CBT 소방설비기사 기출 - 압력단위 MPa kgf bar psi

 

소방설비기사 전기분야 · 과년도 + 현행기준

소방 압력단위 기출문제 총정리

MPa · kgf/cm² · bar · psi · atm · 수두(mH₂O)
기출문제 → 출제년도 → 정답 확인 → 단위환산 → 현행 소방기준 순으로 정리했습니다.

📌 공부 방법

기출문제를 먼저 풀어본 뒤 「✅ 정답 보기」를 클릭하세요.
특히 압력 문제에서는 단위보다 먼저 절대온도(K)와 환산관계를 확인하는 것이 중요합니다.

🔎 먼저 알아둘 현행 기준

① 압력의 SI 단위
압력의 기본적인 SI 유도단위는 Pa(파스칼)입니다.

1 Pa = 1 N/m²
1 MPa = 1,000,000 Pa

② 현재 소방기준에서는 MPa를 사용

현행 NFTC 102에서도 압력을 0.17 MPa, 0.7 MPa와 같이 표시합니다.
kgf/cm²는 과년도 문제·구형 압력계 등에서 접할 수 있는 단위이므로 MPa와의 변환관계를 알아둘 필요가 있습니다.

압력단위 핵심 환산표

기준	MPa	kgf/cm²	bar	psi	수두 mH₂O
1 MPa	1	10.197	10	145.04	101.97 m
0.1 MPa	0.1	1.020	1	14.50	10.20 m
1 kgf/cm²	0.09807	1	0.9807	14.22	약 10 m
1 psi	0.006895	0.0703	0.06895	1	0.703 m
1 atm	0.101325	1.033	1.01325	14.696	10.33 m

⚠️ 시험 함정
1 bar, 1 kgf/cm², 1 atm은 비슷하지만 정확히 같은 값이 아닙니다.
다만 현장 암산에서는 0.1 MPa ≒ 1 bar ≒ 1 kgf/cm² ≒ 수두 10 m 정도로 빠르게 판단할 수 있습니다.

01. MPa 압력변화 계산

보일·샤를 법칙 · 절대온도 변환

계산형 · 과년도 자료 직접확인

기출문제

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

① 0.41 MPa
② 0.52 MPa
③ 0.63 MPa
④ 0.74 MPa

📅 출제년도
2007년 5월 (과년도 자료 표기 : 07.05.E13)

✅ 정답 보기

정답 : ① 0.41 MPa

계산
부피가 일정하므로 P₁ / T₁ = P₂ / T₂

T₁ = 273 + 0 = 273 K
T₂ = 273 + 100 = 373 K

P₂ = 0.3 × 373 / 273
≒ 0.41 MPa

🧠 암기 : ℃ → K 먼저!
부피 일정 → P / T = 일정

02. kgf/cm² 압력변화 계산

IG-541 · 압력용기 · 절대온도

계산형 · 기사(전기) 기출

기출문제

IG-541이 15℃에서 내용적 50 L 압력용기에 155 kgf/cm²으로 충전되어 있다.
온도가 30℃가 되었다면 IG-541의 압력은 약 몇 kgf/cm²가 되겠는가?
(단, 용기의 팽창은 없다고 가정한다.)

① 78 kgf/cm²
② 155 kgf/cm²
③ 163 kgf/cm²
④ 310 kgf/cm²

📅 출제년도
2021년 5월 · 소방설비기사(전기)

✅ 정답 보기

정답 : ③ 163 kgf/cm²

계산
용기의 부피가 변하지 않으므로 P₁ / T₁ = P₂ / T₂

T₁ = 273 + 15 = 288 K
T₂ = 273 + 30 = 303 K

P₂ = 155 × 303 / 288
≒ 163 kgf/cm²

🧠 암기 : 15 → 288 / 30 → 303
밀폐된 고정용기에서 온도↑ → 압력↑

03. MPa ↔ kgf/cm² 변환

핵심 변환식

MPa → kgf/cm²
MPa × 10.197

kgf/cm² → MPa
kgf/cm² × 0.0980665

🧠 암기
1 MPa ≒ 10.2 kgf/cm²
1 kgf/cm² ≒ 0.098 MPa

04. MPa ↔ 수두(mH₂O)

소방펌프 · 양정 · 고가수조에서 특히 중요

물의 압력과 높이 관계

H(m) ≒ 101.97 × P(MPa)

P(MPa) ≒ H(m) ÷ 101.97

압력	약 수두	시험용 암산
0.1 MPa	10.20 m	약 10 m
0.17 MPa	17.33 m	약 17 m
0.25 MPa	25.49 m	약 25 m
0.7 MPa	71.38 m	약 70 m
1 MPa	101.97 m	약 100 m

🧠 암기 : 0.1 MPa ↔ 물 약 10 m
따라서 0.17 MPa ↔ 약 17 m로 바로 연결할 수 있습니다.

