Можно ли подогревать: Детское питание в микроволновке: можно или нельзя разогревать

Какой бы вкусной и полезной ни была только что приготовленная еда, она может потерять свои свойства и даже стать причиной пищевого отравления, если ее разогреть.

AdMe.ru предлагает узнать, какие продукты лучше есть сразу же после приготовления.

Сельдерей

Сельдерей — прекрасный ингредиент для супа, но только до момента, когда тарелка с ним окажется в микроволновке. В сельдерее содержатся относительно безопасные нитраты, но при повторном нагревании они превращаются в токсичные нитриты и канцерогенные нитрозамины.

Попробуйте приготовить крем-суп с сельдереем, он будет хорош и в холодном виде.

Яйца

Вряд ли вы часто разогреваете яичницу или омлет, но на всякий случай предупреждаем: при повторном нагревании яйца тоже могут стать токсичными.

Лучше добавьте их в салаты или сэндвичи, тогда и подогревать не нужно.

Шпинат

Шпинат любят многие из тех, кто следит за питанием, — в нем содержится много витаминов и минералов. Но так же, как и в сельдерее, нитраты в нем при повторном нагревании превращаются в нитриты и нитрозамины.

Добавляйте шпинат в смузи, сэндвичи и салаты — и получите максимальную пользу без всякого вреда.

Грибы

С грибами и так все непросто — несмотря на высокое содержание белка, витаминов и аминокислот, часто они плохо усваиваются организмом. А если еще и подогревать вчерашнее ризотто, проблема усугубляется: белок в грибах изменяет свою структуру, и это может привести к болям в желудке и вздутию живота.

Если вам жаль выбрасывать остатки блюда из грибов, поставьте их в холодильник и съешьте на следующий день, разогрев не более чем до 70 °С. А лучше использовать грибы в холодном виде в виде соуса для спагетти или как ингредиент для салата.

Картофель

Неожиданно, но он тоже в черном списке. Подогретый картофель теряет и во вкусе, и в полезности, и даже может стать причиной ботулизма, если хранить его в фольге при комнатной температуре.

Пюре, запеканки и жареную картошку съедайте сразу. Если у вас остался отварной картофель, положите его в салат в холодном виде.

Курица

При разогревании блюд из курицы нарушается структура белка, которым так богато куриное мясо, и это может привести к проблемам с пищеварением.

Поэтому холодное куриное филе лучше положить в салат, а с котлетами сделать сэндвичи.

Свекла

Свекла сохраняет многие полезные свойства, даже попав в борщ. Но разогревать ее не рекомендуется — она тоже богата нитратами.

Полезнее всего свежая свекла — ее можно добавлять в смузи и салаты.

Рис

Рис содержит витамины, микроэлементы, аминокислоты, но также споры бактерий, которые могут сохраняться даже после варки. Если после приготовления оставить рис при комнатной температуре, бактерии начнут размножаться, и это может вызвать пищевое отравление. Повторное нагревание не решит проблему, поэтому рис лучше съесть сразу или поставить в холодильник через час после приготовления и хранить максимум до следующего дня.

Какие продукты и почему нельзя повторно разогревать | 72.ru

Насчет детских смесей всё не так однозначно. За временем кормления ребенка не всегда уследишь, а кипятить воду и оперативно остужать ее в морозилке — только технику портить. Поэтому у молодых родителей всегда есть под рукой прохладная кипяченая вода. И разогревать смесь стоит на водяной бане. А вот в микроволновке этого лучше не делать. И касается это не только уже разведенной смеси, но даже воды.

— Волны изменяют структуру водной части. Есть риск неполноценности и неусвоения пищевой продукции, — объясняет кандидат медицинских наук, диетолог Татьяна Мажаева. — Детское питание должно быть максимально приближено к естественным условиям. Оно и без того подвергается достаточно большой обработке, чтобы получилась подходящая структура и качественный, подходящий по микробиологической и химической безопасности состав.

То же самое правило работает для грудного молока. Дело еще в том, что некоторые аминокислоты, входящие в состав молока и смеси, под воздействием микроволн преобразуются в специфические изомеры, вредные для почек и токсичные для нервной системы.

Специалисты до сих пор не пришли к единому мнению. Кто-то говорит, что микроволновое излучение безопасно, другие заверяют, что это вредно и портит продукты. Но мировая практика показывает, что этими печками пользуется большинство. И здесь большую опасность представляют не сами волны, а посуда, в которой вы разогреваете еду.

Разогреваете на работе домашнюю еду в пластиковом контейнере? Убедитесь при покупке, что на нем есть значок «разрешено для использования в микроволновке».

— Постарайтесь использовать только ту посуду, что предназначена для микроволновки, — советует Татьяна Мажаева. — Потому что в разной посуде есть краски, которые содержат металл, свинец. Они могут мигрировать в пищевую продукцию. Поэтому всегда читайте руководство.

Содержащиеся в таких контейнерах вещества отрицательно влияют на эндокринную систему, что со временем приводит к серьезным проблемам со здоровьем — аутоиммунным заболеваниям, астме, ожирению и даже некоторым видам рака. И опасность подстерегает не только в пластике.

8 продуктов, которые нельзя повторно разогревать :: Здоровье :: РБК Стиль

Некоторые блюда лучше есть свежими или остывшими. Рассказываем, какие продукты при нагревании теряют большую часть свойств и даже становятся опасными.

Мало кому удается ежедневно готовить свежий завтрак, обед и ужин. Чаще всего мы разогреваем приготовленную накануне еду. Но эти продукты при повторном нагревании не только теряют в качестве, но и становятся вредными.

Куриное мясо — один из основных источников животного белка в современном рационе. Его едят в качестве главного блюда, добавляют в супы и выпечку. При этом повторный разогрев курицы изменяет структуру белка и делает мясо тяжелым для усвоения. Такая пища может стать причиной проблем с ЖКТ и повышает риск развития гастрита. Оставшуюся в холодильнике курицу полезнее съесть холодной — например, сделать с ней сэндвичи или салат.

Конечно, чеснок не разогревают отдельно от основного блюда. Его используют в качестве вкусоароматической добавки к супам и второму. Это растение семейства луковых известно своими бактерицидными свойствами и повышенным содержанием аллицина — вещества, обладающего противораковыми качествами. При повторном разогревании уже остывшего готового блюда свойства аллицина теряются, и чеснок становится не более чем добавкой.

Грибы — тяжелая для усвоения белковая еда. Больше всего белка в сушеных грибах, особенно много протеина в белых грибах (5-6%) и в трюфеле (9%). Из-за высокого содержания хитина полезные вещества из этих продуктов плохо усваиваются, а сами грибы слабо перевариваются в желудке, поэтому их лучше ограничить людям, страдающим колитами и гастритами. При повторном нагревании меняется белковая структура, что приводит к вздутию и проблемам с пищеварением. Поэтому если в холодильнике остались приготовленные грибы, используйте их для соусов и холодных салатов.

Яйца содержат около 74% воды, 12% белка, 1% углеводов и 12% жира. На оставшийся процент приходится содержание полезных минеральных веществ, включая фосфор и кальций. Яйца насыщают и стимулируют расход калорий за счет энергетических затрат на переваривание белка. Но если готовый омлет или яичницу повторно разогревать, то это спровоцирует выработку токсинов и приведет к пищевым отравлениям. Кстати, яйца в выпечке всегда можно заменить другими продуктами.

Капусту, шпинат, салаты и свекольную ботву лучше съедать свежими либо добавлять к блюду на последний стадиях приготовления. Листовые овощи содержат много витаминов К, А, С, Е и группы В, которые исчезают в процессе термообработки, делая листья практически бесполезными. Важно учитывать, что во многих из них, в зависимости от условий выращивания, содержатся нитраты. Сами по себе «свежие» нитраты могут быть безопасны для организма, но при нагревании они преобразуются в нитрозамины. Последние пагубно влияют на желудочную ферментацию и пищеварение.

В свекле содержатся аминокислоты (бетанин, валин, лизин, бетаин), большое количество клетчатки и органических кислот. Этот продукт советуют употреблять при избыточном весе и для очистки организма. Бетаин в составе свеклы регулирует жировой обмен, а фолиевая кислота полезна для беременных женщин, об этом сообщают специалисты ВОЗ. Учитывайте, что свекольные блюда обладают слабительный эффектом. Разогревать свеклу повторно нельзя, так как в ней содержатся нитриты, которые при повторном нагревании превращаются в нитрозамины — канцерогенные соединения.

Этот злак содержит почти все витамины группы В, а также кальций, магний, натрий, фосфор и калий. В сочетании с крахмалами, которые содержатся в рисе, витамины В делают кожу здоровой, а регулярное употребление рисовых блюд помогает вывести излишки жидкости из организма. При всех положительных качествах, рис — это продукт, который лучше съедать сразу. Дело в том, что он является питательной средой для размножения бактерий, особенно если оставить готовый рис при комнатной температуре. Есть риск, что повторное разогревание не уничтожит возникшие в нем микроорганизмы и может повлечь за собой отравления и инфекции.

