에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2006-05-14)

에너지관리기사
(2006-05-14 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. CO2 와 연료 중의 탄소분을 알고 있을 때 건연소가스량(G')을 구하는 식은?

(정답률: 78%)

  • CO2와 연료 중의 탄소분을 알고 있을 때 건연소가스량(G')을 구하는 식은 1.867 · C / (CO2) 입니다.

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2. 보일러 등의 연소장치에서 질소산화물(NOx)의 생성을 억제할 수 있는 연소 방법으로서 효과가 없는 것은?

  1. 2단 연소 방법
  2. 저산소(저공기비) 연소
  3. 배기의 재순환 연소
  4. 연소용 공기의 고온 예열
(정답률: 74%)
  • 질소산화물(NOx)은 고온 환경에서 주로 생성되므로, 연소 온도를 낮추는 방법이 NOx 억제에 효과적입니다.
    연소용 공기의 고온 예열은 연소 온도를 높여 NOx 생성을 촉진하므로 효과가 없습니다.
    2단 연소 방법: 연소 온도를 낮춰 NOx 생성을 억제하므로 옳은 설명.
    저산소(저공기비) 연소: 화염 온도를 낮춰 NOx 생성을 억제하므로 옳은 설명.
    배기의 재순환 연소: 연소 온도를 낮춰 NOx 생성을 억제하므로 옳은 설명.
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3. 연소를 계속 유지시키는데 필요한 조건을 바르게 나타낸 것은?

  1. 연료에 산소를 공급하고 착화온도 이하로 억제한다.
  2. 연료에 발화온도 미만의 저온 분위기를 유지시킨다.
  3. 연료에 산소를 공급하고 착화온도이상으로 유지한다.
  4. 연료에 공기를 접촉시켜 연소속도를 저하시킨다.
(정답률: 87%)
  • 연소를 계속 유지시키기 위해서는 연료, 산소, 그리고 착화온도 이상의 온도가 필요합니다.
    연료에 산소를 공급하고 착화온도이상으로 유지한다: 연소의 3요소(가연물, 산소, 점화원)를 모두 충족시켜 연소가 지속될 수 있는 조건입니다.
    연료에 산소를 공급하고 착화온도 이하로 억제한다: 착화온도 이하에서는 연소가 시작되거나 유지될 수 없습니다.
    연료에 발화온도 미만의 저온 분위기를 유지시킨다: 발화온도 미만에서는 연소가 시작되거나 유지될 수 없습니다.
    연료에 공기를 접촉시켜 연소속도를 저하시킨다: 공기 접촉은 산소 공급으로 연소를 돕는 것이며, 연소속도를 저하시키는 조건이 아닙니다.
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4. 메탄(CH4)가스를 공기 중에 연소시키려 한다. CH4의 저위 발열량이 11970kcal/kg이라면 고위발열량[kcal/kg]은 약 얼마인가? (단, 물의 증발잠열은 600kcal/kg으로 한다.)

  1. 13320
  2. 10740
  3. 2450
  4. 1210
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 메탄(CH4)의 연소 시 생성되는 물의 양을 계산하여 저위 발열량으로부터 고위 발열량을 구하는 문제입니다.
    고위 발열량은 저위 발열량에 생성된 수증기의 응축 잠열을 더한 값입니다.
    CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
    메탄 1몰(16kg)이 연소하면 물 2몰(36kg)이 생성되므로, 메탄 1kg당 물 2.25kg이 생성됩니다.
    $$H_h = H_l + H_2O_{\text{생성량}} · L_v$$

    $$H_h = 11970 + (\frac{36}{16}) · 600$$

    $$H_h = 11970 + 2.25 · 600 = 11970 + 1350 = 13320$$

    $$H_h = 13320 \text{kcal/kg}$$
  • 11970+600*(2*18/16)
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5. 어떤 기체연료의 고발열량이 24,160kcal/kg이고 표준상태에서 중량이 1.96kg이었다. 다음 중 이 기체는?

  1. 메탄
  2. 에탄
  3. 프로판
  4. 부탄
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 표준상태에서의 기체 밀도를 이용하여 몰 질량을 계산하고, 이를 통해 기체 연료의 종류를 식별합니다.
    표준상태(0℃, 1기압)에서 기체 1kmol의 부피는 22.4 Nm³입니다.
    주어진 중량 1.96kg을 1 Nm³의 중량으로 가정하여 몰 질량을 계산합니다.
    $$M = \rho_0 · V_m$$

    $$M = 1.96 \text{ kg/Nm}^3 · 22.4 \text{ Nm}^3/\text{kmol}$$

    $$M = 43.904 \text{ kg/kmol}$$

    이 값은 프로판(C3H8)의 몰 질량 44 kg/kmol에 가장 가깝습니다.
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6. 다음 중 기체 연료의 장점이 아닌 것은?

  1. 운반과 저장이 용이하다.
  2. 대기오염이 적다.
  3. 연소조절이 용이하다.
  4. 적은 공기로 완전연소가 가능하다.
(정답률: 86%)
  • 기체 연료는 부피가 크고 폭발 위험이 있어 액체나 고체 연료에 비해 운반 및 저장이 어렵습니다.
    대기오염이 적다: 연소 시 재나 황산화물 발생이 적어 대기오염이 적습니다.
    연소조절이 용이하다: 공기와의 혼합이 쉬워 연소 조절이 용이합니다.
    적은 공기로 완전연소가 가능하다: 기체 상태로 공기와 잘 혼합되어 완전연소에 필요한 공기량이 적습니다.
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7. 조건과 같은 조성의 액체연료에 대한 이론공기량(Nm3/kg)은?

  1. 8.89
  2. 11.50
  3. 15.74
  4. 18.89
(정답률: 69%)
  • 이 문제는 액체연료의 성분 조성을 이용하여 이론공기량을 계산합니다.
    이론공기량(Nm³/kg) 공식:
    $$A_0 = 8.89 C + 26.7 H + 3.33 S - 3.33 O$$

    숫자 대입:
    $$A_0 = 8.89 × 0.70 + 26.7 × 0.10 + 3.33 × 0.05 - 3.33 × 0.05$$

    최종 결과:
    $$A_0 = 8.89$$
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8. 다음 중 액체연료 관리를 위해 최저의 온도로 위험도를 표시하는, 인화점 시험 방법이 아닌 것은?

  1. 태그식(Tag type) 시험법
  2. 봄브식(Bomb type) 시험법
  3. 클리브랜드식(Cleveland type) 시험법
  4. 아벨펜스키식( Abel pensky type) 시험법
(정답률: 64%)
  • 봄브식 시험법은 발열량 측정에 사용되는 방법으로, 인화점 시험 방법이 아닙니다.
    태그식(Tag type) 시험법: 인화점 시험 방법입니다.
    클리브랜드식(Cleveland type) 시험법: 인화점 시험 방법입니다.
    아벨펜스키식( Abel pensky type) 시험법: 인화점 시험 방법입니다.
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9. 굴뚝의 이론통풍력(Zt)을 다음 식으로 표시할 때 는 어떤값인가? (단, 식에서 T 는 절대온도(K), H 는 굴뚝높이(m), γ는 비중량(kg/m3), 첨자 a, g는 공기, 가스를 의미한다.)

  1. 표준상태하의
  2. 표준상태하의
  3. 배기상태하의
  4. 배기상태하의
(정답률: 48%)
  • 굴뚝의 이론통풍력 식에서 δ는 표준상태하의 배기가스 비중량과 공기 비중량의 비를 나타냅니다.
    표준상태하의 γa / γg: 분모와 분자가 바뀌어 오답.
    배기상태하의 γg / γa: 표준상태가 아닌 배기상태이므로 오답.
    배기상태하의 γa / γg: 표준상태가 아니며 분모와 분자가 바뀌어 오답.
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10. 고체연료의 연료비를 식으로 바르게 나타낸 것은?

(정답률: 73%)

  • 고체연료의 연료비는 고정 탄소 (%)를 휘발분 (%)으로 나눈 값입니다.

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11. 대기오염 방지를 위한 집진장치중 습식집진장치에 속하지 않는 것은?

  1. 백필터
  2. 충전탑
  3. 벤추리 스크라버
  4. 사이클론 스크라버
(정답률: 83%)
  • 백필터는 건식 집진장치에 속합니다.
    충전탑: 습식 집진장치에 속하므로 오답.
    벤추리 스크라버: 습식 집진장치에 속하므로 오답.
    사이클론 스크라버: 습식 집진장치에 속하므로 오답.
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12. 연소에 관한 용어, 단위 및 수식의 표현이 올바른 것은?

  1. 연소실 연발생율의 단위 : kcal/m2 h
  2. 화격자(火 格 子) 연소율의 단위 : kcal/m2 h
  3. 공기비(比 : m) =
  4. 고체연료의 저발열량(Hℓ)과 발열량 (Hf)의 관계식 : Hh=Hℓ-600(9H-W)(kcal/kg)
(정답률: 36%)
  • 화격자 연소율의 단위는 kcal/m²h가 맞습니다.
    연소실 연발생율의 단위 : kcal/m² h: 연소실 연발생율의 단위는 kcal/m³h이므로 오답.
    공기비(比 : m) = : 공기비 공식은 m = 실제 공기량 / 이론 공기량이므로 오답.
    고체연료의 저발열량(Hℓ)과 발열량 (Hf)의 관계식 : Hh=Hℓ-600(9H-W)(kcal/kg): 고체연료의 고발열량(Hh)과 저발열량(Hℓ)의 관계식은 Hh = Hℓ + 600(9H + W)이므로 오답.
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13. 탄소 1kg을 이론공기량으로 완전연소시켰을 때 나오는 연소가스량(Nm3)은?

  1. 8.90Nm3
  2. 1.87Nm3
  3. 16.67Nm3
  4. 22.40Nm3
(정답률: 67%)
  • 이 문제는 탄소 1kg을 이론공기량으로 완전연소시켰을 때 발생하는 연소가스량(Nm³)을 구하는 문제입니다.
    탄소(C) 1kg이 이론공기량으로 완전연소하면 이산화탄소(CO2)와 질소(N2)가 발생하며, 이들의 합이 총 연소가스량입니다.
    $$\text{CO}_2 \text{ 발생량} = \frac{1 \text{ kg}}{12 \text{ kg/kmol}} × 22.4 \text{ Nm}^3\text{/kmol}$$

    $$\text{CO}_2 \text{ 발생량} = 1.867 \text{ Nm}^3$$

    $$\text{N}_2 \text{ 발생량} = \frac{1 \text{ kg}}{12 \text{ kg/kmol}} × \frac{0.79}{0.21} × 22.4 \text{ Nm}^3\text{/kmol}$$

    $$\text{N}_2 \text{ 발생량} = 7.010 \text{ Nm}^3$$

    $$\text{총 연소가스량} = \text{CO}_2 \text{ 발생량} + \text{N}_2 \text{ 발생량}$$

    $$\text{총 연소가스량} = 1.867 \text{ Nm}^3 + 7.010 \text{ Nm}^3$$

    $$\text{총 연소가스량} = 8.877 \text{ Nm}^3 \approx 8.90 \text{ Nm}^3$$
  • 22.4/0.21*12
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14. 연소가스 분석결과 CO2 농도가 CO2max 값과 같을 때 공기비(m)는 얼마인가?

