에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2005-05-29)

에너지관리기사
(2005-05-29 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 석탄보일러에서 회분의 부착손상이 가장 심한 곳은?

  1. 과열기
  2. 공기예열기
  3. 절탄기
  4. 보일러 본체
(정답률: 62%)
  • 과열기는 연소가스 온도가 높고 관 표면 온도가 높아 회분이 용융 상태로 부착되기 쉬워 부착손상이 가장 심하게 발생한다.
    공기예열기: 온도가 낮아 회분 부착보다는 저온 부식 문제가 더 크다.
    절탄기: 온도가 낮아 회분 부착보다는 저온 부식 문제가 더 크다.
    보일러 본체: 연소실 벽면 등에도 부착되지만, 과열기만큼 심각한 손상을 유발하지는 않는다.
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2. 다음 연료중 발열량(kcal/㎏)이 가장 큰 것은?

  1. 중유
  2. 프로판
  3. 석탄
  4. 코크스
(정답률: 89%)
  • 프로판은 발열량이 11,900 kcal/kg로 가장 높은 연료입니다. 이는 프로판 분자 내에 저장된 결합 에너지가 높기 때문입니다. 또한, 프로판은 액체 상태에서도 쉽게 저장하고 운반할 수 있으며, 연소 시에도 깨끗한 연소가 가능하다는 장점이 있습니다. 따라서 가정용 가스나 산업용 연료 등으로 널리 사용되고 있습니다.
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3. 11g의 프로판이 완전 연소시 몇 g의 물이 생성되는가? (단, C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O)

  1. 44g
  2. 34g
  3. 28g
  4. 18g
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 화학 반응식의 양론 계수를 이용하여 생성되는 물의 질량을 계산합니다.
    $$\text{생성되는 물의 질량} = \frac{\text{주어진 프로판 질량}}{\text{프로판 몰 질량}} \times \text{물 몰수} \times \text{물 몰 질량}$$

    $$\text{생성되는 물의 질량} = \frac{11 \text{g}}{44 \text{g/mol}} \times 4 \text{mol} \times 18 \text{g/mol}$$

    $$\text{생성되는 물의 질량} = 18 \text{g}$$
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4. 다음 중 기름연소에 사용되는 유압식 버너의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 직접분사형
  2. 로타리형
  3. 반송유형
  4. 플런저형
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 버너의 종류를 묻는 이론 문제입니다.
    유압식 버너는 연료를 고압으로 분사하여 미립화하는 방식입니다.
    로타리형: 회전력을 이용하여 연료를 미립화하는 기계식 버너이므로 오답.
    직접분사형: 유압식 버너의 한 종류로 정답에 해당하지 않으므로 오답.
    반송유형: 유압식 버너의 한 종류로 정답에 해당하지 않으므로 오답.
    플런저형: 유압식 버너의 한 종류로 정답에 해당하지 않으므로 오답.
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5. 일산화탄소 1Nm3을 연소시키는데 필요한 공기량(Nm3)은?

  1. 1/0.232
  2. 1/0.232×1/2
  3. 1/021
  4. 1/021×1/2
(정답률: 66%)
  • 이 문제는 일산화탄소의 완전 연소 반응식을 통해 필요한 산소량을 구하고, 공기 중 산소의 부피비를 이용하여 필요한 공기량을 계산합니다.
    일산화탄소(CO)의 완전 연소 반응식: 2CO + O₂ → 2CO₂
    1Nm³의 CO를 연소시키는데 필요한 O₂는 0.5Nm³입니다.
    공기 중 산소의 부피비는 약 0.21(21%)입니다.
    $$V_{\text{공기}} = \frac{V_{O_2}}{0.21}$$

    $$V_{\text{공기}} = \frac{1/2}{0.21}$$

    $$V_{\text{공기}} = 1/0.21 × 1/2$$
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6. 기체연료의 체적 분석결과 H2가 45%, CO가 40%, CH4가 15%이다. 이 연료 1m3를 연소하는데 필요한 이론공기량은 몇 m3인가? (단, 공기중의 산소 : 질소의 체적비는 1 : 3.77이다.)

  1. 3.12
  2. 2.14
  3. 3.46
  4. 4.43
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 각 성분 기체의 연소 반응식을 통해 필요한 이론 산소량을 구하고, 이를 공기 중 산소 비율을 이용하여 이론 공기량으로 환산합니다.
    이론 산소량 (O_0) = (H2 부피 × 0.5) + (CO 부피 × 0.5) + (CH4 부피 × 2)
    이론 공기량 (A_0) = O_0 × (1 + 3.77)
    $$O_0 = (0.45 \times 0.5) + (0.40 \times 0.5) + (0.15 \times 2)$$

    $$O_0 = 0.225 + 0.200 + 0.300 = 0.725 \text{ m}^3$$

    $$A_0 = 0.725 \times (1 + 3.77)$$

    $$A_0 = 3.45725 \approx 3.46 \text{ m}^3$$
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7. 연소장치에 따른 공기비 크기가 옳게 표시된 것은?

  1. 산포식 스토커 ＜ 수분 수평화격자 ＜ 이동화격자 스토커
  2. 수분 수평화격자 ＜ 이동화격자 스토커 ＜ 산포식 스토커
  3. 이동화격자 스토커 ＜ 산포식 스토커 ＜ 수분 수평화격자
  4. 산포식 스토커 ＜ 이동화격자 스토커 ＜ 수분 수평화격자
(정답률: 42%)
  • 연소장치별 공기비는 일반적으로 이동화격자 스토커가 가장 낮고, 산포식 스토커, 수분 수평화격자 순으로 높아집니다.
    산포식 스토커 ＜ 수분 수평화격자 ＜ 이동화격자 스토커: 순서가 틀렸습니다.
    수분 수평화격자 ＜ 이동화격자 스토커 ＜ 산포식 스토커: 순서가 틀렸습니다.
    산포식 스토커 ＜ 이동화격자 스토커 ＜ 수분 수평화격자: 순서가 틀렸습니다.
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8. 대도시의 광화학 스모그(smog) 발생의 원인 물질로 문제가 되는 것은? (단, 첨자 x는 상수이다.)

  1. NOx
  2. SOx
  3. CO
  4. CO2
(정답률: 74%)
  • NOx는 햇빛(자외선)과 반응하여 오존(O3) 및 PAN(Peroxyacetyl Nitrate) 등 광화학 산화물을 생성하여 광화학 스모그를 유발하는 주요 원인 물질이다.
    SOx: 런던형 스모그의 주요 원인 물질이다.
    CO: 불완전 연소 생성물로 인체에 유해하나 광화학 스모그의 직접적인 원인 물질은 아니다.
    CO2: 지구 온난화의 주범이나 광화학 스모그의 직접적인 원인 물질은 아니다.
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9. 저탄장 바닥의 구배와 실외에서의 탄층높이로 적절한 것은?

  1. 구배 1/50 ∼ 1/100, 높이 2m이하
  2. 구배 1/100 ∼ 1/150, 높이 4m이하
  3. 구배 1/150 ∼ 1/200, 높이 2m이하
  4. 구배 1/200 ∼ 1/250, 높이 4m이하
(정답률: 77%)
  • 저탄장의 구배와 탄층 높이는 석탄의 자연발화를 방지하고 효율적인 관리를 위해 정해진 기준이다.
    구배 1/50 ∼ 1/100, 높이 2m이하: 구배가 너무 급하고 높이가 낮아 오답.
    구배 1/150 ∼ 1/200, 높이 2m이하: 구배가 너무 완만하고 높이가 낮아 오답.
    구배 1/200 ∼ 1/250, 높이 4m이하: 구배가 너무 완만하여 오답.
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10. 코크스 고온 건류온도(℃)는?

  1. 500 ∼ 600℃
  2. 1000 ∼1200℃
  3. 1500 ∼ 1800℃
  4. 2000 ∼ 2500℃
(정답률: 74%)
  • 코크스의 고온 건류는 900~1200℃ 범위에서 이루어지며, 일반적으로 1000~1200℃가 대표적인 고온 건류 온도이다.
    500 ∼ 600℃: 저온 건류 온도이다.
    1500 ∼ 1800℃: 코크스 건류 온도보다 훨씬 높은 온도이다.
    2000 ∼ 2500℃: 코크스 건류 온도보다 훨씬 높은 온도이다.
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11. 다음과 같은 조성의 석탄가스를 연소시켰을 때의 이론습연소가스량(Nm3/Nm3)은?

  1. 5.61
  2. 4.61
  3. 3.94
  4. 2.94
(정답률: 72%)
  • 이 문제는 이론 습연소가스량($$G_{0w}$$)을 구하는 문제입니다.
    각 성분의 연소 반응식을 통해 생성되는 CO2, H2O, N2의 총량을 계산합니다.
    $$O_0 = 0.5 \cdot CO + 0.5 \cdot H_2 + 2 \cdot CH_4$$

    $$N_{2,air} = O_0 \cdot \frac{79}{21}$$

    $$G_{0d} = (CO_2)_{fuel} + (CO_2)_{prod} + (N_2)_{fuel} + (N_2)_{air}$$

    $$H_2O = (H_2O)_{prod}$$

    $$G_{0w} = G_{0d} + H_2O$$

    $$O_0 = 0.5 \cdot 0.08 + 0.5 \cdot 0.50 + 2 \cdot 0.37 = 0.04 + 0.25 + 0.74 = 1.03 \text{ Nm}^3$$

    $$N_{2,air} = 1.03 \cdot \frac{79}{21} \approx 3.869 \text{ Nm}^3$$

    $$(CO_2)_{prod} = 0.08 + 0.37 = 0.45 \text{ Nm}^3$$

    $$(H_2O)_{prod} = 0.50 + 2 \cdot 0.37 = 0.50 + 0.74 = 1.24 \text{ Nm}^3$$

    $$G_{0d} = (0.01 + 0.45) + (0.04 + 3.869) = 0.46 + 3.909 = 4.369 \text{ Nm}^3$$

    $$G_{0w} = 4.369 + 1.24$$

    $$G_{0w} = 5.609 \approx 5.61 \text{ Nm}^3/\text{Nm}^3$$
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12. 연소부하의 감소시 조치사항으로 거리가 먼 것은?

  1. 연료의 품질개량
  2. 연소실의 구조개량
  3. 노상면적 축소
  4. 연소방식 개조
(정답률: 49%)
  • 연료의 품질개량은 연소 효율을 높이거나 특정 오염물질을 줄이는 데 기여하지만, 연소 부하 자체를 직접적으로 감소시키는 조치와는 거리가 멀다.
    연소 부하 감소는 주로 연소 공간이나 방식의 변화를 통해 이루어진다.
    연소실의 구조개량: 연소 부하 감소를 위한 직접적인 조치이다.
    노상면적 축소: 연소 공간을 줄여 연소 부하를 감소시키는 조치이다.
    연소방식 개조: 연소 효율 및 부하 조절을 위한 직접적인 조치이다.
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13. 과잉공기의 설명으로 맞는 것은?

