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압력 측정을 위해 지름 1cm의 피스톤을 갖는 사하중계(dead wei… | [에너지관리기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[에너지관리기사 필기] 21년 3회차
압력 측정을 위해 지름 1cm의 피스톤을 갖는 사하중계(dead weight)를 이용할 때, 사하중계의 추, 피스톤 그리고 펜(pan)의 전체 무게가 6.14kgf이라면 게이지압력은 약 몇 kPa 인가? (단, 중력가속도는 9.81m/s2 이다.)
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해설

사하중계의 게이지압력은 추·피스톤·팬 전체 무게에 의한 힘을 피스톤 단면적으로 나누어 구한다. 피스톤 지름이 1cm이므로 단면적은 A=π4d2=π4(0.01m)27.854×105m2A=\dfrac{\pi}{4}d^2=\dfrac{\pi}{4}(0.01\,\mathrm{m})^2 \approx 7.854\times10^{-5}\,\mathrm{m^2}이다.

전체 무게 6.14kgf를 힘(N)으로 환산하면 F=6.14kg×9.81m/s260.23NF=6.14\,\mathrm{kg}\times9.81\,\mathrm{m/s^2} \approx 60.23\,\mathrm{N}이며, 게이지압력은 P=FA=60.237.854×105767,000Pa767kPaP=\dfrac{F}{A}=\dfrac{60.23}{7.854\times10^{-5}} \approx 767{,}000\,\mathrm{Pa} \approx 767\,\mathrm{kPa}로 계산된다.

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