Температура тела

        Температура тела человека 36, 6 градуса Цельсия
Все это знают и не удивляются этому, и не задумываются… Нет, есть, конечно
отдельные личности, которых этот факт озадачивает… И они размышляют
примерно так… Почему именно такая температура у человека? Ведь, допустим
20 градусов Цельсия — это тоже хорошая температура ?!... Известно, что у
человека считается нормальной температура в пределах от 36 до 37 градусов
Цельсия. Если посмотреть шире и поинтересоваться, а какая температура тела у
других млекопитающих, то выясняется, что значения температур находятся в
интервале 35-40 градусов Цельсия. Также можно заметить, что у птиц
температура тела немного превышает 40 градусов Цельсия (из- за высокого
уровня обмена).
                Вид животного
             Температура тела (градусы Цельсия)
                корова 38.0 — 39.0
                лошадь 37,5 — 38,5
                свинья 38,0 — 40.0
                собака 37,5 — 39.0
                кошка 38.0 — 39.5
                лисица 38.7 — 40.7
                гусь 40.0 --- 41.0
                курица 40.5 — 42.0
                утка 41.0 — 43. 0
      Млекопитающие и птицы относятся к теплокровным животным, а еще есть
холоднокровные животные, к ним относятся земноводные, пресмыкающиеся,
рыбы, беспозвоночные. Температура тела теплокровных животных
(гомойтермных) стабильна и не зависит от температуры окружающей среды. У
холоднокровных животных (пойкилотермных) температура тела превышает
температуру внешней среды на 1-2 градуса, или равна ей, и изменяется
соответственно изменению температуры внешней среды. Что лучше?! У каждой
из этих двух больших групп есть свои преимущества и недостатки. К
преимуществам гомойтермных организмов относятся их большая скорость и
выносливость, к недостатку можно отнести необходимость поглощения
большого количества пищи(в 30 раз больше). Преимуществом пойкилотермных
животных является возможность обходиться малым количеством пищи, а
недостатками являются медлительность, малая выносливость, и зависимость от
температуры внешней среды. И так, почему же все - таки у гомойтермных
животных температура тела находится в в пределах 35-40 (43) градусов
Цельсия? Почему не пределах, допустим 20-30 градусов Цельсия?! Понятно,
что такая температура тела у гомойтермных организмов не случайна, в природе
таких случайностей не бывает, должна быть объективная причина. Но напрасны
будут попытки найти описание этой объективной причины в многочисленных
учебниках по биологии. Объяснение этому может дать только физика. Иногда
можно услышать объяснение с точки зрения биологии — при температуре выше
42 градусов Цельсия белок начинает сворачиваться, по крайней мере именно
такую информацию можно прочесть в интернете , когда идет речь о белках
крови человека.. Да, но в пределах 20-30 градусов Цельсия белок не стал бы
сворачиваться... А иногда можно услышать, что живой организм — это фабрика,
где идут тысячи разных химических реакции, для которых и нужна
определенная температура. На самом же деле причина кроется в уникальных
свойствах воды. Как известно, тело млекопитающих и птиц на 50-75 процентов
состоит из воды, а это означает, в свою очередь, что жизнь и состояние
организма во многом будут определяться уникальными свойствами воды. Вода
— самое загадочное вещество на Земле. Многим знакомы некоторые
уникальные свойства воды, например, что плотность воды в твердом состоянии
(лед) меньше плотности воды в жидком состоянии, что максимальная
плотность воды в жидком состоянии бывает при 4 градусах Цельсия. Многие
также знают что вода обладает высокой, по сравнению с другими веществами
удельной теплоемкостью. Удельная теплоемкость — физическая величина,
численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать единичной
массе данного вещества для того, чтобы его температура изменилась на
единицу. В Международной системе единиц (СИ) удельная теплоемкость
измеряется в джоулях на килограмм на Кельвин, (Дж/кгК). Можно дать и еще
более простое определение. Удельная теплоемкость - это количество тепла,
которое требуется затратить, чтобы нагреть 1 кг вещества на 1 градус по шкале
Кельвина(или Цельсия). Часто до сих пор используются вне системные
единицы,это калория на грамм на градус(ккал/г°С)., и это килокалория на
килограмм на градус, (ккал/кг°С). Для понимания и запоминания старая
единица более понятная, 1 калория, это количество теплоты необходимое для
нагрева 1грамма воды на 1 градус. Соответственно, 1 ккал — количество
теплоты необходимое для нагрева 1 кг воды на один градус. Калория —
единица более крупная, чем Джоуль. 1 кал = 4, 2 Дж . (Более точно, 1 кал
=4,1868Дж). Или , 1Дж = 0,24 кал. Когда говорят об энергетической ценности
продуктов питания, то до сих пор используют такую единицу как килокалория.