  1. 불완전연소의 공기량과 완전연소의 공기량의 차
  2. 연소를 위해 필요한 이론공기량보다 과잉된 공기
  3. 완전연소를 하기 위한 공기
  4. 1차 공기가 부족하였을 때 더 공급해 주는 공기
(정답률: 74%)
  • 과잉공기는 완전 연소를 위해 이론적으로 필요한 공기량보다 더 많이 공급되는 공기를 의미합니다.
    불완전연소의 공기량과 완전연소의 공기량의 차: 과잉공기는 이론공기량과의 차이이며, 불완전연소 공기량과는 직접적인 정의가 다릅니다.
    완전연소를 하기 위한 공기: 이는 이론공기량에 대한 설명입니다.
    1차 공기가 부족하였을 때 더 공급해 주는 공기: 이는 2차 공기 또는 보조 공기에 대한 설명일 수 있으나, 과잉공기의 정의와는 다릅니다.
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14. 이론연소온도(tr) 식을 옳게 나타낸 것은? (단, Hℓ은 저발열량, G는 연소가스량, Q는 연소용 공기의 보유열, Cpm은 연소가스의 평균 비열)

(정답률: 60%)
  • 이론연소온도는 연료의 저발열량과 연소용 공기의 보유열을 연소가스량과 연소가스의 평균 비열로 나누어 계산합니다.
    $$\text{tr} = \frac{\text{H}_{\ell} + \text{Q}}{\text{G} \times \text{Cpm}}$$
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15. C2H6 1Nm3을 연소했을 때의 건연소가스량(m3)은? (단, 공기중의 산소는 21%이다.)

  1. 4.5
  2. 15.2
  3. 18.1
  4. 22.4
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 에탄(C2H6)의 완전 연소 반응식을 통해 이론 산소량과 이론 공기량을 구하고, 생성되는 건연소가스량(CO2와 N2)을 계산합니다.
    $$\text{C}_2\text{H}_6 + 3.5\text{O}_2 arrow 2\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O}$$

    건연소가스량 (V_DG):
    $$\text{V}_{\text{DG}} = \text{V}_{\text{CO}_2} + \text{V}_{\text{N}_2}$$

    $$\text{V}_{\text{DG}} = 2 + (3.5 / 0.21 \times 0.79)$$

    $$\text{V}_{\text{DG}} = 15.2$$
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16. 중유의 착화온도(℃)는?

  1. 250 ∼ 300
  2. 325 ∼ 400
  3. 400 ∼ 440
  4. 530 ∼ 580
(정답률: 65%)
  • 중유의 착화온도는 일반적으로 530 ∼ 580℃ 범위입니다.
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17. 로 또는 보일러에 사용하는 연소용 중유의 성질을 조사한 것 중 틀린 것은?

  1. 비중 : 일반적으로 큰 것
  2. 점도 : 사용지역에 적합한 것을 선택
  3. 인화점 : 낮은 것은 화재의 위험성이 있으므로 예열 온도보다 5℃ 정도 높은 것
  4. 잔류 탄소 : 많은 것을 택할 것
(정답률: 62%)
  • 중유의 잔류 탄소는 연소 시 그을음이나 코크스를 형성하여 연소 효율을 저하시키고 설비에 문제를 일으키므로 적은 것을 택해야 합니다.
    비중 : 일반적으로 큰 것: 중유는 일반적으로 비중이 큽니다.
    점도 : 사용지역에 적합한 것을 선택: 점도는 연소 효율과 밀접한 관련이 있으므로 사용 조건에 맞는 것을 선택해야 합니다.
    인화점 : 낮은 것은 화재의 위험성이 있으므로 예열 온도보다 5℃ 정도 높은 것: 인화점이 너무 낮으면 위험하고, 예열 온도보다 적절히 높아야 안전합니다.
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18. 메탄올 20%의 과잉공기를 사용하여 연소시켜며, 저위발열량의 30%에 해당하는 열량이 연소용 공기의 예열에 사용된다. 이론연소온도는? (단, 공기 및 습연소가스의 평균비열은 1.30kJ/Nm℃ 및 1.42kJ/Nm3℃, 공기의 유입온도는 20℃이고 g는 가스, l은 액체이다.)

  1. 2659℃
  2. 2539℃
  3. 2203℃
  4. 2138℃
(정답률: 45%)
  • 메탄올 20%의 과잉공기를 사용하여 연소시키므로, 연소 반응식은 다음과 같다.

    CH3OH + 1.5(O2 + 3.76N2) → CO2 + 2H2O + 5.64N2

    이때, 저위발열량의 30%에 해당하는 열량이 연소용 공기의 예열에 사용된다고 하였으므로, 실제 연소 열량은 다음과 같다.

    Q실 = Q저 - Q예 = 22.7MJ/mol - 0.3 × 1.5 × (1.30 × (20 - 25) + 3.76 × 1.42 × (20 - 25)) kJ/mol = 21.7MJ/mol

    여기서, 이론연소온도를 구하기 위해 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.

    Q실 = Cp,g × (T연 - T입) + Cp,l × (T연 - T냉) + Q증

    여기서, Cp,g와 Cp,l은 각각 공기와 습연소가스의 평균비열이고, T입은 공기의 유입온도, T냉은 연소용 공기의 예열 후 온도, Q증은 연소 반응으로 인해 발생하는 가스의 증기화 열이다.

    이 식에서 T냉는 구할 수 없으므로, 일단 T냉 = T입로 가정하고 계산해보자.

    Q실 = Cp,g × (T연 - T입) + Cp,l × (T연 - T입) + Q증

    21.7 × 106 = 1.30 × (T연 - 20) + 1.42 × (T연 - 20) + 44.0 × 103

    T연 = 2659℃

    따라서, 정답은 "2659℃"이다.
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19. 액체연료가 증기로 변하여 확산에 의해 공기와 혼합되어불꽃 연소하는 것을 ( )라 한다. ( )안에 알맞는 것은?

  1. 혼합기연소
  2. 증발연소
  3. 표면연소
  4. 분해연소
(정답률: 67%)
  • 정답은 "증발연소"입니다.

    액체연료가 증기로 변하면서 공기와 혼합되어 연소하는 것을 증발연소라고 합니다. 이는 액체연료의 표면적이 작아지는 것보다 증발에 의해 생성되는 증기의 표면적이 더 크기 때문에 더욱 효율적인 연소가 가능해지기 때문입니다. 따라서 액체연료를 증기로 변화시켜 연소시키는 것이 증발연소입니다.
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20. 다음 식 중 입열 항목이 아닌 것은? (단, h21 = 과열증기엔탈피, h1 = 급수엔탈피, h2 = 분입증기의 엔탈피, ho = 외기온도에서의 증기엔탈피 ta = 공기의 온도, to = 외기온도 ts = 연료의 온도, Gw = 연료 1kg 연소시 분입 증기량, G = 연료 1kg당 증기발생량)

  1. G(h21 - h1)
  2. Cpa(ta - to)
  3. Cps(ts - to)
  4. Gw(h2 - ho)
(정답률: 53%)
  • G(h^2_1 - h_1)는 보일러에서 연료 1kg당 발생하는 증기의 엔탈피 증가량으로, 이는 보일러에서 생산되는 열량 또는 출력에 해당하며, 입열 항목이 아닙니다.
    C_pa(t_a - t_o): 연소용 공기의 현열 입열량입니다.
    C_ps(t_s - t_o): 연료의 현열 입열량입니다.
    G_w(h_2 - h_o): 분입 증기의 엔탈피 입열량입니다.
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2과목: 열역학

21. 다음 중 열펌프의 성능계수는?

  1. 고온체에서 방출한 열량과 기계적인 입력과의 비
  2. 저온체에서 흡수한 열량과 기계적인 입력과의 비
  3. 역 냉동사이클의 효율
  4. 저온체와 고온체의 절대 온도만의 함수
(정답률: 79%)
  • 열펌프의 성능계수(COP_HP)는 고온체로 방출하는 열량(Q_H)을 압축기에 가해지는 일(W)로 나눈 값입니다.
    저온체에서 흡수한 열량과 기계적인 입력과의 비: 이는 냉동기의 성능계수(COP_R)에 해당합니다.
    역 냉동사이클의 효율: 성능계수는 효율과 다른 개념이며, 1보다 클 수 있습니다.
    저온체와 고온체의 절대 온도만의 함수: 이는 카르노 사이클의 이상적인 성능계수에 해당하며, 일반적인 성능계수의 정의는 아닙니다.
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22. 300℃, 2기압인 공기가 탱크에 밀폐되어 대기 공기로 냉각되었다. 이 때의 탱크내 공기 엔트로피의 변화량을 △S1, 대기 공기의 엔트로피의 변화량을 △S2라 하면 엔트로피 증가의 원리를 이 경우에 해당시키면 아래 어느 것이 되는가?

  1. △S1 ＞ 0
  2. △S2 ＞ 0
  3. △S1 + △S2 ＞ 0
  4. △S1 + △S2 = 0
(정답률: 78%)
  • 이 문제는 엔트로피 증가의 원리(열역학 제2법칙)를 적용하여 비가역 과정에서의 총 엔트로피 변화를 설명합니다.
    △S1 + △S2 ＞ 0: 밀폐된 탱크의 공기가 대기 공기로 냉각되는 과정은 비가역 과정이므로, 계(탱크 내 공기)와 주위(대기 공기)를 포함하는 고립계의 총 엔트로피는 항상 증가합니다.
    △S1 ＞ 0: 탱크 내 공기는 냉각되므로 엔트로피가 감소할 수 있습니다.
    △S2 ＞ 0: 대기 공기는 열을 받아 엔트로피가 증가하지만, 이것만으로는 전체 시스템의 엔트로피 증가 원리를 설명하기에 불충분합니다.
    △S1 + △S2 = 0: 가역 과정에서만 총 엔트로피 변화가 0이 됩니다.
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23. 공기 온도가 15℃, 대기압이 758.7㎜Hg인 때에 습도계로 공기중의 증기의 분압이 9.5㎜Hg임을 알았다. 건조공기의 밀도는 얼마인가? (단, 0℃, 760㎜Hg 때의 건조공기의 밀도는 1.293㎏/m3이다.)

  1. 1.02㎏/m3
  2. 1.21㎏/m3
  3. 1.40㎏/m3
  4. 1.61㎏/m3
(정답률: 74%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식과 달튼의 분압 법칙을 이용하여 건조공기의 밀도를 계산합니다.
    $$\text{건조공기 분압} = \text{대기압} - \text{수증기 분압}$$

    $$\text{건조공기 분압} = 758.7 \text{ mmHg} - 9.5 \text{ mmHg} = 749.2 \text{ mmHg}$$

    $$\rho_2 = \rho_1 \times \frac{P_2}{P_1} \times \frac{T_1}{T_2}$$

    $$\rho_2 = 1.293 \text{ kg/m}^3 \times \frac{749.2 \text{ mmHg}}{760 \text{ mmHg}} \times \frac{(0 + 273.15) \text{ K}}{(15 + 273.15) \text{ K}}$$

    $$\rho_2 = 1.21 \text{ kg/m}^3$$
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24. 다음 중 증기선도(몰리에선도)에서 잘 알 수 없는 것은?

