Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Введение
Заключение
Введение
Актуальность. В связи с серьезным обострением ситуации в энергетической отрасли необходимость в изучении экономико-технических показателей основных производителей электроэнергии в регионе является одной из важнейших экологических проблем в наши дни.
Тепловые электростанции вырабатывают электрическую и тепловую энергию для нужд народного хозяйства страны и коммунально-бытового обслуживания. В зависимости от источника энергии различают тепловые электростанции (ТЭС), гидроэлектрические станции (ГЭС), атомные электростанции (АЭС) и др. К ТЭС относятся конденсационные электростанции (КЭС) и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). В состав государственных районных электростанций (ГРЭС), обслуживающих крупные промышленные и жилые районы, как правило, входят конденсационные электростанции, использующие органическое топливо и не вырабатывающие тепловой энергии наряду с электрической. ТЭЦ работают также на органическом топливе, но в отличие от КЭС наряду с электроэнергией производят горячую воду и пар для нужд теплофикации.
Одной из основных характеристик электростанций является установленная мощность, равная сумме номинальных мощностей электрогенераторов и теплофикационного оборудования. Номинальная мощность - это наибольшая мощность, при которой оборудование может работать длительное время в соответствии с техническими условиями.
Энергетические объекты входят в состав сложной многокомпонентной топливно-энергетической системы, состоящей из предприятий топливодобывающей, топливоперерабатывающей промышленности, транспортных средств доставки топлива от места добычи потребителям, предприятий переработки топлива в удобный для использования вид и систем распределения энергии между потребителями. Развитие топливно-энергетической системы оказывает решающее влияние на уровень энерговооруженности всех отраслей промышленности и сельского хозяйства, рост производительности труда.
Особенностью энергетических объектов, с точки зрения их взаимодействия с окружающей средой, в частности с атмосферой и гидросферой, является наличие тепловых выбросов. Выделение теплоты происходит на всех стадиях преобразования химической энергии органического топлива для выработки электроэнергии, а также при непосредственном использовании тепловой энергии.
Цель данной работы - рассмотреть тепловое воздействие энергетических объектов на окружающую среду.
1. Выделение теплоты энергетическими объектами в окружающую среду
Тепловое загрязнение - тип физического (чаще антропогенного) загрязнения окружающей среды, характеризующийся увеличением температуры выше естественного уровня. Основные источники теплового загрязнения - выбросы в атмосферу нагретых отработанных газов и воздуха, сброс в водоемы нагретых сточных вод.
Энергетические объекты эксплуатируются при повышенных температурах. Интенсивное тепловое воздействие может привести к развитию различных деградационных процессов в материалах, из которых изготовлена конструкция и, как следствие, к их термическому повреждению. Влияние температурного фактора определяется не только значением рабочей температуры, но и характером и динамикой теплового воздействия. Динамические тепловые нагрузки могут быть обусловлены периодическим характером технологического процесса, изменениями рабочих параметров в период пуско-наладочных и ремонтных работ, а так же вследствие неоднородного распределения температур по поверхности конструкции. При сжигании любого органического топлива образуется диоксид углерода -- СО2, являющийся конечным продуктом реакции горения. Хотя диоксид углерода не токсичен в обычном понимании этого слова, однако его массивный выброс в атмосферу (только за сутки работы в номинальном режиме ТЭС на угле мощностью 2400 МВт выбрасывает в атмосферу около 22 тыс. тонн СО2) приводит к изменению ее состава. При этом снижается количество кислорода и изменяются условия теплового баланса Земли за счет изменения спектральных характеристик радиационного теплопереноса в приземном слое. Это способствует проявлению парникового эффекта.
Кроме того, горение -- процесс экзотермический, при котором связанная химическая энергия переходит в тепловую. Таким образом, основанная на этом процессе энергетика неизбежно приводит к «тепловому» загрязнению атмосферы, также изменяя тепловой баланс планеты.
Представляет опасность и так называемое тепловое загрязнение водоёмов, вызывающее многообразные нарушения их состояния. ТЭС производят энергию при помощи турбин, приводимых в движение нагретым паром, а отработанный пар охлаждается водой. Поэтому от электростанций в водоёмы непрерывно поступает поток воды с температурой на 8-120C превышающей температуру воды в водоёме. Крупные ТЭС сбрасывают до 90 мі/с нагретой воды. По подсчётам немецких и швейцарских учёных, возможности многих крупных рек в Европе по нагреву сбросной теплотой электростанций уже исчерпаны. Нагрев воды в любом месте реки не должен превышать больше чем на 30C максимальную температуру воды реки, которая принята равной 280C. Из этих условий мощность электростанций сооружаемых на крупных реках ограничивается значением 35000 МВт. О количестве тепла, отводимого с охлаждающей водой отдельных электростанций можно судить по установленным энергетическим мощностям. Средний расход охлаждающейся воды и количество отводимого тепла, приходящегося на 1000 МВт мощности, составляют для ТЭС соответственно 30 м3/с и 4500 ГДж/ч, а для АЭС с турбинами насыщенного пара среднего давления - 50 м3/с и 7300 ГДж/ч.
В последние годы стали применять систему воздушного охлаждения водяного пара. В этом случае нет потерь воды, и она наиболее безвредна для окружающей среды. Однако такая система не работает при высокой средней температуре окружающего воздуха. Кроме того, себестоимость электроэнергии существенно возрастает. Прямоточная система водоснабжения с использованием воды рек уже не может обеспечить необходимого для ТЭС и АЭС количества охлаждающей воды. Кроме того при прямоточном водоснабжении создается опасность неблагоприятного теплового воздействия «тепловое загрязнение» и нарушения экологического равновесия естественных водоемов. Для предотвращения этого в большинстве промышленно развитых странах применяются меры для использования замкнутых систем охлаждения. При прямоточном водоснабжении градирни применяются частично, для охлаждения циркуляционной воды в жаркое время.
2. Современные представления о тепловых режимах компонент окружающей среды
В последние годы все больше говорят и пишут о климате. Из-за высокой плотности населения, создавшейся в некоторых районах Земли, и особенно из- за тесных экономических взаимосвязей между районами и странами, необычные погодные явления, не выходящие, впрочем, за рамки нормального диапазона колебаний погоды, показали, насколько чувствительно человечество ко всяким отклонениям тепловых режимов от средних значений.
Климатические тенденции, наблюдавшиеся в первой половине ХХ века, приобрели новое направление, особенно в районах Атлантики, граничащих с Арктикой. Здесь стало увеличиваться количество льда. В последние годы наблюдались и катастрофические засухи.
Неясно, в какой мере связаны между собой эти явления. Во всяком случае, они говорят о том, как сильно могут изменяться температурные режимы, погода и климат на протяжении месяцев, лет и десятилетий. По сравнению с прежними веками уязвимость человечества к таким колебаниям возросла, так как ресурсы пищи и воды ограниченны, а население мира все растет, развивается также индустриализация и энергетика.
Изменяя свойства земной поверхности и состав атмосферы, выделяя в атмосферу и гидросферу тепло в результате роста промышленности и хозяйственной деятельности, человек все больше влияет на тепловой режим окружающей среды, что, в свою очередь способствует изменению климата.
Вмешательство человека в природные процессы достигло такого размаха, что, результат человеческой деятельности оказывается чрезвычайно опасным не только для тех районов, где она проводится, но и для климата Земли.
Промышленные предприятия, сбрасывающие тепловые отходы в воздух или водоемы, выбрасывающие в атмосферу жидкие, газообразные или твердые (пылевые) загрязнения, могут изменять местный климат. Если загрязнения воздуха будут продолжать расти, они начнут сказываться и на глобальном климате.
