7.1.4.1 Bergmann-Regel: Wärmeverlust in Abhängigkeit
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Bergmann-Regel: Wärmeverlust in Abhängigkeit von Körperoberfläche und Volumen 7.1.4.1 Darstellung des unterschiedlichen Wärmeverlusts bei unterschiedlichem Verhältnis von Volumen zu Körperoberfläche anhand eines Modells mit verschieden großen Rundkolben, die mit Wasser gefüllt sind. Material 1 2 2 1 2 2 1 1 2 1 Cobra4 - Wireless Manager Cobra4 - Wireless-Link Cobra4 Sensor-Unit Temperatur, Halbleiter –20...110°C Bunsenstativ, h=500mm Doppelmuffe Universalklemme Rundkolben 100 ml, NS 29/32 Rundkolben 500 ml, SB 29 Gummistopfen 26/32, 1 Bohrung 6 mm Software measure für Cobra4 12600.00 12601.00 12640.00 37692.00 02043.00 37715.00 35840.00 36348.00 39258.06 14550.61 Zusätzlich wird benötigt 1 PC mit USB-Schnittstelle, Windows XP oder höher Abbildung 1: Versuchsaufbau www.phywe.com P1351060 PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved 1 7.1.4.1 Bergmann-Regel: Wärmeverlust in Abhängigkeit von Körperoberfläche und Volumen Aufbau Temperatursensoren an die beiden Cobra4 – Wireless-Links anschließen. Die beiden Kolben nach dem Einspannen ins Stativ mit heißem Wasser befüllen, mit dem Stopfen verschließen. Die beiden Temperaturfühler einführen. Durchführung PC und Windows starten. Cobra4 Wireless Manager in die USB-Schnittstelle des PCs stecken. Beide Cobra4 Wireless-Links mit angesteckten Cobra4 Sensor-Units anschalten. Die Sensoren werden automatisch erkannt und es wird ihnen eine ID-Nummer zugewiesen, die im Display der Cobra4 Wireless-Links sichtbar ist. Die Kommunikation zwischen dem Cobra4 Wireless Manager und den peripheren Cobra4 Wireless-Links wird über die LED Data angezeigt. Software "measure für Cobra4" am PC starten. Versuch laden (Experiment > Experiment öffnen). Es werden nun alle benötigten Voreinstellungen zur direkten Messwertaufnahme geladen. So wird automatisch die gemessene Temperatur T über die Zeit für beide Sensoren dargestellt sowie die Temperaturdifferenz der beiden Sensoren. Sind die Temperaturwerte der beiden Sensoren unterschiedlich, empfiehlt sich eine Kalibrierung. Messwertaufnahme mit den Parametern gemäß Voreinstellung starten (z). Messung beenden () und Messwerte zur weiteren Analyse in das Hauptprogramm übertragen. Abbildung 2: Messbildschirm 2 PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved P1351060 Bergmann-Regel: Wärmeverlust in Abhängigkeit von Körperoberfläche und Volumen 7.1.4.1 Ergebnis Abbildung 3 zeigt das Ergebnis der Temperaturverläufe der beiden Sensoren und deren zunehmende Temperaturdifferenz. Abbildung 3: Temperaturverlauf und Temperaturdifferenz - Dieser Versuch bestätigt die Bergmannsche Regel, welche besagt, dass Tiere in kälteren Regionen größer sind als ihre nahen Verwandten in wärmeren Regionen. Grund dafür ist, dass die größeren Tiere einen geringeren Wärmeverlust erleiden als kleinere Tiere, da ihre Körperoberfläche im Verhältnis zu ihrem Volumen geringer ist als bei kleinen Tieren. Beispiele: Eisbären, Pinguine. Die Bergmannsche Regel erklärt auch, warum in arktischen und hochalpinen Klimazonen kleine Tiere eher nicht anzutreffen sind. Sie lässt auch den Umkehrschluss zu, dass in heißen Klimazonen große Tiere, wie z.B. Elefanten, die Ausnahme darstellen, die besondere Verhaltensmuster zum Schutz vor Hitze erforderlich macht. www.phywe.com P1351060 PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved 3 7.1.4.1 Bergmann-Regel: Wärmeverlust in Abhängigkeit von Körperoberfläche und Volumen Raum für Notizen 4 PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved P1351060