  1. 습증기의 엔트로피
  2. 포화수의 엔탈피
  3. 습증기의 엔탈피
  4. 과열증기의 엔트로피
(정답률: 46%)
  • 몰리에르 선도(h-s 선도)는 주로 증기(수증기, 습증기, 과열증기)의 엔탈피와 엔트로피 관계를 나타내는 데 사용됩니다.
    포화수의 엔탈피: 몰리에르 선도는 포화액선이 있지만, 포화수의 엔탈피를 정밀하게 읽기보다는 증기 영역에 더 특화되어 있어 증기표에서 더 정확한 값을 얻습니다.
    습증기의 엔트로피: 몰리에르 선도에서 습증기 영역의 엔트로피를 직접 읽을 수 있습니다.
    포화수의 엔탈피: 몰리에르 선도에서 포화수의 엔탈피를 직접 읽기 어렵습니다.
    습증기의 엔탈피: 몰리에르 선도에서 습증기 영역의 엔탈피를 직접 읽을 수 있습니다.
    과열증기의 엔트로피: 몰리에르 선도에서 과열증기 영역의 엔트로피를 직접 읽을 수 있습니다.
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25. 밀폐 시스템내의 이상기체에 대하여 일(W)은 아래와 같은 식으로 표시될 때 이 식은 어떤 과정에 대하여 적용할 수있는가? (단, q는 열, R 기체상수, T 온도, V는 체적임)

  1. 단열과정
  2. 등압과정
  3. 등온과정
  4. 등적과정
(정답률: 62%)
  • 주어진 식 W = q = RT ln(V2/V1)은 이상기체의 가역 등온 과정에서 일과 열량을 나타내는 식입니다.
    등온과정: 이상기체의 등온 과정에서는 내부 에너지 변화가 0이므로, 열역학 제1법칙에 따라 공급된 열량(q)이 모두 일(W)로 전환됩니다.
    단열과정: 열 출입이 없는 과정이므로 q=0입니다.
    등압과정: 압력이 일정한 과정으로, 일은 PΔV로 표현됩니다.
    등적과정: 체적이 일정한 과정이므로 일(W)은 0입니다.
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26. 공기가 표준 대기압하에 있을 때의 산소의 분압(㎜Hg)을 구하면?

  1. 128.8
  2. 159.6
  3. 176.4
  4. 185.3
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 달튼의 분압 법칙을 적용하여 산소의 분압을 구합니다.
    $$\text{산소 분압} = \text{전체 압력} \times \text{산소의 부피비}$$

    $$\text{산소 분압} = 760 \text{ mmHg} \times 0.21$$

    $$\text{산소 분압} = 159.6 \text{ mmHg}$$
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27. 97℃로 유지되고 있는 항온조가 실내 온도 27℃인 방에 놓여 있다. 어떤 시간에 1000㎈의 열이 항온조에서 실내로 새어 나왔다고 하면, 다음 내용 중 맞는 설명은?

  1. 항온조속의 물질의 엔트로피 변화량은 -2.7㎈/K이다.
  2. 실내 공기의 엔트로피의 변화량은 3.3㎈/K이다.
  3. 이 과정은 비가역적이다.
  4. 이 과정중 엔트로피는 감소하였다.
(정답률: 30%)
  • 항온조에서 열이 실내로 빠져나가므로, 열을 잃은 항온조의 엔트로피는 감소합니다.
    항온조속의 물질의 엔트로피 변화량은 -2.7㎈/K이다: 수치적으로는 맞지만, '엔트로피 감소'라는 일반적인 현상을 묻는 문제의 의도와는 거리가 있으므로 오답.
    실내 공기의 엔트로피의 변화량은 3.3㎈/K이다: 실내 공기는 열을 얻어 엔트로피가 증가하므로 오답.
    이 과정은 비가역적이다: 전체 엔트로피는 증가하므로 비가역적이지만, 엔트로피의 감소 여부를 묻는 문제의 핵심과 거리가 있으므로 오답.
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28. 수증기 터빈을 출입하는 증기의 엔탈피가 각각 1000㎉/㎏, 1349㎉/㎏이다. 열손실은 수증기 ㎏당 5㎉이고 운동에너지와 위치에너지는 무시한다. 수증기 ㎏당 터빈이 한 일을 구하면?

  1. 344㎉
  2. -344㎉
  3. -349㎉
  4. 349㎉
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 개방계 에너지 보존 법칙(정상 유동 에너지 방정식)을 적용하여 터빈이 한 일을 계산합니다.
    $$W = (h_{in} - h_{out}) - Q_{loss}$$

    $$W = (1349 \text{ ㎉/㎏} - 1000 \text{ ㎉/㎏}) - 5 \text{ ㎉/㎏}$$

    $$W = 344 \text{ ㎉/㎏}$$
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29. 기체가 단열 팽창을 할 경우 실제의 엔트로피 변화는?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 일정하다.
  4. 무관하다.
(정답률: 54%)
  • 실제 단열 팽창은 비가역 과정이므로 엔트로피는 항상 증가합니다.
    감소한다: 비가역 과정에서 엔트로피는 감소할 수 없으므로 오답.
    일정하다: 가역 단열 과정(등엔트로피 과정)에서만 엔트로피가 일정하므로 오답.
    무관하다: 엔트로피 변화와 직접적인 관련이 있으므로 오답.
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30. 다음 중 가스 터빈에 대한 이상적인 공기 표준사이클로서 정압연소 사이클은 어느 것인가?

  1. Stirling 사이클
  2. Ericsson 사이클
  3. Diesel 사이클
  4. Brayton 사이클
(정답률: 63%)
  • Brayton 사이클은 가스 터빈의 이상적인 정압연소 사이클입니다.
    Stirling 사이클: 외연기관의 이상적인 재생 사이클이므로 오답.
    Ericsson 사이클: 외연기관의 이상적인 재생 사이클이므로 오답.
    Diesel 사이클: 디젤 기관의 이상적인 사이클이므로 오답.
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31. 열 펌프의 성능계수(coefficient of performance)를 나타내는 것으로 맞는 것은? (단, Q1 : 고열원의 열량, Q2 : 저열원의 열량, AW : cycle에 공급된 일)

(정답률: 50%)
  • 열 펌프의 성능계수(COP_HP)는 고열원에서 방출되는 열량(Q1)을 공급된 일(AW)로 나눈 값입니다.
    공급된 일 AW = Q1 - Q2 이므로, COP_HP = Q1 / (Q1 - Q2) 입니다.
    Q2 / (Q1 - Q2): 냉동기의 성능계수이므로 오답.
    (Q1 - Q2) / Q1: 열기관의 열효율이므로 오답.
    (Q1 - Q2) / Q2: 냉동기의 성능계수 역수와 관련이 있으므로 오답.
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32. 압력 10㎏/cm2의 포화상태의 물이 증기트랩으로부터 압력 760㎜Hg의 대기 중에 방출될 때 포화 상태의 물 1㎏당 몇 ㎏의 수증기가 발생하는가? (단, 10㎏/cm2 포화수의 포화온도는 176℃이다.)

  1. 0.318
  2. 0.417
  3. 0.147
  4. 0.238
(정답률: 40%)
  • 이 문제는 플래싱(Flashing) 현상에 의한 증기 발생량을 엔탈피 평형을 이용하여 구합니다.
    $$x = \frac{h_{f1} - h_{f2}}{h_{fg2}}$$

    $$x = \frac{750.859 - 419.0}{2257.0}$$

    $$x = 0.147$$

    (단, 10 kg/cm² 포화수(176℃)의 엔탈피 h_f1 = 750.859 kJ/kg, 760 mmHg(100℃) 포화수 엔탈피 h_f2 = 419.0 kJ/kg, 760 mmHg(100℃) 증발 잠열 h_fg2 = 2257.0 kJ/kg)
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33. 다음 중 과열수증기(superheated steam)의 상태가 아닌 것은?

  1. 주어진 압력에서 포화증기 온도보다 높은 온도
  2. 주어진 체적에서 포화증기 압력보다 높은 압력
  3. 주어진 온도에서 포화증기 체적보다 낮은 체적
  4. 주어진 온도에서 포화증기 엔탈피보다 큰 엔탈피
(정답률: 66%)
  • 과열수증기는 주어진 온도에서 포화증기 체적보다 큰 체적을 갖습니다.
    따라서 낮은 체적은 과열수증기 상태가 아닙니다.
    주어진 압력에서 포화증기 온도보다 높은 온도: 과열수증기의 정의에 부합하므로 과열수증기 상태이다.
    주어진 온도에서 포화증기 엔탈피보다 큰 엔탈피: 과열수증기의 특성이므로 과열수증기 상태이다.
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34. 랭킨(Rankine) 사이클에서 복수기의 압력을 낮출 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 이론 열효율이 낮아진다.
  2. 터빈 출구의 증기건도가 낮아진다.
  3. 복수기의 포화온도가 높아진다.
  4. 복수기내의 절대압력이 증가한다.
(정답률: 70%)
  • 랭킨 사이클에서 복수기의 압력을 낮추면 터빈 출구의 증기건도가 낮아져 습증기 영역으로 더 깊이 들어갑니다.
    이론 열효율이 낮아진다: 복수기 압력이 낮아지면 평균 방열 온도가 낮아져 이론 열효율은 높아지므로 오답.
    복수기의 포화온도가 높아진다: 복수기 압력이 낮아지면 포화온도도 낮아지므로 오답.
    복수기내의 절대압력이 증가한다: 복수기 압력을 낮추는 것이므로 절대압력은 감소하므로 오답.
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35. 어느 밀폐계가 아래 온도에서 동일한 열량을 대기중에 방출하였을 때, 이 계(system)의 엔트로피 변화량이 가장 큰 것은?

  1. 30℃
  2. 50℃
  3. 100℃
  4. 200℃
(정답률: 60%)
  • 밀폐계가 열량 Q를 방출할 때 계의 엔트로피 변화량은 ΔS = -Q/T로 계산됩니다.
    여기서 T는 절대온도입니다.
    엔트로피 변화량이 '가장 큰 것'은 음의 값 중 절댓값이 가장 작아 0에 가장 가까운 값을 의미합니다.
    따라서 온도가 가장 높을 때 엔트로피 변화량이 가장 커집니다.
    30℃ (303.15 K)
    50℃ (323.15 K)
    100℃ (373.15 K)
    200℃ (473.15 K)
    온도가 가장 높은 200℃에서 엔트로피 변화량의 절댓값이 가장 작아지므로, 음의 값 중 가장 큰 값(0에 가장 가까운 값)을 갖습니다.
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36. -5℃와 35℃사이에서 작동하는 카르노사이클 냉동기의 성적계수는 얼마인가?

