1.5设计海水淡化装置课件-北师大版八年级物理上册

幻灯片1：封面标题：1.5设计海水淡化装置幻灯片2：课程导入情境展示：呈现全球水资源分布示意图，突出淡水资源匮乏的现状，以及沿海地区或海岛面临的淡水短缺问题。展示海水的图片，提问：“海水又咸又苦，不能直接饮用，如何才能将海水转化为可饮用的淡水呢？”引入主题：在日常生活和生产中，人们常常需要将海水进行淡化处理以获取淡水。今天，我们就一起来探索海水淡化的原理，并动手设计一个简单的海水淡化装置。幻灯片3：海水淡化的原理核心原理：海水淡化主要是利用水的物态变化，将海水中的水与盐分分离。最常见的是利用水的蒸发和液化（凝结）过程，即先将海水加热使其蒸发变成水蒸气，水蒸气中几乎不含盐分，然后让水蒸气冷却液化成液态水，从而得到淡水。原理讲解：结合分子运动的知识简单解释，加热时海水中的水分子获得能量，运动加剧，脱离液体表面变成水蒸气；而盐分子由于质量较大、分子间作用力较强，难以随水蒸气一起逸出，从而实现水与盐的分离。当水蒸气遇到较冷的物体时，失去能量，分子运动减慢，重新聚集形成液态水。幻灯片4：常见的海水淡化方法简介蒸馏法：这是最古老也是最常用的海水淡化方法之一。它是将海水加热至沸腾，使水变成水蒸气，然后将水蒸气收集起来冷却凝结成淡水。就像我们烧开水时，锅盖内侧会有小水珠，这些小水珠就是水蒸气凝结成的淡水。反渗透法：通过一种特殊的半透膜，在压力作用下让水分子透过膜，而盐分等杂质被阻挡在膜的另一侧，从而得到淡水。这种方法在现代海水淡化厂中应用广泛，但对设备要求较高。其他方法：简要提及冷冻法（利用水结冰时盐分不进入冰晶的特性）等，但重点强调本节课我们将以蒸馏法为基础设计装置。幻灯片5：设计海水淡化装置的方案构思装置目标：设计一个能够利用简单材料，通过蒸馏原理将模拟海水（可在清水中加入食盐配制）转化为淡水的装置，实现水的蒸发和冷凝过程。所需材料思考：引导学生思考设计装置可能需要的材料，如容器（用于盛放海水并加热，如烧杯、易拉罐等）、加热装置（如酒精灯、电加热棒等）、冷凝装置（用于冷却水蒸气，如玻璃片、塑料板、冷凝管等）、收集装置（用于收集淡化后的淡水，如小烧杯、试管等）。幻灯片6：海水淡化装置设计方案示例装置名称：简易蒸馏式海水淡化装置装置组成及作用：蒸发容器：一个烧杯，用于盛放模拟海水（加入食盐的水）。加热装置：酒精灯和石棉网，用于加热蒸发容器中的海水，使水蒸发。冷凝装置：一个放在蒸发容器上方的玻璃皿，玻璃皿上方可以放置一些冰块，加快水蒸气的冷却。玻璃皿起到冷凝水蒸气的作用，使水蒸气变成液态水。收集装置：在玻璃皿下方放置一个小烧杯，用于收集从玻璃皿上滴落的淡水。装置示意图：展示简易的装置示意图，标注各部分名称。幻灯片7：设计与制作步骤步骤一：准备材料：根据设计方案，准备好所需的材料，如烧杯、酒精灯、石棉网、玻璃皿、冰块、小烧杯、模拟海水（食盐溶液）等。检查材料的安全性和完整性。