Question

【題目】

神奇的飲水鳥

如圖所示是一種古老的中國玩具——飲水鳥，它的神奇之處在于：它：看上去沒有任何外來的動力，卻能不停地點頭“喝”水，猶如一臺永動機。就連愛因斯坦看后都十分驚嘆飲水鳥的設計。

飲水烏的結構如圖甲所示，它是一個由“頭泡”和“尾泡”構成的密閉容器，容器內裝有易揮發的乙醚液體，乙醚液體在溫度升高或液表氣壓減小時易汽化；汽室1和汽室2中充滿乙醚的飽和蒸汽，乙醚蒸汽在溫度降低時易液化。

平時，鳥身略向前傾。啟動時給吸濕層滴足夠的水，吸濕層中的水因蒸發而吸熱，使汽室2中的溫度降低，導致汽室2中的氣壓小于汽室l中的氣壓，尾泡中的乙醚液體在汽室l中氣壓的作用下沿玻璃管往上升。于是整個鳥的重心上移（如圖乙所示），鳥身逐漸前傾，直至鳥嘴接觸水面“喝”水，此時頭泡和尾泡剛好通過玻璃管連通（如圖丙所示），兩汽室中的乙醚蒸汽混合，液態乙醚在自身重力的作用下流回尾泡，飲水鳥的重心下移，于是漸漸直立起來，在支架上來回擺動。由于“喝”水時，鳥嘴接觸水面，沾濕了吸濕層，于是它又開始循環工作。

（1）因吸濕層上的水會蒸發使汽室2中乙醚飽和汽的溫度降低時，部分飽和汽會發生_________現象；在乙醚液體沿玻璃管往上升時，汽室1中氣壓會減小，此時尾泡中的乙醚液體會吸收外界空氣的熱量發生_________現象，以保持汽室1中乙醚蒸汽的飽和狀態；（兩空均填物態變化名稱）

（2）飲水鳥“喝”完水后會在支架上來回擺動，擺動時，以頭泡為參照物，空氣是_________（填“運動”或“靜止”），這樣能加快吸濕層中水分的蒸發；若冬天氣溫太低，吸濕層上的水蒸發過慢，飲水鳥會漸漸停止擺動，這是因為_________；

（3）飲水鳥“喝”水的頻率受吸濕層上水的蒸發速度影響，水的蒸發越快飲水鳥工作越勤快，要想使飲水鳥工作更勤快，你的做法是__________________；

（4）從能量轉化的角度來看，飲水鳥工作時可以把空氣的_________能轉化機械能，但在實際生活中并沒有利用飲水鳥的原理來制造發動機，你認為可能的原因是：___________________________________。

Answer 1

【答案】（1）液化 汽化；（2）運動 飲水鳥受到阻力的作用；（3）方法如下解析；（4）內

【解析】試題分析：（1）因吸濕層上的水會蒸發使汽室2中乙醚飽和汽的溫度降低時，部分飽和汽會發生液化現象；在乙醚液體沿玻璃管往上升時，汽室1中氣壓會減小，此時尾泡中的乙醚液體會吸收外界空氣的熱量發生汽化現象，以保持汽室1中乙醚蒸汽的飽和狀態；（2）飲水鳥“喝”完水后會在支架上來回擺動，擺動時，以頭泡為參照物，空氣是運動的，這樣能加快吸濕層中水分的蒸發；若冬天氣溫太低，吸濕層上的水蒸發過慢，飲水鳥會漸漸停止擺動，這是因為飲水鳥受到阻力的作用；（3）把飲水鳥放在溫度高環境，把飲水鳥放在濕度低環境，增大吸濕層的面積，增大吸濕層表的空氣流速，把水換成酒精等；（4）從能量轉化的角度來看，飲水鳥工作時可以把空氣的內能轉化機械能，但在實際生活中并沒有利用飲水鳥的原理來制造發動機，你認為可能的原因是無法大型化，輸出功率較低，能源收集利用效率較低，輸出功率不穩定，受到相對濕度、溫度等環境因素影響較大，低沸點有機溶劑易泄漏造成事故，高溫易爆炸或泄露等。