에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2007-03-04)

에너지관리기사
(2007-03-04 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 10Nm3 단일기체를 연소가스 분석결과 H2O 20Nm3, CO2Nm3, CO2 8Nm3을 얻었다면 이 기체연료는?

  1. CH4
  2. C2H6
  3. C2H2
  4. C3H8
(정답률: 64%)
  • 이 문제는 기체 연료의 연소 반응식을 통해 생성물의 부피 비율을 분석하여 미지 연료를 식별합니다.
    $$\text{C}_x\text{H}_y + (x + \frac{y}{4}) \text{O}_2 → x \text{CO}_2 + \frac{y}{2} \text{H}_2\text{O}$$

    연료 10 Nm3에서 H2O 20 Nm3가 생성되었으므로, 연료 1 부피당 H2O 2 부피가 생성됩니다.
    따라서
    $$\frac{y}{2} = \frac{20}{10}$$

    $$y = 4 \implies \text{CH}_4$$
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2. 다음 반응식으로부터 프로판 1kg의 발열량을 계산하면 약 몇 kcal인가?

  1. 7,910
  2. 9,550
  3. 11.850
  4. 15,710
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 프로판(C3H8)의 완전 연소 반응식을 통해 각 원소의 발열량을 이용하여 1kg당 발열량을 계산합니다.
    프로판의 연소 반응식: C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
    프로판의 분자량: 12×3 + 1×8 = 44 kg/kmol
    프로판 1몰(44g) 연소 시 발생하는 열량:
    C 3몰의 발열량: 3 × 97.0 kcal = 291.0 kcal
    H2 4몰의 발열량: 4 × 57.6 kcal = 230.4 kcal
    프로판 1몰(44g) 연소열 = 291.0 + 230.4 = 521.4 kcal
    프로판 1kg(1000g) 연소 시 발생하는 열량:
    $$\text{발열량} = \frac{\text{프로판 1몰의 발열량}}{\text{프로판 분자량}} × 1000 \text{ g}$$

    $$\text{발열량} = \frac{521.4 \text{ kcal}}{44 \text{ g/mol}} × 1000 \text{ g}$$

    $$\text{발열량} = 11850 \text{ kcal}$$
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3. 품질이 좋은 고체연료의 조건으로 옳은 것은?

  1. 회분이 많을 것
  2. 고정탄소가 많을 것
  3. 황분이 많을 것
  4. 수분이 많을 것
(정답률: 81%)
  • 고체연료의 품질은 고정탄소 함량이 높을수록 좋습니다.
    고정탄소는 연소 시 열을 발생시키는 주성분입니다.
    회분이 많을 것: 회분은 연소 후 남는 불순물로, 많으면 연소 효율을 저하시키므로 오답.
    황분이 많을 것: 황분은 연소 시 SOx를 발생시켜 대기오염 및 설비 부식을 유발하므로 오답.
    수분이 많을 것: 수분은 연소 시 증발열을 빼앗아 연소 효율을 저하시키므로 오답.
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4. 기체연료의 특징에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 것은?

  1. 연소효율이 높다.
  2. 단위 용적당 발열량이 크다.
  3. 고온을 얻기 쉽다.
  4. 자동제어에 의한 연소에 적합하다.
(정답률: 71%)
  • 기체 연료는 액체나 고체 연료에 비해 단위 용적당 발열량이 작으므로 오답입니다.
    연소효율이 높다: 공기와의 혼합이 용이하여 완전 연소에 가깝기 때문에 맞습니다.
    고온을 얻기 쉽다: 연소 조절이 용이하여 고온 연소가 가능하기 때문에 맞습니다.
    자동제어에 의한 연소에 적합하다: 유량 조절이 쉬워 자동 제어에 유리하기 때문에 맞습니다.
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5. 연소에서 고온부식의 발생에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연료 중 황분의 산화에 의해서 일어난다.
  2. 연료의 연소 후 생기는 수분이 응축해서 일어난다.
  3. 연료 중 수소의 산화에 의해서 일어난다.
  4. 연료 중 바나듐의 산화에 의해서 일어난다.
(정답률: 79%)
  • 고온부식은 주로 연료 중 바나듐(V) 성분이 고온에서 산화되어 발생하는 현상이다.
    연료 중 황분의 산화에 의해서 일어난다: 저온부식의 원인이므로 오답.
    연료의 연소 후 생기는 수분이 응축해서 일어난다: 저온부식의 원인이므로 오답.
    연료 중 수소의 산화에 의해서 일어난다: 고온부식과 직접적인 관련이 없으므로 오답.
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6. 어떤 연료를 분석한 결과를 탄소(C), 수소(H), 산소(O) 및 황(S) 등으로 나타낼 때 이 연료를 연소시키는 데 필요한 이론산소량(O0)을 계산하는 식은? (단, 각 원소의 원자량은 산소 16, 수소 1, 탄소 12, 황 32이다.)

(정답률: 74%)
  • 이론산소량(O0)은 연료의 원소 조성에 따라 연소에 필요한 산소량을 계산하는 표준 공식입니다.
    1: 탄소, 수소, 황의 계수가 틀리거나 산소 보정항이 잘못되었습니다.
    3: 탄소, 수소, 황의 계수가 틀리거나 산소 보정항이 잘못되었습니다.
    4: 탄소, 수소, 황의 계수가 틀리거나 산소 보정항이 잘못되었습니다.
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7. 분무각도가 30°정도로 작고 유량조절범위가 크며 정도가 높은 연료로 무화가 가능한 버너는?

  1. 고압기류식 버너
  2. 압력분무식 버너
  3. 회전식 버너
  4. 건타입 버너
(정답률: 54%)
  • 고압기류식 버너는 고압의 공기나 증기를 사용하여 연료를 미세하게 분무하며, 분무각도가 작고 유량 조절 범위가 넓어 정밀한 연소가 가능합니다.
    압력분무식 버너: 유량 조절 범위가 좁고 무화 정도가 떨어집니다.
    회전식 버너: 분무각도가 넓고 유량 조절 범위가 상대적으로 작습니다.
    건타입 버너: 주로 소형 보일러에 사용되며, 무화 정도가 낮습니다.
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8. 탄소(C) 86%, 수소(H) 14%의 중유를 완전연소시켰을때 CO2max[%]는?

  1. 15.1
  2. 17.2
  3. 19.1
  4. 21.1
(정답률: 34%)
  • 이 문제는 연료의 성분비로부터 이론 공기량과 이론 건조 연소가스량을 계산하여 CO2max를 구합니다.
    $$V_{\text{CO}_2} = 1.867C$$

    $$A_0 = \frac{1.867C + 5.56H}{0.21}$$

    $$V_{\text{N}_2} = A_0 × 0.79$$

    $$V_{\text{gd}0} = V_{\text{CO}_2} + V_{\text{N}_2}$$

    $$\text{CO}_{2\text{max}} = \frac{V_{\text{CO}_2}}{V_{\text{gd}0}} × 100$$

    $$V_{\text{CO}_2} = 1.867 × 0.86 = 1.60562$$

    $$A_0 = \frac{1.867 × 0.86 + 5.56 × 0.14}{0.21} = \frac{1.60562 + 0.7784}{0.21} = \frac{2.38402}{0.21} = 11.352476$$

    $$V_{\text{N}_2} = 11.352476 × 0.79 = 8.96845$$

    $$V_{\text{gd}0} = 1.60562 + 8.96845 = 10.57407$$

    $$\text{CO}_{2\text{max}} = \frac{1.60562}{10.57407} × 100$$

    $$\text{CO}_{2\text{max}} = 15.18$$
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9. 과잉공기량이 많을 때 일어나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 배기가스에 의한 열손실이 감소한다.
  2. 연소실의 온도가 높아진다.
  3. 연료 소비량이 작아진다.
  4. 불완전연소물의 발생이 적어진다.
(정답률: 57%)
  • 과잉공기량이 많으면 연소가 완전해져 불완전연소물의 발생이 적어집니다.
    배기가스에 의한 열손실이 감소한다: 과잉공기량이 많으면 배기가스량이 증가하여 열손실이 증가하므로 오답.
    연소실의 온도가 높아진다: 과잉공기량이 많으면 연소실 온도가 낮아지므로 오답.
    연료 소비량이 작아진다: 과잉공기량이 많으면 연소 효율이 저하되어 연료 소비량이 증가하므로 오답.
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10. NOx의 배출을 최소화할 수 있는 방법이 아닌 것은?

  1. 미연소분을 최소화하도록 한다.
  2. 연료와 공기의 혼합을 양호하게 하여 연소온도를 낮춘다.
  3. 저온배출가스 일부를 연소용 공기에 혼입해서 연소용 공기 중의 산소농도를 저하시킨다.
  4. 버너 부근의 화염온도는 높이고 배기가스 온도는 낮춘다.
(정답률: 67%)
  • NOx는 고온에서 주로 생성되므로, 버너 부근의 화염 온도를 높이는 것은 NOx 배출을 증가시키는 요인입니다.
    미연소분을 최소화하도록 한다: 완전 연소를 통해 연소 효율을 높이고, 연소 조건 최적화로 NOx 저감에 기여할 수 있습니다.
    연료와 공기의 혼합을 양호하게 하여 연소온도를 낮춘다: 연소 온도를 낮춰 Thermal NOx 생성을 억제합니다.
    저온배출가스 일부를 연소용 공기에 혼입해서 연소용 공기 중의 산소농도를 저하시킨다: 배기가스 재순환(FGR)을 통해 연소 온도를 낮추고 산소 농도를 희석하여 NOx 생성을 억제합니다.
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11. 다음 중 연료의 발열량을 측정하는 방법이 아닌 것은?

  1. 열량계에 의한 방법
  2. 미분탄 연소방식에 의한 방법
  3. 공업분석에 의한 방법
  4. 원소분석에 의한 방법
(정답률: 47%)
  • 연료의 발열량은 열량계, 공업분석, 원소분석 등을 통해 측정하며, 미분탄 연소방식은 발열량 측정 방법이 아닙니다.
    열량계에 의한 방법: 봄베 열량계 등을 사용하여 직접 발열량을 측정하는 방법입니다.
    공업분석에 의한 방법: 연료의 성분(수분, 휘발분, 고정탄소, 회분)을 분석하여 발열량을 추정하는 방법입니다.
    원소분석에 의한 방법: 연료의 원소 조성(C, H, O, N, S)을 분석하여 발열량을 계산하는 방법입니다 (예: 뒤롱의 공식).
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12. 세정 집진장치의 입자 포집원리에 대한 설명중 틀린 것은?

