3. Как на ОГЭ (3). Все разделы физики. Решение задачи (работа с текстом)

Термография — медицинский диагностический метод регистрации теплового излучения различных участков тела человека и определение их температуры в результате «оцифровки» физических параметров данного излучения (создание математической модели). Тепловое излучение относится к инфракрасной области электромагнитного спектра, в которой выделяются несколько диапазонов в зависимости от длины волны (или частоты излучения, или энергии фотонов). 

В физической модели теплообмена человека с внешней средой при умеренном климате и отсутствии больших физических нагрузок наибольшая доля теплопотерь — около \(50\) \(\%\) — приходится на излучение. И только приблизительно \(30\) \(\%\) и \(20\) \(\%\) теплопотерь — на испарение с поверхности кожи, лёгких и конвекцию соответственно. Теплопроводность не оказывает значительного влияния на математическую оценку теплопотерь человека по причине малой теплопроводности воздуха.

Исторически исследование теплового излучения и выявление его закономерностей были проведены для физической модели — абсолютно чёрного тела (физический объект, который поглощает всё падающее на него излучение независимо от температуры). Первый закон, закон Стефана — Больцмана, постулирует, что мощность излучения \(P\), испускаемого с \(S=1\) м² нагретой поверхности, пропорциональна термодинамической температуре в четвёртой степени, т. е. \(R=\sigma T^4\), где \(R=\frac{P}{S}\) — энергетическая светимость, \(\sigma \approx 5,67·10^{-8}\ \frac{Вт}{м^2· K^4}\) — постоянная Стефана — Больцмана и \(T\) — термодинамическая температура, которая измеряется по шкале Кельвина (единица измерения \([T]=1 \ K\)) и связана с температурой \(t\), измеряемой по шкале Цельсия, соотношением \(T=t+273\). Второй закон — закон Вина (\(\lambda_m=\frac{b}{T}\), где \(b\approx 0,29·10^{-2}\) м \(·\) K — постоянная Вина) — устанавливает функциональную связь между термодинамической температурой \(T\) и длиной волны излучения \(\lambda_m\) (или частотой излучения \(\nu_m\)), которой соответствует максимальное значение энергетической светимости в узком диапазоне длин волн (или частот).

Для применения первого закона теплового излучения к процессу теплового излучения человека вводится приведённый коэффициент излучения \(\delta=\alpha·\sigma\), который учитывает поправку на частичное поглощение излучения кожей человека, его одеждой (\(\alpha\) — коэффициент поглощения). В таблице приведены значения данных коэффициентов.

 

 

Термографический метод диагностики заболеваний выявил у человека различия температур здоровых и больных органов. Где находятся больные органы человека? Ответ объясни.