Điều kiện nhiệt của mụi trường ảnh hưởng trực tiếp lờn khả năng sống của
động vật. Tất cả cỏc quỏ trỡnh sinh lý của động vật đều chịu sự tỏc động của điều kiện nhiệt. Chỳng ảnh hưởng rất rừ lờn sự trao đổi chất, nhu cầu ăn uống, hoạt
động và sinh sản.
Sự trao đổi chất trong quỏ trỡnh sống của động vật trựng với sự trao đổi nhiệt của cơ thể với mụi trường xung quanh.
Phương trỡnh cỏn cõn nhiệt gần đỳng của động vật cú thể viết như sau
(theo Iarosepsky B.A. ,1968):
+ B + Q + LE + LE
W = TL HD P D + C (6.4) trong đú: W - nhiệt sinh thỏi;
- dũng nhiệt qua bề mặt lụng; TL
BHD - bức xạ hiệu dụng (mất nhiệt bức xạ );
Q - dũng nhiệt rối giữa bề mặt cơ thể và lớp khụng khớ gần mặt đất;
LEP - nhiệt lượng do sự bốc hơi từ bề mặt cỏc cơ quan hụ hấp của
động vật (L - nhiệt húa hơi; EP - bốc hơi từ bề mặt cỏc cơ quan hụ hấp);
LED - nhiệt lượng do sự bốc hơi từ bề mặt cơ thể động vật (ED - bốc hơi từ bề mặt động vật );
C - nhiệt lượng để làm núng khụng khớ thở.
Ở đõy, C và Q là tổng nhiệt trong một chu kỳ thời gian nào đú. Khi đú, W thường dương, cũn tất cả cỏc đại lượng cũn lại dương nếu chỳng là lượng nhiệt tiờu hao.
Dũng nhiệt trong lớp lụng phủ được xỏc định bởi hai yếu tố: gradient nhiệt độ và độ dẫn nhiệt của lụng trong trạng thỏi tự nhiờn. Hiệu nhiệt độ của bề
mặt lụng và bề mặt da càng lớn, lớp lụng phủ càng mỏng thỡ lượng nhiệt mà bề
mặt da mất đi hoặc nhận được càng nhiều.
Ban đờm vào mựa hố, nhiệt độ của bề mặt lụng khỏc ớt so với nhiệt độ của khụng khớ xung quanh và thường xuyờn nhỏ hơn nhiều so với nhiệt của bề mặt da, do đú trong lớp lụng phủ dũng nhiệt cú hướng từ bề mặt da tới bề mặt lụng - hay chớnh là sự tỏa nhiệt ra mụi trường xung quanh.
Ban ngày, năng lượng bức xạ được bề mặt hoạt động của lụng hấp thụ, chuyển thành nhiệt năng và làm tăng nhiệt độ của bề mặt này lờn tới 60 -70oC. Trong điều kiện này, dũng nhiệt trong lớp lụng phủ hướng từ bề mặt núng của lụng đến bề mặt da, và tạo thành nhiệt ngoại sinh.
Cường độ dũng nhiệt trong lớp lụng phủ cú thể tớnh như sau:
h T L D L θ θ λ − = ' (6.5) trong đú, θL - nhiệt độ của bề mặt lụng; 78
θD - nhiệt độ của bề mặt da; λ - hệ số tỷ lệ;
h - độ dài của sợi lụng.
Bức xạ hiệu dụng (BHD ) và sự trao đổi nhiệt rối (Q) khỏc nhau đối với cỏc phần riờng biệt của bề mặt cơ thể cừu, mà tại đú lớp lụng phủ khụng gõy cản trở đối với dũng bức xạ và dũng rối từ bề mặt da (tai, hàm và một phần đuụi). Bề
mặt khụng cú lụng phủ này đúng vai trũ quan trọng trong quỏ trỡnh trao đổi nhiệt của cơ thể với mụi trường ngoài.
Bức xạ hiệu dụng và sự trao đổi nhiệt rối chớnh là yếu tố quan trọng tham gia vào sự thay đổi trạng thỏi nhiệt của bề mặt tỏc động.
Bức xạ hiệu dụng từ bề mặt da khụng cú lụng phủ được mụ tả như sau: BBHD = BoHD + (k.σ.θ4
HĐ - k.σ.θ4) (6.6) trong đú, B - bHD ức xạ hiệu dụng;
BoHD - bức xạ hiệu dụng khi trời quang mõy, khụng tớnh
đến hiệu nhiệt độ giữa bề mặt hoạt động và khụng khớ ; k - hệ số đặc trưng cho sự chờnh lệch của bức xạ từ bề mặt đang xột và từ bề mặt của vật đen tuyệt đối; σ - hằng số Stephan-Boshman; θHĐ - nhiệt độ bề mặt hoạt động; θ - nhiệt độ khụng khớ.
Nhiệt độ bề mặt hoạt động của cơ thể cừu khỏc rất nhiều so với nhiệt độ
của khụng khớ xung quanh, đặc biệt vào ban đờm. Cú nghĩa là trờn bề mặt này cú một dũng trao đổi nhiệt rất mạnh phụ thuộc vào sự chờnh lệch nhiệt độ giữa bề
mặt hoạt động và khụng khớ, và phụ thuộc vào tốc độ giú. Để tớnh cường độ của dũng nhiệt này Buđưcụ M.I. (1956) đó đưa ra phương trỡnh biểu diễn mối liờn quan giữa sự trao đổi nhiệt với hiệu nhiệt độ của bề mặt cơ thể núng (hoặc lạnh) và của khụng khớ:
Q = ρ.Cp.D0-200.(θhđ - θ) (6.7) trong đú, ρ - tỷ khối khụng khớ ở bề mặt đất;
- nhiệt dung riờng của khụng khớ; Cp
D0-200 - hệ số khuyếch tỏn bờn ngoài ( phụ thuộc vào đặc tớnh của sự chuyển động rối thẳng đứng giữa bề mặt hoạt động và khớ quyển );
- nhiệt độ bề mặt hoạt động; θhđ
θ - nhiệt độ khụng khớ.
