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北师大版2024版物理八年级上册【精做课件】授课教师：.班级：8年级（）班.时间：.1.5设计海水淡化装置第一章物态及其变化北师大版八年级物理上册1.5《设计海水淡化装置》专项作业一、设计背景与物理原理海水含有大量盐类杂质，无法直接饮用。本次装置设计依托本章汽化、液化核心物态变化知识，利用水和盐的物理性质差异完成海水淡化。盐的沸点极高，常温、加热条件下无法变成气体，而水可以吸热发生汽化变成纯净水蒸气；水蒸气遇冷后发生液化，凝结为液态纯净水，盐分被彻底截留，最终实现海水净化。核心物理原理：海水吸热汽化（蒸发）→纯净水蒸气遇冷液化→得到可饮用淡水，全程为物理变化，贴合八年级物态变化知识点。二、实验器材（生活易得材料）大号透明塑料盆、小号空塑料杯、保鲜膜、橡皮筋、小石块（重物）、盐水（模拟海水）。三、装置整体结构整套装置结构简单、分层清晰，分为三个核心区域，适配实验原理：1.海水汽化区：大塑料盆，盛装模拟海水，为汽化过程提供水源，留存盐分杂质；2.冷凝液化区：密封保鲜膜顶层，作为低温冷凝界面，让水蒸气液化成淡水水珠；3.淡水收集区：盆中央的小水杯，汇聚收集液化后的纯净淡水。四、装置组装与实验步骤1.在大号塑料盆中倒入适量盐水（模拟海水），水量不超过盆体二分之一，避免液面过高接触收集杯；2.将干净的空小水杯直立放置在大盆正中央，确保杯口高于盐水液面，防止盐水混入收集杯；3.用保鲜膜完全覆盖大盆盆口，用橡皮筋扎紧边缘，保证装置完全密封，防止水蒸气外泄；4.将小石块轻轻压在保鲜膜正中央（小水杯正上方），使保鲜膜中心微微凹陷，形成倾斜滑落坡面；5.将组装好的装置放置在阳光充足、温度较高的环境中，静置2–3小时，观察实验现象。五、实验过程与现象分析1.汽化过程：阳光照射使装置内温度升高，大盆中的盐水吸收热量，发生缓慢的蒸发现象（汽化），变成无色透明的水蒸气。水中的盐类杂质无法汽化，全部留在大盆的水中，实现水与盐分的分离。2.液化过程：装置内的纯净水蒸气接触温度较低的保鲜膜内壁，遇冷放热，发生液化现象，凝结成无数细密的液态小水珠，均匀附着在保鲜膜内侧。3.淡水收集过程：保鲜膜中心呈倾斜状态，细小水珠不断汇聚、变大，在重力作用下沿坡面滑落，最终滴入中央的小水杯中。六、实验现象与实验结论实验现象：静置一段时间后，保鲜膜内壁布满液态水珠，水珠持续滴落至小水杯中；大盆内盐水浓度逐渐升高，杯中的收集水无色无味、无咸味。实验结论：利用水的汽化和液化物态变化，可以有效去除海水中的盐分和杂质，成功实现海水淡化，证明汽化吸热、液化放热的规律可应用于净水实践。七、装置优缺点分析1.优点材料环保易得、成本低、操作安全简单，适合初中生动手实操；装置可视化强，能直观展示汽化、液化全过程，贴合课本知识点；全程密封，无水资源浪费，净水原理清晰易懂。2.缺点依靠自然阳光升温，汽化速度慢，海水淡化效率较低；保鲜膜密封性和导热性一般，少量水蒸气易外泄，冷凝效果有限。八、装置优化改进方案1.吸热提速：在大盆外侧包裹黑色卡纸，黑色物体吸热能力更强，可快速提升装置内部温度，加快海水蒸发速度；2.优化冷凝：用光滑透明玻璃盖板替代保鲜膜，密封性、导热性更好，能提升液化冷凝效率；3.辅助加热：将装置放置在温暖室内或温水浴上方，稳定提升环境温度，缩短实验时间。九、知识点总结本装置是物态变化知识的生活化综合应用，核心考查汽化吸热、液化放热两大核心考点。蒸发是任意温度下都能发生的平缓汽化现象，本装置利用自然蒸发实现海水汽化；水蒸气遇冷液化放热，形成纯净淡水，两种物态变化相互配合，完成海水淡化。整个过程无新物质生成，属于物理变化，同时印证了“汽化吸热制冷、液化放热”的规律，完美结合课本理论与生活实践，是本章物态变化的经典实操应用案例。课前导入
复习：水的三态变化
自然界中水循环是怎么样的？
【想一想】
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
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( )
B
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
2.［2024·广州期末］如图所示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。
（1）请依次写出上文加下划线部分涉及的物态变化的名称：
______、______、______。
液化
凝华
熔化
（2）上面三种物态变化中，需要吸热的是______。
熔化
（3） 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）
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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
知识总结
知识总结
任务二 了解海水的主要成分
3. 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，沸点 ，味咸，易溶于水。氯化钠
大量存在于海水中，可通过蒸发结晶海水来制取氯化钠。下
列说法正确的是( )
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 时，氯化钠为液态
4. 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、、、 。
A
B
C
D
（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
（3）分析A、D实验，能得出结论：_____________________
__________________________________。
在其他条件相同时，液体表面空气流动速度越快，蒸发越快
【点拨】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速度更快，A中
酒精变干所用时间比D中酒精变干所用时间长，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。
（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。
宽阔、向阳和有风
【点拨】根据影响蒸发快慢的因素，要想使蒸发加快，应将海
边盐田尽可能建在宽阔（可增大海水表面积）、向阳
（可提高海水温度）、有风（可加快海水上方空气的流动速度）
处。
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任务三 设计并制作海水淡化装置
5. ［2024·张掖月考］淡水资源缺乏已是一
个世界性的普遍现象，利用太阳能、海水等
资源获得淡水具有重要的战略意义。如图所
示为小明设计的太阳能海水淡化器简易示意
C
A. 先升华后液化 B. 先汽化后凝固
C. 先汽化后液化 D. 先液化后汽化
图，在海水淡化过程中，发生的物态变化是 ( )
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6. 如图所示是利用太阳能
蒸馏技术淡化海水的原理示意图。在
地面上挖一水池，往池内灌海水，完
成设备的安装，即可得到淡水。这是
蒸发
液化
因为阳光照射使池内海水加快______, 形成水蒸气；水蒸气
在塑料膜上______形成水滴。
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7.常用的海水淡化方法有冷冻法、反渗透法和蒸馏法。如图
所示的两种装置中，属于反渗透法装置的是____；蒸馏法淡
化海水的过程为水蒸气淡水，其中 过程会______
热量， 过程会______热量。
乙
吸收
放出
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