그림과 같이 원유 탱크에 원유가 채워져 있고, 원유 위의 가스압력을 측… | [가스기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

그림에서 탱크 상부의 가스압 $P_g$ 아래로 원유 면 A가 있고, A에서 마노미터 연결점 B까지가 2 m, B에서 수은 경계면 C까지가 0.5 m이다. 따라서 원유 기둥의 총 높이는 2.5 m이다. U자관 오른쪽 다리(대기에 열린 관)의 수은 면은 C와 같은 높이인 D면보다 0.4 m 높다.
C(=D) 높이를 기준면으로 잡고 좌우 압력을 같게 놓으면 $P_g + \rho_{oil} g (2+0.5) = P_{atm} + \rho_{Hg} g (0.4)$ 가 된다. 밀도는 $\rho_{Hg}=13.6\,\mathrm{g/cm^3}=13600\,\mathrm{kg/m^3}$, $\rho_{oil}=0.86\,\mathrm{g/cm^3}=860\,\mathrm{kg/m^3}$ 로 환산해 쓴다.
수은 기둥이 만드는 압력은 $13600 \times 9.8 \times 0.4 = 53312\,\mathrm{Pa}$, 원유 기둥이 만드는 압력은 $860 \times 9.8 \times 2.5 = 21070\,\mathrm{Pa}$ 이다. 대기압 $101.3\,\mathrm{kPa}$ 를 더하고 빼면 $P_g = 101325 + 53312 - 21070 \approx 133.6\,\mathrm{kPa}$ 로, 약 133.5 kPa(절대압)이다.
주의할 점은 원유 기둥이 2 m가 아니라 2.5 m라는 것과, 구한 값이 절대압이므로 대기압을 반드시 더해야 한다는 것이다. 원유 기둥을 2 m로만 잡으면 약 137.8 kPa, 대기압을 빼먹으면 약 32 kPa이 되어 답이 어긋난다.