  1. 액적에 입자가 충돌하여 부착한다.
  2. 미립자의 확산에 의하여 액적과의 접촉을 좋게 한다.
  3. 배기의 습도 감소에 의하여 입자가 서로 응집한다.
  4. 입자를 핵으로 한 증기의 응결에 의하여 응집성을 증가시킨다.
(정답률: 70%)
  • 세정 집진장치는 액적을 이용하여 입자를 포집하며, 배기의 습도 감소는 응집을 촉진하기 어렵습니다.
    액적에 입자가 충돌하여 부착한다: 관성 충돌에 의한 포집 원리입니다.
    미립자의 확산에 의하여 액적과의 접촉을 좋게 한다: 브라운 운동에 의한 확산 포집 원리입니다.
    입자를 핵으로 한 증기의 응결에 의하여 응집성을 증가시킨다: 응결에 의한 응집 포집 원리입니다.
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13. 링겔만 농도표는 어떤 목적으로 사용되는가?

  1. 연돌에서 배출되는 매연농도 측정
  2. 보일러수의 pH 측정
  3. 연소가스 중의 탄산가스 농도 측정
  4. 연소가스 중의 SO3 농도 측정
(정답률: 74%)
  • 링겔만 농도표는 연돌에서 배출되는 매연의 농도를 육안으로 비교하여 측정하는 데 사용되는 표준화된 표이다.
    보일러수의 pH 측정: pH 측정은 보일러수의 산성도 또는 알칼리도를 측정하는 것으로 링겔만 농도표와 무관하므로 오답.
    연소가스 중의 탄산가스 농도 측정: 탄산가스(CO2) 농도 측정은 연소 효율 분석 등에 사용되며, 링겔만 농도표와는 관련이 없으므로 오답.
    연소가스 중의 SO3 농도 측정: SO3 농도 측정은 대기오염 물질 분석에 사용되며, 링겔만 농도표와는 관련이 없으므로 오답.
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14. 이소프로판 1kg을 완전연소시키는 데 필요한 이론 공기량은 약 몇 kg인가?

  1. 10.4
  2. 31.1
  3. 60.1
  4. 63.0
(정답률: 37%)
  • 이 문제는 이소프로판올(C3H8O)의 완전 연소 반응식을 통해 필요한 이론 산소량을 계산하고, 이를 바탕으로 이론 공기량을 구합니다.
    이소프로판올(C3H8O)의 분자량: 3×12 + 8×1 + 1×16 = 60 kg/kmol
    이론 산소량 (O0) 계산:
    $$O_0 = \frac{4.5 · 32}{60}$$

    $$O_0 = \frac{144}{60}$$

    $$O_0 = 2.4 \text{ kg O}_2/\text{kg fuel}$$

    이론 공기량 (A0) 계산 (공기 중 산소의 질량비 23.2% 적용):
    $$A_0 = \frac{O_0}{0.232}$$

    $$A_0 = \frac{2.4}{0.232}$$

    $$A_0 = 10.3448 \approx 10.4 \text{ kg air}/\text{kg fuel}$$
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15. 다음 표와 같은 조성을 갖는 수성가스를 20% 과잉 공기로 연소시킬 때의 이론공기량(Nm3/Nm3)은?

  1. 2.50
  2. 4.91
  3. 6.57
  4. 8.46
(정답률: 36%)
  • 이 문제는 가스 연료의 조성을 이용하여 완전 연소에 필요한 이론 산소량을 계산한 후, 이를 바탕으로 이론 공기량을 구하고, 20% 과잉 공기를 고려한 실제 공기량을 계산합니다.
    이론 산소량 (O0) 계산:
    $$O_0 = (0.5 · CO) + (0.5 · H_2) + (2 · CH_4) - O_{2,fuel}$$

    $$O_0 = (0.5 · 0.35) + (0.5 · 0.49) + (2 · 0.01) - 0.002$$

    $$O_0 = 0.438 \text{ Nm}^3/\text{Nm}^3$$

    이론 공기량 (A0) 계산:
    $$A_0 = \frac{O_0}{0.21}$$

    $$A_0 = \frac{0.438}{0.21}$$

    $$A_0 = 2.0857 \text{ Nm}^3/\text{Nm}^3$$

    20% 과잉 공기를 고려한 실제 공기량 계산:
    $$A_{actual} = A_0 · (1 + 0.2)$$

    $$A_{actual} = 2.0857 · 1.2$$

    $$A_{actual} = 2.50284 \approx 2.50 \text{ Nm}^3/\text{Nm}^3$$
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16. 중유의 성질에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 점도에 따라 1,2,3급 중유로 구분한다.
  2. 원소 조성은 H가 가장 많다.
  3. 비중은 약 0.72~0.76 정도이다.
  4. 인화점은 약 60~150℃ 정도이다.
(정답률: 72%)
  • 중유는 일반적으로 인화점이 60~150℃ 범위에 있어 비교적 안전하게 취급할 수 있다.
    점도에 따라 1,2,3급 중유로 구분한다: 중유는 점도에 따라 A, B, C급 중유로 구분하므로 오답.
    원소 조성은 H가 가장 많다: 중유의 원소 조성은 탄소(C)가 가장 많으므로 오답.
    비중은 약 0.72~0.76 정도이다: 중유의 비중은 약 0.82~0.98 정도이므로 오답.
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17. 고체연료의 일반적인 특징을 옳게 설명한 것은?

  1. 완전연소가 가능하며 연소효율이 높다.
  2. 연료의 품질이 균일하다.
  3. 점화 및 소화가 쉽다.
  4. 석탄의 주성분은 C, H, O 이다.
(정답률: 72%)
  • 석탄은 고체연료의 대표적인 예이며, 그 주성분은 탄소(C), 수소(H), 산소(O)이다.
    완전연소가 가능하며 연소효율이 높다: 고체연료는 액체나 기체 연료에 비해 완전연소가 어렵고 연소효율이 낮은 편이므로 오답.
    연료의 품질이 균일하다: 고체연료는 채취 지역이나 종류에 따라 품질이 불균일하므로 오답.
    점화 및 소화가 쉽다: 고체연료는 점화 및 소화가 어려우므로 오답.
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18. 탄소(C) 86%, 수소(H2) 12%, 황(S) 2%의 조성을 갖는 중유 100kg을 표준상태(0℃, 101,325kPa)에서 완전 연소시킬 때 C는 CO2가 되고, H는 H2O가 되며, S는 SO2가 되었다고 하면 압력 101,325kPa, 온도 590K에서 연소가스의 체적은 약 몇 m3인가?

  1. 600
  2. 620
  3. 640
  4. 660
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 중유의 성분별 연소 반응식을 통해 생성되는 연소가스(CO2, H2O, SO2)의 총 몰수를 계산하고, 이상기체 상태 방정식을 이용하여 특정 조건에서의 체적을 구합니다.
    중유 100kg 중 각 성분 질량:
    C: 100kg × 0.86 = 86kg
    H2: 100kg × 0.12 = 12kg
    S: 100kg × 0.02 = 2kg
    각 성분의 연소 반응식 및 생성물 몰수:
    1. C + O2 → CO2
    C 86kg = 86/12 kmol
    생성 CO2 = 86/12 kmol
    2. H2 + 1/2 O2 → H2O
    H2 12kg = 12/2 kmol = 6 kmol
    생성 H2O = 6 kmol
    3. S + O2 → SO2
    S 2kg = 2/32 kmol
    생성 SO2 = 2/32 kmol
    총 생성 가스 몰수 (n):
    $$n = \frac{86}{12} + 6 + \frac{2}{32}$$

    $$n = 7.1666... + 6 + 0.0625$$

    $$n = 13.2291... \text{ kmol} = 13.2291 × 10^3 \text{ mol}$$

    이상기체 상태 방정식 (PV = nRT)을 이용하여 체적 V 계산:
    (단, 문제의 압력 101,325kPa은 101,325 Pa의 오기로 간주하여 계산합니다.)
    * P = 101,325 Pa
    * R = 8.314 J/(mol·K)
    * T = 590 K
    $$V = \frac{nRT}{P}$$

    $$V = \frac{(13.2291 × 10^3 \text{ mol}) × 8.314 \text{ J/(mol} · \text{K)} × 590 \text{ K}}{101,325 \text{ Pa}}$$

    $$V = 641.11 \text{ m}^3$$

    $$V \approx 640 \text{ m}^3$$
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19. 가연성 액체에서 발생한 증기가 공기중 농도가 연소범위 내에 있을 겨우 불꽃을 접근시키면 불이 붙는데 이때 필요최저온도를 무엇이라고 하는가?

  1. 기화온도
  2. 인화온도
  3. 착화온도
  4. 임계온도
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 가연성 액체에서 발생한 증기가 공기 중 연소 범위 내에 있을 때, 외부 불꽃에 의해 연소가 시작되는 최저 온도를 묻는 정의 문제입니다.
    기화온도: 액체가 기체로 상변화하는 온도로, 연소와 직접적인 관련이 없으므로 오답.
    착화온도: 외부 불꽃 없이 스스로 연소가 시작되는 최저 온도를 의미하므로 오답.
    임계온도: 기체를 아무리 압축해도 액화되지 않는 최저 온도로, 연소와 직접적인 관련이 없으므로 오답.
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20. 공기비(m)에 대한 식으로 옳은 것은?

(정답률: 73%)
  • 공기비(m)는 실제 공급된 공기량을 이론적으로 필요한 최소 공기량으로 나눈 값으로 정의됩니다.
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2과목: 열역학

21. 포화증기를 단열 압축시켰을 때의 설명으로 옳은 것은?

  1. 압력과 온도가 올라간다.
  2. 압력은 올라가고 온도는 떨어진다.
  3. 온도는 불변이며 압력은 올라간다.
  4. 압력과 온도 모두 변하지 않는다.
(정답률: 49%)
  • 포화증기를 단열 압축하면 외부와의 열 교환 없이 압축 일이 내부 에너지로 전환되어 압력과 온도가 모두 상승합니다.
    압력은 올라가고 온도는 떨어진다: 단열 팽창 시 발생하는 현상이므로 오답.
    온도는 불변이며 압력은 올라간다: 등온 압축 시 온도는 불변이나, 단열 압축에서는 온도가 상승하므로 오답.
    압력과 온도 모두 변하지 않는다: 압축 과정에서 압력과 온도는 반드시 변하므로 오답.
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22. 석연판과 내화벽돌, 보온벽돌이 3층으로 형성된 노벽이 있다. 그 두께가 각각 10cm, 20cm, 10cm이고, 열전도도는 각각 8, 1, 0.2[kcal/mㆍhㆍ℃]이다. 노내벽온도는 1,100℃이고 외벽 온도는 60℃일 때 벽면 1m2에서 매시간 약 얼마의 열손실이 있는가?

