Informatie

Heeft het gieten van water op je huid invloed op het verdampingsproces en het warmteverlies?

Heeft het gieten van water op je huid invloed op het verdampingsproces en het warmteverlies?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

De laatste tijd ben ik aan het voetballen in de zon behoorlijk warme temperaturen. Tijdens de waterpauzes heb ik de neiging om veel water over mijn hoofd te gieten om me af te koelen, nu heeft dit een onmiddellijk effect op het afkoelen, maar zou dit op de lange termijn enig effect hebben op mijn lichaamstemperatuur? We weten dat het lichaam zichzelf afkoelt door warmte te gebruiken om zweet op de huid te verdampen, zou het doordrenken van mijn hoofd en gezicht in koud water dit proces beïnvloeden of niet?


Door je hoofd en gezicht te drenken met koud water, wordt je huid direct afgekoeld (omdat koud water kouder is dan jij) en bijdragen aan verdampingskoeling. Je huid maakt het niet uit of het water dat verdampt afkomstig is van zweet dat je hebt gemaakt, het zwembad, een waterfles of een slang.

De Khan Academy-video is een goede bespreking van het principe.


Heeft het gieten van water op je huid invloed op het verdampingsproces en het warmteverlies? - Biologie

Een goede blik op de complexe systemen die ons laten functioneren, kan ontzag opwekken. Dat is het geval met het ingewikkelde temperatuurregulerende mechanisme van het lichaam.

Dit ingewikkelde apparaat balanceert warmteproductie met warmteverlies, waardoor het lichaam op de juiste temperatuur blijft voor een optimale functie. Deze evenwichtsoefening wordt automatisch en naadloos gestuurd door de hypothalamus, een klein deel van de hersenen dat dient als het commandocentrum voor tal van lichaamsfuncties, waaronder de coördinatie van het autonome zenuwstelsel.

Net zoals een thermostaat de temperatuur in je huis regelt, reguleert de hypothalamus je lichaamstemperatuur, reageert op interne en externe prikkels en maakt aanpassingen om het lichaam binnen een of twee graden van 98,6 graden te houden.

Gesystematiseerd

Maar in tegenstelling tot een thermostaat, die eenvoudig de verwarming of airconditioning in- of uitschakelt totdat de gewenste temperatuur is bereikt, moet de hypothalamus een complexe reeks temperatuurregelingsactiviteiten regelen en verfijnen. Het helpt niet alleen om lichaamsvloeistoffen in balans te houden en zoutconcentraties te handhaven, het regelt ook de afgifte van chemicaliën en hormonen die verband houden met temperatuur.

De hypothalamus werkt samen met andere delen van het temperatuurregulerende systeem van het lichaam, zoals de huid, zweetklieren en bloedvaten - de ventilatieopeningen, condensors en warmtekanalen van het verwarmings- en koelsysteem van uw lichaam.

De middelste laag van de huid, of dermis, slaat het grootste deel van het lichaamswater op. Wanneer warmte de zweetklieren activeert, brengen deze klieren dat water, samen met het lichaamszout, als zweet naar de oppervlakte van de huid. Eenmaal aan de oppervlakte verdampt het water. Water dat uit de huid verdampt, koelt het lichaam af, waardoor de temperatuur binnen een gezond bereik blijft.

Gevoelig

In een verwante functie reageren bloedvaten op de introductie van externe organismen, zoals bacteriën, en op interne hormoon- en chemische veranderingen door uit te zetten en samen te trekken. Deze acties brengen bloed en warmte dichter bij of verder van de huid, waardoor warmte wordt afgegeven of behouden.

Wanneer alle delen van het warmteregulerende mechanisme van het lichaam soepel werken, blijft de lichaamstemperatuur in de buurt van 98,6 graden. Er zijn echter momenten waarop de lichaamstemperatuur mis kan gaan.

Zonnesteek

Op de meeste dagen reageert de hypothalamus op stijgingen van de buitentemperatuur door berichten naar de bloedvaten te sturen om ze te vertellen dat ze moeten verwijden. Dit stuurt warm bloed, vloeistoffen en zouten naar de huid, waardoor het verdampingsproces in gang wordt gezet.

"Problemen doen zich voor wanneer een persoon lange tijd in de hitte is of in zulke extreme hitte of vochtigheid dat het verdampingsproces mislukt", zegt Edward Ward, MD, directeur van de afdeling spoedeisende hulp van het Rush University Medical Center.

Bij langdurige blootstelling aan hitte zweet het lichaam zo veel dat het vocht en zouten uitput, waardoor er niets overblijft om het verdampingsproces in stand te houden. Wanneer dit proces stopt, stijgt de lichaamstemperatuur en kunnen hitteziekten het gevolg zijn - inclusief de meest ernstige: een zonnesteek.

