nøkkelbegreper
Temperatur
Matematikk
Energi
Kjemiske reaksjoner
Insekter
Lyd
Innledning
elsker du å høre den pulserende kvitring av sirisser som du sovner? Det er en umiskjennelig lyd. Noen mennesker finner lyden behagelig og fredelig, mens andre finner det høyt og irriterende, spesielt hvis en cricket skjer for å finne tilflukt fra kulden inne i et hjem. Men du føler deg om crickets, deres chirps holder en overraskende melding-de kan rapportere temperaturen! I denne aktiviteten vil du undersøke hvordan chirps av disse små skapningene kan brukes som et slags termometer!
Bakgrunn
Hvordan er en cricket ‘ s chirp relatert til temperatur? Crickets, som alle levende ting, har mange kjemiske reaksjoner som skjer i kroppen, for eksempel reaksjoner som gjør at musklene kan trekke seg sammen for å produsere chirping. Kriketter, som alle insekter, er kaldblodige og tar på seg temperaturen i omgivelsene. Dette påvirker hvor raskt disse kjemiske muskelreaksjonene kan oppstå. Spesifikt beskriver en Formel Kalt Arrhenius-ligningen aktiveringen, eller terskelen, energien som kreves for å få disse reaksjonene til å oppstå. Når temperaturen stiger, blir det lettere å nå en viss aktiveringsenergi, slik at kjemiske reaksjoner, som de som tillater en cricket å chirp, kan skje raskere. Omvendt, når temperaturen faller, reduseres reaksjonshastigheten, noe som fører til at chirping reduseres sammen med den.
Hvordan crickets gjøre sin særegne chirp? De bruker en prosess som kalles stridulation, hvor spesielle kroppsdeler gnides sammen for å lage støy. Vanligvis gjør bare mannlige crickets dette; det er en spesiell struktur på toppen av vingene, kalt en skrape. Når de vil lage lyden, løfter de vingene i en 45 graders vinkel og tegner skraperen av en vinge over rynker på undersiden av den andre vingen, kalt en fil. Det er litt som å kjøre fingeren langs tennene på en kam.
Materialer
utetemperatur mellom 55 og 100 grader Fahrenheit (12 og 38 grader Celsius) – i løpet av en kveld er ideell Tilgang til et uteområde med sirisser eller kjøpe sirisser fra en dyrebutikk
Utendørs termometer
Stoppeklokke
stykke scratch papir og blyant Eller penn
Forberedelse
Sett opp et termometer for å måle utetemperaturen i området der du vil observere sirisser.Mens det er mellom 55 og 100 grader F utenfor (og husk at kveldene vanligvis er best for å høre crickets chirping), gå til området der crickets er. Pass på at du hører noen chirping.Alternativt, hvis du kjøper crickets, sett dem ute i et bur i skyggen som gjør at uteluften enkelt kan nå dem. Vent til du hører piping.
Prosedyre
Plukk ut kvitrende lyden av en enkelt cricket.Count hvor mange chirps cricket gjør i 14 sekunder. Hvor mange? Skriv dette nummeret ned.
Gjør dette to ganger, teller hvor mange chirps cricket gjør i to 14-sekunders intervaller. Skriv disse tallene ned. Hvor nær var tallene til hverandre?
Gjennomsnittlig antall chirps i 14-sekunders intervaller.
Legg til 40 til gjennomsnittlig antall chirps på 14 sekunder. Denne ligningen (som er en av de eldste og enkleste å bruke cricket-termometer ligninger) er publisert I Farmers ‘ Almanac. Det bør gi deg omtrentlig temperatur i grader F. Ifølge cricket, hva er temperaturen?
Kontroller temperaturen på utendørstermometeret. Hvor nær er temperaturen basert på cricket chirps til termometeravlesningen? Hvis de er forskjellige, hvor mye er de forskjellige? Hvorfor tror du de kan være annerledes?
Ekstra: For å se hvor nøyaktig det er å bruke en cricket for å fortelle temperaturen generelt, gjenta denne aktiviteten med forskjellige utetemperaturer (men hold deg innenfor 55 – til 100-graders F-området). Hvor nøyaktig er cricket på å fortelle temperaturen når det blir varmere eller kaldere ute? Hvor nøyaktig virker det generelt?Ekstra: Basert På Bøndenes Almanakk, kan du bruke en cricket for å fortelle temperaturen i grader C ved å telle antall chirps i 25 sekunder, dividere dette tallet med 3 og deretter legge til 4. Ifølge cricket, hva er temperaturen i grader C? Hvor nøyaktig er dette?Ekstra: for en avansert utfordring, sammenlign hvilken ligning som passer best med dine beregnede temperaturdata: de lineære Bøndenes Almanakkligninger (brukt i denne aktiviteten) eller Arrhenius-ligningen, som inneholder en eksponentiell faktor. Informasjon Om Arrhenius-ligningen finner du i avsnittet» mer å utforske » på neste side. Hvilken ligning er mest nøyaktig?Ekstra: Sammenlign chirps av forskjellige arter av crickets eller forskjellige insekter helt, for eksempel katydids. Hvilken critter gjør det beste «insekttermometeret»?Observasjoner og resultater var temperaturen basert på cricketens chirps nær den faktiske utendørs termometertemperaturen, og kanskje av med bare noen få grader F?Så langt tilbake som på slutten av 1800-tallet har det blitt publisert artikler som bemerker at en crickets chirprate (eller antall chirps per sekund som den gjør) endres konsekvent basert på utetemperaturen. Det har vært mange ligninger publisert som beskriver forholdet mellom antall chirps per sekund og temperaturen. Disse ligningene varierer litt, avhengig av arten av cricket. Ved hjelp av denne aktiviteten, kan du ha funnet ut at cricket var innenfor ca 5 grader F av temperaturen målt ved hjelp av utendørs termometer, og sannsynligvis enda nærmere enn det. Hvis du gjentok denne aktiviteten flere ganger og fant ut at, basert på crickets chirps, var det kaldere enn termometeret lest, kan dette skyldes at cricket var lengre unna en varm bygning enn termometeret var, og/eller fordi cricket var nærmere den kalde jorda. Snowy tree cricket er ofte sitert som den mest nøyaktige ved å forutsi temperatur. Hvis du vil lytte til eksempler på det chirping under varme, varme, kule og kalde forhold, sjekk ut ressursen på «Snowy Tree Cricket» i «Mer å utforske» nedenfor.
Mer å utforske
Snowy Tre Cricket Fra Professor Thomas Walker Ved University Of Florida
Felt Cricket Fra Great Plains Nature Center
Rate Konstanter og Arrhenius Ligningen Fra Jim Clark På Chemguide
Arrhenius Ligningen Fra Shodor i samarbeid Med University Of North Carolina I Chapel Hill
Spør En Cricket, » Hva Er Temperaturen?»Fra Science Buddies

denne aktiviteten brakt til deg i samarbeid withScience Buddies