步骤二：组装蒸发部分：将石棉网放在铁架台的铁圈上，把盛有模拟海水的烧杯放在石棉网上，调整好烧杯的高度，确保酒精灯能够对其进行加热。步骤三：安装冷凝部分：将玻璃皿洗净擦干，小心地放在烧杯口上方，注意不要完全密封烧杯口，要留有一定的空隙便于水蒸气上升。在玻璃皿上方放置适量的冰块。步骤四：设置收集部分：将小烧杯放在玻璃皿正下方，用于接住冷凝后滴落下的淡水。幻灯片8：实验操作与观察实验操作：点燃酒精灯，对烧杯中的模拟海水进行加热，使海水保持沸腾状态。观察整个装置中发生的现象，特别是水的蒸发和冷凝过程。现象观察：记录加热后海水的变化，如海水逐渐减少；观察玻璃皿底部的变化，会发现有小水珠产生，小水珠逐渐变大并滴落到小烧杯中。结果检验：待收集到一定量的淡水后，熄灭酒精灯。品尝（或用硝酸银溶液检验，有白色沉淀则说明有盐分）收集到的水，与原来的模拟海水进行对比，看是否变淡。幻灯片9：设计中的注意事项安全第一：使用酒精灯时要注意正确的操作方法，避免烫伤；加热过程中不要用手触摸高温的容器和装置；使用玻璃器皿时要轻拿轻放，防止破碎。装置密封性：虽然不需要完全密封，但要保证大部分水蒸气能够上升到冷凝装置进行冷凝，减少水蒸气的流失，提高淡化效率。加热控制：加热时要控制好火焰大小，使海水保持适当的沸腾状态，避免海水因剧烈沸腾而溅出，影响实验效果和安全性。冷凝效果：确保冷凝装置有足够的冷却能力，可以通过更换玻璃皿上的冰块等方式保持冷凝装置的低温，提高冷凝效率。幻灯片10：实验现象分析与结论现象分析：在实验过程中，我们观察到烧杯中的模拟海水在加热后不断减少，这是因为水发生了蒸发变成了水蒸气；玻璃皿底部出现小水珠并滴落到小烧杯中，这是水蒸气遇到较冷的玻璃皿后发生液化（冷凝）形成的淡水。实验结论：通过这个简易的海水淡化装置，利用水的蒸发和液化过程，成功地将模拟海水转化为了淡水，验证了蒸馏法海水淡化的原理。幻灯片11：装置的改进与拓展改进思路：引导学生思考如何改进装置以提高淡化效率，如增加加热面积、优化冷凝装置（如使用更长的冷凝管）、采用保温措施减少热量损失等。例如，可以将蒸发容器换成更大的易拉罐，在易拉罐上方制作一个倾斜的冷凝板，让冷凝后的淡水更顺利地流入收集装置。拓展思考：讨论不同规模的海水淡化装置在实际生活中的应用，如小型便携式海水淡化装置可用于航海、探险等；大型海水淡化厂则为沿海城市提供大量淡水。思考海水淡化过程中可能面临的能源消耗等问题，以及如何提高能源利用率。幻灯片12：课堂总结知识回顾：回顾海水淡化的核心原理是利用水的蒸发和液化分离水与盐分；重点掌握了基于蒸馏法的简易海水淡化装置的设计、制作和操作过程。能力提升：通过设计和制作装置，培养了观察能力、动手实践能力和创新思维能力，体会到了物理知识在解决实际问题中的应用价值。课后任务：鼓励学生课后尝试对自己设计的装置进行改进，或者查阅资料了解更多关于海水淡化的先进技术和方法。2024北师大版物理八年级上册授课教师：