  1. 150kcal
  2. 1,320kcal
  3. 1,460kcal
  4. 1,640kcal
(정답률: 41%)
  • 이 문제는 다층 평판 벽을 통한 정상 상태 열전달 계산을 위해 총 열저항 개념을 적용합니다.
    $$Q = \frac{Δ T}{\sum \frac{L}{k · A}}$$

    (여기서 L은 두께, k는 열전도도, A는 면적)
    $$Q = \frac{1100 - 60}{\frac{0.1}{8 · 1} + \frac{0.2}{1 · 1} + \frac{0.1}{0.2 · 1}}$$

    $$Q = \frac{1040}{0.0125 + 0.2 + 0.5}$$

    $$Q = \frac{1040}{0.7125}$$

    $$Q \approx 1459.79 \text{ kcal/h}$$

    $$Q \approx 1460 \text{ kcal}$$
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23. 다음 그림은 어떠한 사이클과 가장 가까운가?

  1. 디젤(Diesel) 사이클
  2. 재열(Reheat) 사이클
  3. 합성(Composite) 사이클
  4. 재생(Regenerative) 사이클
(정답률: 67%)
  • T-S 선도에서 증기가 터빈에서 팽창한 후 다시 가열되어 재팽창하는 과정이 나타나므로 재열 사이클입니다.
    디젤(Diesel) 사이클: 정압 가열 과정이 있는 내연기관 사이클로, T-S 선도 모양이 다릅니다.
    합성(Composite) 사이클: 일반적인 열역학 사이클 명칭이 아니거나, 특정 사이클의 조합을 의미합니다.
    재생(Regenerative) 사이클: 터빈 팽창 도중 증기를 추출하여 급수를 예열하는 사이클로, T-S 선도에 급수 가열 과정이 다르게 표시됩니다.
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24. 비압축성 유체에 있어서 체적팽창계수 β의 값은 얼마인가?

  1. β=0
  2. β=1
  3. β＜0
  4. β＞0
(정답률: 43%)
  • 비압축성 유체는 압력이나 온도 변화에 대해 체적이 변하지 않으므로 체적팽창계수가 0입니다.
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25. 높이 50m인 폭포에서 낙하한 물의 온도는 1kg 당약 몇 ℃ 높아지는가? (단, 낙하에 의한 에너지는 모두 열로 변환된다.)

  1. 0.02℃
  2. 0.12℃
  3. 0.22℃
  4. 0.32℃
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 위치 에너지가 모두 열에너지로 변환되어 물의 온도를 높이는 원리를 적용합니다.
    $$mgh = mcΔ T$$

    (여기서 g는 중력가속도 9.8 m/s², c는 물의 비열 4186 J/(kg·℃))
    $$1 \text{ kg} · 9.8 \text{ m/s}^2 · 50 \text{ m} = 1 \text{ kg} · 4186 \text{ J/(kg} · \text{℃)} · Δ T$$

    $$490 = 4186 · Δ T$$

    $$Δ T = \frac{490}{4186} \approx 0.117 \text{ ℃}$$

    $$Δ T \approx 0.12 \text{ ℃}$$
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26. 폐쇄계(System)에서 경로 A → C → B를 따라 100J의 열이 계로 들어오고 40J의 일을 외부에 할 경우 B → D → A를 따라 계가 되돌아올 때 계가 30J의 일을 받는다면 이 과정에서 계는 얼마의 열을 방출 또는 흡수하는가?

  1. 30J 흡수
  2. 30J 방출
  3. 90J 흡수
  4. 90J 방출
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 열역학 제1법칙을 적용하여 내부 에너지 변화와 열 전달량을 계산합니다.
    $$Δ U = Q - W$$

    (여기서 Q는 계로 들어오는 열, W는 계가 외부에 하는 일)
    경로 A → C → B에서
    $$Δ U_{ACB} = 100 - 40 = 60 \text{ J}$$

    경로 B → D → A는 사이클을 완성하므로 총 내부 에너지 변화는 0입니다.
    따라서
    $$Δ U_{BDA} = -Δ U_{ACB} = -60 \text{ J}$$

    계가 30J의 일을 받으므로 W_BDA는 -30 J입니다.
    $$Q_{BDA} = Δ U_{BDA} + W_{BDA} = (-60) + (-30) = -90 \text{ J}$$

    음의 값은 열이 방출됨을 의미합니다.
    $$90 \text{ J 방출}$$
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27. 열화학반응식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 일반적으로 물질의 상태를 표시한다.
  2. 일반적으로 물리적 조건(온도, 압력)을 명시한다.
  3. 발열반응에서 평형 반응률은 온도상승과 더불어 저하한다.
  4. 일반적으로 반응열을 화학반응식에 붙여 쓸 때 발열인 경우 - 부호를, 흡열인 경우는 + 부호를 표시한다.
(정답률: 64%)
  • 열화학 반응식에서 반응열을 표시할 때, 발열 반응은 + 부호, 흡열 반응은 - 부호를 사용합니다. (반응계 기준)
    일반적으로 물질의 상태를 표시한다: 열화학 반응식은 반응물과 생성물의 상태(고체, 액체, 기체, 수용액)를 명시합니다.
    일반적으로 물리적 조건(온도, 압력)을 명시한다: 반응열은 온도와 압력에 따라 달라지므로, 표준 상태(25℃, 1기압)가 아니면 조건을 명시합니다.
    발열반응에서 평형 반응률은 온도상승과 더불어 저하한다: 르 샤틀리에 원리에 따라 발열 반응은 온도가 상승하면 역반응이 우세해져 평형 반응률이 저하합니다.
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28. 단열비가역 변화를 할 때 전체 엔트로피는 어떻게 변하는가?

  1. 감소한다.
  2. 증가한다.
  3. 변화가 없다.
  4. 주어진 조건으로는 알 수 없다.
(정답률: 46%)
  • 단열 비가역 변화 시에는 항상 엔트로피가 증가합니다 (엔트로피 증가의 법칙).
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29. 카르노(Carnot) 냉동 사이클의 설명 중 틀린 것은?

  1. 가장 효율이 높다.
  2. 실제적인 냉동 사이클이다.
  3. 카르노(Carnot) 열기관 사이클의 역이다.
  4. 냉동 사이클의 기준이 된다.
(정답률: 58%)
  • 카르노 냉동 사이클은 이상적인 사이클로, 실제로는 구현 불가능합니다.
    가장 효율이 높다: 카르노 사이클은 이론상 가장 높은 효율을 가집니다.
    카르노(Carnot) 열기관 사이클의 역이다: 냉동 사이클은 열기관 사이클의 역과정입니다.
    냉동 사이클의 기준이 된다: 이상적인 사이클로서 실제 사이클의 성능 평가 기준이 됩니다.
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30. 공기 30kg을 일정 압력하에 100℃에서 900℃까지 가열할 때 공기의 정압비열을 0.241kcal/kgㆍ℃, 정적비열을 0.127kcal/kgㆍ℃라고 하면 엔탈피 변화는 약 몇 kcal인가?

  1. 36.8
  2. 216.9
  3. 3048
  4. 5784
(정답률: 42%)
  • 이 문제는 엔탈피 변화를 계산하는 문제입니다.
    공기의 질량, 정압비열, 온도 변화를 이용하여 엔탈피 변화를 구합니다.
    $$Δ H = m · C_p · Δ T$$

    $$Δ H = 30 · 0.241 · (900 - 100)$$

    $$Δ H = 5784$$
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31. 냉동기의 용량을 표시하는 단위인 1냉동톤을 바르게 설명한 것은?

  1. 1시간에 0℃의 물 1톤을 0℃로 얼게 만들 수 있는 용량의 냉동기
  2. 1시간에 1톤의 냉각수를 사용하는 냉동기
  3. 24시간에 1톤의 냉각수를 사용하는 냉동기
  4. 24시간에 0℃의 물 1톤을 0℃로 얼게 만들 수 있는 용량의 냉동기
(정답률: 60%)
  • 1냉동톤(RT)은 0℃의 물 1톤(1000kg)을 24시간 동안 0℃의 얼음으로 만드는 데 필요한 열량 제거율을 의미합니다.
    1시간에 0℃의 물 1톤을 0℃로 얼게 만들 수 있는 용량의 냉동기: 시간 기준이 24시간이므로 오답.
    1시간에 1톤의 냉각수를 사용하는 냉동기: 냉동톤은 냉각수 사용량과 무관하므로 오답.
    24시간에 1톤의 냉각수를 사용하는 냉동기: 냉동톤은 냉각수 사용량과 무관하므로 오답.
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32. 다음 중 등온 압축계수 K를 옳게 표시한 것은?

(정답률: 55%)
  • 등온 압축계수 K는 압력 변화에 따른 부피의 상대적 변화율을 나타내며, 온도가 일정할 때 정의됩니다.
    $$K = -\frac{1}{V}(\frac{\partial V}{\partial P})_T$$
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33. 아음속(亞音速) 유동에서 유체가 팽창하여 가속되려면 노즐 단면적은 유동방향에 따라 어떻게 되어야 하는가?

  1. 감소되어야 한다.
  2. 변화없이 유지되어야 한다.
  3. 증대되어야 한다.
  4. 단면적과는 무관하다.
(정답률: 60%)
  • 아음속 유동에서 유체가 팽창하여 가속되려면 노즐 단면적은 유동방향에 따라 감소되어야 합니다.
    이는 연속 방정식과 에너지 보존 법칙에 따라 유체의 속도를 증가시키기 위함입니다.
    변화없이 유지되어야 한다: 아음속 유동에서 단면적 변화 없이 가속은 불가능합니다.
    증대되어야 한다: 아음속 유동에서 단면적이 증대되면 유체는 감속됩니다.
    단면적과는 무관하다: 유동의 가속/감속은 단면적 변화와 밀접한 관련이 있습니다.
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34. 실온이 25℃인 방에서 카르노사이클 냉동기가 작동하고 있다. 냉동 공간은 -30℃로 유지되며, 이 온도를 유지하기 위해 작동유체가 냉동공간으로부터 100kw를 전열(혹은 흡열)하려 할 때 약 몇 kw의 일을 전동기가 해야 하는가?

