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人如果穿得够多,食物也够,能在零下25度的封闭空间待多久?为什

2020-10-11 08:31阅读(67)

人如果穿得够多,食物也够,能在零下25度的封闭空间待多久?为什么?:人如果穿得够多,食物也够,能在零下25度的封闭空间待多久?在这个关于寒冷与密闭空间两个

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人如果穿得够多,食物也够,能在零下25度的封闭空间待多久?

在这个关于寒冷与密闭空间两个关键词的话题中,不得不让人联想到英国警方在埃塞克斯郡一辆集装箱货车中发现的39位遇难者事件,在尚未定性前我们不宜做过多评论,不过却可以科学的探讨下人类在密闭空间中的御寒能力。

在封闭空间中,足够食物,足够御寒,但零下25度,有优势条件,也有劣势条件,更有致命因素,到底哪个首先会致命,我们做个简短的探讨。

人体热量散失的几种途径

人是一种恒温动物,按理来说应该时刻都保持一样的温度,为什么会有冷和热的感觉,其实很简单,如果人体内部产生的热量大于散热,那么我们就会感到热,如果平衡,那么感觉很舒适,如果小于散热,那么就会感觉冷!而造成这个原因的途径有三个:

  • 传导
  • 对流
  • 辐射

传导很容易理解,当我们碰到一个低温且散热系数比较高的物体时,我们会感到凉或者冷,那是因为该物体与人体表面接触时,体温通过接触面迅速转移到低温物体上,热量散失,我们就感到了寒冷!

对流,空气流动带走热量,如果有风的辅助的话,这个效应会更明显!比如我们夏季游泳上岸后会感觉很凉,甚至很冷,那是因为空气流动将水蒸发,带走大量的热,如果不迅速擦干的话很可能会感冒。

辐射在这种条件会存在,不过几乎可以不予考虑!

保温也是根据以上这几个散热方式来做一个针对性措施的,隔绝传导,我们穿上厚厚的棉衣或者羽绒服,中间的不流动空气与间隙保证了热量不从内到外传递,对流也很简单,隔绝传导的保暖手段同样可以减轻对流,辐射需要用红外反射薄膜,比如野外超薄的保温膜,但一般我们穿好羽绒服了这种手段就不需要了!

产生热量的几种途径

当然光有保暖还不行,因为再好的保暖措施仍然会散发热量!因此热量来源很重要,一般人体热量来源有几个途径

  • 人体储备
  • 食物来源

人体储备就是脂肪和蛋白质以及储存的碳水化物等,而食物来源中的热量部分则也是这几种蛋白质、脂肪、和碳水化合物。比如我们摄入量最大的是淀粉,这个通过体内生理过程可以转换为糖,而提供大量的热!

当然维持生命本身机能也需要热量,比如基础代谢率,约占人体总热量消耗的65~70%,第二部分是身体活动,约占总热量消耗的15~30%,最后则是食物的热效应,大约10%以下,这些是保持身体机能的热量消耗比例,而体温则是副产品,但这是保证这个机能正常的重要环节,否则这个平衡一旦大打破,比如体温过低,那么各项维持生命的基本机能就会逐渐丧失,继而威胁生命安全。

密闭空间的氧气消耗

当然以上的一切生理过程都离不开氧化过程,我们每一次呼吸都是通过肺泡交换氧气,排出二氧化碳,吸入的氧气通过红血球输送到全身各处参与氧化过程,排出二氧化碳经肺泡交换,通过肺部的呼气动作排出体外!

这里有一个关键,就是封闭空间,集装箱尺寸,人数众多!因此在这种条件下,封闭空间内的缺氧和二氧化碳中毒问题一样严重,我们可以大概计算下,大型集装箱装39个人可以呼吸多久!

我们按表中最大的集装箱的相关参数计算下39个人大约可以呼吸多久:

空气体积:78立方米

每人每小时消耗:0.42立方米

总计人数:39人

那么总共可以消耗:N=78/(0.42*39)=4.8小时!

但事实上39个人,每个人体积也会占用不少空间,一个人体按50千克算,大约是0.05立方米,那么39个人大约是2立方米左右,那么将会减少0.2小时,这个影响似乎不是特别大。

简析下会先窒息还是会先因体温过低

似乎爆料出有越南公民,如果从越南的衣着分析的话,零下25度的条件下,坚持4小时确实有点困难,但在一个密闭的空间内,空气不流通,人数比较多,抱团取暖的条件具备,因此一般秋衣的条件下,坚持超过4小时应该问题不大!

