1.5 设计海水淡化装置（课件）----2025-2026学年北师大版物理八年级上学期

该初中物理课件聚焦“物态及其变化”，核心涵盖水循环（环节、意义）、海水成分及蒸馏法淡化原理，结合汽化、液化等物态变化。以自然界水循环现象导入，通过小组讨论天气现象成因，衔接旧知搭建学习支架。 亮点在于融合科学探究（小组讨论天气现象物态变化）、科学思维（用生活物品设计蒸馏装置模型）与科学态度（联系海水晒盐等实际应用）。采用“现象-原理-实践”逻辑，学生提升探究与应用能力，教师可借任务链与考点实例优化教学。

2024北师大版物理八年级上册 第一章 物态及其变化 1.5 设计海水淡化装置 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。 幻灯片 1：封面页 主标题：1.5 设计海水淡化装置 副标题：巧用物态变化，实现水资源转化 背景图：左侧海水实景图，右侧淡化后清水示意图，中间用 “汽化→液化” 双向箭头连接 备注：衔接全章物态变化知识（核心：汽化 + 液化），标注教材版本、年级（八年级上册） 幻灯片 2：目录页 情境导入：水资源危机与海水淡化的意义 原理推导：海水淡化的核心物态变化（汽化 + 液化） 方案设计：简易海水淡化装置的结构与组件 实验探究：动手制作与测试简易淡化装置 装置优化：改进方向与科学原理支撑 实际应用：工业海水淡化技术（拓展延伸） 课堂实践：小组设计方案展示与点评 课堂小结与课后任务 幻灯片 3：情境导入：水资源危机与海水淡化的意义 数据呈现（配图表）： 地球表面 71% 被水覆盖，但淡水资源仅占 2.53%，可直接利用的不足 1% 全球超 10 亿人面临缺水问题，海水淡化是解决水资源短缺的重要途径 核心疑问：“海水又咸又苦，如何将其转化为可饮用的淡水？” 生活关联：海边救生、海岛居民用水、远洋航行淡水补给等场景 过渡：“结合我们学过的物态变化知识，能否找到海水变淡水的方法？” 幻灯片 4：原理推导：海水淡化的核心物态变化 知识回顾：汽化（液态→气态，吸热）与液化（气态→液态，放热）是可逆过程 淡化原理逻辑链（配示意图）： 海水（含盐分）→ 汽化（加热蒸发）→ 水蒸气（不含盐分）→ 液化（冷却凝结）→ 淡水（纯净物） 关键：汽化时盐分留在原溶液中，液化后得到不含盐分的淡水 原理强调：利用 “汽化分离盐分” 和 “液化回收水分” 的物态变化组合，实现海水淡化 思考提问：“如何实现海水的汽化？如何让水蒸气快速液化？”（引出装置设计） 幻灯片 5：方案设计：简易海水淡化装置的结构与组件 核心设计思路：模拟 “自然水循环”（海水蒸发→云层→降雨），用人工装置实现 简易装置组成（配结构示意图 + 组件标注）： 容器 A（海水槽）：盛放海水，需加热装置（如酒精灯、太阳能集热器） 导管 / 冷凝管：传输水蒸气，需冷却结构（如包裹湿毛巾、置于冷水中） 容器 B（淡水收集槽）：收集液化后的淡水 密封结构：减少水蒸气泄漏（如橡胶塞、密封胶） 各组件作用（表格说明）： | 组件 | 作用 | 涉及物态变化 | |------|------|--------------| | 海水槽 + 加热装置 | 使海水汽化产生水蒸气 | 汽化（蒸发 / 沸腾） | | 冷凝管 + 冷却结构 | 使水蒸气降温液化 | 液化 | | 淡水收集槽 | 收集纯净淡水 | - | | 密封结构 | 提高水蒸气利用率 | - | 设计注意事项：加热均匀、冷凝充分、密封良好、安全操作 幻灯片 6：实验探究：动手制作与测试简易淡化装置 实验目的：制作简易海水淡化装置，验证淡化效果，测量淡化效率 实验器材（分组准备）： 烧杯（2 个）、试管、导管、橡胶塞、酒精灯、铁架台、石棉网、湿毛巾、海水（模拟：食盐 + 水调配）、天平、温度计、秒表 实验装置图：完整组装示意图（标注各组件位置，强调加热安全和冷凝管冷却方式） 实验步骤： 用天平称取 100g 模拟海水（含盐量 5% 左右），倒入容器 A（烧杯 / 试管） 组装装置：容器 A 密封，连接导管至容器 B，导管外部包裹湿毛巾（或置于冷水中） 加热容器 A（酒精灯外焰，石棉网垫隔），控制温度在 100℃左右（水的沸点） 持续加热 5 分钟，观察容器 B 中淡水收集情况 停止加热，冷却后称取容器 B 中淡水质量，测量淡水含盐度（可用硝酸银溶液检验：无白色沉淀则为淡水） 数据记录表格： | 海水初始质量 /g | 加热时间 /min | 淡水收集质量 /g | 淡化效率（淡水 / 海水） | 含盐度检验结果 | |----------------|--------------|----------------|------------------------|----------------| | 100 | 5 | | | | 安全提示：加热时远离易燃物，防止烫伤；实验结束后先熄灭酒精灯，待装置冷却后拆卸 幻灯片 7：装置优化：改进方向与科学原理支撑 现有简易装置的不足：淡化效率低、热量损失大、水蒸气泄漏多 优化方案（配改进示意图 + 原理标注）： 提高汽化效率： 改进：给海水槽加盖（减少热量散失）、将海水雾化（增大表面积，加速蒸发） 原理：增大液体表面积、减少热量损失，促进汽化 提高液化效率： 改进：加长冷凝管、在冷凝管外缠绕冰袋（降低冷却温度）、冷凝管内壁做凹凸结构（增大接触面积） 原理：降低温度、增大气体接触面积，促进液化 能量回收： 改进：用淡化后的冷水冷却冷凝管，同时预热海水 原理：利用液化放热预热海水，节约能源 小组讨论：“还有哪些改进方法？