Материал: Температура. Современные приборы измерения температуры тела

Температура. Современные приборы измерения температуры тела

Секциясы: физика

Зерттеу жұмысы

«Температура. Современные приборы измерения температуры тела».

Дмитриенко Надежда

курс УА-912, «Есеп және аудит »

Мемлекеттік емес білім беру мекемесі

« Батыс Қазақстан инженерлік-экономиқалық колледжі»

Ғылыми жетекші : физика пәнінің

жоғары санатты оқытушысы Н.В. Никитенко

Ақсай 2014ж.

Тема исследовательской работы «Температура. Современные приборы измерения температуры тела»

Цель работы:

Изучить: температурные зоны на поверхности Земли, на человеческом теле;

современные приборы измерения температуры человеческого тела;

спрос на наиболее востребованные термометры.

Задачи:

)        Изучить теорию по данной теме.

2)      Выявить преимущества и недостатки различных видов термометров и правила их использования

)        Исследовать наличие и востребованность различных видов термометров в аптеках г. Аксая.

В настоящее время новых информационных технологий измерение температуры тела осуществляется различными видами термометров. Какие из них наиболее востребованы и почему выясняли учащиеся исследовательской группы.

Введение

Данная тема исследования выбрана не случайно. При изучении темы из курса физики: «Температура и методы её измерения» учащиеся не смогли ответить на вопрос: «Какие виды современных термометров вы знаете?»

В настоящее время новых информационных технологий измерение температуры тела может осуществляться более точными и удобными приборами. Какие из них имеются в аптеках города, и какие пользуются наибольшим спросом и почему выясняли у фармацевтов и жителей города.

Провели опрос фармацевтов:

.Какие виды термометров есть в продаже?

. Какие термометры пользуются наибольшим спросом и почему?

Провели опрос жителей города Аксая:

.Какие виды термометров вы знаете?

. Какому термометру отдаёте предпочтение и почему?

График проведения исследовательской работы по теме: «Температура. Современные приборы измерения температуры тела»

Члены научно-исследовательской группы учащиеся 1 курса

по специальности «Учёт и аудит»:

.        Дмитриенко Надежда

2.       Черныпко Татьяна

.        Дюсекенова Раушан

.        Шарипова. Мадина

.        Хабдихамитова Нурсауле

План доклада

1.Температура. Шкалы измерения температуры. Максимальное и минимальное значение в условиях Земли.

. Температура среды обитания человека

. Температурный фактор на территории Земли

4. Распределение температуры в различных областях тела в условиях холода (А) и тепла (Б).

. Виды термометров. Их преимущества и недостатки.

. Правила использования термометров.

. Исследования, проведённые в аптеках г. Аксая

. Используемая литература и ресурсы интернет

1.Температура. Шкалы измерения температуры. Максимальное и минимальное значение в условиях Земли

температура тело человек холод

Температура - одно из фундаментальных понятий в физике, она играет огромную роль в том, что касается земной жизни любых форм.

Существует несколько шкал измерения температуры, которые используются в настоящее время.[9]

Связь между температурой по Цельсию с температурой по Кельвину и по Фаренгейту отраженна в таблице 1.

Таблица 1 .Связь между температурой по Цельсию с температурой по Кельвину и по Фаренгейту

Самая высокая температура, созданная человеком, ~ 10 трлн. К (что сравнимо с температурой Вселенной в первые секунды её жизни) была достигнута в 2010 году при столкновении ионов свинца, ускоренных до околосветовых скоростей. Эксперимент был проведён на Большом Адронном Коллайдере [3].

Самая высокая теоретически возможная температура - планковская температура. Более высокая температура по современным физическим представлениям не может существовать, так как придание дополнительной энергии системе, нагретой до такой температуры не увеличивает скорости частиц, а только порождает в столкновениях новые частицы, при этом число частиц в системе растёт и растёт масса системы. Можно считать, что это температура “кипения” физического вакуума. Она примерно равна 1.41679(11)·1032 K (примерно 142 нониллионаК)

Расчётная формула Тp =  =  = 1.41679*1032 К

Температура Планка составляет 141нониллионов 679 октиллионов Кельвинов

mp = планковская масса = 2,176 51*10-8 кг

с- скорость света в вакууме = 3*108 м/с

постоянная Дирака = 6,58211899*10-16 эВ/с

k- постоянная Больцмана = 1,38*10-23 Дж/К

G - гравитационная постоянная = 6,6720*10-11 н*м2 /кг 2 [10]

Самая низкая температура, достигнутая человеком, была получена в 1995 году Эриком Корнеллом и Карлом Виманом из США при охлаждении атомов рубидия.. Она была выше абсолютного нуля менее чем на 1/170 миллиардную долю кельвина (5,9·10 -12 ) [4].