最大的问题是窒息与二氧化碳中毒,如果是普通集装箱会有一些缝隙交换空气,但如果是冷藏那么就是密封的,不过冷藏集装箱有一个好处是可以隔绝低温,理论上在外界的零下25度跟集装箱内温度短时间内不会平衡,但最可怕的条件就是密封窒息!

“我快死了,因为我无法呼吸……”

SKY news 报道的一条未被证实的消息是疑似死者的越南女子从集装箱内发送了这条消息,从这个分析来看,能发出信息,表示有一些缝隙,可以透过信号,而求救信息则表明是窒息,因为没有说明寒冷,看起来寒冷不是主因,致命因素是窒息!

写到最后时刚看到消息,有新闻表示已经有6位遇难者被确定为越南公民认身份,但无论是哪国公民,对于逝者我们表示哀悼,希望英国警方尽快查清原因,严惩凶手!

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在零下25℃的封闭集装箱,如果吃穿都够的情况下,人可以坚持多久呢?

通过网上搜索冰冻车的指标,一辆车的车厢长大概6米,宽约2.2米,高度有很多版本,咱们暂时规定为3米。由此,可以得知,车厢的冰冻体积为39.6立方米,为了计算方便,我们取40立方米。我们用这些数据来测算一下,人在这样封闭冷冻的环境下可以生存多久?

人体呼吸数据

人体呼吸分为平静时呼吸,和紧张时呼吸,有研究表明,当人体在紧张时,呼吸的频率加快,消耗的氧气更多。具体消耗的能量个体之间有差异。

因此,为了计算方便,我们仅用平静时的呼吸数据。

根据科学研究表明,正常成年人在平静时的呼吸频率约为每分钟16-20次,女性稍微快一些,大概每分钟多2-3次。正常情况下,每个人每分钟需要消耗氧气0.52g,排出的二氧化碳重量约为0.62g。

我们知道,空气中氮气、氧气的成分最多,达到99%,其他如水蒸气、二氧化碳、甲烷等共占据了1%。

在标准大气压以及平原地区,大气中的含氧量为21%左右,在极端地区会达到15%左右。对于我们正常人来说,空气中的含氧量在21%时,人体感觉较为舒服。

大气含氧量低于16%,人体心跳加快,血压上升,会感到心慌。

大气中氧气含量低于10%时,人体会出现恶心、呕吐、脸色变白等。

大气中氧气含量低于6%时,人体会因为摄入氧气量不足而窒息死亡。

人在封闭空间内,能生存多少个小时

根据官方数据,标准大气压下,平原地区的空气中每立方米含氧量为250g(拉萨只有150g,这也是去拉萨会出现缺氧的原因),因为大气中的氧气低于6%时,人体就会死亡,因此,每立方米氧气含量不能低于71.4g。

以冰冻车为例,刚刚我们计算得知冰冻车的体积大约为40立方米,总含氧量为10000g。

因此,在空气中含氧量不低于6%时,可以供一个人呼吸229个小时。

(计算方法:(总含氧量-大气含氧量*6%)/每分钟耗氧量

如果是39个人,空气中的氧气含量仅仅可以维持5.88个小时。

实际上这些数据都是理论值,实际上人在紧张时以及心理暗示的作用下,即使氧气含量没有下跌到危险程度,人体也会因过度紧张而死亡。

其实除了死亡外,我们看下一个人在密封环境内,不用的时间里有什么不同的变化。

当一个人在以上密封空间内生活126.67个小时,空间内氧气含氧量下降到16%左右,人体会出现心跳加快,心慌,冷汗的现象。而空间内有39人时,仅需要3.2个小时。

当一个人在上述密封空间内生存152个小时时,空间内的氧气含量下降到10%左右,此时,已经处于很危险的状态,人体脸色会变差,呼吸不上来,甚至会恶心、呕吐,重者可以昏迷。如果密封空间内的人数越多,那消耗氧气的速度就会越快,死亡的速度也就会越快。

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感谢提问,从科学的角度来分析一下在零下25度的密闭环境中如果能吃饱穿暖能够坚持多久。

