Question

（7分）閱讀短文，回答問題：

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(diǎn)頭“喝”水，猶如一臺永動機(jī)。就連愛因斯坦看后都十分驚嘆飲水鳥的設(shè)計(jì)。

飲水鳥的結(jié)構(gòu)如圖甲所示，它是一個由“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易汽化；汽室1和汽室2中充滿乙醚的飽和蒸氣，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(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1中的氣壓，尾泡中的乙醚液體在汽室1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(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(huán)工作。

（1）因吸濕層上的水會蒸發(fā)使汽室2中乙醚飽和氣的溫度降低時，部分飽和氣會發(fā)生_______現(xiàn)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(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”完水后會在支架上來回擺動，擺動時，以頭泡為參照物，空氣是_______（選填“運(yùn)動”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，飲水鳥會漸漸停止擺動，這是因?yàn)開____________；

（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)動機(jī)，你認(rèn)為可能的原因是：________________。

 

Answer 1

（1）液化；汽化（2）運(yùn)動；飲水鳥受到阻力的作用；（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（答案合理均給分）。（4）內(nèi)；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（答案合理均給分）。

【解析】

試題分析：（1）乙醚飽和氣的溫度降低時，發(fā)生液化現(xiàn)象；乙醚液體吸收外界空氣的熱量會發(fā)生汽化現(xiàn)象；（2）飲水鳥在支架上來回擺動，頭泡與空氣的位置不斷發(fā)生變化，所以頭泡為參照物，空氣是運(yùn)動的；飲水鳥擺動過程中會受到阻力作用，冬天氣溫太低，吸濕層上的水蒸發(fā)過慢，使得動力不足，速度減小，直到停止運(yùn)動；（3）根據(jù)題意飲水鳥“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，可采用加快飲水鳥頭泡加濕層中液體蒸發(fā)速度，來加快擺動；具體做法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）該裝置利用乙醚的液化和汽化工作，所以工作時把空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；生活中并沒有利用飲水鳥的原理來制造發(fā)動機(jī)，你認(rèn)為可能的原因是：該裝置動力大小受液體的蒸發(fā)速度影響；輸出功率不穩(wěn)定，受到相對濕度、溫度等環(huán)境因素影響較大等。

考點(diǎn)：液化；汽化；影響蒸發(fā)快慢的因素； 參照物選擇