Этот продукт готовят и разогревают довольно часто. При хранении готовой картошки в условиях комнатной температуры могут развиться бактерии. В дальнейшем они становятся причиной ботулизма — острого токсикоинфекционного отравления с возможным поражением нервной системы. При повторном нагревании распадается крахмал и исчезают полезные вещества: разогретые блюда из картофеля теряют пищевую ценность, вкус, запах и структуру. Поэтому отварной картофель из холодильника лучше добавлять в салаты и холодные супы.

Семь продуктов, которые нельзя повторно нагревать • INMYROOM FOOD

Всех нас с детства учили бережно
относиться к еде и ни в коем случае ее не выбрасывать. Это правильный подход,
учитывая, сколько в цивилизованном мире ежедневно выкидывается испорченных или
просроченных продуктов питания, в то время как в других, менее развитых
странах, люди остро нуждаются в пище.

Однако, существуют некоторые
продукты, которые нельзя повторно подвергать термической обработке, так как это
может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Все, что у вас осталось
после очередного приема пищи, следует убрать в холодильник и то, что
категорически запрещается заново нагревать, использовать уже по-новому. О таких
продуктах и вариантах их последующего использования читайте в нашем обзоре.

Шпинат очень полезен для организма,
так как в нем содержится множество полезных витаминов и микроэлементов.
Особенно любим этот вид зелени теми, кто ведет здоровый образ жизни и тщательно
следит за питанием. Шпинат, тушеный в сметане – одно из популярных блюд,
прекрасно сочетающихся с гарниром из риса или спагетти, но нагревать его
повторно нельзя.

Решение: для получения максимальной
пользы, мы рекомендуем употреблять шпинат в натуральном виде, добавляя в салаты
и смузи, а уже приготовленный шпинат можно использовать
в качестве соуса или холодной закуски.

В холодильнике многих россиян можно
найти блюда из курицы. Это источник белка, который легко переваривается, а
разнообразие вариантов приготовления куриного мяса поражает воображение. Но все
таки, курицу нельзя повторно разогревать, так как при этом меняется структура
белков, что, в свою очередь, может негативно сказаться на пищеварении.

Решение: отварная или печеная курица отлично
подойдет для салата, а оставшийся кусок поджаренного филе или куриные котлеты используйте
в холодном виде для приготовления сэндвича.

Грибы – продукт весьма сложный для
организма, ведь его даже не рекомендуют детям младше четырех лет. Тем не менее,
не стоит забывать, что грибы являются ценным источником растительного белка,
поэтому если вы ограничиваете потребление мяса, обязательно включайте их в
рацион, но без вторичной тепловой обработки, в результате которой не только
уменьшается их польза, но и меняется питательный состав. Такие изменения могут
вызвать боли в желудке и вздутие живота.

Решение: тушеные грибы рекомендуем
использовать в качестве соуса к горячей пасте или отварному картофелю, а также
просто в холодном виде как салат, добавив, например, нарубленную зелень.

Согласны, что яйца – это продукт,
который мы подогреваем не так часто. Но все же важно знать, что повторное
воздействие высоких температур не только меняет вкус, делая яйца не очень
аппетитными, но и существенно влияет на состав. Ряд соединений, входящих в
состав яиц, становится токсичным и способен негативно сказаться на состоянии
здоровья и даже вызвать отравление.

Решение: отварные яйца отлично
дополнят многие салаты и даже сэндвичи, а вот омлет и глазунью лучше не оставлять и есть сразу
после приготовления.

Необыкновенно питательный и любимый
многими продукт, тем не менее, при повторном нагревании теряет наиболее
значительную часть своих вкусовых качеств и полезных свойств. Именно поэтому мы
советуем вам не рисковать и готовить картофель исключительно на один прием
пищи.

Решение: проще всего повторно
использовать отварной холодный картофель, сделав из него салат, а вот жареная
картошка и картофельные запеканки – это блюдо на один раз.

Еще один овощ, попавший в наш
сегодняшний список, это свекла. На самом делают, свекла относится к тем
уникальным продуктам, которые при первичном нагревании не теряют своих полезных
свойств, так же как и помидоры. Но вот подогрев значительно влияет на структуру
и состав свеклы, что может вызвать серьезные проблемы со здоровьем, особенно
при регулярном использовании такого продукта.

Решение: что касается супов на базе
свеклы, таких как, например, борщ, правильнее всего будет готовить порционно, а
вот с отварной свеклой существует множество рецептов салатов. Однако, если вы
хотите получить максимальную пользу от этого корнеплода, добавляйте свеклу в
сыром виде как в салаты, так и в различные смузи.

Многие хозяйки любят добавлять
сельдерей в тушеные овощи или супы. Но при повторной термической обработке
часть элементов, входящих в состав сельдерея, меняет свою и структуру и
становится канцерогенной. При постоянном употреблении такой пищи существует
риск возникновения серьезных заболеваний, поэтому важно внимательно следить не
только за продуктами, которые вы едите, но и за способом их приготовления.

Решения: множество крем-супов на основе сельдерея очень
вкусны и в холодном виде, так что обязательно попробуйте.

как это делать правильно, чтобы избежать вреда

Сразу хотелось бы прояснить ключевой момент: греть в микроволновке кефир и другие молочные продукты можно. Это никак серьёзно не повлияет на их полезные свойства и не сделает вредными. Максимум, снизит число полезных бактерий в его составе из-за самого процесса нагрева. Исключением является только грудное молоко, но, главным делом, из-за того, что его вообще не стоит подвергать какой бы то ни было термической обработке.

Правда и миф о кефире в СВЧ

Итак, кефир. Считается, что от подогревания этого кисломолочного продукта в СВЧ умрут все полезные бактерии, а то и вредные соединения появятся. Эксперты журнала «Мисс Чистота» и большая часть научного сообщества уверенно заявляют, что это миф и домыслы несведущих в принципах работы печки людей.

Подтверждение этого можно найти в авторитетных научных изданиях, которые, среди прочего, имеются и в интернете. Ни одно из исследований не выявило никакого вредного воздействия на продукты. А их до сих пор проводится довольно много.

Однако и тут есть «но». Любое нагревание кефира приведёт к сокращению числа полезных микроорганизмов. Это никак не связано с микроволнами, а является следствием нагрева жидкости.

Как правильно подогреть кефир

Самый надёжный способ «разогреть» его — оставить на некоторое время постоять при комнатной температуре. Да, долго, зато так от него будет больше всего пользы. При всех других вариантах, включая водяную баню, бактерии будут гибнуть в бо́льших количествах. Критичной для них является даже температура в 38 градусов по Цельсию.

Если кефир всё же необходимо разогреть в СВЧ, то нужно запомнить важные правила:

Нет ничего страшного в том, чтобы подогреть кисломолочку в микроволновке. Это вполне допустимо и не несёт в себе никакого вреда. А соблюдая вышеописанные правила, можно делать это с наименьшим вредом для бактерий, которыми так ценен кефир.

Как правильно разогревать выпечку?

Сумасшедший ритм нашей жизни не всегда позволяет нам кушать свежую только приготовленную пищу. Порой мы готовы перекусить едой из тех запасов, которые были припасены с утра и взяты на работу для перекуса. Конечно, альтернатива в таком случае – доставка еды, Омск ежедневно объезжают наши курьеры, поставляя в дома и офисы свежую выпечку, но даже в таком случае, иногда еду нужно немного разогреть. Причем существуют простые правила, согласно которым еда после разогревания в микроволновке будет такой же вкусной, как свежеприготовленная.

Пироги из нашей пекарни пользуются большим спросом для заказа на работу и праздничные мероприятия. Если необходимо накормить коллег или друзей, оптимальный вариант быстро накрыть на стол – воспользоваться услугой «доставка еды», Омск полон ресторанов, где можно воспользоваться такой услугой. Но в шумной компании время летит незаметно и иногда пироги требуют повторного разогревания. В таком случае, выпечка становится сухой и теряет свои вкусовые качества. В таком случае, при разогревании еды необходимо в микроволновку поставить небольшой стакан с водой. Испаряемая влага сделает пирог более мягким и вкусным. Остывшие пироги можно разогреть, и не добавляя жидкость. Для этого положите кушанье в посуду с крышкой или накройте специальной фольгой (пергаментной бумагой) и разогревайте небольшими порциями по 2 минуты каждую.

Кроме того, пироги на заказ покупают и для домашних семейных ужинов. В этом случае также способна выручить доставка еды, Омск – город, где работает доставка нашей продукции до самого вечера, что позволяет вам спланировать уютный семейный ужин без лишних затрат времени и денег. Если вы заказали пироги на ужин, то разогревать их лучше всего в той же посуде, в которой оно подается к столу.

Причем посуду с подогреваемым продуктом лучше накрыть. Только запеканки разогревают в открытой посуде. Если нет специальной крышки для микроволновки, накройте тарелкой или просто пергаментной бумагой.

Помните, что далеко не вся посуда подходит для разогревания в микроволновке. Это очень важно, ведь используя металлическую посуду или посуду, украшенную металлосодержащими красками, вы рискуете остаться не только без ужина, но и без микроволновки. Проверить совместимость посуды и микроволновки просто: поставьте пустую тарелку в печь и включите на максимальный подогрев на 15-20 секунд. Если тарелка не нагрелась, или нагрелась совсем чуть-чуть – можете смело ее использовать.

