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Temperatura e Fluxo Térmico

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Os termorreceptores da pele detectam mudanças absolutas de temperatura e temperatura por meio de canais iônicos termossensíveis da família TRP (Potencial de Receptor Transiente). Os canais TRPV1 são ativados acima de 43°C (também pela capsaicina), TRPV2 acima de 52°C, TRPM8 abaixo de 28°C (também pelo mentol). Cada canal possui um limite de temperatura fixo dado pela energia de ativação da transição conformacional.

O fluxo de calor q = -k·T/ é a quantidade física detectada, não a temperatura absoluta. Isso explica por que o metal à temperatura ambiente é percebido como mais frio que a madeira, embora ambos estejam na mesma temperatura: o metal tem maior condutividade k, transferindo mais calor por unidade de tempo da pele para o objeto. O que se sente é a taxa de perda de calor.

A difusão térmica na pele segue T/t = ·²T/x², com _skin 9×10 m²/s. A profundidade de penetração em 1 segundo é _T 2(t) 0,6 mm, onde estão os termorreceptores cutâneos (a 0,21 mm de profundidade). Isso significa que os termorreceptores respondem com um atraso de t (/2)²/ 0,11 s, que coincide com o tempo de reação ao tocar um objeto quente.

A adaptação termorreceptora r(t) = r·exp(-t/) + r_ explica por que um banho quente é percebido como progressivamente menos quente: a taxa de disparo cai exponencialmente do valor inicial r (alta resposta à mudança) em direção a um estado estacionário r_ proporcional à temperatura absoluta. O sistema é mais sensível a mudanças do que a temperaturas constantes.

O limite de detecção de mudança de temperatura é surpreendentemente baixo: os humanos detectam T 0,02°C em condições ideais (mudança lenta em uma grande área). Isso requer que os termorreceptores amplifiquem pequenas variações no fluxo de calor em mudanças significativas no potencial da membrana, um ganho interno de 50100 imp/s·°C. Cobras como a píton detectam presas de sangue quente a T 0,003°C com seu órgão loreal.

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Temperatura e Fluxo Térmico

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gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile