Отчего бывает холодно или тепло. Почему человеку холодно

Ответ на вопрос о тепле и холоде не так прост, как может показаться на первый взгляд. Ещё не так давно по историческим меркам – в XVIII веке – учёные не знали ответа на этот вопрос! В 1783 году французский химик А.Л.Лавуазье предложил такое объяснение: в каждом теле существует определённое количество некоего невесомого флюида, который он назвал «теплородом». Если количество его увеличивается – тело будет нагреваться, если уменьшаться – наоборот, оно будет остывать. На тот момент эта теория объясняла практически все известные тепловые явления – и учёные её признали.

А вот наш соотечественник М.В.Ломоносов с этим не был согласен. Он считал, что корпускулы (т.е. молекулы), из которых состоят тела, постоянно вращаются, и чем быстрее это вращение – тем теплее тело. Если же тёплое тело соприкасается с холодным, то корпускулы тёплого тела своим быстрым вращением как бы «подстёгивают» корпускулы тела более холодного, они начинают вращаться быстрее – в результате чего это тело нагревается. Правда, доказать эту теорию М.В.Ломоносов так и не смог.

Сомневался в существовании теплорода и англо-американский исследователь и изобретатель Б.Томсон. На эту мысль его натолкнули наблюдения за просверливанием каналов в орудийных стволах. Б.Томсон заметил, что при осуществлении этой операции выделяется много тепла – откуда же берётся столько теплорода? Учёный решил проверить свою догадку с помощью эксперимента: в металлической болванке, находящейся под водой, сверлили отверстие тупым сверлом, которое приводили в движение посредством двух лошадей. И что же? Через два часа таких «упражнений» вода начала… кипеть. Как вспоминал потом сам Б.Томсон, изумлению окружающих не было предела: ведь никакого нагретого тела никто в воду не опускал – откуда же взяться теплороду в таких количествах? Учёные сделал вывод, что причина тепла – не мифический теплород, а движение.

Ещё один удар по теории теплорода нанёс английский учёный Г.Дэви: два куска льда при температуре 0 градусов тёрли друг о друга под колоколом воздушного насоса, откуда воздух предварительно выкачали. Температура воды, которая образовалась при этом в результате таяния льда, была на несколько градусов выше нуля – это тоже говорило о том, что разница между холодом и теплом связана с движением.

Так подготавливалось рождение молекулярно-кинетической теории, основоположниками которой стали Р.Клазиус, Л.Больцман иДж.Максвелл. В свете этой теории температура тела (а именно эту физическую величину характеризуют такие понятия, как «тепло» или «холодно») определяется скоростью движения молекул. Горячее тело состоит из таких же молекул, как и холодное, но они быстрее движутся. Это справедливо для вещества, находящегося в любом агрегатном состоянии – твёрдом, жидком или газообразном – и для тканей человеческого тела, и для воды, и для воздуха.

Таким образом, чтобы была температура – нужны молекулы. Там, где молекул нет – т.е. в вакууме – температуры не будет. Никакой! В космическом безвоздушном пространстве, конечно, есть отдельные молекулы, но их слишком мало, чтобы создать какую бы то ни было температуру.

Вот почему не надо верить фантастическим фильмам, в которых человек, выброшенный в открытый космос, мгновенно замерзает до состояния ледышки! В открытом космосе человек погибнет совсем от других факторов.

Чувство холода является одним из пяти физических (в отличии от психических) чувств человека, которое также свойственно еще животным и растениям. Но что такое холод, как он работает и почему в результате воздействия холодного мы испытываем именно такое чувство, а не какое-то другое? Почему человеку холодно?

Что такое тепло и что такое холод

Всё в мире состоит из атомов, которые находятся в постоянном колебательном движении и соударяются между собой – это называется Броуновским движением. Одни атомы движутся быстрее, другие медленнее, а когда они сталкиваются, более быстрые разгоняют те, скорость которых ниже, и таким образом происходит обмен энергиями. Но поскольку после столкновения атомы не могут улетать далеко, так как они буквально зажаты своими “соседями”, они ударяются о них, передавая им часть своей скорости, и возвращаются на место, после чего начинается новый цикл колебаний. Постепенно, постепенно скорости всех атомов выравниваются и система возвращается в равновесие – тогда говорят, что теплообмен завершился. В современной интерпретации эта скорость движения атомов называется температурой.

Тепло и холод как характеристика скорости колебания частиц

Итак, что есть ? Под этими понятиями понимается средняя скорость колебания атомов, а вернее их кинетическая энергия. Когда мы говорим о горячем предмете, мы имеем в виду, что атомы, из которых он состоит, движутся быстро, а когда о холодном – медленно.