  1. 1.0
  2. 1.1
  3. 1.2
  4. 1.4
(정답률: 66%)
  • 이 문제는 연소가스 분석 결과 CO2 농도가 CO2max 값과 같을 때의 공기비를 묻는 문제입니다.
    CO2 농도가 최대값(CO2max)이 되는 시점은 이론 공기량으로 완전 연소될 때이며, 이때의 공기비(m)는 1.0입니다.
    1.1: 이론 공기량보다 10% 많은 공기가 공급된 상태로, CO2 농도는 CO2max보다 낮으므로 오답.
    1.2: 이론 공기량보다 20% 많은 공기가 공급된 상태로, CO2 농도는 CO2max보다 낮으므로 오답.
    1.4: 이론 공기량보다 40% 많은 공기가 공급된 상태로, CO2 농도는 CO2max보다 낮으므로 오답.
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15. 다음 중 일반 가스의 저장에 사용되지 않는 홀더는?

  1. 유수식 홀더
  2. 무수식 홀더
  3. 고압 홀더
  4. 저온식 홀더
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 일반 가스 저장에 사용되지 않는 홀더를 찾는 문제입니다.
    저온식 홀더는 액화천연가스(LNG)나 액화석유가스(LPG)와 같이 특정 가스를 액화하여 저온으로 저장하는 특수 홀더이므로 일반 가스 저장에 사용되지 않습니다.
    유수식 홀더: 물을 이용해 가스를 저장하는 일반적인 홀더입니다.
    무수식 홀더: 물 없이 피스톤이나 막을 이용해 가스를 저장하는 일반적인 홀더입니다.
    고압 홀더: 고압 상태로 가스를 저장하는 일반적인 홀더입니다.
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16. 생활 폐기물의 소각을 위한 연소기의 종류 중 다음에 설명하는 것에 해당하는 것은?

  1. 다단로식 소각로
  2. 스토커(Stoker)식 소각로
  3. 유동층식 소각로
  4. 로터리킬른식 소각로
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 제시된 설명에 해당하는 소각로의 종류를 묻는 문제입니다.
    유동층식 소각로는 밑에서 가스를 주입하여 불활성층을 띄운 후 가열하고, 상부에서 폐기물을 주입하여 태우는 방식으로, 폐기물은 순간적으로 연소하며 열효율이 좋고, 폐기물 주입 전 파쇄가 필요하다는 특징을 가집니다.
    다단로식 소각로: 여러 단의 로에서 폐기물을 이동시키며 연소시키는 방식으로, 파쇄가 불필요하므로 오답.
    스토커(Stoker)식 소각로: 화격자 위에서 폐기물을 이동시키며 연소시키는 방식으로, 파쇄가 불필요하므로 오답.
    로터리킬른식 소각로: 회전하는 원통형 로에서 폐기물을 연소시키는 방식으로, 파쇄가 불필요하므로 오답.
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17. 연료소비량이 50kg/h인 로(爐)의 연소실 체적이 30m3, 사용연료의 저위발열량이 5400kcal/ kg라 할 때 연소실 열발생율은 얼마인가? (단, 공기의 예열온도에 의한 영향은 무시한다.)

  1. 9000[m3/(kcal∙h)]
  2. 9000[kcal/(m3∙h)]
  3. 5000[m3/(kcal∙h)]
  4. 5000[kcal/m3∙h)]
(정답률: 64%)
  • 이 문제는 로(爐)의 연소실 열발생율을 계산하는 문제입니다.
    $$\text{연소실 열발생율} = \frac{\text{연료소비량} × \text{저위발열량}}{\text{연소실 체적}}$$

    $$\text{연소실 열발생율} = \frac{50 \text{ kg/h} × 5400 \text{ kcal/kg}}{30 \text{ m}^3}$$

    $$\text{연소실 열발생율} = 9000 \text{ kcal/(m}^3 · \text{h)}$$
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18. 연소에 있어서 과잉공기가 지나칠 때 나타나는 현상으로 틀린 설명은?

  1. 연소실 온도가 저하되고 완전연소 곤란
  2. 배기가스에 의한 열손실 증가
  3. 배기가스 온도가 높아지고 매연이 증가
  4. 열효율이 감소되고 연료 소비량이 증가
(정답률: 64%)
  • 과잉공기가 지나치면 연소 온도가 낮아지고 배기가스량이 증가하여 열손실이 커집니다.
    배기가스 온도는 낮아지고 매연은 감소하는 경향을 보입니다.
    연소실 온도가 저하되고 완전연소 곤란: 과잉공기로 인해 연소 온도가 낮아져 완전연소가 어려워지므로 옳은 설명.
    배기가스에 의한 열손실 증가: 과잉공기로 인해 배기가스량이 증가하여 열손실이 커지므로 옳은 설명.
    열효율이 감소되고 연료 소비량이 증가: 위와 같은 이유로 열효율이 감소하고 연료 소비량이 증가하므로 옳은 설명.
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19. 연료 연소시 탄산가스 최대치(CO2max)가 가장 높은 것은?

  1. 연료유
  2. 코크스로가스
  3. 역청탄
  4. 탄소
(정답률: 74%)
  • 연료 연소 시 탄산가스 최대치(CO2max)는 연료 중 탄소 함량이 높을수록, 그리고 수소 함량이 낮을수록 높아집니다.
    탄소는 100% 탄소로 구성되어 있어 CO2max가 가장 높습니다.
    연료유: 탄소 외에 수소 성분이 많아 CO2max가 탄소보다 낮으므로 오답.
    코크스로가스: 기체 연료로 수소 성분이 많아 CO2max가 탄소보다 낮으므로 오답.
    역청탄: 탄소 외에 수소, 산소 등 다른 성분이 포함되어 CO2max가 탄소보다 낮으므로 오답.
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20. 표준상태에 있는 공기 1m3 속에 산소는 약 몇 g이 함유되어 있는가?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 표준상태 공기 1m³에 포함된 산소의 질량을 계산하기 위해 이상기체 상태 방정식과 공기의 부피 조성을 활용합니다.
    산소 질량 = 공기 부피 / 표준 몰부피 × 산소 부피비 × 산소 분자량
    $$\text{산소 질량} = \frac{1 \text{ m}^3}{0.0224 \text{ m}^3/\text{mol}} × 0.21 × 32 \text{ g/mol}$$

    $$\text{산소 질량} \approx 300 \text{ g}$$
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2과목: 열역학

21. 포화 증기를 단열 팽창시키면 상태는?

  1. 과열증기가 된다.
  2. 과냉액이 된다.
  3. 포화수가 된다.
  4. 포화액이 된다.
(정답률: 67%)
  • 포화 증기를 단열 팽창시키면 압력이 낮아지고 온도가 감소하여 과열 증기 상태가 됩니다.
    과냉액이 된다: 단열 팽창은 온도를 낮추지만 액체 상태로 만들지는 않으므로 오답.
    포화수가 된다: 증기가 액체 상태인 포화수로 변하지 않으므로 오답.
    포화액이 된다: 증기가 액체 상태인 포화액으로 변하지 않으므로 오답.
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22. 다음 중 교축과정(Throttling Process)에서 생기는 현상과 무관한 것은?

  1. 엔탈피 일정
  2. 압력 강하
  3. 온도 강하
  4. 엔트로피 불변
(정답률: 58%)
  • 교축과정(Throttling Process)은 엔탈피가 일정하게 유지되는 과정이며, 압력 강하와 온도 강하가 발생합니다.
    하지만 엔트로피는 증가하는 비가역 과정이므로 불변이 아닙니다.
    엔탈피 일정: 교축과정의 정의에 따라 엔탈피는 일정합니다.
    압력 강하: 교축과정에서 유체가 좁은 통로를 지나면서 압력이 감소합니다.
    온도 강하: 이상기체의 경우 교축과정에서 온도가 일정하지만, 실제 기체는 줄-톰슨 효과에 의해 온도가 강하할 수 있습니다.
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23. 0℃와 100℃ 사이에서 조작되는 Carnot 냉동기의 성적계수(CP 또는 COP)는 얼마인가?

  1. 1.69
  2. 2.73
  3. 3.56
  4. 4.20
(정답률: 72%)
  • 이 문제는 카르노 냉동기의 성적계수(COP)를 계산하는 문제입니다.
    카르노 냉동기의 성적계수는 저온부 온도와 고온부 및 저온부 온도 차이의 비율로 계산합니다.
    (카르노 냉동기 성적계수)
    $$COP_{ref} = \frac{T_L}{T_H - T_L}$$

    (단, 온도는 절대온도 K를 사용합니다. 0℃ = 273.15 K, 100℃ = 373.15 K)
    (숫자 대입)
    $$COP_{ref} = \frac{273.15 K}{373.15 K - 273.15 K}$$

    $$COP_{ref} = \frac{273.15}{100}$$

    (최종 결과)
    $$COP_{ref} = 2.7315$$
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24. 1atm의 포화액을 10atm까지 단열압축시키는데 필요한 펌프의 일은? (단, v = 0.001m3/kg)

  1. 92.97kgfㆍm3/kg
  2. 95.05kgfㆍm3/kg
  3. 98.17kgfㆍm3/kg
  4. 101.17kgfㆍm3/kg
(정답률: 34%)
  • 이 문제는 펌프의 단열압축 일량을 구하는 문제입니다.
    펌프의 일은 유체의 비체적과 압력 변화량의 곱으로 계산합니다.
    (펌프의 일량)
    $$W = v (P_2 - P_1)$$

    (숫자 대입)
    $$W = 0.001 m^3/kg · (10 atm - 1 atm)$$

    $$W = 0.001 m^3/kg · (103320 kgf/m^2 - 10332 kgf/m^2)$$

    $$W = 0.001 m^3/kg · 92988 kgf/m^2$$

    (최종 결과)
    $$W = 92.988 kgf · m/kg$$

    (단, 1 atm = 10332 kgf/m² 이며, 문제의 단위 kgf·m³/kg는 kgf·m/kg의 오기로 판단합니다.)
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25. 증기압축 냉동사이클에서 응축온도는 동일하고 증발온도가 각각 아래와 같을 때 어느 경우에 이 사이클의 성능계수가 가장 큰가?