  1. 6.7
  2. 1.15
  3. 0.87
  4. 0.13
(정답률: 38%)
  • 이 문제는 카르노 냉동기의 성적계수(COP)를 구하는 문제입니다.
    성적계수는 저온부와 고온부의 절대온도를 이용하여 계산합니다.
    $$COP_R = \frac{T_L}{T_H - T_L}$$

    여기서 T_L은 저온부 절대온도, T_H는 고온부 절대온도입니다.
    $$T_L = -5 + 273.15 = 268.15 \text{ K}$$

    $$T_H = 35 + 273.15 = 308.15 \text{ K}$$

    $$COP_R = \frac{268.15}{308.15 - 268.15}$$

    $$COP_R = 6.70375 \approx 6.7$$
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37. 200atm, 0℃의 공기를 1atm으로 줄-톰슨(Joule-Thomson)팽창시켰다면 최종 온도는? (단, 1atm의 평균 비열을 6.95cal/g.mol.℃로 하고, 200atm, 0℃의 엔탈피는 105kcal/kg, 1atm, 0℃의 엔탈피는 116kcal/kg)

  1. -11℃
  2. -22℃
  3. -35.8℃
  4. -45.9℃
(정답률: 33%)
  • 이 문제는 줄-톰슨 팽창 시 엔탈피가 일정하다는 원리를 이용하여 최종 온도를 구합니다.
    주어진 엔탈피 값과 비열을 사용하여 온도 변화를 계산합니다.
    $$T_{final} = T_{initial} + \frac{H_{initial} - H_{ref, 1atm, T_{initial}}}{C_p}$$

    여기서 H_initial은 200atm, 0℃의 엔탈피, H_ref, 1atm, T_initial은 1atm, 0℃의 엔탈피입니다.
    공기의 평균 분자량은 약 29 g/mol이므로, 비열 C_p는 6.95 cal/g.mol.℃를 6.95/29 kcal/kg.℃로 변환합니다.
    $$T_{final} = 0 + \frac{105 - 116}{\frac{6.95}{29}}$$

    $$T_{final} = -45.9 \text{^{\circ}C}$$
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38. 임의의 과정에 대한 가역성과 비가역성을 논의하는데 적용되는 법칙은?

  1. 열역학 제 0법칙을 적용한다.
  2. 열역학 제 1법칙을 적용한다.
  3. 열역학 제 2법칙을 적용한다.
  4. 열역학 제 3법칙을 적용한다.
(정답률: 70%)
  • 이 문제는 열역학 법칙의 적용 범위를 묻는 이론 문제입니다.
    과정의 가역성과 비가역성은 엔트로피 변화와 관련된 열역학 제2법칙으로 논의됩니다.
    열역학 제 0법칙을 적용한다: 열적 평형을 정의하므로 오답.
    열역학 제 1법칙을 적용한다: 에너지 보존 법칙이므로 오답.
    열역학 제 3법칙을 적용한다: 절대 0도에서의 엔트로피를 정의하므로 오답.
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39. 표에 나타낸 특성치를 갖는 기체 0.1kmole의 온도를 298K에서 308K로 일정 압력하에서 증가시키는데 필요한 열은?

  1. 2.75 x 104J
  2. 2.917 x 104J
  3. 3.75 x 104J
  4. 4.325 x 104J
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 일정 압력 하에서 기체의 온도 변화에 필요한 열량을 계산하는 문제입니다.
    일정 압력 과정에서 필요한 열은 엔탈피 변화량으로 계산합니다.
    $$Q = n \cdot \Delta H$$

    $$Q = 0.1 \cdot (28.53 \times 10^5 - 24.78 \times 10^5)$$

    $$Q = 3.75 \times 10^4 \text{ J}$$
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40. 다음 중 아래 압력의 포화수를 가열하여 동일 압력의 건포화증기로 만드는데 소요되는 증발열이 가장 큰 것은?

  1. 0.5kgf/cm2
  2. 1.0kgfcm2
  3. 10kgfcm2
  4. 100kgf/cm2
(정답률: 53%)
  • 물의 증발열은 압력이 낮을수록 커지는 특성이 있습니다.
    제시된 압력 중 0.5kgf/cm^2가 가장 낮은 압력이므로 증발열이 가장 큽니다.
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3과목: 계측방법

41. 가스 채취시 주의하여야 할 사항을 설명한 것이다. 틀린것은?

  1. 가스의 구성 성분의 비중을 고려하여 적정 위치에서 측정하여야 한다.
  2. 가스 채취구는 외부에서 공기가 잘 유통할 수 있도록 하여야 한다.
  3. 채취된 가스의 온도, 압력의 변화로 측정오차가 생기지 않도록 한다.
  4. 가스성분과 화학반응을 일으키지 않는 관을 이용하여 채취한다.
(정답률: 89%)
  • 가스 채취 시에는 외부 공기 유입을 막아 시료의 오염을 방지해야 정확한 분석이 가능합니다.
    가스의 구성 성분의 비중을 고려하여 적정 위치에서 측정하여야 한다: 비중에 따라 가스가 체류하는 위치가 다르므로 올바른 채취 방법입니다.
    채취된 가스의 온도, 압력의 변화로 측정오차가 생기지 않도록 한다: 온도와 압력 변화는 가스 부피에 영향을 주어 측정 오차를 유발하므로 주의해야 합니다.
    가스성분과 화학반응을 일으키지 않는 관을 이용하여 채취한다: 채취관과 가스 성분 간의 반응은 시료의 조성을 변화시키므로 피해야 합니다.
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42. 다음 중 압력식 온도계가 아닌 것은?

  1. 액체 팽창식 온도계
  2. 기체식 온도계
  3. 증기압식 온도계
  4. 고체 팽창식 온도계
(정답률: 75%)
  • 압력식 온도계는 액체, 기체, 증기압의 온도 변화에 따른 압력 변화를 이용하지만, 고체 팽창식 온도계는 고체의 열팽창을 이용합니다.
    액체 팽창식 온도계: 액체의 팽창으로 인한 압력 변화를 이용합니다.
    기체식 온도계: 기체의 팽창으로 인한 압력 변화를 이용합니다.
    증기압식 온도계: 액체의 증기압 변화를 이용합니다.
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43. 다음 중 자동제어계와 직접 관련이 없는 장치는?

  1. 기록부
  2. 검출부
  3. 조절부
  4. 조작부
(정답률: 78%)
  • 자동제어계는 목표값을 유지하기 위해 검출, 조절, 조작의 과정을 거치며, 기록부는 제어 결과를 모니터링하는 보조적인 역할을 합니다.
    검출부: 제어량의 현재 값을 측정하여 제어계에 입력하는 필수 요소입니다.
    조절부: 검출된 값과 목표값을 비교하여 조작부에 지령을 내리는 핵심 요소입니다.
    조작부: 조절부의 지령에 따라 제어량을 변화시키는 필수 요소입니다.
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44. 오리피스에 의한 유량측정에서 유량은?

  1. 온도차에 비례한다.
  2. 온도차의 평방근에 비례한다.
  3. 압력차의 평방근에 비례한다.
  4. 압력차의 평방근에 반비례한다.
(정답률: 66%)
  • 오리피스 유량 측정은 베르누이 방정식을 기반으로 하며, 유량은 오리피스 전후의 압력차의 평방근에 비례합니다.
    온도차에 비례한다: 유량은 온도차에 직접적으로 비례하지 않습니다.
    온도차의 평방근에 비례한다: 유량은 온도차의 평방근에 직접적으로 비례하지 않습니다.
    압력차의 평방근에 반비례한다: 유량은 압력차의 평방근에 비례하므로 반비례는 틀렸습니다.
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45. CC(Copper - Constantan) 열전 온도계의 고온 측정온도 범위로 맞는 것은?

  1. 200 - 300℃
  2. 400 - 750℃
  3. 650 - 1200℃
  4. 1400 - 1600℃
(정답률: 43%)
  • CC(Copper-Constantan) 열전대(T-type)는 주로 저온 및 중온 측정에 사용되며, 고온 측정 범위는 200 - 300℃ 정도입니다.
    400 - 750℃: K-type(CA) 또는 J-type(IC)의 일반적인 범위입니다.
    650 - 1200℃: K-type(CA) 또는 E-type의 고온 범위입니다.
    1400 - 1600℃: R-type 또는 S-type(PR)의 고온 범위입니다.
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46. 벤츄리관 유량계의 특징 중 맞지 않는 것은?

  1. 압력손실이 적고 측정 정도도 높다.
  2. 구조가 복잡하고 대형이다.
  3. 레이놀즈수가 105정도이하에서는 유량계수가 변화한다.
  4. 점도가 큰 액체의 측정에서도 오차가 발생치 않는다.
(정답률: 54%)
  • 벤츄리관 유량계는 점도가 큰 액체를 측정할 경우 점성 효과로 인해 오차가 발생할 수 있습니다.
    압력손실이 적고 측정 정도도 높다: 벤츄리관은 오리피스 유량계보다 압력 손실이 적고 정확도가 높습니다.
    구조가 복잡하고 대형이다: 벤츄리관은 구조가 복잡하고 설치 공간을 많이 차지하는 대형 장치입니다.
    레이놀즈수가 105정도이하에서는 유량계수가 변화한다: 낮은 레이놀즈수에서는 유량계수가 일정하지 않아 오차가 발생할 수 있습니다.
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47. 정확한 온도정점을 구하기 위한 온도의 정의 정점 중에서 국제 실용온도 정의 정점에 해당되지 않는 것은?

  1. 물의 3중점
  2. 금의 응고점
  3. 산소의 비점
  4. 납의 응고점
(정답률: 52%)
  • 국제 실용온도 눈금(ITS-90)의 정의 정점에는 납의 응고점이 포함되지 않습니다.
    물의 3중점: ITS-90의 중요한 정의 정점입니다.
    금의 응고점: ITS-90의 정의 정점 중 하나입니다.
    산소의 비점: ITS-90의 정의 정점 중 하나입니다.
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48. 압력 측정에 사용되는 액체의 구비조건 중 잘못된 것은?

  1. 열팽창계수가 클 것
  2. 모세관 현상이 적을 것
  3. 점성이 작을 것
  4. 일정한 화학성분을 가질 것
(정답률: 74%)
  • 압력 측정용 액체는 온도 변화에 따른 부피 변화가 적어야 하므로 열팽창계수가 작아야 합니다.
    모세관 현상이 적을 것: 모세관 현상이 적어야 정확한 측정이 가능합니다.
    점성이 작을 것: 점성이 작아야 응답성이 좋고 유동 저항이 적습니다.
    일정한 화학성분을 가질 것: 화학적으로 안정적이어야 합니다.
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49. 다음 열전대 온도계 중 가장 고온을 측정할 수 있는 온도계는?

  1. IC
  2. CC
  3. CA
  4. PR
(정답률: 69%)
  • PR 열전대는 백금-백금로듐(Platinum-Rhodium)으로 구성되어 가장 높은 온도 측정 범위를 가집니다.
    IC: Iron-Constantan (J-type) 열전대는 중온용입니다.
    CC: Copper-Constantan (T-type) 열전대는 저온용입니다.
    CA: Chromel-Alumel (K-type) 열전대는 고온용이지만 PR보다는 낮은 온도 범위에서 사용됩니다.
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50. 관로의 유속을 피토관으로 측정할 때 수주의 높이가 30cm였다. 이 때 유속은 몇 m/s인가? (단, 중력가속도(g)는 9.8m/s2으로 한다.)

  1. 4.88
  2. 5.88
  3. 6.88
  4. 7.88
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 피토관 유속 측정 공식을 적용하여 유속을 구합니다.
    $$v = \sqrt{2gh}$$

    $$v = \sqrt{2 × 9.8 × 0.3}$$

    $$v = 5.88$$
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51. 자동제어에서 미분동작이라 함은?