Hoe je weet dat het een zonnesteek is: Zoek naar de volgende symptomen:

  • Een lichaamstemperatuur boven de 103 graden
  • Rode, hete, droge huid
  • Een snelle, sterke hartslag
  • Een kloppende hoofdpijn
  • Duizeligheid
  • Misselijkheid
  • Verwardheid
  • Bewusteloosheid

Hulp krijgen bij een zonnesteek: Een zonnesteek is een levensbedreigende noodsituatie. Als u deze symptomen heeft, moet u snel afkoelen terwijl u of iemand anders om hulp roept.

"Een van de meest effectieve manieren om af te koelen is om je lichaam met water te besproeien of te doven en bij een ventilator te gaan zitten om het verdampingsproces op gang te brengen", zegt Ward. "Dit zal helpen om je temperatuur te verlagen terwijl je wacht op medische hulp."

Een greintje preventie: Omdat een zonnesteek zo ernstig is, raadt Ward sterk aan om te focussen op preventie. Dit geldt met name voor mensen van 65 jaar en ouder, die een hoger risico lopen op hitteziekte, simpelweg omdat het regulerende mechanisme na verloop van tijd minder effectief wordt.

Bovendien verhogen cardiovasculaire en neurologische aandoeningen het risico van een persoon op een zonnesteek, evenals medicijnen die het vermogen van het lichaam om goed te zweten, zoals antipsychotica en krampstillers, verstoren.

Mensen die deze aandoeningen hebben of dit soort medicijnen gebruiken, moeten speciale aandacht besteden aan het weer en de hitte-index - de combinatie van hitte en vochtigheid. Als de temperatuur stijgt, drink dan veel vocht en blijf op een koele plaats.

"Als je je zorgen maakt of denkt dat je problemen hebt vanwege de hitte, probeer dan contact op te nemen met je huisarts", zegt Ward. 'Maar als het een echte crisis is, ga dan naar de eerste hulp. We zien je liever eerder dan later.'

Opvliegers

Het vrouwelijk lichaam heeft een regelmatige maandelijkse cyclus van hormonale ups en downs. Tijdens de menopauze en de jaren ervoor wordt deze cyclus grillig en extreem, met grote schommelingen in de oestrogeenspiegels. De fluctuaties van dit hormoon leiden tot een complexe reeks gebeurtenissen die de functie van de hypothalamus beïnvloeden en veranderingen in de bloedvaten veroorzaken die de bloedstroom verhogen.

Bloedvaten vernauwen zich en zetten dan snel uit in wat bekend staat als vasomotorische spasmen. Deze spasmen beginnen de reeks gebeurtenissen die leiden tot het blozen van de huid en temperatuurveranderingen die opvliegers worden genoemd.

Hoe weet je of je een opvlieger hebt: De temperatuurstijging bij opvliegers is niet ernstig. Tijdens een opvlieger kan het bloed dat naar de bloedvaten stroomt die zich het dichtst bij de huid bevinden, de huidtemperatuur met vijf tot zeven graden verhogen, maar de kerntemperatuur van het lichaam zal meestal niet boven de normale 98,6 graden komen.

Toch kan het een extreme verandering voelen voor de vrouw die de opvlieger heeft.

Bovendien kunnen opvliegers meer dan alleen ongemak veroorzaken. Ze kunnen leiden tot overmatig zweten en kunnen het slaappatroon onderbreken.

Een belangrijke reden om een ​​arts te raadplegen over opvliegers: ze zijn niet allemaal gerelateerd aan de menopauze. Er zijn verschillende dingen die we moeten testen om een ​​volledig begrip te hebben van waar de gezondheid van een vrouw staat.

Hulp krijgen bij opvliegers: Vrouwen kunnen ervoor kiezen om hormoonvervangende therapie te gebruiken of antidepressiva te nemen om opvliegers te verlichten. Deze hebben echter bijwerkingen die met een arts moeten worden besproken.

De behandeling van opvliegers kan ingewikkeld zijn. Daarom moet u een arts vinden die u kunt vertrouwen om mee samen te werken en een individueel behandelplan op te stellen.

Er is nog een belangrijke reden om een ​​arts te raadplegen over opvliegers: ze zijn niet allemaal gerelateerd aan de menopauze. Er zijn verschillende dingen waarop we moeten testen, waaronder hypothyreoïdie, om een ​​volledig begrip te hebben van waar de gezondheid van een vrouw staat.

Koorts

Als je lichaamstemperatuur stijgt tot 99,6 graden of hoger, heb je koorts. Hoe komt deze temperatuurstijging tot stand?

"De hypothalamus reageert op verschillende factoren, zoals infectieuze organismen en verwondingen, door koortsproducerende chemicaliën af te geven die de lichaamstemperatuur veranderen", zegt Ward.

Deze chemicaliën zorgen er met name voor dat bloedvaten vernauwen en warmte naar het binnenste deel van het lichaam trekken. Het resultaat is koorts. Koorts geeft niet alleen aan dat een vreemde indringer het lichaam is binnengedrongen, het is ook een teken dat het immuunsysteem van het lichaam aan het werk is om die indringer te bestrijden.