  1. -20℃
  2. -25℃
  3. -30℃
  4. -40℃
(정답률: 78%)
  • 증기압축 냉동사이클의 성능계수(COP)는 증발온도가 높을수록, 즉 응축온도와의 차이가 작을수록 커집니다.
    따라서 가장 높은 증발온도인 -20℃에서 성능계수가 가장 큽니다.
    -25℃: 증발온도가 낮아 성능계수가 작아 오답.
    -30℃: 증발온도가 낮아 성능계수가 작아 오답.
    -40℃: 증발온도가 가장 낮아 성능계수가 가장 작아 오답.
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26. 브레이튼 사이클(Brayton cycle)은 어떤 기관에 대한 이상적이 cycle 인가?

  1. 가스터빈 기관
  2. 증기 기관
  3. 가솔린 기관
  4. 디젤 기관
(정답률: 88%)
  • 브레이튼 사이클은 가스터빈 기관의 이상적인 열역학 사이클입니다.
    가스터빈은 압축, 연소, 팽창의 과정을 거치며 작동합니다.
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27. 엔탈피에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 경로에 따라 변화하는 값이다.
  2. 정압 과정에서는 엔탈피 변화량이 열량을 나타낸다.
  3. H = U + PV 로 정의된다.
  4. 계를 형성하는 물질의 양에 따라서 변화하는 값이다.
(정답률: 52%)
  • 엔탈피는 상태 함수이므로 경로에 따라 변화하는 값이 아니라, 초기 상태와 최종 상태에 의해서만 결정됩니다.
    경로에 따라 변화하는 값이다: 엔탈피는 상태 함수이므로 경로에 따라 변화하지 않고, 초기 상태와 최종 상태에 의해서만 결정됩니다.
    따라서 이 설명은 잘못되었습니다.
    정압 과정에서는 엔탈피 변화량이 열량을 나타낸다: 정압 과정에서 계가 흡수하거나 방출하는 열량은 엔탈피 변화량과 같습니다.
    H = U + PV 로 정의된다: 엔탈피의 정의식입니다.
    계를 형성하는 물질의 양에 따라서 변화하는 값이다: 엔탈피는 물질의 양에 비례하는 종량적 특성입니다.
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28. 열역학적 계란 고려하고자 하는 에너지 변화에 관계되는 물체를 포함하는 영역을 말하는데 이 중 폐쇄계(closed system)는 어떤 양의 교환이 없는 계를 말하는가?

  1. 에너지
  2. 질량
  3. 압력
  4. 온도
(정답률: 55%)
  • 폐쇄계는 계와 주위 사이에 질량 교환은 없지만, 에너지(열, 일) 교환은 가능한 열역학적 계를 말합니다.
    질량: 폐쇄계는 질량 교환이 없는 계입니다.
    에너지: 폐쇄계는 에너지 교환이 가능합니다.
    압력: 압력은 계의 상태를 나타내는 물리량이며, 계와 주위 간에 교환되는 양이 아닙니다.
    온도: 온도는 계의 상태를 나타내는 물리량이며, 계와 주위 간에 교환되는 양이 아닙니다.
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29. 증기압축 냉동사이클에서 증발기 입, 출구에서의 냉매의 엔탈피는 각각 29.2, 306.8 kcal/kg이 1시간에 1냉동톤당의 냉매 순환량[kg/h.RT]은 얼마인가? (단, 1냉동톤은 3320 kcal/h로 한다.)

  1. 15.04
  2. 11.96
  3. 13.85
  4. 14.06
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 증기압축 냉동사이클에서 1냉동톤당 냉매 순환량을 계산하는 문제입니다.
    냉매 순환량은 1냉동톤의 열량을 증발기에서의 냉매 엔탈피 변화량으로 나누어 구합니다.
    냉매 순환량 (m_dot) = 1냉동톤 / (증발기 출구 엔탈피 - 증발기 입구 엔탈피)
    $$m_{dot} = \frac{Q_{RT}}{h_{out} - h_{in}}$$

    $$m_{dot} = \frac{3320 \text{ kcal/h}}{306.8 \text{ kcal/kg} - 29.2 \text{ kcal/kg}}$$

    $$m_{dot} = 11.96 \text{ kg/h·RT}$$
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30. 폐쇄계의 등온과정에서 이상 기체가 행한 일(W)은? (단, 압력 P, 부피 V, 온도 T 는 제 1계에서 제 2계로 변하며 R은 상수)

(정답률: 67%)
  • 이 문제는 이상 기체의 폐쇄계 등온과정에서 행한 일(W)을 묻는 문제입니다.
    등온과정에서 이상 기체가 하는 일은 다음과 같이 표현됩니다.
    $$W = RT \ln(\frac{V_2}{V_1})$$

    또는
    $$W = RT \ln(\frac{P_1}{P_2})$$

    RT ln (P1/P2): 이상 기체의 등온과정에서 행한 일의 올바른 표현입니다.
    RT ln (P2/P1): 압력비가 역으로 되어 있어 오답.
    P1V1 ln (P1/P2): P1V1은 RT와 동일한 표현이지만, 문제에서 요구하는 형태가 아님.
    P1V1 ln (V2/V1): 부피비로 표현되었으며, 문제에서 요구하는 형태가 아님.
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31. 한 용기 내에 적당량의 순수 물질 액체가 갇혀 있을 때, 어느 특정 조건하에서 이 물질의 액체상과 기체상의 구별이 없어질 수 있다. 이러한 상태가 유지되기 위한 필요, 충분조건은?

  1. 임계압력 보다 낮고, 임계온도 보다 높을 것
  2. 임계압력 보다 낮을 것
  3. 임계온도 보다 낮을 것
  4. 임계압력 보다 높고, 임계온도 보다 높을 것
(정답률: 49%)
  • 액체와 기체는 상태가 다르지만, 둘 다 분자가 움직이는 것입니다. 액체는 분자 간 거리가 가깝고, 기체는 분자 간 거리가 멀어져 있습니다. 따라서, 액체에서 분자 간 거리가 멀어지면 기체로 변하게 됩니다. 이러한 변화를 일으키기 위해서는 액체의 분자 간 거리를 멀어지게 해야 합니다. 이를 위해서는 액체의 온도를 높여야 합니다. 그러나, 액체를 가열하다 보면 압력도 증가하게 됩니다. 이 압력이 일정한 임계압력을 넘어가면, 액체의 분자 간 거리가 멀어져서 기체로 변하게 됩니다. 따라서, 액체와 기체의 구별이 없어지기 위해서는 액체의 온도가 임계온도보다 높고, 압력이 임계압력보다 높아야 합니다. 따라서, 정답은 "임계압력 보다 높고, 임계온도 보다 높을 것"입니다.
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32. 실제 기체의 거동이 이상기체 법칙으로 표현될 수 있는 상태는?

  1. 압력이 낮고 온도가 임계온도 이상인 상태
  2. 압력과 온도가 모두 낮은 상태
  3. 압력은 임계압력 이상이고 온도가 낮은 상태
  4. 압력과 온도가 모두 임계점 이상인 상태
(정답률: 54%)
  • 이상기체 법칙은 기체 분자들이 서로 충돌하며 운동하는 것을 가정하고, 이러한 분자 운동에 의해 기체의 거동을 설명하는 법칙입니다. 따라서 압력이 낮고 온도가 임계온도 이상인 상태에서는 분자들이 충돌하는 빈도가 낮아져서 이상기체 법칙이 적용될 수 있습니다. 반면에 압력과 온도가 모두 낮은 상태에서는 분자들이 서로 충돌하는 빈도가 적어서 이상기체 법칙이 적용되지 않습니다. 또한 압력은 임계압력 이상이지만 온도가 낮은 상태에서는 분자들이 서로 충돌하는 빈도가 적어서 이상기체 법칙이 적용되지 않습니다. 마지막으로 압력과 온도가 모두 임계점 이상인 상태에서는 분자들이 충돌하는 빈도가 높아서 이상기체 법칙이 적용될 수 있습니다. 따라서 "압력이 낮고 온도가 임계온도 이상인 상태"가 이상기체 법칙이 적용될 수 있는 상태입니다.
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33. k = 1.3의 고온공기를 작동 물질로 하는 압축비 5의 오토사이클에 있어서 압축의 압력이 2.06[kg/cm2], 최고압력이 54[kg/cm2]일 때 평균 유효 압력은 몇 [kg/cm2]인가?

  1. 5.94
  2. 7.94
  3. 11.88
  4. 13.85
(정답률: 45%)
  • 평균 유효 압력은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    평균 유효 압력 = (최고압력 - 압축의 압력) / 압축비 + 1

    = (54 - 2.06) / 5 + 1

    = 11.88 [kg/cm^2]

    따라서 정답은 "11.88"입니다.
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34. Venturi meter를 사용하여 상온의 물의 유량을 측정한다. 입구지름 3.6cm, 노즐지름 1.8cm인 벤츄리를 장치하여 수은 manometer를 읽어 78.7mm일 때 유량은? (단, , 벤츄리 유출계수 : 0.98, 물의 비중 1, 수은의 비중 13.6)

  1. 1270cm2/sec
  2. 1317cm2/sec
  3. 15cm2/sec
  4. 11356cm2/sec
(정답률: 56%)
  • Venturi meter의 유출계수는 0.98이므로, 유량 Q는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = 0.98 × A1 × √(2gh)

    여기서 A1은 입구지름의 면적, h는 수은 manometer의 높이차이, g는 중력가속도이다. 수은의 비중은 13.6이므로, 수은 manometer의 높이차이는 다음과 같이 물의 압력으로 환산할 수 있다.

    h = 78.7mm × (1/13.6) = 5.79mm

    따라서, 유량 Q는 다음과 같다.

    Q = 0.98 × π(0.018/2)^2 × √(2 × 9.81 × 5.79)
    = 1317cm^2/sec

    따라서, 정답은 "1317cm^2/sec"이다.
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35. 는 어떤 에너지를 나타내는 식인가? (단, F는 힘을 나타낸다.)

