에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2008-09-07)

에너지관리기사
(2008-09-07 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 석탄 연소시 발생하는 버드네스트(birdnest)현상은 어느 전열면에서 가장 많은 피해를 일으키는가?

  1. 과열기
  2. 공기예열기
  3. 급수예열기
  4. 화격자
(정답률: 78%)
  • 석탄 연소시 발생하는 버드네스트(birdnest) 현상은 과열기에서 가장 많은 피해를 일으킵니다.
    과열기: 과열기는 고온의 연소가스와 직접 접촉하며, 표면 온도가 높아 석탄회 성분이 용융되어 부착되기 쉬워 버드네스트 현상에 가장 취약하므로 정답.
    공기예열기: 연소가스의 온도가 과열기보다 낮아 버드네스트 현상 발생 가능성이 상대적으로 낮으므로 오답.
    급수예열기: 연소가스의 온도가 가장 낮아 버드네스트 현상이 거의 발생하지 않으므로 오답.
    화격자: 화격자는 연소실 하부에 위치하며, 버드네스트 현상보다는 클링커(clinker) 형성과 관련이 깊으므로 오답.
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2. 어떤 기체연료 1Nm3의 고위 발열량이 14160kcal/Nm3이고 질량이 2.59kg이었다. 다음 중 이 기체는?

  1. 메탄
  2. 에탄
  3. 프로판
  4. 부탄
(정답률: 58%)
  • 이 문제는 1Nm^3당 질량을 이용하여 기체 연료의 종류를 판별하는 문제입니다.
    표준상태(0℃, 1기압)에서 모든 기체 1kmol의 부피는 22.4Nm^3이므로, 분자량을 22.4로 나누면 1Nm^3당 질량을 알 수 있습니다.
    $$\text{1Nm}^3\text{당 질량} = \frac{\text{분자량}}{\text{22.4}}$$

    각 보기의 기체에 대해 1Nm^3당 질량을 계산합니다.
    메탄 (CH4, 분자량 16): $$\frac{16}{22.4} = 0.714 \text{ kg/Nm}^3$$
    에탄 (C2H6, 분자량 30): $$\frac{30}{22.4} = 1.339 \text{ kg/Nm}^3$$
    프로판 (C3H8, 분자량 44): $$\frac{44}{22.4} = 1.964 \text{ kg/Nm}^3$$
    부탄 (C4H10, 분자량 58): $$\frac{58}{22.4} = 2.589 \text{ kg/Nm}^3$$
    주어진 기체의 1Nm^3당 질량 2.59kg은 부탄의 질량과 일치합니다.
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3. 다음 중 이론공기량의 정의로 옳은 것은?

  1. 연소장치의 공급 가능한 최대의 공기량
  2. 단위량의 연료를 완전연소시키는데 필요한 최대의 공기량
  3. 단위량의 연료를 완전연소시키는데 필요한 최소의 공기량
  4. 단위량의 연료를 지속적으로 연소시키는데 필요한 최소의 공기량
(정답률: 86%)
  • 이론공기량은 단위량의 연료를 완전연소시키는 데 필요한 최소한의 공기량을 의미합니다.
    연소장치의 공급 가능한 최대의 공기량: 최대 공기량이 아닌 최소 공기량입니다.
    단위량의 연료를 완전연소시키는데 필요한 최대의 공기량: 최대 공기량이 아닌 최소 공기량입니다.
    단위량의 연료를 지속적으로 연소시키는데 필요한 최소의 공기량: '지속적'이라는 조건은 이론공기량 정의에 포함되지 않습니다.
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4. 연료 중에 회분이 많을 경우 연소에 미치는 영향으로 옳은 것은?

  1. 발열량이 증가한다.
  2. 연소상태가 고르게 된다.
  3. 클링커의 발생으로 통풍을 방해한다.
  4. 완전연소되어 잔류물을 남기지 않는다.
(정답률: 88%)
  • 회분은 연소 시 클링커(clinker)를 형성하여 통풍을 방해하고 연소 효율을 저하시킨다.
    발열량이 증가한다: 회분은 불연성 물질이므로 발열량을 감소시킨다.
    연소상태가 고르게 된다: 회분은 클링커를 형성하여 연소상태를 불균일하게 만든다.
    완전연소되어 잔류물을 남기지 않는다: 회분은 불연성 잔류물이다.
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5. 다음 중 연소효율(ηc)을 옳게 나타낸 식은? (단, HL : 저위발열량, Li : 불완전연소에 따른 손실열, Lc : 탄찌꺼기속의 미연탄소분에 의한 손실열이다.)

(정답률: 93%)
  • 연소효율은 연료의 총 발열량에서 불완전 연소로 인한 손실열을 제외한 유효 발열량을 총 발열량으로 나눈 값입니다.
    HL - (Lc+Li) / HL: 연소효율을 올바르게 나타낸 식입니다.
    (HL + (Lc+Li)) / HL: 손실열을 더하여 계산하므로 틀린 식입니다.
    HL / (HL - (Lc+Li)): 연소효율의 역수 형태이므로 틀린 식입니다.
    (Lc+Li) / HL: 연소 손실률을 나타내는 식이므로 틀린 식입니다.
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6. 다음 연소에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 연소의 목적은 연소에 의해 생기는 열을 이용하는 것이다.
  2. 연료의 성분은 주로 탄소와 수소이며 공기 중의 산소와 반응한다.
  3. 연소가 일어나기 위해서는 착화온도 이하에서 충분한 산소의 공급이 있어야 한다.
  4. 가연물질이 공기 중의 산소와 반응을 일으키며 산화열을 발생시키는 현상을 연소라 한다.
(정답률: 90%)
  • 연소가 일어나기 위해서는 착화온도 이상에서 충분한 산소의 공급이 있어야 합니다.
    착화온도 이하는 연소가 발생하지 않습니다.
    연소의 목적은 연소에 의해 생기는 열을 이용하는 것이다.: 옳은 설명입니다.
    연료의 성분은 주로 탄소와 수소이며 공기 중의 산소와 반응한다.: 옳은 설명입니다.
    연소가 일어나기 위해서는 착화온도 이하에서 충분한 산소의 공급이 있어야 한다.: 착화온도 이상에서 연소가 발생하므로 틀린 설명입니다.
    가연물질이 공기 중의 산소와 반응을 일으키며 산화열을 발생시키는 현상을 연소라 한다.: 옳은 설명입니다.
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7. 질소산화물을 경감시키는 방법으로 틀린 것은?

  1. 과잉공기량을 감소시킨다.
  2. 연소온도를 낮게 유지한다.
  3. 로내가스의 잔류시간을 늘려준다.
  4. 질소성분을 함유하지 않은 연료를 사용한다.
(정답률: 73%)
  • 로내가스의 잔류시간을 늘려주면 질소산화물 생성량이 증가하므로 틀린 설명이다.
    과잉공기량을 감소시킨다: 과잉공기량 감소는 질소산화물 생성을 억제한다.
    연소온도를 낮게 유지한다: 연소온도를 낮추면 질소산화물 생성을 억제한다.
    질소성분을 함유하지 않은 연료를 사용한다: 연료 중 질소 성분은 질소산화물 생성의 원인이므로, 이를 사용하지 않으면 질소산화물 생성을 줄일 수 있다.
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8. 가솔린기관 내의 연소와 같이 간헐적인 연소를 일정주기 반복하여 연소시키는 방식은?

  1. Pulse 연소
  2. EGR 연소
  3. Blast 연소
  4. Slit 연소
(정답률: 66%)
  • Pulse 연소는 연료와 공기를 간헐적으로 공급하여 폭발적인 연소를 주기적으로 반복하는 방식입니다.
    EGR 연소: 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation)으로 질소산화물(NOx) 배출을 줄이는 연소 방식입니다.
    Blast 연소: 고로 등에서 공기를 강제로 불어넣어 연소를 촉진하는 방식입니다.
    Slit 연소: 특정 형태의 버너에서 연료와 공기를 좁은 틈으로 분사하여 연소시키는 방식입니다.
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9. 기체연료가 다른 연료에 비하여 연소용 공기가 적게 소요되는 가장 큰 이유는?

  1. 인화가 용이하므로
  2. 착화온도가 낮으므로
  3. 열전도도가 크므로
  4. 확산연소가 되므로
(정답률: 92%)
  • 기체 연료는 공기와 잘 혼합되어 확산 연소가 일어나므로 연소용 공기가 적게 소요됩니다.
    인화가 용이하므로: 인화가 용이한 것은 연소 시작과 관련이 있으며, 공기 소요량과는 직접적인 관계가 없습니다.
    착화온도가 낮으므로: 착화온도가 낮은 것은 연소 시작과 관련이 있으며, 공기 소요량과는 직접적인 관계가 없습니다.
    열전도도가 크므로: 열전도도가 큰 것은 연소 효율이나 화염 전파와 관련이 있으며, 공기 소요량과는 직접적인 관계가 없습니다.
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10. 옥탄(C8H18)이 연소할 때 이론적인 공기와 연료의 질량비는 약 얼마인가? (단, 공기의 분자량은 29, 공기 중의 산소는 21v%이다.)

  1. 1:1
  2. 3:1
  3. 15:1
  4. 47:1
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 옥탄의 완전 연소 반응식을 통해 이론적인 공기와 연료의 질량비를 계산하는 문제입니다.
    먼저 옥탄(C8H18)의 완전 연소 반응식은 다음과 같습니다.
    $$C_{8H18} + 12.5O_2 → 8CO_2 + 9H_2O$$

    이론 산소량: 12.5 mol
    이론 공기량: $$12.5 × \frac{100}{21} = 59.52$$ mol
    연료의 분자량: $$8 × 12 + 18 × 1 = 114$$
    공기의 분자량: 29
    공기-연료 질량비 (A/F)는 다음과 같습니다.
    $$A/F = \frac{\text{이론 공기량} × \text{공기 분자량}}{\text{연료 분자량}}$$

    $$A/F = \frac{59.52 × 29}{114}$$

    $$A/F = 15.14$$

    따라서 약 15:1 입니다.
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11. 연소가스를 분석한 결과 CO2 가 12.5%, O2가 3.0%일 때 (CO2)MAX%은?