在回答这个问题之前,我们需要对这个所谓的密闭空间的大小以及空间内的人数做一个设定,假设密闭空间的大小与集装箱相等、人数为40人。

我们都知道,集装箱是便于用机械设备进行装卸和搬运的一种组成工具,目前国际上通用的集装箱种类较多,有干货箱、冷冻箱等,而且也有一些通用的尺寸标准,以本题所涉及的冷藏箱为例,有二十尺冷冻箱(5.428*2.266*2.240)、四十尺冷冻箱(11.207*2.246*2.183)、四十尺超高冷冻箱(11.628*2.294*2.509)以及四十五尺超高冷冻箱(13.102*2.294*2.509),这里我们取四十五尺超高冷冻箱对应的体积约为75.41立方米。

前面提到了在零下25度的密闭空间里既能吃饱也能穿暖,这就说明即便是环境温度很低,在里面的人也不会感觉到饥寒交迫。只是由于空间密闭,随着氧气逐渐被消耗,会导致处在里面的人缺少氧或供氧不足而引起生命活动障碍,至于在什么时候会开始出现缺氧而窒息的情况,这个就需要综合分析人体每分每秒的耗氧量。

一般情况下,空气中的含氧量约为21%,一个普通的成年人每分钟能呼吸约8升的空气(0.008立方米),而由于每次吸入的氧气并不能全部被转换,每次呼出的空气中大约含有15%的氧气,也就是说每次被吸入的空气约有6%的氧气被消耗。

按此计算,平均每人每分钟的耗氧量约为0.48升,39人每分钟共消耗约18.72升,而一个冷藏车的容积约为75.41立方米(75410升),并且根据成年人的体重大约为50~100公斤并按密度、质量和体积之间的公式计算,可以得出人39人的体积为2.925立方米(平均体积为0.075立方米,文末附公式),相当于冷藏车的空气体积实际上只有72.485立方米。氧气约为15.2立方米(15200升),因此理论上将全部氧气消耗完需要约13.53小时。

但是人类不是机器,对于空气中的含氧量是有非常严格的要求,通常情况下当氧气的含量为10%~12%时,人就会出现恶心、呕吐或意识模糊等症状;当氧气含量降低到7%左右时,人就会昏迷甚至死亡。也就是说在密闭空间内氧气含量的下限不得低于12%,即氧气量不得低于9049.2升。经过再次计算,当时间经过(15200-9049.2)/18.72=5.48小时候后,里面的人就会因为氧气含量的降低而进入危险状态。

附体重在50~100公斤成年人的体积计算公式:

50公斤的人的体积:V50=m50/ρ=50公斤/1000公斤/m3=0.05立方米;

100公斤的人的体积:V100= m100/ρ=100公斤/1000公斤/m3=0.1立方米;

综合就是(0.1+0.05)/=0.075立方米

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提主这个问题,涉及到零下25度以及封闭的空间,这两种对人体有危害的因素。人在这种环境下的生存时间需要考虑这两种因素对于人体的危害情况。

一、寒冷引起的危害

我曾经在一篇微头条里科普了人体在寒冷环境中出现的低体温症。在这里再说一下。



人体的热量通过传导、对流、辐射和蒸发的方式损失。而机体细胞新陈代谢的过程则可以产热,人体主要的产热部位是肝脏和骨骼肌。

在寒冷的环境中,四肢等外周体温首先下降。而身体内部胸腔、腹腔及中枢神经的温度,称为核心体温,则相对较稳定,高于体表的温度。持续受到寒冷的刺激后,人需要穿更多防寒服装减少热量散发,并通过运动和颤抖使骨骼肌产生更多热量。但如寒冷持续刺激,最终会导致肌肉的葡萄糖过度减少和疲劳,从而引起核心体温下降。

人的正常核心体温是37℃,当核心温度降低到35℃度以下时称为低体温症。

1、低体温症分类:

■核心体温32.0~35.0℃为轻度体温过低症;

■核心体温28.0~31.9℃为中度体温过低症;

■核心温度小于28.0℃称为重度体温过低症。

2、低体温症出现的反应:

■ 32~35℃,控制不住的颤抖

■ 手脚不听使唤

■ 28~32℃,神志不清,言语含糊

■ 30℃以下停止颤抖,室颤可能增大,非常危险

■ 皮肤发白,变青。

■ 24~28℃,无意识。

■ 心跳和呼吸剧减。

■ 13~24℃,肌肉发硬,表观死亡

■ 13℃以下不可逆转的低体温导致死亡

核心温度<30℃时,死亡率为70%;

核心温度<26℃时,患者死亡率为90%。

至于核心温度下降的速度,与环境温度、风力、湿度、人体衣服厚薄、衣服的防寒防水性能、人体的体能、食品能量的补充都有关系。

一般来说,人体核心体温在水中冷却的速度要比在空气中要快25倍。所以泰坦尼克号中,跳入海水中的人,多数并非淹死,而是冻死!



