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1、第二章第二次空气温度第二章第二次空气温度第1页，共141页，编辑于2022年，星期三气温表示单位：气温表示单位：、K K相互换算关系：相互换算关系：9/5+32 9/5+32 K K +273 +273 第2页，共141页，编辑于2022年，星期三当空气获得热量，分子动能增加，运动速度当空气获得热量，分子动能增加，运动速度加快，气温上升加快，气温上升当空气损失热量，分子动能减少，运动速度当空气损失热量，分子动能减少，运动速度减慢，气温下降减慢，气温下降海拔海拔120120130km130km高空热层高空热层 132 132 相当于高压蒸汽锅炉的温度相当于高压蒸汽锅炉的温度 但二者含热量差异却很
2、大但二者含热量差异却很大 第3页，共141页，编辑于2022年，星期三在大气对流层内，气温随高度增加而增在大气对流层内，气温随高度增加而增加，其温度垂直分布与标准大气的相反。加，其温度垂直分布与标准大气的相反。这种现象称为温度逆增，简称这种现象称为温度逆增，简称逆温逆温。出。出现逆温的气层叫现逆温的气层叫逆温层逆温层 。逆温层的出现将阻止气团的上升运动，逆温层的出现将阻止气团的上升运动，使逆温层以下的污染物不能穿过逆温层，使逆温层以下的污染物不能穿过逆温层，只能在其下空扩散，因此可能造成高浓只能在其下空扩散，因此可能造成高浓度污染。度污染。第4页，共141页，编辑于2022年，星期三辐射逆温辐
3、射逆温在冬季无风、少云的夜晚，地面无热在冬季无风、少云的夜晚，地面无热量吸收，但同时不断通过辐射失去热量吸收，但同时不断通过辐射失去热量而冷却，导致下层空气降温较快，量而冷却，导致下层空气降温较快，而上层空气降温较慢，形成逆温。而上层空气降温较慢，形成逆温。第5页，共141页，编辑于2022年，星期三地形逆温地形逆温在盆地和山谷地形的夜晚，山坡表面散在盆地和山谷地形的夜晚，山坡表面散热量大，冷却快。寒冷的空气沿山坡下热量大，冷却快。寒冷的空气沿山坡下层聚集在山谷中，形成滞止的冷气团，层聚集在山谷中，形成滞止的冷气团，谷底的暖气团上移谷底的暖气团上移。山谷中就形成了上。山谷中就形成了上温下冷的逆
4、温层。温下冷的逆温层。第6页，共141页，编辑于2022年，星期三大气温度的变化大气温度的变化 是太阳到达地球表面的辐射强度、地面是太阳到达地球表面的辐射强度、地面状况及海拔高度综合作用的结果。状况及海拔高度综合作用的结果。大气温度的变化，也是太阳辐射影响动大气温度的变化，也是太阳辐射影响动物环境的重要形式。物环境的重要形式。下垫面和天气一定的特定地区，随着太下垫面和天气一定的特定地区，随着太阳高度角的变化，气温也相应变化。阳高度角的变化，气温也相应变化。第7页，共141页，编辑于2022年，星期三下垫面下垫面是指地球表面具有不同热是指地球表面具有不同热特性材料构成的地面状况。特性材料构成的地
5、面状况。它包括地形、地质、土壤和植被等，是影响它包括地形、地质、土壤和植被等，是影响气候的重要因素之一。气候的重要因素之一。地球表面可划分为水域、森林、农田、草地地球表面可划分为水域、森林、农田、草地和沙漠等几种类型的下垫面。和沙漠等几种类型的下垫面。下垫面热容量由大到小依次为：水域、森林、下垫面热容量由大到小依次为：水域、森林、农田、草地、裸土和沙漠。农田、草地、裸土和沙漠。第8页，共141页，编辑于2022年，星期三在冬季或夜间，由于地面辐射作用，在冬季或夜间，由于地面辐射作用，特别是天空晴朗少云时，地表温度特别是天空晴朗少云时，地表温度明显低于气温，会产生反向的净热明显低于气温，会产生反
6、向的净热交换，使与地表接触的空气变冷，交换，使与地表接触的空气变冷，因此，气温有明显的日变化和年变因此，气温有明显的日变化和年变化。化。第9页，共141页，编辑于2022年，星期三1 1、气温的日变化、气温的日变化气温日较差气温日较差(daily temperature range)是指每日的最高气温与最低气温的差值。是指每日的最高气温与最低气温的差值。是描述空气温度日变化幅度的一个指标。是描述空气温度日变化幅度的一个指标。通常最高温度出现在通常最高温度出现在14141515时，此时比太阳时，此时比太阳高度角到达最大的时刻晚高度角到达最大的时刻晚3 34 4小时。小时。第10页，共141页，编