  1. 조작량이 어떤 동작 신호의 값을 경계로 하여 완전히 전개 또는 전폐되는 동작
  2. 조절계의 출력 변화가 편차에 비례하는 동작
  3. 조절계의 출력 변화의 속도가 편차에 비례하는 동작
  4. 조절계의 출력변화는 편차의 변화속도에 비례하는 동작
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 자동제어의 미분동작(Derivative action)에 대한 정의를 묻는 문제입니다.
    미분동작은 편차의 변화 속도에 비례하여 조작량을 변화시켜 제어 시스템의 응답 속도를 향상시킵니다.
    조작량이 어떤 동작 신호의 값을 경계로 하여 완전히 전개 또는 전폐되는 동작: 2위치 동작(On-Off 동작)에 해당하므로 오답.
    조절계의 출력 변화가 편차에 비례하는 동작: 비례동작(Proportional action)에 해당하므로 오답.
    조절계의 출력 변화의 속도가 편차에 비례하는 동작: 적분동작(Integral action)의 일부 특성과 혼동될 수 있으나, 미분동작은 편차의 변화 속도에 비례하여 출력을 변화시키는 것입니다. (정답 보기와 비교 시 오답)
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52. 다음 중 연소가스 통풍계로 사용되는 압력계는?

  1. 다이아프램식 압력계
  2. 벨로즈 압력계
  3. 링밸런스식 압력계
  4. 분동식 압력계
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 연소가스 통풍계에 사용되는 압력계의 종류를 묻는 문제입니다.
    연소가스 통풍계는 미세한 압력 변화를 측정해야 하므로 미압 측정에 적합한 압력계를 사용합니다.
    벨로즈 압력계: 중압 측정에 주로 사용되므로 오답.
    링밸런스식 압력계: 미압 측정에 사용되지만, 다이아프램식 압력계가 더 일반적이고 광범위하게 사용됩니다. (문제의 정답이 다이아프램식이므로 오답 처리)
    분동식 압력계: 고압의 정밀 측정에 사용되므로 오답.
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53. 관속을 흐르는 유체가 층류로 되려면?

  1. 레이놀즈수가 4000보다 많아야 한다.
  2. 레이놀즈수가 2100보다 적어야 한다.
  3. 레이놀즈수가 4000이어야 한다.
  4. 레이놀즈수와는 관계가 없다.
(정답률: 87%)
  • 이 문제는 레이놀즈수(Reynolds number)를 통해 유체의 흐름 특성(층류, 난류)을 판단하는 문제입니다.
    레이놀즈수가 2100보다 적으면 층류, 2100~4000 사이는 전이 영역, 4000보다 크면 난류로 분류됩니다.
    레이놀즈수가 4000보다 많아야 한다: 난류에 해당하므로 오답.
    레이놀즈수가 4000이어야 한다: 전이 영역 또는 난류의 경계이므로 오답.
    레이놀즈수와는 관계가 없다: 유체의 흐름 특성을 결정하는 중요한 무차원수이므로 오답.
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54. 다음 중 사하중계(dead weight gauge)의 용도는?

  1. 압력계 보정
  2. 온도계 보정
  3. 유체의 밀도측정
  4. 기체 무게측정
(정답률: 53%)
  • 사하중계(dead weight gauge)는 정밀한 압력을 발생시켜 다른 압력계의 정확도를 검증하고 보정하는 데 사용되는 표준 압력 측정 장치이다.
    온도계 보정: 온도계 보정에는 항온조와 표준 온도계가 사용되므로 오답.
    유체의 밀도측정: 유체의 밀도 측정에는 비중계 등이 사용되므로 오답.
    기체 무게측정: 기체 무게 측정은 저울 등을 사용하므로 오답.
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55. 교축 기구식 유량계에서 압력손실의 크기 순서로 맞는 것은?

  1. 벤츄리 ＜ 오리피스 ＜ 플로워-노즐
  2. 플로워-노즐 ＜ 벤츄리 ＜ 오리피스
  3. 벤츄리 ＜ 플로워-노즐 ＜ 오리피스
  4. 오리피스 ＜ 벤츄리 ＜ 플로워-노즐
(정답률: 48%)
  • 교축 기구식 유량계는 유로를 좁혀 압력차를 이용하는데, 유로의 형태에 따라 압력 회복률이 달라져 압력손실 크기가 결정된다.
    벤츄리관은 유로 확산부가 길어 압력 회복률이 가장 높아 압력손실이 가장 작고, 오리피스는 압력 회복률이 가장 낮아 압력손실이 가장 크다.
    플로워-노즐은 그 중간이다.
    벤츄리 ＜ 오리피스 ＜ 플로워-노즐: 플로워-노즐과 오리피스의 순서가 틀렸으므로 오답.
    플로워-노즐 ＜ 벤츄리 ＜ 오리피스: 벤츄리가 가장 작으므로 오답.
    오리피스 ＜ 벤츄리 ＜ 플로워-노즐: 오리피스가 가장 크고 벤츄리가 가장 작으므로 오답.
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56. 다음 중 세라믹식 O2계의 주원료는?

  1. CH4
  2. KOH
  3. ZrO2
  4. HCl
(정답률: 82%)
  • 세라믹식 O2계는 지르코니아(ZrO2)를 주원료로 하는 고체 전해질을 사용하여 산소 농도를 측정한다.
    CH4: 메탄으로 연료 가스이므로 오답.
    KOH: 수산화칼륨으로 강염기 물질이므로 오답.
    HCl: 염산으로 강산 물질이므로 오답.
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57. 경보 및 액면 제어용으로 널리 사용되는 액면계는?

  1. 유리관식 액면계
  2. 차압식 액면계
  3. 부자식 액면계
  4. 퍼지식 액면계
(정답률: 64%)
  • 부자식 액면계는 액체 위에 뜨는 부자를 이용하여 액면의 높이를 직접 측정하므로 경보 및 제어에 널리 사용된다.
    유리관식 액면계: 직접 육안으로 확인하는 방식이므로 오답.
    차압식 액면계: 주로 연속적인 측정에 사용되므로 오답.
    퍼지식 액면계: 주로 부식성 액체나 슬러리 액체에 사용되므로 오답.
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58. 단요소식 수위제어에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 보일러의 수위만을 검출하여 급수량을 조절하는 방식이다.
  2. 발전용 고압 대용량 보일러의 수위제어에 사용되는 방식이다.
  3. 수위조절기의 제어동작은 PID동작이다.
  4. 부하변동에 의한 수위변화 폭이 대단히 적다.
(정답률: 81%)
  • 단요소식 수위제어는 보일러 수위 변화만을 감지하여 급수 밸브를 제어하는 가장 기본적인 방식이다.
    발전용 고압 대용량 보일러의 수위제어에 사용되는 방식이다.: 발전용 고압 대용량 보일러에는 3요소식 수위제어가 사용되므로 오답.
    수위조절기의 제어동작은 PID동작이다.: 단요소식은 주로 P 또는 PI 동작을 사용하므로 오답.
    부하변동에 의한 수위변화 폭이 대단히 적다.: 부하 변동 시 수위 변화 폭이 크므로 오답.
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59. 열전대의 냉접점에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 냉접점의 온도가 0℃가 아닐때는 온도보정이 필요하다.
  2. 냉접점의 온도는 0℃로 유지한다.
  3. 냉접점과 계기 사이에는 동(Cu)선을 사용한다.
  4. 자동평형 계기에서의 냉접점은 0℃이하로 유지한다.
(정답률: 60%)
  • 열전대 냉접점은 기준 접점으로, 측정 오차를 줄이기 위해 온도를 일정하게 유지하거나 보정해야 하며, 일반적으로 0℃로 유지하는 것이 이상적입니다. 0℃ 이하로 유지하는 것이 아니라, 0℃를 기준으로 보정하거나 유지합니다.
    냉접점의 온도가 0℃가 아닐때는 온도보정이 필요하다: 냉접점 온도가 기준(0℃)과 다르면 기전력이 달라지므로 보정이 필요합니다.
    냉접점의 온도는 0℃로 유지한다: 0℃는 열전대 측정의 표준 기준 온도입니다.
    냉접점과 계기 사이에는 동(Cu)선을 사용한다: 열전대와 계기 사이의 연결선은 열전대와 다른 금속으로 구성되어 추가적인 열기전력 발생을 막기 위해 동선을 사용합니다.
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60. 자동제어 장치에서 조절계의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 전기식
  2. 수증기식
  3. 유압식
  4. 공기압식
(정답률: 71%)
  • 조절계는 제어 신호를 발생시키는 장치로, 주로 전기식, 유압식, 공기압식 등이 사용되며 수증기식은 조절계의 종류에 해당하지 않습니다.
    전기식: 조절계의 한 종류입니다.
    유압식: 조절계의 한 종류입니다.
    공기압식: 조절계의 한 종류입니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 보온면의 방산열량 1100kJ/m2, 나면의 방산열량 1600kJ/m2일 때에 보온재의 보온 효율은?

  1. 25.0%
  2. 31.25%
  3. 45.45%
  4. 68.75%
(정답률: 72%)
  • 이 문제는 보온재의 보온 효율을 계산하는 문제입니다.
    $$\eta_{\text{보온}} = \frac{Q_{\text{나면}} - Q_{\text{보온면}}}{Q_{\text{나면}}} \times 100\%$$

    $$\eta_{\text{보온}} = \frac{1600 - 1100}{1600} \times 100\%$$

    $$\eta_{\text{보온}} = 31.25\%$$
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62. 대부분의 보온재는 열전도율이 온도에 따라 직선적으로 증가하며λ= λo + mθ의 형으로 되나, -40℃ 부근에서 그 경향을 크게 벗어나는 보온재는? (단, λ : 열전도율, λo : 0℃에서의 열전도율, θ : 온도, m : 온도계수 이다.)

  1. 경질 우레탄 포옴
  2. 탄화 포옴
  3. 다포유리
  4. 탄화 코르크
(정답률: 71%)
  • 경질 우레탄 포옴은 -40℃ 부근에서 열전도율이 최저점을 나타내므로, 일반적인 보온재의 열전도율 증가 경향에서 벗어납니다.
    탄화 포옴: 일반적인 열전도율 경향을 따릅니다.
    다포유리: 일반적인 열전도율 경향을 따릅니다.
    탄화 코르크: 일반적인 열전도율 경향을 따릅니다.
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63. 유체가 관내를 흐를 때 생기는 마찰로 인한 압력손실에 대한 설명 중 맞지 않은 것은?

  1. 유체의 흐르는 속도가 빨라지면 압력손실도 커진다.
  2. 관의 길이가 짧을수록 압력손실은 작아진다.
  3. 비중량이 큰 유체일수록 압력손실이 작다
  4. 관의 내경이 커지면 압력손실은 작아진다.
(정답률: 68%)
  • 압력손실은 유체의 비중량에 비례하므로 비중량이 클수록 압력손실도 커집니다.
    유체의 흐르는 속도가 빨라지면 압력손실도 커진다: 속도 제곱에 비례하여 압력손실이 증가합니다.
    관의 길이가 짧을수록 압력손실은 작아진다: 관 길이에 비례하여 압력손실이 발생합니다.
    관의 내경이 커지면 압력손실은 작아진다: 관 내경의 5제곱에 반비례하여 압력손실이 감소합니다.
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64. 다음 중 에너지이용합리화법의 제정 목적으로 틀린 것은?