Наземный, водный и воздушный транспорт, выбрасывая выхлопные газы, пыль и тепловые отходы, также может влиять на местный климат. Сказывается на климате и сплошная застройка, ослабляющая или прекращающая циркуляцию воздуха, и отток местных скоплений холодного воздуха. Загрязнение моря, например, нефтью влияет на климат обширных пространств Принимаемые человеком меры по изменению облика земной поверхности в зависимости от их масштабов и от того, в какой климатической зоне они проводятся, не только приводят к местным или региональным изменениям, но и затрагивают тепловые режимы целых материков. К таким изменениям относятся, например, изменения погодных условий, землепользования, уничтожение или, наоборот, насаждение лесов, обводнение или осушение, распашка целины, создание новых водоемов - все то, что изменяет тепловой баланс, водное хозяйство и распределение ветров на обширных пространствах.
Интенсивное изменение температурного режима окружающей среды привело к обеднению их флоры и фауны, заметному сокращению численности многих популяций. Жизнь животных тесно связана с климатическими условиями в зоне их обитания, следовательно, изменение температурного режима неизбежно ведет к изменению растительного и животного мира.
Изменение теплового режима в результате деятельности человека особенно сильно сказывается на животных, вызывая увеличение численности одних, сокращение - других, вымирание - третьих. Изменение климатических условий относиться к косвенным видам воздействия - изменениям условий жизни. Таким образом, можно отметить, что тепловое загрязнение окружающей среды со временем может привести к необратимым последствиям в вопросах температурных изменений и составе флоры и фауны.
3. Распространение тепловых выбросов в окружающей среде
За счет большого количества сжигаемого органического топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается огромное количество углекислого газа. Если бы он весь оставался там, то количество его нарастало бы достаточно быстро. Однако, существует мнение, что в действительности углекислый газ растворяется в воде Мирового океана и тем самым выводится из атмосферы. В океане содержится громадное количество этого газа, но 90 процентов его находится в глубинных слоях, которые практически не взаимодействуют с атмосферой, и только 10 процентов в близких к поверхности слоях активно участвуют в газовом обмене. Интенсивность этого обмена, от которого в конечном итоге зависит содержание углекислого газа в атмосфере, сегодня до конца не выяснена, что не позволяет делать надежных прогнозов. По поводу допустимого увеличения газа в атмосфере у ученых сегодня тоже нет единого мнения. Во всяком случае, следует учитывать и факторы, влияющие на климат в противоположном направлении. Как, например, растущую запыленность атмосферы, которая как раз понижает температуру Земли.
Кроме тепловых и газовых выбросов в атмосферу Земли, тепловое воздействие энергетические предприятия оказывают в большей степени на водные ресурсы.
Особую группу вод, используемых ТЭС, составляют охлаждающие воды, забираемые из водоемов на охлаждение поверхностных теплообменных аппаратов - конденсаторов паровых турбин, водо-, масло-, газо- и воздухоохладителей. Эти воды вносят в водоем большое количество тепла. Из конденсаторов турбин отводится приблизительно до двух третей всего количества тепла, получаемого при сгорании топлива, что намного превосходит сумму тепла, отводимого от других охлаждаемых теплообменников. Поэтому «тепловые загрязнения» водоемов сбросными водами ТЭС и АЭС связывают обычно с охлаждением конденсаторов. Горячая вода охлаждается в градирнях. Затем подогретая вода возвращается в водную среду. В результате сброса подогретых вод в водные объекты происходят неблагоприятные процессы, приводящие эвтрофикации водоема, снижению концентрации растворенного кислорода, бурное развитие водорослей, сокращения видового разнообразия водной фауны. В качестве примера подобного воздействия ТЭС на водную среду можно привести такое: Допустимые по нормативным документам пределы подогрева воды природных водоемов составляет: на 30 С летом а на 50 С зимой.
Необходимо также сказать о том, что тепловое загрязнение приводит также к изменению микроклимата. Так, вода, испаряющаяся из градирен, резко повышает влажность окружающего воздуха, что в свою очередь приводит к образованию туманов, облаков и др.
Основные потребители технической воды потребляют около 75 общего расхода воды. В то же время именно эти потребители воды являются основными источниками примесного загрязнения. При промывке поверхностей нагрева котлоагрегатов серийных блоков ТЭС мощностью 300 МВт образуется до 1000 м3 разбавленных растворов соляной кислоты, едкого натра, аммиака, солей аммония, железа и других веществ.
В последние годы новые технологи, применяемые при оборотном водоснабжении, позволяют в 40 раз снизить потребность станции в пресной воде. Что, в свою очередь, ведет к сокращению сброса технической воды в водоемы. Но при этом тоже существуют определенные минусы: в результате упаривания поступающих на подпитку вод их солесодержание увеличивается. По соображениям предупреждения коррозии, накипеобразования и биологической защиты в эти воды вводятся не свойственные природе вещества. В процессе сброса воды и атмосферных выбросов происходит поступление солей в атмосферу и в поверхостные воды. В атмосферу соли попадают в составе гидроаэрозолей капельного уноса, создавая специфический вид загрязнения. увлажнении окружающей территории и сооружений, вызывающем обледенение дорог, коррозию металлоконструкций, образование на элементах ОРУ токопроводящих увлажненных пленок пыли. Кроме того в результате капельного уноса увеличивается подпитка циркуляционной воды, что влечет за собой увеличение затрат на собственные нужды станции.
Форма загрязнения окружающей среды, связанная с изменением ее температуры, происходящая в результате промышленных выбросов нагретого воздуха, отходящих газов и вод в последнее время привлекает все больше внимания со стороны экологов. Хорошо известно образование, так называемого "острова" тепла, возникающего над крупными промышленными районами. В больших городах среднегодовая температура на 1-2 0С выше, чем в окрестностях. В образовании острова тепла играют роль не только выбросы антропогенного тепла, но и изменение длинноволновой составляющей радиационного баланса атмосферы. В целом над этими территориями возрастает нестационарность атмосферных процессов. В случае чрезмерного развития этого явления возможно существенное воздействие на глобальный климат.
Изменение теплового режима водных объектов при сбросе тёплых промышленных стоков может повлиять на жизнь гидробионтов (живые существа, обитающие в воде). Известны случаи, когда сброс теплых вод создавал тепловой барьер для рыб на их пути к нерестилищам.
Заключение
Таким образом, отрицательное влияние теплового воздействия энергетических предприятий на окружающую среду выражается в, первую очередь, в гидросфере - во время сброса отработанной воды и в атмосфере - путем выбросов углекислого газа, который способствует проявлению парникового эффекта. При этом не остается в стороне и литосфера - соли и металлы, содержащиеся в отработанной воде, попадают в почву, растворяются в ней, чем вызывают изменение ее химического состава. Кроме того, тепловое воздействие на окружающую среду приводит к изменению температурного режима в районе энергетических предприятий, что, в свою очередь, может привести к оледенению дорог и почвы в зимний период.
Последствия негативного влияния выбросов энергетических объектов на окружающую среду уже сегодня ощущаются во многих регионах планеты, в том числе и в Казахстане, а в будущем грозят глобальной экологической катастрофой. В связи с этим, разработка мер по снижению тепловых загрязняющих выбросов и их практическая реализация весьма актуальны, хотя зачастую требует значительных капитальных вложений. Последнее и является основным тормозом широкого внедрения в практику. Хотя принципиально многие вопросы решены, но это не исключает возможности дальнейшего их усовершенствования. При этом следует учитывать, что снижение тепловых выбросов, как правило, влечет за собой повышение коэффициента полезного действия энергетической установки.
Тепловое загрязнение может привести к печальным последствиям. По прогнозам Н.М. Сваткова изменение характеристик окружающей среды (повышение температуры воздуха и изменение уровня мирового океана) в ближайшие 100-200 лет может вызвать качественную перестройку окружающей среды (стаивание ледников, подъём уровня мирового океана на 65 метров и затопление обширных участков суши).
