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课件网) 烈日炙烤着小船,小科和小明的桨早就停了。指南针在昨天就没了反应,海天交界线模糊成一片晃眼的白。 背包里最后半块饼干被分着塞进嘴里,水壶底只剩层干涸的盐渍。小明突然爬起来,眼神发直地盯着海水,手已经要伸下去。 “别碰!”小科猛地拽住他,喉咙干得发疼,“海水不能喝!”他把小明按回座位,而小明用一脸疑惑的眼神看着他…… 海水到底能不能喝? 主要是因为其中含有大量盐分(平均含盐量约3.5%),远高于人体体液的含盐量(约0.9%)。当人饮用海水后,人体细胞外的盐分浓度会急剧升高,为了维持细胞内外的平衡,细胞内的水分会大量渗透到细胞外,导致细胞脱水。这会让身体越喝越渴,反而加重脱水症状,严重时还会损伤肾脏等器官,危及生命。所以在海上缺水时,饮用海水不仅不能解渴,还会加速身体的衰竭。 海水不能喝 聪明的你,如果遇到小科和小明的险情,会如何解决缺水的问题呢? 淡化海水 4.3 海洋的探索 一、海水的淡化 世界上70%以上的人口居住在离海岸线120km以内的区域,尽管海洋中有丰富的水,却不能直接饮用,所以海水淡化一直是人类追求的梦想。 一、海水的淡化 海水淡化是指将海水脱盐取得淡水的过程。截至2021年,全球海水淡化工程规模超过1亿吨/日,惠及100多个国家。在一些中东国家,海水淡化水是国民饮用水的主要来源。海水淡化作为淡水资源的替代与增量技术,越来越受到重视。 你知道海水淡化有哪些方法吗? 目前,全球的海水淡化技术已经日趋成熟,主要包括反渗透法、蒸馏法、冷冻法等几十种方法。中国的海水淡化技术已经取得突破性进展,并在全球占领了一定的市场。 反渗透法 反渗透膜是模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜,是反渗透技术的核心构件。反渗透膜的孔径非常小,能有效截留水中的各种溶质,而水则能从半透膜渗出,从而获得比较纯净的水。反渗透法具有淡化后水的水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点,在海水淡化工程上得到了广泛应用。 探索活动 1.配制0.5%的食盐水100mL(模拟海水),倒入A水槽。 2.用TDS笔测量A水槽中食盐水的固体溶解物含量,并记录读数。 3.连接反渗透滤芯(内含反渗透膜)、微型增压水泵和水管,组装成如图4.3-1所示的海水模拟淡化装置。 4.启动水泵抽取A水槽中的食盐水,把经过滤芯后的净水导入B水槽,废水导入C水槽(废水开关打开较小角度)。 5.几分钟后,再用清洗过的TDS笔测量B水槽中净水的固体溶解物含量,并记录读数。 TDS是total dissolved sollds的缩写,是指水中溶解的固体总量。 蒸馏法 把水加热到沸腾,产生的水蒸气经冷却形成液态水的方法称为蒸馏法,用这种方法收集到的水就是蒸馏水。蒸馏水中杂质非常少,可以将其看成是单一由水组成的。 这种仅由一种物质组成的物质,叫作纯净物。 由两种或两种以上物质组成的物质,叫作混合物。 蒸馏烧瓶 冷凝管 牛角管 锥形瓶 蒸馏还可以用于分离或提纯液体混合物,原理是根据液体混合物中各组分成分的沸点不同。 冷冻法 知识拓展 冷冻法是海水淡化的一种传统技术,原理是利用海水各成分凝固点不同:纯水凝固点为0℃,而海水因含盐分,凝固点低于0℃。 具体过程是将海水冷却至凝固点以下,使其中的水分先凝结成冰,而盐分等杂质则留在未冻结的浓盐水中。随后将冰块分离出来,熔化后就能得到淡水。 不过,冷冻法能耗较高,且结冰过程中可能有盐分包裹在冰晶中,影响淡水纯度,目前在大规模海水淡化中应用较少,更多用于特殊场景。 一、海水的淡化 海水淡化的原理并不复杂,但如果要大规模地实现海水淡化,就要综合考虑成本、能耗、效率、环保等诸多问题。 现在你有办法解决小科和小明在海上缺水的问题了吗? 美味的菜需 ... ...