05. psi 변환

미국식 압력계 · 수입장비에서 자주 확인

1 psi = 0.00689476 MPa

1 MPa = 145.04 psi

1 kgf/cm² = 14.22 psi

예 : 15 psi

15 × 0.00689476
= 0.1034 MPa

≒ 1.055 kgf/cm²
≒ 1.034 bar
≒ 수두 10.55 m

06. bar · atm 비교

1 bar = 0.1 MPa ← 정확한 관계

1 atm = 0.101325 MPa

1 kgf/cm² = 0.0980665 MPa

⚠️ 혼동 금지
1 bar = 1 atm = 1 kgf/cm²가 아닙니다.

크기 순서로 보면 대략
1 kgf/cm² < 1 bar < 1 atm

07. 현행 소방기준과 압력단위 연결

옥내소화전설비 · NFTC 102

노즐선단 방수압력
0.17 MPa 이상

방수량
130 L/min 이상

하나의 옥내소화전을 사용할 때 노즐선단의 방수압력이 0.7 MPa를 초과하면 호스접결구 인입 측에 감압장치를 설치합니다.

고가수조

H = h₁ + h₂ + 17

압력수조

P = p₁ + p₂ + p₃ + 0.17

🧠 왜 17 m와 0.17 MPa가 함께 등장할까?

물에서는 대략
10 m ≒ 0.1 MPa

이므로
17 m ≒ 0.17 MPa
로 연결해서 기억하면 매우 쉽습니다.

08. 시험에 필요한 계산공식 한 번에 정리

MPa → kgf/cm²
MPa × 10.197

kgf/cm² → MPa
kgf/cm² × 0.0980665

MPa → psi
MPa × 145.04

psi → MPa
psi × 0.00689476

MPa → 수두(m)
MPa × 101.97

수두(m) → MPa
m ÷ 101.97

09. 자주 틀리는 함정

① 0.1 MPa = 1 kgf/cm²?
정확히는 아닙니다.
0.1 MPa = 약 1.020 kgf/cm²

② 1 kgf/cm²의 표기
kg은 질량 단위이므로 압력을 정확하게 나타낼 때는 kgf/cm²라고 쓰는 것이 적절합니다.

③ ℃를 그대로 기체식에 넣으면 안 됨
반드시 K = ℃ + 273으로 변환합니다.

④ bar와 atm을 같은 값으로 계산하면 안 됨
1 bar = 0.1 MPa
1 atm = 0.101325 MPa

🔥 시험 직전 10초 핵심암기

0.1 MPa ≒ 1 bar ≒ 1 kgf/cm² ≒ 14.5 psi ≒ 물 10 m

1 MPa → 10 bar → 10.2 kgf/cm² → 145 psi → 물 약 102 m

1 kgf/cm² → 0.098 MPa → 14.22 psi → 물 약 10 m

옥내소화전 → 0.17 MPa · 130 L/min

0.7 MPa 초과 → 옥내소화전 감압장치

고가수조 → +17 m

압력수조 → +0.17 MPa

기체 압력계산 → ℃를 K로 바꾼다

고정용기 → P₁/T₁ = P₂/T₂

※ 과년도 문제는 제공된 소방설비기사 과년도 자료에서 직접 확인되는 문제와 출제연도를 기준으로 정리했습니다.
※ PSI·bar 등의 환산문제는 해당 자료에서 직접 확인되는 출제연도를 임의로 추가하지 않았습니다.
※ 법규 부분은 현행 옥내소화전설비 화재안전기술기준(NFTC 102)을 기준으로 검토했습니다.
※ 환산값은 정확값과 시험·현장용 근사값을 구분하여 사용하세요.

 소방전기·소방설비에서 압력 단위는 MPa를 기준축으로 잡고, kgf/cm²·bar·psi·mH₂O를 서로 연결해 두면 가장 쉽습니다.

1. 가장 먼저 외울 핵심

단위	MPa	kgf/cm²	bar	psi	수두 mH₂O
1 MPa	1	10.20	10	145.0	102 m
0.1 MPa	0.1	1.02	1	14.5	10.2 m
1 kgf/cm²	0.0981	1	0.981	14.22	10 m
1 bar	0.1	1.02	1	14.50	10.2 m
1 psi	0.006895	0.0703	0.06895	1	0.703 m

소방 실무에서는 이것만 먼저 기억해도 대부분 계산됩니다.

0.1 MPa ≒ 1 kgf/cm² ≒ 1 bar ≒ 14.5 psi ≒ 수두 10 m

정확히 같은 값은 아니지만 현장 암산에는 매우 유용합니다.

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2. MPa란?

Pa는 압력의 SI 기본단위입니다.

1 Pa = 1 N/m²

하지만 Pa는 숫자가 너무 작기 때문에 소방·배관에서는 보통 MPa를 사용합니다.

• 1 kPa = 1,000 Pa

• 1 MPa = 1,000 kPa

• 1 MPa = 1,000,000 Pa

예를 들어 압력계가

0.7 MPa

라면 대략

7.14 kgf/cm² ≒ 101.5 psi ≒ 수두 71.4 m

정도의 압력입니다.

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3. kgf/cm²란?

예전 현장에서 매우 많이 사용하던 단위입니다.

정확한 표기는

kgf/cm²

입니다.

