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그림의 U자관은 한쪽 끝이 A 지점에 물려 있고 다른 쪽은 대기에 열려… | [소방설비기사(기계) 필기] 25년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 25년 3회차

그림의 U자관은 한쪽 끝이 A 지점에 물려 있고 다른 쪽은 대기에 열려 있다. 비중이 각각 S₁=2.5, S₂=4.5인 두 액체가 h₁=20cm, h₂=40cm 만큼 자리 잡고 있다면 A 지점의 계기압력은 몇 kPa인가?
AS₁S₂h₁h₂

1

0.98kPa

2

1.96kPa

3

12.74kPa

4

22.54kPa

해설

대기와 통하는 쪽 끝은 계기압력이 0 이고, 같은 액체 안에서 높이가 같으면 압력도 같다. 이 성질을 따라 관을 훑으면 무거운 쪽 액주는 압력을 보태고 A 쪽 액주는 덜어내므로
PA=γw (S2h2−S1h1)P_A=\gamma_w\,(S_2h_2-S_1h_1) 이 세워진다.
값을 넣으면
PA=9.8×(4.5×0.4−2.5×0.2)=9.8×1.3=12.74P_A=9.8\times (4.5\times 0.4-2.5\times 0.2)=9.8\times 1.3=12.74 kPa 이다.

두 항의 부호를 모두 더하기로 두면 22.54, 비중을 빼놓고 물로만 셈하면 1.96, 두 비중을 뒤바꿔 넣으면 0.98 이 되므로 액주마다 어느 쪽으로 훑고 있는지를 짚어 가며 부호를 매겨야 한다.

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