SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

◎ 미리생각해보기

하천에서 얻을 수 있는 금이 있다는 것을 알고 있나요?

사금이란 하천 바닥이나 물가 땅속에 작은 알갱이 형태로 존재하는 자연금을 의미합니다. 암석 속에 다른 광물들과 석여 있던 자연금이 오랜 세월에 걸쳐 떨어져 나와 흘러내리면서 마모된 조각들이지요. 이러한 사금은 어떻게 분리하면 좋을까요?

물속에서 모래, 흙 등이랑 섞여있는 사금은 기본적으로 밀도차이를 이용해 분리합니다. 사금은 흙이나 모래보다 밀도가 커서 사금이 포함되어 있는 흙을 체에 넣고 물속에서 흔들면 바닥에 사금만 남게 됩니다.

이렇게 여러가지 물질이 물리적으로 섞여있는 혼합물은 물질의 고유한 밀도, 크기, 자성 등을 이용해서 분리할 수 있습니다. 사금분리 외에도 원유분리, 우유에서 치즈 분리 등 생활 속 다양한 분야에서 혼합물 분리가 이루어지고 있습니다.

◎ 실험 전 주의사항

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

도안이 찢어지지 않도록 조심해주세요.

실험 전 투명컵의 반정도 물을 담아주세요.

혼합물이 잘 내려가지 않을 경우 물이 넘치지 않도록 조심해서 위아래로 흔들어주세요.

분리된 혼합믈 중에 물에 들어간 것들은 일회용스푼으로 건져 키친타올로 물기를 닦은 다음 다시 이용해주세요.

◎ 실험 전 반드시 확인하기

OHP필름을 <OHP필름도안>에 맞춰 가위로 자릅니다.	자른 OHP필름을 그림과 같이 몸통 도안의 뒷면에 붙입니다.

◎ 실험방법

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

고무판자석을 반으로 잘라 그림과 같은 위치에 붙입니다.	본체 도안의 윗면과 아랫면을 양면테이프를 이용해 안쪽으로 붙입니다.

다리 도안의 아랫부분을 바깥으로 접은 뒤 몸통 도안에 붙입니다.	머리 도안을 그림과 같이 본체 도안의 윗면에 붙입니다.

분홍색 필터 도안에 자석을 붙인 뒤 그림과 같이 몸통 도안에 끼웁니다. (주의! 필터의 방향에 주의해서 한쪽씩 끼워주세요.)	파란색 필터와 주황색 필터는 그림과 같이 칼선을 통해 몸통 도안에 통과시킵니다. (주의! 필터의 방향에 주의해주세요.)

팔 도안을 몸통 도안에 붙여 분리기를 완성한 다음 투명컵에 물을 반쯤 담아 몸통 아래에 놓습니다.	혼합물 팩을 분리기 위쪽으로 넣은 다음 도안을 흔들어 혼합물을 분리해봅니다. (주의! 물이 넘치지 않도록 조심해서 흔들어주세요.)

분리기의 각 층마다 어떤 혼합물이 분리되었는지 확인해봅시다. (주의! 물에 들어간 물질은 숟가락으로 건져 키친타올로 물기를  닦은 뒤 다시 이용해주세요.)

◎ 실험결과 및 생각해보기

혼합물 분리 알고리즘에 쓰인 조건 4가지는 무엇인지 이야기해봅시다.

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2. 가장 마지막에 분리된 물질은 무엇인가요?

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◎ 원리이해

(1) 혼합물

① 순물질과 혼합물

우리 주변에 존재하는 많은 물질들은 일정한 기준에 따라 순물질과 혼합물로 분류할 수 있습니다.

순물질이란 다른 물질이 섞이지 않고 한 가지 물질로 이루어진 순수한 물질로 끓는점, 녹는점, 밀도, 용해도 등의 물질의 특성이 일정하다는 점이 특징입니다. 반면 혼합물이란 두 가지 이상의 순물질이 섞여있는 물질을 뜻합니다. 혼합물의 특징은 성분 물질의 성질을 그대로 가지고 있으며, 물질의 특성이 일정하지 않고 성분 물질의 혼합 비율에 따라 달라진다는 점입니다.

② 혼합물 분리 방법

1) 용해도 차이 – 소금과 모래는 둘 다 크기가 작지만 물에 대한 용해도에는 차가 있습니다. 소금은 물에 녹지만 모래는 녹지 않는다는 성질을 이용해 소금과 모래를 분리할 수 있습니다.

2) 밀도 차이 – 오래된 달걀과 신선한 달걀은 눈으로 봐서는 구분하기가 힘듭니다. 하지만 소금물을 이용하면 밀도차이를 이용해 구분할 수 있습니다. 오래된 달걀은 달걀 속에 있던 수분이 증발하면서 그 안에 공기가 들어가 밀도가 낮아지기 때문에 소금물에 뜨게 되지만 신선한 달걀은 소금물에 가라앉습니다.

3) 자성 차이 – 철 캔, 알루미늄 캔 등이 섞이니 재활용품 속에서 철 캔과 알루미늄 캔을 분리할 때 자성을 이용합니다. 알루미늄은 자석에 붙지 않고 철은 자석에 붙는 성질을 이용하여 자석이 부착된 컨베이어가 달려 있는 자동 분리기를 이용하면 편하게 분리할 수 있습니다.

(2) 알고리즘

① 순서도

알고리즘이란 어떤 문제를 해결하기 위한 절차, 방법, 명령어들의 집합입니다. 이러한 알고리즘은 주로 순서도를 이용해 표현하는데 일이 일어나는 순서나 작업의 진행 흐름을 기호와 도형을 이용해 표현하는 방식입니다.

② 조건

기호	뜻	예시
	순서도의 시작과 끝을 나타내는 기호	-혼합물 분리
	자료에 값을 주거나 계산을 하는 처리 기호
	결정이나 비교 등 판단 기호
	인쇄하는 내용을 나타내는 인쇄 기호

알고리즘을 만들 때 상황에 따라 다른 일을 하도록 하기 위해 ‘조건’을 사용합니다. 조건은 보통 ‘만약~라면’으로 포현하거나 조건이 참/거짓일 경우로 표현할 수 있습니다. 예로 든 혼합물 분리 알고리즘의 경우 ‘지름이 2cm이상인가요?’, ‘자성이 있나요?’, ‘물보다 가볍나요?’가 조건으로 쓰였습니다.

학습목표

여러가지 물질이 섞인 혼합물을 알고리즘에

따라 분리해봅시다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

하천에서 얻을 수 있는 금이 있다는 것을 알고 있나요?

◎ 미리생각해보기

투명컵 (1개), A3 도안 (1장), 스티로폼 볼 (1개), 은방울 (3개), 아크릴비즈 (3개),

솜방울 (3개), 양면테이프 (5개), 페라이트자석 (1개), 일회용스푼 (1개), 키친타올 (1칸), 고무판자석 (1개), OHP필름 (1장)

※ 직접준비하세요! - 가위

◎ 실험준비물

1. 혼합물 분리 알고리즘에 쓰인 조건 4가지는 무엇인지 이야기해봅시다.

2. 가장 마지막에 분리된 물질은 무엇인가요?

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점