  1. 22.6
  2. 81.5
  3. 207
  4. 414
(정답률: 36%)
  • 이 문제는 카르노 냉동기의 성능계수(COP)를 이용하여 냉동기가 해야 할 일의 양을 계산하는 문제입니다.
    냉동기의 COP는 저온부 흡열량과 일의 비율, 또는 저온부와 고온부의 절대 온도를 이용하여 구할 수 있습니다.
    $$W_{in} = Q_L (\frac{T_H - T_L}{T_L})$$

    $$W_{in} = 100 \text{ kW} (\frac{(25 + 273.15) - (-30 + 273.15)}{-30 + 273.15})$$

    $$W_{in} = 22.6 \text{ kW}$$
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35. 1atm, 25℃인 N2 1mol의 열용량이 6.9cal/℃이면 1atm, 150℃인 N2 1mol의 엔트로피는 약 얼마인가?

  1. 1.21cal/℃
  2. 2.42cal/℃
  3. 3.45cal/℃
  4. 6.21cal/℃
(정답률: 46%)
  • 이 문제는 질소 1mol의 온도가 변할 때 엔트로피 변화를 계산하는 문제입니다.
    엔트로피 변화는 정압 열용량과 절대 온도의 자연로그 비율을 사용하여 구합니다.
    $$Δ S = C_p \ln(\frac{T_2}{T_1})$$

    $$Δ S = 6.9 \text{ cal/K} · \ln(\frac{150 + 273.15}{25 + 273.15})$$

    $$Δ S = 2.42 \text{ cal/K}$$
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36. 임계점(Critical Point)을 초과한 수증기의 성질을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 임계온도 이상에서도 압력이 충분히 높으면 액화된다.
  2. 임계온도 이상에서도 압력이 충분히 낮으면 기화된다.
  3. 임계압력 이상이라도 온도가 낮으면 액화된다.
  4. 임계압력 이하에서는 온도가 높으면 기화된다.
(정답률: 33%)
  • 임계온도 이상에서는 아무리 압력을 높여도 기체를 액화시킬 수 없으므로 오답입니다.
    임계온도 이상에서도 압력이 충분히 낮으면 기화된다: 임계온도 이상에서는 이미 기체 상태이므로 기화라는 표현은 적절치 않지만, 초임계 유체 상태를 의미할 수 있습니다.
    임계압력 이상이라도 온도가 낮으면 액화된다: 임계압력 이상이라도 온도가 임계온도보다 낮으면 액화될 수 있으므로 맞습니다.
    임계압력 이하에서는 온도가 높으면 기화된다: 임계압력 이하에서 온도가 높으면 액체가 기체로 상변화하므로 맞습니다.
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37. 다음에서 가역단열압축→정압가열→가역단열팽창→정압냉각의 4개 과정으로 이루어지는 사이클은?

  1. Otto 사이클
  2. Diesel 사이클
  3. Sabathe 사이클
  4. Brayton 사이클
(정답률: 54%)
  • 브레이턴 사이클은 가역단열압축, 정압가열, 가역단열팽창, 정압냉각의 4개 과정으로 이루어지는 가스터빈 사이클입니다.
    Otto 사이클: 정적가열과 정적냉각 과정을 포함합니다.
    Diesel 사이클: 정압가열과 정적냉각 과정을 포함합니다.
    Sabathe 사이클: 정적가열과 정압가열을 모두 포함하는 복합 사이클입니다.
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38. 다음 그림은 어떤 사이클에 가장 가까운가?

  1. 디젤 사이클
  2. 냉동 사이클
  3. Otto 사이클
  4. Rankine 사이클
(정답률: 63%)
  • 주어진 T-S 선도는 증기 동력 사이클인 랭킨 사이클의 전형적인 형태를 나타냅니다.
    디젤 사이클: 내연기관 사이클로 T-S 선도 형태가 다릅니다.
    냉동 사이클: 랭킨 사이클의 역과정으로 T-S 선도 형태가 다릅니다.
    Otto 사이클: 내연기관 사이클로 T-S 선도 형태가 다릅니다.
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39. 압력 10kgf/cm2에서 공급되는 보일러로부터의 수증기가 건도 0.95로 알려져 있다. 이 수증기 1kg당의 엔탈피는 약 몇 kcal인가? (단, 10kgf/cm2에서 포화수의 엔탈피는 181.2kcal/kg, 포화증기의 엔탈피는 662.9kcal/kg이다.)

  1. 457.6
  2. 638.8
  3. 810.9
  4. 1120.5
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 건도를 이용하여 습증기의 엔탈피를 구하는 문제입니다.
    $$h = h_f + x(h_g - h_f)$$

    $$h = 181.2 + 0.95(662.9 - 181.2)$$

    $$h = 638.8$$
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40. 에릭슨(Ericsson) 사이클이란 다음 중 어느 과정을 거치는 사이클인가?

  1. 등온압축 → 정압가열 → 등온팽창 → 정압냉각
  2. 등온압축 → 정압가열 → 단열팽창 → 정압냉각
  3. 단열압축 → 정압가열 → 단열팽창 → 정압냉각
  4. 단열압축 → 정압가열 → 등온팽창 → 정적비열
(정답률: 56%)
  • 에릭슨 사이클은 두 개의 등온 과정과 두 개의 정압 과정으로 구성된 가역 사이클입니다.
    등온압축 → 정압가열 → 단열팽창 → 정압냉각: 에릭슨 사이클의 과정과 다릅니다.
    단열압축 → 정압가열 → 단열팽창 → 정압냉각: 브레이턴 사이클의 과정과 유사합니다.
    단열압축 → 정압가열 → 등온팽창 → 정적비열: 에릭슨 사이클의 과정과 다릅니다.
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3과목: 계측방법

41. 다음 중 진공도(Pvac)에 대하여 옳게 표현한 식은? (단, Pabs는 절대압력, Patm은 대기압이다.)

  1. Pvac = Patm - Pabs
  2. Pvac = Patm + Pabs
  3. Pvac = Pabs - Patm
  4. Pvac = Pabs / Patm
(정답률: 39%)
  • 진공도는 대기압을 기준으로 절대압력이 얼마나 낮은지를 나타내는 값으로, 대기압에서 절대압력을 뺀 값입니다.
    Pvac = Patm + Pabs: 진공도의 정의와 다릅니다.
    Pvac = Pabs - Patm: 진공도는 대기압보다 낮은 압력을 나타내므로, 이 식은 음수 값을 줄 수 있습니다.
    Pvac = Pabs / Patm: 진공도의 정의와 다릅니다.
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42. 다음 중 제백(Seebeck) 효과에 대하여 옳게 설명한 것은?

  1. 어떤 결정체를 압축하면 기전력이 일어난다.
  2. 성질이 다른 두 금속의 접점에 온도차를 두면 열기전력이 일어난다.
  3. 고온체로부터 모든 파장의 전방사에너지는 절대온도의 4승에 비례하여 커진다.
  4. 고체가 고온이 되면 단파장 성분이 많아진다.
(정답률: 75%)
  • 제백 효과는 서로 다른 두 금속을 연결하여 폐회로를 만들고, 두 접점에 온도차를 주면 회로에 열기전력이 발생하는 현상입니다.
    어떤 결정체를 압축하면 기전력이 일어난다: 압전 효과에 대한 설명입니다.
    고온체로부터 모든 파장의 전방사에너지는 절대온도의 4승에 비례하여 커진다: 슈테판-볼츠만 법칙에 대한 설명입니다.
    고체가 고온이 되면 단파장 성분이 많아진다: 빈의 변위 법칙에 대한 설명입니다.
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43. 대기압하에서 보일러의 계기에 나타난 압력이 6kg/cm2이다. 이를 절대압력으로 표시할 때 가장 가까운 값은?

  1. 3kg/cm2
  2. 5kg/cm2
  3. 6kg/cm2
  4. 7kg/cm2
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 계기압력과 대기압을 이용하여 절대압력을 구하는 문제입니다.
    절대압력은 계기압력에 대기압을 더한 값입니다.
    $$P_{abs} = P_{gauge} + P_{atm}$$

    (일반적으로 대기압은 약 1 kg/cm^2로 간주합니다.)
    $$P_{abs} = 6 + 1$$

    $$P_{abs} = 7 \text{ kg/cm}^2$$
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44. 다음 중 탄성 압력계에 속하지 않는 것은?

  1. 부자식 압력계
  2. 다이어프램 압력계
  3. 벨로스식 압력계
  4. 부르동관 압력계
(정답률: 59%)
  • 부자식 압력계는 액체의 부력을 이용하여 압력을 측정하는 액주식 압력계의 일종입니다.
    다이어프램 압력계: 탄성체의 변형을 이용하는 탄성 압력계입니다.
    벨로스식 압력계: 탄성체의 변형을 이용하는 탄성 압력계입니다.
    부르동관 압력계: 탄성체의 변형을 이용하는 탄성 압력계입니다.
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45. 다음 중 저온에 대한 정밀측정에 가장 적합한 온도계는?

  1. 열전대온도계
  2. 저항온도계
  3. 광고온계
  4. 방사온도계
(정답률: 41%)
  • 저항온도계는 백금 저항온도계(Pt100)는 넓은 온도 범위에서 높은 정밀도와 재현성을 가지며, 특히 저온 측정에 강점이 있다.
    열전대온도계: 저항온도계보다 정밀도가 낮고, 기준점 보상이 필요하므로 오답.
    광고온계: 고온 측정에 주로 사용되며, 저온 측정에는 부적합하므로 오답.
    방사온도계: 고온 측정에 주로 사용되며, 저온 측정에는 부적합하므로 오답.
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46. 다음 중 저항온도계에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 일반적으로 온도가 증가함에 따라 금속의 전기저항이 감소하는 현상을 이용한 것이다.
  2. 저항체는 저항온도계수가 적어야 한다.
  3. 일정온도에서 일정한 저항을 가져야 한다.
  4. 저항체로서 주로 Fe가 사용된다.
(정답률: 48%)
  • 일정온도에서 일정한 저항을 가져야 한다: 온도 측정의 정확성과 재현성을 위해 필수적인 특성이다.
    일반적으로 온도가 증가함에 따라 금속의 전기저항이 감소하는 현상을 이용한 것이다: 온도가 증가함에 따라 금속의 전기저항은 증가하므로 오답.
    저항체는 저항온도계수가 적어야 한다: 저항온도계수는 커야 온도 변화에 따른 저항 변화가 커져 정밀한 측정이 가능하므로 오답.
    저항체로서 주로 Fe가 사용된다: 주로 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등이 사용되므로 오답.
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47. 유로에 고정된 교축기구를 두어 그 전후의 압력차를 측정하여 유량을 구하는 유량계의 형식이 아닌 것은?