7、辑于2022年，星期三由于下午由于下午14141515时，空气吸收地面长波时，空气吸收地面长波辐射蓄积能量最大，因而气温最高。辐射蓄积能量最大，因而气温最高。晴天气温日较差大于阴天。晴天气温日较差大于阴天。气象学的要求，每日气象学的要求，每日2 2时、时、8 8时、时、1414时和时和2020时所测得的时所测得的4 4个气温值的平均值为日个气温值的平均值为日平均气温平均气温(daily average temperature)。第11页，共141页，编辑于2022年，星期三 影响气温日较差的因素影响气温日较差的因素：纬度纬度 反比反比 季节季节 中纬度地区中纬度地区 夏季冬季夏季冬季 地表（下
8、垫面）性质地表（下垫面）性质 海拔海拔 天气天气第12页，共141页，编辑于2022年，星期三2 2、气温的年变化、气温的年变化 气温年较差气温年较差(annual temperature range)是指一年中最热月份的平均气温与是指一年中最热月份的平均气温与最冷月份的平均气温的差值。最冷月份的平均气温的差值。我国大多数地区一般我国大多数地区一般7 7月份气温最高，月份气温最高，1 1月份气温最低。月份气温最低。第13页，共141页，编辑于2022年，星期三 影响气温年较差的因素影响气温年较差的因素：纬度纬度 正比正比 海陆分布（距海远近）海陆分布（距海远近）海拔海拔 正比正比 天气（与云量
9、、雨量的增多而天气（与云量、雨量的增多而减少）减少）第14页，共141页，编辑于2022年，星期三气温的气温的周期性周期性变化变化气温的日变和气温的日变和年变都是以一定时间间隔为周期的、年变都是以一定时间间隔为周期的、重复出现的、有规律的温度变化。是重复出现的、有规律的温度变化。是主流主流气温的气温的非周期性非周期性变化变化是由于大规模是由于大规模的空气水平运动引起的。的空气水平运动引起的。第15页，共141页，编辑于2022年，星期三气温的非周期性变化无固定周期、气温的非周期性变化无固定周期、幅度（中高纬度地区较明显）例幅度（中高纬度地区较明显）例如：如：“倒春寒倒春寒”“”“秋老虎秋老虎”
10、气温的变化，是周期性变化与非气温的变化，是周期性变化与非周期性变化两方面共同作用的结周期性变化两方面共同作用的结果。果。第16页，共141页，编辑于2022年，星期三二、二、环境温度环境温度是指特定环境内的空气温度是指特定环境内的空气温度。例如：畜舍温度例如：畜舍温度影响畜舍温度的因素影响畜舍温度的因素：1.1.外界气温外界气温 成正比成正比第17页，共141页，编辑于2022年，星期三2.2.畜舍保温隔热性能的好坏畜舍保温隔热性能的好坏3.3.家畜的体热发散家畜的体热发散4.4.畜舍的形式畜舍的形式5.5.工作人员活动及人工控温设备工作人员活动及人工控温设备的使用的使用第18页，共141页，
11、编辑于2022年，星期三在正常封闭舍上下部温差在正常封闭舍上下部温差 2.5 2.53.03.0，或每升高，或每升高1 1米，温差米，温差 0.5 0.51.0 1.0；寒冷季节，墙内面温度与舍内平均寒冷季节，墙内面温度与舍内平均温度差值温度差值335 5，或墙附近气温，或墙附近气温与舍中心气温差值与舍中心气温差值3 3。第19页，共141页，编辑于2022年，星期三三、体温与畜体热调节三、体温与畜体热调节1 1、体温体温（oror体核温度）体核温度）是指动物体是指动物体深部的温度深部的温度(deep-body temperature or core temperature)。是衡量恒温动物热
12、平衡唯一可靠的指标是衡量恒温动物热平衡唯一可靠的指标。第20页，共141页，编辑于2022年，星期三恒温动物恒温动物(endotherm(endotherm，homoiothermhomoiotherm，warm blood)warm blood)是指环境温度在是指环境温度在-15-154040范围内变化时，能保持体温恒定的范围内变化时，能保持体温恒定的动物。动物。第21页，共141页，编辑于2022年，星期三体温恒定体温恒定是指在环境温度变化时是指在环境温度变化时动物保持体温相对稳定的现象。动物保持体温相对稳定的现象。家畜是恒温动物，体温恒定是保持家畜是恒温动物，体温恒定是保持动物内环境稳定