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1.5设计海水淡化装置

第一章

物态及其变化aiTujmiaNg设计并制作海水淡化装置，进行实验测试。31认识自然界的水循环，了解我国和当地的水资源状况2了解海水的主要成分，认识晒盐过程中的物态变化。资料链接水是生命之源，它滋润了万物，哺育了生命。我们赖以生存的地球约有70％被水覆盖，而地球上的海水大约占总水量的97％。与我们生活关系最为密切的淡水，仅占总水量的2.5％，而淡水中有约70％储藏在南极和北极的巨大冰川中，而能够供人类直接利用的淡水资源更是仅占淡水资源的0.3%。因此，人类可利用的淡水资源十分有限。陆地上的淡水资源，包括江河湖泊水、冰川、深层地下水和浅层地下水。淡水资源可以以固态、液态、汽态的形式存在。可贵的淡水资源资料链接随着社会的发展、技术的进步，人类对水的依赖程度越来越大。除日常生活

用水外，工农业生产也必须用水。在纺织、印染、造纸、炼钢等各个工业领域都

需要大量的水资源，农业灌溉更需要大量的水资源。此外，城市的消防、绿化、

公共场所的清洁卫生都少不了水。可贵的淡水资源资料链接随着人口的膨胀和经济的增长，水资源已经出现了严重的危机。人们不仅直接消

耗了大量水资源，在生产和生活中还造成了水的污染，进一步加剧了

水资源危机，这已经敲响了人类生

存的警钟。因此，我们不仅需要改

进节水技术、优化用水

系统的运行，更需要每个人提高节

水意识、养成良好的用水习惯，共

同保卫我们的蓝色家园。可贵的淡水资源自然界中水循环是怎样进行的？问题温故知新任务一

认识自然界的水循环地球表面的各种水体在不停地转化。浩瀚的海洋、奔腾的江河、平静的湖泊、皑皑的冰山雪岭，还有那漂浮的云彩……地球上的水在不停的运动着、变化着，形成了一个巨大的循环系统。图解水循环的过程任务一

认识自然界的水循环①水循环把大气圈、水圈、岩石圈和生物圈有机地联系起来，使地球上的各种水体处于不断更新状态，维持了全球水的动态平衡。②水循环通过对地表太阳辐射的重新分配，使得不同纬度热量收支不平衡的矛盾得以缓解。水循环的意义任务一

认识自然界的水循环水循环的意义③水循环的强弱及路径，直接影响到各地的天气过程，乃至区域的基本气候特征。④水循环是海陆间联系的主要纽带，陆地径流源源不断地向海洋输送大量的泥沙、有机物和无机盐类。⑤在水循环的驱动下，地表物质被侵蚀、搬运和堆积，地貌得到发育、演化，形成了多姿多彩的地表形态。

任务一

认识自然界的水循环水循环的意义任务一

认识自然界的水循环任务一

认识自然界的水循环小组活动：组内自由讨论。问题如下：云，雾，雨，露，雪，霜，冰雹等天气现象是如何形成？他们的形成过程中涉及到了哪些物态变化呢？请根据以前学习过的内容尝试总结。每组派一名同学。作为代表发言。

任务二

了解海水的主要成分海水中含有大量盐类，其中大部分是氯化钠（食盐的主要成分）。大量饮用海水会引起人体脱水，甚至可能危及生命。右图所示的是海水晒盐（书33页）。用海水晒盐是人类利用海洋资源的重要方式。在化学上称为“蒸发结晶”

想一想：海水晒盐包含了什么物态变化？

任务三

设计并制作海水淡化装置海水淡化常见方法有冷冻法，反渗透法和蒸馏法。蒸馏法的原理先把海水加热，使海水产生水蒸气。再让水蒸气遇冷液化成蒸馏水。用蒸馏法设计并制作海水淡化装置。右图为实验室淡化海水的简易装置。根据右图，和小组同学进行讨论。想一想，如何利用生活中的物品，进行海水淡化。任务三

设计并制作海水淡化装置用蒸馏法设计并制作海水淡化装置。如图所示的是用塑料瓶，易拉罐，灯泡制作的简易海水淡化蒸馏装置。海水中的水经过加热后汽化，通过导管到达小饮料瓶。在小饮料瓶中受冷液化后，流入大饮料瓶中，最后进行过滤。任务三

设计并制作海水淡化装置任务一认识自然界的水循环1.

[2024·武汉期中]水是人类生存环境的重要组成部分。甲、

乙和丙分别是水的三种状态，它们三者之间转化过程的吸

热、放热情况如图所示。下列说法不正确的是(

)A.

甲是水蒸气B.

由甲到丙是升华过程C.

露的形成是由甲到乙的过程D.