Terwijl het lichaam de infectie bestrijdt, verdwijnt de koorts vanzelf.

Wanneer koorts zorgwekkend is: Koorts is zelden gevaarlijk of schadelijk, zegt Ward, behalve in enkele gevallen.

Het is zorgwekkend als een persoon koorts heeft van meer dan 102 of 103 graden, vooral als het langer dan een paar dagen aanhoudt of geen duidelijke oorzaak heeft - wat betekent dat het niet gepaard gaat met verkoudheids- of griepsymptomen.

Wanneer koorts aanleiding geeft tot alarm:Een koorts die oploopt tot 105 graden of hoger is bijzonder gevaarlijk. Indien onbehandeld, kan een dergelijke hoge koorts leiden tot uitdroging, duizeligheid, zwakte en verwardheid.

Hulp krijgen bij koorts: Als u dit soort symptomen met koorts heeft, raadpleeg dan zo snel mogelijk uw arts.

Uw huisarts is altijd uw beste hulpbron. De meeste kantoren hebben 24/7 iemand paraat en veel ziekenhuizen, waaronder Rush, bieden inloopklinieken en eerstelijnszorgafspraken op dezelfde dag. Dus als je je zorgen maakt over koorts, is het altijd een goed idee om te bellen of langs te komen.


Informatie over extreme hitte en gerelateerde gevaren

Zweten op zichzelf doet niets om het lichaam af te koelen, tenzij het water wordt verwijderd door verdamping - en een hoge relatieve vochtigheid vertraagt ​​de verdamping. Het verdampingsproces zelf werkt als volgt: de warmte-energie die nodig is om het zweet te verdampen, wordt aan het lichaam onttrokken, waardoor het wordt gekoeld. Onder omstandigheden van hoge temperatuur (boven 90 graden) en hoge relatieve vochtigheid doet het lichaam er alles aan om binnen 98,6 graden te houden. Het hart pompt een stortvloed van bloed door verwijde bloedsomloop. De zweetklieren gieten vloeistof - inclusief essentiële opgeloste chemicaliën, zoals natrium en chloride - op het huidoppervlak.

Te veel warmte
Warmtestoornissen hebben over het algemeen te maken met een vermindering of ineenstorting van het vermogen van het lichaam om warmte af te geven door veranderingen in de bloedsomloop en zweten, of een chemische (zout) onbalans veroorzaakt door te veel zweten. Wanneer de warmtetoename het niveau overschrijdt dat het lichaam kan verwijderen, of wanneer het lichaam de vocht- en zoutverlies door transpiratie niet kan compenseren, begint de temperatuur van de binnenste kern van het lichaam te stijgen en kan zich hittegerelateerde ziekte ontwikkelen.

Warmtestoornissen, variërend in ernst, hebben één gemeenschappelijk kenmerk: het individu is overbelicht of overbelast voor zijn/haar leeftijd en fysieke conditie in de bestaande thermische omgeving.

Zonnebrand, met zijn brandwonden door ultraviolette straling, kan het vermogen van de huid om overtollige warmte af te voeren aanzienlijk vertragen.

Studies tonen aan dat, terwijl andere zaken gelijk blijven, de ernst van hittestoornissen de neiging heeft toe te nemen met de leeftijd - hittekrampen bij een 17-jarige kunnen hitte-uitputting zijn bij iemand van 40 en een hitteberoerte bij een persoon boven de 60.

Acclimatiseren heeft onder andere te maken met het aanpassen van de zweetzoutconcentratie. Het idee is om voldoende water te verliezen om de lichaamstemperatuur te reguleren, met zo min mogelijk chemische verstoring.

Steden vormen speciale gevaren
De stagnerende atmosferische omstandigheden van de hittegolf houden verontreinigende stoffen vast in stedelijke gebieden en voegen de stress van ernstige vervuiling toe aan de toch al gevaarlijke stress van warm weer, waardoor een gezondheidsprobleem van onontdekte omvang ontstaat. Een kaart met hittegerelateerde sterfgevallen in St. Louis in 1966 laat bijvoorbeeld een zwaardere concentratie zien in de drukke steegjes en torens van de binnenstad, waar de luchtkwaliteit ook slecht zou zijn tijdens een hittegolf.

De hoge sterftecijfers in de binnenstad kunnen ook worden gelezen als slechte toegang tot kamers met airconditioning. Hoewel airconditioning in normale tijden een luxe kan zijn, kan het een redder in nood zijn tijdens hittegolfomstandigheden.

De kosten van koele lucht worden steeds hoger, wat een wrede economische kant toevoegt aan de dodelijke slachtoffers door hittegolven. Indicaties van de hittegolf in Texas in 1978 suggereren dat sommige ouderen met een vast inkomen, velen van hen in gebouwen die niet geventileerd konden worden zonder airconditioning, de kosten te hoog vonden, hun apparaten uitschakelden en uiteindelijk bezweken aan de stress van de hitte.

