2015년09월19일 16번
[소방원론] 건물 내에서 화재가 발생하여 실내온도거 20℃에서 600℃까지 상승했다면 온도 상승만으로 건물의 내의 공기 부피는 처음의 약 몇 배 정도 팽창하는가? (단, 화재로 인한 압력의 변화는 없다고 가정한다.)
- ① 3
- ② 9
- ③ 15
- ④ 30
(정답률: 65%)
문제 해설
가열 공식 Q = mcΔT를 이용하여 계산할 수 있다. 여기서 Q는 열량, m은 질량, c는 비열, ΔT는 온도 변화량을 나타낸다. 건물 내부의 공기는 압력이 일정하므로, 등압과정에서 열량 변화량은 다음과 같다.
Q = mcΔT = PVγ(γ-1)ΔT
여기서 P는 압력, V는 부피, γ는 열률 비율(1.4), ΔT는 온도 변화량을 나타낸다. 등압과정에서 PVγ는 일정하므로, 다음과 같이 식을 정리할 수 있다.
V2/V1 = (T2/T1)^(1/γ)
여기서 V1은 초기 부피, V2는 최종 부피, T1은 초기 온도, T2는 최종 온도를 나타낸다. 따라서, 온도가 20℃에서 600℃까지 상승하면,
V2/V1 = (600/20)^(1/1.4) ≈ 3
즉, 건물 내부의 공기 부피는 초기의 약 3배로 팽창한다. 따라서 정답은 "3"이다.
Q = mcΔT = PVγ(γ-1)ΔT
여기서 P는 압력, V는 부피, γ는 열률 비율(1.4), ΔT는 온도 변화량을 나타낸다. 등압과정에서 PVγ는 일정하므로, 다음과 같이 식을 정리할 수 있다.
V2/V1 = (T2/T1)^(1/γ)
여기서 V1은 초기 부피, V2는 최종 부피, T1은 초기 온도, T2는 최종 온도를 나타낸다. 따라서, 온도가 20℃에서 600℃까지 상승하면,
V2/V1 = (600/20)^(1/1.4) ≈ 3
즉, 건물 내부의 공기 부피는 초기의 약 3배로 팽창한다. 따라서 정답은 "3"이다.
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