Кроме того, если вы хотите хорошо прогреть пирог и он, к примеру, не помещается в микроволновку, то в домашних условиях вы можете использовать духовку для разогревания пищи, но для этого не следует ставить максимальную температуру и нужно внимательно следить, чтобы выпечка не подгорела.

Если же вы заказали пирог с доставкой на ближайшее время, то вам привезут выпечку, которая ещё пышет жаром. Благодаря специальной упаковке изделие сохранит своё тепло и приедет к вам ещё теплым и ароматным. Поэтому если вы хотите удивить своих близких вкусным пирогов, то попробуйте заказать пирог с доставкой к тому времени, к которому запланировано начало чаепития.

Что нельзя разогревать в микроволновке

Микроволновка давно и прочно вошла в наш быт, став незаменимым помощником как для рачительной хозяйки, так и для ленивого холостяка. Но есть ряд продуктов и предметов, которым общение с микроволнами строго противопоказано. Вот они.

Не стоит ставить в печь грудное молоко. Мало того, что оно может разогреться неравномерно и обжечь чувствительный рот малыша. Вдобавок, быстрое нагревание разрушает полезные вещества, содержащиеся в грудном молоке, снижая его иммуностимулирующие свойства.

Пластиковые контейнеры и другая посуда из пластика при нагревании в микроволновке может выделять вредные вещества. По этому поводу всё ещё ведутся споры в научном сообществе. Пока что с уверенностью можно сказать, что эти вещества выделяются из пластиковой посуды, которую помыли в посудомоечной машине после нагрева в микроволновой печи.

Насколько это актуально лично для вас, решайте сами. Нам вот в дорогой редакции кажется, что эти страхи несколько преувеличены. Нам кажется, что гораздо проще банально обжечься о горячий контейнер, вынимая его из микроволновки.

Ну, о том, что яйца нельзя греть в микроволновке, кажется, все знают. Но почему? Нет, понятно, что они взрываются? Но в чём причина столь радикального поведения птичьих зародышей? Дело в том, что микроволны быстро нагревают внутренности яйца, превращая их в пар, который в поисках выхода и устраивает большой бадабум. Будьте внимательны.

Наши клиники в Санкт-Петербурге

Размораживать мясо в микроволновке тоже не самая лучшая идея. Если уже пробовали, то, наверное, заметили, как мясо аппетитно запекается по краям, оставаясь ледяным в середине. Ну и вдобавок неравномерное распределение тепла может пробудить к жизни всякие вредные бактерии. Так что лучше всего просто накануне переложить мясо из морозилки в холодильник.

Не стоит разогревать в микроволновке жидкости в стальных кружках-термосах. Печка не дружит с железом. Нередко вплоть до смертельной обиды и выхода из строя. По этой же причине в микроволновку не ставят тарелки с позолотой. Ну, если только вы не решили избавиться от старого аппарата, и хотите почтить его отбытие на свалку весёлым искрящимся фейерверком.

А самым фатальным приёмом будет включить пустую микроволновку. В этом случае печь начнёт сама поглощать создаваемые микроволны, что рано или поздно может закончиться былинным пожаром. В лёгком случае придётся покупать новую печку.

Сама же дорогая редакция призывает полностью отказаться от использования микроволновых печей, и разогревать блюда по старинке на огне, или с помощью ультрасовременной мультиварки.

Тепло и температура — Концепции

Жара и холод важны во многих наших делах.Температура воздуха
должно быть примерно правильным, чтобы нам было комфортно работать и играть. Должно
быть холоднее, чтобы пища не портилась, и теплее для ее приготовления. Бензиновые двигатели
работать, позволяя горячему газу расширяться и охлаждаться; штормы вызваны столкновениями
горячего и холодного воздуха. Контроль температуры и регулирование
тепло играет важную роль во многих аспектах человеческой деятельности.

Тепло

Обычно можно что-нибудь согреть, добавив энергии. Добавленная энергия может
быть от света, электричества, трения, химической реакции, ядерной реакции,
или любой другой вид энергии.При первом добавлении к веществу энергия может
быть сконцентрированным в одном атоме, но этот скоро столкнется с другими и
распространять энергию. В конце концов, каждый атом или молекула в веществе
будет двигаться немного быстрее. Когда добавленная энергия распространяется по веществу,
тогда это называется тепловой энергией, тепловой энергией или просто теплом. Все три
термины означают одно и то же. Тепло — это форма энергии, поэтому у него есть единицы
энергии. В системе СИ это Дж . Многие другие подразделения
измерить тепловую энергию широко используются. калорий, и БТЕ
— обычные тепловые агрегаты.

Вы не можете измерить тепло напрямую, но вы можете обнаружить его влияние на
субстанция. Изменения тепла обычно можно определить по изменению температуры.
Обычно, когда вы добавляете энергию группе атомов, они движутся быстрее и получают
горячее. Точно так же, если вы удалите энергию из группы атомов, они обычно
меньше двигайся и становись круче.

Поскольку добавление тепловой энергии обычно приводит к повышению температуры, люди
часто путают тепло и температуру.В просторечии два термина означают
то же: «Нагрею» — значит добавишь тепла; «Я буду
подогреть »означает, что вы повысите температуру. Обычно никто
старается различать их.

Однако добавление тепла не всегда приводит к повышению температуры. За
Например, когда вода кипит, добавление тепла не увеличивает ее температуру.
Это происходит при температуре кипения любого вещества, которое может испаряться.При температуре кипения добавление тепловой энергии превращает жидкость в
газ БЕЗ ПОДНЯТИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ.

Добавление тепла к кипящей жидкости является важным исключением из общих правил.
Правило, что чем больше тепла, тем выше температура. Когда энергия добавляется к
жидкость при температуре кипения, она превращает жидкость в газ
при той же температуре. В этом случае добавленная к жидкости энергия идет
в разрыв связей между молекулами жидкости, не вызывая
температура изменить.То же самое происходит, когда твердое тело превращается в
жидкость. Например, лед и вода могут существовать вместе при температуре плавления.
Добавление тепла к слякоти с ледяной водой превратит часть льда в воду.
без изменения температуры. Как правило, при изменении
состояния, такого как переход твердое тело-жидкость или жидкость-газ, тепловая энергия
можно добавлять без изменения температуры. Для изменения состояния требуется
энергия, поэтому добавленная энергия идет на это вместо повышения температуры.

TOP
Предыдущая страница ||
Уровень выше ||
Индекс ||
Следующая Страница

Простое введение в науку о тепловой энергии

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 13 ноября 2020 г.

Прикоснитесь к радиатору, и он станет горячим. Окуните палец в водопроводную воду, и она станет холодной. Это и ежу понятно! Но что, если белый медведь, привыкший к морозам в Арктике, прикоснется к тому же самому? Оба могут быть горячими для белого медведя, потому что он живет в гораздо более холодных условиях, чем мы.«Горячий» и «холодный» — это относительные термины, которые мы можем использовать для сравнения ощущений вещей, когда они имеют более или менее определенный вид энергии, который мы называем теплом. Что это такое, откуда оно взялось и как движется по нашему миру? Давайте узнаем больше!

Фото: Вот это я называю теплом! Здесь вы можете увидеть температуру горячего выхлопа ракеты.
во время запуска космического шаттла примерно 3300 ° C (6000 ° F). Фото любезно предоставлено НАСА в палате общин.

Что такое вообще тепло?

Тепло — это сокращенное слово «тепловая энергия».»Когда что-то горячее, в нем много
тепловая энергия; когда холодно, его меньше. Но даже вещи, которые кажутся холодными (например, белые медведи и айсберги), обладают гораздо большей тепловой энергией, чем вы можете предположить.

Произведение: Более горячие предметы имеют больше тепловой энергии, чем более холодные. Это потому, что атомы или молекулы движутся быстрее в горячих предметах (красный, справа), чем в холодных (синий, слева). Эта идея называется
кинетическая теория.

Объекты могут накапливать тепло, потому что атомы и молекулы внутри них толкаются и натыкаются друг на друга, как люди в толпе.Эта идея называется
кинетическая теория материи, потому что она описывает тепло как своего рода
кинетическая энергия (энергия, которая есть у вещей, потому что они движутся), запасенная атомами и молекулами, из которых сделаны материалы. Он был разработан в 19 веке различными учеными, в том числе австрийским физиком.
Людвиг Больцманн (1844–1906) и британский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879). Если вам интересно, вот более подробное введение в кинетическую теорию.

Кинетическая теория помогает нам понять, куда уходит энергия, когда мы что-то нагреваем.Если вы поставите кастрюлю с холодной водой на горячую плиту, молекулы в воде будут двигаться быстрее. Чем больше тепла вы подаете, тем быстрее движутся молекулы и тем дальше они расходятся. В конце концов, они так сильно натыкаются, что ломаются друг от друга. В этот момент жидкость, которую вы нагреваете, превращается в газ: ваша вода превращается в пар и начинает испаряться.

Что происходит, когда что-то совсем не нагревается?

