人为什么会中暑？藏在人体散热中的物理学

【来源：滁州卫健委】

科学预防远离暑热伤害

炎炎夏日，不少人都有这样的疑问：

明明大家处在同样的气温下，为什么有人只是觉得热，有人却会头晕、恶心，甚至发生热射病？为什么天气潮湿时，明明出了很多汗，身体还是凉不下来？风扇吹出来的也是热风，为什么有时还能让人感觉凉快？

这些问题的答案，都藏在人体散热的物理学中。

一、人体就像一台需要

不断散热的“恒温机器”

即使我们安静地坐着，心脏跳动、呼吸、消化和细胞代谢等生命活动仍在不断产生热量；运动或从事体力劳动时，肌肉活动还会产生更多热量。

为了让身体正常运转，人体必须一边产生热量，一边把多余的热量散发到周围环境中。

我们可以把它理解为一笔简单的“热量账”：

身体产生和吸收的热量，应当与散出去的热量大致平衡。

如果散出去的热量少于产生和吸收的热量，热量就会在体内不断积累，体温随之升高。当这种热量积累超过人体的调节能力时，就可能发生中暑。

高温是一种重要的环境和职业健康危害，不仅可能直接引发热衰竭、热射病，还可能加重心脑血管疾病、呼吸系统疾病和糖尿病等基础疾病。

二、人体靠什么把热量“赶出去”?

人体散热主要依靠四种物理方式：辐射、传导、对流和蒸发。

听起来有些专业，其实它们每天都发生在我们身边。

1.辐射散热：人体也在向外“发射”热量

任何温度高于绝对零度的物体都会向外发出热辐射，人体也不例外。

当周围墙壁、地面和空气温度低于皮肤温度时，人体可以通过热辐射向外释放热量。但是在烈日下，人体不仅要向外散热，还会吸收阳光以及被晒热的地面、墙面和车辆发出的热辐射。

这就像一边往外倒水，一边又有人不断往桶里加水，身体的散热压力自然会越来越大。

因此，遮阳不只是为了防止晒黑，更是在减少人体吸收的热量。

外出时选择遮阳伞、宽檐帽和浅色衣物，室内使用窗帘或遮阳帘，能够减少阳光直射和热辐射带来的额外热负荷。国家疾控局发布的高温健康提示也建议，公众应使用遮阳帘减少阳光直射，外出时穿着轻便、宽松、浅色的衣服。

2.传导散热：身体把热量直接交给更凉的物体

当两个温度不同的物体直接接触时，热量会从温度较高的一方向温度较低的一方传递，这就是热传导。

夏天用凉水洗脸、洗澡，用湿毛巾擦拭皮肤，或者把用毛巾包裹的冰袋放在颈部、腋下等部位，都利用了热传导的原理。

但热量传递的速度与接触面积有关。仅仅把一小块冰袋放在额头上，降温效果往往有限；适当增加凉水与皮肤的接触面积，通常更有利于身体散热。

需要注意的是，冰袋不宜长时间直接贴在皮肤上，以免造成局部冻伤。对于意识清醒、身体发热的人，可以采用凉水擦浴、淋浴、冰毛巾或隔着毛巾使用冰袋等方式进行物理降温。

3.对流散热：空气流动，把皮肤附近的热量带走

人体皮肤附近总有一层被身体加热的空气。如果周围空气不流动，这层热空气就会停留在皮肤表面，影响继续散热。

风吹过时，皮肤附近的热空气不断被带走，新的空气又补充过来，这就是对流散热。

所以，风扇虽然不会像空调一样主动降低室内温度，却可以加快空气流动，帮助带走皮肤表面的热量。

但是，风扇并不是万能的。

如果环境本身已经非常炎热，吹到身上的也是接近甚至高于皮肤温度的热空气，仅靠对流就难以有效降温。此时应配合空调、遮阳、凉水擦浴等方式，真正降低环境温度和身体温度。

国家疾控局建议，高温天气应使用降温设备调节环境温度、保持室内凉爽，并根据情况适时开窗通风。

4.蒸发散热：汗水蒸发，带走大量热量

天气很热时，人体最重要的散热方式之一就是出汗。

但是，真正让身体降温的并不是“汗流出来”，而是“汗蒸发掉”。

液态汗水变成水蒸气时，需要从皮肤表面吸收能量。大约每蒸发1克汗水，就能带走约2.4千焦的热量。因此，当汗液能够顺利蒸发时，人体可以借此带走大量热量。

这也解释了为什么风扇吹在汗湿的皮肤上，人会感觉更加凉快：空气流动加速了汗水蒸发。

三、为什么"又热又湿”

比单纯高温更难受?