  1. 일
  2. 열
  3. 유동일
  4. 위치 에너지
(정답률: 74%)
  • 이 식은 운동 에너지를 나타내는 식입니다. 이유는 F는 힘을 나타내는데, 이 식에서 F는 질량(m)과 가속도(a)의 곱으로 나타내어지는 운동 상태를 나타내는 값이기 때문입니다. 따라서 이 식은 운동 에너지를 나타내는 식인데, 이는 "일"에 해당합니다.
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36. 엔트로피에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 비가역 사이클에서는 클라우지우스(clausius)의 적분은 영이다.
  2. 엔트로피를 구하는 적분경로는 반드시 가역변화라야 한다.
  3. 엔트로피는 상태량이 아니다.
  4. 우주는 전체의 엔트로피가 궁극적으로 최대가 되는 방향으로 이동하지 않는다.
(정답률: 43%)
  • 엔트로피는 상태량이며, 그 변화는 가역 경로를 통해서만 계산될 수 있습니다.
    비가역 과정에서는 엔트로피가 항상 증가하거나 일정합니다.
    엔트로피를 구하는 적분경로는 반드시 가역변화라야 한다: 엔트로피는 상태량이지만, 엔트로피 변화(ΔS)를 계산하기 위한 적분(∫dQ/T)은 반드시 가역 경로를 따라야 합니다.
    비가역 과정의 엔트로피 변화를 구할 때는 동일한 초기 및 최종 상태를 갖는 가상의 가역 경로를 설정하여 계산합니다.
    따라서 정답입니다.
    비가역 사이클에서는 클라우지우스(clausius)의 적분은 영이다: 비가역 사이클에서는 클라우지우스 적분(∮dQ/T)이 0보다 작습니다. 0인 경우는 가역 사이클입니다.
    따라서 오답입니다.
    엔트로피는 상태량이 아니다: 엔트로피는 압력, 온도, 부피와 같은 상태량입니다.
    따라서 오답입니다.
    우주는 전체의 엔트로피가 궁극적으로 최대가 되는 방향으로 이동하지 않는다: 열역학 제2법칙에 따라 고립계인 우주의 엔트로피는 항상 증가하거나 일정하며, 궁극적으로 최대가 되는 방향으로 이동합니다.
    따라서 오답입니다.
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37. 상태량 간의 관계식 TdS = dH - VdP 에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, T 는 절대온도, S 는 엔트로피, H 는 엔탈피, V 는 비체적, P 는 압력)

  1. 이 식은 가역과정에 대해서 성립한다.
  2. 이 식은 비가역 과정에 대해서도 성립한다.
  3. 이 식은 가역과정의 경로에 따라 적분할 수 있다.
  4. 이 식은 비가역 과정의 경로에 대하여도 적분할 수 있다.
(정답률: 39%)
  • 상태량 간의 관계식 TdS = dH - VdP는 엔탈피의 정의와 열역학 제1법칙, 엔트로피 정의에서 유도되는 기본 열역학 관계식입니다.
    이 식은 상태량 간의 관계를 나타내므로, 과정의 가역성 여부와 관계없이 항상 성립합니다.
    이 식은 비가역 과정의 경로에 대하여도 적분할 수 있다: TdS = dH - VdP는 상태량 간의 관계식이므로 가역/비가역 과정 모두에 대해 성립하지만, 비가역 과정의 실제 경로를 따라 직접 적분하는 것은 불가능합니다.
    상태량의 변화는 경로에 무관하므로, 비가역 과정의 엔탈피나 엔트로피 변화를 계산할 때는 동일한 시작점과 끝점을 갖는 가상의 가역 경로를 설정하여 적분해야 합니다.
    따라서 오답입니다.
    이 식은 가역과정에 대해서 성립한다: 맞습니다.
    이 식은 비가역 과정에 대해서도 성립한다: 맞습니다.
    이 식은 가역과정의 경로에 따라 적분할 수 있다: 맞습니다.
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38. 랭킨(Rankine) 사이클에 대한 설명이다. 틀린 것은?

  1. 랭킨 사이클에도 단점이 존재한다.
  2. 카르노 사이클(Carnot cycle) 보다 효율이 낮다.
  3. Reheat cycle 의 단점을 개선한 cycle 이다.
  4. 포화수증기를 생산하는 사이클이다.
(정답률: 70%)
  • 랭킨 사이클은 증기 동력 사이클의 기본이며, 재열(Reheat) 사이클은 랭킨 사이클의 효율을 개선하기 위한 방법 중 하나입니다.
    Reheat cycle 의 단점을 개선한 cycle 이다: 랭킨 사이클은 Reheat cycle의 단점을 개선한 것이 아니라, Reheat cycle이 랭킨 사이클의 단점(터빈 출구 건도 저하, 효율 저하)을 개선하기 위해 고안된 사이클입니다.
    따라서 오답입니다.
    랭킨 사이클에도 단점이 존재한다: 맞습니다. (예: 낮은 평균 열 공급 온도, 터빈 출구 건도 저하)
    카르노 사이클(Carnot cycle) 보다 효율이 낮다: 맞습니다.
    카르노 사이클은 이상적인 사이클로, 실제 사이클인 랭킨 사이클보다 효율이 높습니다.
    포화수증기를 생산하는 사이클이다: 맞습니다.
    보일러에서 물을 가열하여 포화수증기 또는 과열증기를 생산합니다.
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39. T kg/cm2, 60℃에서 질소 2.3kg 산소 1.8kg의 기체 혼합물이 등엔트로피 상태로 압축되어 3.5kg/cm2 로 되었다. 이때 내부에너지 변화는 약 얼마인가? (단, Cv = 0.17kcal/kgㆍ℃, Cp = 0.24kcal/kgㆍ℃이고, 이 때 비열비(k)는 1.4이다)

  1. 80.31kcal
  2. 99.89kcal
  3. 105.37kcal
  4. 109.36kcal
(정답률: 40%)
  • 이 문제는 등엔트로피 과정에서 기체 혼합물의 내부에너지 변화를 계산하는 문제입니다.
    먼저 등엔트로피 관계식을 이용하여 최종 온도를 구한 후, 내부에너지 변화 공식을 적용합니다. (단, 문제의 'T kg/cm^2'는 1 kg/cm^2로 가정합니다.)
    $$\frac{T_2}{T_1} = (\frac{P_2}{P_1})^{\frac{k-1}{k}}$$

    $$T_1 = 60 + 273.15 = 333.15 \text{K}$$

    $$\frac{T_2}{333.15} = (\frac{3.5}{1})^{\frac{1.4-1}{1.4}} = (3.5)^{\frac{0.4}{1.4}} = (3.5)^{\frac{1}{3.5}}$$

    $$T_2 = 333.15 · (3.5)^{\frac{1}{3.5}} \approx 333.15 · 1.430 \approx 476.39 \text{K}$$

    $$Δ U = m_{total} · C_v · (T_2 - T_1)$$

    $$Δ U = (2.3 + 1.8) · 0.17 · (476.39 - 333.15)$$

    $$Δ U = 4.1 · 0.17 · 143.24 \approx 99.89 \text{kcal}$$
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40. 다음 중 일반적으로 냉매(refrigerant)로 사용되지 않는 것은?

  1. 암모니아(Ammonia)
  2. 프레온(Freon)
  3. 이산화탄소
  4. 오산화인
(정답률: 72%)
  • 오산화인(P2O5)은 강력한 탈수제로 사용되며, 냉매로서는 부적합합니다.
    암모니아(Ammonia): 산업용 냉매로 널리 사용됩니다.
    프레온(Freon): 과거에 널리 사용되었던 냉매의 총칭입니다.
    이산화탄소: 친환경 냉매로 사용이 증가하고 있습니다.
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3과목: 계측방법

41. 제어장치 중 기본 입력과 검출부 출력의 차를 조작부에 신호로 전하는 부분은?

  1. 조절부
  2. 검출부
  3. 비교부
  4. 제어부
(정답률: 80%)
  • 조절부는 기준 입력과 검출부 출력의 차이(편차)를 받아 제어 동작을 결정하고 조작부에 신호를 보냅니다.
    검출부: 제어량의 현재 값을 측정합니다.
    비교부: 기준 입력과 검출부 출력을 비교하여 편차를 만듭니다.
    제어부: 제어 시스템 전체를 의미합니다.
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42. 부자(float)식 액면계의 특징으로 잘못된 것은?

  1. 원리 및 구조가 간단하다.
  2. 기구가 간단하고 고장이 적다.
  3. 액면이 심하게 움직이는 곳에 사용하기 좋다.
  4. 액면 상, 하 한계에 경보용 리미트 스위치를 설치할 수 있다.
(정답률: 81%)
  • 부자식 액면계는 액면의 움직임에 직접 반응하므로, 액면이 심하게 움직이는 곳에서는 측정 오차가 커져 사용하기 부적합합니다.
    원리 및 구조가 간단하다: 맞는 설명입니다.
    기구가 간단하고 고장이 적다: 맞는 설명입니다.
    액면 상, 하 한계에 경보용 리미트 스위치를 설치할 수 있다: 맞는 설명입니다.
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43. 가스크로마토그래피는 주로 기체의 어떤 특성을 이용하여 분석하는 장치인가?

  1. 분자량
  2. 부피
  3. 분압
  4. 확산속도
(정답률: 78%)
  • 가스크로마토그래피는 혼합 기체 성분들이 고정상과 이동상 사이에서 분배되는 정도와 확산속도 차이를 이용하여 분리 및 분석합니다.
    분자량: 분자량 자체보다는 분자량에 따른 확산속도 차이가 중요합니다.
    부피: 부피는 직접적인 분석 원리가 아닙니다.
    분압: 분압은 직접적인 분석 원리가 아닙니다.
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44. 열관리 측정기기 중 Oval 미터는 주로 무엇을 측정하기 위한 것인가?

  1. 온도
  2. 압력
  3. 위치
  4. 유량
(정답률: 77%)
  • Oval 미터는 타원형 기어를 이용해 유체의 부피를 직접 측정하는 용적식 유량계입니다.
    온도: 온도계로 측정합니다.
    압력: 압력계로 측정합니다.
    위치: 위치 센서로 측정합니다.
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45. 자동제어의 방식에서 PID 동작이라 함은?

  1. 비례동작
  2. 비례, 적분, 미분동작
  3. 비례, 적분동작
  4. 미분, 적분동작
(정답률: 84%)
  • PID 동작은 비례(Proportional), 적분(Integral), 미분(Derivative) 동작의 약자로, 이 세 가지 제어 요소를 조합하여 시스템의 응답 특성을 개선하는 제어 방식이다.
    비례동작: P 동작만을 의미하므로 오답.
    비례, 적분동작: PI 동작만을 의미하므로 오답.
    미분, 적분동작: ID 동작만을 의미하므로 오답.
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46. 다음 중 계기의 정도(精度)보다 자동제어를 용이하게 하고자 할 때 자동제어와 원격조정에 용이한 압력계는?