  1. 에너지 소비로 인한 환경 피해를 줄이기 위해
  2. 에너지를 개발하고 촉진하기 위해
  3. 에너지의 수급안정을 기하기 위해
  4. 에너지의 합리적이고 효율적인 이용을 위해
(정답률: 76%)
  • 에너지이용합리화법은 에너지의 개발 및 촉진이 아닌 합리적 이용을 목적으로 합니다.
    에너지 소비로 인한 환경 피해를 줄이기 위해: 에너지 효율 향상을 통해 환경 피해를 줄이는 것이 목적입니다.
    에너지의 수급안정을 기하기 위해: 에너지 절약 및 효율적 이용으로 수급 안정을 도모합니다.
    에너지의 합리적이고 효율적인 이용을 위해: 법 제정의 핵심 목적입니다.
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65. 에너지이용합리화법에서 정의한 용어의 설명으로 틀린 것은?

  1. 열사용기자재라 함은 핵연료를 사용하는 기기, 축열식 전기기기와 단열성자재로서 산업자원부장관이 정하는 것을 말한다.
  2. 에너지사용기자재라 함은 열사용기자재 기타 에너지를 사용하는 기자재를 말한다.
  3. 에너지공급설비라 함은 에너지를 생산. 전환. 수송. 저장하기 위하여 설치하는 설비를 말한다.
  4. 에너지사용시설이라 함은 에너지를 사용하는 공장. 사업장 기타 시설과 에너지를 전환하여 사용하는 시설을 말한다.
(정답률: 68%)
  • 열사용기자재는 핵연료를 사용하는 기기를 포함하지 않습니다.
    에너지이용합리화법 시행규칙 제2조에 따르면, 열사용기자재는 보일러, 압력용기, 열교환기, 산업용 가열로 등을 말합니다.
    에너지사용기자재라 함은 열사용기자재 기타 에너지를 사용하는 기자재를 말한다: 에너지이용합리화법에서 정의하는 올바른 설명입니다.
    에너지공급설비라 함은 에너지를 생산. 전환. 수송. 저장하기 위하여 설치하는 설비를 말한다: 에너지이용합리화법에서 정의하는 올바른 설명입니다.
    에너지사용시설이라 함은 에너지를 사용하는 공장. 사업장 기타 시설과 에너지를 전환하여 사용하는 시설을 말한다: 에너지이용합리화법에서 정의하는 올바른 설명입니다.
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66. 다음 중 관류보일러에 대해서 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 관계(管系)만으로 구성되어 있고 기수 드럼이 없는 보일러이다
  2. 관류보일러는 드럼이 없는 보일러로서 고압 대용량에 사용된다
  3. 보유수량이 현저하게 적기 때문에 부하변동시에도 압력은 일정하게 유지된다
  4. 관을 자유로이 배치할 수 있어서 전체를 컴팩트형 구조로 할 수 있다.
(정답률: 60%)
  • 관류보일러는 보유수량이 적어 부하변동 시 압력 변화가 큽니다.
    관계(管系)만으로 구성되어 있고 기수 드럼이 없는 보일러이다: 관류보일러는 드럼 없이 관으로만 구성됩니다.
    관류보일러는 드럼이 없는 보일러로서 고압 대용량에 사용된다: 고압 및 대용량 운전에 적합합니다.
    관을 자유로이 배치할 수 있어서 전체를 컴팩트형 구조로 할 수 있다: 관 배열의 유연성으로 소형화가 가능합니다.
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67. 다음 순환식 오일 배관의 특징 중 틀린 것은?

  1. 각 버너의 유압이 거의 균일하게 된다.
  2. 각 버너의 유온이 거의 일정하게 된다.
  3. 오일 배관 내벽에 슬러지가 부착되기 쉽다.
  4. 버너 시동전에 오일을 가열하는데 편리하다.
(정답률: 64%)
  • 순환식 오일 배관은 오일이 계속 순환하므로 슬러지 부착이 어렵습니다.
    각 버너의 유압이 거의 균일하게 된다: 순환식은 압력 조절이 용이하여 유압이 균일합니다.
    각 버너의 유온이 거의 일정하게 된다: 오일이 계속 순환하며 가열되므로 유온이 일정하게 유지됩니다.
    버너 시동전에 오일을 가열하는데 편리하다: 순환하는 오일을 미리 가열하여 시동 준비에 용이합니다.
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68. 다음 중 기수분리의 방법으로 맞지 않는 것은?

  1. 방향전환을 이용한 것
  2. 그물을 이용한 것
  3. 장애판을 이용한 것
  4. 압력을 이용한 것
(정답률: 67%)
  • 기수분리는 주로 관성력, 중력, 표면장력 등을 이용하여 증기와 물을 분리하며, 압력 자체를 이용하는 방법은 직접적인 기수분리 방법이 아닙니다.
    방향전환을 이용한 것: 관성력을 이용한 기수분리 방법입니다.
    그물을 이용한 것: 표면장력 및 충돌을 이용한 기수분리 방법입니다.
    장애판을 이용한 것: 충돌 및 관성력을 이용한 기수분리 방법입니다.
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69. 보일러 계속사용검사 유효기간 만료일이 9월 1일 이후인 경우 연기할 수 있는 기한의 범위는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1월까지
  2. 2월까지
  3. 3월까지
  4. 4월까지
(정답률: 61%)
  • 산업안전보건법 시행규칙에 따라 보일러 계속사용검사 유효기간 만료일이 9월 1일 이후인 경우 다음 해 4월 30일까지 연기할 수 있습니다.
    1월까지: 틀린 기한입니다.
    2월까지: 틀린 기한입니다.
    3월까지: 틀린 기한입니다.
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70. 터널요의 설명으로 맞는 것은?

  1. 예열, 소성, 냉각이 연속적으로 이루어지며 대차의 진행방향과 같은 방향으로 연소가스가 진행된다.
  2. 작업이 간편하고 조업주기가 단축되며, 요체의 보유열을 이용할 수 있어 경제적이다.
  3. 가마내의 온도분포가 균일하다.
  4. 온도조절의 자동화가 쉬우며, 제품의 품질, 크기, 형상등에 제한 받는다.
(정답률: 50%)
  • 터널요는 연속식 가마로 온도조절 자동화가 용이하나, 제품의 크기나 형상에 제약이 있습니다.
    예열, 소성, 냉각이 연속적으로 이루어지며 대차의 진행방향과 같은 방향으로 연소가스가 진행된다.: 연소가스는 대차의 진행방향과 반대 방향으로 진행되는 향류식입니다.
    작업이 간편하고 조업주기가 단축되며, 요체의 보유열을 이용할 수 있어 경제적이다.: 연소가스 진행방향 설명이 틀렸습니다.
    가마내의 온도분포가 균일하다.: 터널요는 구역별 온도차가 존재합니다.
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71. 산업자원부장관이 에너지저장의무를 부과할 수 없는 자는?

  1. 석유사업법에 의한 석유판매업자
  2. 연간 2만석유환산톤 이상의 에너지를 사용하는 자
  3. 석탄산업법에 의한 석탄가공업자
  4. 집단에너지사업법에 의한 집단에너지사업자
(정답률: 72%)
  • 에너지이용 합리화법상 에너지저장 의무 부과 대상은 연간 2만석유환산톤 이상의 에너지를 사용하는 자, 석탄산업법에 의한 석탄가공업자, 집단에너지사업법에 의한 집단에너지사업자 등이며, 석유사업법에 의한 석유판매업자는 해당하지 않습니다.
    연간 2만석유환산톤 이상의 에너지를 사용하는 자: 에너지저장 의무 부과 대상입니다.
    석탄산업법에 의한 석탄가공업자: 에너지저장 의무 부과 대상입니다.
    집단에너지사업법에 의한 집단에너지사업자: 에너지저장 의무 부과 대상입니다.
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72. 다음 중에서 파형노통에 대한 설명으로 맞지 않는 것은?

  1. 열의 신축에 의한 탄력성이 나쁘다.
  2. 스케일의 생성이 쉽다.
  3. 제작비가 비싸다.
  4. 강도가 크다.
(정답률: 74%)
  • 파형노통은 파형 구조로 인해 열의 신축에 대한 탄력성이 좋아서 열응력에 강합니다.
    스케일의 생성이 쉽다: 파형 구조는 스케일이 침착되기 쉬운 표면적을 제공합니다.
    제작비가 비싸다: 일반 노통보다 복잡한 가공으로 인해 제작비가 비쌉니다.
    강도가 크다: 파형 구조는 평판보다 좌굴에 대한 저항이 커서 강도가 높습니다.
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73. 에너지 관리대상자가 매년 1월 31일까지 관할 시∙도지사에게 신고하여야 할 사항에 해당되지 않는 것은?

  1. 전년도의 에너지사용량∙제품생산량
  2. 에너지 사용기자재의 현황
  3. 사용 에너지원의 종류 및 사용처
  4. 당해년도의 에너지사용예정량 및 제품생산 예정량
(정답률: 53%)
  • 에너지 관리대상자가 매년 1월 31일까지 신고해야 할 사항은 전년도 에너지사용량 및 제품생산량, 에너지 사용기자재 현황, 당해년도 에너지사용예정량 및 제품생산 예정량입니다.
    사용 에너지원의 종류 및 사용처는 신고 대상에 해당하지 않습니다.
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74. 유리면 보온재에 관한 설명으로 적당하지 않은 것은?

  1. 형상에 따라 보온판, 보온대, 블랭킷, 보온통으로 분류된다.
  2. 공조, 위생, 플랜트설비의 보온과 보냉에 사용되며 최고사용온도는 300∼350℃로 암면 보온재보다 높다.
  3. 유리원료를 용융하여 원심법, 와류법 및 화염법 등에 의해 섬유상태로 만들어진다.
  4. 강산화제와 강알카리를 제외하고는 내약품성이 좋으며 품질의 변화와 변형이 적어 수명이 길다.
(정답률: 68%)
  • 유리면 보온재의 최고 사용 온도는 암면 보온재보다 낮습니다.
    암면 보온재는 일반적으로 600℃ 이상까지 사용 가능하며, 유리면은 300~350℃ 정도입니다.
    형상에 따라 보온판, 보온대, 블랭킷, 보온통으로 분류된다: 유리면 보온재는 다양한 형태로 생산되어 사용됩니다.
    유리원료를 용융하여 원심법, 와류법 및 화염법 등에 의해 섬유상태로 만들어진다: 유리면은 유리 원료를 녹여 섬유화하는 방식으로 제조됩니다.
    강산화제와 강알카리를 제외하고는 내약품성이 좋으며 품질의 변화와 변형이 적어 수명이 길다: 유리면은 일반적으로 내약품성이 우수하고 안정적입니다.
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75. 검사대상기기의 계속사용검사 신청은 검사 유효기간 만료 몇 일전까지 하여야 하는가?