  1. 오리피스미터
  2. 벤투리미터
  3. 로터미터
  4. 플로노즐
(정답률: 70%)
  • 로터미터는 면적식 유량계로, 유체의 흐름에 따라 플로트가 상승하여 유로 면적이 변하는 원리를 이용하므로 오답.
    오리피스미터: 유로에 교축기구를 두어 압력차를 측정하는 차압식 유량계이므로 오답 아님.
    벤투리미터: 유로에 교축기구를 두어 압력차를 측정하는 차압식 유량계이므로 오답 아님.
    플로노즐: 유로에 교축기구를 두어 압력차를 측정하는 차압식 유량계이므로 오답 아님.
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48. 200℃는 화씨온도로 몇 ℉인가?

  1. 232℉
  2. 392℉
  3. 417℉
  4. 47℉
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 섭씨 온도를 화씨 온도로 변환하는 공식을 사용합니다.
    $$F = \frac{9}{5} C + 32$$

    $$F = \frac{9}{5} × 200 + 32$$

    $$F = 392$$
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49. 산소의 농도를 측정할 때 기전력을 이용하여 분석, 계측하는 분석계는?

  1. 자기식 O2계
  2. 세라믹식 O2계
  3. 연소식 O2계
  4. 밀도식 O2계
(정답률: 49%)
  • 세라믹식 O2계는 지르코니아 고체 전해질을 이용하여 산소 농도차에 따른 기전력 발생 원리를 이용한다.
    자기식 O2계: 산소의 상자성(자성을 띠는 성질)을 이용하므로 오답.
    연소식 O2계: 가연성 가스와 산소를 반응시켜 발생하는 열을 측정하므로 오답.
    밀도식 O2계: 산소의 밀도 변화를 이용하므로 오답.
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50. 자동제어장치의 검출부에 대하여 옳게 설명한 것은?

  1. 압력, 온도, 유량 등의 제어량을 측정하여 그 값을 전기 등의 신호로 변환시켜 비교부로 전송하는 부분
  2. 제어량의 값을 기준입력과 비교하기 위한 신호부분
  3. 기준입력과 피드백된 양을 비교하여 얻은 편차량의 신호부분
  4. 제어대상에 대하여 실제로 작용을 걸어오는 부분
(정답률: 50%)
  • 검출부는 압력, 온도, 유량 등의 제어량을 측정하여 그 값을 전기 등의 신호로 변환시켜 비교부로 전송하는 부분이다.
    제어량의 값을 기준입력과 비교하기 위한 신호부분: 비교부에 대한 설명이므로 오답.
    기준입력과 피드백된 양을 비교하여 얻은 편차량의 신호부분: 비교부에 대한 설명이므로 오답.
    제어대상에 대하여 실제로 작용을 걸어오는 부분: 조작부에 대한 설명이므로 오답.
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51. 대칭성 2원자분자를 제외한 CO2, CH4 등 거의 대부분 가스를 분석할 수 있으며, 선택성이 우수하고, 연속 분석이 가능한 가스 분석법은?

  1. 적외선법
  2. 음향법
  3. 열전도율법
  4. 도전율법
(정답률: 63%)
  • 적외선법은 대칭성 2원자분자를 제외한 대부분의 가스를 분석할 수 있으며, 선택성이 우수하고 연속 분석이 가능하다.
    음향법: 가스 분석법으로 적합하지 않으므로 오답.
    열전도율법: 선택성이 낮아 오답.
    도전율법: 가스 분석법으로 적합하지 않으므로 오답.
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52. 다음 중 질량유량 W[kg/s]에 대하여 옳게 표현한식은? (단, V[m3/s]는 부피유량, ρ[kg/m3]는 유체의 밀도이다.)

  1. W=V • ρ
  2. Q=V/ρ
  3. W=1/Vρ
  4. W=ρ/V
(정답률: 40%)
  • 질량유량 W는 부피유량 V와 유체의 밀도 ρ를 곱한 값이다.
    즉, W = V • ρ 이다.
    Q=V/ρ: 질량유량 W를 나타내는 식이 아니므로 오답.
    W=1/Vρ: 질량유량 W를 나타내는 식이 아니므로 오답.
    W=ρ/V: 질량유량 W를 나타내는 식이 아니므로 오답.
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53. 전자유량계의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 압력손실이 거의 없다.
  2. 응답이 매우 빠르다.
  3. 높은 내식성을 유지할 수 있다.
  4. 모든 액체의 유량 측정이 가능하다.
(정답률: 65%)
  • 전자유량계는 전도성 유체에만 적용 가능하므로 모든 액체의 유량 측정이 불가능하다.
    압력손실이 거의 없다: 맞는 설명이므로 오답.
    응답이 매우 빠르다: 맞는 설명이므로 오답.
    높은 내식성을 유지할 수 있다: 맞는 설명이므로 오답.
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54. 가스크로마토그래피법에 사용되는 검출기 중 물에 대하여 감도를 나타내지 않기 때문에 자연수 중에 들어있는 오염물질을 검출하는 데 유용한 검출기는?

  1. 불곷이온화검출기
  2. 열전도도검출기
  3. 전자포획검출기
  4. 원자방출검출기
(정답률: 45%)
  • 불꽃이온화검출기(FID)는 물에 대한 감도가 없어 수용액 시료 분석에 유용하며, 유기화합물에 높은 감도를 보인다.
    열전도도검출기: 물에도 감도를 나타내므로 오답.
    전자포획검출기: 할로겐 화합물 등 특정 전자 친화성 물질에 특화되어 있어 오답.
    원자방출검출기: 원소별 특이성을 이용하며 물에 대한 감도 특성과는 직접적인 관련이 적어 오답.
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55. 석유화학, 화약공장과 같은 화기의 위험성이 있는 곳에 사용되어 신뢰성이 높은 입력신호 전송방식은?

  1. 공기압식
  2. 유압식
  3. 전기식
  4. 유압식과 전기식의 결합방식
(정답률: 51%)
  • 공기압식은 전기 스파크 발생 위험이 없어 화기 위험 지역에서 안전하게 사용된다.
    유압식: 공기압식보다 유지보수가 어렵고 누유 위험이 있어 오답.
    전기식: 전기 스파크 발생 위험이 있어 화기 위험 지역에 부적합하므로 오답.
    유압식과 전기식의 결합방식: 전기식의 위험성을 포함하므로 오답.
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56. 차압식 유량계의 특징이 아닌 것은?

  1. 조리개 전후에는 지름이 동일한 직관이 필요하다.
  2. 고온 고압의 유체를 측정할 수 있다.
  3. 레이놀즈수 105 이하는 유량계수가 변화한다.
  4. 압력손실이 작다.
(정답률: 32%)
  • 차압식 유량계는 유로에 장애물을 설치하여 차압을 발생시키므로 압력손실이 크다.
    조리개 전후에는 지름이 동일한 직관이 필요하다.: 유량 측정의 정확성을 위해 필요한 조건이므로 오답.
    고온 고압의 유체를 측정할 수 있다.: 차압식 유량계의 장점 중 하나이므로 오답.
    레이놀즈수 105 이하는 유량계수가 변화한다.: 레이놀즈수에 따라 유량계수가 변하는 특성이 있으므로 오답.
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57. 경유를 사용한 분동식 압력계의 사용압력(kg/cm2) 범위는?

  1. 40~100
  2. 100~300
  3. 300~500
  4. 500~1000
(정답률: 41%)
  • 경유를 사용하는 분동식 압력계의 일반적인 사용 압력 범위는 40~100 kg/cm2이다.
    100~300: 경유 분동식 압력계의 범위를 벗어나므로 오답.
    300~500: 경유 분동식 압력계의 범위를 벗어나므로 오답.
    500~1000: 경유 분동식 압력계의 범위를 벗어나므로 오답.
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58. 조절기의 제어동작 중 비례적분 동작을 나타내는 기호는?

  1. P
  2. PI
  3. PID
  4. PD
(정답률: 65%)
  • 비례적분 동작은 비례(P)와 적분(I) 제어 동작을 결합한 방식이다.
    P: 비례 동작만을 나타내므로 오답.
    PID: 비례, 적분, 미분 동작을 나타내므로 오답.
    PD: 비례와 미분 동작을 나타내므로 오답.
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59. 출력 측의 신호를 입력 측에 되돌려 비교하는 제어 방법은?

  1. 인터록(Inter Lock)
  2. 시퀀스(Sequence)
  3. 피드백(Feed Back)
  4. 리셋(Reset)
(정답률: 69%)
  • 피드백 제어는 출력 신호를 입력 측으로 되돌려 목표값과 비교하여 오차를 줄이는 제어 방식입니다.
    인터록(Inter Lock): 특정 조건이 만족될 때까지 다른 동작을 금지하는 안전 장치입니다.
    시퀀스(Sequence): 미리 정해진 순서에 따라 각 단계를 진행하는 제어 방식입니다.
    리셋(Reset): 시스템을 초기 상태로 되돌리는 기능입니다.
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60. 액주에 의한 압력측정에서 정밀측정을 위한 보정(輔正)으로 반드시 필요로 하지 않는 것은?

  1. 모세관 현상의 보정
  2. 중력의 보정
  3. 온도의 보정
  4. 높이의 보정
(정답률: 62%)
  • 액주 압력 측정 시 높이 자체는 측정값에 직접 반영되므로 별도의 보정이 반드시 필요하지 않습니다.
    모세관 현상의 보정: 액체의 표면장력으로 인한 오차를 보정해야 합니다.
    중력의 보정: 측정 장소의 중력 가속도 변화에 따른 오차를 보정해야 합니다.
    온도의 보정: 액체의 밀도 변화에 따른 오차를 보정해야 합니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 국가에너지절약추진위원회의 구성이 아닌 것은?

  1. 기획재정부차관
  2. 교육과학기술부차관
  3. 에너지관리공단이사장
  4. 고용노동부차관
(정답률: 74%)
  • 국가에너지절약추진위원회는 에너지 관련 정책을 총괄하는 부처의 차관급 인사들로 구성되며, 고용노동부차관은 해당 위원회 구성원이 아닙니다.
    기획재정부차관: 위원회 구성원입니다.
    교육과학기술부차관: 위원회 구성원입니다.
    에너지관리공단이사장: 위원회 구성원입니다.
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62. 다음 보온재 중 밀도가 가장 낮은 것은?