현장에서는 흔히

"압력 7키로"

라고 말하는데, 대부분 의미는

7 kgf/cm²

입니다.

여기서 kgf는 질량 kg이 아니라 킬로그램힘 kilogram-force입니다.

핵심 변환

1 kgf/cm² = 0.0980665 MPa

따라서 실무에서는

1 kgf/cm² ≒ 0.1 MPa

로 기억하면 편합니다.

반대로

1 MPa ≒ 10.2 kgf/cm²

입니다.

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4. psi란?

미국계 장비나 압력계, 밸브, 소방제품에서 자주 볼 수 있습니다.

PSI는

Pounds per Square Inch

즉,

lbf/in²

입니다.

핵심적으로

1 psi ≒ 0.0069 MPa

그리고

1 kgf/cm² ≒ 14.22 psi

입니다.

따라서 현장에서 쉽게 계산하려면

1 bar ≒ 14.5 psi

를 외우는 것도 좋습니다.

예를 들어

100 psi

라면

100 × 0.006895
= 0.6895 MPa

즉 약

0.69 MPa ≒ 7.03 kgf/cm²

입니다.

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5. bar란?

압력계, 콤프레서, 펌프 등에 아주 많이 사용합니다.

변환이 특히 간단합니다.

1 bar = 0.1 MPa

따라서

• 2 bar = 0.2 MPa

• 5 bar = 0.5 MPa

• 7 bar = 0.7 MPa

• 10 bar = 1 MPa

입니다.

MPa ↔ bar 변환은 그냥

MPa × 10 = bar

라고 생각하면 됩니다.

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6. 소방에서 중요한 '수두 mH₂O'

소방펌프에서는 압력과 함께 양정(m)이 매우 중요합니다.

물기둥의 높이로 압력을 표현한 것입니다.

핵심

물 10 m 높이 ≒ 1 kgf/cm² ≒ 0.098 MPa

그래서 실무에서는 거의

수두 10 m ≒ 0.1 MPa

라고 암산합니다.

예를 들어 펌프 양정이

70 m

라면

70 ÷ 10.2 ≒ 6.86 bar

즉 약

0.686 MPa

입니다.

현장에서는 간단하게

양정 70 m → 약 0.7 MPa

라고 봅니다.

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7. 소방펌프에서 압력과 양정의 관계

기본식은

$$P=\rho gh$$

입니다.

물의 경우 간단히 쓰면

$$P(MPa) \approx \frac{H(m)}{102}$$

반대로

$$H(m) \approx 102P(MPa)$$

입니다.

따라서:

압력	약 수두
0.1 MPa	10.2 m
0.2 MPa	20.4 m
0.3 MPa	30.6 m
0.5 MPa	51 m
0.7 MPa	71.4 m
1.0 MPa	102 m

시험이나 현장 암산에서는 더욱 간단하게

0.1 MPa ↔ 10 m

로 계산해도 됩니다.

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8. 단위 변환 공식

MPa → kgf/cm²

$$kgf/cm² = MPa \times 10.197$$

예:

0.7 MPa

$$0.7\times10.197=7.138$$

따라서

약 7.14 kgf/cm²

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kgf/cm² → MPa

$$MPa = kgf/cm² \times0.09807$$

예:

7 kgf/cm²

$$7\times0.09807=0.6865$$

따라서

약 0.687 MPa

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MPa → psi

$$psi=MPa\times145.04$$

예:

0.7 MPa

$$0.7\times145.04 =101.5psi$$

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psi → MPa

$$MPa=psi\times0.006895$$

예를 들어 이전에 질문하셨던 15 psi라면

$$15\times0.006895 =0.1034MPa$$

즉

15 psi ≒ 0.103 MPa ≒ 1.05 kgf/cm² ≒ 1.03 bar ≒ 수두 10.5 m

입니다.

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9. 소방에서 가장 유용한 암기표

이 부분은 그대로 외우는 것을 추천합니다.

MPa	kgf/cm² 약값	psi 약값	수두 약값
0.1	1.02	14.5	10.2 m
0.2	2.04	29	20.4 m
0.3	3.06	43.5	30.6 m
0.4	4.08	58	40.8 m
0.5	5.10	72.5	51 m
0.6	6.12	87	61.2 m
0.7	7.14	101.5	71.4 m
0.8	8.16	116	81.6 m
0.9	9.18	130.5	91.8 m
1.0	10.20	145	102 m

---

10. 가장 쉽게 머릿속에 그리는 방법

압력을 하나의 기준점으로 보면 됩니다.

수두 10 m

↓ 물이 누르는 압력

약 1 kgf/cm²

↓

약 1 bar

↓

약 0.1 MPa

↓

약 14.5 psi

즉,

10 m → 1 kgf/cm² → 1 bar → 0.1 MPa → 14.5 psi

이 한 줄이 소방 압력 단위의 핵심입니다.

특히 소방펌프·압력챔버·압력스위치·옥내소화전·스프링클러·압력계를 공부할 때 이 관계를 알고 있으면 숫자가 훨씬 직관적으로 보입니다.