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1[소방설비기사-기계] 가끔 나오는 문제 · 최근 10회 중 1회 (463)

출제 23-4

물방울(20℃)의 내부압력이 외부압력보다 1kPa만큼 더 큰 압력을 유지하도록 하려면 물방울의 지름은 약 몇 mm로 해야 하는가? (단, 20℃에서 물의 표면장력은 0.072N/m이다)

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0.9

2

0.6

3

0.15

4

0.3

해설

물방울(액적)은 표면막이 1개 이므로 내·외부 압력차와 표면장력의 관계는 ΔP=4σd\Delta P=\dfrac{4\sigma}{d} 이다. 지름으로 정리하면 d=4σΔP=4×0.0721,000=2.88×10−4d=\dfrac{4\sigma}{\Delta P}=\dfrac{4\times 0.072}{1{,}000}=2.88\times10^{-4} m =0.288=0.288 mm 이다. 따라서 물방울의 지름은 약 0.3 mm이다. 비눗방울처럼 막이 2개인 경우 ΔP=8σd\Delta P=\dfrac{8\sigma}{d}가 되어 값이 달라지므로 구분해야 한다.

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