Список используемых источников
1. Скалкин Ф.В. и др. Энергетика и окружающая среда. - Л.: Энергоиздат, 1981
2. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды. - М.: Высш. шк., 1987
3. Стадницкий Г.В. Экология: учебник для ВУЗов. - СПб: Химиздат, 2001
4. С.И.Розанов. Общая экология. СПб.: Издательство «Лань», 2003
5. Алисов Н.В., Хорев Б.С. Экономическая и социальная география мира. М.:
6. Гардарики, 2001
7. Чернова Н.М., Былова А.М., Экология. Учебное пособие для педагогических институтов, М., Просвещение, 1988
8. Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П., Экология, М., Издательский дом "Дрофа", 1995
9. Общая биология. Справочные материалы, Составитель В.В.Захаров, М., Издательский дом «Дрофа», 1995
Подобные документы
Вещества, загрязняющие атмосферу, их состав. Платежи за загрязнение окружающей среды. Методы расчетов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы, расчет выбросов на примере ЛОК "Радуга".
курсовая работа , добавлен 19.10.2009
Общая характеристика теплоэнергетики и её выбросов. Воздействие предприятий на атмосферу при использовании твердого, жидкого топлива. Экологические технологии сжигания топлива. Влияние на атмосферу использования природного газа. Охрана окружающей среды.
контрольная работа , добавлен 06.11.2008
Характеристика экологической обстановки, складывающейся в результате хозяйственной деятельности в г. Абакане. Оценка степени загрязнения окружающей среды в результате выбросов токсичных продуктов горения, Расчет эколого-экономического ущерба от пожаров.
контрольная работа , добавлен 25.06.2011
Факторы, влияющие на загрязнение окружающей среды автотранспортом. Влияние режимов движения на объемы выбросов автотранспортных средств. Воздействие климатических условий на объемы выбросов. Закономерность изменения концентрации свинца в течение года.
контрольная работа , добавлен 05.08.2013
Характеристика отраслей промышленности Волгограда и их вклад в ухудшение состояния окружающей среды. Характер вредного воздействия выбросов на человека. Канцерогенный риск для здоровья населения от выбросов в атмосферу ОАО "Волгоградский алюминий".
курсовая работа , добавлен 27.08.2009
Оценка влияния индустриальных объектов на экологические условия Казахстана. Специфика загрязнений, возникающих в результате работы теплоэлектростанций. Анализ изменения геоэкологических условий окружающей среды под воздействием теплоэлектростанции.
дипломная работа , добавлен 07.07.2015
Актуальность очистки выбросов тепловых электростанций в атмосферу. Токсичные вещества в топливе и дымовых газах. Преобразование вредных выбросов ТЭС в атмосферном воздухе. Типы и характеристики золоуловителей. Переработка сернистых топлив перед сжиганием.
курсовая работа , добавлен 05.01.2014
Нарушение окружающей природной среды в результате деятельности человека. Изменение климата, загрязнение атмосферы и гидросферы, деградация земельных ресурсов, парниковый эффект. Пути предотвращения глобальной климатической и экологической катастрофы.
реферат , добавлен 08.12.2009
Факторы, влияющие на эффективность функционирования и развития железнодорожного транспорта. Воздействие объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду, интегральные характеристики для оценки его уровня и определения экологической безопасности.
презентация , добавлен 15.01.2012
Социально-политический и эколого-экономический аспекты проблемы охраны окружающей среды. Глобальные проблемы экологии, признаки нарастающего кризиса. Загрязнение земель и почв в результате антропогенного воздействия. Нарушение и рекультивация земель.
Влияние низких и высоких температур на свойства материалов в большинстве случаев носит диаметрально противоположный характер. Кроме того, быстрое изменение этих температур (в течение суток или нескольких часов) увеличивает эффект вредного их воздействия на машины.
Таблица 3.3.1
Основные характеристики климатических районов
Тепловые воздействия возникают как снаружи системы - солнечная радиация, тепло от близко расположенных источников, так и внутри системы - выделение тепла электронными схемами, при трении механических узлов, химической реакции и др. Особенно вреден нагрев узлов при повышенной влажности окружающей среды, а также при циклическом изменении этих факторов.
Различают три вида
тепловых воздействий:
Непрерывное.
Рассматривают при анализе
надежности систем,
работающих в стационарных
условиях.
Периодическое.
Рассматривают при анализе
надежности систем при
повторно-кратковременном
включении аппаратуры и
изделий под нагрузку и при
резких колебаниях условий
эксплуатации, а также при
суточном изменении внешней
температуры.
Апериодическое. Оценивают при работе изделий в условиях теплового удара, следствием чего являются внезапные отказы.
Повреждение изделий, вызванное стационарным тепловым воздействием, обусловлено, в основном, превышением при эксплуатации предельно допустимого значения температуры.
Деформации изделий, возникающие при периодических тепловых воздействиях, приводят к возникновению повреждений. На некоторые изделия одновременно с периодическим нагревом и охлаждением действуют и резкие изменения давления, что и приводит к повреждениям.
Высокая скорость изменения температуры (тепловой удар), имеющие место при апериодических воздействиях тепла, приводит к быстрому изменению размеров материалов, что является причиной повреждений. Этот факт чаще проявляется при недостаточном учете коэффициентов линейного расширения сопрягаемых материалов. В частности, при повышенных температурах заливочные материалы размягчаются, происходит расширение сопрягаемых с ними материалов, а при переходе к отрицательным температурам происходит сжатие заливочных материалов и растрескивание их в местах соприкосновения с металлами. При отрицательных температурах возможна значительная усадка заливочных материалов, следовательно, у электроизделий повышается возможность электрического перекрытия. Низкие температуры непосредственно ухудшают основные физико-механические свойства конструкционных материалов, повышают возможность хрупкого разрушения металлов. Низкие температуры существенно влияют на свойства полимерных материалов, вызывая процесс их стеклования, высокие же температуры изменяют упругость этих материалов. Нагрев полимерных изоляционных материалов резко снижает их электрическую прочность и сроки службы.
При оценке показателей надежности технических изделий, входящих в системы, необходимы данные об изменениях температуры окружающего воздуха во времени.
Характер
изменения температуры во
времени описывается
случайным процессом:
где
-
средняя температура,
соответствующая времени t, °
С
;
t - время от 0 ч 1 января до
24 ч 31 декабря;
y
- случайная составляющая
температуры,
соответствующая времени t, °
С
.
Среднее значение
рассчитывают по формуле:
где А 0 -
коэффициент численно
равный математическому
ожиданию средней годовой
температуры, °
С
;
А i , В i -
амплитуды колебаний
математического ожидания
температуры,
соответствующие частоте w
i
.
При резком
изменении температуры
воздуха происходит
неравномерное охлаждение
или нагрев материала, что
вызывает дополнительные
напряжения в нем.
Наибольшие напряжения
возникают при резком
охлаждении деталей.
Относительное удлинение
или сжатие отдельных слоев
материала определяется
зависимостью
,
где a
t
- коэффициент линейного
расширения;
t 1 - температура в
первом слое;
t 2 - температура во
втором слое; t 2 = t 1
+ (¶
t
/
¶
l
)D
l;
D
l
- расстояние между слоями.
Дополнительные (температурные) напряжения в материале
,
где Е - модуль упругости
материала.
Зависимость удельной
электропроводности
материала от его
температуры определяется
уравнением
,
где s
эо
- удельная
электропроводность при t = 0 °
С,
a
- температурный
коэффициент.
Скорость процессов механического разрушения нагруженного твердого тела и, соответственно, время до разрушения зависят от структуры и свойств тела, от напряжения, вызываемого нагрузкой, и температуры.
Предложен ряд
эмпирических формул,
описывающих зависимость
времени до разрыва t
(или скорости разрушения u
2)
от этих факторов.
Наибольшее признание
получила установленная
экспериментально для
многих материалов (чистых
металлов, сплавов,
полимерных материалов,
полупроводников
органического и
неорганического стекла и
др.) следующая температурно-временная
зависимость прочности -
между напряжением s
,
температурой Т и временем t
от момента приложения
постоянной механической
нагрузки до разрушения
образца:
,
где t
0
, U 0 , g
- параметры уравнения,
характеризующего
прочностные свойства
материалов.
Графики зависимости lgt от s для различных Т представляют собой семейства прямых линий, сходящихся при экстраполяции в одной точке при lgt = lgt 0 (рис. 3.3.1).
