공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2015-05-31)

공조냉동기계기사(구)
(2015-05-31 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 상태와 상태량과의 관계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 순수물질 단순 압축성 시스템의 상태는 2개의 독립적 강도성 상태량에 의해 완전하게 결정된다.
  2. 상변화를 포함하는 물과 수증기의 상태는 압력과 온도에 의해 완전하게 결정된다.
  3. 상변화를 포함하는 물과 수증기의 상태는 온도와 비체적에 의해 완전하게 결정된다.
  4. 상변화를 포함하는 물과 수증기의 상태는 압력과 비체적에 의해 완전하게 결정된다.
(정답률: 56%)
  • 상변화가 일어나는 포화 영역(물과 수증기의 혼합 상태)에서는 압력과 온도가 서로 종속적이므로, 두 상태량만으로는 상태를 완전히 결정할 수 없습니다. 따라서 압력과 온도에 의해 결정된다는 설명은 틀린 것입니다.
    오답 노트
    순수물질 단순 압축성 시스템: 독립 상태량 2개로 결정 가능함
    온도와 비체적: 독립 상태량으로 상태 결정 가능함
    압력과 비체적: 독립 상태량으로 상태 결정 가능함
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2. 이상기체의 등온과정에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 엔트로피 변화가 없다.
  2. 엔탈피 변화가 없다.
  3. 열 이동이 없다.
  4. 일이 없다.
(정답률: 59%)
  • 이상기체의 등온과정은 온도가 일정하게 유지되는 과정입니다. 엔탈피 변화량은 비열과 온도 변화의 곱으로 나타나는데, 온도 변화가 $0$이므로 엔탈피 변화가 없습니다.
    오답 노트
    엔트로피 변화가 없다: 등온 팽창/압축 시 엔트로피는 변화함
    열 이동이 없다: 열을 흡수하거나 방출하며 온도를 유지함
    일이 없다: 부피 변화가 수반되므로 일이 발생함
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3. 두께 1 cm, 면적 0.5 m2의 석고판의 뒤에 가열판이 부착되어 1000 W의 열을 전달한다. 가열판의 뒤는 완전히 단열되어 열은 앞면으로만 전달된다. 석고판 앞면의 온도는 100℃이다. 석고의 열전도율이 k = 0.79 W/mㆍK일 때 가열 판에 접하는 석고 면의 온도는 약 몇 ℃인가?

  1. 110
  2. 125
  3. 150
  4. 212
(정답률: 66%)
  • 열전도 공식(푸리에 법칙)을 사용하여 가열판과 앞면의 온도 차이를 구하고, 이를 앞면 온도에 더해 가열판 접촉면의 온도를 산출합니다.
    ① [온도차 공식] $$\Delta T = \frac{Q \times L}{k \times A}$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta T = \frac{1000 \times 0.01}{0.79 \times 0.5} = 25.3$$
    ③ [최종 온도] $$T = 100 + 25.3 = 125.3$$
    따라서 가열판 접촉면의 온도는 약 $125\text{℃}$ 입니다.
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4. 기본 Rankine 사이클의 터빈 출구 엔탈피 htc = 1200kJ/kg, 응축기 방열량 qL = 1000kJ/kg, 펌프 출구 엔탈피 hpe = 210kJ/kg, 보일러 가열량 qH = 1210kJ/kg이다. 이 사이클의 출력일은?

  1. 210 kJ/kg
  2. 220 kJ/kg
  3. 230 kJ/kg
  4. 420 kJ/kg
(정답률: 55%)
  • 사이클의 출력일은 보일러에서 가해준 열량에서 응축기로 방출한 열량을 뺀 값과 같습니다.
    ① $$W = q_{H} - q_{L}$$
    ② $$W = 1210 - 1000$$
    ③ $$W = 210$$ kJ/kg
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5. 실린더에 밀폐된 8kg의 공기가 그림과 같이 P1 = 800kPa, 체적 V1 = 0.27m3에서 P2 = 350kPa, 체적 V2 = 0.80m3으로 직선 변화하였다. 이 과정에서 공기가 한 일은 약 몇 kJ 인가?

  1. 254
  2. 305
  3. 382
  4. 390
(정답률: 72%)
  • P-V 선도에서 압력이 직선으로 변화할 때, 공기가 한 일은 그래프 아래의 면적인 사다리꼴의 넓이를 구하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = \frac{P_{1} + P_{2}}{2} \times (V_{2} - V_{1})$$
    ② [숫자 대입] $$W = \frac{800 + 350}{2} \times (0.80 - 0.27)$$
    ③ [최종 결과] $$W = 304.75$$
    따라서 공기가 한 일은 약 $305\text{ kJ}$ 입니다.
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6. 역 카르노사이클로 작동하는 증기압축 냉동 사이클에서 고열원의 절대온도를 TH, 저열원의 절대온도를 TL이라 할 때, TH/TL = 1.6이다. 이 냉동사이클이 저열원으로부터 2.0kW의 열을 흡수한다면 소요 동력은?

  1. 0.7kW
  2. 1.2kW
  3. 2.3kW
  4. 3.9kW
(정답률: 65%)
  • 역 카르노사이클에서 소요 동력(일)은 고열원에서 방출하는 열량과 저열원에서 흡수하는 열량의 차이로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q_{H} = Q_{L} \times \frac{T_{H}}{T_{L}}$$
    $$W = Q_{H} - Q_{L}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q_{H} = 2.0 \times 1.6 = 3.2\text{kW}$$
    $$W = 3.2 - 2.0$$
    ③ [최종 결과]
    $$W = 1.2\text{kW}$$
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7. 절대 온도가 0에 접근할수록 순수 물질의 엔트로피는 0에 접근한다는 절대 엔트로피 값의 기준을 규정한 법칙은?

  1. 열역학 제 0법칙이다.
  2. 열역학 제 1법칙이다.
  3. 열역학 제 2법칙이다.
  4. 열역학 제 3법칙이다.
(정답률: 62%)
  • 절대 온도가 $0\text{K}$에 접근할 때 순수 물질의 엔트로피가 $0$이 된다는 법칙은 열역학 제 3법칙입니다.
    오답 노트
    열역학 제 0법칙: 열평형 상태
    열역학 제 1법칙: 에너지 보존 법칙
    열역학 제 2법칙: 엔트로피 증가 법칙
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8. 클라우지우스(Clausius) 부등식을 표현한 것으로 옳은 것은? (단, T는 절대 온도, Q는 열량을 표시한다.)

(정답률: 77%)
  • 클라우지우스 부등식은 순환 과정에서 열량과 온도의 적분값이 0보다 작거나 같음을 나타내며, 이는 비가역 과정에서의 에너지 손실을 의미합니다.
    정답:
    $$\oint \frac{\delta Q}{T} \le 0$$
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9. 배기체적이 1200 cc, 간극체적이 200 cc의 가솔린기관의 압축비는 얼마인가?

  1. 5
  2. 6
  3. 7
  4. 8
(정답률: 65%)
  • 압축비는 간극체적에 배기체적을 더한 전체 체적을 간극체적으로 나눈 값입니다.
    ① $$ \epsilon = 1 + \frac{V_{s}}{V_{c}} $$
    ② $$ \epsilon = 1 + \frac{1200}{200} $$
    ③ $$ \epsilon = 7 $$
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10. 오토사이클(Otto cycle)의 압축비 ε = 8 이라고 하면 이론 열효율은 약 몇 %인가? (단, k = 1.4이다.)

  1. 36.8%
  2. 46.7%
  3. 56.5%
  4. 66.6%
(정답률: 71%)
  • 오토사이클의 이론 열효율은 압축비와 비열비에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = 1 - \frac{1}{\epsilon^{k-1}}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = 1 - \frac{1}{8^{1.4-1}}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 0.565$$ (56.5%)
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11. 어떤 용기에 부착된 압력계에 읽힌 계기압력이 150kPa이고, 국소대기압이 100kPa일 때 용기 안의 절대 압력은?

