주택관리사보 1차 파스칼의 원리 · 보일·샤를의 법칙 · 제17회 102번 해설
건축설비의 기본사항으로 옳지 않은 것은?
유체가 고체 표면을 따라 흐를 때 생기는 마찰력은 접촉 면적이 넓을수록, 표면이 거칠수록, 유속이 빠를수록 커진다. 제17회 주택관리사보 1차 시험 「공동주택시설개론」 102번 문제입니다. 정답은 ④입니다.
- ① 순수한 물은 1기압 하에서 4℃일 때 가장 무겁고, 그 부피는 최소가 된다.
- ② 액체의 압력은 임의의 면에 대하여 수직으로 작용하며, 액체 내 임의의 점에서 압력세기는 어느 방향이나 동일하게 작용한다.
- ③ 일정량의 기체 체적과 압력의 곱은 기체의 절대온도에 비례한다.
- ④ 유체의 마찰력은 접촉되는 고체 표면의 크기, 거칠기, 속도의 제곱에 반비례한다.
- ⑤ 열은 고온 물체에서 저온 물체로 자연적으로 이동하지만, 저온 물체에서 고온 물체로는 그 자체만으로는 이동할 수 없다.
정답 ④
핵심 해설
유체가 고체 표면을 따라 흐를 때 생기는 마찰력은 접촉 면적이 넓을수록, 표면이 거칠수록, 유속이 빠를수록 커진다. 관마찰손실이 유속의 제곱에 비례한다는 달시·바이스바흐 식이 그 관계를 보여 준다. ④는 이 관계를 반비례로 뒤집어 놓았으므로 옳지 않다.
이론 근거
달시·바이스바흐 마찰손실식: 관마찰손실수두는 관마찰계수와 관 길이에 비례하고 관지름에 반비례하며 유속의 제곱에 비례한다. 열역학 제2법칙: 열은 외부의 일 없이는 저온 물체에서 고온 물체로 이동하지 않는다.
쉬운 설명
물이 관 속을 빠르게 흐를수록 관 벽과 세게 부딪쳐 저항이 커진다. 닿는 면이 넓고 거칠수록 더 커진다. 반대로 적어진다고 하면 실제와 어긋난다.
용어 설명
- 파스칼의 원리
- 밀폐된 유체 안의 한 점에 가한 압력은 유체 전체에 같은 크기로 전달되며, 그 점에서의 압력은 방향에 관계없이 같다.
- 보일·샤를의 법칙
- 일정량의 기체에서 압력과 부피의 곱은 절대온도에 비례한다는 관계다.
- 물의 최대밀도
- 1기압에서 물은 4℃일 때 밀도가 가장 커서 같은 질량의 부피가 가장 작아진다.
선택지별 해설
- ① 1기압에서 물은 4℃일 때 밀도가 가장 커서 부피가 최소가 된다. 옳은 설명이다.
- ② 밀폐된 유체에서 압력은 면에 수직으로 작용하고 한 점에서의 압력 세기는 방향에 관계없이 같다. 파스칼의 원리로 옳은 설명이다.
- ③ 일정량의 기체에서 압력과 부피의 곱은 절대온도에 비례한다. 보일·샤를의 법칙으로 옳은 설명이다.
- ④ 유체의 마찰력은 접촉 면적과 표면 거칠기가 클수록, 유속이 빠를수록 커진다. 반비례한다고 한 서술은 관계를 뒤집은 것이다. (정답)
- ⑤ 열은 저절로는 고온에서 저온으로만 이동한다. 열역학 제2법칙으로 옳은 설명이다.
암기팁
마찰은 「넓을수록·거칠수록·빠를수록」 커진다 — 셋 다 비례다.
출처 · 한국산업인력공단 큐넷 공개 기출문제 제17회 102번. 해설은 풀고패스가 작성했습니다.
4단계로 합격까지
풀고패스는 아래의 4단계의 맥락으로 전개됩니다. 각 단계를 눌러 자세히 보세요.