Ken deze symptomen van een hittestoornis

Verplaats het slachtoffer naar een koelere omgeving. Verlaag de lichaamstemperatuur met een koud bad of sponzen. Wees uiterst voorzichtig. Verwijder kleding, gebruik ventilatoren en airconditioners. Als de temperatuur weer stijgt, herhaalt u het proces. Geef geen vloeistoffen.

Hittegerelateerde ziekten voorkomen
Ouderen, kleine kinderen, chronisch zieken, mensen die bepaalde medicijnen of medicijnen gebruiken (vooral kalmeringsmiddelen en anticholinergica), en personen met gewichts- en alcoholproblemen zijn bijzonder vatbaar voor hittereacties, vooral tijdens hittegolven in gebieden waar doorgaans een gematigd klimaat heerst.

Jurk voor de zomer. Lichtgewicht, lichtgekleurde kleding reflecteert warmte en zonlicht en helpt je lichaam om normale temperaturen te behouden.

Zet minder brandstof op je innerlijke vuren. Voedingsmiddelen (zoals eiwitten) die de metabolische warmteproductie verhogen, verhogen ook het waterverlies.

Drink veel water of andere niet-alcoholische vloeistoffen. Je lichaam heeft water nodig om koel te blijven. Drink veel vocht, zelfs als je geen dorst hebt. Personen die (1) epilepsie hebben of een hart-, nier- of leverziekte hebben, (2) een vochtbeperkt dieet volgen, of (3) een probleem hebben met vochtretentie, dienen een arts te raadplegen alvorens hun vochtconsumptie te verhogen.

Drink geen alcoholische dranken.

Neem geen zouttabletten tenzij voorgeschreven door een arts. Personen met een zoutarm dieet dienen een arts te raadplegen alvorens hun zoutinname te verhogen.

Breng meer tijd door op plaatsen met airconditioning. Airconditioning in woningen en andere gebouwen vermindert het gevaar van de hitte aanzienlijk. Als u zich geen airconditioner kunt veroorloven, biedt het enige bescherming om elke dag (bij warm weer) enige tijd in een geklimatiseerde omgeving door te brengen.

Krijg niet te veel zon. Zonnebrand maakt het werk van warmteafvoer veel moeilijker.


Chilling Science: verdampingskoeling met vloeistoffen

Invoering
Heb je je ooit afgevraagd waarom we zweten als onze omgeving warm is of als we sporten? Zweten is een levensreddende strategie die het lichaam afkoelt en op temperatuur houdt. Zonder zweten kan het lichaam zijn temperatuur niet reguleren, wat kan leiden tot oververhitting of zelfs een zonnesteek. Maar waarom heeft zweten een verkoelend effect? Het antwoord is verdampingskoeling. Om een ​​vloeistof zoals zweet van zijn vloeibare toestand in een gas te veranderen, is energie nodig. Deze energie wordt onttrokken aan ons lichaam, of zweet, in de vorm van warmte. De resulterende warmteoverdracht leidt tot het gewenste koeleffect. In deze activiteit kun je deze koelkracht in actie zien & ben je klaar om af te koelen?

Achtergrond
Het proces van het veranderen van een vloeistof in zijn gasvormige toestand wordt verdamping genoemd. Elke vloeistof kan in een gas worden omgezet als er voldoende energie aan de vloeistof wordt toegevoegd in de vorm van warmte. De energie die nodig is voor de transformatie staat bekend als de verdampingswarmte. Hoeveel energie je nodig hebt, hangt af van onder meer het soort vloeistof of de omgevingstemperatuur. Als het buiten al erg warm is, heb je minder energie nodig om een ​​vloeistof te verdampen als het erg koud is, heb je meer nodig.

Om in een gas te veranderen, moeten de moleculen die in de vloeistof bij elkaar worden gehouden, loskomen om in de lucht te komen. Dit betekent dat de waterstofbruggen die de moleculen bij elkaar houden, moeten worden verbroken. Dus moleculen die in staat zijn om onderling veel waterstofbruggen te vormen, zijn veel moeilijker om te zetten in een gas en hebben een hogere verdampingswarmte. Dit heeft ook invloed op de kooktemperatuur van een vloeistof. Moleculen die elkaar zeer sterk aantrekken, beginnen bij hogere temperaturen te koken in vergelijking met die met een zwakke aantrekkingskracht. Een lager kookpunt betekent over het algemeen dat een vloeistof sneller verdampt. Water, bijvoorbeeld, met één zuurstof- en twee waterstofatomen, kan per molecuul twee waterstofbruggen vormen. De verdampingswarmte is 2.260 joule per gram, of 541 calorieën per gram, en het begint te koken bij 100 graden Celsius (212 graden Fahrenheit).