Теперь предположим, что мы попробуем противоположный трюк.Возьмем кувшин с водой и поставим в холодильник, чтобы она остыла. Холодильник работает, систематически удаляя тепловую энергию из пищи. Поместите воду в холодильник, и она сразу же начнет терять тепловую энергию. Чем больше тепла он теряет, тем больше кинетической энергии теряют его молекулы, тем медленнее они движутся и тем ближе они становятся. Рано или поздно они подходят достаточно близко, чтобы соединиться в кристаллы; жидкость превращается в твердую; и вы попадаете с кувшином льда!

Но что, если у вас есть супер-изумительный холодильник, который постоянно охлаждает воду, так что она становится холоднее… и холоднее … и холоднее. Домашний морозильник, если он у вас есть, может снизить температуру до диапазона от -10 ° C до -20 ° C (от 14 ° F до -4 ° F). Но что, если вы продолжите охлаждение ниже этого значения, забирая еще больше тепловой энергии? В конце концов, вы достигнете температуры, при которой молекулы воды практически полностью перестанут двигаться, потому что у них не останется абсолютно никакой кинетической энергии. По причинам, которые мы здесь не будем вдаваться, эта магическая температура составляет -273,15.
° C (-459,67 ° F), и мы называем это абсолютным нулем.

Фото: Лед может показаться холодным, но он намного горячее абсолютного нуля.
Изображение Эриха Регера любезно предоставлено Службой охраны рыболовства и дикой природы США.

Теоретически абсолютный ноль — это самая низкая температура, которую когда-либо можно достичь. На практике практически невозможно что-либо так сильно охладить — ученые очень старались, но на самом деле так и не достигли такой низкой температуры. Когда вы приближаетесь к абсолютному нулю, происходят удивительные вещи. Некоторые материалы, например, могут потерять практически все свое сопротивление и стать удивительными проводниками электричества, называемыми сверхпроводниками.Есть отличный веб-сайт PBS, где вы можете узнать больше об абсолютном нуле и замечательных вещах, которые там происходят.

В чем разница между теплом и температурой?

Теперь, когда вы знаете об абсолютном нуле, легко понять, почему что-то вроде айсберга (которое может иметь холодную температуру около 3-4 ° C или около 40 ° F) относительно горячее. По сравнению с абсолютным нулем все в нашем повседневном мире горячо, потому что его молекулы движутся и у них есть хоть какая-то тепловая энергия.Все вокруг нас также имеет гораздо более высокую температуру, чем абсолютный ноль.

Как видите, существует тесная связь между количеством тепловой энергии и его температурой.
Так что же, тепловая энергия и температура — это одно и то же? Нет! Давайте проясним это:

Температура объекта не говорит нам, сколько у него тепловой энергии.Легко понять, почему бы и нет, если вы подумаете об айсберге и кубике льда. Оба имеют более или менее одинаковую температуру, но поскольку айсберг имеет гораздо большую массу, чем кубик льда, он содержит на миллиарды больше молекул и гораздо больше тепловой энергии. Айсберг может содержать больше тепловой энергии, чем чашка кофе или раскаленный железный стержень. Это потому, что он больше и содержит намного больше молекул, каждая из которых обладает некоторой тепловой энергией. Кофе и железный стержень более горячие (имеют более высокую температуру), но айсберг удерживает больше тепла, потому что он больше.

Художественное произведение: айсберг намного холоднее чашки кофе, но он содержит больше тепловой энергии, потому что он намного больше.

Как мы можем измерить температуру?

Термометр измеряет температуру предмета, а не количество тепловой энергии в нем. Два объекта с одинаковой температурой одинаково горячие, но один может содержать намного больше тепловой энергии, чем другой.
Мы можем сравнивать температуру разных объектов, используя две общие (и довольно произвольные) шкалы, называемые Цельсием (или Цельсием) и Фаренгейтом, названные в честь шведского астронома Андерса Цельсия (1701–1744) и немецкого физика Даниэля Фаренгейта (1686–1736).

Существует также научная шкала температур, называемая Кельвином (или абсолютной шкалой), названная в честь британского физика Уильяма Томпсона (позже лорда Кельвина, 1824–1907). Логически шкала Кельвина имеет гораздо больший смысл для ученых, потому что она идет вверх от абсолютного нуля (который также известен как 0K, без символа градуса между нулем и K). Вы увидите много температур по Кельвину в физике, но вы не найдете синоптиков, которые будут указывать вам температуру таким образом. Для справки, достаточно жаркий день (20–30 ° C) соответствует примерно 290–300K: вы просто добавляете 273 к своему значению Цельсия, чтобы преобразовать его в Кельвин.

Как распространяется тепло?

Одна вещь, которую вы, вероятно, заметили в отношении тепла, — это то, что оно обычно не остается там, где вы его кладете.
Горячие вещи становятся холоднее, холодные — горячее, и, если учесть достаточно времени, большинство вещей
в итоге получится такая же температура. Почему?

Есть основной закон физики, называемый вторым законом термодинамики, и он гласит:
По сути, чашки кофе всегда остывают, а мороженое всегда
таяние: тепло течет от горячих предметов к холодным, а не от других
наоборот.Вы никогда не увидите, чтобы кофе кипел сам по себе или мороженое
становится холоднее в солнечные дни! Второй закон термодинамики:
также несет ответственность за болезненные счета за топливо, которые падают через ваш
почтовый ящик несколько раз в год. Вкратце: чем горячее вы делаете
дома и чем холоднее на улице, тем больше тепла вы собираетесь
терять. Чтобы уменьшить эту проблему, вам нужно понять три
различные пути распространения тепла: называемые теплопроводностью,
конвекция и излучение. Иногда вы увидите, что они упоминаются
как три формы теплопередачи.

Проводимость

Анимация: Когда вы держите железный стержень в огне, тепло распространяется по металлу,
проводимость (красная стрелка). Почему? Атомы на горячем конце движутся быстрее, поскольку они поглощают тепло огня.
Они постепенно передают свою энергию дальше вдоль перекладины, в конечном итоге согревая все это.

Проводимость — это то, как тепло протекает между двумя твердыми объектами, находящимися на разных
температуры и соприкасаясь друг с другом (или между двумя частями
один и тот же твердый объект, если они имеют разную температуру).Прогулка по
каменный пол босиком, и он кажется холодным, потому что течет тепло
быстро из вашего тела в пол за счет проводимости. Перемешайте
кастрюлю супа металлической ложкой, и скоро вам придется найти
вместо деревянного: тепло быстро распространяется по ложке,
от горячего супа к пальцам.

Конвекция

Анимация: Как конвекция нагнетает тепло в кастрюлю. Схема нагрева, поднимающегося супа (красные стрелки) и падающего, охлаждающего супа (синие стрелки) работает как конвейер, который переносит тепло от плиты в суп (оранжевые стрелки).

Конвекция — это основной способ прохождения тепла через жидкости и газы. Ставим кастрюлю с холодной жидкостью
суп на плите и включите огонь. Суп на дне
сковорода, ближайшая к огню, быстро нагревается и становится менее плотной
(легче), чем описанный выше холодный суп. Более теплый суп поднимается вверх и
более холодный суп наверху падает, чтобы занять его место. Очень скоро
у вас есть циркуляция тепла через сковороду, что немного похоже на
невидимый конвейер тепла с подогревом, поднимающимся супом и охлаждением,
падающий суп.Постепенно вся сковорода нагревается. Конвекция тоже
один из способов обогрева нашего дома, когда мы включаем отопление. Воздуха
нагревается над обогревателями и поднимается в воздух, выталкивая холодный воздух
вниз с потолка. Вскоре происходит обращение
что постепенно прогревает всю комнату.

Радиация

Изображение: Инфракрасные тепловые изображения (иногда называемые термографами или термограммами) показывают, что все объекты выделяют некоторую тепловую энергию за счет излучения. На этих двух фотографиях вы можете увидеть ракету на стартовой площадке, сфотографированную обычной камерой (вверху) и инфракрасной тепловизионной камерой (внизу).Самые холодные части — фиолетовые, синие и черные; самые горячие области — красный, желтый и белый. Фото Р. Херта, НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт, любезно предоставлено НАСА.

Радиация — это третий основной путь распространения тепла. Проводимость переносит тепло через
твердые вещества; конвекция переносит тепло через жидкости и газы; но
излучение может переносить тепло через пустое пространство — даже через вакуум.
Мы знаем это просто потому, что живы: почти все, что мы делаем
на Земле питается солнечным излучением, направленным на нашу планету от
Солнце сквозь вой пустой тьмы космоса.Но есть
на Земле тоже много теплового излучения. Сядьте возле потрескивающего камина
и вы почувствуете тепло, исходящее наружу и обжигающее щеки.
Вы не соприкасаетесь с огнем, поэтому жара к вам не идет
по теплопроводности и, если вы на улице, конвекция, вероятно, не
несут много к вам тоже. Вместо этого все тепло, которое вы чувствуете
распространяется излучением — по прямым линиям, со скоростью
свет — переносится типом электромагнетизма, называемым
инфракрасная радиация.

Почему одни вещи нагреваются дольше, чем другие?