13、，维持细胞正常代谢动物内环境稳定，维持细胞正常代谢的基础。的基础。第22页，共141页，编辑于2022年，星期三动物的正常体温动物的正常体温第23页，共141页，编辑于2022年，星期三一般：一般：血液血液温度温度内脏内脏温度（心、肾温度（心、肾 肝、胃肝、胃肠道肠道 肺）肺）体表体表温度【躯干和头最温度【躯干和头最高，躯干腹面高，躯干腹面 背面，腹面中央、腋窝背面，腹面中央、腋窝最高，四肢温度较低（从近端到远端逐最高，四肢温度较低（从近端到远端逐渐降低）】渐降低）】健康家畜的体温是相对恒定的，但由于受健康家畜的体温是相对恒定的，但由于受多种因素影响，会在狭窄范围内呈现生理多种因素影响，会在狭
14、窄范围内呈现生理性波动。性波动。第24页，共141页，编辑于2022年，星期三恒温动物恒温动物体温的正常波动体温的正常波动：随家畜随家畜性别性别、年龄年龄不同而波动；不同而波动；随随昼夜昼夜波动；波动；随随进食进食、饮水饮水、剧烈运动剧烈运动等而波动。等而波动。第25页，共141页，编辑于2022年，星期三生产实践中，一般用易于测定的生产实践中，一般用易于测定的直肠直肠温度温度作为家畜深部体温的指标。作为家畜深部体温的指标。气温适宜环境条件下，直肠温度较气温适宜环境条件下，直肠温度较双侧动脉干的血液温度高双侧动脉干的血液温度高0.10.10.30.3，热应激条件下，二者趋于，热应激条件下，二者
15、趋于一致，所以，用直肠温度表示体温一致，所以，用直肠温度表示体温的高低更为准确。的高低更为准确。第26页，共141页，编辑于2022年，星期三测量直肠温度时，应使温度表的感应部测量直肠温度时，应使温度表的感应部位伸入直肠深部，否则不准确。位伸入直肠深部，否则不准确。一般是：一般是：牛、马等成年大家畜为牛、马等成年大家畜为15cm15cm；中等家畜猪、羊等为中等家畜猪、羊等为10cm10cm；小家畜和家禽为小家畜和家禽为5cm5cm。伸入过浅，不能代表身体深部温度。伸入过浅，不能代表身体深部温度。伸入过深，易伤害动物。伸入过深，易伤害动物。第27页，共141页，编辑于2022年，星期三2 2、皮
16、温皮温是指动物体表皮肤的温度。是指动物体表皮肤的温度。皮温的皮温的特点特点：常随外界环境温度条件的变化而变化；常随外界环境温度条件的变化而变化；动物机体不同部位与环境之间热交换动物机体不同部位与环境之间热交换不同，所以不同部位皮肤温度不同。不同，所以不同部位皮肤温度不同。第28页，共141页，编辑于2022年，星期三凡距体核（身体深部）较远，被毛保温凡距体核（身体深部）较远，被毛保温性能差，散热面积较大，血管分布较少性能差，散热面积较大，血管分布较少和皮下脂肪较厚的部位，皮温受外界影和皮下脂肪较厚的部位，皮温受外界影响较大。响较大。气温越低，皮温也越低，且皮温与气温的气温越低，皮温也越低，且皮
17、温与气温的差值也较大。差值也较大。当气温接近体温时，各部位皮温差异减当气温接近体温时，各部位皮温差异减小，与气温之差也逐渐减小，而且渐趋小，与气温之差也逐渐减小，而且渐趋一致。一致。第29页，共141页，编辑于2022年，星期三四肢远端、耳部、尾部等在低温时，皮四肢远端、耳部、尾部等在低温时，皮温下降最显著，易被冻伤。而腋下皮温温下降最显著，易被冻伤。而腋下皮温则相对稳定，皮温也高。则相对稳定，皮温也高。所以，皮温测定一般采用多点平均值，所以，皮温测定一般采用多点平均值，或明确比较某一两个固定测点。或明确比较某一两个固定测点。目前，不同畜禽采用不同的测定估计目前，不同畜禽采用不同的测定估计方法
18、。方法。第30页，共141页，编辑于2022年，星期三例如：例如：猪猪的躯体的躯体皮温皮温（TsTs）用空气温度（）用空气温度（TaTa）估算为：估算为：TsTs0.007 Ta0.007 Ta28.928.9第31页，共141页，编辑于2022年，星期三牛牛的的平均皮温平均皮温（TnTn）则通过不同部位测定）则通过不同部位测定值及该部位皮肤面积占全身皮肤面积的百值及该部位皮肤面积占全身皮肤面积的百分比来计算：分比来计算：TnTn0.25 T0.25 T躯干下部躯干下部0.25 T0.25 T躯干上部躯干上部0.32 T0.32 T四四肢上部肢上部0.12T0.12T四肢下部四肢下部0.02T
19、0.02T垂皮垂皮0.04 T0.04 T耳耳第32页，共141页，编辑于2022年，星期三3 3、平均体温平均体温指整个动物身体（内指整个动物身体（内部和外部）的平均温度。部和外部）的平均温度。可按以下可按以下MountMount公式公式估计之：估计之：平均体温平均体温0.70.7直肠温度直肠温度0.30.3平均皮温平均皮温第33页，共141页，编辑于2022年，星期三或按或按McleanMclean公式公式估计：估计：平均体温平均体温TbTb深部体温深部体温TcTc（1 1）平均皮温）平均皮温深部质量系数深部质量系数人人在在0.65-0.80.65-0.8间；体重间；体重210210270