  1. 250kPa
  2. 150kPa
  3. 100kPa
  4. 50kPa
(정답률: 77%)
  • 절대 압력은 계기압력에 국소 대기압을 더하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $$P_{abs} = P_{gauge} + P_{atm}$$
    ② [숫자 대입] $$P_{abs} = 150 + 100$$
    ③ [최종 결과] $$P_{abs} = 250$$ kPa
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12. 펌프를 사용하여 150 kPa, 26℃의 물을 가역 단열과정으로 650 kPa로 올리려고 한다. 26℃의 포화액의 비체적이 0.001 m3/kg이면 펌프일은?

  1. 0.4 kJ/kg
  2. 0.5 kJ/kg
  3. 0.6 kJ/kg
  4. 0.7 kJ/kg
(정답률: 67%)
  • 가역 단열과정에서 액체의 비체적이 일정하다고 가정할 때, 펌프일은 압력 변화량과 비체적의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = V(P_{2} - P_{1})$$
    ② [숫자 대입] $$W = 0.001(650 - 150)$$
    ③ [최종 결과] $$W = 0.5$$ kJ/kg
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13. 공기 2kg이 300 K, 600 kPa 상태에서 500 K, 400 kPa 상태로 가열된다. 이 과정 동안의 엔트로피 변화량은 약 얼마인가? (단, 공기의 정적비열과 정압비열은 각각 0.717 kJ/kgㆍK과 1.004 kJ/kgㆍK로 일정하다.)

  1. 0.73 kJ/K
  2. 1.83 kJ/K
  3. 1.02 kJ/K
  4. 1.26 kJ/K
(정답률: 39%)
  • 이상기체의 엔트로피 변화량은 온도 변화와 압력 변화를 모두 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta S = m (C_{p} \ln \frac{T_{2}}{T_{1}} - R \ln \frac{P_{2}}{P_{1}})$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta S = 2 (1.004 \ln \frac{500}{300} - 0.287 \ln \frac{400}{600})$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta S = 1.26$$
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14. 어떤 냉장고에서 엔탈피 17 kJ/kg의 냉매가 질량 유량 80 kg/hr로 증발기에 들어가 엔탈피 36kJ/kg가 되어 나온다. 이 냉장고의 냉동능력은?

  1. 1220 kJ/hr
  2. 1800 kJ/hr
  3. 1520 kJ/hr
  4. 2000 kJ/hr
(정답률: 71%)
  • 냉동능력은 냉매의 질량 유량과 증발기 입출구의 엔탈피 차이를 곱하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \dot{m} (h_{out} - h_{in})$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 80 (36 - 17)$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 1520$$
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15. 대기압 하에서 물을 20℃에서 90℃로 가열하는 동안의 엔트로피 변화량은? (단, 물의 비열은 4.184 kJ/kgㆍK로 일정하다.)

  1. 0.8 kJ/kgㆍK
  2. 0.9 kJ/kgㆍK
  3. 1.0 kJ/kgㆍK
  4. 1.2 kJ/kgㆍK
(정답률: 60%)
  • 정압 과정에서 액체의 엔트로피 변화량은 비열과 온도의 로그 비를 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta S = C_{p} \ln \frac{T_{2}}{T_{1}}$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta S = 4.184 \ln \frac{90 + 273}{20 + 273}$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta S = 0.9$$
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16. 자연계의 비가역 변화와 관련 있는 법칙은?

  1. 제 0법칙
  2. 제 1법칙
  3. 제 2법칙
  4. 제 3법칙
(정답률: 65%)
  • 열역학 제 2법칙은 고립계의 총 엔트로피는 항상 증가하는 방향으로 진행된다는 법칙으로, 자연계의 모든 변화가 비가역적임을 설명합니다.
    오답 노트
    제 0법칙: 열평형 상태 정의
    제 1법칙: 에너지 보존 법칙
    제 3법칙: 절대영도에서 엔트로피 0
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17. 해수면 아래 20m에 있는 수중다이버에게 작용하는 절대압력은 약 얼마인가? (단, 대기압은 101 kPa 이고, 해수의 비중은 1.03이다.)

  1. 101 kPa
  2. 202 kPa
  3. 303 kPa
  4. 504 kPa
(정답률: 61%)
  • 절대압력은 대기압에 수심에 따른 수압을 더하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P = P_{atm} + \rho g h$$
    ② [숫자 대입] $$P = 101 + (1.03 \times 1000 \times 9.81 \times 20) / 1000$$
    ③ [최종 결과] $$P = 303$$
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18. 압축기 입구 온도가 –10℃, 압축기 출구 온도가 100℃, 팽창기 입구 온도가 5℃, 팽창기 출구온도가 –75℃로 작동되는 공기 냉동기의 성능계수는? (단, 공기의 Cp는 1.0035 kJ/kgㆍ℃로서 일정하다.)

  1. 0.56
  2. 2.17
  3. 2.34
  4. 3.17
(정답률: 34%)
  • 공기 냉동기의 성능계수(COP)는 냉동능력을 순일로 나눈 값입니다. 공기의 정압비열을 이용하여 온도 차이로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$COP = \frac{C_p \times (T_{evap\_out} - T_{evap\_in})}{C_p \times (T_{comp\_out} - T_{comp\_in}) - C_p \times (T_{exp\_in} - T_{exp\_out})}$$
    ② [숫자 대입] $$COP = \frac{1.0035 \times (-10 - (-75))}{1.0035 \times (100 - (-10)) - 1.0035 \times (5 - (-75))}$$
    ③ [최종 결과] $$COP = \frac{65}{30} = 2.17$$
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19. 분자량이 30인 C2H6(에탄)의 기체상수는 몇 kJ/kgㆍK인가?

  1. 0.277
  2. 2.013
  3. 19.33
  4. 265.43
(정답률: 66%)
  • 특정 기체의 기체상수는 일반 기체상수를 해당 기체의 분자량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$R = \frac{R_u}{M}$$
    ② [숫자 대입] $$R = \frac{8.314}{30}$$
    ③ [최종 결과] $$R = 0.277$$ kJ/kg·K
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20. 출력이 50kW인 동력기관이 한시간에 13kg의 연료를 소모한다. 연료의 발열량이 45000kJ/kg이라면, 이 기관의 열효율은 약 얼마인가?

  1. 25%
  2. 28%
  3. 31%
  4. 36%
(정답률: 70%)
  • 기관의 열효율은 공급된 총 열에너지에 대해 실제로 수행한 일의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = \frac{P \times t}{m \times H}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = \frac{50 \times 3600}{13 \times 45000}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 0.3076 \approx 31\%$$
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2과목: 냉동공학

21. 어떤 냉장실 온도를 –20℃로 유지하고자 할 때, 필요한 관 길이는? (단, 관의 열통과율은 7kcal/cm2ㆍhㆍ℃이고 냉동부하는20RT, 냉매증발 온도는 –35℃이며 관의 외경은 5cm 이다.)

  1. 약 10.26cm
  2. 약 20.26cm
  3. 약 40.26cm
  4. 약 50.26cm
(정답률: 49%)
  • 냉동부하를 처리하기 위해 필요한 열교환 관의 길이를 구하는 문제입니다. 관의 표면적을 통해 전달되는 열량 공식을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$L = \frac{Q}{K \times \pi \times d \times \Delta T}$$
    ② [숫자 대입] $$L = \frac{20 \times 3320}{7 \times \pi \times 5 \times (-20 - (-35))}$$
    ③ [최종 결과] $$L = 40.26$$ cm
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22. 냉매의 필요조건으로 틀린 것은?

