에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2009-03-01)

에너지관리기사
(2009-03-01 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 질량 조성비가 탄소 60%, 질소 13%, 황 0.8%, 수분 5%, 수소 8.6%, 산소 5%, 회분 7.6%인 고체연료 5kg을 공기비 1.1로 완전연소시키고자 할 때의 실제공기량은 약 몇 Nm3인가?

  1. 9.6
  2. 41.2
  3. 48.4
  4. 75.5
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 고체연료의 원소 조성비와 공기비를 이용하여 실제공기량을 계산하는 문제입니다.
    이론공기량 A0 (Nm³/kg) 공식:
    $$A_0 = \frac{1}{0.21} (1.867C + 5.6H + 0.7S - 0.7O)$$

    숫자 대입:
    $$A_0 = \frac{1}{0.21} (1.867 × 0.60 + 5.6 × 0.086 + 0.7 × 0.008 - 0.7 × 0.05)$$

    $$A_0 = \frac{1}{0.21} (1.1202 + 0.4816 + 0.0056 - 0.035)$$

    $$A_0 = \frac{1}{0.21} (1.5724)$$

    $$A_0 \approx 7.4876 \text{ Nm}^3/\text{kg}$$

    실제공기량 A (Nm³/kg) 공식:
    $$A = m · A_0$$

    숫자 대입:
    $$A = 1.1 · 7.4876$$

    $$A \approx 8.2364 \text{ Nm}^3/\text{kg}$$

    총 실제공기량 (5kg 연료 기준):
    $$\text{총 실제공기량} = 8.2364 × 5$$

    최종 결과:
    $$\text{총 실제공기량} \approx 41.2 \text{ Nm}^3$$
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2. 연소로에서의 흡출(吸出)통풍에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 로안은 항시 부압(-)으로 유지된다.
  2. 흡출기로 배기가스를 방출하므로 연돌의 높이에 관계없이 연소할 수 있다.
  3. 고온가스에 의한 송풍기의 재질이 견딜 수 있어야 한다.
  4. 가열 연소용 공기를 사용하며 경제적이다.
(정답률: 55%)
  • 흡출통풍은 배기가스를 강제로 배출하는 방식이며, 연소용 공기를 가열하는 것과는 직접적인 관련이 없고 송풍기 가동에 에너지가 소모되므로 경제적이라고 단정하기 어렵습니다.
    로안은 항시 부압(-)으로 유지된다: 흡출통풍은 로 내부를 부압으로 유지하여 외부 공기 유입을 방지하고 연소가스를 강제로 배출합니다.
    흡출기로 배기가스를 방출하므로 연돌의 높이에 관계없이 연소할 수 있다: 흡출기는 연돌의 자연통풍력에 의존하지 않고 강제로 배기가스를 배출하므로 연돌 높이의 제약이 적습니다.
    고온가스에 의한 송풍기의 재질이 견딜 수 있어야 한다: 흡출기는 고온의 배기가스를 처리하므로 송풍기 재질은 고온에 견딜 수 있어야 합니다.
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3. 보일러 등의 연소장치에서 질소산화물(NOx)의 생성을 억제할 수 있는 연소 방법이 아닌 것은?

  1. 2단 연소
  2. 저산소(저공기비) 연소
  3. 배기의 재순환 연소
  4. 연소용 공기의 고온 예열
(정답률: 82%)
  • 질소산화물(NOx)은 고온 환경에서 생성이 촉진되므로, 연소 온도를 높이는 방법은 NOx 억제에 부적합합니다.
    2단 연소: 연소 온도를 낮춰 NOx 생성을 억제하므로 오답.
    저산소(저공기비) 연소: 산소 농도를 낮춰 NOx 생성을 억제하므로 오답.
    배기의 재순환 연소: 연소 온도를 낮춰 NOx 생성을 억제하므로 오답.
    연소용 공기의 고온 예열: 연소 온도를 높여 NOx 생성을 촉진하므로 정답.
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4. 다음 중 액체연료가 갖는 일반적인 특징이 아닌 것은?