  1. 분동식 압력계
  2. 2액마노메타 압력계
  3. 브르돈관식 압력계
  4. 플로우트식 압력계
(정답률: 55%)
  • 브르돈관식 압력계는 구조가 간단하고 전기적 신호로 변환이 용이하여 자동제어 및 원격조정에 적합하다.
    분동식 압력계: 정밀도는 높으나 자동제어 및 원격조정에는 부적합하므로 오답.
    2액마노메타 압력계: 주로 정밀 측정에 사용되며 자동제어에는 부적합하므로 오답.
    플로우트식 압력계: 주로 액면 측정에 사용되며 압력계로는 부적합하므로 오답.
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47. 액체봉입식 온도계의 장점이 아닌 것은?

  1. 구조가 간단하고 설치가 용이하다.
  2. 계기 자체에 다른 보조 전원이 필요없다.
  3. 전기식 온도계에 비해 미세한 변화를 검출하는데 적합하다.
  4. 취급이 용이하고 가격이 저렴하다.
(정답률: 70%)
  • 액체봉입식 온도계는 전기식 온도계에 비해 응답 속도가 느리고 미세한 온도 변화 감지에 불리하다.
    구조가 간단하고 설치가 용이하다: 액체봉입식 온도계의 장점이므로 오답.
    계기 자체에 다른 보조 전원이 필요없다: 액체봉입식 온도계의 장점이므로 오답.
    취급이 용이하고 가격이 저렴하다: 액체봉입식 온도계의 장점이므로 오답.
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48. 열전 온도계의 열전대 중 사용 온도가 가장 높은 것은?

  1. 동 - 콘스탄탄(CC)
  2. 철 - 콘스탄탄(IC)
  3. 크로멜 - 알루멜(CA)
  4. 백금 - 백금로듐(PR)
(정답률: 68%)
  • 백금 - 백금로듐(PR) 열전대는 고온 측정에 가장 적합하며, 일반적으로 1600℃ 이상까지 사용 가능하다.
    동 - 콘스탄탄(CC): 저온 측정에 주로 사용되므로 오답.
    철 - 콘스탄탄(IC): 중온 측정에 사용되므로 오답.
    크로멜 - 알루멜(CA): 비교적 넓은 온도 범위에 사용되지만 백금 - 백금로듐보다는 사용 온도가 낮으므로 오답.
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49. 가스의 상자성(常磁性)을 이용하여 만든 세라믹식 가스 분석계는?

  1. 가스크로마토그래피
  2. O2 가스계
  3. CO2 가스계
  4. SO2 가스계
(정답률: 76%)
  • O2 가스계는 산소의 상자성(paramagnetism)을 이용하여 농도를 측정하는 분석계이다.
    가스크로마토그래피: 혼합 가스를 분리하여 각 성분을 분석하는 장치이므로 오답.
    CO2 가스계: 이산화탄소는 상자성이 아닌 반자성(diamagnetism)을 띠므로 오답.
    SO2 가스계: 이산화황은 상자성이 아닌 반자성(diamagnetism)을 띠므로 오답.
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50. 다음 중 탄성 압력계의 탄성체가 아닌 것은?

  1. 벨로즈(bellows)
  2. 다이아프램(Diaphram)
  3. 리퀴드벌브(Liquid Bulb)
  4. 브르돈 튜브(Bourdon tube)
(정답률: 68%)
  • 리퀴드벌브(Liquid Bulb)는 온도계의 감온부로 사용되는 액체 충전 용기이며, 압력계의 탄성체와는 관련이 없습니다.
    벨로즈(bellows): 압력 변화에 따라 신축하는 주름관 형태의 탄성체입니다.
    다이아프램(Diaphragm): 압력에 의해 변형되는 얇은 막 형태의 탄성체입니다.
    브르돈 튜브(Bourdon tube): 압력에 의해 곡률이 변하는 C자형 또는 나선형 튜브 형태의 탄성체입니다.
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51. 탄성 압력계의 검정용 표준 등 교정에 쓰이는 시험기는?

  1. 기준 분동식 압력계
  2. 격막식 압력계
  3. 정밀 압력계
  4. 침종식 압력계
(정답률: 74%)
  • 탄성 압력계의 검정 및 교정에는 정밀한 기준 압력을 제공할 수 있는 기준 분동식 압력계가 사용됩니다.
    격막식 압력계: 압력 측정 방식의 하나로, 교정용 표준 시험기는 아닙니다.
    정밀 압력계: 일반적인 정밀 측정용 압력계를 지칭하며, 교정용 표준 시험기의 종류를 특정하지 않습니다.
    침종식 압력계: 액체의 밀도를 이용한 압력계로, 탄성 압력계의 교정용으로는 사용되지 않습니다.
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52. 전자 유량계의 특성에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 도전성 유체에만 한하여 사용한다.
  2. 압력손실은 거의 없다.
  3. 점도가 높은 유체는 사용하기 곤란하다.
  4. 응답이 매우 빠르다.
(정답률: 79%)
  • 전자 유량계는 유체의 점도 변화에 거의 영향을 받지 않으므로, 점도가 높은 유체에도 사용하기 곤란하다는 설명은 가장 거리가 멉니다.
    도전성 유체에만 한하여 사용한다: 전자 유량계는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 이용하므로, 유체가 반드시 도전성을 띠어야 합니다.
    압력손실은 거의 없다: 유로 내에 장애물이 없어 압력 손실이 매우 적습니다.
    응답이 매우 빠르다: 유체의 흐름 변화에 대한 응답 속도가 빠릅니다.
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53. 고압 밀폐 탱크의 액면 제어용으로 가장 많이 이용되는 액면계는?

  1. 편위식 액면계
  2. 차압식 액면계
  3. 부자식 액면계
  4. 기포식 액면계
(정답률: 60%)
  • 고압 밀폐 탱크의 액면 제어에는 부자식 액면계가 가장 적합합니다.
    부자식 액면계는 액체의 부력을 이용하여 액면을 측정하므로 고압 환경에서도 안정적으로 작동합니다.
    편위식 액면계: 주로 개방형 탱크나 저압 환경에 사용되므로 오답.
    차압식 액면계: 밀폐 탱크에 사용 가능하나, 부자식보다 구조가 복잡하고 고압 환경에서 정밀도 유지에 어려움이 있을 수 있어 가장 많이 이용된다고 보기는 어려우므로 오답.
    기포식 액면계: 주로 개방형 탱크나 부식성 액체에 사용되며, 고압 밀폐 탱크에는 적합하지 않으므로 오답.
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54. 유량 측정기기 중 유체가 흐르는 단면적이 변하므로서 직접 유체의 유량을 읽을 수 있는 기기, 즉 압력차를 측정할 필요가 없는 장치는?

  1. 오리피스 미터
  2. 벤추리 미터
  3. 로타 미터
  4. 피토 튜브
(정답률: 68%)
  • 로타 미터는 유체가 흐르는 단면적이 변하면서 부자가 뜨는 높이로 유량을 직접 지시하는 면적식 유량계로, 압력차를 측정할 필요가 없습니다.
    오리피스 미터: 차압식 유량계로 압력차를 측정하여 유량을 계산하므로 오답.
    벤추리 미터: 차압식 유량계로 압력차를 측정하여 유량을 계산하므로 오답.
    피토 튜브: 유체의 동압과 정압의 차이를 측정하여 유속을 계산하므로 오답.
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55. 열전 온도계의 열기전력은 무엇으로 측정하는가?

  1. 전위차
  2. 파고계
  3. 전력계
  4. 저항계
(정답률: 80%)
  • 열전 온도계는 두 종류의 금속 접합부에서 발생하는 열기전력(전위차)을 측정하여 온도를 파악합니다.
    파고계: 파형의 최고점 또는 최저점을 측정하는 장치이므로 오답.
    전력계: 전력을 측정하는 장치이므로 오답.
    저항계: 전기 저항을 측정하는 장치이므로 오답.
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56. 순간치를 측정하는 유량계에 속하지 않는 것은?

  1. 오벌(Oval) 유량계
  2. 벤튜리(Venturi) 유량계
  3. 오리피스(Orifice) 유량계
  4. 플로우노즐(Flow-nozzle) 유량계
(정답률: 68%)
  • 오벌(Oval) 유량계는 체적식 유량계로, 일정량의 유체를 계량하여 총 유량을 측정하는 적산 유량계에 속합니다.
    벤튜리(Venturi) 유량계: 차압식 유량계로 순간 유량을 측정하므로 오답.
    오리피스(Orifice) 유량계: 차압식 유량계로 순간 유량을 측정하므로 오답.
    플로우노즐(Flow-nozzle) 유량계: 차압식 유량계로 순간 유량을 측정하므로 오답.
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57. 다음 온도계 중 가장 높은 온도를 측정할 수 있는 온도계는?

  1. 열전 온도계
  2. 압력식 온도계
  3. 수은식 유리 온도계
  4. 광고온계
(정답률: 73%)
  • 광고온계는 물체에서 방출되는 복사 에너지를 측정하여 비접촉식으로 매우 높은 온도를 측정할 수 있습니다.
    열전 온도계: 접촉식으로 고온 측정이 가능하나, 광고온계보다 측정 범위가 낮으므로 오답.
    압력식 온도계: 비교적 낮은 온도 범위에 사용되므로 오답.
    수은식 유리 온도계: 측정 범위가 가장 낮고, 수은의 끓는점 이상은 측정 불가하므로 오답.
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58. 다음 중 미압 측정용에 가장 적절한 압력계는?

  1. 브르돈관식 압력계
  2. 경사관식 압력계
  3. 분동식 압력계
  4. 전기식 압력계
(정답률: 79%)
  • 경사관식 압력계는 경사각을 이용하여 액주계의 눈금 변화를 확대하여 미세한 압력 차이를 정밀하게 측정합니다.
    브르돈관식 압력계: 비교적 높은 압력 측정에 사용되므로 오답.
    분동식 압력계: 정밀한 압력 교정 및 고압 측정에 사용되므로 오답.
    전기식 압력계: 다양한 압력 범위에 사용되지만, 미압 측정에 특화된 것은 경사관식 압력계이므로 오답.
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59. 자동제어의 특성 설명으로 잘못된 것은?

