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탱크 안 기체의 압력 측정을 위해, 물이 담긴 U자형 관의 한 쪽을 탱크 안에, 한 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 25년 1회차

탱크 안 기체의 압력 측정을 위해, 물이 담긴 U자형 관의 한 쪽을 탱크 안에, 한 쪽을 대기상태에 있도록 연결하였다. 탱크 안 기체 압력이 1KPa증가하였을 때 U자형 관의 물의 높이는 얼마나 변화하는가?

1

1.02m 상승

2

탱크 내 최초 압력에 따라 늘어날 수도 줄어들 수도 있음

3

0.102 상승

4

0.102m 하강

해설

U자관에서 한쪽은 탱크 기체압, 반대쪽은 대기압을 받으므로 두 액면의 높이차 hh 가 압력차를 지탱한다. 액주식 압력계 관계 ΔP=ρgh\Delta P = \rho g h 에서 h=ΔPρgh = \dfrac{\Delta P}{\rho g} 이다.
h=1,0001,000×9.8=0.102 mh = \dfrac{1{,}000}{1{,}000 \times 9.8} = 0.102\ \text{m} 이므로, 탱크 기체압이 1 kPa 증가하면 물기둥은 약 0.102 m 만큼 변화한다. 따라서 ③ 0.102(m) 상승이 정답이다.