Gli esseri umani hanno alcune intuizioni su come funzionano la temperatura, il calore e i liquidi. Queste intuizioni ci portano fuori strada per il caso specifico di una vescica piena di urina.

"Keeping Warm" / "Cooling down"

La prima intuizione è che le cose si raffreddano da sole : se lasci una torta dal forno sul bancone, alla fine si raffredda fino a raggiungere la temperatura ambiente.

Crediamo che le cose si raffreddino (e quindi devono essere "mantenute caldo ") perché la temperatura ambiente è quasi sempre più fredda di qualsiasi oggetto che consideriamo caldo. In realtà, le cose si raffreddano solo quando la loro temperatura è superiore a quella dell'ambiente circostante .

Questo è l'equilibrio termico: in assenza di altri processi, un oggetto e l'ambiente circostante alla fine corrisponderà alla temperatura .

Questo principio di le cose si raffreddano da sole si applica qui? No. L'urina nella vescica è già in equilibrio termico con il resto del corpo.

"Liquidi freddi"

Intuiamo anche che i liquidi sono più freddi della materia normale, perché bagnare le mani producono un rapporto superficie-massa molto elevato, provocando una rapida evaporazione. L'evaporazione è un processo di raffreddamento, ovviamente.

Pensiamo anche che i liquidi siano più freddi perché tendono ad avere una buona conduttività termica. Percepiamo la temperatura di un oggetto in base alla velocità di scambio termico con esso; tale velocità è determinata dalla differenza di temperatura e dalla sua conducibilità. Le cose termicamente conduttive si sentono più calde o più fredde delle loro controparti non conduttive perché "muovono" il calore più rapidamente. Questo è il motivo per cui gli oggetti metallici a temperatura ambiente sembrano più freddi di, ad es. cotone alla stessa temperatura - hanno la stessa temperatura, ma l'oggetto a più alta conducibilità scambia calore più rapidamente. È anche il motivo per cui puoi mettere la mano in un forno da 450 F senza scottarti, ma non puoi afferrare in sicurezza una padella di metallo alla stessa temperatura.

Queste proprietà dei liquidi freddi si applicano qui? No. L'urina nella tua vescica non può subire l'evaporazione (è un sistema chiuso) e la sua elevata conducibilità termica è irrilevante perché è già alla stessa temperatura del resto del tuo corpo.

Fisica

Ci sono solo alcuni fattori da considerare per determinare la temperatura notturna di un camper nel sacco a pelo:

• Energia termica iniziale: quanta energia termica stiamo partendo? Andare a letto freddo sarà peggio che andare a letto caldo. Iniziare con una borsa dell'acqua calda nel sacco a pelo è meglio che iniziare con un sacco pieno di ghiaccio nel sacco a pelo.
• Isolamento: qual è la conducibilità termica tra il sacco a pelo e l'ambiente circostante? I sacchetti ben isolati sono migliori di quelli scarsamente isolati
• Temperatura esterna: quanto è freddo l'ambiente circostante? A parità di condizioni, temperature esterne più fredde causeranno un tasso più elevato di perdita di calore.
• Processi endotermici / esotermici: quanto calore genera il camper (ad esempio dal metabolismo)? Gli esseri umani convertono l'energia chimica (calorie del cibo) in calore; se bruciamo più calorie in questo processo, rimarremo più caldi.

Questo ci lascia con due possibili meccanismi d'azione fisicamente possibili per l'ipotesi "la vescica piena ti fa più freddo":

• Reazione endotermica: è in teoria possibile che l'urina subisca una reazione chimica endotermica, come un impacco di ghiaccio monouso. Non ci sono prove che questo accada; l'urina non cambia in modo significativo la composizione chimica nel tempo quando è seduta nella vescica.
• Inibizione esotermica: è in teoria possibile che il corpo umano inibisca il proprio metabolismo quando la vescica è piena. Sicuramente sembra che lo noteremmo se fosse davvero così. In ogni caso, il meccanismo d'azione qui non è che stiamo "mantenendo la nostra urina calda".

Calcolare i numeri: un controllo di sanità mentale

L'affermazione originale è che non devi "riscaldare" il contenuto della vescica. Abbiamo dimostrato che questa non è davvero una cosa, ma se lo fosse? Una vescica adulta piena sana è di circa 300 ml di liquido, che peserebbe circa 300 grammi (o mezzo chilo). Per un escursionista che pesa 80 kg / 175 libbre, questo è circa lo 0,3% della massa corporea totale. Una variazione dello 0,3% della massa corporea cambierà davvero in modo significativo la tua situazione di riscaldamento notturno? Non è plausibile nella migliore delle ipotesi. Nota che il cambiamento nell'area della superficie (supponendo che ti espandi con una vescica piena, piuttosto che semplicemente comprimere altre parti del tuo corpo) sarà più piccola dello 0,3% perché la superficie è una misura quadratica ma il volume è cubico.