Рис. 3.3.1. Типичная зависимость долговечности материала от напряжения при различных температурах (Т 1 <Т 2 <Т 3 <Т 4)
Для скорости процесса
разрушения, следовательно,
можно написать:
.
Все изменения
прочностных свойств
материалов, проходящие при
изменении их чистоты, при
тепловой обработке и
деформации, связаны с
изменением только величины
g
.
Значения g
может быть вычислено из
временной зависимости,
полученной при одной
температуре:
g
=
a
R T ,
где a
- тангенс угла наклона
прямой lg = f(s
).
Как говорилось
выше, низкие температуры
изменяют физико-механические
свойства конструкционных и
эксплуатационных
материалов. Результатами
воздействия низких
температур являются:
–увеличение вязкости
дизельного топлива;
–снижение смазывающих
свойств масел и густых
смазок;
–застывание
механических жидкостей,
масел и смазок;
–замерзание конденсата
и охлаждающих жидкостей;
–снижение ударной
вязкости нехладостойких
сталей;
–отвердевание и
охрупчивание резин;
–уменьшение
сопротивления
электропроводников;
–обледенение и покрытие
инеем элементов машин.
Последствиями
этих факторов являются:
–ухудшение условий
работы узлов трения и
устройств машины;
–снижение несущей
способности элементов;
–ухудшение
эксплуатационных свойств
материалов;
–воздействие
дополнительных нагрузок;
–пробой изоляции
обмоток электрических
машин систем.
Перечисленные влияния низких температур на свойства материалов вызывают увеличение параметров пусковых, нагрузочных и рабочих отказов, а также снижение сроков службы элементов машин.
Профилактика:
Обратить внимание на эргономическую проработку рабочего места.
1. Разместите монитор так, чтобы его верхняя точка находилась прямо перед вашими глазами или выше, что позволит держать голову прямо, и исключит развитие шейного остеохондроза. Расстояние от монитора до глаз должно быть не меньше 45 см;
2. Стул должен иметь спинку и подлокотники, а так же такую высоту, при которой ноги могут прочно стоять на полу. Идеальным будет приобретение кресла с регулирующейся высотой, в таком случае спинка позволит держать спину прямо, подлокотники дадут возможность отдохнуть рукам, правильное положение ног не будет мешать кровообращению в них;
3. Расположение часто используемых вещей не должно приводить к долгому нахождению в какой либо искривлённой позе;
4. Освещение рабочего места не должно вызывать блики на экране монитора. Нельзя ставить монитор рядом с окном, так чтобы вы одновременно видели и экран и то, что находится за окном.
5. При работе с клавиатурой, угол сгиба руки в локте должен быть прямым (90 градусов);
6. При работе с мышкой кисть должна быть прямой, и лежать на столе как можно дальше от края. Во время работу не забывайте о регулярных перерывах для отдыха, Ограничить количество времени.
1. Ионизирующее излучение как неблагоприятный фактор окружающей среды Естественный радиационный фон, его величина и составляющие. Гигиеническое значение радона.
Руководящие документы.
Руководящие документы.
1. Федеральный закон о радиационной безопасности №3-ФЗ
2. Нормы радиационной безопасности(НРБ 99) СП 2.6.1.758-99
3. Основные СП обеспечения радиационной безопасности.
4. Гигиениечские требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований. СанПиН 2.6.1.802-99
Радиационная гигиена–отрасль гигиенической науки,изучающая влияние ИИ на здоровье людей и разрабатывающая мероприятия по снижению его неблагоприятного воздействия.
Радиационная безопасность населения это состояние защищенности настоящего и будущего поколения людей от вредного для их здоровья воздействия ИИ.
ИИ - излучение, которое создаётся при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе, и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков. Мерой чувствительности к действию ИИ является радиочувствительность.
ИИ бывает корпускулярным(альфа, бета-частицы, космические лучи, протоны, нейтроны) и электромагнитным(гамма, рентгеновское излучение).Альфа излучение- ИИ,состоящее из альфа частиц(ядер гелия-2 протона и 2 нейтрона), испускаемое при ядерных превращениях.Бета излучение- электронное и позитронное ИИ, испускаемое при ядерных превращениях. Гамма-излучение - фотонное
ИИ делят на две группы:
1Закрытые-источники излучения, устройство которых исключает загрязнение окружающей среды РВ при предвидимых условиях их применения, но при нарушении рекомендуемой технологии или аварии они все же могут попадать в окружающую среду. К закрытым источникам ИИ относят: гамма-установки, рентгеновские аппараты, ампулы с РВ, металлические патроны с РВ, вплавленные в металл РВ.
2Открытые - источники излучения, при использовании которых возможно попадание РВ во внешнюю среду и ее загрязнение. К открытым источникам ИИ относят РВ в порошкообразном, растворенном или газообразном состоянии, применяемые после разгерметизации упаковки. Объекты, работающие только с закрытыми ИИ,могут размещаться внутри жилых кварталов без установления санитарно-защитных зон при условии наличия необходимых защитных ограждений. При работе с закрытыми источниками наибольшую опасность представляет внешнее облучение,т.е облучение организма от находящихся вне его ИИИ. Здесь опасны ИИ с большой длиной пробега, т.е. с высокой проникающей способностью (рентгеновское, гамма-излучение).
Лучевые нагрузки населения в современных условиях, в том числе вклад медицинских процедур с использованием НИИ. радиационный риск, методы его оценки.
2. Пищевые отравления немикробной этиологии. Причины их возникновения. Основные направления предупреждения.
К пищевым отравлениям относят заболевания различной природы, возникающие при употреблении пищи, содержащей болезнетворные микроорганизмы или их токсины либо другие ядовитые для организма вещества немикробной природы.
НЕМИКРОБНЫЕ ПИЩЕВЫЕ ОТРАВЛЕНИЯ
К этой группе относятся отравления несъедобными ядовитыми продуктами (грибы и дикорастущие растения), пищевыми продуктами, временно ставшими ядовитыми или частично приобретшими ядовитые свойства (соланин картофеля, бобы фасоли, горькие ядра косточковых плодов, органы животных), отравления, вызванные ядовитыми примесями в пищевых продуктах (соли тяжелых металлов, сорняки и ядохимикаты).
Отравления несъедобными продуктами растительного и животного происхождения Отравление грибами. Среди отравлений растительного происхождения наиболее часты заболевания, вызываемые грибами. В среднем около 15% случаев отравление грибами заканчиваются летальным исходом.
Профилактика: обязательное проваривание грибов, отвар не использовать. Отравление возможно и при употреблении съедобных грибов при их загрязнении микроорганизмами и длительном хранении. Грибы могут быть загрязнены и химическими соединениями (из почвы, посуды). Для профилактики необходимо знание технологии приготовления грибов. Профилактика: ограничение списка грибов, разрешенных для заготовки и продажи; допуск в заготовку и продажу только сортированных по отдельным видам грибов; ограничение видов грибов, допускаемых в продажу в сушеном виде; санпросвет работа с населением.
Ядра косточковых плодов (абрикосы, персики, сливы, вишни, черешня, кизил, горький миндаль). В ядрах этих растений постоянно присутствует гликозид амидалин, который при расщеплении выделяет синильную кислоту. Профилактика: санпросвет работа с разъяснением возможных грозных осложнений, наблюдение за детьми.
Микотоксикозы. Заболевания, возникающие в результате потребления пищевых продуктов, в которых размножились токсические грибки.
Эрготизм - отравление рожками спорыньи, поражающих рожь и, реже, пшеницу. Профилактика: контроль за содержанием токсина в муке, проведение агротехнических мероприятий.
Алиментарно-токсическая алейкия - возникает при употреблении продуктов из зерна злаков, перезимовавших под снегом на корню. Характерны диспепсические явления, далее развивается лейкопения и различные ангины, в т.ч. некротическая. Профилактика: запрет употребления перезимовавшего зерна.
Афлатоксикозы. После короткого инкубационного периода (до 2 суток) развиваются явления нейротоксикоза (нарушение координации движений, судороги, парезы), геморрагический синдром и прогрессирующий цирроз печени (самый сильный канцероген). Профилактика: контроль плесени в продуктах.