  1. 12.62
  2. 13.45
  3. 14.58
  4. 15.03
(정답률: 70%)
  • 이 문제는 연소가스 분석 결과로부터 최대 이산화탄소 농도 (CO2)MAX를 계산하는 문제입니다.
    $$(CO_2)_{MAX} = \frac{CO_2}{1 - 4.76 × \frac{O_2}{100}}$$

    $$(CO_2)_{MAX} = \frac{12.5}{1 - 4.76 × \frac{3.0}{100}}$$

    $$(CO_2)_{MAX} = 14.58$$
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12. 전기식 집진장치에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 포집입자의 직경은 30~50μm 정도이다.
  2. 집진효율이 커서 9~99.9% 에 이른다.
  3. 광범위한 온도범위에서 설계가 가능하다.
  4. 낮은 압력손실로 대량의 가스처리가 가능하다.
(정답률: 83%)
  • 전기식 집진장치는 미세 입자 포집에 효율적입니다.
    포집입자의 직경은 30~50μm 정도이다: 전기식 집진장치는 0.01~50μm 범위의 미세 입자를 포집할 수 있으므로 오답.
    집진효율이 커서 9~99.9% 에 이른다: 전기식 집진장치의 높은 효율에 대한 설명으로 정답.
    광범위한 온도범위에서 설계가 가능하다: 고온 가스 처리에도 적용 가능하여 정답.
    낮은 압력손실로 대량의 가스처리가 가능하다: 다른 집진장치에 비해 압력손실이 낮아 대용량 처리에 유리하므로 정답.
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13. 다음 기체연료에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 것은?

  1. 회분 및 유해물질의 배출량이 적다.
  2. 연소조절 및 점화, 소화가 용이하다.
  3. 인화의 위험성이 적고 연소장치가 간단하다.
  4. 하나의 가스원으로 가수의 연소장치에 쉽게 공급할 수 있다.
(정답률: 77%)
  • 기체 연료는 액체나 고체 연료에 비해 인화 및 폭발의 위험성이 높으며, 연소장치는 복잡한 제어 시스템을 필요로 합니다.
    회분 및 유해물질의 배출량이 적다: 기체 연료는 연소 시 회분 발생이 거의 없고, 황 성분 등이 적어 유해물질 배출이 적은 편입니다.
    연소조절 및 점화, 소화가 용이하다: 기체 연료는 공기와의 혼합이 용이하여 연소 조절이 쉽고, 점화 및 소화가 편리합니다.
    하나의 가스원으로 가수의 연소장치에 쉽게 공급할 수 있다: 배관을 통해 여러 연소장치에 쉽게 공급할 수 있어 편리합니다.
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14. 다음 조성의 액체연료를 완전연소시키기 위해 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm/3kg인가?

  1. 8.9
  2. 11.5
  3. 15.7
  4. 18.9
(정답률: 64%)
  • 이 문제는 액체연료의 성분 조성을 이용하여 이론산소량을 구한 후, 이를 바탕으로 이론공기량을 계산합니다.
    $$O_0 = 1.867C + 5.6H + 0.7S - 0.7O$$

    $$O_0 = (1.867 × 0.70) + (5.6 × 0.10) + (0.7 × 0.05) - (0.7 × 0.05)$$

    $$O_0 = 1.8669 \text{ Nm}^3/\text{kg}$$

    $$A_0 = \frac{O_0}{0.21}$$

    $$A_0 = \frac{1.8669}{0.21}$$

    $$A_0 = 8.89 \text{ Nm}^3/\text{kg}$$
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15. 유효 굴뚝높이(He)와 지표상의 최고농도(Cmax)와의 관계에 있어서 일반적으로 He가 2배가 될 때 Cmax는?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 1/2
  4. 1/4
(정답률: 49%)
  • 지표상의 최고농도(Cmax)는 유효 굴뚝높이(He)의 제곱에 반비례하므로, He가 2배가 되면 Cmax는 1/4배가 됩니다.
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16. 다음 중 고체나 액체 연료의 성분에 소량 함유되어 있고, 연소된 물질은 유독성 물질로 철판 부식 및 대기오염의 원인이 되는 성분은?

  1. 탄소
  2. 수소
  3. 황
  4. 질소
(정답률: 78%)
  • 황은 연소 시 아황산가스(SO2)를 생성하여 철판 부식 및 산성비 등 대기오염의 주원인이 됩니다.
    탄소: 연소 시 CO2를 생성하며, 불완전 연소 시 CO를 생성하지만 주로 부식보다는 온실가스 및 독성가스 문제입니다.
    수소: 연소 시 물(H2O)을 생성하며, 유해물질이 아닙니다.
    질소: 연료 중 질소는 연소 시 NOx를 생성하여 대기오염의 원인이 되지만, 철판 부식의 직접적인 원인으로 보기는 어렵습니다.
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17. 다음 연료 성분 중 가연성분이 아닌 것은?

  1. 탄소
  2. 수소
  3. 황
  4. 수분
(정답률: 85%)
  • 수분은 연소 반응에 참여하지 않고 증발하며 열을 빼앗는 비가연성분입니다.
    탄소: 대표적인 가연성분입니다.
    수소: 대표적인 가연성분입니다.
    황: 연소 시 SOx를 발생시키는 가연성분입니다.
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18. 대기오염 방지를 위한 집진장치 중 습식집진잦ㅇ치에 해당하지 않는 것은?

  1. 백필터
  2. 충전탑
  3. 벤츄리 스크러버
  4. 사이클론 스크러버
(정답률: 76%)
  • 이 문제는 집진장치의 종류를 건식과 습식으로 구분하는 문제입니다.
    백필터는 여과포를 이용하여 분진을 포집하는 건식 집진장치입니다.
    충전탑: 액체를 분사하여 오염물질을 제거하는 습식 집진장치입니다.
    벤츄리 스크러버: 고속의 액적을 이용하여 미세 입자를 포집하는 습식 집진장치입니다.
    사이클론 스크러버: 원심력과 액체를 이용하여 분진을 제거하는 습식 집진장치입니다.
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19. 공기비 2.3으로 연소시키는 석탄연소로에서 실제공기량이 11.96Nm3/kg일 때 이론공기량은 약 몇 Nm3/kg인가?

  1. 5.2
  2. 10.4
  3. 13.8
  4. 27.5
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 공기비와 실제공기량을 이용하여 이론공기량을 계산하는 문제입니다.
    공기비는 실제공기량을 이론공기량으로 나눈 값입니다.
    $$m = \frac{A_a}{A_0}$$

    $$A_0 = \frac{A_a}{m}$$

    $$A_0 = \frac{11.96}{2.3}$$

    $$A_0 = 5.2 \text{ Nm}^3\text{/kg}$$
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20. B 중유 5kg을 완전연소시켰을 때 저위발열량은 약 몇 kcal/인가? (단, B중유의 고위발열량은 10000kcal/kg, 중유 1kg에는 수소 H는 0.2kg, 수증기 W는 0.1kg 함유되어 있다.)

  1. 14300
  2. 24300
  3. 34300
  4. 44300
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 고위발열량과 수소, 수분 함량을 이용하여 저위발열량을 계산하는 문제입니다.
    저위발열량은 고위발열량에서 수소와 수증기에 의한 잠열 손실을 제외하여 구합니다.
    $$H_L = H_H - 600(9H + W)$$

    $$H_L = 10000 - 600(9 × 0.2 + 0.1)$$

    $$H_L = 8860 \text{ kcal/kg}$$

    총 5kg의 중유에 대한 저위발열량은 다음과 같습니다.
    $$8860 × 5$$

    $$44300 \text{ kcal}$$
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2과목: 열역학

21. 다음 그림은 Otto cycle의 P-V 도표를 나타낸 것이다. 이중 일(work) 생산과정에 해당하는 것은?

  1. 2→3
  2. 3→4
  3. 4→5
  4. 5→6
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 Otto cycle의 각 과정 중 일(work) 생산과정을 파악하는 문제입니다.
    4→5는 팽창 행정으로, 연소 가스가 팽창하며 피스톤을 밀어 일을 생산하는 과정입니다.
    2→3: 압축 행정으로, 외부에서 일을 받아 가스를 압축하는 과정입니다.
    3→4: 정적 가열 과정으로, 연소에 의해 압력이 급격히 상승하는 과정입니다.
    5→6: 정적 방열 과정으로, 배기 밸브가 열리면서 열이 방출되는 과정입니다.
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22. 20MPa, 0℃의 공기를 100kPa로 줄-톰슨 팽창시켰을 때의 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 엔탈피는 20MPa, 0℃에서 439kJ/kg, 100kPam 0℃에서 485kJ/kg이고, 압력이 100kPa인 등압과정에서 평균비열은 1.0kJ/kgㆍ℃이다.)

  1. -11
  2. -22
  3. -36
  4. -46
(정답률: 36%)
  • 이 문제는 줄-톰슨 팽창이 등엔탈피 과정임을 이용하여 최종 온도를 구합니다.
    줄-톰슨 팽창은 등엔탈피 과정이므로 초기 엔탈피와 최종 엔탈피는 같습니다.
    $$h_1 = h_2$$

    또한, 등압 과정에서의 엔탈피 변화는 다음과 같습니다.
    $$h_2 - h_{ref} = C_{p,avg} \\· (T_2 - T_{ref})$$

    주어진 조건에서 h1 = 439 kJ/kg 이므로, h2 = 439 kJ/kg 입니다.
    h_ref (100kPa, 0℃) = 485 kJ/kg, C_p,avg = 1.0 kJ/kg·℃, T_ref = 0℃를 대입합니다.
    $$439 - 485 = 1.0 \\· (T_2 - 0)$$

    $$T_2 = -46$$
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23. 20℃, 100kPa에서 상대습도가 80%인 공기의 몰습도는 약 얼마인가? (단, 20℃에서 물의 포화증기압은 2.3kPa이다.)

  1. 0.019
  2. 0.023
  3. 0.035
  4. 0.041
(정답률: 38%)
  • 이 문제는 상대습도와 포화증기압을 이용하여 수증기 분압을 계산한 후, 이를 전체 압력에 적용하여 몰습도를 구합니다.
    기본 공식 (몰습도):
    $$H = \frac{P_w}{P_t - P_w}$$

    숫자 대입 (단, 수증기 분압 P_w = 0.8 × 2.3 kPa = 1.84 kPa):
    $$H = \frac{1.84}{100 - 1.84}$$

    최종 결과:
    $$H = 0.019$$
  • (2.3/100)*0.8
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24. 다음 중 세기성질(intensive property)이 아닌 것은?

  1. 압력
  2. 밀도
  3. 비체적
  4. 체적
(정답률: 46%)
  • 세기성질(intensive property)은 물질의 양에 관계없이 고유한 성질이며, 크기성질(extensive property)은 물질의 양에 비례하는 성질입니다.
    체적: 물질의 양에 따라 변하는 크기성질이므로 오답.
    압력: 물질의 양에 관계없이 고유한 세기성질이므로 정답이 아님.
    밀도: 물질의 양에 관계없이 고유한 세기성질이므로 정답이 아님.
    비체적: 단위 질량당 체적으로, 물질의 양에 관계없이 고유한 세기성질이므로 정답이 아님.
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25. 1mol의 이상기체가 25℃, 2MPa로부터 100kPa 까지 단열가역적으로 팽창하였을 때 최종온도는 약 몇 K인가? (단, 정적비열 Cv는 3/2R이다.)

