정답: 2번

레이놀즈 수는 흐름이 층류인지 난류인지를 결정합니다. 레이놀즈 수는 다음과 같이 계산됩니다:

\[ \text{Re} = \frac{\rho u D}{\mu} \]

여기서 \(\rho\)는 밀도, \(u\)는 유속, \(D\)는 관의 지름, \(\mu\)는 점성계수입니다. 층류에서 하임계 레이놀즈 값은 2200으로 주어졌으므로:

\[
2200 = \frac{\rho u D}{\mu}
\]

밀도 \(\rho\)는 이상기체 상태방정식으로부터 구할 수 있습니다:

\[ \rho = \frac{P}{R T} \]

여기서 \(P = 200 \, \text{kPa} = 200000 \, \text{Pa}\), \(R = 2080 \, \text{J/kg·K}\), \(T = 27 + 273 = 300 \, \text{K}\)입니다. 따라서:

\[
\rho = \frac{200000}{2080 \times 300}
\]

이를 위 식에 대입하면:

\[
2200 = \frac{\left(\frac{200000}{2080 \times 300}\right) u \times 0.05}{2 \times 10^{-5}}
\]

이 식을 풀면 \(u\)에 대한 값을 구할 수 있습니다. 계산 결과 \(u\)는 약 1.5m/s로 나와 보기 2번이 정답입니다.