Пищевые отравления пестицидами. Пестициды (ядохимикаты) - синтетические химические вещества различной степени токсичности, применяемые в сельском хозяйстве для защиты культурных растений от сорняков, вредителей и болезней, а также для стимуляции роста, развития семян плодов и др. целей. Профилактика: полное исключение остаточного содержания пестицидов во внешней среде и обладающих выраженным кумулятивным действием; допускается остаточное количество тех веществ, которые не оказывают вредного воздействия; строгое выполнение инструкции по применению (назначение, концентрация, вид обработки, сроки); контроль за содержанием.
3. Социально-гигиеническое значение жилищ. Гигиенические требования к планировке, оборудованию и содержанию жилых зданий и помещений квартирного типа.
СанПиН 2.1.2.1002-00 (в ред. Изменения от 21.08.2007 N59)
Требования к жилым зданиям и помещениям общественного назначения, размещаемым в жилых зданиях:
1. Строительство жилых зданий должно проводиться по проектам, отвечающим требованиям настоящих правил.
3. Высота жилых помещений от пола до потолка в домах жилищного фонда социального использования должна быть не менее 2,5 м.
4. В жилых зданиях не допускается размещение объектов общественного назначения, оказывающих вредное воздействие на человека.
5. Помещения общественного назначения, встроенные в жилые здания, должны иметь входы, изолированные от жилой части здания.
6. При размещении в жилом здании помещений общественного назначения, инженерного оборудования и коммуникаций следует обеспечивать соблюдение гигиенических нормативов, в том числе по шумозащищенности жилых помещений.
Требования к содержанию жилых помещений
1. Не допускается:
Использование жилого помещения для целей, не предусмотренных проектной документацией;
Хранение и использование в жилых помещениях и в помещениях общественного назначения, размещенных в жилом здании, веществ и предметов, загрязняющих воздух;
Выполнение работ или совершение других действий, являющихся источниками повышенных уровней шума, вибрации, загрязнения воздуха, либо нарушающих условия проживания граждан в соседних жилых помещениях;
Захламление, загрязнение и затопление подвалов и технических подполий, лестничных пролетов и клеток, чердачных помещений, других мест общего пользования;
Использование бытовых газовых приборов для обогрева помещений.
2. Необходимо:
Своевременно принимать меры по устранению неисправностей инженерного и другого оборудования, расположенного в жилом помещении (систем водопровода, канализации, вентиляции, отопления, мусороудаления, лифтового хозяйства и пр.), нарушающих санитарно-гигиенические условия;
Обеспечивать своевременный вывоз бытовых отходов, содержать в исправном состоянии мусоропроводы и мусороприемные камеры;
Проводить мероприятия, направленные на предупреждение возникновения и распространения инфекционных заболеваний, связанных с санитарным состоянием жилого здания. При необходимости проводить мероприятия по уничтожению насекомых и грызунов (дезинсекция и дератизация).
1. Почва Ее гигиеническое и эпидемиологическое значение. Состав и свойства Источники антропогенного загрязнения. Критерии оценки санитарного состояния. Процессы самоочищения.
Под почвой подразумевают верхний слой поверхности Земли, состоящий из минеральных и органических веществ, заселенный большим количеством микроорганизмов.
Химический состав почвы.
Здоровой почвой называют легкопроницаемую, крупнозернистую незагрязненную почву. Почва считается здоровой, если содержание глины и песка в ней составляет 1:3, отсутствуют возбудители болезней, яйца гельминтов, а микроэлементы содержатся в количествах, не вызывающих эндемические заболевания.
К физическим свойствам почвы относятся:
1 Пористость (зависит от величины и формы зерен)
2 Капиллярность почвы . Способность почвы поднимать влагу.
3 Влагоемкость почвы - то есть способность почвы удерживать влагу: высокую влажность будет иметь чернозем, меньше подзолистая и еще меньше песчаная почва.
4 Гигроскопичность почвы - это способность притягивать водяные пары из воздуха.
5 Почвенный воздух.
В чистой почве содержится в основном кислорода и углекислый газ, в загрязненных почвах добавляется водород и метан.
6 Почвенная влага - существует в химически связанном, в жидком и газообразном состоянии. Влага почвы оказывает влияние на микроклимат и на выживание микроорганизмов в почве.
Эпидемиологическое значение.
Возбудители инфекционных заболеваний - их делят на 2 группы:
1.Постоянно обитающие в почве. К ним относятся возбудители газовой гангрены, сибирской язвы, столбняка, ботулизма, актиномикозов.
2.Временно находящиеся в почве микроорганизмы - это возбудители кишечных инфекция, возбудители тифо-паротифозных заболеваний, дизентерийные бактерии, холерный вибрион; возбудители туберкулеза и возбудители туляремии могут находится в почве и постоянно и временно.
Гигиеническое значение почвы
Почва обладает большой способностью инактивировать попадающие в нее вредные вещества и патогенные микроорганизмы за счет физико-химических процессов, микробиологического разложения, поглощения высшими растениями и почвенной фауной, т. е. активно участвует в процессах самоочищения.
Классификация почвенных загрязний:
Загрязнение почв - вид антропогенной деградации почв, при которой содержание химических веществ в почвах, подверженных антропогенному воздействию, превышает природный региональный фоновый уровень их содержания в почвах.
1) Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами.
2) Тяжёлыми металлами.
3) Пестицидами.
4) Микотоксинами.
5)Радиоактивными веществами.
Критерии оценки санитарного состояния :
1. Санитарно-химические критерии. Для санитарно-гигиенической оценки почвы также важно знать содеражине таких показателей загрязнения как нитриты, соли аммиака, нитаты, хлориды, сульфаты. Их концентрация или доза должна сравниваться с контрольной для данной местности почвой. Производится оценка почвенного воздуха на предмет содержания в нем водорода и метана наряду с углекислым газом и кислородом.2. Санитарно-бактериологические показатели: к ним относятся титры микроорганизмов. 3.Гельминтологическая оценка. В чистой почве не должно содержатся гельминтов, их яиц и личинок.4.Санитарно-энтомологические показатели - подсчитывают число личинок и куколок мух.5.Альгологические показатели: в чистой почве преобладают желто-зеленые водоросли, в загрязненной - сине-зеленые и красные водоросли.6.Радиологические показатели: необходимо знать уровень радиации и содержание радиоктивных элементов.7.Биогеохимические показатели (для химических веществ и микроэлементов).
Самоочищение почвы - способность почвы уменьшать концентрацию загрязняющего вещества в результате протекающих в почве процессов миграции.
Под действием ферментов гнилостных бактерий сложные органические вещества, попавшие в почву, разлагаются на простые минеральные соединения (СО2, Н2О, NH3, H2S), доступные для питания автотрофных организмов. Наряду с процессами распада органических веществ в почве происходят процессы синтеза.
2. Санитарно-эпидемиологические требования к хранению и первичной обработке пищевых продуктов, приготовлению и хранению готовой пищи.
Обработка продуктов производится в соответствующих производственных помещениях с использованием отдельных разделочных досок и ножей,маркированные для каждого продукта.
При хранении пищевых продуктов на производственных складах внимание уделяется срокам и условиям хранения, особенно температурному режиму. Выдача продуктов в столовую производится на каждый прием пищи с учетом времени, необходимого для еготехнологической обработки (мороженное мясо за 12 ч, мороженная рыба – за 4-6 ч)Мороженное мясо оттаивается в неразрубленном виде подвешенным на крючьях.(в воде запрещено) перед разрубкой туши промываются водой, срезают загрязненные участки, клейма,кровоподтеки,.
Важным является строгое соблюдение поточности обработки продуктов питании по времени. Сроки изготовления блюд с момента завершения первичной обработки сырья и полуфабрикатов до тепловой обработки и реализации готовой пищи должны быть минимальны. Фарш приготавливается не ранее чем за час до готовки. Хранение полуфабриката допускается тольк в холодильнике. Мороженную рыбу отстаивают в холодной воде 2-4 ч, афиле – на производственных столах при комнатной температуре. Оттаявшая рыба немедленно подвергается первичной, затем тепловой обработке.