  1. 작업능률이 향상된다.
  2. 인건비는 증가하나 시간이 절약된다.
  3. 작업에 따른 위험 부담이 감소한다.
  4. 원료나 연료를 경제적으로 운영할 수 있다.
(정답률: 88%)
  • 자동제어는 인력을 대체하여 인건비를 절감하는 효과가 있습니다.
    작업능률이 향상된다: 자동화로 인해 작업의 정확성과 속도가 증가하여 능률이 향상됩니다.
    작업에 따른 위험 부담이 감소한다: 사람이 직접 위험한 작업을 수행하지 않아 안전성이 높아집니다.
    원료나 연료를 경제적으로 운영할 수 있다: 정밀한 제어로 불필요한 소모를 줄여 경제적 운영이 가능합니다.
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60. 대기압이 758mmHg일 때 진공도 90%의 절대 압력(kg/cm2)을 계산하면?

  1. 0.927
  2. 0.103
  3. 0.002
  4. 0.836
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 진공도와 대기압을 이용하여 절대 압력을 계산하는 문제입니다.
    대기압을 kg/cm2 단위로 변환한 후, 진공도를 적용하여 절대 압력을 구합니다.
    $$P_{abs} = P_{atm} × (1 - \text{진공도})$$

    여기서 $$P_{atm}$$은 대기압(kg/cm2)입니다.
    대기압 변환: $$1 \text{ atm} = 760 \text{ mmHg} = 1.0332 \text{ kg/cm}^2$$
    $$P_{atm} = \frac{758 \text{ mmHg}}{760 \text{ mmHg}} × 1.0332 \text{ kg/cm}^2$$

    $$P_{abs} = P_{atm} × (1 - 0.90)$$

    $$P_{abs} = ( \frac{758}{760} × 1.0332 ) × 0.10$$

    $$P_{abs} = 0.103 \text{ kg/cm}^2$$
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 에너지이용합리화법상의 효율관리기자재에 속하지 않는 것은?

  1. 전기철도
  2. 조명기기
  3. 전기세탁기
  4. 자동차
(정답률: 66%)
  • 에너지이용합리화법상 효율관리기자재는 에너지 소비 효율을 관리하는 품목으로, 전기철도는 해당되지 않습니다.
    조명기기: 효율관리기자재에 해당합니다.
    전기세탁기: 효율관리기자재에 해당합니다.
    자동차: 효율관리기자재에 해당합니다.
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62. 다이어프램 밸브(diaphram valve)의 특징이 아닌 것은?

  1. 유체의 흐름이 주는 영향이 작다.
  2. 기밀을 유지하기 위한 패킹이 불필요하다.
  3. 유체의 역류를 방지하기 위한 것이다.
  4. 산 등의 화학 약품을 차단하는데 사용하는 밸브이다.
(정답률: 85%)
  • 다이어프램 밸브는 유량 조절 및 개폐용으로 사용되며, 유체의 역류 방지는 체크 밸브의 기능입니다.
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63. 다음 중 에너지이용합리화법령상 검사대상기기가 아닌 것은?

  1. 최고사용압력이 0.2MPa을 초과하는 기체를 보유하는 용기로 내용적이 0.04m이상인 2종 압력 용기
  2. 가스사용량이 15kg/h인 소형온수보일러
  3. 정격용량이 0.58MW 초과인 철금속가열로
  4. 전열면적 6m2, 최고사용압력 0.2MPa인 강철제보일러
(정답률: 58%)
  • 에너지이용합리화법령상 검사대상기기는 가스사용량이 17kg/h 이상인 보일러이므로, 15kg/h인 소형온수보일러는 검사대상기기가 아니다.
    최고사용압력이 0.2MPa을 초과하는 기체를 보유하는 용기로 내용적이 0.04m²이상인 2종 압력 용기: 검사대상기기에 해당한다.
    정격용량이 0.58MW 초과인 철금속가열로: 검사대상기기에 해당한다.
    전열면적 6m², 최고사용압력 0.2MPa인 강철제보일러: 전열면적 6m² 이상 또는 최고사용압력 0.2MPa 초과인 보일러는 검사대상기기에 해당한다.
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64. 다음 중 산성 내화물에 속하는 것은?

  1. 고알루미나질
  2. 크롬-마그네시아질
  3. 마그네시아질
  4. 샤모트질
(정답률: 70%)
  • 샤모트질 내화물은 주성분이 SiO2로 산성 내화물에 속한다.
    고알루미나질: 중성 내화물이다.
    크롬-마그네시아질: 염기성 내화물이다.
    마그네시아질: 염기성 내화물이다.
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65. 에너지이용합리화법에 규정된 국가에너지절약추진위원회의 위원에 포함되지 않는 자는?

  1. 환경부장관
  2. 기획예산처장관
  3. 노동부장관
  4. 과학기술부장관
(정답률: 68%)
  • 에너지이용합리화법에 따른 국가에너지절약추진위원회 위원에는 노동부장관이 포함되지 않는다.
    환경부장관: 위원에 포함된다.
    기획예산처장관: 위원에 포함된다.
    과학기술부장관: 위원에 포함된다.
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66. 내화물의 구비조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 화학적으로 침식되지 않을 것
  2. 내마모성이 클 것
  3. 온도의 급격한 변화에 의해 파손이 적을 것
  4. 상온 20℃ 및 사용온도에서 압축강도가 적을 것
(정답률: 84%)
  • 내화물은 고온에서 높은 압축강도를 유지해야 하므로, 압축강도가 적을 것이라는 조건은 거리가 멀다.
    화학적으로 침식되지 않을 것: 내화물의 중요한 구비조건이다.
    내마모성이 클 것: 내화물의 중요한 구비조건이다.
    온도의 급격한 변화에 의해 파손이 적을 것: 내화물의 중요한 구비조건이다.
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67. 연소가스(화염)의 진행방향에 따라 요로를 분류한 명칭인 것은?

  1. 연속식 가마
  2. 도염식 가마
  3. 직화식 가마
  4. 가스 가마
(정답률: 89%)
  • 도염식 가마는 화염이 연소실 천장에 부딪혀 아래로 꺾여 내려오면서 피가열물을 가열하는 방식이다.
    연속식 가마: 가마의 운전 방식에 따른 분류이므로 오답.
    직화식 가마: 화염이 피가열물에 직접 닿는 방식이므로 오답.
    가스 가마: 연료 종류에 따른 분류이므로 오답.
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68. 다음 중 규석벽돌의 특성이 아닌 것은?

  1. 내마모성이 좋다.
  2. 열전도율이 낮다.
  3. 내화도가 높다. (SK 31~33)
  4. 저온에서 스폴링이 발생되기 쉽다.
(정답률: 19%)
  • 규석벽돌은 열전도율이 비교적 높은 편이므로, 열전도율이 낮다는 설명은 틀린 특성입니다.
    내마모성이 좋다: 규석벽돌의 특성 중 하나이므로 오답.
    내화도가 높다. (SK 31~33): 규석벽돌의 주요 특성 중 하나이므로 오답.
    저온에서 스폴링이 발생되기 쉽다: 규석벽돌은 저온에서 급격한 온도 변화에 취약하여 스폴링이 발생하기 쉬우므로 오답.
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69. 에너지이용합리화법에서 에너지관리공단의 이사장은 누가 임명하는가?

  1. 산업자원부장관
  2. 노동부장관
  3. 행정자치부장관
  4. 에너지관리공단 이사회
(정답률: 77%)
  • 에너지이용합리화법에 따라 에너지관리공단의 이사장은 산업자원부장관이 임명합니다.
    노동부장관: 관련 법규상 임명권자가 아니므로 오답.
    행정자치부장관: 관련 법규상 임명권자가 아니므로 오답.
    에너지관리공단 이사회: 이사장을 임명하는 주체가 아니므로 오답.
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70. 요로의 목적에 해당되지 않는 것은?

  1. 물체의 용융을 목적으로 하는 것
  2. 조직 변화를 수반하는 소성, 가공을 목적으로 하는 것
  3. 연료를 연소시켜 용기내의 액체를 수증기화 하는 것
  4. 금속 등의 조직변화 및 변형을 제거하기 위한 것
(정답률: 64%)
  • 연료를 연소시켜 용기내의 액체를 수증기화 하는 것은 보일러의 목적이며, 요로의 목적이 아닙니다.
    물체의 용융을 목적으로 하는 것: 요로의 목적에 해당.
    조직 변화를 수반하는 소성, 가공을 목적으로 하는 것: 요로의 목적에 해당.
    금속 등의 조직변화 및 변형을 제거하기 위한 것: 요로의 목적에 해당.
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71. 다음 중 최고 안전 사용온도(℃)가 가장 낮은 보온재는?

  1. 염화비닐 포옴
  2. 포옴글래스
  3. 암면
  4. 규산칼슘
(정답률: 74%)
  • 염화비닐 포옴은 다른 보온재에 비해 최고 안전 사용온도가 가장 낮습니다.
    포옴글래스: 400℃까지 사용 가능하여 오답.
    암면: 650℃까지 사용 가능하여 오답.
    규산칼슘: 650℃까지 사용 가능하여 오답.
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72. 보온.단연재를 구분할 때 약 850 ~ 1200℃ 정도까지 견디는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 단열재
  2. 보온재
  3. 보냉재
  4. 내화 단열재
(정답률: 58%)
  • 약 850 ~ 1200℃ 정도의 고온을 견디는 재료는 고온용 단열재로 분류되며, 일반적으로 단열재라고 칭합니다.
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73. 에너지이용합리화법령에 규정된 특정열사용 기자재 품목이 아닌 것은?

  1. 축열식 전기보일러
  2. 태양열 집열기
  3. 철금속 가열로
  4. 용광로
(정답률: 62%)
  • 에너지이용합리화법령에 규정된 특정열사용 기자재 품목에는 축열식 전기보일러, 태양열 집열기, 철금속 가열로 등이 포함되지만, 용광로는 해당 품목에 속하지 않습니다.
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74. 각종 내화벽돌을 쌓을 때 결합제로 사용되는 내화모르타르의 분류에 속하지 않는 것은?

