Question

【題目】

神奇的飲水鳥

如圖所示是一種古老的中國(guó)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(dòng)力，卻能不停地點(diǎn)頭“喝”水，猶如一臺(tái)永動(dòng)機(jī)。就連愛因斯坦看后都十分驚嘆飲水鳥的設(shè)計(jì)。

飲水烏的結(jié)構(gòu)如圖甲所示，它是一個(gè)由“頭泡”和“尾泡”構(gòu)成的密閉容器，容器內(nèi)裝有易揮發(fā)的乙醚液體，乙醚液體在溫度升高或液表氣壓減小時(shí)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(shí)易液化。

平時(shí)，鳥身略向前傾。啟動(dòng)時(shí)給吸濕層滴足夠的水，吸濕層中的水因蒸發(fā)而吸熱，使汽室2中的溫度降低，導(dǎo)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(gè)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(shí)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(tài)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?cái)[動(dòng)。由于“喝”水時(shí)，鳥嘴接觸水面，沾濕了吸濕層，于是它又開始循環(huán)工作。

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

（2）飲水鳥“喝”完水后會(huì)在支架上來回?cái)[動(dòng)，擺動(dòng)時(shí)，以頭泡為參照物，空氣是_________（填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”），這樣能加快吸濕層中水分的蒸發(fā)；若冬天氣溫太低，吸濕層上的水蒸發(fā)過慢，飲水鳥會(huì)漸漸停止擺動(dòng)，這是因?yàn)?/span>_________；

（3）飲水鳥“喝”水的頻率受吸濕層上水的蒸發(fā)速度影響，水的蒸發(fā)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(zhuǎn)化的角度來看，飲水鳥工作時(shí)可以把空氣的_________能轉(zhuǎn)化機(jī)械能，但在實(shí)際生活中并沒有利用飲水鳥的原理來制造發(fā)動(dòng)機(jī)，你認(rèn)為可能的原因是：___________________________________。

Answer 1

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

【解析】試題分析：（1）因吸濕層上的水會(huì)蒸發(fā)使汽室2中乙醚飽和汽的溫度降低時(shí)，部分飽和汽會(huì)發(fā)生液化現(xiàn)象；在乙醚液體沿玻璃管往上升時(shí)，汽室1中氣壓會(huì)減小，此時(shí)尾泡中的乙醚液體會(huì)吸收外界空氣的熱量發(fā)生汽化現(xiàn)象，以保持汽室1中乙醚蒸汽的飽和狀態(tài)；（2）飲水鳥“喝”完水后會(huì)在支架上來回?cái)[動(dòng)，擺動(dòng)時(shí)，以頭泡為參照物，空氣是運(yùn)動(dòng)的，這樣能加快吸濕層中水分的蒸發(fā)；若冬天氣溫太低，吸濕層上的水蒸發(fā)過慢，飲水鳥會(huì)漸漸停止擺動(dòng)，這是因?yàn)轱嬎�鳥受到阻力的作用；（3）把飲水鳥放在溫度高環(huán)境，把飲水鳥放在濕度低環(huán)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(zhuǎn)化的角度來看，飲水鳥工作時(shí)可以把空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能，但在實(shí)際生活中并沒有利用飲水鳥的原理來制造發(fā)動(dòng)機(jī)，你認(rèn)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(wěn)定，受到相對(duì)濕度、溫度等環(huán)境因素影響較大，低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑易泄漏造成事故，高溫易爆炸或泄露等。