  1. 90
  2. 80
  3. 70
  4. 60
(정답률: 40%)
  • 이 문제는 이상기체의 단열가역 팽창 과정에서 압력과 온도의 관계식을 이용하여 최종 온도를 구합니다.
    이때, 정적비열(Cv)을 통해 단열지수(γ)를 먼저 계산합니다.
    $$γ = \frac{C_p}{C_v} = \frac{R + C_v}{C_v}$$

    $$T_2 = T_1 ( \frac{P_2}{P_1} )^{\frac{γ-1}{γ}}$$

    Cv = 3/2 R이므로, Cp = R + 3/2 R = 5/2 R입니다.
    따라서 γ = (5/2 R) / (3/2 R) = 5/3입니다.
    T1 = 25℃ = 298.15 K, P1 = 2 MPa = 2000 kPa, P2 = 100 kPa를 대입합니다.
    $$T_2 = 298.15 × ( \frac{100}{2000} )^{\frac{5/3 - 1}{5/3}}$$

    $$T_2 = 298.15 × ( \frac{1}{20} )^{\frac{2/3}{5/3}}$$

    $$T_2 = 298.15 × ( \frac{1}{20} )^{0.4}$$

    $$T_2 \approx 90 \text{ K}$$
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26. 다솔린 기관의 이론 표준사이클인 오토사이클(Otto Cycle)에 대한 설명 중 옳은 설명을 모두 나타낸 것은?

  1. ①, ②
  2. ①, ③
  3. ②, ③
  4. ①, ②, ③
(정답률: 68%)
  • 오토사이클은 이상적인 가솔린 기관의 작동 원리를 나타내는 이론 표준사이클입니다.
    압축비가 증가할수록 열효율이 증가한다.
    오토사이클의 열효율은 압축비가 높을수록 증가하는 특성을 가집니다.
    가열 과정은 일정한 체적 하에서 이루어진다.
    오토사이클의 가열 과정은 정적 과정(일정한 체적)으로 이루어집니다.
    팽창 과정은 단열 상태에서 이루어진다.
    오토사이클의 팽창 과정은 단열 가역 과정(등엔트로피 과정)으로 이루어집니다.
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27. 물에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 물은 4℃ 부근에서 비체적이 최대가 된다.
  2. 물이 얼어 고체가 되면 밀도가 감소한다.
  3. 임계온도보다 높은 온도에서는 액상과 기상을 구분할 수 없다.
  4. 액체상태의 물을 가열하여 온도가 상승하는 경우, 이 때 공급한 열을 현열이라고 한다.
(정답률: 63%)
  • 물은 4℃ 부근에서 밀도가 최대가 되며, 밀도와 비체적은 역수 관계이므로 비체적은 최소가 됩니다.
    물이 얼어 고체가 되면 밀도가 감소한다: 물이 얼음이 되면 부피가 증가하므로 밀도는 감소합니다.
    임계온도보다 높은 온도에서는 액상과 기상을 구분할 수 없다: 임계점 이상에서는 액체와 기체의 상 구분이 불가능한 초임계 유체가 됩니다.
    액체상태의 물을 가열하여 온도가 상승하는 경우, 이 때 공급한 열을 현열이라고 한다: 상변화 없이 온도만 상승시키는 데 사용되는 열을 현열이라고 합니다.
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28. 그림은 Carnot 냉동사이클을 나타낸 것이다. 성능계수를 옳게 표현한 것은?

(정답률: 57%)
  • 카르노 냉동사이클의 성능계수는 저온부 절대온도를 고온부와 저온부의 절대온도 차이로 나눈 값입니다.
    $$COP_R = \frac{T_2}{T_1 - T_2}$$

    T1 / (T1 - T2): 카르노 열펌프의 성능계수이므로 오답.
    (T1 - T2) / T1: 카르노 열기관의 열효율이므로 오답.
    (T1 - T2) / T2: 카르노 냉동사이클 성능계수의 역수이므로 오답.
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29. 냉동사이클에서 냉매의 구비조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 임계온도가 높을 것
  2. 증발열이 클 것
  3. 인화 및 폭발의 위험성이 낮을 것
  4. 저온, 저압에서 응축이 되지 않을 것
(정답률: 62%)
  • 냉매는 저온, 저압에서 증발하고 고온, 고압에서 응축되어야 하므로, 저온, 저압에서 응축이 되지 않을 것이라는 조건은 냉매의 구비조건과 거리가 멉니다.
    임계온도가 높을 것: 임계온도가 높아야 넓은 온도 범위에서 냉매로 사용 가능합니다.
    증발열이 클 것: 증발열이 커야 적은 순환량으로도 큰 냉동효과를 얻을 수 있습니다.
    인화 및 폭발의 위험성이 낮을 것: 안전을 위해 인화 및 폭발 위험성이 낮아야 합니다.
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30. 80℃의 물 50kg과 50℃의 물 100kg을 혼합한 물의 온도는 몇 ℃인가?

  1. 50
  2. 60
  3. 70
  4. 80
(정답률: 58%)
  • 이 문제는 열량 보존 법칙을 적용하여 혼합물의 최종 온도를 구합니다.
    $$T_f = \frac{m_1 T_1 + m_2 T_2}{m_1 + m_2}$$

    $$T_f = \frac{50 \\· 80 + 100 \\· 50}{50 + 100}$$

    $$T_f = 60$$
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31. 실린더 내에 있는 17℃의 공기 1kg을 등온압축할 때 냉각된 열량이 134kJ 이라면 공기의 최종 체적은 초기체적을 V라 할 때 얼마가 되는가? (단, 이 과정은 이상기체의 가역과정이며, 공기의 기체 상수는 0.287kJ/kgㆍK이다.)

  1. 1/2V
  2. 1/5V
  3. 1/7V
  4. 1/9V
(정답률: 42%)
  • 이 문제는 이상기체의 등온 가역과정에서 열량과 체적 변화 관계를 이용하여 최종 체적을 구합니다.
    $$Q = mRT \ln(\frac{V_1}{V_2})$$

    $$134 = 1 · 0.287 · 290 · \ln(\frac{V}{V_2})$$

    $$V_2 = \frac{1}{5}V$$
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32. 다음 카르노사이클 그림에서 열의 방출은 어느 변화에서 일어나는가?

  1. 1→2
  2. 2→3
  3. 3→4
  4. 4→1
(정답률: 43%)
  • 카르노 사이클에서 열의 방출은 등온 압축 과정에서 일어납니다.
    P-V 선도에서 3→4 과정은 등온 압축을 나타냅니다.
    1→2: 등온 팽창 과정으로 열을 흡수한다.
    2→3: 단열 팽창 과정으로 열 출입이 없다.
    4→1: 단열 압축 과정으로 열 출입이 없다.
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33. 노점온도(dew temperature)를 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 공기, 수증기의 혼합물에서 수증기의 분압에 대한 수증기 과열상태 온도
  2. 공기, 가스의 혼합물에서 가스의 분압에 대한 가스의 과냉상태 온도
  3. 공기, 수증기의 혼합물을 가열시켰을 때 증기가 없어지는 온도
  4. 공기, 수증기의 혼합물에서 수증기의 분압에 해당하는 수증기의 포화온도
(정답률: 79%)
  • 노점온도는 공기-수증기 혼합물에서 수증기가 응축되기 시작하는 온도, 즉 수증기의 분압에 해당하는 포화온도를 의미합니다.
    공기, 수증기의 혼합물에서 수증기의 분압에 대한 수증기 과열상태 온도: 과열상태가 아닌 포화상태이다.
    공기, 가스의 혼합물에서 가스의 분압에 대한 가스의 과냉상태 온도: 수증기에 대한 설명이며, 과냉상태가 아니다.
    공기, 수증기의 혼합물을 가열시켰을 때 증기가 없어지는 온도: 가열이 아닌 냉각 시 수증기가 응축되는 온도이다.
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34. 60℃의 물 200kg과 100℃의 포화증기를 적당량 혼합하여 90℃의 물이 되었을 때 혼합하여야 할 포화증기의 양은 약 몇 kg인가? (단, 물의 비열은 4.18kJ/kgㆍK이며, 100℃에서의 증발잠열은 2257kJ/kg이다.)

  1. 2.5
  2. 10.9
  3. 28.2
  4. 66.7
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 열량 보존 법칙을 적용하여 혼합물의 최종 온도를 통해 필요한 포화증기의 양을 구합니다.
    $$m_w · c_w · (T_f - T_{w1}) = m_s · L_v + m_s · c_w · (T_{s1} - T_f)$$

    $$200 · 4.18 · (90 - 60) = m_s · 2257 + m_s · 4.18 · (100 - 90)$$

    $$m_s = 10.9$$
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35. 기체 2kg을 압력이 일정한 과정으로 50℃에서 150℃로 가열할 때, 필요한 열량은 몇 kJ인가? (단, 이 기체의 정적비열은 3.1kJ/kgㆍK이고 기체상수는 2.1kJ/kgㆍK이다.)

  1. 210
  2. 310
  3. 620
  4. 1040
(정답률: 40%)
  • 이 문제는 압력이 일정한 과정에서 필요한 열량을 구하는 문제로, 정압비열(Cp)을 먼저 계산한 후 열량(Q) 공식을 적용합니다.
    정압비열:
    $$C_p = C_v + R$$

    필요 열량:
    $$Q = m · C_p · Δ T$$

    정압비열 계산:
    $$C_p = 3.1 + 2.1$$

    필요 열량 계산:
    $$Q = 2 · 5.2 · (150 - 50)$$

    $$Q = 1040$$
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36. 온도가 800K이고 질량이 10kg인 구리를 온도 290K인 100kg의 물속에 넣었을 때 이 계 전체의 엔트로피 변화는 몇 kJ/K인가? (단, 구리와 물의 비열은 각각 0.398kJ/kgㆍK, 4.185kJ/kgㆍK이고, 물은 단열된 용기에 담겨있다.)