  1. 열경성 내화모르타르
  2. 화경성 내화모르타르
  3. 기경성 내화모르타르
  4. 수경성 내화모르타르
(정답률: 62%)
  • 내화모르타르의 분류에는 기경성, 수경성, 열경성 등이 있으며, 화경성 내화모르타르는 일반적인 분류에 속하지 않습니다.
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75. 다음 중 보온재로 쓸 때 열전도율이 가장 낮은 재료는? (단, 열전도율의 단위는 kcal/m∙h℃, 온도는 70±5℃ 때)

  1. 양면
  2. 폴리우레탄폼
  3. 유리섬유
  4. 퍼얼라이트
(정답률: 52%)
  • 폴리우레탄폼은 다른 보기의 재료들에 비해 열전도율이 가장 낮아 보온재로 사용할 때 단열 성능이 가장 우수합니다.
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76. 캐스타블 내화물의 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 소성할 필요가 없다.
  2. 건조, 소성시 수축이 적다.
  3. 접합부없이 노체를 구축할 수 있다.
  4. 내스폴링성이 작고 열전도율이 크다.
(정답률: 73%)
  • 캐스타블 내화물은 일반적으로 내스폴링성이 우수하고, 열전도율은 낮은 편입니다.
    따라서 내스폴링성이 작고 열전도율이 크다는 설명은 옳지 않습니다.
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77. 로내 강의 산화를 다소 감소시킬 수 있는 연소가스는?

  1. O2
  2. CO
  3. CO2
  4. H2O
(정답률: 50%)
  • CO(일산화탄소)는 환원성 가스로, 로내에서 강철의 산화를 억제하는 역할을 합니다.
    O2: 산소는 산화 반응을 촉진하므로 오답.
    CO2: 이산화탄소는 산화성 분위기를 조성할 수 있으므로 오답.
    H2O: 수증기는 고온에서 강철과 반응하여 산화를 유발할 수 있으므로 오답.
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78. 에너지이용합리화법령에 규정된 검사의 종류와 적용대상이 틀리게 연결된 것은?

  1. 용접검사 : 동체.경판 및 이와 유사한 부분을 용접으로 제조하는 경우의 검사
  2. 구조검사 : 강판, 관 또는 주물류를 용접, 확대, 조립, 주조 등에 의하여 제조하는 경우의 검사
  3. 개조검사 : 증기보일러를 온수보일러로 개조하는 경우의 검사
  4. 재사용검사 : 사용 중 연속 재사용하고자 하는 경우의 검사
(정답률: 53%)
  • 재사용검사는 사용을 중지한 열사용기자재를 다시 사용하고자 하는 경우에 실시하는 검사입니다.
    용접검사 : 동체.경판 및 이와 유사한 부분을 용접으로 제조하는 경우의 검사: 용접검사의 정의로 맞습니다.
    구조검사 : 강판, 관 또는 주물류를 용접, 확대, 조립, 주조 등에 의하여 제조하는 경우의 검사: 구조검사의 정의로 맞습니다.
    개조검사 : 증기보일러를 온수보일러로 개조하는 경우의 검사: 개조검사의 정의로 맞습니다.
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79. ( ) 안에 알맞은 것은?

  1. 5일, 산업자원부장관
  2. 10일, 시.도지사
  3. 7일, 시.도지사
  4. 15일, 산업자원부장관
(정답률: 68%)
  • 에너지이용합리화법령에 따라 검사기관의 장은 매달 검사실적을 다음 달 10일까지 시·도지사에게 보고해야 합니다.
    5일, 산업자원부장관: 보고 기한과 대상이 틀립니다.
    7일, 시.도지사: 보고 기한이 틀립니다.
    15일, 산업자원부장관: 보고 기한과 대상이 틀립니다.
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80. 에너지이용합리화법령에서 정한 검사의 유효 기간이 잘못된 것은?

  1. 보일러 설치검사 : 1년
  2. 압력용기 개조검사 : 1년
  3. 보일러 설치장소 변경검사 : 1년
  4. 압력용기 재사용검사 : 2년
(정답률: 30%)
  • 에너지이용합리화법령에 따르면 압력용기 개조검사의 유효 기간은 검사 합격일로부터 4년입니다.
    보일러 설치검사 : 1년: 보일러 설치검사의 유효 기간은 1년으로 맞습니다.
    보일러 설치장소 변경검사 : 1년: 보일러 설치장소 변경검사의 유효 기간은 1년으로 맞습니다.
    압력용기 재사용검사 : 2년: 압력용기 재사용검사의 유효 기간은 2년으로 맞습니다.
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5과목: 열설비설계

81. 다음 중 보일러수로서 알맞은 [pH]는?

  1. 5 전후
  2. 7 전후
  3. 11 전후
  4. 12 이상
(정답률: 85%)
  • 보일러수는 부식 방지 및 스케일 생성을 억제하기 위해 약알칼리성을 유지해야 합니다.
    보일러수의 적정 pH는 11 전후로, 이는 보일러 내부의 금속 부식을 방지하고 스케일 형성을 억제하는 데 가장 적합한 약알칼리성 범위입니다.
    5 전후: 산성으로 보일러 금속의 부식을 촉진하여 오답.
    7 전후: 중성으로 부식 방지 효과가 미미하여 오답.
    12 이상: 너무 강한 알칼리성으로 캐리오버(carry-over) 현상이나 특정 금속의 부식을 유발할 수 있어 오답.
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82. 3×1. 5×0.1인 탄소강판의 열전도계수가 35kcal/mh℃, 아래면의 표면온도는 40℃로 단열되고, 위 표면온도는 30℃일 때 주위공기 온도를 20℃라 하면 위 표면으로 부터의 대류 열전달계수(kcal/m2h℃)는?

  1. 200kcal/m2h℃
  2. 250kcal/m2h℃
  3. 300kcal/m2h℃
  4. 350kcal/m2h℃
(정답률: 31%)
  • 이 문제는 판을 통한 열전도량과 위 표면으로부터 주위 공기로의 대류 열전달량이 평형을 이룬다는 원리를 적용하여 대류 열전달계수를 구합니다.
    $$k \frac{T_{bottom} - T_{top}}{L} = h (T_{top} - T_{air})$$

    (여기서 k는 열전도계수, L은 두께, T_bottom은 아래면 온도, T_top은 위 표면 온도, T_air는 주위 공기 온도, h는 대류 열전달계수)
    주어진 두께 0.1은 0.1 m로 간주하여 계산합니다.
    $$35 \frac{40 - 30}{0.1} = h (30 - 20)$$

    $$35 \frac{10}{0.1} = h (10)$$

    $$h = 350 kcal/m^2h℃$$
  • 35*(40-10)
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83. 보일러의 용접 설계에서 두께가 다른 판을 맞대기 이음할 때 중심선을 일치시킬 경우 얼마 이하의 기울기로 가공하여야 하는가?

  1. 1/2
  2. 1/3
  3. 1/4
  4. 1/5
(정답률: 72%)
  • 보일러 용접 설계 시 두께가 다른 판을 맞대기 이음할 경우, 응력 집중을 방지하고 용접 품질을 확보하기 위해 중심선을 일치시키면서 특정 기울기 이하로 가공해야 합니다.
    두께가 다른 판을 맞대기 이음할 때 중심선을 일치시킬 경우, 1/3 이하의 기울기로 가공하여야 합니다.
    1/2: 기준을 초과하여 오답.
    1/4: 기준에 부합하지만, 가장 적절한 최소 기준은 1/3이므로 오답.
    1/5: 기준에 부합하지만, 가장 적절한 최소 기준은 1/3이므로 오답.
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84. 보일러 제조검사 중 용접건사를 기계적 시험으로 하려한다. 표면굽힘 시험에서 용접부의 넓은 쪽이 바깥이 되도록 미리 시험편의 양 끝각 1/3을 약 30도 굽혀 양끝을 서서히 눌러 용접부 표점간의 연신율을 얼마 이상 굽어질 때까지 실시하여야 하는가?

  1. 10%
  2. 20%
  3. 30%
  4. 40%
(정답률: 49%)
  • 보일러 용접부의 표면 굽힘 시험은 용접부의 연성 및 결함 유무를 확인하기 위한 기계적 시험으로, 특정 연신율 이상 굽어질 때까지 실시해야 합니다.
    표면 굽힘 시험에서 용접부 표점간의 연신율은 30% 이상 굽어질 때까지 실시해야 합니다.
    10%: 기준 미달로 오답.
    20%: 기준 미달로 오답.
    40%: 최소 기준은 30%이므로 오답.
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85. 어느 보일러의 2시간 동안 증발량이 3600kg이고, 증기압이 5kg/cm2, 급수온도는 80℃라고 한다. 이 압력에서 증기의 엔탈피는 640kcal/kg일 때 증발계수는 얼마인가? (단, 물의 잠열은 539kcal/kg이다.)

  1. 0.89
  2. 1.04
  3. 1.41
  4. 1.62
(정답률: 42%)
  • 이 문제는 증발계수 공식을 적용하여 보일러의 증발계수를 구합니다.
    $$F_e = \frac{H - h_w}{539}$$

    (여기서 F_e는 증발계수, H는 증기 엔탈피, h_w는 급수 엔탈피)
    급수 엔탈피 h_w는 급수 온도 80℃이므로 80 kcal/kg입니다.
    $$F_e = \frac{640 - 80}{539}$$

    $$F_e = 1.04$$
  • 640-80/539
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86. 이온교환수지 재생에서의 재생방법으로 적합한 것은?

  1. 양이온교환수지는 가성 소다, 암모니아로 재생한다.
  2. 양이온교환수지는 소금 혹은 염화수소, 황산으로 재생한다.
  3. 음이론교환수지는 소금 혹은 황산으로 재생한다.
  4. 음이온교환수지는 암모니아 혹은 황산으로 재생한다.
(정답률: 43%)
  • 양이온교환수지는 주로 강산(염화수소, 황산)이나 염(소금)을 사용하여 재생합니다.
    양이온교환수지는 가성 소다, 암모니아로 재생한다.: 가성 소다(NaOH)와 암모니아(NH3)는 음이온교환수지 재생에 사용되므로 오답.
    음이온교환수지는 소금 혹은 황산으로 재생한다.: 소금(NaCl)과 황산(H2SO4)은 양이온교환수지 재생에 사용되므로 오답.
    음이온교환수지는 암모니아 혹은 황산으로 재생한다.: 황산은 양이온교환수지 재생에 사용되므로 오답.
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87. 다음 중 특수열매체 보일러에서 가열 유체로 사용되는 것은?

  1. 폴리아미드
  2. 다우샴액
  3. 텍스트린
  4. 에스테르
(정답률: 53%)
  • 다우샴액(Dowtherm)은 고온에서 안정성이 뛰어나 특수열매체 보일러의 가열 유체로 널리 사용됩니다.
    폴리아미드: 고분자 물질로 열매체로 사용되지 않습니다.
    텍스트린: 전분 가수분해물로 열매체와 관련이 없습니다.
    에스테르: 유기 화합물의 한 종류이나, 특수열매체 보일러의 가열 유체로 직접적으로 사용되는 일반적인 명칭은 아닙니다.
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88. 외경 76mm, 내경 68mm, 유효길이 4800mm의 수관 96개로된 수관식 보일러가 있다. 이 보일러의 시간당 증발량은? (단, 수관이외 부분의 전열면적은 무시하며, 전열면적 1m2당의 증발량은 26.9kg/h 이다.)