Различные материалы могут хранить больше или меньше тепла в зависимости от их внутренней атомной или молекулярной структуры.Вода, например, может накапливать огромное количество тепла — это одна из причин, по которой мы используем ее в системах центрального отопления, — хотя для ее нагрева также требуется относительно много времени. Металлы очень хорошо пропускают тепло и быстро нагреваются, но они не так хорошо сохраняют тепло. Говорят, что вещи, которые хорошо хранят тепло (например, вода), обладают высокой удельной теплоемкостью.

Идея удельной теплоемкости помогает нам по-другому понять разницу между теплотой и температурой. Предположим, вы ставите пустую медную кастрюлю на горячую плиту определенной температуры.Медь очень хорошо проводит тепло и имеет относительно низкую удельную теплоемкость, поэтому она очень быстро нагревается и остывает (вот почему кастрюли имеют медное дно). Но если вы заполните ту же самую кастрюлю водой, она нагреется до той же температуры намного дольше. Почему? Потому что вам нужно подавать гораздо больше тепловой энергии, чтобы повысить температуру воды на такую же величину. Удельная теплоемкость воды примерно в 11 раз выше, чем у меди, поэтому при одинаковой массе воды и меди требуется в 11 раз больше энергии, чтобы поднять температуру воды на такое же количество градусов.

Диаграмма: Обычные материалы имеют очень разную удельную теплоемкость. Металлы (синий цвет) имеют низкую удельную теплоемкость: они хорошо проводят тепло и плохо хранят его, поэтому на ощупь кажутся холодными. Керамические / минеральные материалы (оранжевый) имеют конденсаторы с более высокой удельной теплоемкостью: они не проводят тепло так же хорошо, как металлы, лучше сохраняют его и ощущаются немного теплее при прикосновении. Органические изоляционные материалы (зеленые), такие как дерево и кожа, очень плохо проводят тепло и хорошо хранят его, поэтому они кажутся теплыми на ощупь.Вода (желтая) с очень высокой удельной теплоемкостью относится к собственному классу.

Удельная теплоемкость может помочь вам понять, что происходит, когда вы по-разному отапливаете свой дом зимой. Воздух относительно быстро нагревается по двум причинам: во-первых, потому, что удельная теплоемкость воздуха составляет около четверти воды; во-вторых, поскольку воздух — это газ, он имеет относительно небольшую массу. Если в вашей комнате холодно и вы включаете вентилятор (конвекцию), вы обнаружите, что все нагревается очень быстро.Это потому, что вы, по сути, просто нагреваете воздух. Выключите тепловентилятор, и комната тоже довольно быстро остынет, потому что воздух сам по себе не имеет большой способности накапливать тепло.

Так как же сделать комнату по-настоящему теплой? Не забывайте, что в нем не только воздух, который нужно нагреть: есть прочная мебель, ковры, шторы и многое другое. Нагревание этих вещей занимает гораздо больше времени, потому что они твердые и намного массивнее воздуха. Чем больше у вас холодных твердых предметов в комнате, тем больше тепловой энергии вы должны предоставить, чтобы нагреть их до определенной температуры.Вам нужно будет нагреть их с помощью теплопроводности и излучения, а также конвекции — а это требует времени. Но поскольку твердые предметы хорошо сохраняют тепло, им также нужно время, чтобы остыть. Таким образом, если у вас есть приличная изоляция, чтобы предотвратить утечку тепла от стен, окон и т. Д., Как только ваша комната достигнет определенной температуры, она должна оставаться теплой в течение некоторого времени без необходимости добавления тепла.

Скрытое тепло

Всегда ли чем больше тепла, тем выше температура? Судя по тому, что мы говорили до сих пор, вас можно простить за то, что вы подумали, что дает больше тепла
всегда заставляет свою температуру повышаться.Обычно это правда, но не всегда.

Предположим, у вас есть кусок льда, плавающий в кастрюле с водой, и вы ставите его на горячую плиту. Если вы вставите
термометра в смеси льда с водой, вы обнаружите, что он составляет около 0 ° C (32 ° F) —
нормальная точка замерзания воды. Но если вы продолжите нагреваться, вы обнаружите, что температура
остается неизменным, пока почти весь лед не растает, даже если вы добавляете больше
все время греть. Это похоже на то, как будто смесь льда с водой принимает тепло
вы отдаете и где-то прячете.Как ни странно, именно это и происходит!

Произведение: Обычно вещи становятся более горячими (их температура повышается), когда вы поставляете больше тепловой энергии.
Этого не происходит в тех точках, когда вещи плавятся (переходят из твердого состояния в жидкое) и испаряются (превращаются
от жидкости к газу). Вместо этого поставляемая вами энергия используется для изменения состояния вещества.
Энергия не исчезает: она сохраняется в виде скрытого тепла.

Когда вещество превращается из твердого в жидкость или из жидкости в газ, для изменения своего состояния требуется энергия.Например, чтобы превратить твердый лед в жидкую воду, вы должны толкать молекулы воды.
внутри еще дальше друг от друга и разрушить каркас (или кристаллическую структуру), удерживающий
их вместе. Таким образом, пока лед тает (другими словами, во время изменения состояния с твердой воды на жидкий лед), вся тепловая энергия, которую вы поставляете, используется для разделения молекул, и ничего не остается.
для повышения температуры.

Тепло, необходимое для превращения твердого тела в жидкость, называется
скрытая теплота плавления.Скрытый означает скрытый и «скрытый»
теплота плавления «относится к скрытому теплу, участвующему в изменении состояния вещества.
от твердого до жидкого или наоборот. Точно так же нужно подавать тепло, чтобы сменить
жидкость в газ, и это называется скрытой теплотой парообразования.

Скрытое тепло — это своего рода энергия, и, хотя она может показаться «скрытой», она не исчезает в воздухе. Когда жидкая вода замерзает и снова превращается в лед, снова выделяется скрытая теплота плавления. В этом можно убедиться, если систематически охлаждать воду.Начнем с того, что температура воды регулярно падает по мере того, как вы отводите тепловую энергию. Но в точке, где жидкая вода превращается в твердый лед, вы обнаружите, что вода замерзает, не становясь холоднее. Это потому, что скрытая теплота плавления теряется из жидкости, когда она затвердевает, и это предотвращает быстрое падение температуры.

Тепловая безопасность

Тепло может быть убийцей.Сочетание жаркой погоды и высокой влажности может быстро вызвать заболевание, связанное с жарой. Национальная метеорологическая служба выдает рекомендации относительно сильной жары, чтобы предупредить вас об опасностях.

Счетчик чрезмерной жары выдается, когда условия благоприятны для случая чрезмерной жары в следующие 12–48 часов. Часы используются, когда риск аномальной жары увеличился, но ее возникновение и время до сих пор не определены. Он предназначен для обеспечения достаточного времени выполнения заказа, чтобы те, кому необходимо привести в действие свои планы, могли это сделать, например, разработать планы по смягчению последствий чрезмерной жары для отдельных городов.

Предупреждение / рекомендательный сигнал о чрезмерном нагреве выдается, когда ожидается чрезмерное нагревание в следующие 36 часов. Эти предупреждения выдаются, когда происходит чрезмерная жара, если она неизбежна или имеет очень высокую вероятность возникновения. Предупреждение используется для условий высокой жары, представляющей значительную угрозу для жизни. Рекомендация предназначена для менее серьезных состояний, которые вызывают значительный дискомфорт или неудобства и, если не будут приняты меры предосторожности, могут привести к угрозе для жизни.

Предупреждения о жаре NWS основаны в основном на тепловом индексе. Тепловой индекс учитывает тепло и влажность.

Как читать таблицу: найдите температуру слева, затем двигайтесь вправо, пока не найдете столбец с приблизительной относительной влажностью. Это число будет той температурой, на которую он будет «ощущаться». Пример: температура 95 и относительная влажность 50% будут «ощущаться» как 107 градусов .

ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Значения теплового индекса были разработаны для условий тени и слабого ветра.Воздействие полного солнечного света может увеличить значения до 15 градусов! Кроме того, очень опасными могут быть сильные ветры, особенно с очень горячим и сухим воздухом.

Или, если вы знаете температуру и точку росы, вычислите индекс тепла и относительную влажность (RH) с помощью этого калькулятора.

Тепловое расстройство	Симптомы	Первая помощь
Загар	Покраснение и боль.В тяжелых случаях отек кожи, волдыри, лихорадка и головные боли.	Мази для легких случаев, если волдыри появляются и не лопаются. В случае разрыва наложите сухие стерильные повязки. В серьезных случаях следует обратиться к врачу.
Тепловые судороги	Возможны болезненные спазмы, обычно в мышцах ног и живота. Сильное потоотделение.	Сильное давление на спазматические мышцы или легкий массаж для снятия спазма.Дать глоток воды. Если возникнет тошнота, прекратите использование.
Тепловое истощение	Сильное потоотделение, слабость, кожа холодная, бледная и липкая. Пульс нитевидный. Возможна нормальная температура. Обморок и рвота.	Уберите жертву с солнца. Сложите и ослабьте одежду. Примените прохладную влажную ткань. Вентилятором или переместите пострадавшего в комнату с кондиционером. Глотки воды. Если возникнет тошнота, прекратите использование. Если рвота не исчезнет, немедленно обратитесь за медицинской помощью.
Тепловой удар ( солнечный удар )	Высокая температура тела (106 F или выше).Сухая горячая кожа. Учащенный и сильный пульс. Возможное бессознательное состояние.	Тепловой удар — это неотложная медицинская помощь. Вызовите скорую медицинскую помощь или немедленно доставьте пострадавшего в больницу. Промедление может быть фатальным. Переместите пострадавшего в более прохладное место. Снизьте температуру тела с помощью холодной ванны или обмывания. Будьте предельно осторожны. Снимите одежду, используйте вентиляторы и кондиционеры. Если температура снова повысится, повторите процесс. Не давайте жидкости , а не .

