9급지방직공무원 2011-06-13 화학공학일반 19번 문제 해설

**문제 요약:** 대형 개방 탱크에서 직경 6cm의 배출관을 통해 비중 1.2인 유체가 배출될 때, 유체의 출구 유속을 계산한다. 탱크 내부 액면 높이가 배출관 출구보다 3.2m 높음. **정답 근거:** - **에너지 보존 법칙** 적용: 액체의 위치 에너지가 운동 에너지로 전환됨. - 수식: \( v = \sqrt{2gh} \) - 여기서 \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \), \( h = 3.2 \, \text{m} \) - 계산: \( v = \sqrt{2 \times 10 \times 3.2} = \sqrt{64} = 8 \, \text{m/s} \) **오답 포인트:** - **선택지 1 (5 m/s)**: 높이 차이를 과소평가. - **선택지 3 (10 m/s)**: 중력가속도와 높이 차이의 제곱근 계산 오류. - **선택지 4 (12 m/s)**: 과도한 속도 추정으로 인한 계산 오류. **핵심 개념:** - **베르누이 방정식**의 단순화된 형태로, 유체의 위치 에너지가 운동 에너지로 완전히 변환됨을 이용. **마무리 요약:** 배출관 출구에서의 유체 유속은 중력에 의한 위치 에너지의 직접적인 운동 에너지 변환으로 **8 m/s**로 계산되며, 이는 주어진 조건 하에서 정확한 해이다.