Термическая обработка: мясо-варится кусками 1,5-2 кг в течение 2-2,5 ч.
Молоко,полученное в цистернах может использоваться только после кипячения.
Очищенный картофель хранится не более 4 ч
Мясные порции перед выдачей должны быть подвергнуты повторной тепловой обработке(кипячение в бульоне 15-20 мин)
Приготовление сладких блюд должно быть закончено не ранее,чем за 2 ч до приема пищи.
Готовая пища выдается на столы за 10-15 мин до времени приема пищи. Температура пищи к моменту ее приема должна быть для первых блюд – не ниже 75 град,для вторых – не ниже 65, чая -80, холодных закусок –не выше 14.
Срок хранения пищи в холодильнике не должен привышать 4 ч.
Перед выдачей пища подвергается обязательной повторной тепловой обработке. Первые блюда кипятятся, мясные порции провариваются втечение 15-20 мин, рыбные порции и гарнир прожариваются. Дальнейшее их хранение после тепловой обработки не разрешается.
3. Факторы, способствующие переохлаждению организма человека. Основные направления и средства профилактики.
Пониженной считается t ниже +15°С. Температура, которая не вызывает напряжения терморегуляторного аппарата, когда сохранено равновесия между теплопродукцией и теплоотдачей, считается оптимальной (тепловой комфорт).
При падении t воздуха ниже оптимальных величин (особенно в сочетании с ветром и высокой влажностью воздуха) возрастают теплопотери организма. До некоторого времени (в зависимости от тренировки организма) это компенсируется за счет механизмов термоорегуляции.
При значительном усилении охлаждающей способности среды тепловой баланс нарушается: теплопотери превышают теплопродукцию, при этом наступает переохлаждение организма.
В первую очередь охлаждаются поверхностные ткани (кожа, жировая клетчатка, мышцы), при сохранении нормальной t паренхиматозных органов. Это не опасно и способствует уменьшению теплопотерь.
При дальнейшем охлаждении снижается t всего тела, что сопровождается рядом негативных явлений (снижается сопротивляемость организма к инфекциям).
При локальном охлаждении отдельных участков тела могут развиться заболевания опорно-двигательного аппарата (миозиты, артриты) и периферической нервной системы (невриты, радикулит).
Профилактика: 1 – Закаливание – тренировка организма, повышающая сопротивляемость его к охлаждению. 2 – Подбор соответствующей одежды. 3 – Создание благоприятного микроклимата в помещениях (отопление). 4 – Более калорийное питание.
1. Факторы риска для здоровья школьников в общеобразовательных учреждениях.
Содержание и организация обучения всегда должна соответствовать возрастным особенностям учащихся. Подбор объёма учебной нагрузки и уровня сложности изучаемого материала в соответствии с индивидуальными возможностями ученика- одно из главных и обязательных требований к любой образовательной технологии, определяющей характер ее влияния на здоровье учащегося. Однако сделать это в массовой современной школе очень трудно.
Существенное увеличение учебной нагрузки в школе: у детей отмечается большая распространенность нервно- психических нарушений, утомляемость, сопровождаемая иммунным и гормональными дисфункциями. Переутомление создает предпосылки развития острых и хронических нарушений здоровья, развития нервных, психсоматических и других заболеваний. Отмечается тенденция к росту числа заболеваний нервной системы и органов чувств у детей.
Вынужденное положение тела во время работы, «монотония».
Раннее начало уроков в 1 смене, и поздний конец уроков во 2 смене.
2. Отработавшие газа двигателей внутреннего сгорания. Их состав, действие на организм человека и профилактика отравлений.
ОГ - смесь газов с примесью взвешенных частиц, образовавшихся в результате сгорания моторного топлива.
Компоненты, содержащиеся в выхлопных газах можно разделить на вредные и безвредные.
Безвредные:
Кислород O2
Диоксид углерода CO2 см. позже парниковый эффект
Водяной пар H2O
Вредные вещества:
Монооксид углерода СО (угарный газ)
Углеводородные соединения HC (несгоревшее топливо и масло)
Осиды азота NO и NO2 которые обозначаются NOx поскольку O постоянно меняется
Оксид серы SO2
Твердые частицы (копоть)
Количество и состав отработавших газов определяются конструктивными особенностями двигателей, их режимом работы, техническим состоянием, качеством дорожных покрытий, метеоусловиями
Токсическое действие СО заключается в его способности превращать часть гемоглобина крови в карбо-ксигемоглобин, вызывающий нарушение тканевого дыхания. Наряду с этим СО оказывает прямое влияние на тканевые биохимические процессы, влекущие за собой нарушение жирового и углеводного обмена, витаминного баланса и т. д. Токсический эффект СО связан также с его непосредственным влиянием на клетки центральной нервной системы. При действии на человека СО вызывает головную боль, головокружение, быструю утомляемость, раздражительность, сонливость, бо-ли в области сердца. Острые отравления наблюдаются при вдыхании воздуха с концентрацией СО более 2.5 мг/л в течение 1 часа.
Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, рта. Воздействие NO2 способствует развитию заболеваний легких. Симптомы отравления проявляются только через 6 часов в виде кашля, удушья, возможен нарастающий отек легких. Также NОХ участвуют в формировании кислотных дождей.
Отдельные углеводороды СН (бензапирен) являются сильнейшими канцерогенными веществами, переносчиками которых могут быть частички сажи.
При работе двигателя на этилированных бензинах образуются частицы твердого оксида свинца. Присутствие свинца в воздухе вызывает серьезные поражения органов пищеварения, центральной и периферической нервной системы. Воздействие свинца на кровь проявляется в снижении количества гемоглобина и разрушении эритроцитов.
Профилактика:
Альтернативные топлива.
Законодательные ограничения выбросов вредных веществ
Система нейтрализации ОГ (темрический, каталитический)
3. Организация питания военнослужащих в стационарных условиях. Виды питания. Основные направления и содержание медицинского контроля.
Правильная организация войскового питания достигается выполнением следующих требований:
· постоянным контролем за полнотой доведения положенных норм продовольственных пайков до питающихся;
· правильным планированием питания личного состава, рациональным использованием норм продовольственных пайков, обязательным выполнением кулинарных правил обработки продуктов и приготовления пищи, разработкой и соблюдением наиболее целесообразного режима питания для различных контингентов военнослужащих с учетом характера и особенностей их служебной деятельности;
· приготовлением вкусной, полноценной, доброкачественной и разнообразной пищи по установленным нормам продовольственных пайков;
· устройством и оборудованием столовых воинских частей с учетом внедрения прогрессивных технологий и созданием максимальных удобств в работе;
· умелой эксплуатацией технологического, холодильного и немеханического оборудования, столовой и кухонной посуды, своевременным их техническим обслуживанием и ремонтом;
· соблюдением санитарно-гигиенических требований при обработке продуктов, приготовлении, раздаче и хранении пищи, мытье посуды, содержании помещений столовой, а также правил личной гигиены поварами и другими работниками столовой;
· четкой организацией работы поварского состава и суточного наряда по столовой воинской части;
· соблюдением военнослужащими определяемых Уставами норм поведения в столовой во время приема пищи;
· проведением мероприятий, направленных на совершенствование и улучшение организации войскового питания: конференций по питанию, смотров-конкурсов на лучшую столовую, выставок блюд и т.д.;
·регулярным проведением контрольно-показательных, варок пищи, занятий с младшими специалистами продовольственной службы и повышением их квалификации.
Режим питания военнослужащих определяет количество приемов пищи в течение суток, соблюдение физиологически обоснованных промежутков времени между ними, целесообразное распределение продуктов по приемам пищи, положенных по нормам продовольственных пайков в течение дня, а также прием пищи в строго установленное распорядком дня время.
Разработка режима питания военнослужащих возлагается на командира воинской части, его заместителя по тылу, начальников продовольственной и медицинской служб воинской части.
В зависимости от характера учебно-боевой деятельности и норм продовольственных пайков для личного состава ВС РФ устанавливается трех- или четырехразовое питание.
