题文

陈鹃同学到市科技馆参观纳米材料展．当她走进“怪镜”展室时，看到室内充满了“水蒸气”，墙上挂着一面看似普通的平面镜，她走近平面镜中央，惊讶地发现镜子的左半部布满小水珠，而右半部却几乎没有水珠，如图所示．经讲解员介绍，原来“怪镜”的右半边是用纳米材料制成的．“纳米材料好神奇呀！” 图中涉及到了许多的物理知识，请你写出其中的两条： （1）______； （2）______．

题型：问答题  难度：中档

答案

镜子左半部的小水珠，是由于空气中水蒸气液化放热形成的． 而在相同的环境下，右半部没有小水珠，说明水蒸气在纳米材料的镜子上不发生液化． 故答案为： （1）水蒸气在普通玻璃上发生了液化现象； （2）水蒸气在纳米材料的镜子上不发生液化现象．

据专家权威分析，试题“陈鹃同学到市科技馆参观纳米材料展．当她走进“怪镜”展室时，看到室..”主要考查你对  液化现象、方法及其应用，新材料及其应用（半导体、超导体、纳米材料、绿色能源、记忆合金等）  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

液化现象、方法及其应用新材料及其应用（半导体、超导体、纳米材料、绿色能源、记忆合金等）

考点名称：液化现象、方法及其应用

• 定义：
  物质从气态变为液态的过程叫液化。
  

• 特点：
  液化放热。
  
  液化方法：
  (1)降低温度；
  
  (2)压缩体积。
  当气体的温度降低到足够低的时候，所有的气体都可以液化，其中温度降到足够低是指气体的温度下降至沸点或沸点以下。小同的气体液化的温度不同。利用这种性质可以分离物质。用压缩体积的方法可以使大多数的气体液化，如日常生活中使用的煤气以及气体打火机用的燃气，就是用压缩体积的方法使它们液化的，有的气体单靠压缩不能使它们液化，必须同时降低温度才行。
  

• 液化放热在生活中的应用：
        冬天手感到冷时，可向手哈气，是因为呼出的水蒸气液化放热；被锅内喷出的水蒸气烫伤比开水还厉害，是因为水蒸气液化过程要放热。浴室通常用管道把高温水蒸气送入浴池，使池中的水温升高是利用液化放热来完成的。

• “白气”
  1．含义：“白气”不是水蒸气，因为水蒸气是无色透明的气体，是看不见的。当水蒸气遇到外界温度较低的空气时，放热液化形成小水珠，悬浮在空气中，就是我们看到的“白气”。例如：冬天，从口中中呼出的“白气”；烧开水时从壶嘴喷出的“白气”；夏天，我们看到冰棒冒的“白气”；冰箱门打开时冒出的“白气”；飞机的白色尾气。
  
  2．分类：“白气”现象可分为两类，一类是冷物体冒 “白气”；另一类是热物体冒“白气”。尽管它们都是水蒸气遇冷液化而成的小水珠，但水蒸气的来源却不同。例如：冰棒冒“白气”是冰棒周围附近空气中的水蒸气 (来源于冰棒之外)遇冷液化而成；烧开水时，壶嘴冒 “白气”是从壶中产生的水蒸气(来源于壶内)遇到壶嘴外附近的冷空气液化而成的。切记：共同的特点都是水蒸气要遇冷。

考点名称：新材料及其应用（半导体、超导体、纳米材料、绿色能源、记忆合金等）

• 新型材料：
  新材料之一：纳米材料
  ①纳米定义：纳米是长度单位,1nm＝10^-9m即:十亿分之一米；
  ②当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著变化．如：黄金在正常情况下呈金黄色，而它的纳米颗粒却变成了黑色，且熔点显著下降；
  
  新材料之二：超导材料
  ①超导材料：是一种电阻为零的材料 
  ②超导材料的应用：
  a、利用超导零电阻特性实现远距离大功率输电可无损耗输送强电流。
  b、超导材料种类多，应用广泛。（如：超导磁悬浮列车）
  
  新材料之三：半导体材料
  有些材料，它的导电性能介于导体和绝缘体之间，这类材料称为半导体，锗、硅、砷化镓等都是半导体材料。
  
  新材料之四：形状记忆合金
  ①形状记忆合金:形状记忆合金：加热后能随意拉长和扭曲，冷却后形状不变；再次加热可恢复到原来形状。
  ②主要成分是：镍和钛；
  ③物理特性：当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致了外形的变化.
  
  新材料之五：隐性材料
  隐性材料：能吸收电磁波、弹性好、耐拉而压硬度大

• 超导材料的特性：
  1.零电阻
  超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。
  
  2.抗磁性
  超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零。
  
  3.同位素效应
  超导体的临界温度Tc与其同位素质量M有关。M越大，Tc越低，这称为同位素效应。例如，原子量为199.55的汞同位素，它的Tc是4.18开，而原子量为203.4的汞同位素，Tc为4.146开。

• 记忆合金的应用：
  1. 记忆合金已用于管道结合和自动化控制方面，用记忆合金制成套管可以代替焊接，方法是在低温时将管端内全扩大约4％，装配时套接一起，一经加热，套管收缩恢复原形，形成紧密的接合。美国海军飞机的液压系统使用了10万个这种接头，多年来从未发生漏油和破损。船舰和海底油田管道损坏，用记忆合金配件修复起来，十分方便。在一些施工不便的部位，用记忆合金制成销钉，装入孔内加热，其尾端自动分开卷曲，形成单面装配件。

  2. 记忆合金特别适合于热机械和恒温自动控制，已制成室温自动开闭臂，能在阳光照耀的白天打开通风窗，晚间室温下降时自动关闭。记忆合金热机的设计方案也不少，它们都能在具有低温差的两种介质间工作，从而为利用工业冷却水、核反应堆余热、海洋温差和太阳能开辟了新途径。现在普遍存在的问题是效率不高，只有4％～6％，有待于进一步改进。

  3. 记忆合金在医疗上的应用也很引人注目。例如接骨用的骨板，不但能将两段断骨固定，而且在恢复原形状的过程中产生压缩力，迫使断骨接合在一起。齿科用的矫齿丝，结扎脑动脉瘤和输精管的长夹，脊柱矫直用的支板等，都是在植入人体内后靠体温的作用启动，血栓滤器也是一种记忆合金新产品。被拉直的滤器植入静脉后，会逐渐恢复成网状，从而阻止95％的凝血块流向心脏和肺部。

  4. 人工心脏是一种结构更加复杂的脏器，用记忆合金制成的肌纤维与弹性体薄膜心室相配合，可以模仿心室收缩运动。现在泵送水已取得成功。

  4. 由于记忆合金是一种“有生命的合金”，利用它在一定温度下形状的变化，就可以设计出形形色色的自控器件，它的用途正在不断扩大。