위험물 탱크에 압력이 0.3MPa이고 온도가 0℃인 가스가 들어 있을 때 화재로 인하여 100℃까지 가열되었다면 압력은 약 몇 MPa인가? (단, 이상기체로 가정한다.)

단, 이상기체로 가정한다.

① 0.41

② 0.52

③ 0.63

④ 0.74

핵심 해설

체적이 일정한 탱크에서는 \(P_1/T_1=P_2/T_2\)를 적용하며 절대온도로 변환해 \(0.3\times 373/273\approx 0.41\)MPa가 됩니다. 따라서 문제에서 요구하는 판단 기준은 0℃와 100℃를 절대온도로 변환이며, PDF의 정답표에 따른 정답은 1번입니다

학습 포인트

이 문항은 이상기체 법칙에 따른 압력 변화을 정확히 구별하는 능력을 평가합니다. 체적이 일정한 탱크에서는 \(P_1/T_1=P_2/T_2\)를 적용하며 절대온도로 변환해 \(0.3\times 373/273\approx 0.41\)MPa가 됩니다. 이 내용은 소방설비의 설계, 점검, 위험물 관리 또는 전기설비 운용에서 잘못 적용될 경우 안전성과 법적 적합성에 직접 영향을 줄 수 있으므로, 문제의 단서인 0℃와 100℃를 절대온도로 변환를 기준으로 판단하시는 것이 중요합니다.

선지별 해설

문제에서 먼저 확인하실 단서는 0℃와 100℃를 절대온도로 변환입니다. 이 단서는 이상기체 법칙에 따른 압력 변화의 판단 기준과 직접 연결됩니다.
체적이 일정한 탱크에서는 \(P_1/T_1=P_2/T_2\)를 적용하며 절대온도로 변환해 \(0.3\times 373/273\approx 0.41\)MPa가 됩니다. 이 기준을 적용하면 선택지 중 문제의 요구에 가장 부합하는 항목과 부합하지 않는 항목을 구분할 수 있습니다.
따라서 PDF 정답표 기준 최종 답은 1번입니다
① [O] 0.41MPa는 \(0.3\times(373/273)\)의 계산값과 가장 가까우므로 문제 조건과 일치합니다.
② [X] 0.52MPa는 절대온도비 373/273을 적용한 값보다 크므로 계산 결과와 맞지 않습니다.
③ [X] 0.63MPa는 섭씨온도를 단순 비례시키거나 과대 계산한 값에 가까우므로 부적절합니다.
④ [X] 0.74MPa는 주어진 온도 상승만으로 도출되는 압력보다 지나치게 큰 값입니다.

암기 팁

이상기체 법칙에 따른 압력 변화 문제에서는 0℃와 100℃를 절대온도로 변환와 연결되는 수치, 명칭, 공식 또는 분류를 함께 기억하시면 좋습니다. 특히 유사한 선택지가 함께 제시될 때에는 기준어와 예외 조건을 먼저 확인하시는 방식이 안정적입니다.

맞춤 꼼수

지문에서 0℃와 100℃를 절대온도로 변환가 보이면 관련 기준인 이상기체 법칙에 따른 압력 변화을 먼저 떠올리시는 것이 좋습니다. 선택지의 숫자, 장치명, 물질명 또는 공식 구조가 이 기준과 어긋나는지를 확인하면 부적절한 선택지를 빠르게 배제하실 수 있습니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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