  1. 3일
  2. 10일
  3. 15일
  4. 30일
(정답률: 54%)
  • 검사대상기기의 계속사용검사 신청은 검사 유효기간 만료 10일 전까지 해야 합니다.
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76. 다음 중 단열의 효과로 볼 수 없는 것은?

  1. 축열용량이 커진다.
  2. 열전도도가 작아진다.
  3. 노내의 온도가 균일하게 된다.
  4. 노벽의 온도구배를 줄여 스폴링현상을 방지한다.
(정답률: 62%)
  • 단열은 열의 이동을 막아 열 손실을 줄이는 것이 목적이며, 축열용량 증가는 단열의 직접적인 효과가 아닙니다.
    오히려 단열재는 축열용량이 작은 것이 유리합니다.
    열전도도가 작아진다: 단열재는 열전도율이 낮은 재료를 사용하므로 옳은 설명입니다.
    노내의 온도가 균일하게 된다: 단열은 열 손실을 줄여 노내 온도를 유지하고 균일하게 하는 데 기여합니다.
    노벽의 온도구배를 줄여 스폴링현상을 방지한다: 단열은 노벽 내외부의 급격한 온도 변화를 완화하여 온도 구배를 줄이고, 이로 인한 스폴링 현상을 방지합니다.
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77. 샤모트(chamotte) 벽돌에 관한 설명으로 맞는 것은?

  1. 일반적으로 기공률이 크고 비교적 낮은 온도에서 연화되며 내스폴링성이 좋다.
  2. 흑연질 등을 사용하며 내화도와 하중연화점이 높고 열및 전기전도도가 크다.
  3. 내식성과 내마모성이 크며 내화도 범위는 SK 35 이상으로 주로 고온부에 사용된다.
  4. 내화도와 하중 연화점이 높고 염기성에 대한 저항이 크므로 염기성 제강로에 주로 사용된다.
(정답률: 56%)
  • 샤모트 벽돌은 기공률이 크고, 알루미나 함량이 낮아 비교적 낮은 온도에서 연화되지만, 열충격에 강한 내스폴링성이 우수하다.
    흑연질 등을 사용하며 내화도와 하중연화점이 높고 열및 전기전도도가 크다: 흑연질 내화물에 대한 설명이다.
    내식성과 내마모성이 크며 내화도 범위는 SK 35 이상으로 주로 고온부에 사용된다: 고알루미나질 내화물 또는 특수 내화물에 대한 설명이다.
    내화도와 하중 연화점이 높고 염기성에 대한 저항이 크므로 염기성 제강로에 주로 사용된다: 염기성 내화물(마그네시아, 돌로마이트 등)에 대한 설명이다.
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78. 검사대상기기조종자업무 관리대행기관으로 지정을 받기 위하여 산업자원부장관에게 신청하여야 하는 서류가 아닌 것은?

  1. 장비명세서 및 기술인력 명세서
  2. 기술인력에 대한 자격을 증명할 수 있는 서류와 고용계약서 사본
  3. 법인등기부등본
  4. 향후 1년간 안전관리대행사업계획서
(정답률: 63%)
  • 기술인력에 대한 자격을 증명할 수 있는 서류와 고용계약서 사본은 관리대행기관 지정 신청 시 제출 서류에 해당하지 않는다.
    장비명세서 및 기술인력 명세서: 관리대행기관 지정 신청 시 제출해야 하는 서류이다.
    법인등기부등본: 관리대행기관 지정 신청 시 제출해야 하는 서류이다.
    향후 1년간 안전관리대행사업계획서: 관리대행기관 지정 신청 시 제출해야 하는 서류이다.
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79. 다음 중 샤모트질계 내화물의 주성분은?

  1. 마그네사이트(MgCO3)
  2. 카올린(Al2O3.2SiO2.2H2O)
  3. 납석(Al2O3.4SiO2.H2O)
  4. 크로마이트(Cr2O3.FeO)
(정답률: 70%)
  • 샤모트질 내화물은 주로 점토 광물인 카올린을 소성하여 만든 샤모트(chamotte)를 주원료로 사용한다.
    마그네사이트(MgCO3): 염기성 내화물의 주성분이다.
    납석(Al2O3.4SiO2.H2O): 납석질 내화물의 주성분이다.
    크로마이트(Cr2O3.FeO): 크롬질 내화물의 주성분이다.
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80. 다음 중 다이아프램 밸브(diaphragm valve)에 대한 설명과 거리가 먼 것은?

  1. 화학약품을 차단함으로써 금속부분의 부식을 방지한다.
  2. 기밀을 유지하기 위한 패킹을 필요로 하지 않는다.
  3. 저항이 적어 유체의 흐름이 원활하다.
  4. 유체가 일정이상의 압력에 다다르면 작동하여 유체를 분출시킨다.
(정답률: 55%)
  • 유체가 일정이상의 압력에 다다르면 작동하여 유체를 분출시킨다는 안전밸브 또는 릴리프 밸브에 대한 설명으로, 다이아프램 밸브와는 거리가 멀다.
    화학약품을 차단함으로써 금속부분의 부식을 방지한다: 다이아프램이 유체와 금속 부분을 분리하여 부식성 유체에 적합하다.
    기밀을 유지하기 위한 패킹을 필요로 하지 않는다: 다이아프램 자체가 유체와 외부를 차단하므로 스템 패킹이 필요 없다.
    저항이 적어 유체의 흐름이 원활하다: 유로 형태에 따라 유체 저항이 비교적 적을 수 있다.
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5과목: 열설비설계

81. 노통보일러에 있어 원통 연소실 또는 노통의 길이 이음에 적합한 용접방법은?

  1. 필릿용접
  2. 플러그용접
  3. 맞대기 양쪽 용접
  4. 비트용접
(정답률: 74%)
  • 노통보일러의 노통과 같은 압력부의 길이 이음에는 강도와 기밀성을 확보하기 위해 맞대기 양쪽 용접이 가장 적합합니다.
    필릿용접: 주로 겹치기 이음이나 T형 이음에 사용되며, 압력부의 길이 이음에는 부적합하므로 오답.
    플러그용접: 판과 판을 겹쳐 구멍을 뚫고 용접하는 방식으로, 길이 이음에는 적합하지 않으므로 오답.
    비트용접: 용접봉을 한 줄로 덧붙이는 용접으로, 강도와 기밀성이 중요한 압력부의 길이 이음에는 부적합하므로 오답.
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82. 육용강제 보일러에 있어서 접시모양 경판으로 노통을 설치할 경우, 경판의 최소 두께(t㎜)를 구하는 옳은 식은? (단, P : 최고 사용압력(㎏fcm2), R : 접시모양 경판의 중앙부에서의 내면 반지름(㎜), σa : 재료의 허용 인장응력(㎏f/mm2), η: 경판자체의 이음 효율, A : 부식여유(mm))

(정답률: 78%)
  • 이 문제는 육용강제 보일러 접시모양 경판의 최소 두께를 구하는 공식을 묻는 문제입니다.
    t = PR / (150σa · η) + A 입니다.
    이는 보일러 경판 두께 계산에 사용되는 표준 공식입니다.
    다른 보기들은 상수나 변수의 조합이 올바르지 않아 오답입니다.
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83. 수조비등에서 기포가 생성되면서 가열면의 열을 기화열로 흡수하므로 효과적인 열전달이 이루어지는 비등영역은 다음 중 어느 영역인가?

  1. 단상액체 자연대류
  2. 핵비등(nucleate boiling)
  3. 천이비등(transition boiling)
  4. 막비등(film boiling)
(정답률: 80%)
  • 핵비등(nucleate boiling)은 가열면에서 기포가 생성되어 떨어져 나가면서 잠열을 흡수하여 매우 효과적인 열전달이 일어나는 영역입니다.
    단상액체 자연대류: 기포가 생성되지 않고 액체 상태에서 대류에 의해 열이 전달되는 영역이므로 오답.
    천이비등(transition boiling): 가열면이 부분적으로 증기막으로 덮여 열전달이 불안정하고 감소하는 영역이므로 오답.
    막비등(film boiling): 가열면 전체가 증기막으로 덮여 열전달이 급격히 저하되는 영역이므로 오답.
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84. 68㎏/분(min)의 비율로 흐르는 물이, 비열 1.9kJ/㎏℃의 기름을 써서 35℃에서 75℃까지 가열될 때 두 유체는 향류 2중관 열교환기내에서 사용되고, 기름의 온도는 교환기에 들어올 때 110℃, 나갈 때 75℃이다. 이 때 대수평균온도차로서 가장 적합한 것은?

  1. 37℃
  2. 49℃
  3. 61℃
  4. 73℃
(정답률: 46%)
  • 이 문제는 향류 2중관 열교환기의 대수평균온도차(LMTD)를 구하는 문제입니다.
    $$\Delta T_{lm} = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln(\Delta T_1 / \Delta T_2)}$$

    $$\Delta T_1 = 110 - 75 = 35\text{^{\circ}C}$$

    $$\Delta T_2 = 75 - 35 = 40\text{^{\circ}C}$$

    $$\Delta T_{lm} = \frac{35 - 40}{\ln(35 / 40)}$$

    $$\Delta T_{lm} = 37.45\text{^{\circ}C} \approx 37\text{^{\circ}C}$$
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85. 연소가스량이 1500m3/min, 송풍기에 의한 압력수두가 10㎜Aq, 송풍기 효율이 0.6인 경우 송풍기 소요동력(ps)은?

  1. 2.23ps
  2. 5.56ps
  3. 8.56ps
  4. 10.23ps
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 송풍기 소요동력(ps)을 계산하는 문제입니다.
    $$L = \frac{Q \cdot H}{4500 \cdot \eta}$$

    $$L = \frac{1500 \cdot 10}{4500 \cdot 0.6}$$

    $$L = 5.56 \text{ ps}$$
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86. 다음의 스케일 성분중 연질의 것은?

  1. 황산염 퇴적물
  2. 규산염 퇴적물
  3. 탄산염 퇴적물
  4. 수산염 퇴적물
(정답률: 53%)
  • 탄산염 퇴적물(주로 탄산칼슘, 탄산마그네슘)은 비교적 연질의 스케일로, 산세척 등으로 제거하기 용이하다.
    황산염 퇴적물: 황산칼슘(석고) 등은 매우 단단한 스케일이므로 오답.
    규산염 퇴적물: 규산칼슘, 규산마그네슘 등은 매우 단단하고 제거하기 어려운 스케일이므로 오답.
    수산염 퇴적물: 수산화마그네슘 등은 비교적 단단한 스케일이므로 오답.
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87. 연돌의 통풍력에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 연돌이 높을수록 커진다.
  2. 외부 온도가 낮을수록 커진다.
  3. 연돌의 단면적이 클수록 커진다.
  4. 배가스 온도가 낮을수록 커진다.
(정답률: 65%)
  • 연돌의 통풍력은 연돌 내부의 배가스 온도가 높을수록, 즉 외부 온도와의 차이가 클수록 커진다.
    연돌이 높을수록 커진다.: 연돌 높이가 높을수록 통풍력이 커지므로 옳은 설명.
    외부 온도가 낮을수록 커진다.: 외부 온도가 낮을수록 연돌 내부와의 온도차가 커져 통풍력이 커지므로 옳은 설명.
    연돌의 단면적이 클수록 커진다.: 연돌 단면적이 적정 범위 내에서 커지면 통풍량이 증가하여 통풍력이 커질 수 있으므로 옳은 설명.
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88. 다음에 열거한 보일러 설치 검사 사항중 틀린 것은?

