【科普阅读】
地球是一个美丽的"水球",表面约$71\%$被水覆盖,淡水仅占总水量的$2.5\%$；其余是海水或咸水.海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施.全球海水淡化水用途如图$1$所示.
海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法,热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质,能耗大、成本高；膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化,但现有薄膜的水通量低,应用受到限制.有科学家提出,给石墨烯"打上"许多特定大小的孔,制成单层纳米孔二维薄膜,可进行海水淡化.石墨烯海水淡化膜工作原理如图$2$图所示.
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依据上文,回答下列问题.
$(1)$全球海水淡化水用途排在首位的是______.
$(2)$热分离法中,水发生了______$(填"物理变化"或"化学变化")$.限制热分离法大规模应用的原因是______.
$(3)$石墨烯海水淡化膜允许______通过.
$(4)$提出爱护水资源的一条建议______.