20、Kg270Kg爱尔夏阉牛爱尔夏阉牛测定值为测定值为0.890.89。第34页，共141页，编辑于2022年，星期三根据平均体温和身体的比热可以推算出全身根据平均体温和身体的比热可以推算出全身的的蓄热量蓄热量（heat storageheat storage）水的比热最大（水的比热最大（4.1844.184），肥胖动物含），肥胖动物含脂肪较多，含水较少，其比热也较小。脂肪较多，含水较少，其比热也较小。一般含脂肪不过多动物的比热以一般含脂肪不过多动物的比热以3.5J/g3.5J/g 计（脂肪计（脂肪1.881.88，血液，血液3.773.77，肌肉肌肉3.453.45，骨骼，骨骼1.26-2.93
21、1.26-2.93）一头一头500kg500kg体重的动物，平均体温升高体重的动物，平均体温升高1 1，约增加，约增加1749kJ1749kJ 的蓄热量。的蓄热量。第35页，共141页，编辑于2022年，星期三四、家畜的四、家畜的产热和散热产热和散热1 1、产热产热 基础代谢产热基础代谢产热 动物处于适宜温度下，禁食、休息和动物处于适宜温度下，禁食、休息和消化道中无养分可吸收状态下维持生消化道中无养分可吸收状态下维持生命活动时的产热量，称为基础代谢产命活动时的产热量，称为基础代谢产热。热。第36页，共141页，编辑于2022年，星期三也称为也称为“饥饿代谢饥饿代谢”或或“标准代谢标准代谢”动物
22、在基础代谢状态时，体内所有器动物在基础代谢状态时，体内所有器官、组织和细胞的代谢均处于最低水官、组织和细胞的代谢均处于最低水平。平。维持需要维持需要（包括逍遥运动包括逍遥运动）基础代谢产热基础代谢产热是是维持生命活动所需的最维持生命活动所需的最小产热量小产热量。第37页，共141页，编辑于2022年，星期三基础代谢与代谢体重（基础代谢与代谢体重（W W0.750.75）呈函数）呈函数关系关系 基础代谢基础代谢K WK W0.750.75 其中：其中：KK每每kgkg代谢体重的产热量代谢体重的产热量（KJ/KJ/日）日）WW体重的体重的KgKg数数W W0.750.75代谢体重代谢体重kgkg数
23、数第38页，共141页，编辑于2022年，星期三每天产每天产热热（kJ)kJ)每每kgkg体重体重产热（产热（kJ kJ）单位体表面积单位体表面积产热产热（kJ/m kJ/m2 2 ）体重体重441kg441kg的的马马208492084947.2847.2839663966体重体重2kg2kg的的鸡鸡594594297.00297.0039463946体重体重0.018kg0.018kg的的小白鼠小白鼠1616888.89888.8949714971第39页，共141页，编辑于2022年，星期三每平方米体表面积的产热很相似，均每平方米体表面积的产热很相似，均在在42004200kJkJ左右。
24、左右。因此因此“动物基础代谢产热量是比例于动动物基础代谢产热量是比例于动物的体表面积而不是体重物的体表面积而不是体重”这就是这就是“鲁鲁伯纳体表面积定律伯纳体表面积定律”（Rubners Rubners Surface-Area Law,1902Surface-Area Law,1902）第40页，共141页，编辑于2022年，星期三影响基础代谢产热的因素影响基础代谢产热的因素：机体机体本身本身的因素：的因素：a a家畜种类家畜种类 牛的牛的K K值是值是334334376 kJ/376 kJ/日日绵羊的绵羊的K K值值230230272 kJ/272 kJ/日日b b家畜年龄家畜年龄 幼年基
25、础代谢率较高幼年基础代谢率较高c c家畜性别家畜性别 公牛较母牛高公牛较母牛高15152020公猪较母猪高公猪较母猪高2020左右左右另外，生理状态、营养水平、个体、品种另外，生理状态、营养水平、个体、品种等对基础代谢都有一定的影响。等对基础代谢都有一定的影响。第41页，共141页，编辑于2022年，星期三 外界外界环境环境因素因素在一年不同季节里，由于温度、光照、牧草在一年不同季节里，由于温度、光照、牧草等环境因素的变化，使家畜的基础代谢呈等环境因素的变化，使家畜的基础代谢呈现复杂的季节性变化。现复杂的季节性变化。春季最高春季最高 夏季降低夏季降低 秋季又稍稍升高秋季又稍稍升高 冬季最低冬季