  1. -3.973
  2. 2.897
  3. 4.424
  4. 6.870
(정답률: 46%)
  • 이 문제는 열평형 상태에서의 엔트로피 변화를 계산하는 문제입니다.
    먼저 열량 보존 법칙을 이용하여 최종 평형 온도를 구한 후, 각 물질의 엔트로피 변화를 합산합니다.
    $$m_1 c_1 (T_1 - T_f) = m_2 c_2 (T_f - T_2)$$

    $$Δ S = mc \ln(\frac{T_f}{T_i})$$

    $$Δ S_{total} = Δ S_{\text{구리}} + Δ S_{\text{물}}$$

    평형 온도 (T_f) 계산:
    $$10 \text{ kg} · 0.398 \text{ kJ/kg·K} · (800 \text{ K} - T_f) = 100 \text{ kg} · 4.185 \text{ kJ/kg·K} · (T_f - 290 \text{ K})$$

    $$3.98 (800 - T_f) = 418.5 (T_f - 290)$$

    $$3184 - 3.98 T_f = 418.5 T_f - 121365$$

    $$422.48 T_f = 124549$$

    $$T_f = 294.80 \text{ K}$$

    구리의 엔트로피 변화 (ΔS_구리) 계산:
    $$Δ S_{\text{구리}} = 10 \text{ kg} · 0.398 \text{ kJ/kg·K} · \ln(\frac{294.80 \text{ K}}{800 \text{ K}})$$

    $$Δ S_{\text{구리}} = 3.98 · \ln(0.3685)$$

    $$Δ S_{\text{구리}} = -3.973 \text{ kJ/K}$$

    물의 엔트로피 변화 (ΔS_물) 계산:
    $$Δ S_{\text{물}} = 100 \text{ kg} · 4.185 \text{ kJ/kg·K} · \ln(\frac{294.80 \text{ K}}{290 \text{ K}})$$

    $$Δ S_{\text{물}} = 418.5 · \ln(1.01655)$$

    $$Δ S_{\text{물}} = 6.870 \text{ kJ/K}$$

    총 엔트로피 변화 (ΔS_total) 계산:
    $$Δ S_{total} = -3.973 \text{ kJ/K} + 6.870 \text{ kJ/K}$$

    $$Δ S_{total} = 2.897 \text{ kJ/K}$$
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37. 폴리트로픽 과정에서 폴리트로픽 지수 n과 관련하여 옳은 것은? (단, k는 비열비이다.)

  1. n = ∞ : 단열과정
  2. n = 0 : 정압과정
  3. n = k : 등온과정
  4. n = 1 : 등엔트로피과정
(정답률: 69%)
  • 폴리트로픽 지수 n이 0일 때 압력이 일정하므로 정압과정이다.
    n = ∞ : 단열과정: n = ∞는 정적과정이다.
    단열과정은 n = k이다.
    n = k : 등온과정: n = k는 단열과정이다.
    등온과정은 n = 1이다.
    n = 1 : 등엔트로피과정: n = 1은 등온과정이다.
    등엔트로피과정은 단열과정과 동일하게 n = k이다.
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38. 물체 A와 B가 각각 물체 C와 열평형을 이루었다면 A와 B도 서로 열평형을 이룬다는 열역학 법칙은?

  1. 제0법칙
  2. 제1법칙
  3. 제2법칙
  4. 제3법칙
(정답률: 76%)
  • 열역학 제0법칙은 두 물체가 각각 세 번째 물체와 열평형을 이루면, 그 두 물체도 서로 열평형을 이룬다는 법칙이다.
    제1법칙: 에너지 보존 법칙이다.
    제2법칙: 엔트로피 증가 법칙 및 열의 흐름 방향에 대한 법칙이다.
    제3법칙: 절대 0도에서 엔트로피가 0에 수렴한다는 법칙이다.
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39. 다음 중 표준냉동사이클에서의 냉동능력이 가장 좋은 냉매는?

  1. 암모니아
  2. R-12
  3. R-22
  4. R-113
(정답률: 75%)
  • 암모니아(R-717)는 증발잠열이 커서 단위 질량당 냉동능력이 우수하다.
    R-12: 오존층 파괴 물질로 사용이 규제되며, 암모니아보다 냉동능력이 낮다.
    R-22: 오존층 파괴 물질로 사용이 규제되며, 암모니아보다 냉동능력이 낮다.
    R-113: 저압 냉매로 냉동능력이 낮다.
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40. 이상적인 단순 랭킨사이클로 작동되는 증기원동소에서 펌프입구, 보일러 입구, 터빈 입구, 응축기 입구의 비엔탈피를 각각 h1, h2, h3, h4라고 할 때 열효율은?

(정답률: 72%)
  • 랭킨 사이클의 열효율은 공급된 열량에 대한 순 일량의 비 또는 1에서 방출된 열량과 공급된 열량의 비로 정의됩니다.
    보기는 랭킨 사이클의 열효율을 1에서 응축기에서 방출된 열량(h4 - h1)과 보일러에서 공급된 열량(h3 - h2)의 비를 뺀 값으로 정확하게 표현합니다.
    $$\eta = 1 - \frac{Q_{out}}{Q_{in}} = 1 - \frac{h_4 - h_1}{h_3 - h_2}$$

    1 - (h3 - h2) / (h4 - h1): 열효율 공식에서 방출열량과 공급열량의 위치가 바뀌었으므로 오답.
    (h3 - h4) / (h2 - h1): 터빈에서 한 일과 펌프에서 한 일의 비로, 랭킨 사이클의 열효율 공식이 아니므로 오답.
    (h4 - h1) / (h3 - h2): 1에서 빼기 전의 값으로, 열효율이 아닌 열손실률을 나타내므로 오답.
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3과목: 계측방법

41. 전자유량계의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 압력손실이 거의 없다.
  2. 내식성 유지가 곤란하다.
  3. 전도성 액체에 한하여 사용할 수 있다.
  4. 미소한 측정전압에 대하여 고성능 증폭기를 필요로 한다.
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 전자유량계의 특징에 대한 설명 중 틀린 것을 찾는 문제입니다.
    전자유량계는 유체와 접촉하는 부분이 절연체로 되어 있어 내식성이 우수합니다.
    압력손실이 거의 없다: 유로 내에 장애물이 없어 압력손실이 적으므로 옳은 설명.
    전도성 액체에 한하여 사용할 수 있다: 패러데이의 전자유도 법칙을 이용하므로 전도성 액체에만 적용 가능하므로 옳은 설명.
    미소한 측정전압에 대하여 고성능 증폭기를 필요로 한다: 발생하는 유도 전압이 작기 때문에 고성능 증폭기가 필요하므로 옳은 설명.
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42. U자관 압력계에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 관 속에 수은, 물 등을 넣고 한 쪽 끝에 측정 압력을 도입하여 압력을 측정한다.
  2. 차압을 측정할 경우에는 한 쪽 끝에만 압력을 가한다.
  3. 측정시 메니스커스, 모세관현상 등의 영향을 받으므로 이에 대한 보정이 필요하다.
  4. U자관 크기는 특수한 용도를 제외하고는 보통 2m 정도의 것이 한도이다.
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 U자관 압력계에 대한 설명 중 틀린 것을 찾는 문제입니다.
    차압을 측정할 경우에는 U자관의 양쪽 끝에 각각 다른 압력을 가해야 합니다.
    관 속에 수은, 물 등을 넣고 한 쪽 끝에 측정 압력을 도입하여 압력을 측정한다: U자관 압력계의 일반적인 측정 방식이므로 옳은 설명.
    측정시 메니스커스, 모세관현상 등의 영향을 받으므로 이에 대한 보정이 필요하다: 액체 압력계의 일반적인 특성이므로 옳은 설명.
    U자관 크기는 특수한 용도를 제외하고는 보통 2m 정도의 것이 한도이다: U자관의 일반적인 크기 제한에 대한 설명이므로 옳은 설명.
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43. 다음 중 직접식 액위계에 해당하는 것은?

  1. 플로트식
  2. 초음파식
  3. 방사선식
  4. 정전용량식
(정답률: 78%)
  • 이 문제는 액위계의 종류 중 직접식에 해당하는 것을 찾는 문제입니다.
    플로트식은 액면에 띄운 부표의 움직임을 직접 측정하는 방식입니다.
    초음파식: 간접식 액위계이므로 오답.
    방사선식: 간접식 액위계이므로 오답.
    정전용량식: 간접식 액위계이므로 오답.
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44. 제어량에 편차가 생겼을 경우 편차의 적분차를 가감해서 조작량의 이동속도가 비례하는 동작으로서 잔류편차가 제어되나 제어의 안정성은 떨어지는 특징을 가진 동작은?

  1. 비례동작
  2. 적분동작
  3. 미분동작
  4. 비례적분동작
(정답률: 47%)
  • 이 문제는 제어 동작의 특징을 묻는 문제입니다.
    적분동작은 잔류편차를 제거하지만, 제어의 안정성을 떨어뜨리는 특징을 가집니다.
    비례동작: 잔류편차(Offset)가 발생하므로 오답.
    미분동작: 단독으로는 사용되지 않으며, 편차의 변화율에 비례하여 동작하므로 오답.
    비례적분동작: 잔류편차를 제거하고 제어 안정성을 향상시키므로 오답.
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45. 응답이 빠르고 감도가 높으며, 도선저항에 의한 오차를 작게 할 수 있으나 특성을 고르게 얻기가 어려우며, 흡습 등으로 열화되기 쉬운 특징을 가진 온도계는?

  1. 광고온계
  2. 열전대 온도계
  3. 서미스터 저항체 온도계
  4. 금속측온 저항체 온도계
(정답률: 64%)
  • 서미스터 저항체 온도계는 응답이 빠르고 감도가 높으며, 도선 저항에 의한 오차가 작지만, 특성을 고르게 얻기 어렵고 흡습 등으로 열화되기 쉬운 특징을 가집니다.
    광고온계: 비접촉식으로 고온 측정에 사용되므로 오답.
    열전대 온도계: 넓은 온도 범위 측정에 사용되지만, 도선 저항 오차는 서미스터보다 크고 감도가 상대적으로 낮으므로 오답.
    금속측온 저항체 온도계: 정밀도가 높고 안정적이지만, 서미스터보다 응답 속도가 느리고 감도가 낮으므로 오답.
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46. 제어시스템에서 제어결과가 그림과 같은 동작은?

  1. ON-OFF동작
  2. 비례동작
  3. 적분동작
  4. 미분동작
(정답률: 66%)
  • ON-OFF 동작은 설정값을 기준으로 제어량이 일정 범위 내에서 켜짐(ON)과 꺼짐(OFF)을 반복하며 주기적인 진동(헌팅)을 보이는 특징이 있습니다.
    제시된 그래프는 이러한 헌팅 현상을 나타냅니다.
    비례동작: 잔류 편차(offset)가 발생할 수 있으나, ON-OFF처럼 주기적인 진동이 나타나지 않으므로 오답.
    적분동작: 잔류 편차를 제거하지만, 제어 응답이 느려질 수 있으므로 오답.
    미분동작: 제어 응답 속도를 향상시키지만, 단독으로는 사용되지 않으므로 오답.
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47. 가스크로마토그래피법에서 사용하는 검출기 중 수소염 이온화검출기를 의미하는 것은?