Если мы хотим остудить горячий предмет, мы должны привести его в непосредственный контакт с холодным, и тогда быстрые атомы горячего предмета замедлятся, а медленные холодного ускорятся, в результате чего со временем температуры обоих предметов выровняются. В естественной среде в роли такого холодного предмета обычно выступает воздух или . Теперь, когда ясно, что тепло и холод – есть процессы изменения скорости атомов, можно приступать к рассмотрению ощущений в теле человека.

На сегодняшний день считается, что нигде в мире температура не может быть ниже 273,15 градусов Цельсия – это так называемый, абсолютный нуль. Примерно такая температура в открытом космосе, на земле же редко где можно встретить место, холоднее 75 градусов. При такой температуре человек не может существовать, а выживают лишь некоторые бактерии и микробы.

Откуда берется изначальный холод

Холод, как таковой, есть отсутствие тепла, или движущихся частиц. Поскольку в космосе практически нет атомов и молекул (их концентрация там очень мала), изначальный холод берется именно оттуда. Вернее не холод берется оттуда, а тепло уходит туда. А так как космос бесконечен, он от этого ничуть не нагревается, вопрос же о том, уйдет ли когда-нибудь всё тепло (а его количество, судя по всему, ограничено) или нет, остается открытым.

Субъективные ощущения тепла и холода в нервной системе

Устроено таким образом, чтобы оптимизировать процесс выживания. А потому организм представляет из себя саморегулирующуюся систему, стремящуюся избежать негативных условий, приводящих к повреждениям, и обеспечить положительные, в которых жить будет хорошо и комфортно. Температурный режим человеческого тела должен колебаться возле отметки 36,6 градусов Цельсия, в противном случае мы заболеваем. У человека также есть механизм термической саморегуляции, который позволяет сохранять температуру тела на постоянной отметке вне зависимости от внешних условий. Так, когда мы попадаем в холодную среду, мы дрожим, и это дает телу тепло, а когда нам жарко – мы потеем и пот нас охлаждает.

Чувство холода не является для нас приятным, мы стремимся избежать его, то есть оказаться в таких условиях, где это чувство не будет возникать – в этом и проявляется механизм автоматической оптимизации жизнедеятельности. А с точки зрения физики ощущение холода рождается тогда, когда молекулы нервных рецепторов начинают замедляться под воздействием контакта с атомами и молекулами внешней среды, температура которой ниже.

Когда нам бывает холодно

Чувство холода возникает:

1. Когда температура окружающей среды ниже температуры тела, и чем выше будет эта разница, тем сильнее будет ощущение. При этом, даже теплая вода может быть одновременно и холодной, скажем, если долгое время держать руку под струей горячей воды, а затем быстро опустить ее в тазик с теплой, то она покажется холодной. То же работает и наоборот;
2. Когда какой-то участок тела обдувается или контактирует со средой, температура которой ниже температуры остальной среды. Например, вы лежите на диване одетыми, но с босыми ногами. В таких случаях ноги часто мерзнут, хотя дома и не холодно – просто ощущается разница;
3. На сквозняке;
4. В случае заболеваний, когда температура тела подскакивает. Холод, который ощущает человек в этом случае называют ознобом;
5. Психосоматический холод, который может возникать при различных процессах в психике человека, например, при стрессе.

Греет ли шуба

Многие, прыгая в постель, садясь в машину, стоявшую долгое время не морозе или опуская руку в сумку, могли заметить, что там внутри холоднее, чем снаружи. На первый взгляд это странно, но если вдуматься, ничего необычного здесь нет. Дело в том, что материалы, из которых сделана постель или, скажем, обивка автомобиля, очень плохо проводят тепло – это их задача, не позволять теплу покидать пределы ограничиваемого ими пространства. Но это работает и в обратную сторону – тепло не может не только покинуть “территорию”, но и проникнуть внутрь. И если в тот момент, когда вы заправляли постель, закрывали сумку, или захлопывали двери автомобиля, температура в них была ниже, чем в окружающей среде сейчас, холод там так и остался.

Вышеописанный “эффект термоса” работает также в случае с зимней одеждой. Многие думают, что шуба греет, но если закутать в неё мороженное, оно не растает, и даже наоборот будет оставаться твердым и холодным, так как шуба не греет, а лишь сохраняет тепло (или холод) внутри своего объема.

Наверняка вы встречали людей, которые даже в самую сильную жару кутаются в свитера и шали. Чаще всего это женщины хрупкого телосложения, однако иногда и от вполне здорового на вид мужчины можно услышать: «Что-то меня знобит, наверное, простудился…» Каков механизм возникновения озноба? Почему мы мерзнем и насколько это тревожный признак?

Что это?

