Elementi di calorimetria

Meccanismi di trasmissione del calore

Il trasferimento di calore tra sostanze a temperature diverse coinvolge

T energia termica disponibile (energia cinetica)

Q densitagrave di flusso di energia termica

Meccanismi di conduzione del calore

meccanismi principali

conduzione

convezione

irraggiamento

Conduzione

Se in un corpo esiste un gradiente di T si ha flusso di energia termica dalle zone ad alta T (alta Ecinetica) a quelle a bassa T (bassa Ecinetica)

La densitagrave di flusso di energia termica saragrave (Equaz di Fourier)

Conduzione

Proprietagrave di trasporto del calore di alcuni materiali a T = 300 K e condizioni normali

CONVEZIONE

Si ha quando un fluido (acqua ariahellip) entra in contatto con un corpo la cui T egrave maggiore di quella del fluido stesso Le particelle di fluido allrsquointerfaccia scambiano calore con il corpo attraverso il trasferimento di Ecinetica e si ha

Convezione libera

il moto del fluido inizialmente in quiete dipende solo da differenze di densitagrave causate da grad di T

Convezione forzataLe differenze di densitagrave dovute a grad di T nel

fluido hanno un effetto trascurabile sul moto In questo

casoil moto egrave dovuto a cause esterne (ventilatori

pompe)

Convezione

La convezione libera permette di trasmettere molto piugrave calore di quella forzata

Fase h (ConvLibera) h (ConvForzata)Gas 2-25 25-250Liquidi 50-1000 50-20000

Irraggiamento

Un corpo ad una certa temperatura T

puograve emettere energia per irraggiamento

e scambiare calore senza dover essere

a contatto con un altro corpo anche in

presenza di vuoto

Irraggiamento

Scambio di calore tra il corpo a TS e lrsquoambiente a T -Corpo nero

-Corpo non nero A-Corpo non nero B

Esempio di conducibilitagrave del calore

A B

d

A spessore d due pareti a T1 e T2 T1 lt T2

B due spessori adiacenti T1 lt T2 lt T3

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Meccanismi di trasmissione del calore

Il trasferimento di calore tra sostanze a temperature diverse coinvolge

T energia termica disponibile (energia cinetica)

Q densitagrave di flusso di energia termica

Meccanismi di conduzione del calore

meccanismi principali

conduzione

convezione

irraggiamento

Conduzione

Se in un corpo esiste un gradiente di T si ha flusso di energia termica dalle zone ad alta T (alta Ecinetica) a quelle a bassa T (bassa Ecinetica)

La densitagrave di flusso di energia termica saragrave (Equaz di Fourier)

Conduzione

Proprietagrave di trasporto del calore di alcuni materiali a T = 300 K e condizioni normali

CONVEZIONE

Si ha quando un fluido (acqua ariahellip) entra in contatto con un corpo la cui T egrave maggiore di quella del fluido stesso Le particelle di fluido allrsquointerfaccia scambiano calore con il corpo attraverso il trasferimento di Ecinetica e si ha

Convezione libera

il moto del fluido inizialmente in quiete dipende solo da differenze di densitagrave causate da grad di T

Convezione forzataLe differenze di densitagrave dovute a grad di T nel

fluido hanno un effetto trascurabile sul moto In questo

casoil moto egrave dovuto a cause esterne (ventilatori

pompe)

Convezione

La convezione libera permette di trasmettere molto piugrave calore di quella forzata

Fase h (ConvLibera) h (ConvForzata)Gas 2-25 25-250Liquidi 50-1000 50-20000

Irraggiamento

Un corpo ad una certa temperatura T

puograve emettere energia per irraggiamento

e scambiare calore senza dover essere

a contatto con un altro corpo anche in

presenza di vuoto

Irraggiamento

Scambio di calore tra il corpo a TS e lrsquoambiente a T -Corpo nero

-Corpo non nero A-Corpo non nero B

Esempio di conducibilitagrave del calore

A B

d

A spessore d due pareti a T1 e T2 T1 lt T2

B due spessori adiacenti T1 lt T2 lt T3

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Meccanismi di conduzione del calore

meccanismi principali

conduzione

convezione

irraggiamento

Conduzione

Se in un corpo esiste un gradiente di T si ha flusso di energia termica dalle zone ad alta T (alta Ecinetica) a quelle a bassa T (bassa Ecinetica)