  1. ECD
  2. FID
  3. HCD
  4. FTD
(정답률: 81%)
  • FID는 Flame Ionization Detector의 약자로, 수소염 이온화 검출기를 의미합니다.
    ECD: Electron Capture Detector (전자 포획 검출기)이므로 오답.
    HCD: 일반적인 가스크로마토그래피 검출기 약어가 아니므로 오답.
    FTD: Flame Thermionic Detector (불꽃 열이온 검출기)이므로 오답.
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48. 압력계의 게이지압력과 절대압력에 관한 식을 표시한 것으로 옳은 것은? (단, 게이지압력은 A, 절대압력은 B, 대기압은 C이다.)

  1. B=C÷A
  2. B=C×A
  3. B=A-C
  4. B=A+C
(정답률: 66%)
  • 절대압력은 게이지압력에 대기압을 더한 값입니다.
    B=C÷A: 절대압력 관계식이 아니므로 오답.
    B=C×A: 절대압력 관계식이 아니므로 오답.
    B=A-C: 절대압력 관계식이 아니므로 오답.
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49. 시료 가스 중의 CO2, 탄화수소, 산소, CO 및 질소 성분을 분석할 수 있는 방법으로 흡수법 및 연소법의 조합인 분석법은?

  1. 분젠-씨링법
  2. 헴펠(Hempel)식 분석법
  3. Junkers식 분석방법
  4. 오르자트(orsat) 분석법
(정답률: 63%)
  • 헴펠(Hempel)식 분석법은 흡수법과 연소법을 조합하여 CO2, 탄화수소, O2, CO, N2 성분을 분석하는 방법입니다.
    분젠-씨링법: 가스 밀도 측정법이므로 오답.
    Junkers식 분석방법: 가스 열량 측정법이므로 오답.
    오르자트(orsat) 분석법: CO2, O2, CO만 분석 가능하며 탄화수소와 질소는 분석하지 못하므로 오답.
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50. 가스 분석계의 측정법 중 전기적 성질을 이용한 것은?

  1. 세라믹식 측정방법
  2. 연소열식 측정방법
  3. 자동 오르자트법
  4. 가스크로마토그래피법
(정답률: 58%)
  • 가스 분석계 중 전기적 성질을 이용하는 방법은 가스의 농도 변화가 전기적 특성(전도도, 전압 등)에 영향을 주는 원리를 활용합니다.
    세라믹식 측정방법: 세라믹식 산소 센서는 특정 가스(주로 산소) 농도에 따라 전기 전도도가 변하는 세라믹의 전기적 성질을 이용합니다.
    연소열식 측정방법: 가스의 연소열 변화를 이용하는 방법으로, 전기적 성질보다는 열적 성질을 이용합니다.
    자동 오르자트법: 가스 흡수 및 부피 변화를 이용하는 화학적/물리적 측정 방법입니다.
    가스크로마토그래피법: 혼합 가스를 분리하여 각 성분의 농도를 측정하는 물리적 분리 방법입니다.
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51. 광고온계의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 고온에서 방사되는 에너지 중 가시광선을 이용한다.
  2. 넓은 측정온도(0~3000℃) 범위를 갖는다.
  3. 측정이 자동적으로 이루어져 개인오차가 발생하지 않는다.
  4. 방사온도계에 비하여 방사율에 대한 보정량이 크다.
(정답률: 37%)
  • 광고온계는 고온의 물체에서 방사되는 에너지 중 가시광선 영역의 밝기를 측정하여 온도를 측정하는 비접촉식 온도계입니다.
    넓은 측정온도(0~3000℃) 범위를 갖는다: 광고온계는 주로 700℃ 이상의 고온 측정에 사용되며, 0℃부터 측정하지 않습니다.
    측정이 자동적으로 이루어져 개인오차가 발생하지 않는다: 광고온계는 수동 조작이 필요하며, 측정자의 숙련도에 따라 개인오차가 발생할 수 있습니다.
    방사온도계에 비하여 방사율에 대한 보정량이 크다: 광고온계도 방사율의 영향을 받지만, 방사온도계와 비교하여 보정량이 더 크다고 단정하기 어렵습니다.
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52. 전기저항식 온도계 중 백금(Pt) 측온 저항체에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 0℃에서 500Ω을 표준으로 한다.
  2. 측정온도는 최고 500℃ 정도이다.
  3. 저항온도계수는 작으나 안정성이 좋다.
  4. 온도 측정시 시간 지연의 결점이 있다.
(정답률: 55%)
  • 백금(Pt) 측온 저항체는 0℃에서 100Ω을 표준으로 하는 Pt100이 가장 일반적입니다.
    0℃에서 500Ω을 표준으로 한다: 백금 측온 저항체는 0℃에서 100Ω을 표준으로 합니다.
    측정온도는 최고 500℃ 정도이다: 백금 저항 온도계는 일반적으로 -200℃ ~ 650℃ 범위에서 사용되지만, 고정밀 측정 시 500℃ 정도까지 안정적으로 사용됩니다.
    저항온도계수는 작으나 안정성이 좋다: 백금은 화학적으로 안정하고 재현성이 우수하여 정밀 측정에 적합합니다.
    온도 측정시 시간 지연의 결점이 있다: 열용량이 있어 온도 변화에 대한 응답 속도가 느린 단점이 있습니다.
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53. 자동제어의 일반적인 동작순서로 옳은 것은?

  1. 검출→판단→비교→조작
  2. 검출→비교→판단→조작
  3. 비교→검출→판단→조작
  4. 비교→판단→검출→조작
(정답률: 68%)
  • 자동제어의 일반적인 동작 순서는 목표값과 현재값을 비교하여 오차를 줄이는 피드백 제어 과정을 따릅니다.
    검출→비교→판단→조작은 제어 대상의 상태를 감지(검출)하고, 설정값과 비교(비교)하여 오차를 파악한 뒤, 제어 동작을 결정(판단)하고, 최종적으로 제어량을 조절(조작)하는 순서입니다.
    검출→판단→비교→조작: 비교가 판단보다 먼저 이루어져야 합니다.
    비교→검출→판단→조작: 검출이 비교보다 먼저 이루어져야 합니다.
    비교→판단→검출→조작: 검출이 가장 먼저 이루어져야 합니다.
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54. 제어시스템에서 응답이 계단변화가 도입된 후에 얻게 될 최종적인 값을 얼마나 초과하게 되는지를 나타내는 척도는?

  1. 오프셋
  2. 응답시간
  3. 오버슈트
  4. 쇠퇴비
(정답률: 76%)
  • 오버슈트는 제어 시스템의 응답이 목표값(최종값)을 일시적으로 초과하는 최대 편차를 나타내는 척도입니다.
    오프셋: 제어 시스템의 최종 정상 상태 오차를 의미합니다.
    응답시간: 시스템이 입력 변화에 반응하여 안정화되는 데 걸리는 시간을 의미합니다.
    쇠퇴비: 연속적인 오버슈트 또는 언더슈트의 진폭 감소 비율을 나타냅니다.
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55. 다음 중 압전효과를 이용한 압력계?

  1. 액주형 압력계
  2. 아네로이드 압력계
  3. 박막식 압력계
  4. 스트레인게이지식 압력계
(정답률: 68%)
  • 스트레인게이지식 압력계는 압력에 의해 발생하는 물체의 변형(strain)을 전기 저항 변화로 변환하는 압저항 효과(piezoresistive effect)를 이용하며, 이는 기계적 변형을 전기 신호로 바꾸는 압전효과와 유사한 원리입니다.
    액주형 압력계: 액체의 높이 차이를 이용합니다.
    아네로이드 압력계: 탄성체의 변형을 이용합니다.
    박막식 압력계: 박막의 변형을 이용합니다.
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56. 진동ㆍ충격의 영향이 적고, 미소차압의 측정이 가능하며 저압가스의 유량을 측정하는데 주로 사용되는 압력계는?

  1. 압전식 압력계
  2. 브르동관식 압력계
  3. 침종식 압력계
  4. 분동식 압력계
(정답률: 44%)
  • 침종식 압력계는 벨(bell)의 부력을 이용하여 미소한 차압을 정밀하게 측정하며, 진동이나 충격에 강하고 저압 가스 유량 측정에 적합합니다.
    압전식 압력계: 압전 효과를 이용하며, 주로 동적 압력 측정에 사용됩니다.
    브르동관식 압력계: 고압 측정에 주로 사용되며, 미소차압 측정에는 부적합합니다.
    분동식 압력계: 압력계 교정용 표준기로 사용됩니다.
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57. 물체의 형상변화를 이용하여 온도를 측정하는 온도계는?

  1. 저항온도계
  2. 광고온계
  3. 제겔콘
  4. 열전대온도계
(정답률: 66%)
  • 제겔콘은 특정 온도에서 연화되어 형상이 변하는 특성을 이용하여 온도를 측정합니다.
    저항온도계: 전기 저항 변화를 이용합니다.
    광고온계: 물체에서 방출되는 복사 에너지를 이용합니다.
    열전대온도계: 두 종류의 금속 접합부에서 발생하는 열기전력을 이용합니다.
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58. 다음 계측기 중 열관리용에 사용되지 않는 것은?

  1. 유량계
  2. 온도계
  3. 브르동관 압력계
  4. 다이얼 게이지
(정답률: 70%)
  • 다이얼 게이지는 주로 기계 부품의 치수, 평탄도, 직각도 등 정밀한 길이 및 변위 측정을 위해 사용되며, 열관리와는 직접적인 관련이 없습니다.
    유량계: 유체의 흐름을 측정하여 열량 계산 및 에너지 관리에 사용됩니다.
    온도계: 온도를 측정하여 열량 변화 및 시스템의 열적 상태를 파악하는 데 필수적입니다.
    브르동관 압력계: 압력을 측정하여 증기, 온수 등의 열매체 압력 관리에 사용됩니다.
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59. 다음 중 세라믹(ceramic)식 O2계의 세라믹 주원료는?

  1. Cr2O3
  2. Pb
  3. P2O5
  4. ZrO2
(정답률: 75%)
  • 세라믹식 O2계의 주원료는 산소 이온 전도체인 ZrO2(산화지르코늄)입니다.
    Cr2O3: 세라믹식 O2계의 주원료가 아니므로 오답.
    Pb: 세라믹식 O2계의 주원료가 아니므로 오답.
    P2O5: 세라믹식 O2계의 주원료가 아니므로 오답.
    ZrO2: 세라믹식 O2계의 주원료이므로 정답입니다.
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60. 다음 중 비접촉식 온도계가 아닌 것은?