Озноб возникает из-за спазма поверхностных кровеносных сосудов, пронизывающих нашу кожу. Это явление сопровождается ощущением холода, мышечной дрожью и спазмом кожных мышц - появляется так называемая «гусиная кожа». Чаще всего озноб является признаком начинающейся лихорадки (повышения температуры) - при инфекциях, травмах и других заболеваниях. При ознобе отдача тепла организмом во внешнюю среду уменьшается, а выработка его возрастает (вследствие мышечных сокращений), что ведет к повышению . Когда температура стабилизируется (неважно, повышенная или нормальная), озноб обычно кончается. Но если температура колеблется - то снижается, то повышается - озноб возникает снова.

Это не болезнь

Легко возбудимые люди при сильном волнении или испуге могут тоже ощущать озноб и дрожь во всем теле. Однако в отличие от озноба, сопровождающего повышение температуры, это явление невротического толка, это всего лишь субъективное ощущение, которое проходит, стоит только человеку успокоиться и расслабиться.

Познабливать может и от усталости, и от перенесенного стресса, и при снижении давления, и от легких недомоганий различного происхождения, – например, у женщин - до или во время месячных и в первые недели беременности.

У здорового человека озноб может возникнуть на холоде - как нормальная защитная реакция организма.

Диагноз поставит доктор

Самая частая причина озноба - инфекционные заболевания. Дело в том, что вирус, попадая в организм человека, провоцирует образование в организме пирогенов - особых веществ, благодаря которым кровь внутри сосудов становится горячей. Затем постепенно повышается и . В период уравнивания этих температур и происходит озноб - дрожь во всем теле.

Будьте внимательны! Озноб может быть симптомом опасного заболевания (хронической инфекции, гнойного воспаления и даже злокачественного образования). Если озноб не проходит в течение нескольких дней, необходимо обратиться к врачу.

Часто жалуются на озноб люди со слабым периферическим кровообращением, особенно живущие в прохладном и сыром климате. В холодную погоду циркуляция крови снижается, поступление кислорода в пальцы рук и ног уменьшается до такой степени, что кожа краснеет, припухает, возникает зуд . Самое мучительное при этом, что попытки обогреть конечности у печки или камина усугубляют ощущение припухлости и провоцируют жгучий зуд .

Будьте внимательны! Мучительный холод в конечностях может быть симптомом сахарного диабета или облитерирующего эндартериита - опасного заболевания, поражающего сосуды и приводящего к прогрессирующему нарушению кровообращения , нередко заканчивающегося гангреной. Облитерирующий эндартериит чаще всего поражает курильщиков со стажем.

Постоянное ощущение холода может быть признаком снижения функции щитовидной железы. Здоровая щитовидная железа выделяет гормоны, которые участвуют в процессе терморегуляции организма. Если функция щитовидной железы снижается и гормонов выделяется недостаточно, человек постоянно ощущает холод. Очень часто снижение функции щитовидной железы происходит у женщин старше 50 лет.

Будьте внимательны! Увеличение веса, волос, сухость кожи , ощущение усталости и холода, частая перемена настроения - все это свидетельствует о дефиците гормонов, выделяемых щитовидной железой. Сдайте анализ на гормоны щитовидной железы.

Прекрасный способ улучшения кровообращения в конечностях - ванночки и массаж. Опустите руки или ноги в емкость с горячей водой, добавив в нее кипарисовое, можжевеловое, сосновое или розмариновое эфирное масло. Можно сделать массаж с подогретым растительным маслом, добавив в него несколько капель эфирного масла (масла черного перца, имбиря или майорана - не более 3% от общего объема). В ванночку для ног хорошо добавить отвар свежего или молотого корня имбиря (15 г корня на 750 мл воды). Применять эфирные масла и отвар имбиря можно лишь в том случае, если на коже нет трещин, ранок и язвочек, иначе может возникнуть .

Синдром вегето-сосудистой дистонии (ВСД) также нередко сопровождается немотивированными ощущениями холода. Даже в самом жарком помещении человек с ВСД может трястись в ознобе , - в организме таких людей словно бы сбиваются настройки терморегулятора организма: он «выставляет» неправильную температуру тела, пытается охладить его, притом, что и так холодно. При таких симптомах ВСД хорошо помогает закалка, массаж, контрастный душ, сауна, баня, моржевание.

Будьте внимательны! Все эти профилактические меры допустимы только при условии отсутствия заболеваний сердца.

Ощущение холода, сосредоточенное в пальцах рук, может быть симптомом болезни Рейно - периодических спазмов сосудов верхних конечностей. Такие спазмы бывают настолько сильными, что кончики пальцев белеют, а в тяжелых случаях - синеют.

Будьте внимательны! Берегите руки от холода, держите их в тепле, носите теплые перчатки и варежки, мойте руки и посуду горячей водой.