Нажмите здесь для получения дополнительной информации о тепловой безопасности!

Можем ли мы отапливать здания без сжигания ископаемого топлива?

В Брюсселе солнечные формы зданий становятся все более распространенными. Пять лет назад город принял первый в мире закон о пассивных домах, который означал, что все новые здания и переоборудование должны быть построены в соответствии с высокими стандартами энергоэффективности.Эвелин Хейтеброк, бывший министр окружающей среды Брюссельского столичного региона, возглавила законопроект. «Это было моим главным приоритетом, потому что энергоэффективность — это то место, где мы могли максимально сократить выбросы двуокиси углерода», — говорит она.

С тех пор Брюссель стал столицей архитектуры пассивных домов. «Лучшее в этом то, что это стало нормальным, а не трудным», — говорит Морено-Вакка. «Строители и архитекторы приняли вызов».

По инициативе Брюсселя Люксембург принял аналогичный закон в 2017 году.Другие города, такие как Ванкувер в Канаде, также стремятся к пассивной архитектуре, чтобы снизить свои выбросы. В прошлом году ряд пассивных муниципальных домов в Норвиче, Великобритания, был удостоен премии Стирлинга Королевского института британских архитекторов, своего рода «Оскара в архитектуре». Джонс, который разработал тепловую механику домов, говорит, что победа «показывает, что тепловая эффективность сейчас является главным приоритетом».

Когда дело доходит до перехода к нулевому выбросу углерода, многообещающей целью является нагрев. Новейшие технологии могут сделать поступающую энергию более возобновляемой и менее расточительной.И в более широком смысле, эти конструкции предназначены для адаптации систем отопления к окружающей среде, от отвода тепла из канализационных коллекторов до учета точного угла наклона солнца в зимнем небе.

Вместо того, чтобы противопоставлять наши системы отопления окружающей среде, их можно модернизировать, чтобы максимально использовать их.

Выбросы от путешествия, которое потребовалось, чтобы сообщить об этой истории, составили 3,5 кг CO2, при поездке на автобусе, метро, трамвае и велосипеде. Цифровые выбросы из этой истории оцениваются в 1.От 2 г до 3,6 г CO2 на просмотр страницы. Узнайте больше о том, как мы рассчитали этот показатель здесь.

Присоединяйтесь к миллиону поклонников Future, поставив нам лайк на Facebook или подписавшись на нас в Twitter или Instagram.

Если вам понравился этот рассказ, подпишитесь на еженедельную рассылку новостей bbc.com под названием «The Essential List». Тщательно подобранная подборка историй из BBC Future, Culture, Worklife и Travel, которые доставляются на ваш почтовый ящик каждую пятницу.

Ваше тело в сильной жаре

Для выносливых спортсменов и спортсменов-любителей жара часто кажется универсальным врагом.Хотя стратегически тренировка в жару может принести серьезную физиологическую пользу, она также может быть очень опасной. Когда уровень ртути повышается, все ваше тело вынуждено работать намного тяжелее, чем обычно, что может повлиять на работоспособность и здоровье; серия волн жары этим летом привела к многочисленным смертельным случаям среди спортсменов.

По мере того, как глобальные температуры стремительно растут, то, что когда-то считалось экстремальной жарой, становится новой нормой. Здесь мы объясняем, что происходит внутри вашего тела, когда вы толкаете его в жару, и, когда это возможно, что вы можете сделать, чтобы уменьшить ущерб.

Мозг

Гипоталамус, часть мозга размером с миндаль, расположенная чуть выше ствола мозга, гиперчувствительна к изменениям внутренней температуры, говорит Жюльен Периар, физиолог из Aspetar, который изучает механизмы, ограничивающие длительную работоспособность в жару. По словам Периара, если температура вашего ядра достигает 99,5 градусов по Фаренгейту (почти на полный градус выше базовой базовой температуры 98,6), «гипоталамус понимает, что пора терять тепло.В результате мозг реагирует, открывая кровеносные сосуды около кожи и направляя кровь к периферии, где она может охладиться.

Если вы продолжаете тренироваться в окружающей среде, которая кажется теплее 99,5 — из-за самого воздуха, но также из-за влажности, ветра и солнечного света — ваше тело изо всех сил пытается избавиться от тепла, и температура крови, поступающей в ваш мозг, продолжает повышаться. Когда это происходит, по словам Периара, увеличивается нервно-мышечная усталость: «Вы не можете сокращать мышцы с такой силой, как обычно.Другими словами, вы замедляетесь. «Это естественный способ мозга сказать телу, чтобы он прекратил вырабатывать столько тепла», — говорит Периар.

Продолжайте настаивать, особенно в условиях, когда температура кажется выше 104 градусов по Фаренгейту, и Периард говорит, что вы подвергаете себя риску более серьезных заболеваний и травм. «Мозг перегревается, и центральная нервная система начинает выходить из строя: вы можете запутаться, взволноваться и почувствовать головокружение, — говорит он. — Все это явные признаки теплового удара и сигнализирует о том, что вам следует немедленно обратиться за медицинской помощью.”

Кожа

Мозг направляет кровь к коже по одной важной причине: чтобы она могла охлаждаться. Когда теплая кровь достигает вашей кожи, поры расширяются, и вы начинаете потеть. Если капельки пота испаряются с вашей кожи, успех: все, что находится прямо под ними — ваша кровь, — остынет.

Но если воздух теплее, чем ваша внутренняя температура, пот не будет испаряться, а вместо этого будет капать с вашей кожи или впитываться в вашу рубашку.В этом случае ваш пот тратится впустую и на самом деле ухудшает ситуацию, не охлаждая ваше тело и способствуя обезвоживанию. Обливание кожи холодной водой может помочь при остром охлаждении, но эффект непродолжителен.

В любом случае, когда вы потеете, вы теряете электролиты, которые имеют решающее значение для работы вашего сердца и нервной системы. Лучший способ восполнить их запасы — это постоянно употреблять спортивный напиток, богатый электролитами (но будьте осторожны, чтобы не переводить).Хорошее практическое правило: пейте до жажды.

Сердце

Чем больше крови у вашей кожи, тем меньше крови будет доступно вашему сердцу, — объясняет Периард. Чтобы поддерживать сердечный выброс, частота сердечных сокращений увеличивается. Это объясняет, почему ваш пульс почти всегда выше в жарких условиях — сердцу буквально приходится биться больше раз, чтобы обеспечить мышцы и органы тем же количеством крови, которое они привыкли получать.

Пониженное наличие крови — не единственная причина учащения пульса в жару.По словам Периара, кровь, температура которой превышает 98,6 градусов по Фаренгейту, на самом деле стимулирует сердце биться быстрее. Комбинированный эффект, по его словам, заключается в том, что «сердце должно работать значительно больше в жаркий день, чем в прохладный. Обычно это означает снижение производительности, что кажется весьма неприятным ».

Кишка

Когда вы занимаетесь физическими упражнениями, приток крови к второстепенным органам, таким как кишечник, уменьшается, говорит Кристофер Минсон, профессор физиологии в Университете Орегона.«Это усугубляется только в жарких условиях, — говорит он, — когда кровь направляется к вашей коже для охлаждения». (Вы можете испытать это явление, пощупав живот после тяжелого усилия — скорее всего, он будет прохладным на ощупь.)

В результате ваш кишечник, который обычно богат кровью, подвергается значительному принуждению, и его функция ухудшается. «Становится труднее переваривать и усваивать питательные вещества, а вероятность тошноты и общего желудочно-кишечного расстройства резко возрастает».

Мышцы

Тот факт, что ваш кишечник плохо функционирует в жару, особенно проблематичен, потому что ваши мышцы требуют больше топлива в жарких условиях.При меньшем количестве доступной крови (помните, что кровь пытается охладиться возле вашей кожи) ваши мышцы больше полагаются на анаэробный метаболизм или выработку энергии, для которой не требуется кислород.

При анаэробном метаболизме используется больше сахара, что увеличивает вероятность того, что ваше тело исчерпает запасы топлива. Минсон говорит, что мышцы, работающие почти или на пустом месте, не только менее эффективны (то есть вы замедляетесь), но и страдают больше повреждений (то есть на следующий день вы сильнее болеете). Лучше всего, по его словам, пытаться потреблять калории по ходу движения, даже если это требует замедления.Это также означает, что вам следует ожидать более медленного восстановления после тяжелых усилий в жаркий день.

Управление теплом

Чтобы получить несколько дополнительных советов по управлению и минимизации ущерба, связанного с экстремальной жарой, мы попросили Лизу Леон, ученого из Министерства обороны, изучающего тепловой удар.