La densitagrave di flusso di energia termica saragrave (Equaz di Fourier)

Conduzione

Proprietagrave di trasporto del calore di alcuni materiali a T = 300 K e condizioni normali

CONVEZIONE

Si ha quando un fluido (acqua ariahellip) entra in contatto con un corpo la cui T egrave maggiore di quella del fluido stesso Le particelle di fluido allrsquointerfaccia scambiano calore con il corpo attraverso il trasferimento di Ecinetica e si ha

Convezione libera

il moto del fluido inizialmente in quiete dipende solo da differenze di densitagrave causate da grad di T

Convezione forzataLe differenze di densitagrave dovute a grad di T nel

fluido hanno un effetto trascurabile sul moto In questo

casoil moto egrave dovuto a cause esterne (ventilatori

pompe)

Convezione

La convezione libera permette di trasmettere molto piugrave calore di quella forzata

Fase h (ConvLibera) h (ConvForzata)Gas 2-25 25-250Liquidi 50-1000 50-20000

Irraggiamento

Un corpo ad una certa temperatura T

puograve emettere energia per irraggiamento

e scambiare calore senza dover essere

a contatto con un altro corpo anche in

presenza di vuoto

Irraggiamento

Scambio di calore tra il corpo a TS e lrsquoambiente a T -Corpo nero

-Corpo non nero A-Corpo non nero B

Esempio di conducibilitagrave del calore

A B

d

A spessore d due pareti a T1 e T2 T1 lt T2

B due spessori adiacenti T1 lt T2 lt T3

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Conduzione

Se in un corpo esiste un gradiente di T si ha flusso di energia termica dalle zone ad alta T (alta Ecinetica) a quelle a bassa T (bassa Ecinetica)

La densitagrave di flusso di energia termica saragrave (Equaz di Fourier)

Conduzione

Proprietagrave di trasporto del calore di alcuni materiali a T = 300 K e condizioni normali

CONVEZIONE

Si ha quando un fluido (acqua ariahellip) entra in contatto con un corpo la cui T egrave maggiore di quella del fluido stesso Le particelle di fluido allrsquointerfaccia scambiano calore con il corpo attraverso il trasferimento di Ecinetica e si ha

Convezione libera

il moto del fluido inizialmente in quiete dipende solo da differenze di densitagrave causate da grad di T

Convezione forzataLe differenze di densitagrave dovute a grad di T nel

fluido hanno un effetto trascurabile sul moto In questo

casoil moto egrave dovuto a cause esterne (ventilatori

pompe)

Convezione

La convezione libera permette di trasmettere molto piugrave calore di quella forzata

Fase h (ConvLibera) h (ConvForzata)Gas 2-25 25-250Liquidi 50-1000 50-20000

Irraggiamento

Un corpo ad una certa temperatura T

puograve emettere energia per irraggiamento

e scambiare calore senza dover essere

a contatto con un altro corpo anche in

presenza di vuoto

Irraggiamento

Scambio di calore tra il corpo a TS e lrsquoambiente a T -Corpo nero

-Corpo non nero A-Corpo non nero B

Esempio di conducibilitagrave del calore

A B

d

A spessore d due pareti a T1 e T2 T1 lt T2

B due spessori adiacenti T1 lt T2 lt T3

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Conduzione

Proprietagrave di trasporto del calore di alcuni materiali a T = 300 K e condizioni normali

CONVEZIONE

Si ha quando un fluido (acqua ariahellip) entra in contatto con un corpo la cui T egrave maggiore di quella del fluido stesso Le particelle di fluido allrsquointerfaccia scambiano calore con il corpo attraverso il trasferimento di Ecinetica e si ha

Convezione libera

il moto del fluido inizialmente in quiete dipende solo da differenze di densitagrave causate da grad di T

Convezione forzataLe differenze di densitagrave dovute a grad di T nel

fluido hanno un effetto trascurabile sul moto In questo

casoil moto egrave dovuto a cause esterne (ventilatori

pompe)