Je lichaam maakt bij het zweten gebruik van het verdampingsproces. Zweet, dat voor 90 procent uit water bestaat, begint te verdampen. De noodzakelijke verdampingswarmte wordt aan het zweet zelf onttrokken, wat leidt tot een warmteoverdracht van de vloeistof naar de gasvormige toestand. Dit resulteert in een verkoelend effect (verdampingskoeling genoemd) dat helpt om de lichaamstemperatuur op peil te houden en het lichaam afkoelt als het te warm wordt. De mate van afkoeling is afhankelijk van de verdampingssnelheid en de verdampingswarmte. In deze activiteit ontdek je welke vloeistof een groter koelend vermogen heeft: ontsmettingsalcohol of water. Wat denk je dat meer zal afkoelen als het verdampt?

  • Schoonmaakalcohol
  • Water
  • Twee kleine kopjes of kommen
  • Eetlepel
  • Pipet of medische druppelaar

Voorbereiding

  • Vul een klein kopje of kom met een eetlepel water.
  • Vul de tweede kleine kop of kom met een eetlepel ontsmettingsalcohol.
  • Zuig wat water op uit de eerste kom (water) met behulp van de pipet of medische druppelaar.
  • Druppel voorzichtig een of twee druppels op de rug van onze hand en verdeel de vloeistof met je vingers. Hoe voelt het als het water je huid raakt?
  • Blaas zachtjes over de huid die je net met water hebt bedekt. Voelt je huid anders aan als je op het water blaast? Voel je een verschil in temperatuur tijdens het blazen? Hoe voelt het?
  • Spoel je pipet af met wat ontsmettingsalcohol en zuig vervolgens wat alcohol op met je pipet.
  • Druppel dezelfde hoeveelheid vloeistof op de rug van uw andere hand en verdeel de vloeistof met uw vingers. Voelt de alcohol anders aan als hij je huid aanraakt? Hoe?
  • Blaas nogmaals over het gebied op je hand waar je de alcohol hebt gedaan. Welke sensatie voel je? Voelt uw hand warmer of koeler aan in vergelijking met water wanneer u op de vloeistof blaast? Kun je een reden bedenken waarom?
  • Extra: Ontdek hoe snel ontsmettingsalcohol en water verdampen. Doe dezelfde (kleine) hoeveelheid water en ontsmettingsalcohol in twee verschillende kopjes en plaats ze beide in de zon. Observeer hoe lang het duurt voordat de vloeistoffen volledig zijn verdampt. (Afhankelijk van hoe warm het is, kan dit enige tijd duren.) Welke vloeistof verdampt sneller? U kunt zelfs de verdampingssnelheid bepalen door de kopjes in het begin en tijdens uw experiment te wegen om erachter te komen hoeveel water er verloren gaat door verdamping.

Observaties en resultaten
Voelde je de verkoelende kracht van water en ontsmettingsalcohol? Beide vloeistoffen moeten koud aanvoelen op uw huid. Blazen op je natte hand helpt het water en de alcohol te verdampen. De luchtstroom ondersteunt ook de warmteoverdracht weg van uw huid. Je had moeten merken dat je huid veel koeler aanvoelt als je de ontsmettingsalcohol op je hand smeert in vergelijking met het water. Het water en de alcohol beginnen te verdampen zodra je op je hand begint te blazen. In vergelijking met water heeft alcohol een lagere verdampingswarmte. Dat betekent dat er voor dezelfde hoeveelheid vloeistof meer warmteoverdracht plaatsvindt tijdens het verdampen van water in vergelijking met de alcohol.

Dit strookt echter niet met uw observatie dat alcohol een groter verkoelend effect heeft dan water. De reden daarvoor is dat de hoeveelheid warmteoverdracht ook afhangt van de verdampingssnelheid. Omdat alcohol veel sneller verdampt in vergelijking met water vanwege de lagere kooktemperatuur (82 in vergelijking met 100 ° C), kan het meer warmte van de huid afvoeren. Dit betekent dat er gedurende een bepaalde tijd veel meer alcohol verdampt dan water. Je hebt dit waarschijnlijk ook gemerkt toen je de extra activiteit deed door dezelfde hoeveelheid alcohol en water buiten in de zon te zetten en hun verdampingssnelheid te controleren. Andere factoren die de verdampingssnelheid beïnvloeden zijn het oppervlak, de temperatuur en de luchtstroom.

Schoonmaken
Spoel alle ongebruikte ontsmettingsalcohol door de gootsteen met veel koud water. Was je handen met zeep en maak je werkplek schoon.

Deze activiteit wordt u aangeboden in samenwerking met Science Buddies


Vochtigheid

Een verhoogde luchtvochtigheid vermindert het vermogen van het lichaam om zichzelf af te koelen door te zweten. Als de lucht al grote hoeveelheden waterdamp bevat, zal je zweet minder snel verdampen en zal je lichaamstemperatuur niet zo snel dalen. Bij vochtigheid moet u rekening houden met de directe omgeving van uw lichaam. Zelfs als je in een droog klimaat leeft, zal het dragen van kleding die geen vocht laat verdampen - zoals katoen - het moeilijk maken voor het zweet om van je huid te verdampen. Trainen in een vochtige omgeving - zoals hete yogastudio's - maakt het ook moeilijk voor zweet om te verdampen.


