Большая Советская Энциклопедия (ЗА)

Закаливание организма

Зака'ливание органи'зма, система процедур, способствующих повышению сопротивляемости организма неблагоприятным воздействиям внешней среды, выработке условнорефлекторных реакций терморегуляции , с целью её совершенствования. При закаливании вырабатывают устойчивость организма к охлаждению и тем самым к т. н. простудным и некоторым др. заболеваниям. Если организм к охлаждению не тренирован, реакция на холод носит характер безусловного рефлекса; время теплопродукции затягивается, сосуды кожи не успевают достаточно быстро сократиться, происходит паралитическое расслабление сосудов, что ещё больше увеличивает теплоотдачу. Реакция закалённого организма при охлаждении носит условнорефлекторный характер: увеличивается выработка тепла, быстро возникает задержание тепла за счёт сокращения сосудов кожи — так называемая игра вазомоторов — кратковременное расширение сосудов и усиление притока крови; повышается обмен веществ.

З. о. важно начинать в детском возрасте, когда терморегуляция находится в стадии формирования и развиваются механизмы иммунобиологической защиты. Для полноценного З. о. необходимо использовать комплекс закаливающих процедур, соблюдая принципы комплексности, постепенности, систематичности и учёта индивидуальных особенностей организма. Комплекс закаливающих процедур состоит из конвекционного (воздушные и солнечно-воздушные ванны, см. Аэротерапия , Солнцелечение ) и кондукционного (обтирание , обливание , ножные ванны, купания в открытых водоёмах и контрастные процедуры, например попеременное обливание тёплой и холодной водой с разницей температур от 3°С до 10°С, а также хождение босиком) охлаждения. В зимние месяцы, особенно на С., для З. о. большое значение приобретает ультрафиолетовое облучение от искусственных источников.

Силу раздражителя при З. о. увеличивают постепенно. В весенне-летний период, когда З. о. происходит стихийно в связи с облегчением одежды, купанием в открытых водоёмах и т. п., снижение температур воды и воздуха при З. о. можно проводить более интенсивно. Когда З. о. проводят в осенне-зимний период, температуру воды и воздуха снижают со значительно большими интервалами. Начинают закаливающие процедуры с воздушных ванн индифферентной температуры воздуха от 24°С — для грудных детей и от 18°С до 12°С — для старших школьников и взрослых (при скорости движения воздуха, не превышающей 0,1 м/сек, и относительной влажности в пределах 40—65%). Солнечные ванны начинают с 3—5 мин и постепенно увеличивают до 20—40 мин, в зависимости от возраста. Для общих водных процедур за основу берётся температура кожи в области сердца: у детей до 1 года 35—36°С, у взрослого 31—33°С. Вода такой температуры используется для обтирания; для обливаний — на 1—2°С выше, для ножных ванн — на 1—2°С ниже. Температуру воды постепенно снижают для детей до 3 лет до 26—24°С, для старших до 15—12°С. Для местных водных процедур за основу берётся температура открытых частей тела (около 29—25°С) и постепенно снижается до 12—10°С. На втором году систематических З. о. можно проводить контрастные процедуры. Хорошей закаливающей процедурой является купание в открытом водоёме.

В З. о. очень важна систематичность. Если раздражитель действует с некоторым постоянством в течение более или менее продолжительного времени, вырабатывается определённый стереотип на данный раздражитель. При недостаточном закреплении эффект З. о. снимается. Так, при проведении закаливающих процедур в течение 2—3 мес с последующим их прекращением закалённость организма исчезает через 1—1¹ /₂мес. При длительных перерывах закаливающие процедуры начинают вновь с исходных температур воды и воздуха. Учёт индивидуальных особенностей организма (очаги дремлющей инфекции, состояние реконвалесценции, анемии, пороки сердца, астма и др.) особенно важен у детей. З. о. проводят без снижения индифферентных температур воды и воздуха. При З. о. необходимо учитывать, что легко возбудимые люди нуждаются в успокаивающих процедурах (воздушные ванны, обтирание и др.), исключаются солнечно-воздушные ванны. Людям с преобладанием процессов торможения рекомендуют обливания и контрастные процедуры; вялым — обливание непосредственно после сна; спокойным и уравновешенным — после утренней гимнастики. З. о. не следует проводить больным до полного выздоровления, а также страдающим врождёнными и приобретёнными пороками сердца в стадии декомпенсации, хроническими заболеваниями почек.

