出汗的秘密

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汗的作用

對人類而言,汗水的最大作用是防止體溫的上升。

通常,無論氣溫如何變化,我們的體溫都保持在37℃左右。這是因為體溫如果升高,特別是超過42℃的話,體內一種叫作“酶”的物質就會被破壞。酶如果被破壞了,細胞就無法正常活動。尤其是腦神經細胞,特別不耐熱,中暑時,腦部溫度升高,大腦就會像電腦一樣死機,無法正常工作了,甚至會引起意識障礙。

在我們體內,隨著肌肉和髒器的活動,會持續地產生熱量。要在熱量持續產生的同時保持一定的體溫,就必須向體外散發熱量。人體向外排熱的方式,有直接散熱和借助水分蒸發散熱兩種。

直接散熱是利用熱傳遞的性質,即熱量會從溫度高的物質傳遞給溫度低的物質。比如冬天,我們人體的溫度比外界氣溫高,人體的熱量就會從體表直接散失到空氣中。但當氣溫接近體溫(皮膚溫度)時,直接散失的熱量就會減少。而當氣溫高於體溫時,熱量會反過來傳遞給人體,使體溫升高。這時候身體已經無法依靠這種熱傳遞的方式排熱了。

借助水分蒸發的排熱方式,則是利用“水汽化需要熱量”的原理,即水在蒸發的時候要從周圍吸收熱量。汗的主要成分是水,當它在人體表麵蒸發汽化時,要吸收人體內部的大量熱量,正是這種汽化吸熱原理,將熱量從體內釋放出來。

那麼,如果人體不出汗又會怎麼樣呢?有種不出汗的病症,稱為“無汗症”。無汗症患者耐熱性很差,在夏天隻能住在空調房裏,或到氣溫低的地方居住。

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我們身邊的汽化熱現象

某種物質從液態變成氣態的過程叫汽化。如果物質是從液體表麵汽化,我們叫蒸發。液體蒸發的時候,分子為了獲得飛離液麵所需要的能量,就要從周圍吸取大量熱量。這種熱量就叫做汽化熱,即:汽化所需的熱。

雖然對於“汽化熱”這個名詞同學們不熟悉,但是我們身邊很多因汽化、吸熱、降溫的現象大家應該不會陌生:喝熱湯時,對著湯吹氣,這是為了加速水汽化,從湯裏吸收更多的熱量,使湯更快地冷卻下來;酒精塗到皮膚上,因酒精蒸發,吸走了皮膚上大量熱氣,我們會感覺皮膚涼颼颼的;剛洗完澡出來,風一吹,皮膚上的水蒸發,吸走了人體大量熱量,我們會感覺很涼爽……這些都是汽化吸熱的現象。

200萬個以上的小汗腺

夏天運動的時候,有些人每小時能流出1升的汗水。這麼大量的汗是怎麼產生的呢?

調節體溫的汗是由叫做“小汗腺”的器官分泌出來的。小汗腺是一端閉合的管狀器官。開口的一側是出汗口,它位於皮膚的表麵。汗管延伸至表皮下方數毫米處,像線團纏繞一樣,曲折成球狀。曲折成球狀的部分直徑約有0.5毫米左右。

小汗腺幾乎分布在全身,每個人大約有200萬~500萬個小汗腺。手心、腳底、額頭分布較多,在這些地方1平方厘米有300個以上的小汗腺。一個小汗腺的出汗量雖然每小時隻有千分之一毫升那麼少,但因為汗腺的數量很多,所以能夠排出大量的汗水。

汗腺是這樣排汗的

你聽說過“把鹽撒在鼻涕蟲身上,鼻涕蟲就會縮小”吧。撒上了鹽(NaCI),鼻涕蟲的表皮外側(體外)的鹽分濃度就會比表皮內側(體內)高,體內的水分就會向體外流出(滲出)。結果,鼻涕蟲就縮小了。實際上,小汗腺分泌汗水也是同樣的道理。

在細胞的作用下,汗管內部的鹽分濃度增加,汗腺外部組織液中的水分就會通過細胞膜向汗管內滲透,汗水就是這樣形成的。(組織液:從血管中滲透出來的,充盈在細胞外的液體。)