  1. 유류 보일러의 배기가스 온도는 정격 부하에서 상온과의 차가 315℃ 이하이어야 한다.
  2. 보일러의 안전장치는 사고를 방지키 위해 먼저 연료를 차단한 후 경보를 울리게 해야 한다.
  3. 수입 보일러의 설치검사의 경우 수압시험은 필요하다.
  4. 보일러 설치검사시 안전장치 기능 테스트를 한다.
(정답률: 82%)
  • 보일러 안전장치는 사고 발생 시 즉시 경보를 울리고 동시에 연료를 차단하여 안전을 확보해야 한다.
    유류 보일러의 배기가스 온도는 정격 부하에서 상온과의 차가 315℃ 이하이어야 한다.: 유류 보일러의 배기가스 온도 기준이므로 옳은 설명.
    수입 보일러의 설치검사의 경우 수압시험은 필요하다.: 수입 보일러도 안전을 위해 수압시험이 필요하므로 옳은 설명.
    보일러 설치검사시 안전장치 기능 테스트를 한다.: 안전장치 기능 테스트는 필수 검사 항목이므로 옳은 설명.
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89. 다음 보일러의 부속장치중 여열장치가 아닌 것은?

  1. 과열기
  2. 송풍기
  3. 재열기
  4. 절탄기
(정답률: 82%)
  • 송풍기는 연소에 필요한 공기를 공급하는 장치로, 여열장치(폐열 회수 장치)가 아니다.
    과열기: 증기를 과열시켜 증기 터빈 효율을 높이는 여열장치이므로 오답.
    재열기: 터빈에서 팽창한 증기를 다시 가열하는 여열장치이므로 오답.
    절탄기: 급수를 예열하여 보일러 효율을 높이는 여열장치이므로 오답.
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90. 다음 중 ppm 단위로서 틀린 것은?

  1. ㎎/㎏
  2. g/ton
  3. ㎎/ℓ
  4. ㎏/m3
(정답률: 65%)
  • ppm은 백만분율을 나타내는 무차원 단위로, 질량 대 질량 또는 부피 대 부피의 비율을 의미하며, ㎏/m³는 밀도를 나타내는 단위입니다.
    ㎎/㎏: 1kg = 1,000,000mg이므로 백만분율에 해당하여 오답.
    g/ton: 1ton = 1,000,000g이므로 백만분율에 해당하여 오답.
    ㎎/ℓ: 묽은 수용액의 경우 1L ≈ 1kg이므로 ㎎/㎏과 유사하게 백만분율에 해당하여 오답.
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91. 보일러동의 외경이 800mm이고 길이가 2500mm인 랭카셔 보일러의 전열면적은?

  1. 6.3m2
  2. 8.0m2
  3. 2.0m2
  4. 4.8m2
(정답률: 55%)
  • 랭카셔 보일러의 전열면적은 보일러 동체의 외경과 길이를 이용하여 특정 계수를 적용하여 계산합니다.
    $$S = k \\· D \\· L$$

    $$S = 4 \\· 0.8 \\· 2.5$$

    $$S = 8.0$$
  • 4*0.8*2.5
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92. 다음 중 부식 요인으로서 적절치 못한 것은?

  1. 이온화 반응
  2. 전지작용
  3. 용존가스
  4. 가성취화
(정답률: 79%)
  • 가성취화는 부식의 직접적인 요인이라기보다는 특정 환경에서 금속이 취약해지는 현상으로, 부식 요인과는 구분됩니다.
    이온화 반응: 금속이 이온으로 변하며 부식이 진행되는 핵심 과정이므로 오답.
    전지작용: 서로 다른 금속 간 또는 금속 내 전위차로 인해 부식이 가속화되는 현상이므로 오답.
    용존가스: 산소, 이산화탄소 등 물에 녹아있는 가스가 부식을 촉진하므로 오답.
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93. 해수마그네시아 침전반응을 알맞게 표현한 화학반응식은?

  1. CaCO3 + MgCO3 →CaMg(CO3)2
  2. CaMg(CO3)2 + MgCO3 →2MgCO3 + CaCO3
  3. MgCO3 + Ca(OH)2 →Mg(OH)2 + CaCO3
  4. 3MgO.2SiO2.2H2O + 3CO3 →3MgCO3 + 2Si02 + 2H2O
(정답률: 71%)
  • 해수마그네시아 침전반응은 마그네슘염과 수산화칼슘이 반응하여 수산화마그네슘과 탄산칼슘을 생성하는 복분해 반응입니다.
    CaCO3 + MgCO3 →CaMg(CO3)2: 백운석 생성 반응으로 오답.
    CaMg(CO3)2 + MgCO3 →2MgCO3 + CaCO3: 백운석 분해 반응으로 오답.
    3MgO.2SiO2.2H2O + 3CO3 →3MgCO3 + 2Si02 + 2H2O: 활석의 탄산화 반응으로 오답.
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94. 관 스테이의 최소 단면적을 구하려고 한다. 이 때 적용할설계 계산식은? (단, S : 관 스테이의 최소 단면적(mm2), A : 1개의 관 스테이가 지시하는 면적(cm2), a : A 중에서 관구멍의 합계 면적(cm2), P : 최고 사용 압력(㎏/cm2))

(정답률: 76%)
  • 관 스테이의 최소 단면적은 보일러 및 압력용기 설계 기준에 따라 정해진 공식으로, 스테이가 지지하는 면적, 관 구멍의 합계 면적, 최고 사용 압력을 고려하여 산출됩니다.
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95. 열전도율(계수)이 0.9㎉/m.h.℃인 재질로 된 평면벽의 양측 온도가 800℃와 100℃이다. 이 벽을 통한 단위면적당 열전달량이 1400㎉/m2h일 때 벽 두께는 몇 ㎝인가?

  1. 25
  2. 35
  3. 45
  4. 55
(정답률: 66%)
  • 이 문제는 푸리에 열전도 법칙을 적용하여 평면벽의 두께를 구합니다.
    $$L = \frac{k \cdot \Delta T}{Q/A}$$

    $$L = \frac{0.9 \cdot (800 - 100)}{1400}$$

    $$L = 0.45 \text{ m} = 45 \text{ cm}$$
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96. 정류탑중의 하나인 포종탑(bubble cap)의 장점에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 탑내 청소가 용이하다.
  2. 정체량이 적다.
  3. 처리능력에 융통성이 있다.
  4. 대규모 증류에 적합하다.
(정답률: 45%)
  • 포종탑(bubble cap)은 구조가 복잡하여 액체 정체량이 많으므로, "정체량이 적다"는 장점에 대한 설명이 아닙니다.
    탑내 청소가 용이하다: 포종탑은 구조가 복잡하여 청소가 어렵습니다.
    처리능력에 융통성이 있다: 포종탑의 장점입니다.
    대규모 증류에 적합하다: 포종탑의 장점입니다.
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97. 랭카샤 보일러에 대한 설명으로 그 내용이 제일 부적합한 것은?

  1. 노통이 2개이다.
  2. 노내 온도의 급강하가 적다.
  3. 같은 지름의 코르니쉬 보일러와 비교해보면 전열면적이 크다.
  4. 수면의 높이는 노통 꼭대기 위에서 노통길이의 1/3이 되게 한다.
(정답률: 61%)
  • 랭카샤 보일러의 수면 높이는 노통 꼭대기 위에서 노통 지름의 1/3이 되게 합니다.
    노통이 2개이다: 랭카샤 보일러는 노통이 2개인 것이 특징입니다.
    노내 온도의 급강하가 적다: 수량이 많아 열용량이 커서 노내 온도 변화가 적습니다.
    같은 지름의 코르니쉬 보일러와 비교해보면 전열면적이 크다: 노통이 2개이므로 코르니쉬 보일러(노통 1개)보다 전열면적이 큽니다.
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98. 보일러 급수의 탈기방법중 물리적 방법에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 산소와 같은 용해가스를 제거하는 탈기기를 통과시켜 기체를 분리한다.
  2. 물을 고압 용기속에 분무시켜 압력차로 인해 기체를 분리한다.
  3. 기체를 파이프중에서 모아 공기로 방출되게 한다.
  4. 휘발 성분을 섞어 공기와 같이 방출되게 한다.
(정답률: 66%)
  • 보일러 급수의 물리적 탈기 방법은 용해된 기체를 직접 분리하여 제거하는 방식입니다.
    산소와 같은 용해가스를 제거하는 탈기기를 통과시켜 기체를 분리하는 것이 물리적 탈기의 가장 대표적인 방법입니다.
    물을 고압 용기속에 분무시켜 압력차로 인해 기체를 분리한다: 이는 물리적 탈기의 한 방법이지만, 탈기기 자체의 원리를 설명하는 이 더 적합합니다.
    기체를 파이프중에서 모아 공기로 방출되게 한다: 이는 탈기 과정의 일부일 수 있으나, 탈기 방법 자체의 핵심 설명은 아닙니다.
    휘발 성분을 섞어 공기와 같이 방출되게 한다: 이는 화학적 탈기 또는 다른 불순물 제거 방식에 가깝습니다.
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99. 연소실에서 연도까지 배치된 보일러 부속 설비의 순서를 바르게 나타낸 것은?

  1. 절탄기 - 과열기 - 공기 예열기
  2. 과열기 - 절탄기 - 공기 예열기
  3. 공기 예열기 - 과열기 - 절탄기
  4. 과열기 - 공기 예열기 - 절탄기
(정답률: 74%)
  • 보일러 부속 설비는 연소실에서 연도로 갈수록 고온의 연소가스에서 열을 회수하는 순서로 배치됩니다.
    과열기 - 절탄기 - 공기 예열기 순서로 열을 회수합니다.
    절탄기 - 과열기 - 공기 예열기: 과열기가 가장 먼저 배치되어야 합니다.
    공기 예열기 - 과열기 - 절탄기: 과열기가 가장 먼저, 공기 예열기가 가장 나중에 배치됩니다.
    과열기 - 공기 예열기 - 절탄기: 절탄기가 공기 예열기보다 먼저 배치되어야 합니다.
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100. 단열변화에서 엔트로피의 변화량은 어떻게 되는가?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 불변이다.
  4. 일정하지 않다.
(정답률: 61%)
  • 단열변화는 외부와의 열 교환이 없는 상태에서 일어나는 과정이며, 가역 단열변화(등엔트로피 과정)의 경우 엔트로피 변화량은 불변이다.
    증가한다: 비가역 단열 팽창 시 엔트로피는 증가한다.
    감소한다: 비가역 단열 압축 시 엔트로피는 감소할 수 있으나, 일반적으로 단열변화에서 엔트로피는 불변이거나 증가한다.
    일정하지 않다: 가역 단열변화에서는 일정하다.
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