就沒有辦法了,它們無法調控自身的溫度,只會隨著環境溫度的變化而變化,最後冷血動物身體溫度就達到和環境相同了。

文/杜若,圖片來源網絡侵刪。

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