수은 압력계로 측정한 탱크의 압력. 생쥐와 같은 작은 동물은 20 kPa

수은 압력계로 측정한 탱크의 압력. 생쥐와 같은 작은 동물은 20 kPa

 

 

생쥐와 같은 작은 동물은 20 kPa(절대압력) 정도의 낮은 압력에서도 목숨을 부지할 수 있다. 그림에 보인 것처럼 탱크에 연결된 수은 마노미터의 읽음이 64.5 cmHg이고 기압은 100 kPa이다. 탱크 안의 생쥐가 살아있겠나?

 

 

Small animals such as mice can live at reduced air pressures down to 20 kPa absolute (although not comfortably). In a test, a mercury manometer attached to a tank as shown in the figure below reads 64.5 cm Hg and the barometer reads 100 kPa. Will the mice survive?

 

 

 

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1 mmHg = 133.322365 Pa 이고,

100 kPa = 100000 Pa 이므로,

기압을 mmHg로 환산하면,

100000 Pa × (1 mmHg / 133.322365 Pa) = 750 mmHg

 

 

탱크 안의 압력을 계산하면,

(B) Open end: 750 mmHg - 645 mmHg = 105 mmHg

( 그림 설명 https://ywpop.tistory.com/3538 )

 

 

또는

절대압력(P_abs) = 대기압력(P_atm) ± 계기압력(P_gauge)
[ 진공이면, -계기압력(= 진공도) ]

( 관련 글 https://ywpop.tistory.com/6964 )

 

대기 쪽 관의 높이가 탱크 쪽 관보다 낮다.

= 탱크 쪽 압력이 대기압보다 낮다.
= 탱크 내부는 진공이다.

( 참고: 진공의 의미 https://ywpop.tistory.com/3736 )

 

절대압력 = 대기압력 – 계기압력

= 750 mmHg - 645 mmHg = 105 mmHg

 

 

kPa 단위로 환산하면,

105 mmHg × (133.322365 Pa / 1 mmHg) = 13998 Pa

= 14 kPa

 

 

답: 탱크 안의 생쥐는 죽어있다.

 

 

 

[참고] 생쥐가 죽는 이유

탱크 안 압력은 탱크 안에 존재하는 공기(기체) 분자의 충돌(힘)에 의해 발생한다.
( 압력 = 단위면적당 작용하는 힘 )

 

압력이 낮다는 것은

그만큼 생쥐의 호흡에 필요한 공기(산소)가 부족하다는 것을 의미하므로,
생쥐는 공기 부족으로 죽는 것이다.