47,332
עריכות
שינויים
←השפעות ישירות של חוקי מעבר חום
לחוקי מעבר החום יש השפעות רבות הקשורות לגודלם של בעלי חיים ולמארג המזון.
לחוקי מעבר החום יש השפעות רבות הקשורות לגודלם של בעלי חיים ולמארג המזון.
===כלל אלן וכלל ברגמן ===
כלל אלן וכלל ברגמן, כמו גם תופעות אחרות בביולוגיה, קשורים בקשר בין זרימת חום לבין היחס בין שטח הפנים של גוף לבין הנפח שלו. ככל שהיחס הזה גדול יותר כך מהירה יותר זרימת החום בין הגוף לבין הסביבה החיצונית - כאשר בהתאם לחוק השני של התרמודינמיקה החום זורם בנסיון להגיע לשיווי משקל של הטמפרטורות.
'''כלל אלן''' הוא מושג בזואולוגיה הקושר בין גודל גפיים ואיברי גוף בולטים (כמו זנב ואוזניים) של בעלי חיים אנדותרמיים (בעלי "דם חם" - כמו יונקים או ציפורים) לבין חום הסביבה הממוצע. אצל בעלי חיים דומים החיים במקומות קרים, יהיו איברים אלו קטנים יחסית לגודלם אצל אלו החיים במקומות חמים. הסיבה היא שלכדור יש יחס קטן יותר בין נפח לשטח פנים מאשר לגליל לדוגמה, וכך איבוד החום לסביבה קטן יותר ככל שהיצור או איבריו דומים יותר לכדור, כלומר יש לו יעילות תרמודינמית גבוה יותר ולכן יתרון אבולוציוני.
מסיבה דומה, לפילים יש אוזניים גדולות</ref>להרחבה בנושאים של זרימת חום ומבנה בעלי חיים, אפשר לקרוא את הספר "מדוע לפילים יש אוזניים גדולות"<ref> - האוזניים פועלות בדומה לרדיאטורים ויש להם יחס גבוה בין שטח פנים לבין מאסה. כאשר הפיל רוצה להתקרר הוא מרחיק את אוזניו מגופו (ובכך מגדיל את שטח הפנים שלו). באופן דומה אדם שקר לו מצמיד את ידיו לגופו כדי להקטין את שטח הפנים שלו.
'''כלל ברגמן''' בזואולוגיה, הוא כלל הקושר בין המשקל הכולל של בעלי חיים ממין או תת מין בעל דם חם, לבין חום הסביבה הממוצע: פרטים המצויים באזורי אקלים קרים יהיו לרוב כבדים יותר, מאשר פרטים אחרים המצויים באזורי אקלים חמים. כלל זה קרוי על שמו של כריסטיאן ברגמן (Christian Bergmann).
יונק המצוי במקום קר, מבזבז יותר אנרגיה על שמירת חום גופו הקבוע, מאשר אם היה נמצא באזור חמים יותר, שכן מפל הטמפרטרות בין גופו לבין הסביבה גבוה יותר.
ברגמן השתמש בחוק מתמטי הקובע כי ככל שגוף גדול יותר, כך קטן יותר היחס בין שטח הפנים שלו לבין נפח הגוף שלו (וגם למסה שלו - שכן עבור אותו הרכב חומרים, המסה שלו גדלה בהתאם לנפח גופו). לגבי גוף כדורי לדוגמה, המסה והנפח תלויים בחזקה השלישית של רדיוס הכדור, ואילו שטח הפנים שלו תלוי בחזקה שניה של הרדיוס. כך לדוגמה, כדור שהרדיוס שלו גדל פי 2, יגדיל את נפחו פי 8, ואילו שטח הפנים שלו יגדל רק פי 4.
חום הגוף נוצר על ידי תהליכי בערה פנימיים בתאים, והוא תלוי בכמות התאים החיים, או במסה של גוף החיה (בלי להתחשב בפרווה או שערות, שאינן מורכבים מתאים חיים). לעומת זאת, איבוד החום לסביבה, תלוי (מלבד גורמים נוספים כמו מפל הטמפרטורות שהוזכר, ואיכות הבידוד של מעטפת החיה) בשטח הפנים של עור או פרוות החיה - ככל ששטח הפנים גדול יותר כך החיה מאבקת כמות גדולה יותר של חום.
כיוון שכך, ככל שבעל החיים גדול יותר, כך קל לו יותר לשמור על טמפרטורה קבועה של הגוף - שכן היחס בין שטח הפני שלו לבין המאסה שלו לבין שטח הפנים שלו קטן יותר.
מסיבה זו לדוגמה, חדפים אוכלים בכל יום מזון במשקל 1.5 ממשקל גופם, בעוד פילים, שזקוקים אמנם למזון בכמות גדולה בהרבה, ניזונים ממזון בעל משקל שמהווה אחוזים בודדים ממשקל גופם. יחסית למשקל גופם (ויחסית למשקל מזונם), כמות החום שבורחת מהחדפים היא עצומה, ולכן הם צריכים לאכול ללא הרף. מסיבה זו, כנראה, גם אין יונקים קטנים יותר מאשר החדף וציפורים קטנות יותר מיונק הדבש - שמירה על טמפרטורת חום קבועה יחסית עבור חיות קטנות (כמו חרקים) היא משימה בלתי אפשרית.
==ניסוח החוק השני של שניידר וקיי==
==ניסוח החוק השני של שניידר וקיי==