Se questo effetto fosse effettivamente evidente, dovrebbe essere due volte più forte per prendere un normale n. 2 (peso 1-3 libbre) subito prima di andare a letto, perché dovresti avere per "tenere al caldo" la tua cacca tanto quanto la tua urina (presumibilmente). Nessuno sembra commentare questo. Gli esseri umani sono abbastanza bravi a percepire la loro pienezza della vescica, ma non sono bravi a percepire la pienezza intestinale quando rientra nei parametri normali, il che suggerisce che qui c'è una forte componente psicologica.

Che ne dici di una borsa dell'acqua calda nel sacco a pelo con te un suggerimento comune? È importante?

Se riscaldiamo una bottiglia d'acqua da 1 L (1.000 grammi) a 100 C (bollente) e alla fine si raffredda a 24 C (74 F, un'ipotesi approssimativa della temperatura in un sacco a pelo caldo), abbiamo ha aggiunto 76 calorie * di calore al nostro sistema. Il metabolismo basale del sonno è di circa 80 calorie all'ora; quasi tutte queste calorie si trasformano in calore (solo la piccola porzione immagazzinata come energia chimica, ad esempio ATP, non lo fa). Quindi, se la bottiglia d'acqua si raffredda a temperatura ambiente entro un'ora (un'ipotesi decente), è quasi buono come avere un altro essere umano chiuso con la cerniera nel sacco a pelo con te per la prima ora, il che è sicuramente qualcosa. C'è un compromesso di rendimento qui; isolando un po 'la bottiglia d'acqua per farla raffreddare per il doppio del periodo di tempo, si ottiene la metà della produzione di energia per volta.

* Nota C alorie, pari a 1.000 c alorie

Motivo più importante per fare pipì prima di andare a letto: ti sentirai a disagio sdraiato lì tutta la notte con la sensazione di dover fare pipì.

Secondo motivo più importante: se provi a ritardare, tu Dovrò solo alzarmi più tardi, nel cuore della notte. Questo significa uscire dalla borsa e avere freddo.

Il blog REI mi sembra scientificamente analfabeta e non sembra essere supportato da una citazione di alcuna fonte scientifica o da prove sperimentali o validi argomenti teorici.

Quando la vescica è piena, il corpo consuma energia per mantenere caldo quel liquido. Se lo svuoti, il tuo corpo ha bisogno di spendere un po 'meno energia per stare al caldo.

Sembra che il blogger non capisse molto bene la termodinamica. La velocità con cui il calore fluisce da un oggetto per conduzione nell'ambiente più freddo è proporzionale alla sua area superficiale e alla differenza di temperatura . Quando circondi il tuo corpo con un sacco a pelo, anche la velocità del flusso di calore per conduzione è inversamente proporzionale allo spessore del sacco. Avere una vescica piena di pipì a temperatura corporea non influisce su nessuna di queste tre variabili, quindi il calore fluirà alla stessa velocità quando la vescica è piena. Tuttavia, quando la vescica è piena, si aggiungerà leggermente alla quantità di energia termica con cui inizia il tuo corpo, quindi la perdita di calore alla stessa velocità produrrà un abbassamento più lento della temperatura. In realtà mi aspetterei che questo fosse un piccolo effetto.

Potremmo anche preoccuparci del trasferimento di calore per convezione o irraggiamento, ma non credo che cambi la conclusione.

Il tuo corpo, ovviamente, non trascorre l'intera notte raggiungendo l'equilibrio termico con l'ambiente circostante. Probabilmente mantiene la sua temperatura interna vicino alla temperatura corporea nominale, ma parti del corpo come la pelle e le dita diventeranno più fredde. Il tuo corpo è probabilmente in uno stato costante di flusso di calore per la maggior parte della notte, con il suo riscaldamento metabolico che rimane in equilibrio con la perdita di calore. Non credo che questo modifichi le conclusioni, perché il tasso di perdita di calore è ancora governato da fattori che sono più o meno gli stessi della descrizione sopra per qualcosa che si raffredda passivamente.

Dal punto di vista della fisica è esattamente l'opposto.

Hai preso del liquido e hai già speso parte della tua energia per riscaldare quel liquido. Questo liquido aumenta la tua capacità termica totale rendendo il tuo raffreddamento un po 'più lento. Ryan ha stimato che il tuo aumento di volume potrebbe essere di circa lo 0,3%, il tuo aumento di massa sarà più o meno lo stesso.

Sì, aumenti anche la tua superficie, ma la tua area aumenta più lentamente (quadraticamente) rispetto al tuo volume / massa (che aumenta cubicamente).

Quindi il lato positivo della vescica piena in questo modello approssimativo è: vescica piena => 0,3% di massa aumentata => 0,3% di calore in più in te.

E il rovescio della medaglia è: Vescica piena => 0,2% di superficie aumentata => 0,2% di perdita di calore più veloce.

Così sarai caldo più a lungo se mantieni quei 300 ml di liquido caldo invece di fare pipì fuori tutto quel calore.

Teoricamente, dipende dalla durata del sonno.