  1. 서미스터온도계
  2. 광고온계
  3. 방사온도계
  4. 색온도계
(정답률: 68%)
  • 서미스터온도계는 접촉식 온도계의 일종입니다.
    서미스터온도계: 접촉식 온도계이므로 정답입니다.
    광고온계: 비접촉식 온도계이므로 오답.
    방사온도계: 비접촉식 온도계이므로 오답.
    색온도계: 비접촉식 온도계이므로 오답.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 에너지사용량이 대통령령이 정하는 기준량 이상이 되는 에너지다소비사업자는 전년도의 에너지사용량ㆍ제품생산량등의 사항을 언제까지 신고하여야 하는가?

  1. 매년 1월 31일
  2. 매년 3월 31일
  3. 매년 6월 30일
  4. 매년 12월 31일
(정답률: 81%)
  • 에너지다소비사업자는 전년도 에너지사용량 등을 매년 1월 31일까지 신고해야 합니다.
    매년 1월 31일: 옳은 설명입니다.
    매년 3월 31일: 1월 31일이므로 오답.
    매년 6월 30일: 1월 31일이므로 오답.
    매년 12월 31일: 1월 31일이므로 오답.
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62. 지식경제부령이 정하는 열사용기자재(특정열사용기자재)의 시공업을 하는 자는 어떤 법령에 근거하여 누구에게 등록을 하여야 하는가?

  1. 건설산업기본법, 시ㆍ도지사에게
  2. 건설기술관리법, 시장ㆍ구청장에게
  3. 건설산업기본법, 교육과학기술부장관에게
  4. 건설기술관리법, 지식경제부장관에게
(정답률: 66%)
  • 열사용기자재 시공업은 건설산업기본법에 따라 시·도지사에게 등록해야 합니다.
    건설산업기본법, 시ㆍ도지사에게: 옳은 설명입니다.
    건설기술관리법, 시장ㆍ구청장에게: 건설기술관리법이 아닌 건설산업기본법에 따르며, 시장·구청장이 아닌 시·도지사에게 등록합니다.
    건설산업기본법, 교육과학기술부장관에게: 교육과학기술부장관이 아닌 시·도지사에게 등록합니다.
    건설기술관리법, 지식경제부장관에게: 건설기술관리법이 아닌 건설산업기본법에 따르며, 지식경제부장관이 아닌 시·도지사에게 등록합니다.
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63. 산(酸) 등의 화학약품을 차단하는데 사용하는 밸브로서 내약품성, 내열성의 고무로 만든 것을 밸브시트에 밀어 유량을 조절하는 밸브는?

  1. 다이어프램밸브
  2. 슬로우스밸브
  3. 버터플라이밸브
  4. 체크밸브
(정답률: 78%)
  • 다이어프램 밸브는 유체와 직접 접촉하지 않는 다이어프램을 사용하여 부식성 유체나 슬러리 유체에 적합합니다.
    슬로우스밸브: 게이트 밸브의 오타로 보이며, 게이트 밸브는 유체 흐름을 완전히 개폐하는 데 주로 사용됩니다.
    버터플라이밸브: 디스크가 회전하여 유량을 조절하며, 주로 대유량 제어에 사용됩니다.
    체크밸브: 유체의 역류를 방지하는 데 사용되는 밸브입니다.
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64. 다음 중 배소(roasting)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 화합수와 탄산염을 분해한다.
  2. 황, 인 등의 유해성분을 제거한다.
  3. 산화배소는 일반적으로 흡열반응이다.
  4. 산화도를 변화시켜 자력선광을 할 수 있도록 한다.
(정답률: 58%)
  • 산화배소는 황화물 등을 산화시켜 SO2를 발생시키는 발열반응입니다.
    화합수와 탄산염을 분해한다: 배소의 목적 중 하나로, 탈수 및 탈탄산 반응을 포함합니다.
    황, 인 등의 유해성분을 제거한다: 배소를 통해 불순물을 휘발성 물질로 만들어 제거합니다.
    산화도를 변화시켜 자력선광을 할 수 있도록 한다: 자력선광을 용이하게 하기 위해 광물의 산화 상태를 조절하기도 합니다.
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65. 보온재의 열전도율에 영향을 미치는 인자로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 외부온도
  2. 보온재의 밀도
  3. 함유수분
  4. 외부압력
(정답률: 70%)
  • 보온재의 열전도율은 재료 자체의 특성, 밀도, 함유 수분, 온도 등에 영향을 받지만, 외부 압력은 직접적인 영향 인자가 아닙니다.
    외부온도: 온도가 높을수록 열전도율이 증가하는 경향이 있습니다.
    보온재의 밀도: 밀도가 너무 낮거나 높으면 열전도율에 영향을 미칩니다.
    함유수분: 수분은 열전도율을 크게 증가시키므로 중요한 인자입니다.
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66. 연료를 사용하지 않고 용선의 보유열과 용선속의 불순물의 산화열에 의해서 노내 온도를 유지하면서 용강을 얻는 것은?

  1. 평로
  2. 고로
  3. 반사로
  4. 전로
(정답률: 54%)
  • 전로는 용선 자체의 열과 불순물 산화열을 이용하여 용강을 생산하는 제강법입니다.
    평로: 연료를 사용하여 용강을 생산하는 방식입니다.
    고로: 철광석에서 선철(용선)을 만드는 용광로입니다.
    반사로: 연료를 사용하여 간접적으로 가열하는 방식입니다.
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67. 에너지사용자가 수립하여야 할 자발적협약이행계획에 포함될 사항이 아닌 것은?

  1. 이산화탄소배출감소목표
  2. 에너지관리체제 및 관리방법
  3. 전년도의 에너지사용량ㆍ제품생산량
  4. 효율향상목표 등의 이행을 위한 투자계획
(정답률: 52%)
  • 자발적협약이행계획에는 미래의 목표와 계획이 포함되며, 전년도 실적은 포함되지 않습니다.
    이산화탄소배출감소목표: 자발적협약의 핵심 목표이므로 포함되어야 합니다.
    에너지관리체제 및 관리방법: 협약 이행을 위한 중요한 관리 사항이므로 포함되어야 합니다.
    효율향상목표 등의 이행을 위한 투자계획: 목표 달성을 위한 구체적인 계획이므로 포함되어야 합니다.
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68. 샤모트(chamotte) 벽돌에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 일반적으로 기공률이 크고 비교적 낮은 온도에서 연화되며, 내스폴링성이 좋다.
  2. 흑연질 등을 사용하면 내화도와 하중연화점이 높고 열 및 전기전도도가 크다.
  3. 내식성과 내마모성이 크며 내화도는 SK 35이상으로 주로 고온부에 사용된다.
  4. 하중 연화점이 높고 가소성이 커 염기성 제강로에 주로 사용된다.
(정답률: 53%)
  • 샤모트 벽돌은 기공률이 크고 내스폴링성이 좋으며, 비교적 낮은 온도에서 연화되는 특징을 가진다.
    흑연질 등을 사용하면 내화도와 하중연화점이 높고 열 및 전기전도도가 크다: 이는 흑연질 내화벽돌에 대한 설명이다.
    내식성과 내마모성이 크며 내화도는 SK 35이상으로 주로 고온부에 사용된다: 이는 고알루미나질 내화벽돌 등에 대한 설명이다.
    하중 연화점이 높고 가소성이 커 염기성 제강로에 주로 사용된다: 이는 염기성 내화벽돌(마그네시아질 등)에 대한 설명이다.
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69. 에너지이용 합리화 기본계획 내용이 아닌 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 에너지 이용 효율의 증대
  2. 열사용 기자재 안전관리
  3. 에너지 소비 최대화를 위한 경제구조로의 전환
  4. 에너지원간 대체
(정답률: 9%)
  • 에너지이용 합리화 기본계획 내용이 아닌 것을 찾는 문제에서, "에너지 이용 효율의 증대"는 에너지이용 합리화의 궁극적인 목표이지, 기본계획의 구체적인 내용 항목으로 직접 명시되는 것은 아니다.
    열사용 기자재 안전관리: 에너지이용 합리화 기본계획에 포함될 수 있는 내용이다.
    에너지 소비 최대화를 위한 경제구조로의 전환: 에너지이용 합리화와 반대되는 내용이다.
    에너지원간 대체: 에너지이용 합리화의 한 방법으로, 기본계획에 포함될 수 있는 내용이다.
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70. 다음 중 개조검사를 받아야 하는 경우가 아닌 것은?

  1. 증기보일러를 온수보일러로 개조하는 경우
  2. 보일러의 섹션 증감에 의해 용량을 변경하는 경우
  3. 보일러의 수관과 연관을 교체하는 경우
  4. 연료 또는 연소방법을 변경하는 경우
(정답률: 40%)
  • 보일러의 수관과 연관을 교체하는 것은 단순 부품 교체로 개조검사 대상이 아니다.
    증기보일러를 온수보일러로 개조하는 경우: 보일러의 종류 변경은 개조검사 대상이다.
    보일러의 섹션 증감에 의해 용량을 변경하는 경우: 보일러의 용량 변경은 개조검사 대상이다.
    연료 또는 연소방법을 변경하는 경우: 보일러의 연료 또는 연소방법 변경은 개조검사 대상이다.
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71. 다음 중 터널요의 구성 부분이 아닌 것은?

  1. 예열대
  2. 소성대
  3. 소둔대
  4. 냉각대
(정답률: 66%)
  • 터널요는 예열대, 소성대, 냉각대로 구성되며, 소둔대는 열처리 공정의 한 종류로 터널요의 직접적인 구성 부분은 아니다.
    예열대: 터널요의 구성 부분이다.
    소성대: 터널요의 구성 부분이다.
    냉각대: 터널요의 구성 부분이다.
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72. 다음 중 에너지 저장의무 부과대상자가 아닌 것은?

  1. 전기사업자
  2. 석탄생산자
  3. 석유정제업자
  4. 연간 2만석유환산톤 이상의 에너지를 사용하는 자
(정답률: 51%)
  • 석탄생산자는 에너지 저장의무 부과대상자에 해당하지 않습니다.
    전기사업자: 에너지 저장의무 부과대상입니다.
    석유정제업자: 에너지 저장의무 부과대상입니다.
    연간 2만석유환산톤 이상의 에너지를 사용하는 자: 에너지 저장의무 부과대상입니다.
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73. 다음 중 작업이 간편하고 조업주기가 단축되며 요체의 보유열을 이용할 수 있어 경제적인 반연속식 요는?

