액체 표면이 스스로 오그라들려는 성질
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: 물 (비교용: 비누를 푼 물과 순수한 물)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①판 위에 수은·물·비눗물·에탄올을 한 방울씩 떨어뜨린 그림을 보고, 가장 둥글게 뭉친 것부터 가장 납작하게 퍼진 것 순서로 이름을 [칸 A]에 적어 보세요.
- ②물이 가득 담긴 컵에 동전을 살살 넣은 그림에서, 물이 컵 위로 볼록 솟아 넘치지 않는 부분에 ◯표 하고 그 모양을 한마디로 [칸 B]에 적어 보세요.
- ③얇은 쇠 클립을 물 위에 살짝 얹은 그림에서 클립이 뜨는지 가라앉는지 적고, 소금쟁이 다리 아래 물 표면이 눌린 모양을 [칸 C]에 그려 보세요.
- ④같은 물에 비누를 풀기 전과 푼 뒤 방울을 비교해, 더 둥글게 뭉친 쪽에 ◯표 하고 어느 쪽인지 [칸 D]에 적어 보세요.
- ⑤[칸 A]의 순서와 ④의 결과를 보고, 방울이 둥글수록 그 액체 표면이 스스로 작아지려는 성질이 (강하다/약하다) 중 하나를 골라 [칸 E]에 적어 보세요.
- ⑥설명 그림에서 표면의 알갱이는 옆·아래로만 당겨지고 안쪽 알갱이는 모든 방향으로 당겨집니다. 표면을 더 작게 만들려는 쪽을 [칸 F]에 적어 보세요.
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 A]에서 정한 순서가 방울 그림 하나에서만 우연히 나온 것일까요, 아니면 클립·소금쟁이·볼록 솟은 물 컵에서도 똑같이 나타나는 규칙일까요? 다른 관찰 하나를 직접 골라 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 관찰 ___로 보니 …
(2)④에서 비누를 풀기 전과 푼 뒤 방울 모양이 달라졌습니다. 무엇을 더하고 뺐기에 이런 차이가 생겼을지, 순수한 물과 비교해 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 비누를 풀면 물 표면이 스스로 작아지려는 성질이 ___해져서 …
(3)⑥에서 표면의 알갱이가 옆과 아래로만 당겨진다는 것이, 액체 표면이 스스로 작아지려는 것과 어떻게 이어지는지 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, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 화학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 여러 관찰에서 방울·물 표면 모양을 빠짐없이 기록하고, 순서·비교·표시 지시를 정확히 수행함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 순서가 규칙인지 우연인지 다른 관찰로 직접 확인했고, 비누 전후 차이에 이유를 붙임 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
액체 표면이 스스로 오그라들려는 성질 · 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.표면 장력이란 무엇인지, 분자 사이의 인력과 관련지어 서술하시오.
2.액체 내부의 분자와 표면에 있는 분자가 받는 인력의 방향을 각각 설명하고, 이 차이 때문에 표면 장력이 생기는 까닭을 서술하시오.
3.물이 다른 액체에 비해 표면 장력이 큰 까닭을 분자 사이 결합과 관련지어 쓰시오.
4.수은, 물, 비눗물, 에탄올을 표면 장력이 큰 것부터 순서대로 나열하시오.
5.비누나 세제 같은 계면 활성제를 물에 녹이면 물의 표면 장력은 어떻게 변하는지 쓰고, 이를 이용해 소금쟁이가 세제 푼 물 위에서 어떻게 될지 예측하시오.
6.풀잎에 맺힌 물방울이 동그란 까닭과, 물이 가득 담긴 컵에 동전을 넣어도 물이 넘치지 않는 까닭을 표면 장력으로 각각 설명하시오.
정답
1. 액체가 표면에서 그 표면적을 최소화하려는 힘이며, 분자 사이의 인력이 클수록 표면 장력이 커진다.
2. 내부 분자는 모든 방향으로 인력을 받아 균형을 이루지만, 표면 분자는 옆과 아래 방향으로만 인력을 받는다. 그 결과 표면을 가능한 한 작게(안쪽으로) 당기게 되어 표면 장력이 생긴다.
3. 물 분자는 수소 결합을 하여 분자 사이의 인력이 크기 때문이다.
4. 수은 > 물 > 비눗물 > 에탄올
5. 계면 활성제는 물에 녹아 물의 표면 장력을 감소시킨다. 따라서 표면이 몸무게를 떠받치지 못해 소금쟁이는 가라앉게 된다.
6. 물방울: 표면 장력이 커서 표면적을 최소화하려 하므로 둥근 모양이 된다. 컵: 표면 장력이 수면을 컵 위로 볼록하게 붙잡아 주어 물이 넘치지 않는다.