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3. 개념 적용하기 _ 보물상자를 어떻게 들어올릴까?
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(1) 물과 소독용 알콜은 서로 섞인다. 물과 소독용 알콜을 한 병에 섞이지 않게 보관할 수 있는 방법은? (한 가지 액체를 더 사용할 수 있다.)
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밀도가 물과 알콜 사이이면서, 물이나 알콜과 솎이지 않는 액체를 사용한다. 예를 들언, 식용유가 있다.
밀도가 가장 큰 물을 병에 넣은 후, 식용유를 넣는다. 물과 식용유는 층을 이륜다, 그 위에 식용유보다 밀도가 작은 알콜을 천천히 넣는다.(물과 닿지 않게)
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(2) 아래 그래프는 물과 얼음의 온도에 따른 밀도의 변화를 보여준다. 아래 그래프를 참조하여 겨울에 수온이 섭씨 10도에서 -4도로 변할 때 수면(또는 얼음면)의 높이는 어떻게 변화할지 예측하여라.
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물의 양이 변하지 않을 때 밀도가 커지면 무피가 작아진다. 따라서
(1) 섭씨 10도에서 4도까지 온도가 내려가면 물의 부피가 점점 줄어드고, 수면의 높이가 낮아진다.
(2) 섭씨 4도에서 0도까지는 온도가 내려가면 부피가 점점 커지고, 수면이 점점 높아진다.
(3) 섭씨 0도에서 물이 올음이 되면서 푸지가 급격하게 커지고, 수면이 높아진다.
(4) 섭씨 0도에서 -4도까지 얼음의 온도가 내려가면 무피가 조금씩 작아지고, 얼음면의 높이가 낮아진다.
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(3) 얼음 한 조각을 물에 넣었더니, 물의 부피가 10 cm3이었다. 물에 떠있던 얼음이 다 녹으면 물의 높이는 어떻게 되는가? 왜 그런가?
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물의 높이는 변하지 않는다.
왜냐하면, 물의 밀도가 얼음보다 크므로 얼음이 녹아 물이 될 때 부피가 작아진다. 부피가 작아지는 정도는 물 위로 드러나있던 얼음의 부피만큼 작아진다.(물이 얼 때 부피가 커진 만큼) 따라서 물위에 떠있던 얼음이 녹아 물이 되면 물으부피가 변하지 않고, 따라서 높이가 변하지 않는다.
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