같은 무게인데 얼면 왜 물 위로 떠오를까

화학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
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점수

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: 물 1 g (얼음 · 4℃ 물) (비교용: 대부분의 다른 물질 (고체가 자기 액체 속에 가라앉음))

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. [칸 A]에 얼음을 물이 담긴 컵에 넣으면 뜨는지 가라앉는지, 관찰한 대로 또는 아는 대로 적어 보세요.
  2. 오른쪽 그래프에서 물 1 g이 얼음(0℃)일 때와 4℃일 때 차지하는 공간의 값을 읽어 [칸 B]에 각각 적어 보세요.
  3. [칸 B]의 두 값 중 같은 1 g이 더 좁은 곳에 촘촘히 모여 있는 쪽에 ◯표 하세요.
  4. 같은 1 g인데도 얼음과 4℃ 물이 차지하는 공간이 얼마나 다른지 [칸 C]에 비교해 적어 보세요.
  5. 얼음이 녹아 물이 될 때 같은 1 g이 차지하는 공간이 늘었는지 줄었는지 화살표(↑/↓)로 [칸 D]에 표시하세요.
  6. 대부분의 다른 물질은 고체가 자기 액체 속에 가라앉지만 물은 반대입니다. 이 차이를 [칸 E]에 한 문장으로 적어 보세요.
칸 A — 얼음이 뜨는가 가라앉는가
칸 B — 물 1 g이 차지하는 공간 (얼음 0℃ / 4℃ 물)
칸 C — 얼음과 4℃ 물의 차이
칸 D — 얼 때 공간 변화 (↑/↓)
칸 E — 물과 다른 물질의 차이
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)대부분의 물질은 고체가 자기 액체 속에 가라앉는데, 얼음은 물 위에 뜹니다. 무엇 때문에 얼음에서만 이런 차이가 생겼을지 여러분의 생각을 쓰세요. (15점)

✎ 얼음은 4℃ 물과 달리 같은 1 g이 ___한 공간을 차지하기 때문에 …

(2)겨울에 호수가 표면부터 얼고, 추운 날 수도관이 터집니다. 이 현상들이 [칸 D]에서 본 변화와 어떻게 연결되는지, 이와 비슷한 다른 예를 하나 더 찾아 함께 설명하세요. (15점)

✎ 물이 얼 때 같은 1 g이 차지하는 공간이 ___지기 때문에 …, 내가 찾은 또 다른 예는 ___

(3)그래프에서 물 1 g이 가장 좁은 곳에 촘촘히 모이는 온도가 0℃가 아니라 4℃인 점이 특이합니다. 4℃보다 더 차가워지면 오히려 다시 넓게 퍼지는 까닭을 추측해 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. 빼도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)

(2) 이름 붙이기 — 오늘 알아낸 것을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 화학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)그래프 값을 정확히 읽고, 비교·표시·화살표 지시를 빠짐없이 정확히 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)관찰한 차이의 까닭을 근거를 들어 자기 말로 설명하고, 다른 예를 직접 찾아 확인함상 · 중 · 하
성찰 (30점)활동 순서를 스스로 재구성하고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

같은 무게인데 얼면 왜 물 위로 떠오를까 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.

1.물 1 g이 4℃에서 1.0000 cm³, 0℃ 얼음에서 1.0905 cm³를 차지한다. 각 상태의 밀도(g/cm³)를 구하시오.
2.질량이 같을 때 물, 얼음, 수증기의 밀도를 큰 것부터 순서대로 쓰시오.
3.물을 제외한 대부분의 물질에서 같은 질량일 때 고체·액체·기체의 밀도 크기 순서를 쓰시오.
4.얼음이 물 위에 뜨는 까닭을 수소 결합과 부피 변화를 이용해 서술하시오.
5.겨울철 수도관 속 물이 얼면 수도관이 터지는 현상을 부피 변화로 설명하시오.
6.물의 온도에 따른 밀도 그래프에서 밀도가 최대가 되는 온도는 몇 ℃이며, 그때 물 1 g의 부피는 어떤 상태인지 쓰시오.
정답
1. 4℃ 물: 1÷1.0000 = 1.000 g/cm³ · 얼음: 1÷1.0905 ≈ 0.917 g/cm³ 2. 물 > 얼음 > 수증기 3. 고체 > 액체 > 기체 4. 얼음은 수소 결합으로 빈 공간이 많은 육각형 구조를 이루어 물보다 부피가 크고 밀도가 작아 물 위에 뜬다. 5. 물이 얼면 육각형 구조로 부피가 증가하여 수도관을 안에서 밀어내므로 수도관이 터진다. 6. 4℃ · 이때 물 1 g의 부피가 최소이므로 밀도가 최대이다.
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