Transpiratie en waarom het belangrijk is

Planten hebben veel belangrijke functies, zoals het maken van bladeren, het maken van bloemen en zaden, het groeien, het opslaan van zetmeel in de wortels enz., maar wij mensen zijn ons meestal niet bewust van de vitale functie van transpiratie.

Geschat wordt dat 98% van de energie van een plant wordt gebruikt voor transpiratie. Hoe werkt dit proces? en waarom is het zo essentieel voor een plant?

Water verplaatst zich van de grond naar de plantenwortels, omhoog door het spinthout naar de bladeren. Het water, opgewarmd door de zon, verandert in damp (verdampt) en gaat naar buiten door duizenden kleine poriën (huidmondjes), meestal aan de onderkant van het bladoppervlak. Dit is transpiratie. Het heeft twee hoofdfuncties: de plant koelen en water en mineralen naar de bladeren pompen voor fotosynthese.

Planten moeten zichzelf om verschillende redenen koelen. Bij te hoge temperaturen vertragen energiesystemen (metabolische functies) en vertraagt ​​of stopt de groei en bloei. Bij extreme hitte worden planten zwaar gestrest en kunnen ze doodgaan. Soms veroorzaakt hitte luchtbellen die de waterstroom blokkeren, wat leidt tot uitdroging. Transpiratie is een verdampingskoelsysteem dat de temperatuur van planten verlaagt, maar omdat het leidt tot waterverlies, moet het nauwkeurig worden geregeld. Het ingenieuze systeem dat deze functie regelt, bestaat uit een bewakingscel aan weerszijden van de minuscule poriën (huidmondjes). Wanneer water de wachtcellen binnenstroomt, zwellen ze op en buigen ze open terwijl het water naar buiten stroomt, de wachtcellen ontspannen en sluiten. De wachtcellen zijn gevoelig voor lichtintensiteit, temperatuur, wind, relatieve vochtigheid en kooldioxideconcentraties in het blad.

De huidmondjes (poriën) moeten opengaan om koolstofdioxide op te nemen voor fotosynthese (vooral belangrijk op ochtenden van zonnige dagen). En hoe meer ze open zijn, hoe meer planten verdampen en water verliezen. Dus planten vroeg in de ochtend water geven zal de energie van de plant ondersteunen, vooral op warme zomerdagen.

Wat zorgt ervoor dat water door een plant omhoog komt (soms 100 voet of meer) tegen de zwaartekracht in? Dit wordt bereikt door de pompende werking van transpiratie, een ander ingenieus systeem. Het hangt af van de kleine (capillaire) xyleem-waterkanalen, de extreem sterke cohesieve (bindende) eigenschappen van watermoleculen en een zuigkracht die ontstaat wanneer water aan de bovenkant van de kanalen verdampt. Net als het zuigen op een sodastro, veroorzaakt transpiratie een negatieve druk die de waterkolom naar het bladoppervlak tilt.

Naarmate planten verdampen, wordt de grond droger. In de zomer, als de grond erg droog wordt, kunnen planten niet genoeg verdampen om koel te blijven. In wanhoop kunnen planten bladeren beginnen te verliezen of volledig ontbladeren als een manier om te voorkomen dat transpiratie de plant uitdroogt. Om onze planten hier in het Westen te helpen koel te blijven en ze fotosynthetiserend te houden, kunnen we ze extra water geven in de heetste, droogste maanden. We kunnen windschermen en bomen en struiken planten die een beetje schaduw bieden, en we kunnen mulchen om te voorkomen dat bodemvocht verdampt. Evergreens, vooral breedbladige evergreens, zijn erg kwetsbaar voor de intense winterzon van het Westen. Omdat ze bladeren hebben, blijven ze in de winter verdampen en kunnen ze uitdrogen. Dit geldt met name voor elke groenblijvende plant die in de herfst wordt geplant, maar is van cruciaal belang voor in de herfst geplante groenblijvende bomen met bal en jute. Dus in de winter een of twee keer per maand groenblijvende waterplanten.

Transpiratie is een elegant, duurzaam natuurlijk ontwerp dat zijn vitale functies vervult zonder elektriciteit, zonder fossiele brandstoffen en zonder bewegende delen. Het vervuilt niet en gebruikt geen buitensporige hulpbronnen. Het voegt eigenlijk vocht toe aan de atmosfeer en draagt ​​bij aan regenval.