  1. 임계온도가 높고 상온에서 액화할 것
  2. 증발열이 크고 액체 비열이 작을 것
  3. 증기의 비열비가 작을 것
  4. 점도와 표면장력이 클 것
(정답률: 78%)
  • 냉매는 배관 내에서 원활하게 흐를 수 있도록 점도와 표면장력이 작아야 유동 저항과 동력 손실을 줄일 수 있습니다.
    오답 노트
    임계온도가 높고 상온에서 액화할 것: 적절한 냉매 조건
    증발열이 크고 액체 비열이 작을 것: 효율적인 냉매 조건
    증기의 비열비가 작을 것: 압축 효율을 높이는 조건
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23. 압축기 토출압력 상승 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 응축온도가 낮을 때
  2. 냉각수 온도가 높을 때
  3. 냉각수 양이 부족할 때
  4. 공기가 장치 내에 혼입했을 때
(정답률: 65%)
  • 응축온도가 낮아지면 응축 압력이 떨어지므로 압축기의 토출압력 또한 낮아지게 됩니다.
    오답 노트
    냉각수 온도가 높을 때: 응축온도 상승으로 토출압력 증가
    냉각수 양이 부족할 때: 냉각 효율 저하로 토출압력 증가
    공기가 장치 내에 혼입했을 때: 불응축가스로 인해 토출압력 증가
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24. 다음 중 압축기의 냉동능력(R)을 산출하는 식은? (단, V : 피스톤 압출량[m3/min], v : 압축기 흡입 냉매 증기의 비체적[m3/kg], q : 냉매의 냉동효과[kcal/kg], η : 체적효율)

(정답률: 67%)
  • 압축기의 냉동능력은 피스톤 압출량, 냉동효과, 체적효율에 비례하고 흡입 냉매 증기의 비체적에 반비례하여 산출합니다.
    $$R = \frac{V \times q \times \eta \times 60}{3320 \times v}$$
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25. 냉동장치의 불응축가스를 제거하기 위한 장치는?

  1. 중간 냉각기
  2. 가스퍼져
  3. 제상장치
  4. 여과기
(정답률: 83%)
  • 냉동장치 내에 혼입된 공기와 같은 불응축가스는 응축 압력을 상승시키므로, 이를 제거하기 위해 가스퍼져를 사용합니다.
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26. 물체 간의 온도 차에 의한 열의 이동현상을 열전도라 한다. 이 과정에서 전달되는 열량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 단면적에 반비례한다.
  2. 열전도 계수에 반비례한다.
  3. 온도차에 반비례한다.
  4. 물체의 두께에 반비례한다.
(정답률: 76%)
  • 열전도에 의해 전달되는 열량은 열전도 계수, 단면적, 온도차에 비례하고 물체의 두께에 반비례하는 원리를 가집니다.
    오답 노트
    단면적에 반비례한다: 비례함
    열전도 계수에 반비례한다: 비례함
    온도차에 반비례한다: 비례함
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27. 온도식 자동팽창밸브(TEV)의 감온통 설치 방법으로 옳은 것은?

  1. 증발기 출구 수평관에 정확히 밀착한다.
  2. 흡입관 지름이 15mm일 때 관의 하부에 설치한다.
  3. 흡입관 지름이 30mm일 때 관 중앙에서 45°위로 설치한다.
  4. 흡입관에 트랩이 있으면 피하며 설치해야 할 경우 트랩 이후에 설치한다.
(정답률: 44%)
  • 감온통은 증발기 출구의 수평관에 정확히 밀착시켜 냉매의 과열도를 정확하게 감지해야 합니다.
    오답 노트
    흡입관 지름이 $15\text{mm}$일 때 관의 하부에 설치한다: $20\text{A}$이하일 때는 상부에 설치해야 합니다.
    흡입관 지름이 $30\text{mm}$일 때 관 중앙에서 $45^\circ$위로 설치한다: $20\text{A}$이상일 때는 수평에서 $45^\circ$ 아래로 부착합니다.
    흡입관에 트랩이 있으면 피하며 설치해야 할 경우 트랩 이후에 설치한다: 트랩 이전의 평평한 부분에 설치해야 합니다.
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28. 스크류 압축기의 특징으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 동일 용량의 왕복동 압축기에 비하여 소형 경량으로 설치 면적이 작다.
  2. 장시간 연속운전이 가능하다.
  3. 부품수가 적고 수명이 길다.
  4. 오일펌프를 설치하지 않는다.
(정답률: 73%)
  • 스크류 압축기는 윤활 및 밀봉을 위해 오일펌프, 오일회수기, 오일냉각기가 반드시 설치되어야 합니다.
    오답 노트
    오일펌프를 설치하지 않는다: 오일 공급을 위한 펌프 설치가 필수적입니다.
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29. 왕복동 압축기의 흡입밸브와 배출밸브의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 작동이 확실하고 냉매증기의 유동에 저항을 적게 주는 구조이어야 한다.
  2. 밸브의 관성력이 크고 개폐작동이 원활해야한다.
  3. 밸브 개폐에 필요한 냉매증기 압력의 차가 작아야 한다.
  4. 밸브가 파손되거나 마모되지 않아야 한다.
(정답률: 64%)
  • 왕복동 압축기의 밸브는 빠른 응답성과 원활한 개폐를 위해 관성력이 작아야 합니다.
    오답 노트
    밸브의 관성력이 크고 개폐작동이 원활해야한다: 관성이 크면 개폐 응답 속도가 느려져 효율이 떨어집니다.
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30. 다음의 p-h 선도상에서 냉동능력이 1냉동톤인 소형 냉장고의 실제 소요동력은? (단, 압축효율(ηc)은 0.75, 기계효율(ηm)은 0.9, 엔탈피(h) 단위는 kcal/kg 이다.)

  1. 약 1.48kW
  2. 약 1.62kW
  3. 약 2.73kW
  4. 약 3.27kW
(정답률: 49%)
  • 냉동능력과 엔탈피 차이를 이용해 냉매 순환량을 구한 뒤, 압축 일량과 효율을 적용하여 실제 소요동력을 계산합니다.
    ① [냉매순환량] $$G = \frac{Q}{h_1 - h_4}$$
    ② [숫자 대입] $$G = \frac{3.86}{148.3 - 108} = 0.09578$$
    ③ [소요동력] $$P = \frac{G \times (h_2 - h_1)}{\eta_c \times \eta_m} = \frac{0.09578 \times (158.7 - 148.3)}{0.75 \times 0.9} = 1.4757$$
    최종 결과는 약 $1.48\text{kW}$ 입니다.
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31. 역카르노 사이클로 작동되는 냉동기의 성적계수가 6.84이다. 응축온도가 22.7℃일 때 증발온도는?

  1. -5℃
  2. -15℃
  3. -25℃
  4. -30℃
(정답률: 66%)
  • 역카르노 사이클의 성적계수(COP) 공식을 이용하여 응축온도와 COP 값으로부터 증발온도를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$T_{e} = \frac{T_{c}}{1 + \frac{1}{COP}}$$
    ② [숫자 대입] $$T_{e} = \frac{273 + 22.7}{1 + \frac{1}{6.84}} = 258.98$$
    $$t_{e} = 258.98 - 273$$
    ③ [최종 결과] $$t_{e} = -14.02$$
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32. 몰리에르 선도 상에서 표준 냉동사이클의 냉매 상태 변화에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 등엔트로피 변화는 압축과정에서 일어난다.
  2. 등엔트로피 변화는 증발과정에서 일어난다.
  3. 등엔트로피 변화는 팽창과정에서 일어난다.
  4. 등엔트로피 변화는 응축과정에서 일어난다.
(정답률: 65%)
  • 표준 냉동 사이클의 압축 과정은 외부와 열 교환이 없는 단열 과정으로 가정하며, 이때 엔트로피가 일정하게 유지되는 등엔트로피 변화가 일어납니다.
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33. 흡수식 냉동기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 자동제어가 어렵고 운전경비가 많이 소요된다.
  2. 초기 운전 시 정격 성능을 발휘할 때까지의 도달 속도가 느리다.
  3. 부분 부하에 대한 대응성이 어렵다.
  4. 증기 압축식보다 소음 및 진동이 크다.
(정답률: 73%)
  • 흡수식 냉동기는 압축기 대신 흡수기와 재생기를 사용하여 냉매를 순환시키므로, 초기 가동 시 정격 성능에 도달하기까지 시간이 오래 걸리는 특성이 있습니다.
    오답 노트
    자동제어가 어렵고 운전경비가 많이 소요된다 – 용량 제어가 쉽고 운전 경비가 적음
    부분 부하에 대한 대응성이 어렵다 – 부분 부하 대응성이 좋고 효율이 높음
    증기 압축식보다 소음 및 진동이 크다 – 압축기가 없어 소음과 진동이 매우 작음
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34. 원수 25℃인 물 1톤을 하루 동안 0℃ 얼음으로 만들기 위해 제거해야 할 열량은? (단, 얼음의 응고 잠열은 79.6kcal/kg으로 계산한다.)