Какие вещества будут удерживать тепло в течение нескольких часов?

Воздух, которым вы дышите, может удерживать тепло до 14 часов в закрытом помещении. Вы можете подумать, что древесина дольше сохраняет тепло, но вы ошибаетесь, так как древесина сохраняет тепло только до 2 часов 20 минут. Как переменная в термодинамике, тепло представляет собой энергию, которая перемещается или передается от высокотемпературного объекта, такого как дровяная печь, к более холодному, как в воздухе в комнате.Эта передача тепла от одного объекта к другому называется конвекцией. Формула коэффициента теплопередачи помогает определить, какие объекты удерживают тепло в течение нескольких часов.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Закон охлаждения Ньютона гласит, что коэффициент теплопередачи материала должен быть как можно ниже. Коэффициент теплопередачи измеряется в специальных единицах ватт на квадратный метр в градусах Цельсия. Эта единица измерения — мера тепловой энергии, которая должна быть передана за одну секунду на один квадратный метр, чтобы изменить материал на 1.8 градусов по Фаренгейту или 1 градус Цельсия.

Древесина, которая горит

Древесина представляет собой твердый волокнистый материал, состоящий в основном из целлюлозы и лигнина — элемента, который делает ветви деревьев жесткими. Древесина быстро выделяет тепло. У него очень низкий коэффициент теплопередачи — 0,13 Вт на квадратный метр по Цельсию. Деревянная плита весом 1 кг остынет от 104 градусов по Фаренгейту (50 градусов по Цельсию) до 68 градусов (20 градусов по Цельсию) за 2 часа 20 минут.

Осадочный песок

Как осадочный материал, состоящий из сложного диоксида кремния, песок встречается на пляжах и в пустынях по всему миру.Песок имеет низкий коэффициент теплопередачи 0,06 Вт на квадратный метр по Цельсию. Это означает, что он может сохранять тепло в течение очень долгих периодов времени, и объясняет, почему песок на пляже в жаркой стране остается теплым через несколько часов после захода солнца. 1-килограммовый контейнер с песком остынет с 104 до 68 градусов по Фаренгейту за 5 часов 30 минут.

Пенополистирол

Пенополистирол, синтетический пластичный полимер, используемый в упаковке товаров и как форма изоляции в строительной отрасли.Он имеет низкий коэффициент теплопередачи 0,03 Вт на квадратный метр градусов Цельсия. Это делает его отличной теплоизоляцией в строительстве. Блок полистирола весом 1 кг охладится с 104 до 68 градусов за 11 часов 20 минут.

Воздух для дыхания

Состоит из 78 процентов азота, 21 процента кислорода, 0,03 процента углекислого газа и других следовых газов, воздух, которым вы дышите, может сохранять тепло в течение многих часов после нагрева, и именно этот факт позволяет нашим домам чтобы оставаться в тепле после выключения центрального отопления.Воздух имеет коэффициент теплопередачи 0,024 Вт на квадратный метр градусов Цельсия. 1-килограммовый контейнер с воздухом охладится с 104 градусов по Фаренгейту до 68 градусов по Фаренгейту за 14 часов 15 минут.

Урок физики

Урок 1 этой главы был посвящен значению температуры и тепла. Особое внимание было уделено развитию модели частиц материи, способной объяснить макроскопические наблюдения. Были предприняты попытки развить твердое концептуальное понимание темы в отсутствие математических формул.Мы узнали, что тепло передается от одного объекта к другому (между системой и окружающей средой), когда существует разница температур между системой и окружающей средой. Теперь в этом модуле мы исследуем тему измерения количества тепла, передаваемого между системой и окружающей средой. Этот урок посвящен калориметрии — науке, связанной с определением изменений энергии системы путем измерения теплообмена с окружающей средой. Прежде чем мы сможем понять математику калориметрии, мы должны ответить на важный вопрос, который хотя бы частично рассматривался в Уроке 1.Возникает вопрос: что делает тепло? Что он делает, когда объект теряет или получает тепло?

Для некоторых студентов вопрос что делает тепло? сбивает с толку. Подумайте немного над вопросом. Вас смущает вопрос (а не только ответ)? Путаница в вопросе иногда вызывается неправильными представлениями о том, что такое heat . Причина длительных обсуждений в Уроке 1 заключалась в том, чтобы обеспечить прочную концептуальную основу для понимания математики Урока 2.Если вопрос сбивает с толку, вы можете просмотреть Урок 1 или, по крайней мере, просмотреть обсуждение, относящееся к теме «Что такое тепло?». В Уроке 1 подчеркивалось, что тепло — это не то, что содержится в объекте. Объекты не содержат тепла . Объекты, состоящие из атомов, молекул и ионов, содержат энергию. Тепло — это передача энергии от объекта к его окружению или к объекту из его окружения. Итак, на этой странице задается вопрос: что это тепло делает с объектом и с окружающей средой, когда оно передается? Как и многие другие вопросы физики, это простой ответ с глубоким смыслом.Простые ответы с глубоким смыслом всегда тренируют мозг. Так что наденьте шапку для размышлений и давайте перейдем к ответу.

Что делает тепло? Во-первых, он изменяет температуру объекта. Если тепло передается от объекта к окружающему, то объект может остыть, а окружающее — нагреться. Когда тепло передается объекту из-за его окружения, он может нагреваться, а окружение — охлаждаться.Тепло, когда-то поглощенное в виде энергии, вносит вклад в общую внутреннюю энергию объекта. Одна из форм этой внутренней энергии — кинетическая энергия; частицы начинают двигаться быстрее, что приводит к большей кинетической энергии. Это более энергичное движение частиц отражается повышением температуры. Также применима обратная логика. Энергия, когда-то выделяемая в виде тепла, приводит к уменьшению общей внутренней энергии объекта. Поскольку кинетическая энергия является одной из форм внутренней энергии, выделение тепла от объекта вызывает уменьшение средней кинетической энергии его частиц.Это означает, что частицы движутся медленнее и температура объекта снижается. Высвобождение или поглощение энергии в форме тепла объектом часто связано с изменением температуры этого объекта. Это было целью термометров как спидометров в Уроке 1. То, что можно сказать об объекте, можно сказать и об окружающей среде. Высвобождение или поглощение энергии в виде тепла окружающей средой часто связано с изменением температуры окружающей среды.Мы часто обнаруживаем, что передача тепла вызывает изменение температуры как в системе, так и в окружающей среде. Один нагревается, а другой остывает.

Но всегда ли поглощение или выделение энергии в виде тепла вызывает изменение температуры? Удивительно, но ответ отрицательный. Чтобы проиллюстрировать, почему, рассмотрим следующую ситуацию, которую часто демонстрируют или даже экспериментируют в школе по теплофизике.Пара-дихлорбензол, основной ингредиент многих форм нафталина, имеет температуру плавления около 54 ° C. Предположим, что образец химического вещества собирают в пробирку и нагревают примерно до 80 ° C. Пара-дихлорбензол будет в жидком состоянии (хотя большая его часть сублимирована и наполняет комнату наиболее заметным ароматом). Теперь предположим, что в пробирку вставлен термометр, а пробирка помещена в стакан с водой комнатной температуры. Данные температуры и времени можно собирать каждые 10 секунд.Совершенно неожиданно можно заметить, что температура пара-дихлорбензола постепенно понижается. По мере передачи тепла от высокотемпературной пробирки к воде с низкой температурой температура жидкого пара-дихлорбензола снижается. Но затем совершенно неожиданно можно было заметить, что это устойчивое снижение температуры прекращается примерно при 54 ° C. Как только температура жидкого пара-дихлорбензола снижается до 54 ° C, уровень термометра внезапно останавливается на уровне . Судя по показаниям термометра, можно подумать, что тепло не передается.Но взгляд в пробирку показывает, что происходят драматические изменения. Жидкий пара-дихлорбензол кристаллизуется с образованием твердого пара-дихлорбензола. Как только последний след жидкого пара-дихлорбензола исчезает (и он находится в твердой форме), температура снова начинает снижаться с 54 ° C до температуры воды. Как эти наблюдения могут помочь нам понять вопрос о том, что делает тепло?

Во-первых, снижение температуры с 80 ° C до 54 ° C легко объяснить.В Уроке 1 мы узнали, что тепло передается между двумя соседними объектами, имеющими разную температуру. Пробирка и пара-дихлорбензол имеют более высокую температуру, чем вода, окружающая химический стакан. Тепло будет течь из пробирки с пара-дихлорбензолом в воду, вызывая охлаждение пара-дихлорбензола и нагревание воды. Понижение температуры с 54 ° C до температуры воды в стакане тоже легко объяснимо. Два соседних объекта с разной температурой будут передавать тепло между собой, пока не будет достигнуто тепловое равновесие.Сложное объяснение включает объяснение того, что происходит при 54 ° C. Почему температура больше не снижается, когда жидкий пара-дихлорбензол начинает кристаллизоваться? Есть ли по-прежнему передача тепла между пробиркой с пара-дихлорбензолом и стаканом с водой, даже если температура не меняется?