由乙到甲的过程有两种方式123456789【点拨】由图知：丙到乙吸热，乙到甲吸热，所以甲为气态，乙

为液态，丙为固态。因甲、乙和丙分别是水的三种状态，所

以甲是水蒸气，乙是水，丙是冰，A正确；由甲到丙是凝华

过程，B错误；露是空气中水蒸气液化而成的，由甲到乙是

液化，C正确；由乙到甲是汽化，汽化有蒸发和沸腾两种方

式，D正确。【答案】B1234567892.

[2024·广州期末]如图是大自然中水循环的示意图。江、

河、湖、海以及大地表层中的水不断蒸发变成水蒸气。当

含有很多水蒸气的空气升入高空时，水蒸气的温度降低凝

成小水滴或凝成小冰晶，这就是云。在一定的条件下，云

中的小水滴或小冰晶越来越大，就会下落。在下落过程

中，小冰晶又变成小水滴，与原来的水滴一起落到地面，

这就形成了雨。123456789(1)请依次写出上文加下划线部分涉及的物态变化的名

称：

、

、

⁠。(2)上面三种物态变化中，需要吸热的是

⁠。液化凝华熔化熔化(3)[开放性试题]我国属于缺水的国家，节约用水应从我做

起，请你写出生活中的一项节水措施：

⁠。用洗菜的水冲厕所(合理即可)

123456789任务二了解海水的主要成分3.

[跨学科实践]食盐的主要成分为氯化钠，纯净的氯化钠是

无色透明的固体，熔点是801

℃，沸点约1

400

℃，味

咸，易溶于水。氯化钠大量存在于海水中，可通过蒸煮结

晶海水来制取氯化钠。下列说法中正确的是(

B

)A.

氯化钠溶于水，这是熔化现象B.

氯化钠为晶体C.

利用海水煮盐主要是利用了液化现象D.

温度为100

℃时，氯化钠为液态123456789【点拨】【点拨】B熔化是一种物质的物态变化，氯化钠溶于水涉及两种

物质，A错误；氯化钠的熔点是801

℃，有固定的熔化温

度，是晶体，B正确；利用海水煮盐主要是利用了汽化现

象，C错误；氯化钠的熔点是801

℃，100

℃低于其熔

点，氯化钠不会熔化，是固态，D错误。1234567894.

[科学探究]小明暑假去旅游，在海边看到人们用海水“晒

盐”，即选取大片的海滩，构建盐田，一段时间后，盐田

中的水逐渐变少，粗盐也就出来了。小明想，如果水能快

点变少，粗盐也就能出得更快。可是水变少的快慢跟哪些

因素有关呢？为此，小明进行了如下探究，在4块相同的

玻璃板上各滴一滴完全相同的酒精，如图A、B、C、D所

示，并测出它们变干所用的时间分别为200

s、100

s、50

s、80

s。ABCD123456789(1)“水变少”的过程其实是物理学中的

(填物态

变化名称)现象。(2)分析A、B实验，能得出结论：

⁠

⁠。汽化在其他条件相同时，

液体的表面积越大，蒸发越快123456789【点拨】分析A、B实验可知，酒精相同，温度相同，空气

流动的情况也相同，只有酒精的表面积不同，A中酒精

变干所用的时间为200

s，B中酒精变干所用的时间为

100

s，因此，可得出结论：在其他条件相同时，液体

的表面积越大，蒸发越快。123456789(3)分析A、D实验，能得出结论：

⁠

⁠。【点拨】在其他条件相同时，

液体表面空气流动越快，蒸发越快分析A、D实验可看出，在其他条件(酒精、温度、

液体表面积)相同时，D中液体表面空气流动更快，A中

酒精变干所用时间比D中酒精所用时间长，可以得出结

论：在其他条件相同时，液体表面空气流动越快，蒸

发越快。123456789(4)结合上述实验现象及数据，猜想一下，海边盐田应尽

可能建在

处。【点拨】根据影响蒸发快慢的因素，要想使蒸