바닥을 데우자 표면이 갈라졌다
통합과학 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 냄비 한가운데 아래에서 불로 데우는 액체를 관찰한 기록입니다. 표면에는 가벼운 가루 조각 두 개(왼쪽 ㉮, 오른쪽 ㉯)가 떠 있습니다. 기록을 칸에 옮겨 적으며 무슨 일이 일어나는지 직접 확인하세요. 예제: 아래에서 데우는 액체와 표면의 두 조각 (비교용: 데우지 않은 같은 실험)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 A]에 가운데 바닥의 온도 20 → 55 → 78 → 90(℃)을 시간 순서대로 적고, 가장 높은 값에 ◯표 하세요.
- ②[칸 B]에 가장자리의 온도 20 → 24 → 31 → 38(℃)을 시간 순서대로 적으세요.
- ③[칸 A]와 [칸 B]의 같은 시각 값을 비교해, 어느 쪽이 더 빨리 뜨거워지는지 [칸 C]에 (가운데 / 가장자리)로 적으세요.
- ④관찰 기록에 따르면 액체는 가운데에서 위로 올라오고 가장자리에서 아래로 내려갑니다. 이 두 방향을 [칸 D]에 화살표(↑, ↓)로 그려 넣으세요.
- ⑤[칸 E]에 두 조각 ㉮·㉯ 사이 거리 4 → 5 → 7 → 9(㎝)을 순서대로 적고, 변화를 화살표(↑ 또는 ↓)로 표시하세요.
- ⑥데우지 않으면 두 조각 사이 거리는 90초 내내 4㎝였습니다. 이 값을 [칸 F]에 적고, [칸 E]와 다른 점을 한 단어로 옆에 적으세요.
칸 F — 데우지 않았을 때의 거리 · 다른 점
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 A]와 [칸 B]를 보면 가운데가 훨씬 빨리 뜨거워졌고, 그동안 표면의 두 조각은 서로 멀어졌습니다. 조각을 밀어 벌린 힘은 어디에서 시작되었다고 생각하나요? 여러분의 말로 설명하세요. (15점)
✎ 조각을 밀어낸 힘은 표면이 아니라 ___에서 시작된 것 같다. 왜냐하면 …
(2)[칸 E]처럼 시간이 갈수록 거리가 커진 것은 이 실험이라서 생긴 우연일까요, 아래에서 데우면 어떤 액체에서도 생기는 규칙일까요? 다른 액체나 다른 가열 위치를 직접 하나 정해 예상하고, 그렇게 생각한 이유와 함께 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 정한 경우 ___에서는 …
(3)[칸 F]의 '데우지 않은 경우'는 [칸 E]와 무엇이 달랐나요? 무엇 때문에 그런 차이가 생겼는지 여러분의 생각을 쓰세요. (10점)
3
성찰 — 활동을 내 것으로 만들기
30점
(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)
(2) 이름 붙이기 — 오늘 한 일을 세 문장으로 정리한 뒤(아래에서 뜨거워진 액체가 오르내린 일, 그 흐름이 표면 조각을 옮긴 일 등), 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 각 칸의 값을 시간 순서대로 빠짐없이 옮기고, 비교·표시 지시를 정확히 수행함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 밀어낸 힘의 출처를 자기 말로 설명하고, 다른 경우를 직접 정해 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
바닥을 데우자 표면이 갈라졌다 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.판을 이동시키는 원동력이 되는, 맨틀 내부에서 일어나는 열에 의한 순환 현상의 이름을 쓰시오.
2.맨틀 대류가 일어나는 과정을 온도와 밀도의 변화와 연관지어 순서대로 설명하시오.
3.맨틀 대류에서 맨틀 물질이 상승하는 곳과 하강하는 곳은 각각 온도와 밀도가 어떠한지 비교하시오.
4.다음 중 판 이동의 원동력으로 볼 수 있는 것을 모두 고르시오. (가) 맨틀 대류 (나) 지구의 자전 (다) 플룸 구조론에 따른 대규모 운동 (라) 판 자체에서 발생하는 힘(섭입하는 판이 잡아당기는 힘 등) (마) 달의 인력
5.아래쪽을 가열한 물 위에 코코아 가루를 뿌렸더니 가루가 여러 조각으로 갈라져 이동했다. 이 실험에서 '물', '가열한 열원', '갈라진 코코아 가루 조각'은 실제 지구의 무엇에 해당하는지 각각 쓰시오.
6.맨틀 대류에서 마그마가 상승해 새로운 해양판이 만들어지는 경계(해령)와, 판이 다시 맨틀 속으로 들어가는 경계(해구)는 각각 대류의 상승부와 하강부 중 어디에 해당하는지 쓰시오.
정답
1. 맨틀 대류
2. 지구 내부 에너지로 맨틀 아래쪽이 가열됨 → 온도가 높아진 부분은 밀도가 작아져 상승 → 위로 올라간 맨틀 물질이 옆으로 이동하며 식음 → 밀도가 커져 하강 → 이 순환(대류)이 반복되고 그 위의 판이 이동함
3. 상승하는 곳: 온도가 높고 밀도가 작다 · 하강하는 곳: 온도가 낮고 밀도가 크다
4. (가), (다), (라) [맨틀 대류가 유일한 원동력은 아니며, 자전·달의 인력은 판 이동의 원동력이 아니다]
5. 물 → 맨틀 · 가열한 열원 → 지구 내부 에너지 · 갈라진 코코아 가루 조각 → 판
6. 해령(새 해양판 생성) → 대류의 상승부 · 해구(판이 들어감) → 대류의 하강부