수압의 차이가 궁금합니다 알려주세요

Question

농장에 물을 공급하는 배관을 설치 할려고 합니다.

농장에는 두 개의 물탱크가 있는데

5m 높이에 가로 5m x 세로 5m x 높이 8m의 물탱크

10m 높이에 가로 2m x 세로 2m x 높이 2m의 물탱크가 있습니다

이 두 개의 물탱크 중에서 어느 것이 수압이 좋은지 알고 싶습니다.

Answer 1

5m 높이에 높이 8m랑 10m 높이에 높이 2m는 무슨 뜻인가요?

그리고 물탱크 어디에 구멍이 뚫려있을까요?

기본적으로 수압은 물의 무게이기 때문에 물의 무게가 더 많이 들어가는 곳이 높습니다.

Answer 2

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.

가로 세로 높이 5m 물탱크와

가로 세로 2m 높이 10m의 물탱크의 경우로

말씀드리겠습니다.

수압은 한 물속 한 지점에서 받는 전방위의 힘을

뜻하며 그 크기는 물의 깊이에 따라 달라집니다.

대기압을 고려하지 않을시 10cm당 약 10g중의 비율로 증가하게 됩니다.

따라서 단순 비교시 높이기 10m인 물탱크가 5m인 물탱크보다 수압이 높다고 할수 있습니다

Answer 3

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

수압이란 물의 무게에 의해 생긴 압력을 뜻하며 물속의 한 점에서는 모든 방향에서 같은 세기의 압력을 받는다. 수압의 크기는 물의 깊이에 따라 달라지며 대기압을 고려하지 않으면 깊이가 10m 증가할 때마다 약 1 기압의 힘을 추가로 받게 된다.

수압은 다음의 정수압 방정식에 의해 계산할 수 있다.

여기서 는 수압, 는 물의 단위체적당 중량, 는 물의 비중, 는 물의 깊이, 는 중력가속도이다. 즉 비중과 중력가속도를 이용하면 물의 단위체적당 중량을 알 수 있는데 물의 비중은 1000 이고 중력가속도는 약 9.8 이다. 10 m 깊이에서 계산을 해보면 다음과 같이 1기압이 된다.

따라서 수심 10 m 마다 100kPa, 즉 1 기압(atm)이 증가하게 된다.

물의 일부에 압력이 가해지면 파스칼의 원리에 의해 그와 같은 크기의 압력이 각 부분에 가해진다. 파스칼의 원리는 비압축성 유체일 때 밀폐되어 있는 유체에 압력을 가하면 압력을 받은 물질 내 모든 방향에서 같은 크기의 압력을 받는다는 것이다. 즉, 물을 용기에 넣고 밀폐하여 한쪽에서 밀면 모든 부분에 같은 힘이 작용한다. 그리고 가해준 힘이 같더라도 면적에 따라 압력은 다르다. 힘이 작용하는 면적을 작게 하면 같은 힘을 주어도 큰 압력을 받게 된다. 수압기는 바로 이러한 원리를 이용한 것으로, 넓은 면적에서 좁은 면적으로 물을 내보냄으로써 작은 힘으로도 큰 수압을 만들어내는 것이다. 샤워기의 구멍을 작게 만드는 것도 물살을 세게 만들기 위해 이와 같은 원리를 이용한 것이다.