  1. 글라스 울
  2. 규조토
  3. 펄라이트
  4. 석면
(정답률: 51%)
  • 글라스 울은 섬유질 구조로 인해 다른 보온재에 비해 밀도가 가장 낮습니다.
    규조토: 다공성이지만 글라스 울보다 밀도가 높습니다.
    펄라이트: 경량 골재로 사용되지만 글라스 울보다 밀도가 높습니다.
    석면: 섬유질 광물로 밀도가 글라스 울보다 높습니다.
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63. 축요(築窯) 시 가장 중요한 것은 적합한 지반(地盤)을 고르는 것이다. 다음 중 지반의 적부 결정과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 지내력시험
  2. 토질시험
  3. 팽창시험
  4. 지하탐사
(정답률: 68%)
  • 축요(가마 건설) 시 지반의 적합성을 판단하는 것은 지반의 강도, 안정성, 토질 등을 확인하는 것이며, 팽창시험은 지반 적부 결정과 직접적인 관련이 적습니다.
    지내력시험: 지반의 하중 지지력을 확인하는 중요한 시험이므로 오답.
    토질시험: 지반의 종류와 특성을 파악하는 중요한 시험이므로 오답.
    지하탐사: 지반의 구조와 상태를 확인하는 중요한 방법이므로 오답.
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64. 에너지 관리대상자가 에너지 손실요인의 개선 명령을 받은 때에는 개선명령일부터 60일 이내에 개선계획을 수립하여 산업자원부장관에게 제출하여야 하는데, 그 결과를 개선기간 만료일부터 며칠 이내에 산업자원부장관에게 통보해야 하는가?

  1. 7일
  2. 10일
  3. 15일
  4. 20일
(정답률: 52%)
  • 에너지 관리대상자가 개선명령을 받은 경우, 개선기간 만료일부터 15일 이내에 그 결과를 산업자원부장관에게 통보해야 합니다.
    7일: 규정된 기한이 아니므로 오답.
    10일: 규정된 기한이 아니므로 오답.
    20일: 규정된 기한이 아니므로 오답.
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65. 제철 및 제강공정 중 배소로의 사용목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 유해성분의 제거
  2. 산화도(酸化度)의 변화
  3. 분상광석의 괴상으로의 소결
  4. 원광석의 결합수의 제거와 탄산염의 분해
(정답률: 63%)
  • 배소로는 광석을 가열하여 유해성분 제거, 산화도 변화, 결합수 제거 및 탄산염 분해 등을 목적으로 합니다.
    분상광석을 괴상으로 소결하는 것은 소결로의 목적입니다.
    유해성분의 제거: 배소로의 주요 목적 중 하나이므로 오답.
    산화도(酸化度)의 변화: 배소로의 주요 목적 중 하나이므로 오답.
    원광석의 결합수의 제거와 탄산염의 분해: 배소로의 주요 목적 중 하나이므로 오답.
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66. 보온재의 구비조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 밀도가 작을 것
  2. 열전도율이 작을 것
  3. 재료가 부드러울 것
  4. 내열, 내약품성이 있을 것
(정답률: 49%)
  • 보온재는 열 손실을 줄이는 재료이므로, 재료가 부드러운 것은 핵심 구비조건이 아닙니다.
    밀도가 작을 것: 열전도율을 낮추는 데 유리하므로 옳은 조건.
    열전도율이 작을 것: 보온재의 가장 중요한 기능이므로 옳은 조건.
    내열, 내약품성이 있을 것: 고온이나 화학물질에 견뎌야 하므로 옳은 조건.
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67. 벽돌을 105~120℃에서 건조시켰을 때 무게를 w, 이것을 물 속에서 3시간 끓인 다음 물 속에서 유지시켰을 때의 무게를 w1, 물속에서 끄집어내어 표면에 묻은 수분을 닦은 후의 무게를 w2라고 할 때 흡수율을 구하는 식은?

(정답률: 40%)
  • 이 문제는 벽돌의 흡수율을 구하는 공식에 대한 문제입니다.
    흡수율은 물을 흡수한 무게에서 건조 무게를 뺀 값을 건조 무게로 나눈 후 100을 곱하여 백분율로 나타냅니다.
    $$\text{흡수율} = \frac{w_2 - w}{w} × 100(\%)$$

    $$\text{흡수율} = \frac{w_2 - w}{w} × 100(\%)$$

    $$\text{흡수율} = \frac{w_2 - w}{w} × 100(\%)$$
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68. 노재의 하중연화점을 측정하는 방법으로 옳은 것은?

  1. 소정의 온도에서 압축강도를 측정
  2. 하중을 일정하게 하고 온도를 높이면서 그 하중에 견디지 못하고 변형하는 온도를 측정
  3. 하중과 온도를 동시에 변화시키면서 변형을 측정
  4. 하중과 온도를 일정하게 하고 일정시간 후의 변형을 측정
(정답률: 62%)
  • 노재의 하중연화점은 일정한 하중을 가한 상태에서 온도를 서서히 높여 재료가 변형되기 시작하는 온도를 측정하는 방법입니다.
    소정의 온도에서 압축강도를 측정: 이는 상온 또는 특정 온도에서의 강도 측정이며, 연화점 측정과는 다릅니다.
    하중과 온도를 동시에 변화시키면서 변형을 측정: 하중연화점 측정은 하중을 일정하게 유지합니다.
    하중과 온도를 일정하게 하고 일정시간 후의 변형을 측정: 이는 크리프(creep) 시험에 가깝습니다.
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69. 배관의 호칭법으로 사용되는 스케줄번호를 산출하는데 가장 큰 영향을 미치는 것은?

  1. 관의 외경
  2. 관의 사용온도
  3. 관의 허용응력
  4. 관의 열팽창계수
(정답률: 58%)
  • 배관의 스케줄 번호는 관의 허용응력과 사용 압력에 따라 결정되는 관 두께를 나타내는 지표입니다.
    관의 외경: 스케줄 번호는 외경이 아닌 두께와 관련이 깊습니다.
    관의 사용온도: 사용온도는 허용응력에 영향을 주지만, 직접적인 산출 요소는 아닙니다.
    관의 열팽창계수: 열팽창계수는 스케줄 번호 산출에 직접적인 영향을 미치지 않습니다.
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70. 에너지수급 차질에 대비하기 위하여 산업자원부장관이 에너지저장의무를 부과할 수 있는 대상에 해당되는 자는?

  1. 연간 1천 TOE 이상 에너지 사용자
  2. 연건 5천 TOE 이상 에너지 사용자
  3. 연간 1만 TOe 이상 에너지 사용자
  4. 연간 2만 TOe 이상 에너지 사용자
(정답률: 57%)
  • 에너지이용 합리화법 시행령에 따라 산업통상자원부장관은 연간 2만 TOE 이상 에너지를 사용하는 자에게 에너지저장의무를 부과할 수 있습니다.
    연간 1천 TOE 이상 에너지 사용자: 기준 미달입니다.
    연건 5천 TOE 이상 에너지 사용자: 기준 미달입니다.
    연간 1만 TOe 이상 에너지 사용자: 기준 미달입니다.
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71. 다음 중 효율관리기자재의 소비효율등급을 허위로 표시하였을 때의 벌칙은?

  1. 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금
  2. 2천만원 이하의 벌금
  3. 1천만원 이하의 벌금
  4. 5백만원 이하의 벌금
(정답률: 16%)
  • 효율관리기자재 운용규정에 따라 소비효율등급을 허위로 표시하면 5백만원 이하의 벌금에 처합니다.
    1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금: 해당 법규에 없는 벌칙입니다.
    2천만원 이하의 벌금: 해당 법규에 없는 벌칙입니다.
    1천만원 이하의 벌금: 해당 법규에 없는 벌칙입니다.
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72. 유체의 역류를 방지하여 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 것으로 리프트식과 스윙식으로 대별되는 밸브는?

  1. 회전밸브
  2. 슬루스밸브
  3. 체크밸브
  4. 방열기밸브
(정답률: 72%)
  • 체크밸브는 유체의 역류를 방지하고 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 밸브로, 리프트식과 스윙식이 대표적입니다.
    회전밸브: 유량 조절에 사용되는 밸브이므로 오답.
    슬루스밸브: 유체의 개폐에 사용되는 밸브이므로 오답.
    방열기밸브: 방열기의 유량 조절에 사용되는 밸브이므로 오답.
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73. 에너지 사용자가 에너지사용량이 기준량 이상이 될때 산업자원부령이 정하는 바에 따라 신고해야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 전년도의 에너지 사용량ㆍ제품 생산량
  2. 당해 연도의 에너지사용예정량ㆍ제품생산 예정량
  3. 에너지사용기자재의 현황
  4. 에너지이용효과ㆍ에너지 수급체계의 영향분석 현황
(정답률: 39%)
  • 에너지이용합리화법에 따라 에너지 사용자가 신고해야 할 사항은 전년도/당해 연도 에너지 사용량 및 제품 생산량, 에너지사용기자재 현황 등이며, 에너지이용효과 및 에너지 수급체계의 영향분석 현황은 신고 사항이 아닙니다.
    전년도의 에너지 사용량ㆍ제품 생산량: 신고 사항에 해당하므로 오답.
    당해 연도의 에너지사용예정량ㆍ제품생산 예정량: 신고 사항에 해당하므로 오답.
    에너지사용기자재의 현황: 신고 사항에 해당하므로 오답.
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74. 캐스터블(Castable) 내화물에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 사용현장에서 필요한 형상이나 치수로 자유롭게 성형된다.
  2. 시공 후 약 24시간 후에 건조, 승온이 가능하고 경화제로 알루미나시멘트를 사용한다.
  3. 잔존수축과 열팽창이 크고 노 내 온도가 변화하면 스폴링을 잘 일으킨다.
  4. 점토질이 많이 사용되고 용도에 따라 고알루미나질이나 크롬질도 사용된다.
(정답률: 67%)
  • 캐스터블 내화물은 잔존수축과 열팽창이 작아 스폴링에 강합니다.
    사용현장에서 필요한 형상이나 치수로 자유롭게 성형된다: 캐스터블 내화물의 올바른 설명이므로 오답.
    시공 후 약 24시간 후에 건조, 승온이 가능하고 경화제로 알루미나시멘트를 사용한다: 캐스터블 내화물의 올바른 설명이므로 오답.
    점토질이 많이 사용되고 용도에 따라 고알루미나질이나 크롬질도 사용된다: 캐스터블 내화물의 올바른 설명이므로 오답.
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75. 에너지이용합리화의 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 에너지의 합리적 이용을 증진
  2. 에너지 소비로 인한 환경피해 감소
  3. 에너지원의 개발
  4. 국민 경제의 건전한 발전과 국민복지의 증진
(정답률: 67%)
  • 에너지이용합리화법의 목적은 에너지의 합리적 이용 증진, 에너지 소비로 인한 환경피해 감소, 국민 경제의 건전한 발전과 국민복지 증진 등이며, 에너지원의 개발은 직접적인 목적이 아닙니다.
    에너지의 합리적 이용을 증진: 에너지이용합리화법의 목적에 해당하므로 오답.
    에너지 소비로 인한 환경피해 감소: 에너지이용합리화법의 목적에 해당하므로 오답.
    국민 경제의 건전한 발전과 국민복지의 증진: 에너지이용합리화법의 목적에 해당하므로 오답.
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76. 에너지이용합리화법상 검사의 종류가 아닌 것은?