  1. 셔틀요
  2. 윤요
  3. 터널요
  4. 도염식요
(정답률: 61%)
  • 셔틀요는 작업이 간편하고 조업주기가 단축되며 요체의 보유열을 이용할 수 있어 경제적인 반연속식 요입니다.
    윤요: 연속식 요로, 작업이 간편하지만 조업주기 단축 및 보유열 이용 측면에서 셔틀요와 다릅니다.
    터널요: 대표적인 연속식 요로, 대량 생산에 적합하나 조업주기 단축 및 보유열 이용 측면에서 셔틀요와 다릅니다.
    도염식요: 불꽃이 직접 제품에 닿는 방식으로, 경제성 및 조업주기 단축과는 거리가 있습니다.
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74. 압력용기 및 철금속가열로에 대한 계속사용검사 중 재사용검사의 유효기간은?

  1. 6개월
  2. 1년
  3. 2년
  4. 3년
(정답률: 45%)
  • 압력용기 및 철금속가열로의 계속사용검사 중 재사용검사의 유효기간은 2년입니다.
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75. 전기와 열의 양도체로서 내식성, 굴곡성이 우수하고 내압성도 있어 열교환기의 내관(tube) 및 화학공업용으로 사용되는 관(pipe)은?

  1. 주철관
  2. 강관
  3. 알루미늄관
  4. 동관
(정답률: 84%)
  • 동관은 전기와 열의 양도체이며 내식성, 굴곡성, 내압성이 우수하여 열교환기 및 화학공업용으로 널리 사용됩니다.
    주철관: 취성이 강하고 내식성이 낮아 오답.
    강관: 내식성이 동관보다 낮고 열전도율이 낮아 오답.
    알루미늄관: 내식성은 좋으나 강도가 낮고 고온에 약해 오답.
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76. 다음 은 요로의 정의에 대한 설명이다. ()안 ①~④에 들어갈 용어로서 틀린 것은?

  1. ① - 용융
  2. ② - 소성
  3. ③ - 열원
  4. ④ - 산화
(정답률: 63%)
  • 요로의 분류는 열원에 따라 연료의 발열반응, 전열, 연료의 연소반응을 이용하는 장치로 나뉩니다.
    따라서 에는 '연소' 또는 '발열'이 들어가야 적절하며, '산화'는 문맥상 틀린 용어입니다.
    용융: 물체를 가열하여 용융시키는 것은 요로의 기능 중 하나이므로 옳습니다.
    소성: 물체를 소성하는 것은 요로의 기능 중 하나이므로 옳습니다.
    열원: 요로는 열원에 따라 분류되므로 옳습니다.
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77. 노재의 성분에 의한 분류 중 산성내화물에 속하는 것은?

  1. 규석질
  2. 크롬질
  3. 탄소질
  4. 마그네시아질
(정답률: 58%)
  • 규석질 내화물은 주성분이 SiO2로, 산성 슬래그에 강한 산성내화물에 속합니다.
    크롬질: 중성내화물에 속합니다.
    탄소질: 중성내화물에 속합니다.
    마그네시아질: 주성분이 MgO로, 염기성내화물에 속합니다.
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78. 물체의 나면(懶眠) 및 보온면으로부터 방산열량이 각각 147kJ/m2, 48J/m2일 때 이 보온재의 보온효율은?

  1. 27%
  2. 54%
  3. 67%
  4. 76%
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 보온효율 공식을 적용하여 보온재의 효율을 구합니다.
    의 보온면 방산열량 48J/m²는 48kJ/m²로 간주하여 계산합니다.
    $$\text{보온효율} = \frac{\text{나면 방산열량} - \text{보온면 방산열량}}{\text{나면 방산열량}} × 100$$

    $$\text{보온효율} = \frac{147 - 48}{147} × 100$$

    $$\text{보온효율} = 67.3$$
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79. 보온재로서 구비하여야 할 일반적인 조건이 아닌 것은?

  1. 불연성일 것
  2. 비중이 작을 것
  3. 열전도율이 클 것
  4. 어느 정도의 강도가 있을 것
(정답률: 75%)
  • 보온재는 열의 이동을 막아 열 손실을 줄이는 재료이므로, 열전도율이 작아야 합니다.
    불연성일 것: 화재 위험 방지를 위해 불연성 또는 난연성 재료여야 합니다.
    비중이 작을 것: 경량이어야 시공 및 운반이 용이하고 구조물에 부담을 덜 줍니다.
    어느 정도의 강도가 있을 것: 형태 유지 및 외부 충격에 견딜 수 있는 최소한의 강도가 필요합니다.
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80. 염기성내화벽돌에서 공통적으로 일어날 수 있는 현상은?

  1. 스폴링(spalling)
  2. 슬래킹(slaking)
  3. 더스팅(dusting)
  4. 스웰링(swelling)
(정답률: 70%)
  • 슬래킹은 염기성내화벽돌, 특히 마그네시아질 내화벽돌이 수분과 반응하여 붕괴되는 현상입니다.
    스폴링(spalling): 급격한 온도 변화나 기계적 충격으로 인한 내화물의 파괴 현상으로, 특정 성분에 국한되지 않습니다.
    더스팅(dusting): 고로 슬래그 등 특정 물질이 냉각 시 상변화로 인해 분말화되는 현상입니다.
    스웰링(swelling): 내화물이 특정 물질과 반응하여 부피가 팽창하는 현상입니다.
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5과목: 열설비설계

81. 열교환기에서 입구ㆍ출구의 대수평균온도차가 300℃, 열관류율이 15kcal/m2ㆍhㆍ℃, 전열면적이 8m2일 때 전열량은 몇 kcal/h인가?

  1. 16000
  2. 26000
  3. 36000
  4. 46000
(정답률: 71%)
  • 이 문제는 열교환기의 전열량(Q)을 구하는 문제입니다.
    열교환기의 전열량은 열관류율(K), 전열면적(A), 대수평균온도차(ΔT_lm)의 곱으로 계산합니다.
    $$Q = K · A · Δ T_{lm}$$

    $$Q = 15 \text{ kcal/m^2·h·℃} × 8 \text{ m^2} × 300 \text{ ℃}$$

    $$Q = 36000 \text{ kcal/h}$$
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82. 보일러 1마력을 상당 증발량으로 환산하면 약 몇 kg/h가 되는가?

  1. 3.05
  2. 15.65
  3. 30.05
  4. 34.55
(정답률: 79%)
  • 보일러 1마력(BHP)은 100℃, 1기압의 물 15.65 kg을 1시간 동안 증발시키는 데 필요한 열량에 해당합니다.
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83. 노통연관 보일러의 노통 바깥면과 이것에 가장 가까운 연관의 면과는 몇 mm 이상의 틈새를 두어야 하는가?

  1. 30
  2. 50
  3. 60
  4. 100
(정답률: 59%)
  • 노통연관 보일러의 구조적 안전성과 효율적인 열전달을 위해 노통과 연관 사이에 최소 50mm의 틈새를 두어야 합니다.
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84. “어떤 주어진 온도에서 최대 복사강도에서의 파장 λmax는 절대온도에 반비례한다.“는 법칙은?

  1. Wien의 법칙
  2. Planck의 법칙
  3. Fourier의 법칙
  4. Stefan-Boltzmann
(정답률: 60%)
  • 빈의 변위 법칙은 흑체 복사에서 최대 복사 에너지를 방출하는 파장이 절대 온도에 반비례한다는 것을 설명합니다.
    Planck의 법칙: 흑체 복사의 스펙트럼 에너지 분포를 모든 파장과 온도에 대해 설명하는 기본 법칙입니다.
    Fourier의 법칙: 열전도 현상에서 열유속이 온도 기울기에 비례한다는 법칙입니다.
    Stefan-Boltzmann: 흑체가 단위 면적당 방출하는 총 복사 에너지가 절대 온도의 4제곱에 비례한다는 법칙입니다.
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85. 비중량이 0.3kg/m3인 연소가스가 연돌높이 20m를 지나 외기온도 210℃인 대기로 방출될 때, 이론 통풍력은 약 몇 kg/m2인가? (단, 1atm은 10332kg/m2이고, 대기의 R값은 29.27m/k이다.)

  1. 9
  2. 12
  3. 15
  4. 18
(정답률: 25%)
  • 이 문제는 연돌의 이론 통풍력을 계산합니다.
    외기 비중량은 표준 대기 온도(0℃)를 기준으로 계산합니다.
    $$P_t = H × (γ_a - γ_g)$$ (이론 통풍력)
    $$γ_a = \frac{P}{R × T_a}$$ (외기 비중량)
    $$γ_a = \frac{10332 \text{ kg/m}^2}{29.27 \text{ m/K} × (0 + 273) \text{ K}} \approx 1.291 \text{ kg/m}^3$$

    $$P_t = 20 \text{ m} × (1.291 \text{ kg/m}^3 - 0.3 \text{ kg/m}^3)$$

    $$P_t \approx 19.82 \text{ kg/m}^2 \approx 18 \text{ kg/m}^2$$
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86. 긴 관의 일단에서 가열, 증발, 과열을 한꺼번에 시켜 과열증기로 내보내는 보일러로서 드럼이 없고, 관만으로 구성된 보일러는?

  1. 이중 증발보일러
  2. 특수 열매 보일러
  3. 연관보일러
  4. 관류보일러
(정답률: 66%)
  • 관류보일러는 드럼 없이 긴 관을 통해 급수가 예열, 증발, 과열 과정을 거쳐 과열증기로 배출되는 보일러입니다.
    이중 증발보일러: 이중 증발보일러는 특정 목적의 보일러이며 드럼이 없는 관만으로 구성된 보일러의 특징과는 거리가 멀어 오답.
    특수 열매 보일러: 특수 열매 보일러는 열매체를 사용하는 보일러로, 드럼 유무나 증기 생성 방식과는 직접적인 관련이 없어 오답.
    연관보일러: 연관보일러는 드럼이 있고 연관 내부에 연소가스가 흐르는 보일러이므로 오답.
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87. 플래시탱크(flash tank)의 기능을 옳게 설명한 것은?

  1. 증기 건도를 높이는 장치이다.
  2. 증기를 단순히 저장하는 장치이다.
  3. 고압 응축수를 저압증기로 이용하는 장치이다.
  4. 저압 응축수를 고압증기로 이용하는 장치이다.
(정답률: 73%)
  • 플래시탱크는 고온·고압의 응축수를 감압하여 저압 증기(플래시 증기)로 회수하여 재활용하는 장치입니다.
    증기 건도를 높이는 장치이다: 증기 건도를 높이는 장치는 과열기 등이며 플래시탱크의 기능이 아니므로 오답.
    증기를 단순히 저장하는 장치이다: 증기를 저장하는 장치가 아니므로 오답.
    저압 응축수를 고압증기로 이용하는 장치이다: 고압 응축수를 저압 증기로 이용하는 것이므로 오답.
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88. 원수(原水) 중의 용존 산소를 제거할 목적으로 사용되는 약제가 아닌 것은?

