37AM88｜第37回 臨床工学技士国家試験 過去問

正答

4

この問題のポイント

この問題では、生体内外での熱移動のしくみが問われています。

熱の伝わり方は、主に次のように整理します。

• 熱伝導：物質内を熱が伝わる。
• 対流：流体の移動で熱が運ばれる。
• 放射：電磁波として熱が放出される。
• 血流による熱輸送：体内で血液が熱を運ぶ。

正しい小項目は、ｃとｄです。

解説

生体での熱移動は、体内と体表面で分けて考えると整理しやすくなります。

体内では、血液循環が熱の輸送に大きく関与します。深部で生じた熱は血流によって運ばれ、体表近くへ移動します。そのため、体内の熱輸送は主に血流による、という記述は正しいです。

体表面では、空気の流れによる対流が熱放散を促します。風があると涼しく感じるのは、体表面付近の暖められた空気が移動し、新しい空気と入れ替わるためです。

一方、体表面からの熱放射は、主に赤外線として行われます。近赤外光というより、熱放射としては赤外線、特に遠赤外領域を中心に考えます。

また、放射エネルギーは絶対温度に単純比例するのではなく、ステファン・ボルツマンの法則により、絶対温度の4乗に比例します。

皮下組織でも熱伝導は起こりますが、生体の熱移動を扱うこの設問では、体内の主要な熱輸送として血流の役割を重視します。皮下組織の熱移動を「主に熱伝導」と断定する小項目ａは、正しい組合せには含まれません。

ひっかけポイント
「熱が伝わる」と聞くと熱伝導だけを考えがちですが、生体では血流による熱輸送が非常に重要です。また、放射エネルギーは絶対温度に比例ではなく、絶対温度の4乗に比例します。

選択肢の確認

1．誤り。
選択肢1はａ、ｂの組合せです。ｂは誤りです。体表面からの熱放射は近赤外光ではなく、主に赤外線として考えます。ａもこの設問の正しい組合せには含まれません。

2．誤り。
選択肢2はａ、ｅの組合せです。ｅが誤りです。体表面からの熱放射エネルギーは絶対温度に単純比例するのではなく、絶対温度の4乗に比例します。

3．誤り。
選択肢3はｂ、ｃの組合せです。ｃは正しいですが、ｂが誤りです。体表面からの熱放射を近赤外光とするのは不適切です。

4．正しい。
選択肢4はｃ、ｄの組合せです。体表面での空気の対流は熱の放散を促し、体内の熱輸送は主に血流によって行われます。

5．誤り。
選択肢5はｄ、ｅの組合せです。ｄは正しいですが、ｅが誤りです。放射エネルギーは絶対温度の4乗に比例します。

覚えるポイント

• 体内の熱輸送では、血流が重要です。
• 体表面の空気の対流は熱放散を促します。
• 体表面からの熱放射は、主に赤外線によります。
• 放射エネルギーは、絶対温度の4乗に比例します。
• 生体の熱移動は、熱伝導、対流、放射、血流を分けて考えます。