Ответить однозначно на этот вопрос не так просто. Причин для зябкости достаточно много, поэтому для выявления конкретного источника постоянного «недогрева» необходимо тщательное медицинское обследование.

ЧТО ОТВЕЧАЕТ ЗА ТЕПЛО?

В регуляции тепла нашего организма участвуют все системы и органы под руководством трех — сердца, печени и гипоталамуса.

Печень при помощи биохимических реакций нагревает кровь. Прокачанная сердцем, та пробегает по всему телу, равномерно доставляя тепло во все его участки. Поэтому сосуды можно сравнить с трубами батарей центрального отопления.

В зависимости от внешней температуры «трубы» либо расширяются, чтобы отдавать лишнее тепло за пределы тела (летом), либо сжимаются, чтобы получше сохранять его (зимой). Но этот процесс может нарушаться под влиянием различных заболеваний или патологий, которые становятся причиной постоянной «мерзлявости».

Почему человек постоянно мерзнет

1 — СИНДРОМ САУНЫ
Железодефицитная анемия или просто недостаточный уровень гемоглобина в крови вызывают задержку в доставке кровью кислорода к внутренним органам и тканям.

Организм пытается улучшить ситуацию кислородного питания органов, и сосуды расширяются, чтобы усилить кровоток, то есть ведут себя так, будто наступила тропическая жара или вы попали в сауну. Соответственно усиливается теплоотдача — тело лишается необходимого запаса «отопления» и мерзнет.

2 — ЭТИ ВАЖНЫЕ ВИТАМИНЫ А И Е
На самом деле не сидели — недостаток витаминов А и Е, а также жиров в рационе тоже может привести к постоянной зябкости даже в теплую погоду.

Разбалансируются биохимические процессы в печени, отвечающие за обогрев крови, — и «батареи» потихоньку остывают.

Жировые отложения — не просто сомнительное украшение, а плотный компрессор. Сдавливая сосуды, он приводит к сужению кровотока, а дальше все по известной схеме — неполноценное питание внутренних органов кислородом и попытка сосудистой системы компенсировать этот недостаток. Тепло уходит на сторону, человек мерзнет.

4 — ЭТА МАЛЕНЬКАЯ ХОЗЯЙКА
За регулирование энергетических процессов в организме — распределение запасов энергии, в том числе и на обогрев — отвечает щитовидная железа.

Когда ее функция понижается (при гипотиреозе), энергетическая «отрасль» испытывает дефицит внимания, процессы нарушаются, качественный обогрев становится невозможен. Щитовидка, работающая вполсилы, заодно замедляет обмен веществ. Соответственно тормозится и образование тепла из полученных с пищей калорий.

На гормональную причину «мерзлявости» могут указывать холодные в любое время суток ноги.

5 — КАПИЛЛЯРЫ
Но чаще всего холодные ноги (а иногда и руки) — это признак нарушения периферического капиллярного кровообращения. Обогрев просто не доходит до конечных пунктов — в конечности. Часто это бывает связано с таким состоянием, как вегетососудистая дистония (в основном по гипотоническому типу), причем мерзнуть человек начинает тем больше, чем сильнее волнуется, или испытывает стресс, или страдает от гиподинамии.

Сосудистые проблемы, приводящие к зябкости, могут носить и совершенно иной характер. Например, у никотиновых наркоманов и людей, страдающих атеросклерозом, нередко возникают спазмы.

Возрастная «мерзлявость», заставляющая пожилых людей натягивать на себя несколько слоев одежды или одеял, также связана с ухудшением сосудистых функций.

6 — КОГДА НЕ ХВАТАЕТ ТОПЛИВА
Люди, которые едят слишком мало, ежедневно недобирают свою норму калорий, тоже обречены мерзнуть. Ведь они элементарно не обеспечивают «печь» «дровами» — при отсутствии регулярных поступлений калорий организму неоткуда брать энергию.

Если человек при этом худой и мало двигается, он обречен медленно остывать еще при жизни. У него даже температура тела понижается.

7 — ДИАБЕТ
Сахарный диабет оказывается «повинен» чуть ли не в любом разладе нашего организма, и постоянная зябкость — не исключение. Первопричиной становятся серьезные нарушения в обмене веществ и в работе сердечно-сосудистой системы, но в двух словах все происходящее объяснить невозможно. Явным признаком диабета можно считать холодные ноги, в которых к тому же пропадает чувствительность.

8 — БОЛЕЗНЬ РЕЙНО
Существует и специфический холодовый синдром — болезнь Рейно, который выражается в нарушении артериального кровоснабжения конечностей. При малейшей эмоциональной нагрузке, а также под воздействием чересчур холодных или теплых температур у таких людей возникает сильный сосудистый спазм, нарушающий терморегуляцию.