  1. 약 0.7RT
  2. 약 1RT
  3. 약 1.3RT
  4. 약 1.6RT
(정답률: 64%)
  • 물 1톤을 0℃ 얼음으로 만들기 위해 제거해야 할 총 열량(현열 + 잠열)을 구한 뒤, 이를 냉동톤(RT) 단위로 환산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = (m \times c \times \Delta T) + (m \times L)$$
    ② [숫자 대입] $$Q = (1000 \times 1 \times 25) + (1000 \times 79.6) = 104600 \text{ kcal/day}$$
    $$RT = \frac{104600 / 24}{3320}$$
    ③ [최종 결과] $$RT = 1.31$$
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35. 표준 냉동 사이클의 냉매 상태변화에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 압축 과정 – 온도 상승
  2. 응축 과정 – 압력불변
  3. 과냉각 과정 – 엔탈피 감소
  4. 팽창 과정 – 온도불변
(정답률: 66%)
  • 표준 냉동 사이클의 팽창 과정은 등엔탈피 과정으로, 압력과 온도가 모두 감소하는 과정입니다.
    오답 노트
    압축 과정 – 단열 압축으로 온도 상승함
    응축 과정 – 등압 과정으로 압력 불변함
    과냉각 과정 – 등압 상태에서 냉각되어 엔탈피 감소함
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36. 브라인의 구비조건으로 적당하지 않은 것은?

  1. 응고점이 낮을 것
  2. 점도가 클 것
  3. 열전달율이 클 것
  4. 불연성이며 독성이 없을 것
(정답률: 77%)
  • 브라인은 열전달 효율이 좋고 펌핑 동력을 줄여야 하므로 점도가 낮아야 합니다.
    오답 노트
    점도가 클 것: 점성이 크면 유동 저항이 증가하여 반송 동력이 커지므로 부적절함
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37. 다음 그림과 같이 작동되는 냉동장치의 압축기 소요동력이 50kW일 때, 압축기의 피스톤 토출량은? (단, 압축기 체적효율 65%, 기계효율 85%, 압축효율 80%이다.)

  1. 약 260 /h
  2. 약 320 /h
  3. 약 400 /h
  4. 약 500 /h
(정답률: 42%)
  • 압축기의 피스톤 토출량은 소요동력과 효율, 엔탈피 차이를 이용하여 계산합니다.
    ① $$V = \frac{P \times \eta_{v} \times \eta_{m} \times \eta_{a} \times 860}{\eta_{v} \times (h_{2} - h_{1})}$$
    ② $$V = \frac{50 \times 0.65 \times 0.85 \times 0.8 \times 860}{0.65 \times (468.1 - 395)}$$
    ③ $$V = 400$$ /h
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38. 2원 냉동사이클의 주요장치로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 저온압축기
  2. 고온압축기
  3. 중간냉각기
  4. 팽창밸브
(정답률: 66%)
  • 2원 냉동사이클은 두 가지 냉매를 사용하여 저온과 고온 단계로 나누어 작동하는 시스템입니다. 중간냉각기는 2단 압축 냉동장치에서 압축 효율을 높이기 위해 사용되는 장치이므로 2원 냉동사이클의 주요 장치와는 거리가 멉니다.
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39. 냉동장치에서 액분리기의 적절한 설치위치는?

  1. 수액기 출구
  2. 압축기 출구
  3. 팽창밸브 입구
  4. 증발기 출구
(정답률: 61%)
  • 액분리기는 증발기에서 미처 증발하지 못한 액체 냉매가 압축기로 들어가 액압축이 발생하는 것을 방지하기 위해 증발기 출구에 설치합니다.
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40. 저온용 단열재의 조건으로 틀린 것은?

  1. 내구성이 있을 것
  2. 흡습성이 클 것
  3. 팽창계수가 작을 것
  4. 열전도율이 작을 것
(정답률: 80%)
  • 단열재 내부에 수분이 침투하면 열전도율이 높아져 단열 성능이 급격히 저하됩니다. 따라서 저온용 단열재는 수분을 흡수하지 않는 흡습성이 작은 재료를 사용해야 합니다.
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3과목: 공기조화

41. 공기조화에 이용되는 열원방식 중 특수열원방식의 분류로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 지역 냉ㆍ난방방식
  2. 열병합발전(co-generation)방식
  3. 흡수식 냉온수기방식
  4. 태양열이용방식
(정답률: 61%)
  • 특수열원방식에는 지역 냉·난방방식, 열병합발전, 태양열이용, 축열방식이 포함됩니다. 흡수식 냉온수기방식은 일반적인 열원 장치에 해당하므로 특수열원방식 분류와는 거리가 멉니다.
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42. 냉ㆍ난방부하와 기기 용량과의 관계로 옳은 것은?

  1. 송풍량 = 실내취득열량 + 기기로부터의 취득열량
  2. 냉각코일 용량 = 실내취득열량 + 외기부하
  3. 순수 보일러 용량 = 난방부하 + 배관부하
  4. 냉동기 용량 = 실내취득열량 + 기기로부터의 취득열량 + 냉수펌프 및 배관부하
(정답률: 50%)
  • 송풍량(송풍기 용량)은 실내에서 발생하는 취득열량과 기기로부터 발생하는 취득열량의 합으로 결정됩니다.
    오답 노트
    냉각코일 용량: 송풍기 용량, 외기부하, 재열부하가 모두 포함되어야 함
    냉동기 용량: 냉각코일 용량에 냉수펌프 및 배관부하가 추가되어야 함
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43. 습공기를 가열, 감슴하는 경우 열수분비 값은?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 1
  4. ∞
(정답률: 62%)
  • 가열 및 감습 과정은 습구온도 일정선(엔탈피 일정선과 거의 일치)을 따라 진행되므로, 상태 변화 전후의 엔탈피 차이가 거의 없어 열수분비는 0이 됩니다.
    $$u = \frac{h_2 - h_1}{x_2 - x_1}$$
    $$u = \frac{0}{x_2 - x_1}$$
    $$u = 0$$
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44. 중앙식 난방법의 하나로서, 각 건물마다 보일러 시설 없이 일정 장소에서 여러 건물에 증기 또는 고온수 등을 보내서 난방하는 방식은?

  1. 복사난방
  2. 지역난방
  3. 개별난방
  4. 온풍난방
(정답률: 79%)
  • 특정 장소(열원시설)에서 생산된 증기나 고온수를 여러 건물에 공급하여 난방하는 중앙식 난방법의 대표적인 형태는 지역난방입니다.
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45. 보일러의 부속장치인 과열기가 하는 역할은?

  1. 과냉각액을 포화액으로 만든다.
  2. 포화액을 습증기로 만든다.
  3. 습증기를 건포화증기로 만든다.
  4. 포화증기를 과열증기로 만든다.
(정답률: 77%)
  • 과열기는 보일러에서 생성된 포화증기를 더욱 가열하여 온도를 높임으로써 과열증기로 만드는 장치입니다.
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46. 공기조화설비를 구성하는 열운반장치로서, 공조기에 직접 연결되어 사용하는 펌프로 거리가 가장 먼 것은?