26、最低气候的影响也比较明显，热带地区家畜的气候的影响也比较明显，热带地区家畜的基础代谢率一般比温带或寒带地区的低。基础代谢率一般比温带或寒带地区的低。第42页，共141页，编辑于2022年，星期三 体增热体增热 （HIHI）是动物采食饲料后伴有产热增加的是动物采食饲料后伴有产热增加的现象。现象。也称也称食后增热食后增热、热增耗热增耗或或特殊动力作特殊动力作用用体增热由两部分组成体增热由两部分组成 第43页，共141页，编辑于2022年，星期三一部分一部分为家畜摄食、消化和吸收饲料为家畜摄食、消化和吸收饲料时，因代谢强度增强而在生化反应过时，因代谢强度增强而在生化反应过程中所释放的热量；程中所释放
27、的热量；另一部分另一部分为饲料在消化道时，被微生物为饲料在消化道时，被微生物发酵所释放的热量。发酵所释放的热量。体增热并不是一个常数体增热并不是一个常数。受家畜种类、。受家畜种类、饲养水平及日粮全价性等影响饲养水平及日粮全价性等影响第44页，共141页，编辑于2022年，星期三 体增热（体增热（HIHI）的形成）的形成随摄入食物随摄入食物代谢能的提高而增加代谢能的提高而增加；例如：牛按维持需要例如：牛按维持需要5050饲喂，以饲喂，以HIHI损失的热约为代谢能的损失的热约为代谢能的1010；若按若按100100维持需要饲喂，以维持需要饲喂，以HIHI损失的损失的热将提高到代谢能的热将提高到代谢
28、能的4040。第45页，共141页，编辑于2022年，星期三日粮全价性日粮全价性对对HIHI也有很大影响；也有很大影响；日粮蛋白质由满足到不满足，则日粮蛋白质由满足到不满足，则HIHI的形的形成逐渐增加成逐渐增加日粮缺乏某些营养物质（日粮缺乏某些营养物质（AAAA、CaCa、P P等矿等矿物质、维生素）均会导致物质、维生素）均会导致HIHI增加增加HIHI形成较少，则饲料利用率较高。形成较少，则饲料利用率较高。HIHI在冬季可以用于维持体温，在夏季却在冬季可以用于维持体温，在夏季却增加了动物的热负荷。增加了动物的热负荷。第46页，共141页，编辑于2022年，星期三肌肉活动产热肌肉活动产热 包
29、括动物因起卧、站立、步行、运动、包括动物因起卧、站立、步行、运动、觅食、争斗和劳役等机械运动所产的觅食、争斗和劳役等机械运动所产的热和动物肌肉收缩，器官（肝脏、心热和动物肌肉收缩，器官（肝脏、心脏、肾脏）活动加强所产生的热。脏、肾脏）活动加强所产生的热。在基础代谢情况下，肌肉产热量约占在基础代谢情况下，肌肉产热量约占总产热的总产热的1/31/3，其次为肝脏，约占，其次为肝脏，约占12%12%。第47页，共141页，编辑于2022年，星期三 机体的所有器官组织，都能不断地氧化机体的所有器官组织，都能不断地氧化分解营养物质而产热；分解营养物质而产热；肌肉占畜体比例较大，对产热调节其主导肌肉占畜体比
30、例较大，对产热调节其主导作用作用 强烈的肌肉运动会使产热量比平时增大强烈的肌肉运动会使产热量比平时增大十倍以上。十倍以上。肝脏、肾脏、心脏、瘤胃等内脏器官的肝脏、肾脏、心脏、瘤胃等内脏器官的平滑肌也能产生相当数量的热量，因而，平滑肌也能产生相当数量的热量，因而，在一定程度上也可影响畜体产热。在一定程度上也可影响畜体产热。第48页，共141页，编辑于2022年，星期三生产过程产热生产过程产热 动物在生产乳、肉、蛋、毛等产品以动物在生产乳、肉、蛋、毛等产品以及妊娠、生长发育过程中都要产热。及妊娠、生长发育过程中都要产热。妊娠后期的母牛产热量较空怀母畜妊娠后期的母牛产热量较空怀母畜增加增加20203
31、0%30%；泌乳泌乳20kg20kg的牛，产热量较干乳期妊娠的牛，产热量较干乳期妊娠牛增加牛增加50%50%。第49页，共141页，编辑于2022年，星期三动物的产热过程始终伴随着生化反应动物的产热过程始终伴随着生化反应过程，在组织器官的代谢中，将一部过程，在组织器官的代谢中，将一部分能量转化为化学能，另一部分则转分能量转化为化学能，另一部分则转化为热能。化为热能。另外，由于生产性能增加，增加了养另外，由于生产性能增加，增加了养分的需要和动物的采食量，因此体增分的需要和动物的采食量，因此体增热也相应上升热也相应上升 。第50页，共141页，编辑于2022年，星期三影响动物产热的因素影响动物产热