空气能够容纳的水蒸气并不是无限的。

当空气湿度很高时，空气中已经含有大量水蒸气，皮肤上的汗液就不容易继续蒸发。此时即使汗流浃背，真正蒸发掉的汗水却可能不多，散热效果因此明显下降。

这就像晾衣服：干燥、有风的天气，衣服很快就能晾干；阴雨潮湿的天气，即使气温不低，衣服仍可能长时间湿漉漉的。

因此，判断中暑风险不能只看温度计上的气温，还要考虑湿度、阳光、通风状况以及活动强度。在高温高湿环境中，即使大量出汗，也可能因为汗液难以蒸发而出现体内热量积聚。

这也是为什么闷热、通风不良的房间、厂房和封闭车辆同样危险，并不是只有站在烈日下才会中暑。

四、为什么运动时更容易中暑?

人体运动时，并不是所有能量都转化成了跑步、搬运等机械运动，相当一部分能量最终会变成热。

运动越剧烈，肌肉产生的热量通常越多。如果外界气温高、空气湿度大、阳光强烈，身体散热又受到阻碍，就容易出现：

体内产热增加，环境吸热增加，向外散热减少。

三种因素叠加，中暑风险便会迅速升高。

因此，高温天气不宜盲目进行长跑、暴走、球类比赛等剧烈运动。户外劳动者也应合理安排作业时间，增加轮换和休息频次，避免长时间连续暴露在高温环境中。

五、衣服越少，就一定越凉快吗?

不一定。

衣服会影响热传导、空气流动、汗液蒸发以及人体吸收太阳辐射的多少。

在阴凉环境中，轻薄、宽松、透气的衣服有利于空气流动和汗液蒸发。但在强烈阳光下，适当遮盖皮肤还可以减少太阳辐射直接照射身体。

一般来说，夏季外出宜选择：

·轻薄、宽松、透气的衣物；

·浅色衣物，减少对太阳辐射的吸收；

·能够排汗、便于汗液蒸发的面料；

·遮阳帽、遮阳伞等遮阳用品。

衣服被汗水完全浸透后，如果条件允许，可以及时更换干爽衣物，避免湿衣物长时间紧贴身体，影响舒适度和活动。

六、喝水为什么能够帮助身体散热?

出汗需要消耗人体内的水分。

如果大量出汗后没有及时补水，血容量可能下降，人体向皮肤输送血液和产生汗液的能力也会受到影响，散热效率随之降低。

因此，防暑不能等到口渴明显时才喝水，应当少量、多次、主动补充。

日常情况下，白开水是较好的选择；长时间户外劳动、运动或大量出汗后，可以根据实际情况适当补充电解质。高糖饮料不宜代替日常饮水，淡盐水也不适合长期或过量饮用。高血压、心脏病、肾脏疾病等患者如果需要限制水分或盐分摄入，应遵照医生建议。

七、掌握散热原理，防暑可以这样做

减少吸热

关注高温预警，尽量避开午后高温时段外出；使用遮阳伞、遮阳帽和遮阳帘；不要长时间停留在被阳光直晒的车辆或密闭空间中。

帮助散热

保持室内凉爽、通风，合理使用空调和风扇；身体明显发热时，可以用凉水擦拭、淋浴或使用湿毛巾帮助降温。

减少产热

高温天气减少剧烈运动和重体力活动，户外作业时增加休息频次。一旦出现头晕、乏力、恶心、心慌等症状，应立即停止活动。

保障出汗

少量、多次、主动饮水。大量出汗后，在适当补充水分的同时，可根据身体情况补充电解质。

保护重点人群

老人、儿童、孕妇、慢性病患者和户外作业人员对高温更加敏感，需要减少高温暴露。任何时候都不要将儿童、老人或行动不便者单独留在封闭车辆内。

八、出现这些信号，

说明身体可能已经"散热失败”

在高温环境中出现以下表现，应立即警惕：

· 头晕、头痛、口渴；

· 大量出汗、全身乏力；

· 恶心、心慌、胸闷；

· 注意力不集中、动作不协调；

· 肌肉痉挛；

· 体温升高、皮肤发热。

应迅速离开高温环境，转移到阴凉通风处，解开多余衣物，并采取补水和物理降温措施。

如果出现体温明显升高，并伴有意识模糊、言语不清、行为异常、抽搐或昏迷，可能已经发生热射病。

热射病属于医疗急症，应立即拨打120，同时持续采取有效降温措施。

对于意识不清、频繁呕吐或吞咽困难的人，不要强行喂水、喂药，以免发生误吸或窒息。

从物理学角度看，中暑并不是简单的“怕热”，而是身体产生和吸收的热量超过了能够散出的热量。

遮阳，是为了减少辐射吸热；

通风，是为了加强对流散热；

擦浴，是为了利用传导和蒸发降温；

补水，是为了保证人体能够继续出汗；

减少剧烈活动，是为了降低身体内部产热。

理解这些简单的物理规律，我们就能更加科学地应对高温。

盛夏时节，请广大市民朋友及时关注高温健康风险预警，主动补水、合理降温、减少暴露，保护好自己和家人的身体健康。

科学防暑，不是简单地“忍一忍”，而是帮助身体重新恢复热量平衡。

来源｜史天昊

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