열역학 Thermodynamics 5th Edition 연습문제 1-66

열역학 1-66.docx

열역학 Thermodynamics 5th Edition.

Fundamentals and Applications

-Yunus A. Cengel

-Michael A. Boles

-부준홍 김덕줄 김세웅 김수현 신세현 이교우 정우남 최경민 공역

McGraw-Hill

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문제 1-66

평행하게 놓여 있는 두 개의 수송관 사이에 이중 U자관이 서로 연결되어 있을 때,

두 수송관 사이의 압력차와 공기 기둥의 무게를 무시할 수 있을지 판단한다.

가정: 관 내부의 모든 액체는 비압축성 유체로 가정한다.

관 내부의 모세관, 마찰 등은 무시하며, 유체들의 높이와 중력 가속도, 대기압은 일정하고 균일하다.

풀이: 먼저 공기 기둥을 무시하고 이중 U자 관을 따라 압력에 대해 식을 세우면 다음과 같다.

따라서 위 식을 정리하면 두 수송관 사이의 압력차는 다음과 같다.

그러므로 각각의 값을 대입하면 다음과 같다.

이때 공기 기둥의 밀도를 1.2kg/m3로 가정하면 공기 기둥의 무게에 대한 압력은 다음과 같다.

따라서 전체 압력차에 대해 공기 기둥의 무게는 무시할 수 있다.