저절로 일어나는 변화가 향하는 쪽

물리1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
이름
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: 물속에 떨어뜨린 잉크 방울 (비교용: 퍼진 잉크가 다시 한 방울로 모이는 장면)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 구슬 4개를 상자의 왼쪽·오른쪽에 나누어 넣는 방법을 [칸 A]에 빠짐없이 그려 보세요.
  2. [칸 A]를 세어 전체 방법이 몇 가지인지 아래에 적어 보세요.
  3. [칸 B]에 왼쪽 구슬 수가 0,1,2,3,4개인 경우로 나누어 각각 몇 가지인지 적어 보세요.
  4. [칸 B]에서 가짓수가 가장 많은 줄에 ◯표 하고, 그 나눔을 [칸 C]에 그려 보세요.
  5. 잉크가 물에 퍼지는 사진 세 장의 순서를 정해 [칸 D]에 번호로 적어 보세요.
  6. [칸 D]를 거꾸로 한 장면을 실제로 본 적이 있는지 [칸 E]에 '있다/없다'로 적으세요.
칸 A — 구슬 4개를 좌·우로 나누는 모든 방법
칸 B — 왼쪽 개수별 가짓수
칸 C — 가짓수가 가장 많은 나눔
칸 D — 사진 순서
칸 E — 거꾸로 본 적: 있다/없다
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 B]에서 왼쪽 0개인 경우와 왼쪽 2개인 경우의 가짓수를 비교하고, 상자를 마구 흔든 뒤 열었을 때 어느 쪽이 더 자주 보일지 이유와 함께 쓰세요. (15점)

✎ 왼쪽 0개는 ___가지, 왼쪽 2개는 ___가지이므로 …

(2)구슬을 4개가 아니라 10개, 100개로 늘리면 '모두 왼쪽'인 경우가 전체에서 차지하는 몫은 어떻게 될까요? 우연일까요, 규칙일까요? 구슬 수를 직접 하나 골라 세어 본 결과와 함께 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 구슬 ___개로 직접 세어 보니 …

(3)[칸 E]의 답처럼, 퍼진 잉크가 저절로 한 방울로 다시 모이는 장면은 왜 보기 어려울까요? [칸 B]의 숫자를 근거로 설명해 보세요. (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 알아낸 것을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)나누는 방법을 빠짐없이 찾아 세었고, 표시·순서 지시를 정확히 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)가짓수 숫자를 근거로 삼았고, 다른 개수를 직접 세어 확인한 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

저절로 일어나는 변화가 향하는 쪽 · 각 20점 · 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.외부와 열적·역학적 상호 작용을 하지 않는 입자들의 모임을 무엇이라 하는지 쓰시오.
2.고립계에서 자발적으로 일어나는 자연 현상이 진행되는 방향을 확률을 사용하여 한 문장으로 서술하시오.
3.칸막이로 나뉜 상자 속 기체 분자가 N=4개일 때, 모든 분자가 한쪽에 모여 있을 확률을 구하시오.
4.N개의 분자가 든 상자의 칸막이를 제거하면 자연 현상은 어떤 상태로 진행되는지 분자 수로 설명하시오.
5.물속에 떨어뜨린 잉크 방울이 시간이 지나면 물속에 골고루 퍼지는 까닭을 확률로 설명하시오.
정답
1. 고립계 2. 고립계에서 자발적으로 일어나는 자연 현상은 항상 확률이 높은 방향으로 진행된다. (열역학 제2법칙의 확률적 표현) 3. 1/16 (전체 경우 2⁴=16가지 중 1가지) 4. 확률이 가장 높은 상태, 즉 왼쪽과 오른쪽에 각각 N/2개씩 같은 수의 분자가 들어 있는 상태로 진행된다. 5. 물 분자와 잉크 입자가 서로 분리되어 있는 상태보다 골고루 섞여 있는 상태가 일어날 확률이 훨씬 높기 때문이다.
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