魔女の小さな冒険

魔女のちいさな探検

ゆっくりゆっくり進みます。

息が白い分体温が下がる

 人間の体温を空気だけで下げるには大量の空気が必要だとわかりましたが、実際四畳半に一人でいて、そんなに暑いとは感じません。やはり、蒸発で温度を下げている部分があるはずです。

 人体からの蒸発と言えば、すぐに思い付くのは汗ですが、涼しい時には汗はかきません。毛穴からの蒸発と呼吸の吐く息に含まれる水分だと思います。毛穴は寒いと鳥肌を立てて防御します。しかし呼吸は、小さな肺胞に空気を入れて血液に空気を染み込ませているので、空気側へも水分が最大限蒸発しているはずです。

 そういうわけで、呼吸による蒸発熱を考えます。人間の1日の呼吸量を約12㎥とします。これが吐き出されるとき、37℃になり飽和状態まで水蒸気を含むとします。吸入する空気を20℃湿度50%と想定すると、1㎥の呼気に追加される水の量は35g。1日12㎥では420g これが体熱を奪うとすると
  2.25×10³×420 = 945 [kJ]
  945÷4.184 = 226 [kcal]
 奪われる熱量は226 kcalです。更に呼吸で空気を20℃から37℃に温める熱量は1日で54Kcalです。合計すると、280Kcalです。

 つまり、気温20℃、湿度50%のとき、1日の呼吸で出ていく熱量は約280Kcalです。
 摂取した1600 kcal に比べたら、たいした熱量ではないようです。鼻呼吸だけで体温を下げている動物は、たくさん呼吸をしているか、あまり体温を上げない食生活をしているのかもしれません。逆に、人間はほぼ全身ハゲだから、平均的な動物よりもたくさんの発熱が必要なのかもしれません。


参考:1日の呼吸量について

空気の学校 | ダイキン工業株式会社
http://www.daikin.co.jp/naze/html/d_1.html
> 体重50kgの人の場合の一日の呼吸量(こきゅうりょう)を計算すると
> 0.5リットル×28,800回=14,400リットル
⇒14.4 ㎥

放射能の話〜生きのびるための基礎知識
https://guskant.github.io/bgs/vent.html
(抜書き)
> 1回の呼吸で出入りする空気の量
> おとなだったら、体重1kgあたり、 8cm3 から 10cm3
> 1日の呼吸回数
> 標準的な呼吸回数を使おう。 「標準的」といっても資料によってまちまちなんだけど、
> 1日の呼吸回数は、
> 12歳以上:17280回から28800回
体重50kg、呼吸回数を平均して、
50×9÷10³×23040 = 1.04×10⁴ L = 10.4 ㎥

ヒトが呼吸する空気の量 | クリップ | NHK for School
http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005301116_00000
> 1分間に15回くらい呼吸します。袋にはいた息を集めます。普段の1回分の量です。計ってみましょう。ビンを水に入れて、逆さまにし、集めた空気を送りこみます。約500ml。
⇒10.8 ㎥