32、的因素：年龄和体重年龄和体重性别性别营养状况营养状况生产水平生产水平采食量采食量活动量活动量个体大小个体大小第51页，共141页，编辑于2022年，星期三2 2、散热散热机体散热的途径主要有辐射、传导、对流和蒸机体散热的途径主要有辐射、传导、对流和蒸发。发。辐射散热辐射散热动物的净辐射散热量动物的净辐射散热量H HR R可以下式表示：可以下式表示：H HR R=A=AS S(1 1T T4 4asas 2 2T T4 4s s)A AS S是动物可发生辐射热交换的体表面积；是动物可发生辐射热交换的体表面积；为斯蒂芬玻尔兹曼常数；为斯蒂芬玻尔兹曼常数；1 1、2 2分别为动物体表和环境的发射率；
33、分别为动物体表和环境的发射率；TasTas、TsTs分别为动物体表面和环境的绝对温度。分别为动物体表面和环境的绝对温度。第52页，共141页，编辑于2022年，星期三发射率发射率指某种物体表面放射或吸收指某种物体表面放射或吸收辐射的能力。辐射的能力。黑体能吸收全部外来的辐射能，其发射黑体能吸收全部外来的辐射能，其发射率为率为1 1一个完全反射体，则全部放射外来的辐一个完全反射体，则全部放射外来的辐射能，其发射率为射能，其发射率为0 0一个善于吸收辐射能的物体，也必是一个善于吸收辐射能的物体，也必是一个善于放射辐射热的物体一个善于放射辐射热的物体第53页，共141页，编辑于2022年，星期三除光
34、亮金属外，一切物体的红外线发除光亮金属外，一切物体的红外线发射率与黑体相似。射率与黑体相似。李李P20P20表表2 21 1 安安P51P51表表4 42 2 影响畜体辐射散热的因素影响畜体辐射散热的因素：皮肤与环境之间的温差；皮肤与环境之间的温差；家畜的有效散热体表面积；家畜的有效散热体表面积；畜体的被毛状态（皮肤的粗糙程度、畜体的被毛状态（皮肤的粗糙程度、毛皮的颜色等）毛皮的颜色等）第54页，共141页，编辑于2022年，星期三传导散热传导散热 传导散热是直接接触的两物体通过分传导散热是直接接触的两物体通过分子间的碰撞，将热量从高温处向低温子间的碰撞，将热量从高温处向低温处的传递过程处的传
35、递过程 传导散热量与两接触物体的温差成正传导散热量与两接触物体的温差成正比，也与热交换面积、热传导系数成比，也与热交换面积、热传导系数成正比正比 第55页，共141页，编辑于2022年，星期三传导散热量可用下式表示：传导散热量可用下式表示：H Hc c=A=As sK(TK(Ts s-T-Tm m)式中：式中：H Hc c为传导散热（单位为传导散热（单位W W或或KJ/hKJ/h）K K 为传导散热系数（因物质不同而异，为传导散热系数（因物质不同而异，单位为单位为KJ/mKJ/m2 2hh或或W/mW/m2 2 ）A As s热交换面积（热交换面积（m m2 2）T Ts s、T Tm m分别
36、为皮温和环境温度分别为皮温和环境温度()()第56页，共141页，编辑于2022年，星期三对流散热对流散热 对流是指空气的相对运动。对流是指空气的相对运动。当气温低于畜体体表温度时，通过当气温低于畜体体表温度时，通过对流而带走体表热量的过程，称为对流而带走体表热量的过程，称为对流散热。对流散热。对流散热是气体分子相对位移造成的对流散热是气体分子相对位移造成的热传递。热传递。第57页，共141页，编辑于2022年，星期三对流的形成原因有两种：对流的形成原因有两种：一种是外力作用发生的对流，称为一种是外力作用发生的对流，称为“强制强制对流对流”另一种为空气因受热不均导致密度发生另一种为空气因受热不
37、均导致密度发生变化而产生的对流，称为变化而产生的对流，称为“自然对流自然对流”当家畜皮肤温度高于环境温度时，对流可使当家畜皮肤温度高于环境温度时，对流可使畜体散热；畜体散热；当环境温度高于动物皮肤温度时，对流反当环境温度高于动物皮肤温度时，对流反而使畜体获热。而使畜体获热。第58页，共141页，编辑于2022年，星期三畜体的对流散热量可以表示为：畜体的对流散热量可以表示为：H Hv v=A=AS Sh h（T Ts s-T-Ta a）式中：式中：H Hv v为畜体对流散热量（为畜体对流散热量（KJ/hKJ/h或或W W）hh为对流系数（为对流系数（KJ/mKJ/m2 2 h h 或或W/m2W