Convezione

La convezione libera permette di trasmettere molto piugrave calore di quella forzata

Fase h (ConvLibera) h (ConvForzata)Gas 2-25 25-250Liquidi 50-1000 50-20000

Irraggiamento

Un corpo ad una certa temperatura T

puograve emettere energia per irraggiamento

e scambiare calore senza dover essere

a contatto con un altro corpo anche in

presenza di vuoto

Irraggiamento

Scambio di calore tra il corpo a TS e lrsquoambiente a T -Corpo nero

-Corpo non nero A-Corpo non nero B

Esempio di conducibilitagrave del calore

A B

d

A spessore d due pareti a T1 e T2 T1 lt T2

B due spessori adiacenti T1 lt T2 lt T3

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Proprietagrave di trasporto del calore di alcuni materiali a T = 300 K e condizioni normali

CONVEZIONE

Si ha quando un fluido (acqua ariahellip) entra in contatto con un corpo la cui T egrave maggiore di quella del fluido stesso Le particelle di fluido allrsquointerfaccia scambiano calore con il corpo attraverso il trasferimento di Ecinetica e si ha

Convezione libera

il moto del fluido inizialmente in quiete dipende solo da differenze di densitagrave causate da grad di T

Convezione forzataLe differenze di densitagrave dovute a grad di T nel

fluido hanno un effetto trascurabile sul moto In questo

casoil moto egrave dovuto a cause esterne (ventilatori

pompe)

Convezione

La convezione libera permette di trasmettere molto piugrave calore di quella forzata

Fase h (ConvLibera) h (ConvForzata)Gas 2-25 25-250Liquidi 50-1000 50-20000

Irraggiamento

Un corpo ad una certa temperatura T

puograve emettere energia per irraggiamento

e scambiare calore senza dover essere

a contatto con un altro corpo anche in

presenza di vuoto

Irraggiamento

Scambio di calore tra il corpo a TS e lrsquoambiente a T -Corpo nero

-Corpo non nero A-Corpo non nero B

Esempio di conducibilitagrave del calore

A B

d

A spessore d due pareti a T1 e T2 T1 lt T2

B due spessori adiacenti T1 lt T2 lt T3

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

CONVEZIONE

Si ha quando un fluido (acqua ariahellip) entra in contatto con un corpo la cui T egrave maggiore di quella del fluido stesso Le particelle di fluido allrsquointerfaccia scambiano calore con il corpo attraverso il trasferimento di Ecinetica e si ha

Convezione libera

il moto del fluido inizialmente in quiete dipende solo da differenze di densitagrave causate da grad di T

Convezione forzataLe differenze di densitagrave dovute a grad di T nel

fluido hanno un effetto trascurabile sul moto In questo

casoil moto egrave dovuto a cause esterne (ventilatori

pompe)

Convezione

La convezione libera permette di trasmettere molto piugrave calore di quella forzata

Fase h (ConvLibera) h (ConvForzata)Gas 2-25 25-250Liquidi 50-1000 50-20000

Irraggiamento

Un corpo ad una certa temperatura T

puograve emettere energia per irraggiamento

e scambiare calore senza dover essere

a contatto con un altro corpo anche in

presenza di vuoto

Irraggiamento

Scambio di calore tra il corpo a TS e lrsquoambiente a T -Corpo nero

-Corpo non nero A-Corpo non nero B

Esempio di conducibilitagrave del calore

A B

d

A spessore d due pareti a T1 e T2 T1 lt T2

B due spessori adiacenti T1 lt T2 lt T3

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Convezione libera

il moto del fluido inizialmente in quiete dipende solo da differenze di densitagrave causate da grad di T

Convezione forzataLe differenze di densitagrave dovute a grad di T nel

fluido hanno un effetto trascurabile sul moto In questo

casoil moto egrave dovuto a cause esterne (ventilatori

pompe)

Convezione

La convezione libera permette di trasmettere molto piugrave calore di quella forzata