Andere interessante feiten over transpiratie:

  1. Een blad transpireert ongeveer 90% van het water dat verdampt is van een wateroppervlak van hetzelfde gebied, hoewel het gecombineerde gebied van huidmondjes slechts 1-2% van het totale bladoppervlak is.
  2. Transpiratiesnelheden zijn het hoogst in bladeren die stijf zijn met turgor (waterdruk). Wanneer bladeren verwelken, bieden ze minder oppervlakte aan blootstelling aan de zon en zullen ze dus minder verdampen, wat water bespaart. Bekijk een taaie, droogtetolerante plant zoals sering bij hoge temperaturen voor een demonstratie van deze waterbesparende strategie.
  3. Vetplanten besparen water door 's nachts de huidmondjes te openen om transpiratie te verminderen en koolstofdioxide op te nemen dat in hun bladeren wordt opgeslagen tot de volgende dag, wanneer ze kunnen fotosynthetiseren.
  4. Cactussen hebben, omdat ze geen bladeren hebben, slechts een paar huidmondjes in hun groene stengels en verdampen dus heel weinig.
  5. Veel xeric planten hebben kleine bladeren, zilverachtige reflecterende bladeren, harige bladeren en/of produceren essentiële oliën die allemaal strategieën zijn om transpiratie te verminderen door verdamping te verminderen.
  6. In de zomer kan een grote esdoorn 50-60 gallons water per uur in de atmosfeer transpireren. Dit draagt ​​bij aan de luchtvochtigheid waardoor we ons in het Westen prettiger voelen, onze huid minder uitdroogt en bronchiale problemen in onze longen vermindert. Het helpt ook om onze omgeving te koelen. Wanneer er grote delen van bomen zijn, kan het gecombineerde effect van hun transpiratie een oververzadigde toestand in de wolken creëren, wat kan resulteren in regen of sneeuw. De sneeuw van de Kilimanjaro is voornamelijk verdwenen omdat ontbossing de lokale transpiratie heeft verminderd, waardoor er minder (of geen) sneeuw valt.
  7. Anti-transpirant producten, zoals Wilt-Pruf, kunnen de transpiratie verminderen door de huidmondjes te bedekken, maar dat beperkt ook de fotosynthese. Ze kunnen waardevol zijn om op groenblijvende planten te worden gespoten om ze door hun eerste winter in uw landschap te loodsen.

Referenties: Overleving van planten door Brian Capon Naar de zon reiken door John King Woordenboek van plantkunde - Ed. Elizabeth Tootill


De koudeperstest

Acute koude stress resulteert in activering van het sympathische zenuwstelsel en het vrijkomen van catecholamines (neurotransmitters). De afgifte van neurotransmitters beïnvloedt het cardiovasculaire systeem op een aantal manieren, waaronder arteriële vernauwing, voorbijgaande tachycardie en verhoogde contractiliteit van het hart. Samen resulteren deze homeostatische veranderingen in wat a . wordt genoemd pressor reactieof een verhoging van de bloeddruk. De koude druktest wordt vaak gebruikt in de klinische setting om de functie van het sympathische zenuwstelsel te evalueren. Bij de koudedruktest dompelen proefpersonen hun hand of onderarm in ijswater en wordt hun cardiovasculaire respons gemeten.

In dit laboratorium zullen we de koudedruktest gebruiken om veranderingen in hartslag, polsamplitude en arteriële zuurstofsaturatie te evalueren met behulp van een pulsoximeter.

Pulsoximeters schatten indirect de arteriële zuurstofsaturatie en rapporteren deze als de zuurstofsaturatie (SpO2) van het arteriële bloed van de proefpersoon. SpO2 wordt gerapporteerd als een percentage zuurstofrijk hemoglobine. Normale pulsoximetriewaarden variëren doorgaans van 97-100%.

Figuur gemaakt door Cameron Miller CC-by-ND.

Koude pressor reactie-experiment:

Er zijn verschillende hypothesen die in dit laboratorium kunnen worden getest. We kunnen bijvoorbeeld testen of mannen en vrouwen een verschillende koude-pressor-respons hebben, of we kunnen testen of de pressor-respons hetzelfde is in de ondergedompelde versus de niet-ondergedompelde hand. Nadat u de gegevens hebt verzameld, voert u deze in een Excel-bestand in bij de TA-bank voor een klas- of cursusbrede statistische analyse.

Kun je ter voorbereiding op het lab een IF/THEN-hypothese schrijven voor het testen van de koude pressorrespons bij mannen en vrouwen?


3.2 Ongevoelig waterverlies

Het wordt genoemd ongevoelig omdat we ons er niet van bewust zijn.

BELANGRIJK: Dit is verlies van zuiver water: er is geen geassocieerd verlies van opgeloste stof.

Dit waterverlies zonder opgeloste stoffen verschilt van zweten omdat zweet opgeloste stoffen bevat. Ongevoelig verlies is iets anders dan zweten.

Ongevoelig verlies van de huid kan niet worden geëlimineerd. Het dagelijkse verlies is ongeveer 400 ml bij een volwassene.