  1. 2659 kg/h
  2. 2759 kg/h
  3. 2859 kg/h
  4. 2959 kg/h
(정답률: 48%)
  • 이 문제는 수관식 보일러의 총 전열면적을 계산한 후, 단위 전열면적당 증발량을 곱하여 총 증발량을 구합니다.
    총 전열면적 (A_total) = π × 외경 (D_outer) × 유효길이 (L) × 수관 개수 (N)
    시간당 증발량 (E) = 총 전열면적 (A_total) × 단위 전열면적당 증발량 (E_unit)
    $$A_{total} = π · D_{outer} · L · N$$

    $$E = A_{total} · E_{unit}$$

    $$A_{total} = π · 0.076 \text{ m} · 4.8 \text{ m} · 96 \text{ 개} = 110.01 \text{ m}^2$$

    $$E = 110.01 \text{ m}^2 · 26.9 \text{ kg/h/m}^2 = 2959.269 \text{ kg/h}$$

    $$E = 2959 \text{ kg/h}$$
  • 26.9*0.76*3.14*0.48*96
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89. 연관 보일러에서 연관의 최소 피치를 계산하는데 사용하는 식은? (단, P는 연관의 최소 피치(mm), t는 연관판의 두계(mm), d는 관 구멍의 지름(mm)이다.)

(정답률: 69%)
  • 연관 보일러의 연관 최소 피치 P는 관 구멍 지름 d와 연관판 두께 t에 따라 정해지는 공식입니다.
    다른 보기들은 연관 최소 피치 계산식이 아니므로 오답.
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90. 노통보일러에서 일어나는 팽창을 흡수하는 역학을 하는 것은?

  1. 엔드플레이트
  2. 프라이밍 방지기
  3. 가셋스테이
  4. 애덤슨조인트
(정답률: 53%)
  • 애덤슨 조인트는 노통 보일러의 노통에 설치되어 열팽창으로 인한 응력을 완화하고 변형을 흡수하는 역할을 한다.
    엔드플레이트: 보일러의 양 끝을 막는 판으로 팽창 흡수와는 직접 관련 없으므로 오답.
    프라이밍 방지기: 보일러 수위 변동 시 증기 내 수분 혼입을 방지하는 장치이므로 오답.
    가셋스테이: 보일러의 평판부를 지지하여 변형을 방지하는 보강재이므로 오답.
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91. 그림과 같이 두께가 L인 무한 판형 열전도시스템에서 X방향으로만 열전달이 일어나고, 내부에서 열의 발생 혹은 소멸이 없으며 일정 상태의 열전도가 이루어졌다고 가정할 때, 판내부에서의 X 에 따른 온도분포를 나타내는 식을 유도하면? (단, 열전도에 대한 일반식은 )

(정답률: 44%)
  • 이 문제는 정상 상태, 1차원 열전도, 내부 열 발생이 없는 평판에서의 온도 분포를 나타내는 식을 유도합니다.
    [기본 공식] (열전도에 대한 일반식)
    $$k abla^2 T + q^* = \rho C_v \frac{dT}{dt}$$

    [조건 적용 및 적분] (1차원, 정상상태, 열발생 없음 조건 적용 및 적분)
    $$\frac{d^2 T}{dX^2} = 0$$

    $$T = C_1 X + C_2$$

    (경계조건 T(0)=T_2, T(L)=T_1 적용)
    $$C_1 = \frac{T_1 - T_2}{L}, C_2 = T_2$$

    [최종 결과]
    $$T = (T_1 - T_2) \frac{X}{L} + T_2$$
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92. 향류열교환기의 대수평균온도차가 300℃, 열관류율이 15kcal/m2h℃, 열교환면적이 8m 일 때 열교환 열량은 몇 kcal/h인가?

  1. 16000
  2. 26000
  3. 36000
  4. 46000
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 열교환기의 열전달량을 구하는 기본 공식을 적용합니다.
    열교환 열량 Q = 열관류율 U × 열교환면적 A × 대수평균온도차 ΔT_lm
    $$Q = U · A · Δ T_{lm}$$

    $$Q = 15 · 8 · 300$$

    $$Q = 36000$$
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93. 다음 중 보일러의 노통을 보일러 통에 대해 편심으로 설치하여 물의 순환작용을 촉진시켜 줄 수 있는 보일러는?

  1. 코르니쉬 보일러
  2. 라몬트 보일러
  3. 케와니 보일러
  4. 기관차 보일러
(정답률: 74%)
  • 코르니쉬 보일러는 노통을 보일러 통에 편심으로 설치하여 물의 순환을 원활하게 한다.
    라몬트 보일러: 강제 순환 보일러이므로 오답.
    케와니 보일러: 연관식 보일러의 일종으로 편심 노통과 관련 없으므로 오답.
    기관차 보일러: 이동식 보일러로 편심 노통과 관련 없으므로 오답.
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94. 보일러와 압력용기에서 일반적으로 사용되는 계산식에 의해 산정되는 두께로서 부식여유를 포함한 두께를 무엇이라 하는가?

  1. 계산 두께
  2. 실제 두께
  3. 최소 두께
  4. 최대 두께
(정답률: 68%)
  • 최소 두께는 계산 두께에 부식 여유를 더하여 안전성을 확보한 두께를 의미한다.
    계산 두께: 부식 여유를 포함하지 않은 이론적인 두께이므로 오답.
    실제 두께: 제작 후 측정되는 두께로, 설계상의 최소 두께와 다를 수 있으므로 오답.
    최대 두께: 일반적으로 사용되는 용어가 아니므로 오답.
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95. 랜커셔 보일러에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 같은 지름의 코르니쉬 보일러와 비교하면 전열면적이 크다.
  2. 노통이 1개이다.
  3. 노내 온도의 급강하가 적다.
  4. 원통형의 노통이 2개이다.
(정답률: 69%)
  • 랜커셔 보일러는 원통형의 노통이 2개인 보일러입니다.
    같은 지름의 코르니쉬 보일러와 비교하면 전열면적이 크다: 노통이 2개이므로 코르니쉬 보일러(노통 1개)보다 전열면적이 크다.
    노내 온도의 급강하가 적다: 수량이 많아 열용량이 커서 온도 변화가 적다.
    원통형의 노통이 2개이다: 랜커셔 보일러의 특징이다.
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96. 4mm두께 강판을 맞대기용접 이음시 적합한 용접형식은?

  1. V형
  2. I형
  3. X형
  4. H형
(정답률: 38%)
  • 4mm 이하의 얇은 강판은 개선(beveling) 없이 I형 맞대기 용접이 적합합니다.
    V형: 6mm 이상의 두꺼운 판에 주로 사용된다.
    X형: 양면 용접이 가능하며 두꺼운 판에 사용된다.
    H형: 일반적인 용접 이음 형식이 아니다.
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97. 증기압력 1.2kg/cm2 의 포화증기(포화온도 104.25℃, 증발잠열 536.1kcal/kg)를 이송시키는 내경 52.9mm, 길이 50m인 강관 끝에 설치할 트랩 용량(kg/h)은? (단, 강관 총중량 : 270kg, 강관비열 : 0.115kcal/kg℃, 외부온도 0℃, 트랩안전계수 : 3, 관 증기유동시간 : 5분)

  1. 157.3kg/h
  2. 179.6kg/h
  3. 217.4kg/h
  4. 232.7kg/h
(정답률: 38%)
  • 이 문제는 강관의 예열에 필요한 열량과 시간당 응축량을 계산하여 트랩 용량을 구합니다.
    $$Q_{pipe} = M_{pipe} · C_{pipe} · (T_{sat} - T_{ext})$$

    $$M_{5min} = \frac{Q_{pipe}}{L_{latent}}$$

    $$M_{hour} = M_{5min} · \frac{60}{t_{flow}}$$

    $$Trap_{capacity} = M_{hour} · Safety_{factor}$$

    $$Q_{pipe} = 270 · 0.115 · (104.25 - 0) = 3237.975 \text{ kcal}$$

    $$M_{5min} = \frac{3237.975}{536.1} = 6.0399 \text{ kg}$$

    $$M_{hour} = 6.0399 · \frac{60}{5} = 72.4788 \text{ kg/h}$$

    $$Trap_{capacity} = 72.4788 · 3$$

    $$Trap_{capacity} = 217.4 \text{ kg/h}$$
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98. 자연순환식 수관보일러의 물의 순환에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 순환을 높이기 위하여 수관을 경사지게 한다.
  2. 순환을 높이기 위하여 수관 직경을 크게 한다.
  3. 순환을 높이기 위하여 보일러수의 비중차를 크게 한다.
  4. 발생증기의 압력이 높을수록 순환력이 커진다.
(정답률: 38%)
  • 발생 증기 압력이 높아지면 포화 온도가 상승하여 비중차가 감소하므로 순환력이 약해집니다.
    순환을 높이기 위하여 수관을 경사지게 한다: 순환을 촉진한다.
    순환을 높이기 위하여 수관 직경을 크게 한다: 유동 저항을 줄여 순환을 촉진한다.
    순환을 높이기 위하여 보일러수의 비중차를 크게 한다: 비중차는 순환력의 주요 원동력이다.
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99. 다음 중 스케일의 주성분에 해당되지 않은 것은?

  1. 탄산칼슘
  2. 규산칼슘
  3. 탄산마그네슘
  4. 과산화수소
(정답률: 80%)
  • 과산화수소는 스케일의 주성분이 아니라 산화제 또는 표백제로 사용되는 물질입니다.
    탄산칼슘: 스케일의 주요 성분이다.
    규산칼슘: 스케일의 주요 성분이다.
    탄산마그네슘: 스케일의 주요 성분이다.
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100. 강판의 두께가 1.5cm, 리벳의 직경이 2.5cm, 피치 5cm의 한줄 겹치기 리벳 조인트에서 한 피치마다 하중이 1500kg이라 할 때 강판에 생기는 인장응력은?

  1. 100kg/cm2
  2. 210kg/cm2
  3. 330kg/cm2
  4. 400kg/cm2
(정답률: 24%)
  • 이 문제는 강판에 생기는 인장응력을 구합니다.
    인장응력은 하중을 단면적으로 나눈 값입니다.
    $$σ = \frac{P}{(p - d)t}$$

    $$σ = \frac{1500}{(5 - 2.5) × 1.5}$$

    $$σ = 400$$
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