Fase h (ConvLibera) h (ConvForzata)Gas 2-25 25-250Liquidi 50-1000 50-20000

Irraggiamento

Un corpo ad una certa temperatura T

puograve emettere energia per irraggiamento

e scambiare calore senza dover essere

a contatto con un altro corpo anche in

presenza di vuoto

Irraggiamento

Scambio di calore tra il corpo a TS e lrsquoambiente a T -Corpo nero

-Corpo non nero A-Corpo non nero B

Esempio di conducibilitagrave del calore

A B

d

A spessore d due pareti a T1 e T2 T1 lt T2

B due spessori adiacenti T1 lt T2 lt T3

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Convezione forzataLe differenze di densitagrave dovute a grad di T nel

fluido hanno un effetto trascurabile sul moto In questo

casoil moto egrave dovuto a cause esterne (ventilatori

pompe)

Convezione

La convezione libera permette di trasmettere molto piugrave calore di quella forzata

Fase h (ConvLibera) h (ConvForzata)Gas 2-25 25-250Liquidi 50-1000 50-20000

Irraggiamento

Un corpo ad una certa temperatura T

puograve emettere energia per irraggiamento

e scambiare calore senza dover essere

a contatto con un altro corpo anche in

presenza di vuoto

Irraggiamento

Scambio di calore tra il corpo a TS e lrsquoambiente a T -Corpo nero

-Corpo non nero A-Corpo non nero B

Esempio di conducibilitagrave del calore

A B

d

A spessore d due pareti a T1 e T2 T1 lt T2

B due spessori adiacenti T1 lt T2 lt T3

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Convezione

La convezione libera permette di trasmettere molto piugrave calore di quella forzata

Fase h (ConvLibera) h (ConvForzata)Gas 2-25 25-250Liquidi 50-1000 50-20000

Irraggiamento

Un corpo ad una certa temperatura T

puograve emettere energia per irraggiamento

e scambiare calore senza dover essere

a contatto con un altro corpo anche in

presenza di vuoto

Irraggiamento

Scambio di calore tra il corpo a TS e lrsquoambiente a T -Corpo nero

-Corpo non nero A-Corpo non nero B

Esempio di conducibilitagrave del calore

A B

d

A spessore d due pareti a T1 e T2 T1 lt T2

B due spessori adiacenti T1 lt T2 lt T3

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Irraggiamento

Un corpo ad una certa temperatura T

puograve emettere energia per irraggiamento

e scambiare calore senza dover essere

a contatto con un altro corpo anche in

presenza di vuoto

Irraggiamento

Scambio di calore tra il corpo a TS e lrsquoambiente a T -Corpo nero

-Corpo non nero A-Corpo non nero B

Esempio di conducibilitagrave del calore

A B

d

A spessore d due pareti a T1 e T2 T1 lt T2

B due spessori adiacenti T1 lt T2 lt T3

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Irraggiamento

Scambio di calore tra il corpo a TS e lrsquoambiente a T -Corpo nero

-Corpo non nero A-Corpo non nero B

Esempio di conducibilitagrave del calore

A B

d

A spessore d due pareti a T1 e T2 T1 lt T2

B due spessori adiacenti T1 lt T2 lt T3

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Esempio di conducibilitagrave del calore

A B

d

A spessore d due pareti a T1 e T2 T1 lt T2

B due spessori adiacenti T1 lt T2 lt T3

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Caso A

T(x) egrave una linea retta tra (x1 T1) e (x2 T2) e

Resistenza di calore (W-1 K)(Analogia con legge di Ohm)

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Caso B

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Resistenza calorica convezione

Il flusso di calore da una superficie con temperatura TS ad un fluido con T

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

R per una parete composta da 2 strati paralleli

Dove h1 e h2 riassumono le perdite o i

guadagni dovuti a convezione o irraggiamento sui due lati

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Resistenza calorica irraggiamento

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

EQUAZIONE DI DIFFUSIONE DEL CALORE

Aumento del contenuto di calore

Flusso netto entrante perconduzione

qrsquorsquo = k gradT

Produzioneinterna di

calore

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Diffusione del calore

Dallrsquoeq del calore si puograve dedurre come fluttuazioni (annuali o giornaliere) di T penetrino una parete di estensione ldquoinfinitardquo

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Temperatura di equilibrio al contatto