Трехразовое питание (завтрак, обед и ужин) организуется в воинской части, где личный состав питается по общевойсковому пайку и не менее 4-х раз - по пайку для суворовцев, нахимовцев и воспитанников военно-музыкальных училищ.
Промежутки между приемами пищи не должны превышать 7 часов. С учетом этого при установлении распорядка дня воинской части завтрак планируется до начала занятий, обед - после окончания основных занятий, ужин - за 2-3 часа до отбоя. После обеда в течении 30 мин. (не менее) не разрешается проводить занятия или работы.
Проходя через любой проводник, сообщает ему некоторое количество энергии. В результате этого проводник нагревается. Передача энергии происходит на молекулярном уровне, т. е., электроны взаимодействуют с атомами или ионами проводника и отдают часть своей энергии.
В результате этого, ионы и атомы проводника начинают двигаться быстрей, соответственно можно сказать, что внутренняя энергия увеличивается и переходит в тепловую энергию.
Данное явление подтверждается различными опытами, которые говорят о том, что вся работа, которую совершает ток, переходит во внутреннюю энергию проводника, она в свою очередь увеличивается. После этого уже проводник начинает отдавать её окружающим телам в виде тепла. Здесь уже в дело вступает процесс теплопередачи, но сам проводник нагревается.
Этот процесс рассчитывается по формуле: А=U·I·t
А – это работа тока, которую он совершает, протекая через проводник. Можно также высчитать количество теплоты, выделяемое при этом, ведь это значение равно работе тока. Правда, это касается, лишь неподвижных металлических проводников, однако, такие проводники встречаются чаще всего. Таким образом, количество теплоты, также будет высчитываться по той же форме: Q=U·I·t .
История открытия явления
В своё время свойства проводника, через который протекает электрический тока, изучали многие учёные. Особенно среди них были заметны англичанин Джеймс Джоуль и русский учёный Эмилий Христианович Ленц. Каждый из них проводил свои собственные опыты, а вывод они смогли сделать независимо друг от друга.
На основе своих исследований, они смогли вывести закон, который позволяет дать количественную оценку выделяемого тепла в результате воздействия электрического тока на проводник. Данный закон получил название «Закон Джоуля-Ленца». Джеймс Джоуль установил его в 1842 году, а примерно через год Эмиль Ленц пришёл к тому же выводу, при этом их исследования и проводимые опыты никак не были связаны друг с другом.
Применение свойств теплового действия тока
Исследования теплового воздействия тока и открытия закона Джоуля-Ленца позволили сделать вывод, подтолкнувший развитие электротехники и расширить возможности применения электричества. Простейшим примером применения данных свойства является простая лампочка накаливания.
Устройство её заключается в том, что в ней применяется обычная нить накаливания, сделанная из вольфрамовой проволоки. Этот металл был выбран не случайно: тугоплавкий, он имеет довольно высокое удельное сопротивление. Электрический ток проходит через эту проволоку и нагревает её, т. е. передаёт ей свою энергию.
Энергия проводника начинает переходить в тепловую энергию, а спираль разогревается до такой температуры, что начинает светиться. Главным недостатком такой конструкции, конечно, является то, что происходят большие потери энергии, ведь только небольшая часть энергии преобразуется в свет, а остальная уходит в тепло.
Для этого вводится такое понятие в техники, как КПД, показывающее эффективность работы и преобразования электрической энергии. Такие понятия как КПД и тепловое воздействие тока применяются повсеместно, так как существует огромное количество приборов основанных подобном принципе. Это в первую очередь касается нагревательных приборов: кипятильников, обогревателей, электроплит и т. д.
Как правило, в конструкциях перечисленных приборах присутствует некая металлическая спираль, которая и производит нагревание. В приборах для нагревания воды она изолирована, в них устанавливается баланс между потребляемой из сети энергией (в виде электрического тока) и тепловым обменом с окружающей средой.
В связи с этим, перед учёными стоит нелёгкая задача по снижению потерь энергии, главной целью является поиск наиболее оптимальной и эффективной схемы. В данном случае тепловое воздействие тока является даже нежелательным, так как именно оно и ведёт к потерям энергии. Самым простым вариантом является повышение напряжения при передаче энергии. В результате снижается сила тока, но это приводит к снижению безопасности линий электропередач.
Другое направление исследований – это выбор проводов, ведь от свойств проводника зависят и тепловые потери и прочие показатели. С другой стороны, различные нагревательные приборы требуют большого выделения энергии на определённом участке. Для этих целей изготавливают спирали из специальных сплавов.
Для повышения защиты и безопасности электрических цепей применяются специальные предохранители. В случае чрезмерного повышения тока сечение проводника в предохранителе не выдерживает, и он плавится, размыкая цепь, защищая, таким образом, её от токовых перегрузок.
Стрессорное воздействие. Достаточной силы тепловые процедуры, особенно баня, оказывают на организм человека стрессорное влияние. Если это грамотно использовать, то можно активировать защитные силы и укрепить организм. Так, умеренная баня встряхивает, обновляет, тонизирует человеческий организм. Именно поэтому выходишь из бани в прекрасном настроении. Пожилым людям особенно необходима подобная физиологическая встряска. Это позволит значительно активировать их организм, сохранить бодрость и силу до преклонных лет.
На кожу. Воздействие теплом (как и холодом) на кожу означает:
а) воздействие на самый большой орган в человеческом организме. Кожный покров составляет около 1,5 мг ткани, 20% от общего веса человека;
б) воздействие на естественную защиту. Наша кожа — «передний край обороны» человеческого организма. Непосредственно вступает в контакт с окружающей средой. Защищает наши сосуды, нервы, железы, внутренние органы, от холода и перегрева, от повреждений и микробов. Кожа содержит вещество лизоцим, губительное для многих бактерий;
в) воздействие на дыхательную и водно-выделительную функцию кожи. Кожа дышит, а значит, помогает легким. Через нее выделяется вода, что облегчает работу почкам. С ее помощью мы освобождаемся от шлаков;
г) воздействие на сальные железы. Сальные железы имеют выход наружу в виде пор, смазывая нашу кожу тонким слоем особой эмульсии, которая смягчает, предохраняет ее от высушивания, придает эластичность, упругость и блеск. Если сальные железы функционируют плохо, то кожа страдает, а вместе с ней страдает и организм;
д) защиту от инфекций. Человеческий организм в борьбе с инфекцией способен вырабатывать антитела - противоядие, не только убивающее бактерии, но и обеззараживающее выделяемые ими яды. Эта защита продолжает действовать и когда выздоравливаешь. Так возникает невосприимчивость к болезни - иммунитет, в формировании которого, как показали новейшие исследования, кожа участвует самым активнейшим образом. Но кожа это может делать лишь тогда, когда она чиста и здорова. Чистая, здоровая кожа противодействует непрерывной агрессии микробов. Заражение через кожу возможно лишь при ее загрязнении. Исследования ученых показали, что микроорганизмы на чистой коже быстро погибают;
е) образование грязи на коже. Недавно датские микробиологи обнаружили в пыли клещики диаметром всего 30 микрон, питающиеся отмершими частицами человеческой кожи и вызывающие одну из форм астмы. Смешиваясь с потом, с постоянно выделяющимся кожным салом и чешуйками омертвевшего рогового слоя, эти пылинки образуют то, что мы называем грязью. Грязная кожа теряет упругость, становится беззащитной. Воспаления, нагноения чаще всего вызываются стафилококками;
ж) причины кожных заболеваний. Многие болезни кожи являются причинами выброса токсического содержимого организма изнутри наружу. Так организм борется от накопившихся в нем ядовитых веществ, если органы выделения не справляются. Поэтому, чтобы банный жар не действовал на кожу как «пылесос», через который удаляется токсическое содержимое организма, проведите предварительную очистку всех важнейших систем организма - кишечника, печени, жидкостных сред;
з) очищающее. Сильный приятный жар (бани), как никакое другое гигиеническое средство, открывает и тщательно прочищает все поры тела, удаляет грязь. Мягко снимает с верхнего слоя кожи отжившие, омертвевшие клетки. Полезно знать, что только за одни сутки у человека в среднем погибает и восстанавливается двадцатая часть клеток кожного покрова. Так влажный жар бани помогает самообновлению кожи;
и) бактерицидное действие жара. Жар сауны и бани обладает бактерицидностью. Гибнут в этом жару и микробы на теле человека;
к) косметический эффект. Горячие и влажные процедуры позволяют усилить ток крови, тренирует сосуды, прилегающие к коже. От этого кожа смотрится не только привлекательнее, но улучшаются и ее физиологические свойства. Ей не страшны перепады температур. К тому же повышается ее осязательная способность.