而题主给出的假设是人体穿的够多,携带食物也足够,零下25度的封闭环境。衣服够多,热量散失较慢,而且有足够的食品补充,体温可以长期保持正常!也就是说,在人体有足够的准备的情况下,零下25度的低温对人体威胁不大。

二、封闭环境的危害

封闭环境对人体最大的危害是氧气不足!

小时候看一些武侠小说,写到有人发现密闭多年的藏宝地窖,欣喜若狂地跳进去后,就再也没能上来,就是因为里面缺少氧气的缘故。

氧气在清朝被译为“养气”,人的生存离不开它,后来为了统一就用“氧”代替了“养”字,便叫“氧气”。

没有氧气,地球上的人类无法生存

空气中含量最多的是氮气,它对身体既无用处,也无危害。其次就是氧气,约占21%。

体积含量:

  氮气:78.09%

氧气:20.95%

  稀有气体:0.932%

  二氧化碳:0.034%

  水和杂质:0.002%

当空气中的氧气含量下降时,人体呼吸不到足够的氧气,体内组织就会缺氧,空气氧含量低于10%,人体就有可能陷入昏迷。大脑完全缺氧6分钟一般会出现脑死亡。

浓度过高或者过低的氧气对人体都有危害

人体呼吸时,吸入气体氧含量为21%,呼出的气体也含有部分氧气,呼出气体氧含量为16%!如果在一个封闭的空间,呼吸完一遍空间内的气体,氧含量会下降到16%,再呼吸一遍,氧含量就会接近10%,人体会很快进入昏迷,随时可以死亡!



密闭空间呼吸完两遍气体所需时间与空间大小有关。

题主未说明封闭空间具体有多大,假设这个空间为1立方米(长宽高均为1米的容器),人的体积约0.07立方米,与空间大小相比,可以忽略。

健康成年人安静时每分钟约16至18次,每次吸入和呼出气体约各为500毫升。一分钟约呼吸8.5升空气。1立方米空间的空气为1000升,118分钟(接近2小时)后所有气体会呼吸一遍。

空间内气体再整体交换一遍,236分钟(约4个小时),氧气浓度就会接近10%,生命随时可以逝去!

三、题主的问题让我们联想到近期英国集装箱卡车死亡39人事件



2019.10.23,英国警方在埃塞克斯郡一工业园内发现一集装箱卡车,内有39具遗体。该集装箱为温度可低至-25℃的冷藏货柜中。该案件警方仍在调查中。

人民痛惜39人去世的同时,其死亡原因成为大家关注的焦点。以目前的情况看,窒息缺氧死亡的可能性较大。

集装箱按照75立方米计算。



39人每分钟呼吸空气约39×8.5=331.5升;

75立方米有空气75000升;

空气完全交换一遍需时75000÷331.5=226分钟;

交换两遍226×2=452分钟,约7.5小时。

也就是说,七小时三十分钟以后,这些人都有可能昏迷!生命之火随时会熄灭!

单纯寒冷,在人体有食物补充及衣物防护的情况下,不会出现全体身亡的情况。

总结:如果人穿的够多,携带食物也足够,在零下25度的封闭空间中生存时间主要取决于空间的大小。

虽然零下25度较为寒冷,但人体做好防寒准备,穿上防寒衣物,有足够的食品补充能量,也可无惧严寒。

但是人体最离不开的是氧气,密闭空间中,氧气含量一旦下降到10%以下,人很快陷入昏迷,并在短时间离世!

英国集装箱卡车内39具遗体的死亡,很可能是窒息缺氧所导致。如果完全封闭该集装箱约7.5小时以上,这些人就有可能送命!

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按照你的题意,因为它是封闭的,理解为不透气,那么这人活不了多久,就看空间有多大,氧气用完了,人也就玩完了。

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正常人在冷气加严重缺氧的环境下最多维持 1-3小时