  1. 냉각수 펌프
  2. 냉수 순환펌프
  3. 온수 순환펌프
  4. 응축수(진공) 펌프
(정답률: 70%)
  • 냉각수 펌프는 공조기에 직접 연결되는 것이 아니라, 응축기와 냉각탑 사이의 배관에 설치되어 냉각수를 순환시키는 역할을 합니다.
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47. 공조부하 중 재열부하에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부하 계산 시 현열, 잠열부하를 고려한다.
  2. 냉방부하에 속한다.
  3. 냉각코일의 용량산출 시 포함시킨다.
  4. 냉각된 공기를 가열하는데 소요되는 열량이다.
(정답률: 62%)
  • 재열부하는 냉각된 공기를 다시 가열하여 공급 온도와 습도를 조절하는 과정으로, 이때는 온도만 상승시키므로 현열부하만 고려합니다.
    오답 노트
    부하 계산 시 현열, 잠열부하를 고려한다: 잠열부하는 고려하지 않고 현열부하만 고려합니다.
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48. 냉수코일 설계 시 공기의 통과 방향과 물의 통과 방향을 역으로 배치하는 방법에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, △1 : 공기 입구측에서의 온도차, △2 : 공기 출구측에서의 온도차)

  1. 열교환 형식은 대향류방식이다.
  2. 가능한 한 대수평균 온도차를 크게 하는 것이 좋다.
  3. 공기 출구측에서의 온도 차는 5℃ 이상으로 하는 것이 좋다.
  4. 대수평균 온도차(MTD)인 를 이용한다.
(정답률: 74%)
  • 냉수코일 설계 시 대향류 방식에서는 대수평균 온도차(MTD)를 사용하여 열교환량을 계산합니다.
    오답 노트
    대수평균 온도차(MTD)인 를 이용한다: 대수평균 온도차의 올바른 공식은 $$\frac{\Delta 1 - \Delta 2}{\ln \frac{\Delta 1}{\Delta 2}}$$ 이므로 제시된 수식은 틀렸습니다.
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49. 보일러의 능력을 나타내는 표시방법 중 가장 적은 값을 나타내는 출력은?

  1. 정격출력
  2. 과부하 출력
  3. 정미 출력
  4. 사용 출력
(정답률: 80%)
  • 보일러의 출력 중 정미 출력은 보일러 자체의 손실분(송풍기 전력, 급수 펌프 전력 등)을 제외한 실제 유효한 출력을 의미하므로, 표시 방법 중 가장 적은 값을 나타냅니다.
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50. 복사 냉ㆍ난방 공조방식에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 복사열을 사용하므로 쾌감도가 높다.
  2. 건물의 축열을 기대할 수 없다.
  3. 구조체의 예열시간이 길고 일시적 난방에는 부적당하다.
  4. 바닥에 기기를 배치하지 않아도 되므로 이용공간이 넓다.
(정답률: 64%)
  • 복사 냉난방 방식은 바닥이나 벽체 등 건물 구조체 자체를 가열하거나 냉각하여 복사열을 이용하므로, 건물의 축열 효과를 충분히 기대할 수 있습니다.
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51. 각 층에 1대 또는 여러 대의 공조기를 설치하는 방법으로 단일덕트의 정풍량 또는 변풍량 방식, 2중 덕트방식 등에 응용될 수 있는 공조방식은?

  1. 각층 유닛 방식
  2. 유인 유닛 방식
  3. 복사 냉난방 방식
  4. 팬코일 유닛 방식
(정답률: 69%)
  • 각층 유닛 방식은 각 층에 공조기를 설치하는 방법으로, 단일덕트(정풍량, 변풍량) 방식이나 2중 덕트 방식 등에 유연하게 응용될 수 있는 공조 방식입니다.
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52. 실내 공기 상태에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 유리면 등의 표면에 결로가 생기는 것은 그 표면온도가 실내의 노점온도보다 높게 될 때이다.
  2. 실내 공기 온도가 높으면 절대습도도 높다.
  3. 실내 공기의 건구 온도와 그 공기의 노점 온도와의 차는 상대습도가 높을수록 작아진다.
  4. 온도가 낮은 공기일수록 많은 수증기를 함유할 수 있다.
(정답률: 58%)
  • 상대습도가 높아질수록 공기의 건구 온도와 노점 온도가 가까워지므로, 두 온도의 차이는 작아집니다.
    오답 노트
    유리면 결로: 표면온도가 노점온도보다 낮을 때 발생
    절대습도: 온도 변화만으로는 절대습도가 변하지 않음
    수증기 함유량: 온도가 낮을수록 함유할 수 있는 수증기량이 감소함
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53. 덕트의 취출구 및 흡입구 설계 시, 계획상의 유의점으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 취출기류가 보 등의 장애물에 방해되지 않게 한다.
  2. 취출기류가 직접 인체에 닿지 않게 한다.
  3. 흡연이 많은 회의실 등은 벽 하부에 흡입구를 설치한다.
  4. 실내평면을 모듈로 분할하여 계획할 때에는 각 모듈에 취출구, 흡입구를 설치한다.
(정답률: 81%)
  • 담배 연기는 공기보다 가벼워 상부로 모이는 성질이 있습니다. 따라서 흡연이 많은 회의실 등은 벽 하부가 아니라 천정에 흡입구를 설치하여 효율적으로 배기해야 합니다.
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54. 50000kcal/h의 열량으로 물을 가열하는 열교환기를 설계하고자 할 때, 필요 전열면적은? (단, 25A동관을 사용하며, 동관의 열통과율은 1200kcal/m2ㆍhㆍ℃이고, 대수평균온도차는 13℃로 한다.)

  1. 약 3.2m2
  2. 약 5.3m2
  3. 약 8.6m2
  4. 약 10.7m2
(정답률: 61%)
  • 열교환기의 전열면적은 총 열량을 열통과율과 대수평균온도차의 곱으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$A = \frac{Q}{K \times \Delta T_{lm}}$$
    ② [숫자 대입] $$A = \frac{50000}{1200 \times 13}$$
    ③ [최종 결과] $$A = 3.2$$
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55. 습공기의 상태변화에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 습공기를 가열하면 건구온도와 상대습도가 상승한다.
  2. 습공기를 냉각하면 건구온도와 습구온도가 내려간다.
  3. 습공기를 노점온도 이하로 냉각하면 절대습도가 내려간다.
  4. 냉방할 때 실내로 송풍되는 공기는 일반적으로 실내공기보다 냉각감습 되어있다.
(정답률: 55%)
  • 습공기를 가열하면 건구온도는 상승하지만, 공기가 머금으려 하는 최대 수증기량(포화수증기량)이 증가하므로 상대습도는 오히려 감소합니다.
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56. 원심송풍기에 사용되는 풍량 제어법 중 동일한 풍량 조건에서 가장 우수한 동력 절감 효과를 나타내는 것은?

  1. 가변 피치 제어
  2. 흡입 베인 제어
  3. 회전수 제어
  4. 댐퍼 제어
(정답률: 74%)
  • 원심송풍기의 풍량 제어 방법 중 회전수 제어는 송풍기의 회전수를 직접 조절하여 동력을 가장 효율적으로 절감할 수 있는 방법입니다.
    오답 노트
    댐퍼 제어: 동력 절감 효과가 가장 낮음
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57. 중앙공조기(AHU)에서 냉각코일의 용량 결정에 영향을 주지 않는 것은?

  1. 덕트 부하
  2. 외기 부하
  3. 냉수 배관 부하
  4. 재열 부하
(정답률: 52%)
  • 냉각코일의 용량은 처리해야 할 공기의 부하(덕트, 외기, 재열 부하 등)에 의해 결정됩니다. 냉수 배관 부하는 코일 자체가 아닌 냉동기 용량을 결정하는 요소입니다.
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58. 고속덕트의 주덕트 풍속은 일반적으로 얼마인가?