Лит.: Парфенов А. П., Закаливание человека, Л., 1960; Леви-Гориневская Е. Г., Быкова А. И., Закаливание организма ребенка, 3 изд., М., 1962; Маршак М. Е., Физиологические основы закаливания организма человека, 2 изд., Л., 1965; Койранский Б. Б., Охлаждение, переохлаждение п их профилактика, 2 изд., [Л.], 1966.

Л. П. Кондакова-Варламова.

Закаливание растений

Зака'ливание расте'ний, приобретение растениями устойчивости к неблагоприятным условиям — морозам, холоду, засухе, засолению и др. Возникающие при З. р. свойства обусловливаются изменениями обмена веществ. З. р. к морозу происходит только осенью, когда растения под влиянием короткого дня прекращают рост и переходят в состояние глубокого покоя, а также зимой при слабых и умеренных морозах. Поэтому деревья, выдерживающие зимой морозы до —60°С (лиственница, ель, сосна и др.), летом погибают при температуре от —7 до —8°С. Первая фаза З. р. проходит при температуре около 0°С в условиях освещения, когда в растениях накапливаются углеводы в результате снижения интенсивности дыхания. Вторая фаза З. р. протекает при слабых и умеренных морозах и сопровождается потерей клетками воды вследствие образования льда. При этом происходит обособление протопласта и образование на его поверхности липоидно-белковых слоев; плазмодесмы втягиваются внутрь клетки, и живое содержимое клетки становится нечувствительным к давлению льда в межклетниках. З. р. применяется и для повышения холодостойкости огурцов, томатов, хлопчатника, кукурузы и др. растений. Впервые русский огородник Е. А. Грачев применил (1875) З. р., выдерживая семена кукурузы перед их посевом при 0°С (на снегу) в течение двух недель; в результате он получал зрелые початки кукурузы в условиях Петербурга. Предложено также переменное воздействие на семена растений (томатов) низкими и повышенными температурами. Для З. р. против засухи применяют предпосевное намачивание и последующее подсушивание семян. Закаливание происходит и у вегетирующих растений под влиянием засухи в природной обстановке, но урожай их при этом снижается. Разработаны также методы закаливания к засолению почвы — хлоридному, сульфатному или карбонатному (содовому) — путём выдержки семян в соответствующих солевых растворах.

Лит.: Туманов И. И., Современное состояние и очередные задачи физиологии зимостойкости растений, в сборнике: Физиология устойчивости растений, М., 1960; Генкель П. А., физиология устойчивости растительных организмов, в кн.: физиология сельскохозяйственных растений, т. З. М., 1967; Строгонов Б. П., Солеустойчивость растений, там же; Барская Е. И., Изменения хлоропластов и вызревание побегов в связи с морозоустойчивостью древесных растений, М., 1967; Физиология состояния покоя у растений, М., 1968.

П. А. Генкель.

Закалка

Зака'лка, термическая обработка материалов, заключающаяся в их нагреве и последующем быстром охлаждении с целью фиксации высокотемпературного состояния материала или предотвращения (подавления) нежелательных процессов, происходящих при его медленном охлаждении. З. возможна только для тех веществ, равновесное состояние которых при высокой температуре отличается от равновесного состояния при низкой температуре (например, кристаллической структурой). З. эффективна только в том случае, если реально достижимая скорость охлаждения достаточна для того, чтобы не успели развиться процессы, подавление которых является целью З. Структуры, возникающие в результате З., лишь относительно устойчивы, при нагреве они переходят в более устойчивое состояние. З. могут подвергаться в естественных условиях или в определённом технологическом процессе многие вещества, (металлы, их сплавы, стекло и пр.).

