Как человек теряет тепло. Часть 2⁠⁠

Это продолжение эпопеи "Как человек теряет тепло". там я считал и объяснял, почему я считал так или иначе, а тут только итог, без какого либо обоснования.

Здесь будут только результаты расчетов, сколько человек теряет тепла при разных условиях. Будем менять одежду, количество незакрытой одеждой кожи, активность человека и смотреть сколько он теряет тепла в зависимости от температуры воздуха и скорости ветра.

Итак, мы можем моделировать различные условия следующими параметрами:
1) Одежда, i - 4 clo демосезонная, 6 clo зимняя, 8 clo арктическая
2) Открытая часть кожи - k (лицо 3%), но можно выставить что угодно
3) P - тепловыделение, покой - 90Вт, быстрый бег 450Вт
4) толщина обуви ринимается за 1,5 см и не меняется, т.к. особо не влияет

На графиках по вертикальной шкале отложена разница между потерями и тепловыделением, т.е. если значение >0, то вы начинаете охлаждаться.

Ситуация №1: ожидание в демосезонной куртке на остановке с шапкой, но без капюшона
i = 4clo, P = 90Вт, k = 0,03

Дальше представлен уже привычный 2д график при скорости ветра = 5м/c

Условные обозначения: Wобщ - общие теплопотери, Wод - через одежду, Wдых - при дыхании,
Wоткр - через открытые участки кожи, Wног - через ноги, Wпот - пот.

По графикам мы будем замерзать в такой ситуации, что более менее согласуется с жизненным опытом. Но вопрос - что такое потери в 50Вт? или 200Вт, много это или мало? Если взять удельную теплоемкость человека 3350 Дж/(кг°С) и массу в 70 кг, то на то, чтобы охладить человека на 1° требуется отвести 234 500 Дж энергии. А мы неплохие батарейки, не так ли?

Т.е. при потерях около 50 Вт, потребуется около 80 мин для такого охлаждения, соответственно при 200Вт - 20мин. После этого вы будите в шаге от гипотермии, так что 200Вт это реально много, т.к. гипотермия это не просто замерз на улице, это ПИЗДЕЦ как замерз на улице.

Ситуация №2: пробежка легким бегом в той же одежде.  i = 4clo, P =250 Вт, k = 0,03

Через одежду все еще основные потери, нопотери через дыхание резко вырываются наружу. Как можно увидеть, тепловой баланс находится между -10° и -20°, что неплохо соотносится с раздетыми бегунами зимой.

Ситуация №3: зимняя куртка + шарф на лицо на остановке:  i = 6clo, P =90 Вт, k = 0,005

Хек, все равно замерзаем, пусть и намного медленнее. Но ладно, а что если спокойно гулять  в такой одежде?

Ситуация №4:  i = 6clo, P =150 Вт, k = 0,005

Получается, что в зимней одежде можно гулять в -20°! Не удивил? жалко...

Собственно и все. Придумывать ситуаций можно куча, хоть полностью раздеть и посчитать за сколько замерзнет. Полезно ли это кому-то? маловероятно. Мне было просто интересно, сколько и каким образом мы теряем. По итогу, получилась модель, которая дает достаточно достоверные результаты, чтобы ей верить и отвечает на мой вопрос.

Всем спасибо за внимание)