그림과 같은 균일 유동인 직선관에 설치된 피토관의 수은 액주계 높이 차… | [소방설비산업기사(기계분야) 필기] 17년 3회차 기출문제 상세 페이지

그림은 직선관 안에 설치된 피토관과 그 아래에 달린 수은 액주계를 보여 준다. 액주계 좌우의 수은 높이 차가 h = 20 mm로 표시되어 있고, 관 속을 흐르는 공기의 평균속도 v를 묻고 있다.
피토관은 정체압과 정압의 차를 읽어내므로 $\frac{\rho_{a} v^{2}}{2} = (\rho_{Hg} - \rho_{a})\,g\,h$ 가 성립하고, 이를 속도에 대해 풀면 $v = \sqrt{\dfrac{2gh(\rho_{Hg}-\rho_{a})}{\rho_{a}}}$ 이다.
수은의 비중이 13.6이므로 밀도는 $13.6 \times 1000 = 13600\ \mathrm{kg/m^{3}}$ 이고, 그림에서 읽은 $h = 0.02\ \mathrm{m}$ 를 대입하면 $v = \sqrt{\dfrac{2 \times 9.8 \times 0.02 \times (13600 - 1.23)}{1.23}} \approx 65.8\ \mathrm{m/s}$ 이다.
공기 밀도 1.23은 수은 밀도에 비해 매우 작아 분자에서 빼든 빼지 않든 결과는 거의 같다. 액주계 높이 차를 mm 그대로 넣지 말고 반드시 m 단위로 환산하는 것이 이 문제의 함정이다.