데우고 식힐 때 갇힌 공기가 차지하는 공간의 변화
화학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시를 따라 손으로 직접 해 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다. 예제: 말랑한 풍선 속 공기 (0°C · 20°C · 80°C 물에 담금) (비교용: 같은 공기를 넣은 딱딱한 유리병)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①세 물통의 온도 0°C·20°C·80°C를 낮은 값부터 [칸 A]에 차례로 옮겨 적어 보세요.
- ②같은 풍선을 세 물통에 담갔을 때 잰 둘레 30 cm·32 cm·40 cm를 온도와 짝지어 [칸 B]에 적으세요.
- ③온도가 올라가는 순서로 둘레가 커지는지 작아지는지 화살표(↑ 커짐/↓ 작아짐)로 [칸 C]에 표시하세요.
- ④딱딱한 유리병에 같은 공기를 넣고 같은 세 물통에 담갔을 때의 둘레 25 cm·25 cm·25 cm를 [칸 D]에 적으세요.
- ⑤[칸 C]의 풍선과 [칸 D]의 유리병에서 온도를 올렸을 때 달라진 점·같은 점을 [칸 E]에 한 줄로 적으세요.
- ⑥[칸 B]에서 0°C→80°C로 오르는 동안 둘레가 몇 cm 늘었는지 빼서 [칸 F]에 적으세요.
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 C]에서 온도가 올라갈 때 풍선 둘레는 어느 쪽으로 변했나요? 왜 그렇게 된다고 생각하는지 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 온도가 올라가면 풍선 속 공기가 ___해서 둘레가 ___진다. 왜냐하면 …
(2)이 변화 방향이 이 풍선이라서 생긴 우연일까요, 다른 풍선이나 다른 기체를 담아도 생기는 규칙일까요? 다른 예를 하나 직접 들어 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 떠올린 예 ___ 에서는 …
(3)[칸 D]의 유리병은 온도를 올려도 둘레가 왜 그대로였을까요? 풍선과 무엇이 달라서 이 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 관찰한 일을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 온도 순서와 둘레 값을 짝지어 옮기고, 변화 방향 표시와 두 용기 비교를 정확히 함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 관찰한 변화 방향의 까닭을 근거를 들어 자기 말로 설명하고, 우연/규칙을 다른 예로 검증함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 관찰에 알맞은 이름(용어)을 연결함 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
데우고 식힐 때 갇힌 공기가 차지하는 공간의 변화 · 각 20점 · 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.압력이 일정할 때, 일정량의 기체의 온도를 높이면 부피는 어떻게 변하는지 쓰시오.
2.공기를 넣은 풍선을 냉장고에 넣으면 풍선의 크기가 어떻게 되는지 쓰고, 그 까닭을 온도와 부피의 관계로 설명하시오.
3.압력을 일정하게 유지하며 27°C, 0.30 L의 기체를 127°C로 가열하면 부피는 몇 L가 되는가? (V/T 일정, 온도는 절대온도 K로: 27°C=300 K, 127°C=400 K)
4.풍선을 액체 질소(약 -196°C)에 담그면 크게 쭈그러드는 까닭을 온도와 부피의 관계로 설명하시오.
5.같은 기체를 (가) 말랑한 풍선과 (나) 딱딱한 금속 용기에 각각 넣고 가열할 때, 부피가 눈에 띄게 변하는 쪽을 고르고 이유를 쓰시오.
정답
1. 부피가 커진다(증가한다).
2. 작아진다. 온도가 낮아지면 기체의 부피가 작아지기 때문.
3. 0.40 L (0.30 L × 400/300)
4. 온도가 매우 낮아져 풍선 속 기체의 부피가 급격히 작아지기 때문.
5. (가) 풍선. 압력이 일정하게 유지되며 자유롭게 팽창하므로. 금속 용기는 부피가 고정되어 압력만 커진다.