Ongevoelig verlies van de luchtwegen is ook ongeveer 400 ml / dag bij een niet-gestresste volwassene. Het waterverlies is hier variabel: het wordt verhoogd als de minuutventilatie toeneemt en kan worden verlaagd als het ingeademde gas volledig wordt bevochtigd bij een temperatuur van 37°C (bijvoorbeeld zoals bij een beademde IC-patiënt).

Het minimale onmerkbare verlies bij een volwassene is ongeveer 800 ml/dag. Dit komt overeen met een warmteverlies van ongeveer 480 kcal/dag, dat is ongeveer 25% van de basale warmteproductie. Op een gemiddelde dag zonder stress zal activiteit de ongevoelige respiratoire waterverliezen verhogen, zodat het totale onmerkbare verlies meer is dan het minimum: een schatting van 50 ml/uur is voorgesteld voor gebruik bij niet-gestresste ziekenhuispatiënten. Bij klinische berekeningen van de vochtbalans worden onmerkbare verliezen die niet worden gemeten, meestal verklaard door een schatting zoals hierboven. Metabolische waterproductie (400 ml/dag) is ook niet gemeten en kan worden beschouwd als vervanging van tot 50% van de onmerkbare verliezen.

Bij een eenvoudige analyse aan het bed van de vochtbalans van een patiënt wordt onmerkbaar verlies genegeerd omdat het niet kan worden gemeten. Evenzo wordt de metabolische waterproductie genegeerd in een kwantitatieve analyse van de dagelijkse vochtbalans. Nog belangrijker is zweten wordt ook genegeerd en het volumeverlies met zweten kan behoorlijk groot zijn. Veel keus heeft de arts niet, aangezien de volumes van deze vloeistoffen niet routinematig kunnen worden gemeten. De typische klinische praktijk is om de watertoevoer te berekenen als (orale vloeistoffen + IV-vloeistoffen) en waterverlies als (urine + andere gemeten verliezen) en een klinische schatting te maken van de extra benodigde vloeistoffen. De klinische schatting is gebaseerd op factoren zoals de beoordeling van het bloedvolume (BP inclusief posturale daling, polsslag, CVP, urinestroomsnelheid, bewijs van perifere vasoconstrictie op basis van kleur en temperatuur) en kennis van de pathofysiologie van het ziekteproces (zoals als typische verwachte verliezen, bijv. bij brandwonden).

Dit is de best beschikbare benadering omdat deze grotendeels afhankelijk is van klinische eindpunten.


Verder onderzoek

Als je dit project leuk vond en een beetje wilt opvolgen, staan ​​hieronder een aantal manieren om het uit te breiden of te variëren.

  • Vergelijk de effecten van windchill op verschillende soorten isoleerbekers van verschillende merken. Zo kun je dezelfde soort beker vergelijken, maar kijken welk merk het beste werkt.
  • Gebruik zes van dezelfde soort bekers (bijvoorbeeld piepschuim), maar wikkel er vijf in verschillende materialen zoals vilt, zijde, aluminiumfolie, wol, enzovoort. Houd een container uitgepakt om als controle te dienen. Volg dezelfde procedures als beschreven in het hoofdexperiment en je zult ontdekken welke materialen het meest helpen om de warmte van het water vast te houden.

Uittreksel uit The Complete Idiot's Guide to Science Fair Projects 2003 door Nancy K. O'Leary en Susan Shelly. Alle rechten voorbehouden inclusief het recht op gehele of gedeeltelijke reproductie in welke vorm dan ook. Gebruikt in overleg met Alfa Boeken, een lid van Penguin Group (VS) Inc.


Onderkoeling en hyperthermie

Hypothermie – wanneer de lichaamstemperatuur onder de 35 graden daalt.

At this temperature the normal negative feedback systems for increasing body temperature fail. Due to the cold, molecules have less kinetic energy and so metabolic reactions slow down (think of enzymes). This also means respiration slows down, and so less heat is generated and so we get even colder – this is an example of positieve feedback (when a factor moves from the normal value, this causes something to happen that is going to make the factor even further away from the normal value).

  • Elderly – heating is expensive in winter, inactive so less movement (so less respiration etc).
  • Anyone exposed to extreme cold – heat is lost very fast, injury will make it develop faster if climbing, walking in cold environment.
  • become sleepy and relaxed and stop feeling cold
  • heart rate slows, arterioles dilate and they will start to ‘feel’ warm
  • Become unconscious

Hyperthermia – too hot!!

If you are dehydrated, sweating will decrease and so less heat is lost. If the air is humid sweat may not evaporate fast enough so heat loss is slowed and body temperature doesn’t fall fast enough.

If the body temperature gets above 41degrees, hypothalamus cannot regulate the temperature, and so it continues to rise. Get light headed and sick – heat stroke.

Treating hyperthermia – lower the body temperature!! – apply cold water to the body and expose skin to allow water evaporation (remember it takes heat to evaporate the water, so the body will lose heat this way) and give them cold drinks