Ответ на вопрос Передается ли тепло? — громкое да! В конце концов, принцип состоит в том, что тепло всегда передается между двумя соседними объектами, имеющими разную температуру.Термометр, помещенный в воду, показывает, что вода все еще нагревается, хотя в пара-дихлорбензоле нет изменений температуры. Итак, тепло однозначно передается от пара-дихлорбензола к воде. Но почему температура пара-дихлорбензола остается постоянной в течение этого периода кристаллизации? Прежде чем пара-дихлорбензол сможет продолжать снижать свою температуру, он должен сначала перейти из жидкого состояния в твердое состояние. Кристаллизация пара-дихлорбензола происходит при 54 ° C — температуре замерзания вещества.При этой температуре энергия, теряемая пара-дихлорбензолом, связана с изменением другой формы внутренней энергии — потенциальной энергии. Вещество не только обладает кинетической энергией из-за движения своих частиц, но также обладает потенциальной энергией из-за межмолекулярного притяжения между частицами. Поскольку пара-дихлорбензол кристаллизуется при 54 ° C, потеря энергии отражается уменьшением потенциальной энергии пара-дихлорбензола при изменении его состояния. Как только весь пара-дихлорбензол переходит в твердое состояние, потеря энергии снова отражается уменьшением кинетической энергии вещества; его температура снижается.

Итак, второй ответ на вопрос Что делает тепло? заключается в том, что он способствует изменению состояния вещества. Большинство студентов знакомы как минимум с тремя состояниями материи — твердым, жидким и газообразным. Добавление тепла к образцу вещества может привести к тому, что твердые вещества превратятся в жидкости, а жидкости — в газы. Точно так же отвод тепла от образца вещества может заставить газы превратиться в жидкости, а жидкости — в твердые тела.Каждый из этих переходов между состояниями происходит при определенных температурах, обычно называемых температурой точки плавления, температурой точки замерзания, температурой точки кипения и температурой точки конденсации.

Чтобы дополнительно проиллюстрировать эту взаимосвязь между теплопередачей, изменением температуры и изменением состояния, рассмотрим следующий мысленный эксперимент . Предположим, что образец воды помещен в чашку из пенополистирола с цифровым термометром. И предположим, что вода помещена в морозильную камеру (температура = -20 ° C) и заморожена.Предположим, что термометр можно подключить к компьютеру с программным обеспечением, способным собирать данные о температуре и времени. После того, как вода замерзла и оставалась в морозильной камере в течение нескольких часов, ее удаляли и помещали в химический стакан на нагревательную плиту . Плита включается, нагревается и начинает передавать энергию в виде тепла стакану и воде. Какие изменения будут наблюдаться в температуре и состоянии вещества воды с течением времени?

На приведенной ниже диаграмме изображена так называемая кривая нагрева воды.Кривая нагрева представляет изменения температуры во времени для образца вещества (например, воды), которому передается тепло.

Обратите внимание на то, что на графике температура-время есть три наклонных и два горизонтальных участка. Первый наклонный участок соответствует изменению температуры льда с -20 ° C до 0 ° C. Вода в твердом состоянии нагревается до точки плавления — температуры, при которой вода переходит из твердого состояния в жидкое.Тепло, передаваемое льду, вызывает изменение температуры. После достижения температуры перехода (точки плавления) 0 ° C тепло, добавляемое к воде, заставляет воду переходить из твердого состояния в жидкое. Это называется плавлением. Плавление происходит при постоянной температуре. На этом этапе эксперимента энергия, поглощенная водой, используется для ослабления притяжения, удерживающего одну частицу льда на другой. Как только все эти притяжения будут ослаблены, лед полностью растает.Содержимое стакана из пенополистирола полностью жидкое. Следующий участок кривой нагрева представляет собой наклонный участок. Температура жидкой воды повышается с 0 ° C до 100 ° C. Температура кипения воды 100 ° C; это температура, при которой вода переходит из жидкого состояния в газообразное. Как только образец воды достигает этой температуры, происходит кипение. По всему объему жидкости можно было бы наблюдать образование больших пузырьков газа. Тепло, добавляемое к жидкости на этом этапе мысленного эксперимента, вызывает ослабление притяжения, удерживающего частицы воды в жидком состоянии.Температура остается постоянной, а состояние воды меняется. Как только вся вода переходит из жидкого в газообразное состояние, образец воды (теперь в газообразном состоянии) снова начинает повышать свою температуру.

Таким образом, три наклонных участка представляют тепло, вызывающее изменение температуры вещества, которое его поглощает. И два участка плато представляют тепло, вызывающее изменение состояния вещества, которое его поглощает. Любознательный студент может спросить: «Каково объяснение этих изменений на уровне частиц?» (Спасибо за вопрос.) Температурные изменения являются результатом дополнительной энергии, заставляющей частицы воды двигаться более энергично. Либо частицы твердого вещества более энергично колеблются вокруг своих фиксированных положений, либо частицы жидкости и газа перемещаются по своему контейнеру быстрее. В любом случае добавление тепла вызывает увеличение средней кинетической энергии частиц в пробе воды. Изменения состояния являются результатом добавленной энергии, вызывающей изменения силы притяжения между частицами.Преодолеваются притяжения, удерживающие воду в твердом или жидком состоянии. Энергия используется, чтобы ослабить это притяжение и перейти в состояние большей потенциальной энергии.

(а) Вода в колбе нагревается до температуры кипения. Выходящий из колбы газ охлаждается, проходя через медную трубку. Видны капли конденсированной воды, выходящие из конца медной трубки.
(b) Температура этой конденсированной воды намного меньше 100 ° C. Он недостаточно горячий, чтобы вызвать ожог.
(c) Пламя горелки Бунзена используется для нагрева змеевиков конденсатора медной трубки. Это поднимает температуру выходящей воды выше точки кипения. Это газообразная вода с температурой выше 100 ° C, которая выходит из медных трубок.
(d) Этот водяной пар настолько горячий, что мгновенно воспламеняет спичку, вставленную в его отверстие.
(e) По-прежнему нагреваясь пламенем горелки Бунзена, выходящий водяной пар достаточно горячий, чтобы обжечь лист бумаги…
(f) … и это заклинание phun для людей, которые проводят и смотрят демонстрацию!

Итак, передача энергии в виде тепла связана с изменениями температуры или изменениями состояния образца вещества. Но это все? Может ли тепло на что-нибудь еще? И снова ответ — да! Передача энергии в виде тепла может привести к работе системы или окружающей среды.Устройства, которые используют тепло для работы, часто называют тепловыми двигателями. В общем, двигатель — это устройство, которое действительно работает. Тепловой двигатель — это устройство, использующее теплопередачу в качестве источника энергии для выполнения работы.

Двигатель внутреннего сгорания автомобиля является примером теплового двигателя. В большинстве двигателей внутреннего сгорания используется четырехтактный процесс, показанный на анимации справа. Когда топливо сгорает (реагирует с кислородом) в двигателе, энергия выделяется системой химических веществ.Происходит передача тепла от горячей системы к окружающему воздуху цилиндра. Эта передача тепла воздуху в цилиндре воздействует на поршень, толкая его вниз. Поршень соединен с коленчатым валом автомобиля. Возвратно-поступательное движение поршня внутри цилиндра приводит к вращению коленчатого вала и выработке энергии, необходимой для приведения автомобиля в движение. Двигатель внутреннего сгорания является примером теплового двигателя. В этом случае внутренняя энергия, запасенная в химическом веществе (бензине), преобразуется в тепловую энергию (поток тепла), что приводит к выполнению работы.Тепловые двигатели будут обсуждаться более подробно в главе «Термодинамика» учебного курса по физике. (Особая благодарность UtzOnBike и WikiMedia Commons за анимацию четырехтактного двигателя Отто, использованного выше.

	0%	5%	10%	15%	20%	25%	30%	35%	40%	45%	50%	55%	60%	65%	70%	75%	80%
115	103	107	111	115	120	127	135	143	151
110	99	102	105	108	112	117	123	130	137	143	151
105	95	97	100	102	105	109	113	118	123	129	135	142	149
100	91	93	95	97	99	101	104	107	110	115	120	126	132	136	144
95	87	88	90	91	93	94	96	98	101	104	107	110	114	119	124	130	136
90	83	84	85	86	87	88	90	91	93	95	96	98	100	102	106	109	113
85	78	79	80	81	82	83	84	85	86	87	88	89	90	91	93	95	97
80	73	74	75	76	77	77	78	79	79	80	81	81	82	83	85	86	86
75	69	69	70	71	72	72	73	73	74	74	75	75	76	76	77	77	78
70	64	64	65	65	66	66	67	67	68	68	69	69	70	70	70	70	71

Индекс тепла	Возможные тепловые расстройства у лиц из групп повышенного риска
130 и выше	Тепловой удар / солнечный удар весьма вероятно при продолжительном воздействии.
105-130	Вероятность солнечного удара, тепловых судорог или теплового истощения и теплового удара при длительном воздействии и / или физической активности.
90-105	Солнечный удар, тепловые судороги и тепловое истощение возможны при длительном воздействии и / или физической активности.
80-90	Усталость возможна при длительном воздействии и / или физической активности.

Можно ли подогревать: Детское питание в микроволновке: можно или нельзя разогревать