concepte cheie
temperatura
matematică
energie
reacții chimice
insecte
sunet
Introducere
îți place să auzi ciripitul pulsatoriu al greierilor în timp ce adormi? Este un sunet inconfundabil. Unii oameni găsesc sunetul plăcut și pașnic, în timp ce alții îl găsesc tare și enervant, mai ales dacă un greier se întâmplă să găsească refugiu de frigul din interiorul unei case. Cu toate acestea vă simțiți despre greieri, chirps lor dețin un mesaj surprinzător—ei pot raporta temperatura! În această activitate, veți investiga modul în care ciripiturile acestor creaturi minuscule pot fi folosite ca un fel de termometru!cum este ciripitul unui greier legat de temperatura? Greierii, la fel ca toate lucrurile vii, au multe reacții chimice în interiorul corpului lor, cum ar fi reacțiile care permit mușchilor să se contracte pentru a produce ciripit. Greierii, la fel ca toate insectele, sunt cu sânge rece și preiau Temperatura mediului înconjurător. Acest lucru afectează cât de repede pot apărea aceste reacții musculare chimice. Mai exact, o formulă numită ecuația Arrhenius descrie energia de activare sau prag necesară pentru a face ca aceste reacții să apară. Pe măsură ce temperatura crește, devine mai ușor să se atingă o anumită energie de activare, permițând astfel reacții chimice, cum ar fi cele care permit unui greier să ciripească, să apară mai rapid. În schimb, pe măsură ce temperatura scade, ratele de reacție încetinesc, determinând scăderea ciripitului odată cu aceasta.
cum fac greierii ciripitul lor distinctiv? Ei folosesc un proces numit stridulare, în care părțile speciale ale corpului sunt frecate împreună pentru a face un zgomot. În general, numai greierii masculi fac acest lucru; există o structură specială pe vârfurile aripilor lor, numită răzuitor. Când vor să-și scoată sunetul, își ridică aripile la un unghi de 45 de grade și trag răzuitorul unei aripi peste ridurile de pe partea inferioară a celeilalte aripi, numite fișier. Este oarecum ca și cum ai alerga degetul de-a lungul dinților unui pieptene.temperatura exterioară între 55 și 100 de grade Fahrenheit—12 și 38 de grade Celsius) – în timpul unei seri este ideal
accesul la o zonă în aer liber cu greieri sau de cumpărare greieri de la un magazin de animale de companie
termometru în aer liber
cronometru
bucată de hârtie zero și creion sau stilou
Pregătirea
configurați un termometru pentru a măsura temperatura exterioară în zona în care veți observa greierii.
în timp ce este între 55 și 100 de grade F afară (și ținând cont de faptul că serile sunt de obicei cele mai bune pentru a auzi greierii ciripind) mergeți în zona în care sunt greierii. Asigurați-vă că auziți niște ciripituri.
alternativ ,dacă cumpărați greieri, așezați-i afară într-o cușcă la umbră care permite aerului exterior să ajungă cu ușurință la ei. Așteptați până când auziți ciripitul.
procedura
alege sunetul ciripitul unui singur cricket.
numărați câte ciripituri face greierul în 14 secunde. Câți? Notează acest număr.
faceți acest lucru încă de două ori, numărând câte ciripituri face greierul în încă două intervale de 14 secunde. Notează aceste numere. Cât de apropiate erau numerele una de cealaltă?
media numărului de ciripituri în intervalele de 14 secunde.
adăugați 40 la numărul mediu de ciripituri în 14 secunde. Această ecuație (care este una dintre cele mai vechi și mai ușor de utilizat ecuații cricket-termometru) este publicată în almanahul fermierilor. Acesta ar trebui să vă dau temperatura aproximativă în grade F. potrivit cricket, ceea ce este temperatura?
verificați temperatura pe termometrul exterior. Cât de aproape este temperatura bazată pe chirpele de cricket de citirea termometrului? Dacă sunt diferite, cu cât sunt diferite? De ce crezi că ar putea fi diferite?
Extra: Pentru a vedea cât de precis este să folosiți un greier pentru a spune temperatura în general, repetați această activitate cu temperaturi exterioare diferite (dar rămâneți în intervalul F de 55 până la 100 de grade). Cât de precis este greierul la a spune temperatura când se încălzește sau se răcește afară? Cât de precis pare în general?
Extra: pe baza Almanahului fermierilor, puteți folosi un greier pentru a spune temperatura în grade C numărând numărul de ciripituri în 25 de secunde, împărțind acest număr la 3 și apoi adăugând 4. Potrivit greierului, care este temperatura în grade C? Cât de precis este acest lucru?
Extra: pentru o provocare avansată, comparați care ecuație oferă cea mai bună potrivire cu datele dvs. de temperatură calculate: ecuațiile Almanahului fermierilor liniari (utilizate în această activitate) sau ecuația Arrhenius, care conține un factor exponențial. Informații despre ecuația Arrhenius pot fi găsite în secțiunea „Mai multe de explorat” de pe pagina următoare. Care ecuație este cea mai exactă?
Extra: compara ciripitul de diferite specii de greieri sau insecte diferite cu totul, cum ar fi katydids. Care creatură face cel mai bun „termometru pentru insecte”?
observații și rezultate
A fost temperatura bazată pe ciripitul greierului aproape de temperatura reală a termometrului exterior și poate cu doar câteva grade F?încă de la sfârșitul anilor 1800 au fost publicate articole care menționează că rata de ciripit a unui greier (sau numărul de ciripituri pe secundă pe care le face) se schimbă în mod constant în funcție de temperatura exterioară. Au fost publicate multe ecuații care descriu relația dintre numărul de ciripituri pe secundă și temperatură. Aceste ecuații variază ușor, în funcție de speciile de cricket. Folosind această activitate, este posibil să fi descoperit că greierul se afla la aproximativ 5 grade F de temperatura măsurată folosind termometrul exterior și, probabil, chiar mai aproape de asta. Dacă ați repetat această activitate de mai multe ori și ați constatat că, pe baza ciripiturilor greierului, a fost mai rece decât termometrul citit, acest lucru s-ar putea datora faptului că greierul era mai departe de o clădire caldă decât termometrul și/sau pentru că greierul era mai aproape de solul rece. Greierul de copac înzăpezit este frecvent citat ca fiind cel mai precis la prezicerea temperaturii. Dacă doriți să ascultați Exemple de ciripit în condiții calde, calde, reci și reci, consultați resursa din „Snowy Tree Cricket” din secțiunea „Mai multe de explorat” de mai jos.
Mai mult pentru a explora
Cricket copac zăpadă de la profesorul Thomas Walker de la Universitatea din Florida
Cricket câmp de la Great Plains Nature Center
rata constante și ecuația Arrhenius de la Jim Clark La Chemguide
ecuația Arrhenius de la Shodor în cooperare cu Universitatea din Carolina de Nord la Chapel Hill
cere un Cricket, „care este temperatura?”de la prietenii științei

această activitate v-a adus în parteneriat cu prietenii științei