Question

科技馆里有一种“水车”，其结构如图所示，叶片是由高分子聚合材料制成的，特点是：在常温下，叶片是平直的；在高温下，其叶片可向一侧弯曲。当把水车的下半部分放进热水中时，水车可以不停地转动起来，有人说这种“水车”是永动机，因为它没有外部动力也能转动，事实是这样吗？试加以说明。

Answer

该“水车”不是永动机，从能量的转化角度来看，它是将内能转化为机械能的装置。热水在推动叶片运动做功时，要消耗水的内能，水的温度会逐渐降低，如果不及时补充能量，当水温降至室温时，“水车”就会停止转动。

【解析】当“水车”的叶片浸在热水中时，由于温度升高，叶片向一侧迅速弯曲，给热水一个力。根据力的作用是相互的，热水会对叶片施加一个反作用力，使“水车”转动起来。当叶片转出水面时，温度下降，叶片又恢复成平直的状态，这个过程不断地进行就会使“水车”不停地转动。可见该“水车”是利用水温和室温的温度差使叶片发生形变而工作的，当水温和室温相同时该“水车”就会停止工作。