  1. 5 ~ 7m/s
  2. 8 ~ 10m/s
  3. 12 ~ 14m/s
  4. 20 ~ 23m/s
(정답률: 65%)
  • 덕트의 풍속 기준은 일반적으로 $15\text{m/s}$를 기준으로 저속과 고속을 구분하며, 고속덕트의 주덕트 풍속은 $20 \sim 23\text{m/s}$ 범위로 설계합니다.
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59. 취출기류에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 거주영역에서 취출구의 최소 확산반경이 겹치면 편류현상이 발생한다.
  2. 취출구의 베인 각도를 확대시키면 소음이 감소한다.
  3. 천장 취출 시 베인의 각도를 냉방과 난방 시 다르게 조정해야 한다.
  4. 취출기류의 강하 및 상승거리는 기류의 풍속 및 실내공기와의 온도차에 따라 변한다.
(정답률: 70%)
  • 취출구의 베인 각도를 확대하면 기류의 확산반경이 커지고 도달거리는 짧아지지만, 공기 마찰 및 와류로 인해 소음은 오히려 증가하게 됩니다.
    오답 노트
    취출구의 베인 각도를 확대시키면 소음이 감소한다: 소음이 증가함
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60. 냉수코일의 설계에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 코일의 전면 풍속은 가능한 빠르게 하며, 통상 5m/s 이상이 좋다.
  2. 코일의 단수에 비해 유량이 많아지면 더블서킷으로 설계한다.
  3. 가능한 한 대수평균온도차를 작게 취한다.
  4. 코일을 통과하는 공기와 냉수는 열교환이 양호하도록 평행류로 설계한다.
(정답률: 67%)
  • 냉수코일 설계 시 코일 단수에 비해 유량이 과다할 경우, 압력 손실을 줄이고 효율을 높이기 위해 더블서킷(Double Circuit) 방식으로 설계합니다.
    오답 노트
    코일의 전면 풍속은 가능한 빠르게 하며, 통상 5m/s 이상이 좋다: 통상 $2.0 \sim 3.0\text{m/s}$ 범위로 설계
    가능한 한 대수평균온도차를 작게 취한다: 온도차를 크게 하는 것이 유리함
    코일을 통과하는 공기와 냉수는 열교환이 양호하도록 평행류로 설계한다: 대향류(역류)로 설계해야 효율적임
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4과목: 전기제어공학

61. 아날로그 제어와 디지털 제어의 비교에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 디지털 제어를 채택하면 조정 개수 및 부품수가 아날로그 제어보다 대폭적으로 줄어든다.
  2. 정밀한 속도제어가 요구되는 경우 분해능이 떨어지더라도 디지털 제어를 채택하는 것이 바람직하다.
  3. 디지털 제어는 아날로그 제어보다 부품편차 및 경년변화의 영향을 덜 받는다.
  4. 디지털 제어의 연산속도는 샘플링계에서 결정된다.
(정답률: 67%)
  • 디지털 제어는 아날로그 제어보다 분해능이 우수하여 정밀한 속도제어에 매우 적합합니다.
    오답 노트
    정밀한 속도제어가 요구되는 경우 분해능이 떨어지더라도 디지털 제어를 채택하는 것이 바람직하다: 디지털 제어는 분해능이 우수함
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62. 제어량을 원하는 상태로 하기 위한 입력신호는?

  1. 제어명령
  2. 작업명령
  3. 명령처리
  4. 신호처리
(정답률: 77%)
  • 제어 대상의 상태를 원하는 목표값으로 만들기 위해 제어기에 입력하는 신호를 제어명령이라고 합니다.
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63. 그림과 같이 철심에 두 개의 코일 C1, C2를 감고 코일 C1에 흐르는 전류 I 에 △I 만큼의 변화를 주었다. 이 때 일어나는 현상에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전류의 변화는 자속의 변화를 일으키며, 자속의 변화는 코일 C1에 기전력 e1을 발생시킨다.
  2. 코일 C1에서 발생하는 기전력 e1은 자속의 시간미분값과 코일의 감은 횟수의 곱에 비례한다.
  3. 코일 C2에서 발생하는 기전력 e2는 렌쯔의 법칙에 의하여 설명이 가능하다.
  4. 코일 C2에서 발생하는 기전력 e2와 전류 I의 시간 미분값의 관계를 설명해 주는 것이 자기인덕턴스이다.
(정답률: 63%)
  • 한 코일의 전류 변화가 다른 코일에 기전력을 유도하는 현상은 상호인덕턴스에 의해 결정됩니다.
    오답 노트
    코일 $C_2$에서 발생하는 기전력 $e_2$와 전류 $I$의 시간 미분값의 관계를 설명하는 것은 자기인덕턴스가 아니라 상호인덕턴스입니다.
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64. 1차 전압 3300V, 권수비 30인 단상변압기가 전등부하에 20A를 공급하고자 할 때의 입력전력(kW)은?

  1. 2.2
  2. 3.4
  3. 4.6
  4. 5.2
(정답률: 53%)
  • 변압기의 권수비와 전력 보존 법칙을 이용하여 입력 전력을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_2 = \frac{V_1}{a}$$
    $$P = V_2 \times I_2$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_2 = \frac{3300}{30} = 110$$
    $$P = 110 \times 20 = 2200$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 2.2\text{ kW}$$
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65. 자동제어계의 위상여유, 이득여유가 모두 정(+)이라면 이 계는 어떻게 되는가?

  1. 진동한다.
  2. 안정하다.
  3. 불안정하다.
  4. 임계안정하다.
(정답률: 63%)
  • 제어계의 위상여유와 이득여유가 모두 양수(+)라는 것은 시스템이 임계 안정 상태에서 벗어나 안정 영역에 있음을 의미하므로 계는 안정합니다.
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66. 기계적 제어의 요소로서 변위를 공기압으로 변환하는 요소는?

  1. 다이아프램
  2. 벨로즈
  3. 노즐플래퍼
  4. 피스톤
(정답률: 62%)
  • 노즐플래퍼는 플래퍼의 기계적 변위로 인해 노즐의 개구 면적이 변하며, 이에 따라 분출되는 공기량이 조절되어 변위를 공기압 신호로 변환하는 장치입니다.
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67. 그림과 같은 전류 파형을 커패시터 양단에 가하였을 때 커패시터에 충전되는 전압 파형은?

(정답률: 67%)
  • 커패시터에 흐르는 전류가 일정할 때, 전압은 시간에 따라 선형적으로 증가(적분)합니다. 전류 파형이 $0$부터 $T$까지 일정한 값 $I$를 유지하므로, 전압은 $0$에서부터 직선적으로 상승하다가 전류가 $0$이 되는 $T$ 시점부터 일정하게 유지되는 파형이 됩니다. 따라서 정답은 입니다.
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68. 제어장치가 제어대상에 가하는 제어신호로 제어장치의 출력인 동시에 제어대상의 입력인 신호는?

  1. 동작신호
  2. 조작량
  3. 제어량
  4. 목표값
(정답률: 51%)
  • 조작량은 제어장치에서 계산되어 제어대상에 실제로 가해지는 입력 신호이자 제어장치의 출력값을 의미합니다.
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69. 제어계의 동작상태를 교란하는 외란의 영향을 제거할 수 있는 제어는?

  1. 피드백제어
  2. 시퀀스제어
  3. 순서제어
  4. 개루프제어
(정답률: 77%)
  • 피드백제어는 출력값을 다시 입력측으로 되돌려 목표값과 비교함으로써 외란의 영향을 제거하고 오차를 수정하는 제어 방식입니다.
    오답 노트
    개루프제어: 출력의 피드백이 없어 외란 제거 불가능
    시퀀스제어/순서제어: 미리 정해진 순서에 따라 단계적으로 작동하는 제어
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70. 논리식 를 간단히 하면?

  1. A
  2. B
  3. AB
  4. A + B
(정답률: 69%)
  • 분배법칙을 이용하여 논리식을 전개하고 단순화합니다.
    $$X = (A + B)(\bar{A} + B)$$
    $$X = A\bar{A} + AB + B\bar{A} + BB$$
    $$X = 0 + B(A + \bar{A}) + B$$
    $$X = B(1) + B = B$$
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71. 정격주파수 60Hz의 농형 유도전동기에서 1차 전압을 정격 값으로 하고 50Hz에 사용할 때 감소하는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 토크
  2. 온도
  3. 역률
  4. 여자전류
(정답률: 61%)
  • 유도전동기에서 주파수 $f$가 감소하면 유도 리액턴스 $X = 2\pi f L$가 감소하여 여자전류가 증가하고, 이에 따라 역률이 감소하게 됩니다.
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72. 어떤 전지의 외부회로의 저항은 4Ω이고, 전류는 5A가 흐른다. 외부회로에 4Ω대신 8Ω의 저항을 접속하였더니 전류가 3A로 떨어졌다면, 이 전지의 기전력은 몇 V 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 45%)
  • 전지의 기전력은 외부 저항과 내부 저항의 합에 전류를 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① $$V = I(R + r)$$
    ② $$V = 5(4 + 2)$$
    ③ $$V = 30$$
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73. 자기인덕턴스 377 mH에 200 V, 60 Hz의 교류전압을 가했을 때 흐르는 전류는 약 몇 A 인가?