38、/m2）A AS S畜体有效对流散热面积（畜体有效对流散热面积（m m2 2）T Ts s皮肤温度（皮肤温度（）T Ta a环境温度（环境温度（）第59页，共141页，编辑于2022年，星期三影响家畜传导和对流散热的因素：影响家畜传导和对流散热的因素：皮肤和环境的温差；皮肤和环境的温差；家畜的有效散热体表面积家畜的有效散热体表面积。传导、对流与辐射的异同点传导、对流与辐射的异同点?畜舍内影响畜舍内影响传导散热传导散热量大小的主要是量大小的主要是畜床畜床的组成成分；的组成成分；影响影响对流散热量对流散热量大小的主要是大小的主要是气温气温和和风速风速。第60页，共141页，编辑于2022年，星期三
39、蒸发散热蒸发散热动物体表（皮肤表面和呼吸道表面）动物体表（皮肤表面和呼吸道表面）水水分由液态变为气态分由液态变为气态时吸收周围空气热量的时吸收周围空气热量的过程称为蒸发散热。过程称为蒸发散热。当皮肤温度为当皮肤温度为3434时，动物体表蒸发每克时，动物体表蒸发每克水可带走水可带走2.43KJ2.43KJ的热能。的热能。人体表面每蒸发人体表面每蒸发1ml1ml水水，可带走，可带走2.32kJ2.32kJ热热量量。第61页，共141页，编辑于2022年，星期三蒸发散热量可表示为：蒸发散热量可表示为：H He e=kV=kVn nAAe e（P Ps s-P-Pa a）式中：式中：H He e皮肤蒸
40、发散热量（皮肤蒸发散热量（KJ/hKJ/h或或W W）KK蒸发常数（在体温情况下为蒸发常数（在体温情况下为2.42KJ/kg2.42KJ/kg水）水）VV风速（风速（m/sm/s）；）；n n 风速指数风速指数A Ae e有效蒸发面积（有效蒸发面积（m m2 2）PsPs、PaPa分别表示畜体皮肤表面及空气中分别表示畜体皮肤表面及空气中的水汽压（的水汽压（mbmb）第62页，共141页，编辑于2022年，星期三家畜的蒸发散热又包括：家畜的蒸发散热又包括：皮肤蒸发皮肤蒸发通过汗腺分泌，使汗液在皮肤表面蒸通过汗腺分泌，使汗液在皮肤表面蒸发的发的显汗蒸发显汗蒸发（出汗出汗蒸发）。对除蒸发）。对除马属
41、动物外的其他家畜的散热作用马属动物外的其他家畜的散热作用不大。不大。隐汗蒸发（渗透蒸发）隐汗蒸发（渗透蒸发）第63页，共141页，编辑于2022年，星期三汗汗汗汗 腺腺腺腺排排排排 汗汗汗汗 量量量量数量数量数量数量(个个个个/cm/cm/cm/cm2 2 2 2)容积容积容积容积(mm(mm(mm(mm3 3 3 3)mg/mg/mg/mg/个个个个h h h hg/mg/mg/mg/m2 2 2 2h h h hmg/mmmg/mmmg/mmmg/mm3 3 3 3h h h h绵羊绵羊绵羊绵羊2902902902900.0040.0040.0040.0040.010.010.010.01
42、323232322.52.52.52.5牛牛牛牛10001000100010000.0100.0100.0100.0100.060.060.060.065885885885886.06.06.06.0人人人人1501501501500.0030.0030.0030.0031.301.301.301.302000200020002000433.0433.0433.0433.0第64页，共141页，编辑于2022年，星期三低于20 高于30 环境温度 0 10 100 1000 水分散失（g/m2h）第65页，共141页，编辑于2022年，星期三呼吸道蒸发呼吸道蒸发呼吸道粘膜潮湿、水汽压大、温呼吸
43、道粘膜潮湿、水汽压大、温度也高与外界环境水汽压、水汽度也高与外界环境水汽压、水汽压和温度的差值均大，有利于压和温度的差值均大，有利于潜潜热热的发散。的发散。蒸发散热蒸发散热也被称为也被称为潜热发散潜热发散。第66页，共141页，编辑于2022年，星期三第67页，共141页，编辑于2022年，星期三第68页，共141页，编辑于2022年，星期三潜热潜热水分由液体状态转化为气水分由液体状态转化为气体状态所吸收的热量。体状态所吸收的热量。这种热感觉不到，一般并不能引起这种热感觉不到，一般并不能引起环境温度的变化，只会使环境湿度环境温度的变化，只会使环境湿度升高。升高。随着环境湿度的增加，蒸发散热的随
44、着环境湿度的增加，蒸发散热的阻力增大。阻力增大。第69页，共141页，编辑于2022年，星期三显热显热是指是指辐射辐射、传导传导和和对流对流三种三种散热方式发散的热量。散热方式发散的热量。相对于蒸发散热，对流散热、辐射散相对于蒸发散热，对流散热、辐射散热，传导散热统称为热，传导散热统称为非蒸发散热非蒸发散热。非蒸发散热可导致周围环境温度升高，非蒸发散热可导致周围环境温度升高，因而也称为因而也称为可感热可感热或或显热发散显热发散。第70页，共141页，编辑于2022年，星期三在一定的环境条件下，在一定的环境条件下，总散热量总散热量（包括（包括显热和潜热显热和潜热）对每个家畜来）对每个家畜来说是相