  1. 설계검사
  2. 제조검사
  3. 계속사용검사
  4. 개조검사
(정답률: 53%)
  • 에너지이용합리화법상 검사 종류에는 제조검사, 설치검사, 계속사용검사, 개조검사, 성능검사 등이 있으며, 설계검사는 해당하지 않습니다.
    제조검사: 에너지이용합리화법상 검사 종류에 해당하므로 오답.
    계속사용검사: 에너지이용합리화법상 검사 종류에 해당하므로 오답.
    개조검사: 에너지이용합리화법상 검사 종류에 해당하므로 오답.
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77. 85℃의 물 120kg의 온탕에 10℃의 물 140kg을 혼합하면 약 몇 ℃의 물이 되는가?

  1. 44.6℃
  2. 56.6℃
  3. 66.9℃
  4. 70.0℃
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 열량 보존 법칙을 적용하여 혼합 후의 최종 온도를 구합니다.
    $$m_1 c (T_1 - T_f) = m_2 c (T_f - T_2)$$

    $$m_1 (T_1 - T_f) = m_2 (T_f - T_2)$$

    $$120 × (85 - T_f) = 140 × (T_f - 10)$$

    $$10200 - 120 T_f = 140 T_f - 1400$$

    $$11600 = 260 T_f$$

    $$T_f = 44.6$$
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78. 신축이음에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 슬리브형은 단식과 복식의 2종류가 있으며, 고온, 고압에 사용한다.
  2. 루프형은 고압에 잘 견디며 주로 고압증기의 옥외 배관에 사용한다.
  3. 벨로스형은 신축으로 인한 응력을 받지 않는다.
  4. 스위블형은 온수 또는 저압증기의 배관에 사용하며 큰 신축에 대하여는 누설의 염려가 있다.
(정답률: 45%)
  • 신축이음은 배관의 열팽창 및 수축을 흡수하기 위해 사용되며, 종류별로 적용 압력 및 온도 범위가 다릅니다.
    슬리브형은 단식과 복식의 2종류가 있으며, 고온, 고압에 사용한다: 슬리브형은 고온, 고압에 부적합하며 누설의 위험이 있어 주로 중압 이하에 사용하므로 오답.
    루프형은 고압에 잘 견디며 주로 고압증기의 옥외 배관에 사용한다: 옳은 설명.
    벨로스형은 신축으로 인한 응력을 받지 않는다: 옳은 설명.
    스위블형은 온수 또는 저압증기의 배관에 사용하며 큰 신축에 대하여는 누설의 염려가 있다: 옳은 설명.
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79. 고온용 보온재가 아닌 것은?

  1. 우모펠트
  2. 규산칼슘
  3. 세라믹파이버
  4. 펄라이트
(정답률: 63%)
  • 보온재는 사용 온도 범위에 따라 적합한 재료가 다릅니다.
    우모펠트: 저온용 보온재이므로 오답.
    규산칼슘: 고온용 보온재이다.
    세라믹파이버: 고온용 보온재이다.
    펄라이트: 고온용 보온재이다.
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80. 터널가마(Tunnel Kiln)의 장점이 아닌 것은?

  1. 소성이 균일하여 품질이 좋다.
  2. 온도조절과 자동화가 용이하다.
  3. 열효율이 좋아 연료비가 절감된다.
  4. 사용연료의 제한을 받지 않고 전력소비가 적다.
(정답률: 73%)
  • 터널가마는 연속식 가마로, 자동화 및 열효율이 높지만, 초기 투자비와 전력 소비가 높은 편입니다.
    사용연료의 제한을 받지 않고 전력소비가 적다: 터널가마는 연속 운전과 자동화로 인해 전력 소비가 많은 편이므로 오답.
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5과목: 열설비설계

81. 보일러의 성능계산 시 사용되는 증발률(kg/m2h)에 대하여 가장 옳게 나타낸 것은?

  1. 실제증발량에 대한 발생증기 엔탈피와의 비
  2. 연료소비량에 대한 상당증발량과의 비
  3. 상당증발량에 대한 실제증발량과의 비
  4. 전열면적에 대한 실제증발량과의 비
(정답률: 42%)
  • 증발률은 보일러의 전열면적 1m^2당 1시간 동안 발생하는 실제 증발량을 나타내는 지표입니다.
    실제증발량에 대한 발생증기 엔탈피와의 비: 증발률의 정의와 무관하므로 오답.
    연료소비량에 대한 상당증발량과의 비: 이는 보일러 효율을 나타내는 지표 중 하나이므로 오답.
    상당증발량에 대한 실제증발량과의 비: 이는 증발 배수를 나타내는 지표이므로 오답.
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82. 전열면적 10m2를 초과하는 보일러의 급수밸브 및 체크밸브는 관의 호칭 지름이 몇 mm이상이어야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 48%)
  • 전열면적 10m^2를 초과하는 보일러의 급수밸브 및 체크밸브는 관의 호칭 지름이 20mm 이상이어야 합니다.
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83. 외경 30mm의 철관에 두께 15mm의 보온재를 감은 증기관이 있다. 관 표면의 온도가 100℃, 보온재의 표면 온도가 20℃인 경우 관의 길이 15m인 관의 표면으로 부터의 열손실은 약 몇 kcal/h인가? (단, 보온재의 열전도율은 0.05kcal/m∙h℃이다.)

  1. 244
  2. 344
  3. 444
  4. 544
(정답률: 27%)
  • 이 문제는 원통 벽을 통한 열전도 공식을 사용하여 열손실을 계산합니다.
    $$Q = \frac{2 π k L (T_1 - T_2)}{\ln(\frac{r_2}{r_1})}$$

    $$Q = \frac{2 × π × 0.05 × 15 × (100 - 20)}{\ln(\frac{0.030}{0.015})}$$

    $$Q = 544$$
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84. 보일러 내처리를 위한 pH 조정제가 아닌 것은?

  1. 가성소다
  2. 암모니아
  3. 제1인산소다
  4. 아황산나트륨
(정답률: 49%)
  • 아황산나트륨은 보일러 급수 중 용존산소를 제거하는 탈산소제입니다.
    가성소다: pH를 높이는 알칼리성 pH 조정제이므로 오답.
    암모니아: pH를 높이는 알칼리성 pH 조정제이므로 오답.
    제1인산소다: pH를 낮추는 산성 pH 조정제이므로 오답.
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85. 보일러 수냉관과 연소실벽 내에 설치된 복사과열기의 특징은?

  1. 보일러 부하증대가 최대일 때 과열온도가 최대
  2. 보일러 부하증대가 최대일 때 과열온도는 일정
  3. 보일러 부하증대에 따라 과열온도가 상승
  4. 보일러 부하증대에 따라 과열온도가 강하
(정답률: 39%)
  • 복사과열기는 보일러 부하가 증가하면 연소실 온도가 낮아져 복사열량이 감소하므로 과열온도가 강하합니다.
    보일러 부하증대가 최대일 때 과열온도가 최대: 대류과열기의 특징이므로 오답.
    보일러 부하증대가 최대일 때 과열온도는 일정: 복사과열기는 부하에 따라 과열온도가 변하므로 오답.
    보일러 부하증대에 따라 과열온도가 상승: 대류과열기의 특징이므로 오답.
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86. 육용 강재 보일러의 구조에 있어서 동체의 최소 두께기준으로 틀린 것은?

  1. 안지름 900mm 이하의 것은 6mm(단, 스테이를 부착하는 경우)
  2. 안지름이 900mm 초과 1350mm 이하의 것은 8mm
  3. 안지름이 1350mm 초과 1850mm 이하의 것은 10mm
  4. 안지름이 1850mm 초과하는 것은 12mm
(정답률: 65%)
  • 육용 강재 보일러 동체의 최소 두께 기준은 안지름 900mm 이하의 것은 8mm(단, 스테이를 부착하는 경우)입니다.
    안지름 900mm 이하의 것은 6mm(단, 스테이를 부착하는 경우): 8mm가 기준이므로 오답.
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87. 내경 250mm의 주철체 원통을 6kg/cm2의 내압에 견디게 할 때 두께(mm)는? (단, 허용응력은 1.5kg/mm2로 한다.)

  1. 3.5
  2. 4.0
  3. 5.0
  4. 6.5
(정답률: 37%)
  • 이 문제는 원통의 두께를 내압과 허용응력을 고려하여 계산합니다.
    원통 두께 공식:
    $$t = \frac{P · D}{2 σ_a}$$

    숫자 대입:
    $$t = \frac{6 \text{ kg/cm}^2 · 250 \text{ mm}}{2 · 1.5 \text{ kg/mm}^2} = \frac{0.06 \text{ kg/mm}^2 · 250 \text{ mm}}{2 · 1.5 \text{ kg/mm}^2}$$

    최종 결과:
    $$t = 5.0 \text{ mm}$$
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88. 전열계수가 비교적 낮으므로 열교환만을 목적으로 한 용도에는 부적당하나 구조가 간단하고 제작이 쉬워서 내부 유체의 보온을 목적으로 하는 경우에 적합한 열교환기는?

  1. 단관식 열교환기
  2. 이중관식 열교환기
  3. 플레이트식 열교환기
  4. 재킷식 열교환기
(정답률: 43%)
  • 재킷식 열교환기는 전열계수가 낮아 열교환 효율은 떨어지지만, 구조가 간단하고 제작이 쉬워 보온 목적으로 적합합니다.
    단관식 열교환기: 전열계수가 낮다는 설명과 맞지 않으므로 오답.
    이중관식 열교환기: 전열계수가 낮다는 설명과 맞지 않으므로 오답.
    플레이트식 열교환기: 전열계수가 높고 구조가 복잡하므로 오답.
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89. 보일러 사고의 원인 중 제작상의 원인으로 볼 수 없는 것은?

