ఊపిరి బయటికి వదిలినపుడు వేడిగాలి ఎందుకు వస్తుంది?

 ప్రశ్న: మనం ఊపిరి తీసుకుని బయటికి వదిలినపుడు ముక్కు నుంచి వేడిగాలి ఎందుకు వస్తుంది?

జవాబు: మనం తీసుకున్న ఆహారం జీర్ణక్రియకు లోనవగానే పిండి పదార్థాల నుంచి గ్లూకోజ్‌ అనే శక్తిమంతమైన అణువులు రక్తంలో కలుస్తాయి. ఒక్కోసారి చాలా కాలం పాటు ఆహారం తిననట్లయితే శరీరంలో ఉన్న కొవ్వు నిల్వల నుంచి కూడా గ్లూకోజ్‌ ఏర్పడుతుంది. శరీరంలో ఉన్న గ్లూకోజ్‌ ప్రతి జీవన కార్యకలాపాలకు కావలసిన శక్తికి ఆధారమని మనం గుర్తించాలి. అయితే ఆ గ్లూకోజ్‌ నుంచి శక్తిని రాబట్టాలంటే దాన్ని రసాయనికంగా ఆక్సీకరణం చెందించాలి. అందుకు మనం గాలిలో ఉన్న ఆక్సిజన్‌ను శ్వాస క్రియలో ఉచ్ఛ్వాసం ద్వారా రక్తంలోకి పంపుతాం. ఆక్సిజన్‌ సమక్షంలో ఆక్సీకరణం చెందిన గ్లూకోజ్‌ కార్బన్‌డైఆక్సైడ్‌, నీటి ఆవిరిగా విఘటనం చెందే క్రమంలో ఉష్ణశక్తి కూడా పుడుతుంది. ఇందులో చాలా భాగం ADPఅనే అణువు, ATPఅనే శక్తియుత అణువుగా మారడానికి ఉపయోగపడగా కొంత భాగం రక్తంలోనే కలిసిపోతుంది.

రక్తపు ఉష్ణోగ్రత, దేహ ఉష్ణోగ్రత క్రమబద్ధీకరించబడతాయి. రక్తంలో కలిసిన కార్బన్‌డైఆక్సైడ్‌, నీటి ఆవిరి దేహ ఉష్ణోగ్రత (సుమారు 37 డిగ్రీల సెల్సియస్‌) వద్దే ఉంటాయి. అవి నిశ్వాసంలో బయట పడేప్పుడు దేహ ఉష్ణోగ్రత వద్దే బయటికి వస్తాయి. సాధారణంగా సంవత్సర కాలంలో బయట ఉష్ణోగ్రత 37 డిగ్రీల సెల్సియస్‌ కన్నా తక్కువే ఉంటుంది. బయట 37 డిగ్రీల సెల్సియస్‌ కన్నా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత నుంచి గాలి లోనికి వెళ్తున్నా నిశ్వాసంలో విడుదలయ్యే కార్బన్‌డైఆక్సైడ్‌, నీటి ఆవిరి కనీసం 37 డిగ్రీల సెల్సియస్‌ దగ్గర ఉండటం వల్ల నిశ్వాసంలో వేడి గాలి బయటికి వస్తున్నట్టు ఉంటుంది.

Why is our exhaled breath always warm?

Imagine blowing up a balloon and setting the balloon inside the fridge and waiting for the air to cool down to the fridge temperature. I estimate that would take at least 5 minutes to cool down all the air in the balloon. Now move the balloon outside in the shade on a hot 35degC day. It will take a similar time for the air to reach 35degC.

The time taken is (amongst other things) proportional to the surface area of the balloon which is about 0.25m². The volume of air in our balloon is about 11 litres.

If you double the surface area but keep the volume the same, you double the rate of temperature change. Increase the surface area 300 times (with the same volume) and it will take 5min/300 = 1second to heat or cool that balloon !!! You say, hang on I would need a balloon that looks like a very large white dandelion flower puffball to have such a large surface area but still keep a volume of 11 litres !

Yes you would ! And that's what it takes to transfer heat so quickly to and from air, A VERY large surface area touching a lot more of the air at once. Our lungs have an amazingly large surface area for their size. At about 75m² their surface area is 300 times that of our balloon but holding a similar volume to our balloon (about 11 litres).

Our lungs are at 37degC. Inhalation time of a typical adult breath is about 1 second. In that time the 0.5 litres of air you inhale is heated up to close to 37degC as not all of it makes it to your lungs. When you exhale, the air leaving your mouth is at about 35degC, thereby explaining why it is warm.