Рекордная низкая температура на поверхности земли −89.2 °С была зарегистрирована на советской внутриконтинентальной научной станции Восток, Антарктида (высота 3488 м над уровнем моря) 21 июля 1983 года. Рекордно высокая температура на поверхности Земли + 56,7 ˚C была зарегистрирована 10 июля 1913 года на ранчо Гринленд в долине Смерти (штат Калифорния, США).

. Температура среды обитания человека

Некоторые народы живут в весьма экстремальных условиях и необычных местах, не совсем удобных для жизни. Например, одни их самых холодных населенных пунктов - поселок Оймякон и город Верхноянск в Якутии, Россия. Температура зимой тут в среднем

составляет минус 45 градусов Цельсия.

Самый холодный более крупный город тоже находится в Сибири - Якутск с населением около 270 тысяч человек. Температура зимой там составляется также около минус 45 градусов, а вот летом может подниматься до 30 градусов!

Самая высокая среднегодовая температура была замечена в оставленном городе Даллол, Эфиопия. В 1960-х годах тут зафиксировали средний показатель температуры + 34 С0 . Среди крупных городов самым жарким считается город Бангкок, столица Таиланда, где средняя температура составляет в марте-мае также около 34 градусов.

Самая экстремально высокая температура, где работают люди, замечена в золотых шахтах Южной Африке. Температура на уровне около 3 километров под землей оставляет плюс 65 градусов Цельсия. Предпринимаются меры для охлаждения шахт, например, используют лед или изолирующие покрытия для стен, чтобы шахтеры могли работать без перегревания[5].

Значение температуры состоит, прежде всего, в непосредственном ее влиянии на скорость и характер протекания реакций обмена веществ в организмах. Биологические свойства живых организмов, их клеток и клеточных структур, а также белков предопределяют возможность их жизнедеятельности в интервале температур от 0 до 50°С, однако общий температурный диапазон активной жизни на планете значительно шире и ограничивается следующими пределами (табл. 2).[6]

Таблица 2. Температурный диапазон активной жизни на планете, С0

Жизнедеятельность большинства организмов, их активность зависит главным образом, от тепла, поступающего извне, а температура тела - от значений температуры окружающей среды и энергетического баланса (соотношения поглощения и отдачи лучистой энергии).

Для каждого организма или группы особей существует оптимальная зона температуры, в пределах которой деятельность выражена особенно хорошо[6].

. Температурный фактор на большой территории Земли

Температурный фактор на большой территории Земли подвержен резко выраженным суточным и сезонным колебаниям, что в свою очередь обусловливает соответствующий ритм биологических явлений в природе. В зависимости от обеспеченности тепловой энергией симметричных участков обоих полушарий земного шара, начиная от экватора, различают следующие климатические зоны:

. Тропическая зона. Минимальная среднегодовая температура превышает 16 °С, в самые прохладные дни не опускается ниже 0°С. Колебания температуры во времени незначительны, амплитуда не превышает 5 °. Вегетация круглогодичная.

. Субтропическая зона. Средняя температура самого холодного месяца не ниже 4 °С, а самого теплого - выше 20 °С. Минусовые температуры редки. Устойчивый снежный покров зимой отсутствует. Вегетационный период продолжается. 9-11 мес.

. Умеренная зона. Хорошо выражены летний вегетационный сезон и зимний период покоя растений. В основной части зоны устойчивый снежный покров. Весной и осенью типичны заморозки. Иногда эта зона подразделяется на две: умеренно теплую и умеренно холодную, для которых характерно четыре времени года[7].

. Холодная зона. Среднегодовая температура ниже 0 °С, заморозки возможны даже в течение короткого (2-3 мес.) вегетационного периода. Очень велико годовое колебание температуры.

Закономерность вертикального размещения растительности, почв, животного мира в горных районах обусловлена главным образом также температурным фактором. В горах Кавказа, Индии, Африки можно выделить четыре-пять растительных поясов, последовательность которых снизу вверх отвечает последовательности широтных зон от экватора к полюсу на одной и той же высоте.

. Температурные характеристики внутренних частей тела

Рис. 1 Распределение температуры в различных областях тела в условиях холода (А) и тепла (Б).