  1. 재료불량
  2. 구조 및 설계불량
  3. 용접불량
  4. 급수처리불량
(정답률: 60%)
  • 급수처리불량은 보일러 운전 중 발생하는 문제로, 제작상의 원인이 아닙니다.
    급수처리불량: 운전상의 원인이므로 오답.
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90. 보일러의 강도계산에서 보일러 동체 속에 압력이 생기는 경우 원방향의 응력은 축방향 응력의 몇 배 정도인가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 8배
  4. 16배
(정답률: 53%)
  • 보일러 동체와 같은 원통형 압력용기에서 내부 압력에 의해 발생하는 응력은 방향에 따라 다릅니다.
    원방향(원주방향) 응력은 축방향 응력의 2배입니다.
    이는 얇은 벽 원통의 응력 계산에서 나오는 기본 관계입니다.
    4배는 잘못된 비율입니다.
    8배는 잘못된 비율입니다.
    16배는 잘못된 비율입니다.
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91. 다음 급수처리 방법 중 화학적 처리방법은?

  1. 이온교환법
  2. 가열연화법
  3. 증류법
  4. 여과법
(정답률: 68%)
  • 급수처리는 보일러 내부 스케일 및 부식 방지를 위해 필수적이며, 이온교환법은 화학적 원리를 이용합니다.
    이온교환법은 이온 교환 수지를 사용하여 물 속의 경도 성분(칼슘, 마그네슘 이온)을 나트륨 이온 등으로 교환하는 화학적 처리 방법입니다.
    가열연화법은 가열을 통해 경도 성분을 침전시키는 물리적 처리 방법입니다.
    증류법은 물을 끓여 증발시킨 후 응축하여 순수한 물을 얻는 물리적 처리 방법입니다.
    여과법은 물리적인 필터를 사용하여 불순물을 제거하는 물리적 처리 방법입니다.
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92. 수압시험에서 시험수압은 규정된 압력의 몇 % 이상 초과하지 않도록 하여야 하는가?

  1. 3%
  2. 6%
  3. 9%
  4. 12%
(정답률: 58%)
  • 수압시험은 보일러의 안전성을 확인하는 중요한 시험으로, 규정된 압력을 과도하게 초과하지 않도록 제한합니다.
    6%는 수압시험 시 규정된 압력의 최대 초과 허용치입니다.
    3%는 규정된 초과 허용치보다 낮으므로 오답.
    9%는 규정된 초과 허용치보다 높으므로 오답.
    12%는 규정된 초과 허용치보다 높으므로 오답.
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93. 급수온도 20℃인 보일러에서 증기압력이 10kg/cm2이며 이때 온도 300℃의 증기가 매시간당 1ton씩 발생된 다고 할 때 상당 증발량은 약 몇 kg/h인가? (단, 증기압력 10kg/cm2에 대한 300℃의 증기엔탈피는 662kcal/kg, 20℃에 대한 급수엔탈피는 20kcal/kg 이다.)

  1. 1,191
  2. 2,048
  3. 2,247
  4. 3,232
(정답률: 37%)
  • 이 문제는 보일러의 상당 증발량을 계산하여 보일러의 성능을 표준 조건으로 환산합니다.
    상당 증발량 $$= \frac{\text{실제 증발량} × (\text{발생 증기 엔탈피 - 급수 엔탈피})}{539 \text{ kcal/kg}}$$
    상당 증발량 $$= \frac{1000 \text{ kg/h} × (662 \text{ kcal/kg} - 20 \text{ kcal/kg})}{539 \text{ kcal/kg}}$$
    상당 증발량 $$= 1191.09 \text{ kg/h}$$
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94. 열교환기의 대수평균온도차를 옳게 나타낸 것은? (단, Δ1은 고온유체의 입구측에서의 유체 온도차, Δ2는 고온유체의 출구측에서의 유체 온도차이다.)

(정답률: 46%)
  • 열교환기의 대수평균온도차(LMTD)는 열교환 효율을 계산하는 데 사용되는 온도차의 평균값입니다.
    (Δ₁ - Δ₂) / ln(Δ₁/Δ₂)는 대수평균온도차의 정확한 공식입니다.
    (Δ₁ + Δ₂) / 2는 산술평균온도차로, 대수평균온도차와 다릅니다.
    (Δ₁ + Δ₂) / ln(Δ₁/Δ₂)는 잘못된 형태의 공식입니다.
    (Δ₁ - Δ₂) / (Δ₁/Δ₂)는 잘못된 형태의 공식입니다.
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95. 다음 열전달법칙과 이에 관련된 내용으로 틀린 것은?

  1. 뉴턴의 냉각법칙-대류열 전달
  2. 퓨리에의 법칙-전도열 전달
  3. 스테판ㆍ볼츠만의 법칙-복사열 전달
  4. 보일ㆍ샤를의 법칙-전도열 전달
(정답률: 36%)
  • 보일ㆍ샤를의 법칙은 이상 기체의 압력, 부피, 온도 관계를 설명하는 기체 법칙으로, 열전달 방식인 전도열 전달과는 직접적인 관련이 없다.
    뉴턴의 냉각법칙-대류열 전달: 뉴턴의 냉각법칙은 대류 열전달량을 설명하는 법칙이다.
    퓨리에의 법칙-전도열 전달: 퓨리에의 법칙은 전도 열전달량을 설명하는 법칙이다.
    스테판ㆍ볼츠만의 법칙-복사열 전달: 스테판ㆍ볼츠만의 법칙은 복사 열전달량을 설명하는 법칙이다.
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96. 보일러수를 pH 10.5~11.5의 약알칼리로 유지하는 이유는?

  1. 첨가된 염산이 강재를 보호하기 때문이다.
  2. 보일러수 중에 적당량의 수산화나트륨을 포함시켜 보일러의 부식 및 스케일 부착을 방지하기 위함이다.
  3. 과잉 알칼리성이 더 좋으나 약품이 많이 소요되므로 원가면에서 pH 10.5~11.8로 권장하고 있다.
  4. 표면에 딱딱한 스케일이 생성되어 부식을 완전 방지하기 때문이다.
(정답률: 78%)
  • 보일러수를 약알칼리성으로 유지하면 보일러 강재의 부식을 억제하고, 스케일 형성 물질을 슬러지 형태로 침전시켜 제거하기 쉽게 하여 스케일 부착을 방지할 수 있다.
    첨가된 염산이 강재를 보호하기 때문이다: 염산은 강산으로 보일러 강재를 부식시키므로 오답.
    과잉 알칼리성이 더 좋으나 약품이 많이 소요되므로 원가면에서 pH 10.5~11.8로 권장하고 있다: 과잉 알칼리성은 캐리오버, 부식 등의 문제를 일으킬 수 있으므로 오답.
    표면에 딱딱한 스케일이 생성되어 부식을 완전 방지하기 때문이다: 스케일은 열전달을 방해하고 과열을 유발하여 보일러에 해로우므로 오답.
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97. 다음 중 프라이밍과 포밍의 원인이 아닌 것은?

  1. 증기부하가 적을 때
  2. 보일러수에 불순물, 유지분이 많이 포함되어 있을 때
  3. 수면과 증기 취출구가 작을 때
  4. 수증기변을 급히 열었을 때
(정답률: 59%)
  • 증기부하가 적을 때는 보일러 내 증기 발생량이 적어 수면이 안정되므로 프라이밍과 포밍 발생 가능성이 낮아진다.
    오히려 증기부하가 급격히 증가할 때 프라이밍이 발생하기 쉽다.
    보일러수에 불순물, 유지분이 많이 포함되어 있을 때: 수면 장력을 변화시켜 포밍을 유발한다.
    수면과 증기 취출구가 작을 때: 증기 취출 속도가 빨라져 수면이 불안정해지고 프라이밍을 유발한다.
    수증기변을 급히 열었을 때: 보일러 내 압력 강하가 급격히 발생하여 수면이 요동치고 프라이밍을 유발한다.
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98. 보일러의 과열에 의한 압괴(Collapse) 발생부분이 아닌 것은?

  1. 노통 상부
  2. 화실 천장
  3. 연관
  4. 거싯스테이
(정답률: 52%)
  • 거싯스테이는 보일러의 평판부를 지지하여 압력에 의한 변형을 방지하는 부재로, 직접적인 과열로 인한 압괴 발생 부분은 아니다.
    노통 상부: 직접 화염에 노출되고 수위가 낮아지면 과열되기 쉬워 압괴 위험이 있다.
    화실 천장: 화염에 직접 노출되며, 수위 저하 시 과열로 인한 압괴 위험이 크다.
    연관: 고온의 연소가스가 통과하며, 스케일 등으로 인해 열전달이 방해되면 과열되어 압괴될 수 있다.
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99. 열의 이동에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 열의 전도란 정지하고 있는 물체 속을 열이 이동하는 현상을 말한다.
  2. 대류란 유동물체가 고온부분에서 저온부분으로 이동하는 현상을 말한다.
  3. 복사란 전자파의 에너지형태로 열이 고온물체에서 저온물체로 이동하는 현상을 말한다.
  4. 열관류란 유체가 열을 받으면 밀도가 작아져서 부력이 생기기 때문에 상승현상이 일어나는 것을 말한다.
(정답률: 53%)
  • 열관류(Overall Heat Transfer)는 고온 유체에서 벽을 통해 저온 유체로 열이 전달되는 현상을 말한다.
    4의 설명은 대류 현상 중 자연 대류에 대한 설명이다.
    열의 전도란 정지하고 있는 물체 속을 열이 이동하는 현상을 말한다: 전도에 대한 정확한 설명이다.
    대류란 유동물체가 고온부분에서 저온부분으로 이동하는 현상을 말한다: 대류에 대한 정확한 설명이다.
    복사란 전자파의 에너지형태로 열이 고온물체에서 저온물체로 이동하는 현상을 말한다: 복사에 대한 정확한 설명이다.
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100. 노통보일러 중 원통형의 노통이 2개인 보일러는?

  1. 라몬트 보일러
  2. 바브콕 보일러
  3. 다우삼 보일러
  4. 랭커셔 보일러
(정답률: 72%)
  • 랭커셔 보일러는 원통형 노통이 2개인 노통 보일러입니다.
    라몬트 보일러: 강제 순환식 수관 보일러입니다.
    바브콕 보일러: 수관 보일러의 일종입니다.
    다우삼 보일러: 노통 보일러의 일종이나, 노통이 1개입니다.
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