  1. 0.4
  2. 0.7
  3. 1.0
  4. 1.4
(정답률: 35%)
  • 유도성 리액턴스를 이용하여 교류 회로에 흐르는 전류를 계산합니다.
    ① $$I = \frac{V}{2 \pi f L}$$
    ② $$I = \frac{200}{2 \pi \times 60 \times 377 \times 10^{-3}}$$
    ③ $$I = 1.4$$
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74. 시퀀스회로의 a 접점에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 수동으로 리셋트 할 수 있는 접점이다.
  2. 누름버튼스위치의 접점이 붙어있는 상태를 말한다.
  3. 두 접점이 상호 인터록이 되는 접점을 말한다.
  4. 전원을 투입하지 않았을 때 떨어져 있는 접점이다.
(정답률: 67%)
  • a 접점(Normally Open)은 평상시(전원 미투입 시)에 접점이 떨어져 있다가, 조작 시에만 연결되는 접점입니다.
    오답 노트
    누름버튼스위치의 접점이 붙어있는 상태: b 접점에 대한 설명
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75. 자동화의 네 번째 단계로서 전 공장의 자동화를 컴퓨터 통합 생산 시스템으로 구성하는 것은?

  1. FMC(Factory Manufacturing Cell)
  2. FMS(Flexible Manufacturing System)
  3. C I M (Computer Intergrated Ma- nufacturing)
  4. M I S (Management Information System)
(정답률: 70%)
  • C I M (Computer Intergrated Manufacturing)은 전 공장의 자동화를 위해 컴퓨터를 통합하여 생산 시스템을 구성하는 최종 단계의 자동화 체계입니다.
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76. SCR에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. PNPN 소자이다.
  2. 스위칭 소자이다.
  3. 쌍방향성 사이리스터이다.
  4. 직류, 교류의 전력제어용으로 사용된다.
(정답률: 67%)
  • SCR은 PNPN 구조의 4층 소자로, 한 방향으로만 전류가 흐르는 단방향성 사이리스터입니다.
    오답 노트
    쌍방향성 사이리스터이다: SCR은 단방향성 소자임
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77. 제너다이오드 회로에서 V1 = 20sinωtV, V2 = 5V, RL ＜ RS일 때 V2의 파형으로 옳은 것은?

(정답률: 58%)
  • 제너다이오드가 병렬로 연결된 회로에서 입력 전압 $V_{1}$이 제너 전압 $V_{2}$보다 높을 때만 전압이 유지(클리핑)됩니다. 입력이 $20\sin\omega t$인 교류 전압이고 제너다이오드가 한 방향으로만 작동하므로, 출력 $V_{2}$는 제너 전압 $5\text{V}$에서 잘린 반파 정류 형태의 파형이 나타납니다.
    정답:
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78. 2차계 시스템의 응답형태를 결정하는 것은?

  1. 히스테리시스
  2. 정밀도
  3. 분해도
  4. 제동계수
(정답률: 56%)
  • 2차계 시스템의 응답 특성(과제동, 임계제동, 부족제동)은 시스템의 감쇠 정도를 나타내는 제동계수에 의해 결정됩니다.
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79. 그림과 같은 블록선도에서 C/R의 값은?

  1. G1ㆍG2+G2+1
  2. G1ㆍG2+1
  3. G1ㆍG2+G2
  4. G1ㆍG2+G1+1
(정답률: 55%)
  • 블록선도에서 출력 $C$는 입력 $R$이 각 경로를 통해 전달된 값들의 합으로 표현됩니다.
    ① [기본 공식] $$C = R G_{1} G_{2} + R G_{2} + R$$
    ② [숫자 대입] $$C = R(G_{1} G_{2} + G_{2} + 1)$$
    ③ [최종 결과] $$\frac{C}{R} = G_{1} G_{2} + G_{2} + 1$$
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80. R = 4Ω, XL = 9Ω, XC = 6Ω인 직렬접속 회로의 어드미턴스는 몇 ℧인가?

  1. 4+j8
  2. 0.16-j0.12
  3. 4-j5
  4. 0.16+j0.12
(정답률: 60%)
  • 직렬회로의 임피던스를 먼저 구한 후, 그 역수인 어드미턴스를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Y = \frac{1}{Z} = \frac{1}{R + j(X_{L} - X_{C})}$$
    ② [숫자 대입] $$Y = \frac{1}{4 + j(9 - 6)} = \frac{1}{4 + j3} = \frac{4 - j3}{4^{2} + 3^{2}}$$
    ③ [최종 결과] $$Y = 0.16 - j0.12$$
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5과목: 배관일반

81. 공기조화설비의 전공기 방식에 속하지 않는 것은?

  1. 단일덕트 방식
  2. 이중덕트 방식
  3. 팬코일 유닛 방식
  4. 멀티 존 유닛 방식
(정답률: 73%)
  • 팬코일 유닛 방식은 공기가 아닌 냉온수를 이용해 열교환을 하는 전수 방식입니다.
    오답 노트
    단일덕트 방식, 이중덕트 방식, 멀티 존 유닛 방식: 모두 공기를 운송 매체로 사용하는 전공기 방식임
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82. 급수관의 수리 시 물을 배제하기 위해 최소 관의 어느 정도 구배를 주어야 하는가?

  1. 1/120 이상
  2. 1/150 이상
  3. 1/200 이상
  4. 1/250 이상
(정답률: 59%)
  • 급수관 수리 시 물을 완전히 배제하기 위해 상향구배를 원칙으로 하며, 이때 구배는 $1/250$이상으로 설정해야 합니다.
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83. 증기보일러 배관방식 중 환수관의 일부가 파손된 경우에 보일러 수가 유출해서 안전수위 이하가 되어 보일러 수가 빈 상태로 되는 것을 방지하기 위한 접속법은?

  1. 하트 포드 접속법
  2. 리프트 접속법
  3. 스위블 접속법
  4. 슬리브 접속법
(정답률: 81%)
  • 하트 포드 접속법은 환수관을 보일러의 안전 저수면보다 높은 위치에 접속하여, 배관 파손 시에도 보일러 내부의 물이 유출되어 수위가 낮아지는 것을 방지하는 방식입니다.
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84. 증기배관의 수평 환수관에서 관경을 축소할 때 사용하는 이음쇠로 가장 적합한 것은?

  1. 소켓
  2. 부싱
  3. 플랜지
  4. 편심 리듀서
(정답률: 79%)
  • 수평 환수관에서 관경을 축소할 때, 관 바닥면을 일직선으로 유지하여 응축수가 정체 없이 원활하게 흐르도록 하기 위해 편심 리듀서를 사용합니다.
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85. 덕트의 단위길이 당 마찰손실이 일정하도록 치수를 결정하는 덕트 설계법은?

  1. 등마찰손실법
  2. 정속법
  3. 등온법
  4. 정압재취득법
(정답률: 75%)
  • 덕트의 단위길이당 마찰손실을 일정하게 유지하여 관경을 결정하는 설계 방식은 등마찰손실법입니다.
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86. 다음 중 배수 트랩의 종류로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 드럼트랩
  2. 피(P)트랩
  3. 에스(S)트랩
  4. 버킷트랩
(정답률: 56%)
  • 드럼, P, S 트랩은 배수 트랩의 종류이지만, 버킷트랩은 증기 배관에서 응축수를 배출하기 위한 증기 트랩입니다.
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87. 급수펌프에서 발생하는 캐비테이션 현상의 방지법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 펌프설치 위치를 낮춘다.
  2. 입형펌프를 사용한다.
  3. 흡입손실수두를 줄인다.
  4. 회전수를 올려 흡입속도를 증가시킨다.
(정답률: 77%)
  • 캐비테이션을 방지하려면 흡입 속도를 낮추어야 하므로, 회전수를 줄여 흡입 속도를 낮추는 것이 올바른 방법입니다.
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88. 동관 이음의 종류가 아닌 것은?