45、对恒定的数值，说是相对恒定的数值，随着环境温随着环境温度的升高，非蒸发散热比例下降，度的升高，非蒸发散热比例下降，而蒸发散热的比例上升。而蒸发散热的比例上升。第71页，共141页，编辑于2022年，星期三 呼吸数（次分）0.0 2.4 1.2 7.2 3.6 4.8 6.0 50 100 150 200 蒸发量（g/h）产蛋鸡（产蛋鸡（1.9kg1.9kg）呼吸数与蒸发量的关系）呼吸数与蒸发量的关系第72页，共141页，编辑于2022年，星期三 环境温度050 25 125 5 75 100 10 15 25 20 散热量（kcal/h）30 35 第73页，共141页，编辑于2022年，星期
46、三3 3、热平衡热平衡热平衡的概念热平衡的概念 当动物的当动物的产热量产热量散热量散热量，动物，动物体温基本保持恒定时的状态称为体温基本保持恒定时的状态称为热热平衡平衡。动物的热平衡可表示为：动物的热平衡可表示为：M-ERCM-ERCd dCCv vFF0 0 第74页，共141页，编辑于2022年，星期三当当上式上式0 0时，产热量大于散热量，时，产热量大于散热量，动物休内动物休内蓄热量增加蓄热量增加，体温升高；，体温升高；当当上式上式0 0时，产热量小于散热量，时，产热量小于散热量，动物体内动物体内蓄热量减少蓄热量减少，体温下降。，体温下降。第75页，共141页，编辑于2022年，星期三无
47、论体温升高或下降时，对于家畜来说，无论体温升高或下降时，对于家畜来说，都会破坏其内环境的稳定性，影响动物都会破坏其内环境的稳定性，影响动物的生存。的生存。因而，因而，维持动物体热平衡，是恒温维持动物体热平衡，是恒温动物正常生活和发挥其生产潜力的动物正常生活和发挥其生产潜力的前提前提。第76页，共141页，编辑于2022年，星期三热调节热调节 恒温动物为维持体热平衡而调节恒温动物为维持体热平衡而调节其产热和散热的过程其产热和散热的过程称为称为体热调体热调节节。动物维持热平衡的方式有两种动物维持热平衡的方式有两种 散热调节（物理调节散热调节（物理调节）产热调节（化学调节产热调节（化学调节）第77页
48、，共141页，编辑于2022年，星期三散热调节散热调节（物理调节）（物理调节）即通过即通过改变辐射，对流、传导和改变辐射，对流、传导和蒸发等的散热量蒸发等的散热量来维持热平衡，来维持热平衡，这种热调节，主要依赖于热在空这种热调节，主要依赖于热在空间中传递的物理特性，故统称为间中传递的物理特性，故统称为物理调节物理调节。第78页，共141页，编辑于2022年，星期三产热调节产热调节（化学调节）（化学调节）即通过改变代谢活动来调节产热，即通过改变代谢活动来调节产热，这种通过这种通过改变代谢强度改变代谢强度来增加或来增加或减少动物生物氧化过程所产的热减少动物生物氧化过程所产的热量多少的调节方式称为产
49、热调节量多少的调节方式称为产热调节（化学调节化学调节）。）。第79页，共141页，编辑于2022年，星期三动物体温自动控制途径动物体温自动控制途径u高温时动物的热调节第80页，共141页，编辑于2022年，星期三动物体温自动控制途径（可变调定点理论）动物体温自动控制途径（可变调定点理论）第81页，共141页，编辑于2022年，星期三根据根据HammelHammel的可变调定点论的可变调定点论下丘脑体温调节中枢下丘脑体温调节中枢存在着存在着调定点调定点调定点的高低决定着体温的水平调定点的高低决定着体温的水平下丘脑前侧的下丘脑前侧的中枢温度感受器中枢温度感受器（即对（即对温度敏温度敏感神经元感神经
50、元）就起着调定点的作用）就起着调定点的作用温度敏感神经元温度敏感神经元对对冷热感受冷热感受有一个有一个阈值阈值冷热感受阈值冷热感受阈值相当于该动物的正常体温相当于该动物的正常体温中枢温度感受器的信息来源是中枢温度感受器的信息来源是中枢温度感受器的信息来源是中枢温度感受器的信息来源是下丘脑的实际温度下丘脑的实际温度和和外周温外周温度感受器度感受器第82页，共141页，编辑于2022年，星期三下丘脑的实际温度下丘脑的实际温度直接触发直接触发中枢温度感受中枢温度感受器器神经元的发放频率的高低神经元的发放频率的高低当当下丘脑的实际温度下丘脑的实际温度超过超过阈值阈值改变改变若若升高升高其神经冲动发放频