Question

【题目】

神奇的饮水鸟

如图所示是一种古老的中国玩具——饮水鸟，它的神奇之处在于：它：看上去没有任何外来的动力，却能不停地点头“喝”水，犹如一台永动机。就连爱因斯坦看后都十分惊叹饮水鸟的设计。

饮水乌的结构如图甲所示，它是一个由“头泡”和“尾泡”构成的密闭容器，容器内装有易挥发的乙醚液体，乙醚液体在温度升高或液表气压减小时易汽化；汽室1和汽室2中充满乙醚的饱和蒸汽，乙醚蒸汽在温度降低时易液化。

平时，鸟身略向前倾。启动时给吸湿层滴足够的水，吸湿层中的水因蒸发而吸热，使汽室2中的温度降低，导致汽室2中的气压小于汽室l中的气压，尾泡中的乙醚液体在汽室l中气压的作用下沿玻璃管往上升。于是整个鸟的重心上移（如图乙所示），鸟身逐渐前倾，直至鸟嘴接触水面“喝”水，此时头泡和尾泡刚好通过玻璃管连通（如图丙所示），两汽室中的乙醚蒸汽混合，液态乙醚在自身重力的作用下流回尾泡，饮水鸟的重心下移，于是渐渐直立起来，在支架上来回摆动。由于“喝”水时，鸟嘴接触水面，沾湿了吸湿层，于是它又开始循环工作。

（1）因吸湿层上的水会蒸发使汽室2中乙醚饱和汽的温度降低时，部分饱和汽会发生_________现象；在乙醚液体沿玻璃管往上升时，汽室1中气压会减小，此时尾泡中的乙醚液体会吸收外界空气的热量发生_________现象，以保持汽室1中乙醚蒸汽的饱和状态；（两空均填物态变化名称）

（2）饮水鸟“喝”完水后会在支架上来回摆动，摆动时，以头泡为参照物，空气是_________（填“运动”或“静止”），这样能加快吸湿层中水分的蒸发；若冬天气温太低，吸湿层上的水蒸发过慢，饮水鸟会渐渐停止摆动，这是因为_________；

（3）饮水鸟“喝”水的频率受吸湿层上水的蒸发速度影响，水的蒸发越快饮水鸟工作越勤快，要想使饮水鸟工作更勤快，你的做法是__________________；

（4）从能量转化的角度来看，饮水鸟工作时可以把空气的_________能转化机械能，但在实际生活中并没有利用饮水鸟的原理来制造发动机，你认为可能的原因是：___________________________________。

Answer 1

【答案】（1）液化 汽化；（2）运动 饮水鸟受到阻力的作用；（3）方法如下解析；（4）内

【解析】试题分析：（1）因吸湿层上的水会蒸发使汽室2中乙醚饱和汽的温度降低时，部分饱和汽会发生液化现象；在乙醚液体沿玻璃管往上升时，汽室1中气压会减小，此时尾泡中的乙醚液体会吸收外界空气的热量发生汽化现象，以保持汽室1中乙醚蒸汽的饱和状态；（2）饮水鸟“喝”完水后会在支架上来回摆动，摆动时，以头泡为参照物，空气是运动的，这样能加快吸湿层中水分的蒸发；若冬天气温太低，吸湿层上的水蒸发过慢，饮水鸟会渐渐停止摆动，这是因为饮水鸟受到阻力的作用；（3）把饮水鸟放在温度高环境，把饮水鸟放在湿度低环境，增大吸湿层的面积，增大吸湿层表的空气流速，把水换成酒精等；（4）从能量转化的角度来看，饮水鸟工作时可以把空气的内能转化机械能，但在实际生活中并没有利用饮水鸟的原理来制造发动机，你认为可能的原因是无法大型化，输出功率较低，能源收集利用效率较低，输出功率不稳定，受到相对湿度、温度等环境因素影响较大，低沸点有机溶剂易泄漏造成事故，高温易爆炸或泄露等。