Ciò che fa una vescica piena è aumentare la capacità termica del tuo corpo fornendoti più massa, quindi il tuo corpo la temperatura scende più lentamente perché immagazzina più energia nella massa aggiuntiva dell'acqua nella vescica. Tuttavia, una vescica piena aumenta anche la superficie del corpo di una quantità impercettibile e una maggiore superficie significa che si perde calore più velocemente. Quindi con una vescica piena, il tuo equilibrio termico con l'aria esterna sarà inferiore a causa della maggiore superficie, ma il tempo necessario per raggiungere l'equilibrio termico sarà maggiore, a causa della maggiore massa del tuo corpo. È tutto in teoria però, perché gli importi di cui parliamo sono trascurabili e impercettibili. In realtà, una vescica piena ti fa alzare durante la notte e diventa molto più freddo.

C'è davvero un'ottima risposta di Ryan Cavanaugh, riguardo al lato scientifico dello svuotamento della vescica. In breve NO non starai più caldo per aver svuotato la vescica.

TUTTAVIA Roba umana nel quadro generale, potresti effettivamente "sentirti" più caldo alla fine. Ora, per essere chiari, questo non è affatto lo stesso dell'argomento secondo cui devi lavorare di più per riscaldare l'urina. Sono solo un mucchio di osservazioni.

• Se devi svegliarti nel cuore della notte per fare pipì, allora dovrai uscire dalla borsa e probabilmente dalla tenda. In generale è più caldo durante il giorno poi di notte. Quindi farà molto più freddo uscire dalla bella tenda calda alle 2 del mattino.
• Se vogliamo parlare di perdita di calore, allora perderai molto calore per aprire la borsa, quindi tenda, esponendoti , e richiudere tutto, tornare nella tenda e nella borsa, poi restare nella tenda e nella borsa tutta la notte.
• Allo stesso modo, quando sei stato fuori tutto il giorno con la stessa temperatura, è probabile che ti abitui. Lo stesso vale di notte. La tua bella e calda tenda da 70 gradi farà sentire quei 20 gradi all'esterno molto più "freschi" dei 30 gradi all'esterno in cui hai trascorso tutto il giorno. In altre parole, il rapido cambiamento di temperatura dalla tenda all'esterno sarà più shock quindi il solo essere fuori. Ciò è amplificato dal fatto che il tuo sacco a pelo è probabilmente più caldo della tenda.
• Infine perché eravamo tutti umani, quando abbiamo un problema tendiamo a cercarne altri. Se ti svegli alle 2 del mattino e devi fare pipì, probabilmente inizierai anche a cercare altre cose che non vanno. Fa freddo, quella roccia è nella tua schiena, la spalla prude, i dannati grilli non si fermano (tieni presente che probabilmente non ci sono davvero grilli a questa temperatura), il respiro del tuo partner è troppo rumoroso, qualcuno ha scoreggiato e ora la tenda ha un odore strano, ogni genere di cose. Le cose per cui eri perfettamente felice di dormire, ora diventano impedimenti per dormire. Questo diventa ancora peggio se hai la pressione di dormire. Ad esempio, se DEVI alzarti alla volta per fare la tappa successiva del viaggio e sei davvero ben riposato.

Quindi, anche se potresti non bruciare energia extra per mantenere il tuo vescica piena alla stessa temperatura del fegato, una vescica piena da sola può davvero succhiare.

TL; DR vai a fare pipì prima di andare a letto.

Come ha notato Ben in una risposta, "il corpo non trascorre l'intera notte raggiungendo l'equilibrio termico con l'ambiente circostante". Dove il corpo ha bisogno di concentrare la sua energia è importante perché se il tuo corpo è impegnato a riscaldare il tuo nucleo per evitare la morte, le dita delle mani e dei piedi non possono ricevere la stessa attenzione e sarà più probabile che diventino insensibili e alla fine si congelino. Pertanto, mantenere una temperatura interna confortevole senza spendere energia interna extra per farlo, aiuterà a mantenere le dita delle mani e dei piedi un po 'più calde. (Considera come una giacca adeguata può aiutare il tuo comfort generale quando fa freddo, specialmente se il sangue scorre nelle mani e nei piedi. Quel flusso sanguigno caldo dura più a lungo alle mie estremità se il mio nucleo è ben isolato rispetto a se il mio nucleo sta perdendo rapidamente calore .

In relazione a ciò, penso sempre alla necessità di alleviare te stesso prima di andare a letto al campo in relazione ai muscoli e al dispendio di energia con loro. Se hai bisogno di fare pipì e lo stai trattenendo consapevolmente o meno, i muscoli stanno lavorando per farlo. Il sangue e l'energia che vanno ai muscoli che ti impediscono di bagnare il sacco a pelo, potrebbero arrivare alle dita delle mani e dei piedi.

Detto questo, la vera risposta scientifica è in biologia, ed è al di là delle esperienze all'aperto che ho avuto e da cui sono stato consigliato.