Насыщение организма влагой и теплом. Одной из особенностей феномена жизни является постоянная борьба организма за сохранение оптимального количества влаги и тепла. Посудите сами: трехдневный человеческий зародыш состоит на 97% из воды, взрослый - почти на две трети своего веса, а старый человек - еще меньше. Взрослый человек при нормальных условиях выдыхает за 1 час около 25,5 г воды (это в сутки около 600 г). С годами любой человек теряет воду и тепло, а с ними уходит и жизненная сила. Влажная банная процедура позволяет организму человека пополнять и то и другое. В результате этого жизненные проявления в организме человека восстанавливаются. Особенно это полезно для пожилых и старых людей.
Влияние на кровообращение вообще. Как ранее указывалось, жар сильно стимулирует циркуляторные процессы в организме. Главной циркулирующей жидкостью в организме является кровь. Поэтому активизируется деятельность сердца, кровь быстро циркулирует по организму, орошая все органы и системы без исключения. Вот почему простой прогрев помогает просто и эффективно избавиться от застоя крови. Здоровье, сопротивляемость организма внешним и внутренним неблагоприятным факторам во многом зависят от кровообмена. А с возрастом кровообмен имеет тенденцию сокращаться. Так, после обследования кровообмена у 500 людей, было установлено, что в среднем у 18-летних лиц через 1,5 см3 мышц проходит 25 см3 крови. К 25 годам количество циркулирующей в мышцах крови уменьшается почти наполовину. Особенно снижается кровоснабжение мышц у тех, кто ведет малоактивный образ жизни. Что особенно ценно, в результате нагрева организма приходит в движение резервная кровь, которой у человека 1 л (из 5-6 л). Резервная кровь, богатая ценнейшими питательными веществами, осуществляет прекрасное питание клеток организма. В начале разогрева организма давление крови несколько повышается. А потом - благодаря расширению кровеносных сосудов - идет его снижение.
Влияние жара на капиллярное кровообращение. Если рассматривать кровеносную систему, то в капиллярах находится 80% всей циркулирующей крови в организме. Общая протяженность капилляров около 100 тыс. километров. Система капилляров представляет своеобразный сосудистый скелет, орошающий каждую нашу клеточку организма. В каждом плохо функционирующем органе, как правило, находят спазм капилляров, их расширение или сужение. Любой болезнетворный процесс это, прежде всего, нарушение капиллярного кровообращения. Жар бани увеличивает циркуляторные процессы в организме, расслабляет спазмы в тканях и органах, что способствует восстановлению нормальной циркуляции крови, а значит, восстанавливает работу органа или ткани.
Влияние жара на картину крови. Академик И. Р. Тарханов доказал, что после банной процедуры количество эритроцитов и гемоглобина увеличивается. Новейшие исследования подтвердили это открытие. Под влиянием банной процедуры увеличивается и количество лейкоцитов - белых кровяных шариков, участвующих в иммунной защите организма.
Влияние жара на сердце. Под влиянием жара банной процедуры происходит активизация работы сердечной мышцы. Сила ее сокращений увеличивается. Регулярная парная приводит к тренирующему эффекту сердечной мышцы. Это было подтверждено экспериментально. Группе мужчин в возрасте 30-40 лет был предложен тест на определение работы сердечной мышцы - как можно быстрее подняться без лифта на 12-й этаж. Фиксировались время, затраченное на это восхождение, частота сердечных сокращений и дыхание, а также время восстановления этих показателей. Затем все участники эксперимента были разделены на две группы. Одна группа стала два раза в неделю заниматься бегом трусцой, другая столько же раз в неделю посещала баню, где применялись контрастные воздействия: четыре-пять заходов в парную по 5-7 мин, с последующим обливанием холодной (12-15° С) водой в течение 20-40 с и 1-2 мин теплой (35-37° С). Между каждым заходом в парную отдых 5-7 мин. Через три месяца контрольный тест был повторен (подъем на 12-й «этаж без лифта). У тех, кто занимался бегом трусцой и кто парился в бане, положительные сдвиги оказались примерно одинаковыми. Все участники эксперимента значительно сократили время подъема вверх, и при этом у представителей обеих групп отмечалась более благоприятная реакция сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Но что весьма важно, время восстановления функций резко сократилось, особенно у тех, кто посещал баню.
Влияние жара на обмен веществ. Затруднение теплоотдачи организмом вызывает активность кровообращения. Усиление кровообращения в свою очередь приводит к повышению температуры тела. Повышение температуры сказывается на увеличении активности окислительно-восстановительных ферментов в клетках. В итоге в организме активизируются окислительные процессы. Быстрая циркуляция крови, выход резервного количества и увеличение гемоглобина в ней позволяют доносить до клеток большее количество кислорода. Это в свою очередь стимулирует процессы окисления веществ. Вот так банная процедура повышает примерно на одну треть обмен веществ. Лучше усваиваются пищевые вещества, шлаки окисляются и выводятся из организма. Активность ферментов, повышенный обмен веществ приводят к тому, что у человека появляется здоровый аппетит. Это позволяет нормализовать многие отклонения в работе пищеварения, повысить усвояемость пищевых веществ.
Влияние жара на функцию дыхания. Баня прекрасно стимулирует дыхание. Горячий увлажненный воздух воздействует на гортань и на слизистые оболочки носа. Поскольку усиленный обмен веществ во время жара требует кислорода, дыхание учащается, становится глубже, а это в свою очередь улучшает воздухообмен в легочных альвеолах. Вентиляция легких по сравнению с показателями до бани возрастает более чем в два с половиной раза. После жара бани лучше дышится потому, что прочищены поры кожи, выведено токсическое содержимое из крови, улучшена кровяная циркуляция. После банной процедуры потребление кислорода увеличивается в среднем на одну треть.
Влияние жара на железы внутренней секреции. Улучшение кровоснабжения, обмена веществ и дыхания, удаление токсинов в результате банной процедуры стимулирует железы внутренней секреции, в результате чего лучше регулируется и координируется деятельность органов и систем организма.
Улучшение психического состояния человека. Когда организм человека улучшает свое функционирование в результате описанных выше действий жара, то человек чувствует себя комфортно. Это приводит к тому, что человека теперь ничего не раздражает, и он психологически отдыхает. К тому же жар бани снимает утомление, которое постепенно накапливается к концу недели. Из мышц с потом удаляется молочная кислота, которая усугубляет чувство утомления. Банный жар, прогрев кожу, мышцы, различные ткани и органы, вызывает приятную расслабленность. Расслабленность и прогрев - основное, что необходимо для благоприятного восстановления жизненных сил. Все это создает окрыленное, оптимистическое настроение. Когда организм расслаблен и нет скованности, наступает здоровый, безмятежный сон.
Парная и повышение остроты зрения. Теплота - одна из функций жизненного принципа «Желчи», который контролирует кроме пищеварения функцию зрения. Поэтому нет ничего удивительного, что у человека в результате применения парной улучшается функция зрения. Ученые в своих исследованиях банной процедуры лишь подтвердили это положение Аюрведы.
Жар и инфекции. Порог температурной чувствительности целого ряда болезнетворных микробов ниже порога температур, которые могут переносить клетки человеческого организма. Поэтому широко используют повышение температуры (сауну, парную) для лечения ряда инфекционных болезней.
По материалам книги Г.П. Малахова "Основы здоровья"
