Конденсация

Конденсация Непременной спутницей процесса испарения является конденсация. В атмосфере парильни с температурой, равной 50—100 °С и выше, где до такой же температуры нагреты ограждающие конструкции, водяной пар среды обязательно будет конденсироваться на теле человека, имеющего температуру 35—37 °С, как в присутствии ядер конденсации, находящихся на более холодном теле, так и ядер конденсации, пребывающих в воздухе парильни. Ненасыщенный пар воздушной среды, охлаждаясь около тела человека, имеющего температуру 35—37 °С, уменьшает свой объем, давление его увеличивается и он переходит в насыщенный пар: е равно Е. При дальнейшем охлаждении и уменьшении объема системы, когда е > Е, часть насыщенного пара переходит в жидкость, а в точке росы весь пар конденсируется, температура системы и давление повышаются, что препятствует испарению пота.

Уменьшение объема пара во время конденсации происходит за счет уменьшения свободного пространства между молекулами. Водяной пар, превращаясь в воду, уменьшает объем примерно в 1700 раз.

В начальном периоде потоотделения при равной температуре мелкие капельки пота не могут существовать в равновесии с крупными. По отношению к крупным каплям пар всегда перенасыщенный. Мелкие капли будут испаряться, а образующийся пар — конденсироваться на крупных каплях, поскольку в них всегда есть частички, например хлоридов, являющиеся центрами конденсации. На испаряющейся поверхности их обычный радиус составляет 10-6—10~5 см. В нашем конкретном случае ими могут быть ионы NaCl, сульфаты и фосфаты, входящие в состав пота.

В атмосфере суховоздушной ванны ядрами конденсации становятся частички в виде кристалликов с массой 10~7—10~ь см и содержащие главным образом хлориды, сульфаты и сульфиты, нитраты и нитриты. В ненасыщенном водяном паре они могут существовать длительное время в квазистационарном состоянии. Повышение влажности превращает Их в капельки раствора размером 10~7 и 10~5 см путем осаждения на них молекул водяного пара. Эта паро-водяная смесь, подобно туману, имеет относительную влажность более 100%. Вначале эта смесь появляется около более холодного тела. Она метастабильна и при малейшем воздействии внешних сил (например, повышение температуры) может снова превратиться в пар. При конденсации водяных паров на поверхность, смоченную раствором, например потом, в состав которого входит большой процент NaCl, она может начаться при меньшей относительной влажности, порядка 78%.

Во время процесса испарения кровь подает к поверхности кожи теплоту, потребную для испарения, Например при t 90 °С, в размере 545 ккал/кг, а при конденсации — те же 545 ккал/кг и даже больше обжигают покровы тела и органов дыхания.

При вдыхании горячего воздуха парильни процесс испарения влаги с поверхностей дыхательных путей и легких следует рассматривать как испарение жидкости в закрытом Сосуде, в котором устанавливается равновесное состояние процессов испарения и конденсации. При вдохе горячий воздух парильни несколько снижает свою температуру, что уменьшает скорость испарения влаги с покровов дыхательных путей и легких. При выдохе давление воздуха в легких немного превышает давление атмосферного воздуха, а при усиленной вентиляции легких, что имеет место в парильне, оно более значительно. Значит, произойдет изотермическое сжатие воздуха, и это еще больше уменьшит способность воздуха испарять, вплоть до прекращения испарения, конденсация водяного пара произойдет капельками — линзами — с выделением скрытой теплоты, обжигая поверхности дыхательных путей и легких.

Этот процесс конденсации пойдет параллельно с обычной конденсацией водяного пара вследствие большой разницы температуры легких Обычно она держится на уровне 37,3 °С с относительной влажностью 100%) и вдыхаемого воздуха с температурой 60—110°С и выше.

Финские ученые И. Хасан, И. Марти, М. Карвонен и другие установили, что «...во влажном воздухе сауны... водяные пары могут конденсироваться в верхних дыхательных путях... влажный воздух при температуре 70 °С обжигает кожу». «Следует заметить,— пишет физиолог из ГДР Г. Хенштель,— что в них (саунах) при повышении влажности нельзя доводить температуру до. 70—80 °С, так как человеческий организм не может вынести таких условий... Легко понять, что при повышении влажности... поверхность кожи в сауне имеет температуру меньшую, чем воздух (75 °С и более), а поэтому на ней конденсируется горячий пар... кожа покрывается мелкими капельками горячей воды, которые вызывают чувство жжения». Как видим, даже грубая кожа, привыкшая к резким перепадам температуры наружного воздуха, не может «вынести таких условий» и ее обжигает конденсат. У легких ткань нежнее, она не чувствует ожогов, не кричит, как кожа, «мне больно», и не удивительно, что бани с температурой выше 50 °С, температурой, проверенной веками, являются причиной заболевания раком легких.

Мощная воздушная оболочка тела предохраняет в какой-то степени от ожога при температуре парильни 100 °С и выше, а покровы дыхательных путей такой оболочки не имеют, и их ничто не защищает от высокой температуры.

Итак, по процессу конденсации мы можем выделить следующие положения: Основным условием конденсации является положение, при котором Р > Рт или е > Е, а также присутствие ядер конденсации. Конденсация водяного пара на теле человека препятствует испарению пота.

При испарении пота конденсация пара начинается при ОВ « 78%, что замедляет процесс испарения.

При конденсации выделяется скрытая теплота испарения, обжигая покровы тела и органов дыхания.

Таким образом, практически никакого испарения пота в сауне нет. Пот, не испаряясь, стекает, тело не охлаждается и перегревается. Человек теряет вес за счет изнурительного потоотделения. Это относится и к коммунальным баням, но они низкотемпературные и, если не злоупотреблять временем пребывания в них, они вреда организму не приносят.