主要な概念
温度
数学
エネルギー
化学反応
昆虫
音
はじめに
あなたが眠りに落ちるようにコオロギの脈打つさえずりを聞くのが それは紛れもない音です。 一部の人々は、他の人がそれを大声で迷惑な見つけるのに対し、楽しいと平和な音を見つけます,クリケットは、家の中の寒さからの避難所を見つけるこ しかし、あなたはコオロギについて感じる、彼らのさえずりは驚くべきメッセージを保持する—彼らは温度を報告す このアクティビティでは、これらの小さな生き物のさえずりが一種の温度計としてどのように使用できるかを調査します!
背景
クリケットのチャープは温度にどのように関連していますか? コオロギは、すべての生き物のように、筋肉が収縮して鳴き声を出す反応など、体の中で多くの化学反応が起こっています。 コオロギは、すべての昆虫のように、冷血であり、周囲の温度を取る。 これはこれらの化学筋肉反作用がいかにすぐに起こることができるか影響を与えます。 具体的には、Arrhenius方程式と呼ばれる式は、これらの反応を起こすのに必要な活性化または閾値エネルギーを記述する。 温度が上昇すると、特定の活性化エネルギーに到達しやすくなり、クリケットがチャープするような化学反応がより迅速に起こるようになります。 逆に、温度が下がると、反応速度が遅くなり、チャープがそれに伴って減少する。
コオロギはどのように彼らの独特のチャープを作るのですか? それらは特別な身体部分が騒音を作るために一緒に摩擦されるstridulationと呼ばれるプロセスを使用する。 一般的に唯一の男性コオロギは、これを行う;スクレーパーと呼ばれる彼らの翼の上に特別な構造があります。 彼らは彼らの音を作りたいとき、彼らは45度の角度に彼らの翼を上げ、ファイルと呼ばれる他の翼の下側のしわに一方の翼のスクレーパーを描画します。 それは櫛の歯に沿って指を動かすようなものです。
材料
55と100度華氏(12と38度摂氏)の間の屋外温度—夜の間に理想的です
コオロギと屋外エリアへのアクセスやペットショップからコオロギを購入
屋外温度計
ストップウォッチ
スクラッチ紙と鉛筆やペンの作品
準備
あなたはコオロギを観察する領域で屋外温度を測定するために温度計を設定します。
それは外に55と100度Fの間だが(と夜はコオロギのさえずりを聞くために通常最善であることを念頭に置いて)コオロギがあるエリアに行きます。 いくつかのさえずりを聞くことを確認します。
また、コオロギを購入する場合は、外の空気が簡単にそれらに到達することができます日陰のケージに外に設定します。 あなたがさえずりを聞くまで待ちます。
手順
単一のクリケットのさえずり音を選びます。
クリケットが14秒で作るチャープの数を数えます。 何人? この番号を書き留めます。
これをもう二回行い、クリケットがさらに14秒の間隔でどのくらいのチャープを作るかを数えます。 これらの数字を書き留めます。 数字はどれくらい近くにあったのですか?
14秒間隔でのチャープの数を平均します。
40秒でのチャープの平均数に14を追加します。 この方程式(クリケット温度計の方程式を使用するのが最も古く、最も簡単なものの1つです)は、農家の年鑑に掲載されています。 それはあなたの摂氏温度でおおよその温度を与える必要がありますクリケットによると、温度は何ですか?
屋外温度計の温度を確認してください。 温度計の読書にクリケットのさえずりに基づいて温度がどのくらい近いですか? 彼らが異なっている場合、彼らはどのくらい異なっていますか? なぜあなたは彼らが違うかもしれないと思いますか?
エクストラ: それは一般的に温度を伝えるためにクリケットを使用することがどのように正確であるかを確認するには、異なる屋外の温度でこの活動を繰り返 どのように正確なクリケットは暖かくまたは寒い外になっているときの温度を伝えることですか? それは全体的にどのように正確に見えますか?
余分な:農家の年鑑に基づいて、あなたは25秒でチャープの数を数え、この数を3で割ってから4を追加することにより、度Cで温度を伝えるためにクリ クリケットによると、C度の温度は何ですか? これはどのくらい正確ですか?
Extra:高度な挑戦のために、あなたの計算された温度データと最高のフィット感を与える方程式を比較:線形農家年鑑方程式(この活動で使用される)または指数 Arrhenius方程式に関する情報は、次のページの「詳細を調べる」セクションで見つけることができます。 どの方程式が最も正確ですか?
Extra:このようなkatydidsとして、完全にコオロギや異なる昆虫の異なる種のさえずりを比較します。 どの生き物が最高の”昆虫温度計”を作るのですか?
観察と結果
クリケットのチャープに基づいた温度は、実際の屋外温度計の温度に近く、おそらくわずか数度Fでオフでしたか?
1800年代後半には、クリケットのチャープ率(または毎秒のチャープ数)が屋外の温度に基づいて一貫して変化することを指摘する記事が掲載されています。 毎秒のチャープ数と温度との関係を記述する多くの式が公開されています。 これらの方程式はすべて、クリケットの種に応じてわずかに異なります。 この活動を使用して、コオロギが屋外の温度計を使用して測定された温度の約5つの摂氏温度の内にあり、それよりおそらく近いことが分ったかもしれない。 この活動を複数回繰り返し、クリケットのさえずりに基づいて、それは温度計が読んだよりも寒かったことがわかった場合、クリケットは温度計があったよりも暖かい建物から遠く離れていたため、および/またはクリケットが冷たい土壌に近いためである可能性があります。 雪の木のクリケットは、頻繁に温度を予測する際に最も正確なものとして引用されています。 暑い、暖かい、涼しい、寒い条件下での鳴き声の例を聞きたい場合は、下の”詳細を探索する”セクションの”雪の木のクリケット”のリソースをチェックしてくださ
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フロリダ大学のトーマス-ウォーカー教授から雪の木のクリケット
グレートプレーンズ自然センターからフィールドクリケット
レート定数とChemguideのジム-クラークからアレニウス方程式
チャペルヒルのノースカロライナ大学と協力してShodorからアレニウス方程式
クリケットを尋ねる、”温度は何ですか?”科学の仲間から
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