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피스톤-실린더에 기체가 존재하며 피스톤의 단면적은 5cm2이고 피스톤에… | [일반기계기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 22년 1회차
피스톤-실린더에 기체가 존재하며 피스톤의 단면적은 5cm2이고 피스톤에 외부에서 500N의 힘이 가해진다. 이 때 주변 대기압력이 0.099 MPa이면 실린더 내부 기체의 절대압력(MPa)은 약 얼마인가?
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0.901
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1.099
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해설

피스톤에 작용하는 세 가지 압력(외부 대기압, 외부 힘에 의한 압력, 내부 기체압력)의 평형을 이용한다. 피스톤이 정적 평형 상태에 있을 때, 외부에서 작용하는 압력들의 합이 내부 기체압력과 같다. 외부 힘에 의한 압력은 P=FA=500 N5×104 m2=1,000,000 Pa=1.0 MPaP_{\text{힘}} = \frac{F}{A} = \frac{500\text{ N}}{5 \times 10^{-4}\text{ m}^2} = 1{,}000{,}000\text{ Pa} = 1.0\text{ MPa}이고, 대기압이 0.099 MPa0.099\text{ MPa}이므로, 내부 기체의 절대압력은 P내부=P대기+P=0.099+1.0=1.099 MPaP_{\text{내부}} = P_{\text{대기}} + P_{\text{힘}} = 0.099 + 1.0 = 1.099\text{ MPa}이다.

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