      Так, человеку, для полноценной жизни необходимо получать при съедании
пищи количество энергии 2100-4200 ккал (для мужчины) и 1800-3050ккал (для
женщины). Обычно энергетическая ценность продуктов указывается из расчета
на 100г продукта. Для говядины — 215ккал/100г. (Получается, если питаться
одной говядиной, то надо съедать в сутки 1 кг говядины). Свинина мясная —
357 ккал/100г. Хлеб ржаной 214 ккал/100г. Сметана 20% - 206 ккал/100г.
Представляет интерес, а сколько же тратится энергии при различных работах.
     Один час работы человека с массой тела 70 кг для водителя грузовика
обернется тратой энергии в 260 ккал, для огородника — 360 ккал, ну а самая
высокая трата энергии при работе на покосе(косой) — 700 ккал.
Это отступление необходимо для понимания насколько важно поступление
в организм живого существа энергии с пищей, и на сколько важным будет
экономное расходование энергии при недостаточном количестве пищи, при
малом количестве пищи. Экономное расходование энергии поступающей с
пищей для теплокровных животных стоит остро еще и по тому, что более 50%
этой энергии расходуется именно на поддержание постоянной температуры
тела. В природе недостаточное и малое количество пищи — явление достаточно
частое. И в ходе эволюции выживут те виды, которые тратят энергию экономно.
Природой будут сохранятся те экземпляры, у которых параметры организма
(биологические, химические, физические) позволяют экономно расходовать
энергию. Эти особи выживут и дадут потомство. И так из поколения в
поколение. Возвращаясь к тому, что тело животного на 50-75 % состоит из
воды, и понимая, что для нагревания тела на каждый градус необходимо
тратить энергию, необходимо внимательно рассмотреть такую физическую
величину, как удельная теплоемкость воды. Мало того, что величина удельной
теплоемкости у воды одна из самых больших среди жидкостей, оказывается
вода имеет очень интересную зависимость удельной теплоемкости от
температуры. Как правило, величина удельной теплоемкости веществ
увеличивается при росте температуры. Вода в этом плане является
исключением. У воды эта зависимость является нелинейной, говоря несколько
иначе, если мы посмотрим на график этой зависимости, то мы увидим, что
линия зависимости имеет минимум. И этот минимум приходится на интервал
температуры от 30 до 40 градусов Цельсия. Это можно увидеть из таблицы:
T,
;C
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
C,Дж/
кгград
4217 4191 4183 4174 4174 4181 4182 4187 4195 4208 4220
      Из таблицы видно, что от значения 4217Дж/кгград при нуле градусов, идет
снижение удельной теплоемкости до температуры в 30 градусов . В интервале
30-40 градусов удельная теплоемкость воды имеет минимальное значение —
4174 Дж/кгград, затем значение удельной теплоемкости начинает расти и к 100
градусам достигает величины 4220Дж/кгград. Такая зависимость удельной
теплоемкости воды от температуры является аномальной, по сравнению с
зависимостью удельной теплоемкости от температуры у других веществ.
Приведенные цифры показывают, что действительно, гомойтермным
организмам, если температура их тела будет находиться в пределах 30-40
градусов, придется тратить наименьшее количество энергии для поддержания
постоянного значения температуры тела. К большому сожалению приходится
отметить, что в наиболее авторитетном источнике информации в Интернете -
Википедии, об удельной теплоемкости воды говорится недопустимо мало. В
Википедии в таблице зависимости удельной теплоемкости воды от температуры
после 0 градусов идет 10 градусов, далее идет 20, потом сразу 40, далее 60; 80;
100. Таким образом не показано, и невозможно увидеть , что в интервале 30-40
градусов Цельсия вода имеет минимальное значение удельной теплоемкости.
   На словах также не отмечается, что вода в интервале температур 30-40 градусов
Цельсия имеет минимальную удельную теплоемкость. И, разумеется, ничего не
говорится о том, каким образом это уникальное (аномальное) свойство воды
повлияло на развитие живой природы на планете Земля. Явно требуется
внесение поправки в статью ,,Вода'' в Википедии.
Вот так физика и данная статья, надеюсь, помогли нам понять еще один
секрет природы.
        18 февраля 2022 г. Отзывы можно направлять по адресу: tomvik21@mail.ru