정답: 2번
기포의 지름이 2배로 팽창하면 반지름도 2배가 되므로, 구형 기포의 부피 $V = \frac{4}{3}\pi r^3$는 $2^3 = 8$배가 된다. 즉, 최종 부피 $V_f = 8V_i$이다.
Boyle의 법칙에 따라 $P_i V_i = P_f V_f$ 이다.
여기서 $P_i$는 기포의 최초 위치에서의 압력이고, $P_f$는 수면에서의 압력이다.
수면에서의 압력은 표준 대기압 $P_0$이므로 $P_f = P_0$이다.
최초 위치에서의 압력은 대기압과 수심 $h$에 의한 수압의 합이므로 $P_i = P_0 + \rho g h$이다. (단, $\rho$는 오수의 밀도, $g$는 중력가속도)

위 식들을 Boyle의 법칙에 대입하면:
$(P_0 + \rho g h) V_i = P_0 (8 V_i)$
양변에서 $V_i$를 소거하면:
$P_0 + \rho g h = 8 P_0$
$\rho g h = 7 P_0$
$h = \frac{7 P_0}{\rho g}$

표준 대기압 $P_0 \approx 101325 \text{ Pa}$ (또는 약 $10.33 \text{ m}$ 수두), 물의 밀도 $\rho \approx 1000 \text{ kg/m}^3$, 중력가속도 $g \approx 9.8 \text{ m/s}^2$를 사용한다.
$h = \frac{7 \times 101325 \text{ Pa}}{1000 \text{ kg/m}^3 \times 9.8 \text{ m/s}^2}$
$h = \frac{709275}{9800}$
$h \approx 72.375 \text{ m}$

따라서 기포의 최초 위치는 수면으로부터 약 72 m이다.