그림과 같은 밀폐된 탱크 안에 각각 비중이 0.7, 1.0인 액체가 채… | [일반기계기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[일반기계기사 필기] 16년 3회차
그림과 같은 밀폐된 탱크 안에 각각 비중이 0.7, 1.0인 액체가 채워져 있다. 여기서 각도 θ가 20°로 기울어진 경사관에서 3m 길이까지 비중 1.0인 액체가 채워져 있을 때 점 A의 압력과 점 B의 압력 차이는 약 몇 kPa인가?
1
0.8
2
2.7
3
5.8
4
7.1
해설
두 점을 잇는 경로가 모두 비중 1.0 액체이므로 압력차는 수직 높이차 × 비중량만으로 정해지며 약 7.1 kPa 이다.
그림에서 탱크는 위 30 cm 가 비중 0.7, 아래 30 cm 가 비중 1.0 이고 점 A는 두 액체의 경계면, 즉 바닥에서 0.3 m 높이에 있다. 탱크 바닥에서 시작한 경사관은 그림에 3 m 로 표기돼 있고 발문에서 기울기가 θ = 20° 이며 그 3 m 가 비중 1.0 액체로 차 있으므로, 관 끝 점 B의 높이는 3·sin20° = 1.026 m 다.
Δh = 1.026 − 0.3 = 0.726 m
PA − PB = γ·Δh = 9800 × 0.726 ≒ 7115 Pa ≒ 7.1 kPa비중 0.7 인 위층은 A보다 위에 있을 뿐 A–B 를 잇는 경로에 끼어들지 않으므로 계산에 쓰이지 않는다. 경사관 길이 3 m 를 그대로 높이로 넣으면 값이 크게 커지니 반드시 sinθ 로 수직 높이로 바꿔야 한다.
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