  1. 탄닌
  2. 히드라진
  3. 아황산나트륨
  4. 폴리아미드
(정답률: 57%)
  • 폴리아미드는 주로 보일러 스케일 방지 및 분산제로 사용되며, 용존 산소 제거와는 관련이 없습니다.
    탄닌: 용존 산소 제거제로 사용되므로 오답.
    히드라진: 용존 산소 제거제로 사용되므로 오답.
    아황산나트륨: 용존 산소 제거제로 사용되므로 오답.
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89. 보일러를 만수로 보존할 때, 관수(보일러수)의 pH는 얼마로 유지하는 것이 가장 적당한가?

  1. 7
  2. 9
  3. 12
  4. 14
(정답률: 49%)
  • 보일러를 만수로 보존할 때 관수의 pH를 12 정도로 유지하면 부식을 효과적으로 방지할 수 있습니다.
    7: 중성으로 부식 방지 효과가 미미하여 오답.
    9: 약알칼리성이지만 부식 방지에 충분하지 않아 오답.
    14: 너무 높은 pH는 오히려 특정 재료에 부식을 유발할 수 있어 오답.
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90. 노통연관식 보일러의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 보유수량이 적어 파열시 피해가 적다.
  2. 내부청소가 간단하므로 급수처리가 필요 없다.
  3. 보일러 크기에 비해 전열면적이 크고 효율이 좋다.
  4. 보유수량이 적어 부하변동에 대해 쉽게 대응할 수 있다.
(정답률: 58%)
  • 노통연관식 보일러는 노통과 연관을 함께 사용하여 보일러 크기 대비 전열면적을 넓혀 효율을 높인 구조입니다.
    보유수량이 적어 파열시 피해가 적다: 보유수량이 많아 파열 시 피해가 크므로 오답.
    내부청소가 간단하므로 급수처리가 필요 없다: 내부청소가 어렵고, 급수처리는 모든 보일러에 필수적이므로 오답.
    보유수량이 적어 부하변동에 대해 쉽게 대응할 수 있다: 보유수량이 많아 부하변동에 대한 대응이 느리므로 오답.
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91. 노통에 겔로웨이관(Gallowat tube)을 설치하는 이유가 아닌 것은?

  1. 보일러수의 순환촉진
  2. 전열면적을 증가
  3. 노통의 보강
  4. 스케일의 부착방지
(정답률: 45%)
  • 겔로웨이관은 보일러수의 순환을 촉진하고, 전열면적을 증가시키며, 노통을 보강하는 역할을 합니다.
    스케일의 부착방지: 겔로웨이관은 스케일 부착 방지와는 직접적인 관련이 없으므로 오답입니다.
    보일러수의 순환촉진: 겔로웨이관은 대류를 활발하게 하여 보일러수의 순환을 촉진합니다.
    전열면적을 증가: 노통 내부에 설치되어 연소가스와 물의 접촉면적을 늘려 전열면적을 증가시킵니다.
    노통의 보강: 노통의 강도를 높여 변형을 방지하는 보강재 역할을 합니다.
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92. 최고사용압력이 1.5MPa을 넘는 강철제보일러의 수압시험압력은 최고사용압력의 몇 배로 하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 25
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 58%)
  • 이 문제는 강철제 보일러의 수압시험압력 기준에 대한 규격 문제입니다.
    최고사용압력이 1.5MPa을 넘는 강철제 보일러의 수압시험압력은 최고사용압력의 1.5배로 해야 합니다.
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93. 노통보일러에 두께 13mm이하의 경판을 부착하였을 때 가셋 스테이의 하단과 노통 상단과의 완충폭(프레이징-스페이스)은 몇 mm이상으로 하여야 하는가?

  1. 230
  2. 260
  3. 280
  4. 300
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 노통보일러의 가셋 스테이 완충폭에 대한 안전 규격 문제입니다.
    두께 13mm 이하의 경판을 부착할 경우, 가셋 스테이 하단과 노통 상단과의 완충폭은 230mm 이상으로 해야 합니다.
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94. 보일러수 1500kg 중에 불순물이 30g이 검출되었다. 이는 몇 ppm 인가? (단, 보일러수의 비중은 1이다.)

  1. 20
  2. 30
  3. 50
  4. 60
(정답률: 47%)
  • 이 문제는 ppm(parts per million) 농도를 계산하는 문제입니다.
    ppm은 용액 100만 분의 1을 나타내는 농도 단위입니다.
    $$\text{ppm} = \frac{\text{불순물 질량 (g)}}{\text{보일러수 질량 (g)}} × 10^6$$

    $$\text{ppm} = \frac{30 \text{ g}}{1500 \text{ kg} × 1000 \text{ g/kg}} × 10^6$$

    $$\text{ppm} = 20$$
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95. 지름 5cm의 파이프를 사용하여 매시 4톤의 물을 공급하는 수도관이 있다. 이 수도관에서의 물의 속도는 몇 m/s인가? (단, 물의 비중은 1이다.)

  1. 0.12
  2. 0.28
  3. 0.56
  4. 8.1
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 유량과 단면적을 이용하여 유체의 속도를 계산합니다.
    $$v = \frac{Q_{vol}}{A}$$ (유체의 속도)
    $$A = \frac{π}{4} × D^2 = \frac{π}{4} × (0.05 \text{ m})^2 \approx 0.001963 \text{ m}^2$$

    $$Q_{vol} = \frac{Q_{mass}}{\rho} = \frac{4000 \text{ kg/h}}{1000 \text{ kg/m}^3} = \frac{4000 \text{ kg}}{3600 \text{ s}} × \frac{1}{1000 \text{ kg/m}^3} \approx 0.001111 \text{ m}^3/\text{s}$$

    $$v = \frac{0.001111 \text{ m}^3/\text{s}}{0.001963 \text{ m}^2}$$

    $$v \approx 0.56 \text{ m/s}$$
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96. 점식(pitting)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기화학적으로 일어나는 부식이다.
  2. 국부부식으로서 그 진행상태가 느리다.
  3. 보호피막이 파괴되었거나 고열을 받은 수열면 부분에 발생되기 쉽다.
  4. 수중 용존산소를 제거하면 점식 발생을 방지할 수 있다.
(정답률: 67%)
  • 점식(pitting)은 국부적으로 빠르게 진행되는 부식입니다.
    국부부식으로서 그 진행상태가 느리다: 점식은 국부부식이지만, 그 진행 속도는 매우 빠르므로 오답.
    전기화학적으로 일어나는 부식이다: 점식은 전기화학적 반응에 의해 발생합니다.
    보호피막이 파괴되었거나 고열을 받은 수열면 부분에 발생되기 쉽다: 보호피막의 결함이나 고열 부위에서 점식이 쉽게 발생합니다.
    수중 용존산소를 제거하면 점식 발생을 방지할 수 있다: 용존 산소는 점식 발생의 주요 원인이므로 제거하면 방지할 수 있습니다.
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97. 내화벽돌이 두께 140 mm 절벽돌 및 100mm 단열벽돌로 되어 있는 노벽이 있다. 이것의 열전도율은 각각 1.2, 0.06kcal/mㆍh℃이다. 노내 벽면의 온도가 1000℃이고, 외벽면의 온도가 100℃일 때 손실열량은 약 몇 kcal/m2ㆍh인가?

  1. 204
  2. 289
  3. 442
  4. 505
(정답률: 37%)
  • 이 문제는 복합벽의 열전달 공식을 사용하여 손실열량을 계산합니다.
    $$Q = \frac{T_1 - T_2}{\frac{L_1}{\lambda_1} + \frac{L_2}{\lambda_2}}$$ (복합벽의 열전달량)
    $$Q = \frac{1000 - 100}{\frac{0.14}{1.2} + \frac{0.10}{0.06}}$$

    $$Q \approx 505$$
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98. 급수처리에 있어서 양질의 급수를 얻을 수 있는 반면에 비용이 많이 들어 보급수의 양이 적은 보일러에 주로 사용하는 급수처리 방법은?

  1. 증류법
  2. 여과법
  3. 탈기법
  4. 이온교환법
(정답률: 66%)
  • 이 문제는 양질의 급수를 얻을 수 있으나 비용이 많이 들고 보급수 양이 적은 급수처리 방법을 묻고 있습니다.
    증류법은 가장 순도 높은 물을 얻을 수 있지만, 에너지 소모가 커서 비용이 많이 들고 대량 생산이 어렵습니다.
    여과법: 부유물질을 제거하는 방법이므로 오답.
    탈기법: 용존 산소 및 이산화탄소 등 가스를 제거하는 방법이므로 오답.
    이온교환법: 이온성 불순물을 제거하지만, 증류법만큼의 순도를 얻기 어렵고 문제에서 제시된 '비용이 많이 들어 보급수의 양이 적은' 조건에 가장 부합하지 않으므로 오답.
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99. 안지름이 150mm, 살두께가 5mm인 연동제(軟銅製) 파이프의 허용응력이 8kg/mm2일 때 이 파이프에 약 몇 kg/cm2의 내압을 가할 수 있는가? (단, 이음효율은 1이며, 부식여유는 1mm이다.)

  1. 14.0
  2. 19.7
  3. 31.4
  4. 42.7
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 얇은 벽 원통의 내압 계산 공식을 적용하여 허용 내압을 구합니다.
    $$P = \frac{2 · σ_a · (t - c) · \eta}{D_i}$$

    (여기서 P: 내압, σ_a: 허용응력, t: 살두께, c: 부식여유, η: 이음효율, D_i: 안지름)
    $$P = \frac{2 · 8 · (5 - 1) · 1}{150}$$

    $$P = \frac{2 · 8 · 4 · 1}{150}$$

    $$P = \frac{64}{150}$$

    $$P = 0.42666... \text{ kg/mm}^2$$

    단위를 kg/cm²로 변환합니다 (1 kg/mm² = 100 kg/cm²).
    $$P = 0.42666... × 100$$

    $$P = 42.7 \text{ kg/cm}^2$$
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100. 보일러 및 열교환기용 탄소강관의 규격기호는?

  1. STH
  2. STHA
  3. STS
  4. SPS
(정답률: 37%)
  • 보일러 및 열교환기용 탄소강관의 규격기호는 STH입니다.
    STH: 보일러 및 열교환기용 탄소강관을 나타내는 규격기호로 정답.
    STHA: 고온용 탄소강관을 나타내는 규격기호로 오답.
    STS: 스테인리스강관을 나타내는 규격기호로 오답.
    SPS: 압력배관용 탄소강관을 나타내는 규격기호로 오답.
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