Закалка стали. Наиболее широкая группа материалов, подвергаемых З., — стали. В соответствии с диаграммой состояния железо-углеродистых сплавов (рис. 1 ) термодинамически устойчивым состоянием стали при температурах, расположенных выше линии GSE диаграммы состояния, является аустенит — раствор углерода в g-железе (см. Железоуглеродистые сплавы ); ниже линии PSK — смесь феррита (раствора углерода в a-железе) и цементита (карбида железа Fe₃ C). При медленном охлаждении от температур, расположенных выше линии PSK, аустенит в соответствии с диаграммой состояния должен распадаться на феррит и цементит. Скорость этого превращения меняется с температурой и при достаточно низкой температуре становится настолько малой, что аустенит практически не распадается. При дальнейшем снижении температуры аустенит превращается в мартенсит , появление которого в структуре стали приводит к резкому увеличению твёрдости, прочности, магнитного насыщения и к снижению пластичности. Цель З. стали — получение полностью мартенситной структуры (без продуктов распада аустенита), т. е. подавление при быстром охлаждении распада аустенита и сохранение его вплоть до температур, при которых начинается мартенситное превращение. Минимальная скорость охлаждения, достаточная для предотвращения распада аустенита, носит название критической скорости З. стали.

В практике термической обработки металлов для получения металлов, в частности сталей, с определенными свойствами применяют различные виды З. В зависимости от условий нагрева различают З. полную и неполную. При полной З. быстрое охлаждение стали производят после нагрева её до температур, лежащих выше линии GSE. При этом сталь полностью переводится в аустенитное состояние. При неполной З. (главным образом инструментальных сталей) металл нагревают до температур выше линии PSK ; после охлаждения в структуре могут сохраняться нерастворившиеся при нагреве т. н. избыточные фазы (феррит или цементит и более сложные карбиды). В зависимости от условий охлаждения различают З. изотермическую, ступенчатую и др. При изотермической З. сталь нагревают до температур выше линии GSE (полная З.) или выше PSK (неполная З.), затем быстро охлаждают до температур ниже линии PSK и дают т. н. изотермическую выдержку, при которой происходит превращение аустенита в др. структуры (перлит, бейнит). В этом случае свойства окончательных продуктов определяются температурой изотермической выдержки: твёрдость и прочность материала возрастают по мере снижения температуры. При ступенчатой З. охлаждение с большой скоростью производят до температуры, несколько превышающей температуру мартенситного превращения, и дают выдержку, необходимую для выравнивания этой температуры по всей толщине изделия (ступень), а затем охлаждение ведут медленно до образования в структуре мартенсита. Внешние факторы, главным образом закалочная среда (вода, масло, расплавленная соль) и давление, также определяют результаты З.

Закалённая сталь отличается большой хрупкостью, поэтому после З. её обычно подвергают отпуску . При одной и той же твёрдости сталь, подвергнутая З. с последующим отпуском, более пластична (следовательно, более работоспособна), чем сталь, подвергнутая медленному охлаждению, при котором происходит распад аустенита на феррит и цементит. Это определяет чрезвычайно широкое использование З. стали в технике: применение её не только для получения стали с высокой твёрдостью, но и для получения (после соответствующего отпуска) стали со средней и низкой твёрдостью, но обладающей хорошими конструкционными свойствами.

Закалка стареющих сплавов. Если равновесная концентрация твёрдого раствора существенно изменяется при изменении температуры, то при охлаждении происходит выделение из него избытка одного из компонентов (см. Старение металлов ). Этот процесс является диффузионным и может быть подавлен З. (рис. 2 ). Цель З. в этом случае — фиксирование пересыщенного твёрдого раствора при низкой, например комнатной, температуре. Старение сплава может происходить затем при комнатной или более высокой температуре. Сплав со структурой, возникающей при З. и старении, обладает высокими прочностными свойствами, большой коэрцитивной силой (магнитные сплавы). Т. н. дисперсионно-твердеющие сплавы, подвергающиеся З. с последующим старением, находят широкое применение, например дуралюмин — как конструкционный материал, нимоник — жаропрочный; альнико — для изготовления постоянных магнитов и др.