물이 얼지도 끓지도 않는 자리
지구과학 1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시대로 값을 계산하고 표시해 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장은 정해져 있지 않으니 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다. 예제: 밝기 1인 별 (비교용: 밝기 4인 별)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 A]에 밝기 1인 별의 행성 다섯 개를 거리(0.5·0.7·1.0·1.4·2.0)와 함께 세로로 적으세요.
- ②각 행성마다 (밝기 ÷ 거리 ÷ 거리)를 계산해 [칸 A]의 거리 옆에 그 값을 적으세요.
- ③그 값이 1.6보다 크면 '끓음', 0.4보다 작으면 '얼음', 그 사이면 '액체'라고 [칸 A]에 표시하세요.
- ④[칸 A]에서 '액체'라고 표시된 행성들의 거리 범위를 찾아 [칸 C]에 적으세요.
- ⑤[칸 B]에 밝기 4인 별의 행성(거리 1.0·1.4·2.0·2.8·4.0)으로 ②~③을 똑같이 반복하세요.
- ⑥[칸 B]에서 '액체'인 거리 범위를 [칸 D]에 적고, [칸 C]와 비교한 결과를 [칸 E]에 적으세요.
칸 A — 밝기 1인 별 — 거리 · 계산값 · 상태
칸 B — 밝기 4인 별 — 거리 · 계산값 · 상태
칸 C — 밝기 1인 별에서 '액체'인 거리 범위
칸 D — 밝기 4인 별에서 '액체'인 거리 범위
칸 E — 두 범위를 비교한 결과 (어느 쪽이 더 먼가)
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 C]에 적은 거리의 행성들은 왜 물이 얼음도 수증기도 아니었을까요? 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 그 거리에서는 받는 값이 너무 ___지도, 너무 ___지도 않아서 …
(2)밝기 4인 별의 '액체' 띠가 밝기 1인 별보다 더 먼 곳에 생긴 것은 이 두 별이라서 생긴 우연일까요, 어떤 밝기의 별에서도 생기는 규칙일까요? 밝기 9인 별로 직접 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 밝기 9로 해 보니 '액체'인 거리가 ___였고 …
(3)거리 2.0인 행성은 밝기 1인 별에서는 '얼음', 밝기 4인 별에서는 '액체'였습니다. 같은 거리인데 무엇 때문에 이 차이가 생겼을지 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) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 다섯 행성의 값을 정확히 계산하고, 상태 분류와 거리 범위를 빠짐없이 표시함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 자기 가설에 이유를 붙였고, 다른 밝기의 별로 직접 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
물이 얼지도 끓지도 않는 자리 · 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.생명 가능 지대란 무엇인지, '중심별로부터의 거리'와 '액체 상태의 물'이라는 말을 넣어 한 문장으로 서술하시오.
2.중심별의 광도가 태양의 4배인 별이 있다. 이 별의 생명 가능 지대는 태양계보다 안쪽에 있을지 바깥쪽에 있을지, 이유와 함께 쓰시오.
3.중심별의 질량이 매우 큰 경우, 생명 가능 지대가 넓더라도 외계 생명체가 존재하기 어려운 까닭을 한 가지 쓰시오.
4.외계 생명체가 존재하기에 유리한 조건을 모두 고르시오. (가) 생명 가능 지대 안에 위치 (나) 대기를 유지할 만큼 적당한 질량 (다) 중심별의 질량이 매우 커서 수명이 짧음 (라) 표면에 액체 상태의 물 존재 가능
5.어떤 별의 광도가 태양의 100배이다. 태양의 생명 가능 지대가 약 1 AU 부근일 때, 이 별의 생명 가능 지대는 대략 몇 AU 부근인가? (거리 ∝ √광도)
정답
1. 중심별로부터의 거리 중, 행성 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있도록 온도가 유지되는 범위를 말한다.
2. 바깥쪽. 광도가 크면 같은 거리에서 받는 에너지가 많아 물이 끓으므로, 액체 상태의 물이 가능한 범위가 더 먼 쪽으로 이동한다. (거리는 광도의 제곱근에 비례 → √4=2배 바깥)
3. 질량이 큰 별은 수명이 짧아, 행성에서 생명체가 탄생하고 진화할 시간이 부족하기 때문이다.
4. 가, 나, 라 (다는 별의 수명이 짧아 불리하다)
5. √100 = 10배 → 약 10 AU 부근