Известны физиологические колебания температуры тела в течение суток - суточные ритмы: разница между ранне-утренней и вечерней температурой тела у человека достигает 0,5-1,0 °C. Температурные различия между внутренними органами достигают нескольких десятых градуса. Разница между температурой внутренних органов, мышц и кожи может составлять до 5-10 °C, что затрудняет определение средней температуры тела, необходимой для определения термического состояния организма в целом.

Следуя суточному ритму, наиболее низкая температура тела отмечается утром, около 6 часов, а максимальное значение достигается вечером. Как и многие другие биоритмы, температура следует суточному циклу Солнца, а не уровню нашей активности. Люди, работающие ночью и спящие днем, демонстрируют тот же цикл изменения температуры, что и остальные. Уровень температуры ниже 35 °C указывает на наличие серьёзного заболевания (обычно это результат облучения). Жертвы переохлаждения впадают в ступор, если температура их тела снижается до отметки 32,2 °C, большинство теряют сознание при 29,5 °C и погибают при температуре, ниже 26,5 °C. Рекорд выживания в условиях переохлаждения составляет 14,2 °C, а при экспериментальных исследованиях 8,8 °C. На температуру влияют пол и возраст. У девочек температура тела стабилизируется в 13-14 лет, а у мальчиков - примерно в 18 лет. Средняя температура тела мужчин примерно на 0,5-0,7° выше, чем у женщин[11].

Нормальная температура человеческого тела близка к той, при которой вода составляющая значительную часть человеческого тела) имеет наименьшую теплоёмкость.

Впервые температура человеческого тела (оральная температура) была измерена в Германии в 1851 году с помощью одного из первых образцов появившихся ртутных термометров.

При температуре тела 30 °C обменные процессы замедляются на 50 %, при 25 °C скорость обмена веществ уменьшается до 25 %.

Температура тела может повышаться по разным причинам. Например, микробы при попадании в организм выделяют токсины (яды), являющиеся белковыми веществами, чужеродный белок вызывает реакцию в организме, влияющую на выработку специфических веществ, которые действуют на температурный центр мозга, что, в свою очередь, изменяет температуру в сторону её повышения. Психосоматический скачок температуры тела является весьма распространённым явлением. Человек убеждает себя, что температура тела растет, и через какое-то время температура тела действительно завышается. Самая низкая в мире температура тела 14,2 °C зафиксирована 23 февраля 1994 года у 2-летней канадской девочки, проведшей 6 часов на морозе[11].

Самая высокая температура тела была зарегистрирована 10 июля 1980 года в больнице в городе Атланте, США у 52-летнего Уилли Джонса, получившего тепловой удар. Температура его оказалась равна 46,5 °C. Из больницы пациент был выписан через 24 дня.

Для клинических целей предпочтительнее измерять ректальную температуру, несмотря на то что она не полностью удовлетворяет всем выдвинутым требованиям. Когда термометр вводят через анальное отверстие в прямую кишку на глубину 10-15 см, наблюдаются температурные градиенты до 1 °С. Пространственная неравномерность температуры в прямой кишке частично объясняется тесной связью между венозными сплетениями прямой кишки и кожи. Таким образом, для проведения сравнительных измерений температуры важно вводить термометр на стандартную глубину.

Оральная температура (точнее, подъязычная температура) обычно на 0,2-0,5 °С ниже ректальной. В данном случае также имеют место температурные градиенты: на оральную температуру влияет температура вдыхаемого воздуха, а также пищи и питья.

Подмышечная температура также может служить показателем внутренней температуры тела, поскольку, когда рука плотно прижата к грудной клетке, температурные градиенты (рис 1) смещаются так, что граница внутреннего слоя доходит до подмышечной впадины. Однако для того, чтобы температура между плотно прижатыми друг к другу участками поверхностного слоя тела достигла своего окончательного значения, в этих участках должно накопиться значительное количество тепла. Если поверхностные ткани были первоначально охлаждены в условиях низкой температуры окружающей среды и в них произошло сужение сосудов (это особенно часто бывает при простуде), то для установления теплового равновесия в этих тканях должно пройти около получаса.

Наконец, по некоторым особым соображениям местом измерения внутренней температуры выбирают наружный слуховой проход уха. В этом случае температуру измеряют при помощи гибкого датчика, помещаемого поблизости от барабанной перепонки; датчик предохраняют от внешних температурных влияний при помощи ватного тампона.