请结合物态变化原理说明” 幻灯片 8：实际应用：工业海水淡化技术（拓展延伸） 三种主流技术（配实景图 + 原理简析）： 蒸馏法（与简易装置原理一致）： 流程：海水加热沸腾→水蒸气冷凝→淡水 应用：大型海水淡化厂、远洋船舶 特点：技术成熟，适合大规模生产 反渗透法（补充拓展）： 原理：利用半透膜，在高压下使水分子通过，盐分被截留（非物态变化，简要提及） 应用：城市供水、小型淡化设备 特点：能耗低，效率高 冷冻法（结合凝固知识）： 原理：海水冷冻结冰（凝固），盐分被排除在冰块外，融化冰块得到淡水 应用：寒冷地区小规模淡化 特点：利用自然低温，节约能源 对比：简易装置与工业技术的异同（核心原理一致，工业技术更高效、规模化） 幻灯片 9：课堂实践：小组设计方案展示与点评 任务要求：小组合作，基于简易装置优化思路，设计 “高效海水淡化装置” 方案 方案内容：画出装置示意图，标注组件、说明改进点及对应的物态变化原理 展示形式：小组代表上台讲解方案，其他小组提问点评 评价标准： 原理正确性（是否基于汽化 + 液化） 设计创新性（改进点是否合理） 可行性（材料易获取，操作安全） 表达清晰度（示意图 + 讲解） 幻灯片 10：课堂小结与课后任务 知识梳理（思维导图）： 核心主题：海水淡化装置设计 核心原理：汽化（分离盐分）+ 液化（回收淡水） 装置设计：组件、结构、操作要点 优化方向：提高汽化 / 液化效率、节约能源 实际应用：工业淡化技术 课堂小结： 海水淡化的核心是利用 “汽化 + 液化” 的物态变化组合，分离海水与盐分 简易装置的设计需兼顾汽化、液化、收集三个关键环节 技术优化的本质是通过科学方法强化物态变化的发生条件 课后任务： 完善小组设计方案，补充详细的材料清单和操作步骤 回家尝试用简易材料（如塑料瓶、吸管、蜡烛）制作微型淡化装置，记录实验现象 查阅资料：了解我国海水淡化技术的发展现状，撰写 100 字左右的短文 全章总结：通过本节课，我们将物态变化知识应用于实际问题解决，体现了物理学科 “从生活中来，到生活中去” 的价值 情景导入 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 【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】B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 2. [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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 (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)　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 【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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 4. [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。 A B C D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 (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　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 【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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 (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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 (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。 宽阔、向阳和有风　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 任务三　设计并制作海水淡化装置 5. [2024·龙岩期末]淡水资源严重缺乏。如图所示是海水淡化 的简易装置，在此过程中主要涉及的物态变化有(　C　) A. 熔化、凝固 B. 汽化、升华 C. 汽化、液化 D. 升华、凝华 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 6. [2024·北京西城区期中]一种简便的海水淡化方法如图所 示。在地面上挖一水池，往池内灌海水，完成设备的安 装，即可收到淡水。这是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。 蒸发　 液化　 (第6题) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 7. [2024·许昌期末]淡水资源缺乏已经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。如图所示为某同学在科学小创作时设计的太阳能海水 淡化装置，在海水淡化过程中发生的物态变化是先 ⁠ 后 ⁠。 汽 化　 液化　 (第7题) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 考试考法 知识总结 知识总结 知识总结 谢谢观看！ Lavf57.71.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.30(gap_fixed:False) $