T1 T2gt

t=0

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

LA TERMODINAMICA permette di determinare la quantitagrave di calore scambiato MA NON LA DURATA DEL FENOMENO

Esempio

Thermos con caffegrave inizialmente a 90degC

in quanto tempo la temperatura raggiunge 80degC

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Scambio di calore nelle alette

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Confort termico

Il comfort termico di un essere umano egrave risaputo non dipendere esclusivamente dalla temperatura dellrsquoaria ma anche da altri cinque parametri che sono

1048707la temperatura media radiante

1048707la velocitagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoumiditagrave relativa dellrsquoaria

1048707lrsquoattivitagrave fisica svolta allrsquointerno del locale

1048707la resistenza termica dei vestiti indossati

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Confort termico

Il corpo umano ha una temperatura interna approssimativamente costante di 37degC e non egrave influenzata da seppur grandi variazioni della temperatura ambientale

La temperatura interna del corpo puograve essere mantenuta costante solo se esiste un equilibrio tra il calore generato internamente e quello assorbito dallrsquoambiente circostante Nei mammiferi a sangue caldo lrsquoequilibrio termico egrave mantenuto essenzialmente da un organo chiamato IPOTALAMO che egrave fisicamente comparabile ad un termostato

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Metabolismo umano

La produzione di calore interna del corpo umano egrave costante ed egrave dovuta al metabolismo che converte in calore lrsquoenergia chimica Questa produzione - chiamato metabolismo basale - egrave dellrsquoordine di 1 Wkg di peso corporeo per soggetti a riposo in determinate condizioni (a digiuno da 8 ore e sdraiati a riposo in un ambiente con temperatura neutra)

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Metabolismo umano

Gli ambienti freddi inducono per azione cerebrale a delle contrazioni muscolari che iniziano il processo metabolico e aumentano la produzione di calore Nei medesimi ambienti freddi le tensioni muscolari generano tremori in grado di aumentare fino a tre volte la produzione di calore del metabolismo basale La piugrave grande produzione di calore si ha tuttavia con il lavoro muscolare che puograve aumentare fino a 10 volte la produzione di calore del metabolismo di base

Il trasporto di calore dallrsquointerno fino alla superficie cutanea egrave effettuato attraverso i tessuti e la circolazione sanguigna

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Equilibrio termico

S M W R C K minusE minusRES

dove S = immagazzinamento di calore(Wm2)

M = metabolismo

W = lavoro esterno

R = scambio termico per radiazione

C = scambio termico per convezione

K = scambio termico per conduzione

E = flusso termico per evaporazione cutanea (Wm2)

RES= scambio termico per respirazione

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

Esempi di conduzione dei vestiti

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Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Energia del metabolismo

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

Perdita per traspirazione

Peridta per respirazione

Conduzione attraverso i vestiti

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irraggiamento

Convezione

Scala del confort termico

Gli indici PMV e PPD

Calcolo del PVM

Il lavoro esterno puograve essere positivo o negativo Se una persona pedala su una bicicletta da camera molto frenatadeve usare molta energia per mantenere costante la velocitagrave e questa energia egrave divisa in due parti

1048707 la prima parte egrave la quantitagrave necessaria a vincere la resistenza del freno e noi la indicheremo con W Questa potenza in questo caso egrave positiva

1048707 la seconda parte egrave invece rappresentata dalla produzione interna di calore del corpo necessaria allo stesso per generare un lavoro esterno uguale a W

Questrsquoultima egrave utilizzata per pompare piugrave sangue in circolo ed aumentare la respirazione

Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

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Lrsquouomo egrave tuttavia una macchina poco efficiente con un rendimento minore del 20 Se per esempio si aumenta il freno della bicicletta per avere un corrispondente aumento di 10 Wm2 di W il metabolismo aumenteragrave di 50 Wm2

La differenza di 40 Wm2 deve normalmente essere dissipata con un aumento della temperatura interna del corpo

Se si scende a piedi una collina e ci si trova in condizioni di dover frenare per non acquistare velocitagrave eccessiva parte dellrsquoenergia potenziale verragrave trasformata in calore nei muscoli Il lavoro esterno in questo caso egrave negativo

Perdita per evaporazione

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