Lượng nước tiờu hao khi động vật thở (sự bốc hơi từ bề mặt cỏc cơ quan hụ hấp) cú thể tớnh được theo biểu thức sau:
Ep = Δq.Vm (6.8) Δq - chờnh lệch giữa hơi nước của khụng khớ thở ra và hớt vào
Vm - khối lượng khụng khớ qua cỏc cơ quan hụ hấp sau một đơn vị
thời gian
Vận tốc bốc hơi từ bề mặt da tớnh theo phương trỡnh sau: = ρ.D’(q
Ed d - qo) (6.9)
ở đõy, D’ - hệ số khuyếch tỏn trong lớp lụng phủ;
qd, qo - hơi nước ở bề mặt da thỳ và trong lớp khụng khớ gần mặt
đất.
Cựng với dũng nhiệt sống từ cơ thể mất đi do sự bốc hơi từ bề mặt cỏc cơ
quan hụ hấp, khụng khớ thở ra cần một lượng nhiệt để núng lờn. ượng nhiệt C này tỷ lệ thuận với khối lượng khụng khớ thở ra Vm và hiệu của nhiệt độ khụng khớ bờn ngoài và khụng khớ qua cỏc cơ quan hụ hấp của động vật Δθ sau một
đơn vị thời gian như sau:
C = C .pΔθ.V (6.10) m Vai trũ của lớp lụng phủ trong sự trao đổi nhiệt giữa bề mặt lụng thỳ và da thỳ như bảng 6.1.
Ban đờm, nhiệt tiờu hao qua lớp lụng phủ là 22% tổng lượng nhiệt mất đi của cơ thể động vật. Nhiệt độ của bề mặt da thỳ thay đổi trong giới hạn khụng lớn lắm (mựa hố, nú giữ da ở nhiệt độ 39oC, cũn bề mặt lớp lụng phủ thường chịu dao động khỏ lớn, ban đờm mựa hố nhiệt độ này hầu như tương đương nhiệt
độ khụng khớ, ban ngày vào ngày mặt trời chiếu sỏng rừ thỡ cú thể đạt tới 60 - 73oC và thậm chớ tới 78-85oC. Khi nhiệt độ của mụi trường ngoài cao, dũng nhiệt hướng từ bề mặt lụng tới cơ thể động vật. Kết quả là xuất hiện dũng nhiệt ngoại sinh (tỷ lệ nghịch với độ mõy phủ và vận tốc giú). Nhiệt mất đi từ bề mặt
da khụng cú lụng phủ chủ yếu do phỏt tỏn hữu hiệu và sự truyền nhiệt rối. Khoảng 6-7% lượng nhiệt cơ thể toả ra dựng cho phỏt tỏn hữu hiệu, vỡ vậy trong cỏn cõn nhiệt nú khụng cú vai trũ lớn. Sự trao đổi nhiệt rối phụ thuộc vào vận tốc giú và khi vận tốc giú 1,4m/giõy, khoảng 3-6% lượng nhiệt tổng cộng toả ra. Cường độ trao đổi nhiệt trong cỏn cõn nhiệt tăng lờn khi nhiệt độ khụng khớ giảm và tốc độ giú tăng.
Lượng nhiệt cần thiết dựng làm núng khụng khớ khụng lớnvà dao động trong khoảng 3-6% . Đặc biệt vào ngày núng lượng nhiệt này khụng đỏng kể.
Bảng 6.1 Cỏn cõn nhiệt của cơ thể cừu lụng tơ mỏng trong điều kiện lưu thụng nhiệt tốt nhất (Iarụplepsky, 1964).
Cỏc thành phần của cỏn cõn Ban đờm Ban ngày
nhiệt W/m2 % W/m2 %
Nhiệt hấp thụ
Phần nhiệt đo được 108,7.104 100 108,7.104 88 4
Nhiệt ngoại sinh - - 15,5.10 12 Toàn bộ nhiệt hấp thụ được 108,7.104 100 124,2.104 100
Nhiệt tiờu hao
Lượng nhiệt tiờu hao qua lớp lụng phủ 24,2.104 22 - - Bức xạ hiệu dụng 7,8.104 7 6,9.104 6 Trao đổi nhiệt rối 6,3.104 6 2,9.104 3 Bốc hơi từ bề mặt cỏc cơ quan hụ hấp 18,5.104 17 27,5.104 23 Làm núng khụng khớ thở 6,5.104 6 2,7.104 2 Sự bốc hơi từ cơ thể 45,1.104 42 77,6.104 66 81
Điều kiện khớ tượng
Cỏn cõn bức xạ, W/m2 -41,8 515,8 Nhiệt độ khụng khớ, oC 21,2 32,6
Vận tốc giú, m/s 1,2 1,4
Trong cỏn cõn nhiệt của cơ thể cừu, nhiệt lượng tiờu hao để bốc hơi từ bề
mặt cơ thể lớn, trong điều kiện nhiệt độ của mụi trường ngoài cao nhiệt lượng dành cho sự bốc hơi từ bề mặt cơ thể chiếm 42-46% lượng nhiệt tiờu hao; cũn sự
bốc hơi từ bề mặt cỏc cơ quan hụ hấp khoảng 17-23%.