  1. 납땜 이음
  2. 용접 이음
  3. 나사 이음
  4. 압축 이음
(정답률: 60%)
  • 동관은 재질 특성상 납땜, 용접, 압축 이음 등을 사용하며, 나사 이음은 주로 강관 이음에 사용되는 방법입니다.
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89. 슬리브 신축 이음쇠에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 신축량이 크고 신축으로 인한 응력이 생기지 않는다.
  2. 직선으로 이음하므로 설치 공간이 루프형에 비하여 적다.
  3. 배관에 곡선부가 있어도 파손이 되지 않는다.
  4. 장시간 사용 시 패킹의 마모로 누수의 원인이 된다.
(정답률: 66%)
  • 슬리브 신축 이음은 직선으로 작동하므로, 배관 라인에 곡선부가 있으면 뒤틀림으로 인해 파손될 위험이 큽니다.
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90. 주철관 이음 중 기계식이음에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 굽힘성이 풍부하므로 이음부가 다소 굴곡이 있어도 누수 되지 않는다.
  2. 수중작업이 불가능하다.
  3. 간단한 공구로 신속하게 이음이 되며 숙련공이 필요하지 않다.
  4. 고압에 대한 저항이 크다.
(정답률: 58%)
  • 주철관의 기계식이음은 구조가 간단하고 시공성이 좋아 수중에서도 작업이 가능합니다.
    오답 노트
    굽힘성: 풍부하여 굴곡부 누수 방지 가능
    시공성: 간단한 공구로 신속히 이음 가능
    내압성: 고압에 대한 저항력이 큼
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91. 다음 중 나사용 패킹류가 아닌 것은?

  1. 페인트
  2. 네오프렌
  3. 일산화연
  4. 액상합성수지
(정답률: 55%)
  • 네오프렌은 나사용이 아니라 플랜지용 패킹으로 사용되는 재료입니다.
    오답 노트
    페인트, 일산화연, 액상합성수지: 나사용 패킹류
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92. 다음 중 무기질 보온재가 아닌 것은?

  1. 유리면
  2. 암면
  3. 규조토
  4. 코르크
(정답률: 64%)
  • 코르크는 탄소 화합물 기반의 유기질 보온재에 해당합니다.
    오답 노트
    유리면, 암면, 규조토: 무기질 보온재
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93. 관의 신축이음에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 슬리브와 본체 사이에 패킹을 넣어 온수 또는 증기가 누설되는 것을 방지하며, 물, 공기, 가스, 기름 등의 배관에 사용되는 것은 슬리브형이다.
  2. 응축수가 고이면 부식의 우려가 있으므로 트랩과 함께 사용되며, 패킹을 넣어 누설을 방지하는 것은 벨로즈형이다.
  3. 배관의 구부림을 이용하여 신축이음하며, 고온고압의 옥외 배관에 많이 사용되는 것은 루프형이다.
  4. 2개 이상의 엘보를 사용하여 이음부의 나사 회전을 이용해서 배관의 신축을 흡수하는 것은 스위블형이다.
(정답률: 51%)
  • 벨로즈형 신축이음은 벨로즈의 신축성을 이용하며, 응축수가 고여 부식될 우려가 있는 경우 트랩을 설치하여 사용합니다. 하지만 패킹을 넣어 누설을 방지하는 설명은 벨로즈형의 핵심 원리가 아니며, 주로 슬리브형 등에 해당합니다.
    오답 노트
    슬리브형: 패킹을 통해 누설 방지 및 물, 가스 배관에 사용
    루프형: 배관 구부림을 이용해 고온고압 옥외 배관에 사용
    스위블형: 엘보의 나사 회전으로 신축 흡수
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94. 급수방식 중 급수량의 변화에 따라 펌프의 회전수 제어에 의해 급수압을 일정하게 유지할 수 있는 회전수 제어시스템을 이용한 방식은?

  1. 고가수조방식
  2. 수도직결방식
  3. 압력수조방식
  4. 펌프직송방식
(정답률: 64%)
  • 펌프직송방식(부스터 펌프 방식)은 지하저수조의 물을 펌프로 직접 공급하며, 인버터를 통해 펌프의 회전수를 제어함으로써 급수량 변화와 관계없이 급수압을 일정하게 유지하는 방식입니다.
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95. 증기배관 시공시 환수관의 구배는?

  1. 1/250 이상의 내림구배
  2. 1/350 이상의 내림구배
  3. 1/250 이상의 올림구배
  4. 1/350 이상의 올림구배
(정답률: 62%)
  • 증기배관의 환수관은 응축수가 원활하게 배출되어 정체되지 않도록 $1/250$이상의 내림구배를 설치해야 합니다.
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96. 도시가스 배관 매설에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관을 철도부지에 매설하는 경우에는 배관의 외면으로부터 궤도 중심까지 거리는 4m 이상 유지할 것
  2. 배관을 철도부지에 매설하는 경우에는 배관의 외면으로부터 철도부지 경계까지 거리는 0.6m이상 유지할 것
  3. 배관을 철도부지에 매설하는 경우에는 지표면으로부터 배관의 외면까지의 깊이는 1.2m 이상 유지할 것
  4. 배관의 외면으로부터 도로의 경계까지 수평거리 1m 이상 유지할 것
(정답률: 66%)
  • 도시가스 배관을 철도부지에 매설할 때, 배관 외면으로부터 철도부지 경계까지의 거리는 $1\text{m}$이상을 유지해야 합니다.
    오답 노트
    배관의 외면으로부터 철도부지 경계까지 거리는 $0.6\text{m}$이상 유지할 것: $1\text{m}$이상이어야 함
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97. 동관용 공구로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 링크형파이프커터
  2. 익스팬더
  3. 플레어링 툴
  4. 사이징 툴
(정답률: 51%)
  • 익스팬더, 플레어링 툴, 사이징 툴은 모두 동관 가공에 사용되는 공구입니다.
    오답 노트
    링크형파이프커터: 주철관 절단 시 사용하는 공구임
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98. 저압 가스배관의 보수 또는 연장을 위하여 가스를 차단할 경우 사용하는 기구는?

  1. 가스팩
  2. 가스미터
  3. 정압기
  4. 부스터
(정답률: 59%)
  • 가스팩은 저압 가스배관의 보수나 연장 공사 시, 배관 내의 가스를 차단하여 안전하게 작업할 수 있도록 돕는 전용 차단 기구입니다.
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99. 5명 가족이 생활하는 아파트에서 급탕가열기를 설치하려고 할 때 필요 가열기의 용량은? (단, 1일 1인당 급탕량 90ℓ/d, 1일 사용량에 대한 시간당 가열능력 비율 1/7, 탕의 온도 70℃, 급수온도 20℃이다.)

  1. 약 459 kcal/h
  2. 약 643 kcal/h
  3. 약 2250 kcal/h
  4. 약 3214 kcal/h
(정답률: 50%)
  • 가족 구성원 수와 1인당 급탕량, 가열능력 비율 및 온도 차를 이용하여 시간당 필요한 가열 용량을 계산합니다.
    ① $$H = Q \times r \times (t_{h} - t_{c})$$
    ② $$H = (5 \times 90) \times \frac{1}{7} \times (70 - 20)$$
    ③ $$H = 3214$$ kcal/h
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100. 세정밸브식 대변기에서 급수관의 관경은 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 15A
  2. 25A
  3. 32A
  4. 40A
(정답률: 70%)
  • 세정밸브식 대변기의 원활한 급수를 위해 급수관의 관경은 25A 이상으로 설치해야 합니다.
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