Более высокий уровень: объяснение механизмов нагрева и охлаждения
Введено| English | Значение |
|---|---|
| evaporation/ɪˌvæpəˈreɪʃn/ | испарение |
| shivering/ˈʃɪvərɪŋ/ | дрожь |
Что могло бы объяснить это наблюдение?
- Уровень Higher: Пот, оставшийся на коже, не обеспечивает такого же охлаждения, как испаряющийся пот. Объясните передачу энергии, а не просто наличие жидкости.
- Начните с гипотезы. Укажите величины или признаки, которые вы будете сравнивать, затем определите, какие доказательства могут различить два объяснения.
Построение модели
- Вазодилатация увеличивает кровоток по сосудам, расположенным близко к поверхности кожи, способствуя передаче энергии от крови через кожу в окружающую среду при подходящих условиях. Испарение пота требует затрат энергии, которая отводится от кожи и помогает охлаждать организм. Повышенная влажность может снизить интенсивность испарения, ограничивая этот механизм охлаждения.
- Испарение: переход из жидкого состояния в газообразное на поверхности, требующий передачи энергии; дрожь: повторяющееся сокращение скелетных мышц, участвующее в согревании тела.
Почему испарение пота помогает охлаждать кожу?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Испарение удаляет наиболее энергичные молекулы воды, а энергию для фазового перехода забирает из кожи, поэтому она охлаждается. Пот не замерзает, а кровообращение продолжается на протяжении всего процесса.
Сопоставьте каждый технический термин с его точным определением.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Используйте определения для различения смежных величин и процессов.
Выберите доказательства для проверки
- Вазоконстрикция уменьшает кровоток вблизи поверхности кожи и, следовательно, снижает потерю энергии там. Остановка потоотделения предотвращает дальнейшее испарительное охлаждение. Дрожь представляет собой повторяющиеся сокращения скелетных мышц; усиленная мышечная деятельность и дыхание передают больше энергии, помогая согреть организм. Кровь перенаправляется от поверхностных сосудов, а не прекращается полностью.
- Интерпретировать вымышленные сценарии жары/холода с указанными температурой воздуха, скоростью воздушного потока или влажностью. Предсказать изменения передачи тепла и обосновать механизм. Разрешенная учителем модель влажной/сухой ткани может иллюстрировать испарение при обычных температурах, но ее теплопередача не идентична процессам в теле человека. Не тестировать обезвоживание, экстремальные условия среды или принудительные физические нагрузки на участниках.
Какие две привычки делают расследование или модель в данном случае более обоснованными?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Указание условий и допущений позволяет другим точно воспроизвести работу, а фиксация подтверждающих данных даёт возможность проверить вывод. Сокрытие противоречащих результатов устраняет доказательства, способные оспорить ошибочный вывод, а одно измерение никогда не может обосновать более широкий claim.
Работайте с известными величинами
- Укажите известные значения и их единицы измерения. Выберите соотношение, предположения которого подходят к данному случаю, затем преобразуйте формулу перед подстановкой.
- Известно: в вымышленной модели ткани 3.6 г воды испаряется за 12 мин, средняя скорость потери массы составляет 0.30 г в минуту. В сопоставимой модели влажного воздуха теряется 1.8 г, или 0.15 г в минуту. Меньшая скорость потери массы свидетельствует о сниженном испарении в данных условиях модели; однако она не позволяет рассчитать температуру тела без дополнительных данных об энергии.
Вымышленная модель ткани теряет 2.8 г воды за 14 мин. Вычислите среднюю скорость испарения по массе. Используйте ту же последовательность: известные величины → модель → соотношение → подстановка → единицы измерения и интерпретация.
Вымышленная модель ткани теряет 2.8 г воды за 14 мин. Вычислите среднюю скорость испарения по массе.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Результат составляет 0.2 г/мин. Известно: 2.8 г воды потеряно за 14 мин. Используйте средняя скорость = масса / время. Скорость = 2.8/14 = 0.2 г в минуту. Скорость потери массы сама по себе не является измерением энергии или температуры ядра тела.
Проверьте вывод и его ограничения
- Дрожь не согревает организм главным образом за счет трения костей друг о друга. Испарение передает энергию, даже если оставшийся пот кажется холодным. Результат потери массы ткани измеряет потерю воды, а не автоматически измерение тепловой энергии или температуры тела человека.
- Вернитесь к первоначальному наблюдению. Объясните, что подтверждает результат, при каких условиях он верен и каким образом можно проверить конкурирующее объяснение.
Вазоконстрикция прекращает кровообращение по всему телу. Это утверждение неверно: вазоконстрикция сужает поверхностные сосуды для уменьшения теплоотдачи через кожу; кровь продолжает поступать повсеместно, включая кожу. Остановка кровообращения привела бы к гибели тканей в течение минут.
Высший уровень: объяснение механизмов нагревания и охлаждения: Вазоконстрикция уменьшает кровоток вблизи поверхности кожи и, следовательно, снижает потерю энергии там. Остановка потоотделения предотвращает дальнейшее испарительное охлаждение. Дрожь представляет собой повторяющиеся сокращения скелетных мышц; усиленная мышечная деятельность и дыхание передают больше энергии, помогая согреть организм. Кровь перенаправляется от поверхностных сосудов, а не прекращается полностью.
Вазоконстрикция прекращает циркуляцию всей крови по всему организму.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Вазоконстрикция сужает поверхностные сосуды, чтобы уменьшить теплопотери через кожу; кровь продолжает течь повсюду, включая кожу. Остановка кровообращения привела бы к гибели тканей в течение нескольких минут.
Переход из жидкого состояния в газообразное на поверхности, требующий передачи энергии: запишите технический термин.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Испарение означает переход из жидкого состояния в газообразное на поверхности, требующий передачи энергии.