  1. 연소온도가 높기 때문에 국부과열을 일으키기 쉽다.
  2. 발열량은 높지만 품질이 일정하지 않다.
  3. 화재, 역화 등의 위험이 크다.
  4. 연소할 때 소음이 발생한다.
(정답률: 77%)
  • 액체연료는 일반적으로 품질이 균일하며, 발열량이 높습니다.
    따라서 품질이 일정하지 않다는 설명은 액체연료의 특징이 아닙니다.
    연소온도가 높기 때문에 국부과열을 일으키기 쉽다: 액체연료의 특징이므로 오답.
    화재, 역화 등의 위험이 크다: 액체연료의 특징이므로 오답.
    연소할 때 소음이 발생한다: 액체연료의 특징이므로 오답.
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5. 프로판(C3H8) 5Nm3를 이론산소량으로 완전연소시켰을 때 건연소가스량(Nm3)은?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 70%)
  • 이 문제는 프로판의 완전연소 반응식을 통해 생성되는 건연소가스량(CO₂)을 계산합니다.
    $$\text{C₃H₈} + 5\text{O₂} → 3\text{CO₂} + 4\text{H₂O}$$

    위 반응식에서 프로판(C₃H₈) 1몰(또는 1부피)이 완전연소하면 이산화탄소(CO₂) 3몰(또는 3부피)이 생성됩니다.
    $$\text{건연소가스량} = 5 \text{ Nm}^3 \text{ C₃H₈} × \frac{3 \text{ Nm}^3 \text{ CO₂}}{1 \text{ Nm}^3 \text{ C₃H₈}}$$

    $$\text{건연소가스량} = 15 \text{ Nm}^3$$
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6. 분젠 버너를 사용할 때 가스의 유출 속도를 점차 빠르게 하면 불꽃 모양은 어떻게 되는가?

  1. 불꽃이 엉클어지면서 짧아진다
  2. 불꽃이 엉클어지면서 길어진다.
  3. 불꽃의 형태는 변화없고 밝아진다.
  4. 매연을 발생하면서 연소한다.
(정답률: 86%)
  • 가스 유출 속도가 빨라지면 공기와의 혼합이 불균일해지고 불꽃이 불안정해지면서 엉클어지고 짧아지는 현상이 발생합니다.
    불꽃이 엉클어지면서 길어진다: 유출 속도가 빨라지면 불꽃은 짧아지는 경향이 있습니다.
    불꽃의 형태는 변화없고 밝아진다: 유출 속도 변화는 불꽃 형태에 영향을 주며, 밝기는 공기 혼합 비율에 따라 달라집니다.
    매연을 발생하면서 연소한다: 매연은 주로 공기 공급이 부족할 때 불완전 연소로 인해 발생합니다.
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7. 연소가스 부피조성이 CO2 13%, O2 8%, N2 79%일 때 공기과잉계수(공기비)는?

  1. 1.2
  2. 1.4
  3. 1.6
  4. 1.8
(정답률: 66%)
  • 이 문제는 연소가스 분석을 통해 공기과잉계수(공기비)를 구하는 문제입니다.
    연소가스 중 산소(O2)의 부피 조성을 이용하여 계산합니다.
    공기과잉계수(m)
    $$m = \frac{21}{21 - O_2}$$

    $$m = \frac{21}{21 - 8}$$

    $$m = 1.615 \approx 1.6$$
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8. 액체연료의 유동점은 응고점보다 몇 ℃ 높은가?

  1. 1.5
  2. 2.0
  3. 2.5
  4. 3.0
(정답률: 69%)
  • 액체연료의 유동점은 응고점보다 2.5℃ 높은 온도를 말합니다.
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9. 보일러의 열정산시 출열에 해당하지 않는 것은?

  1. 연소배가스 중 수증기의 보유열
  2. 건연소배가스의 현열
  3. 불완전연소에 의한 손실열
  4. 급수의 현열
(정답률: 79%)
  • 급수의 현열은 보일러의 입열에 해당한다.
    연소배가스 중 수증기의 보유열: 배기가스 손실열에 해당하므로 출열이다.
    건연소배가스의 현열: 배기가스 손실열에 해당하므로 출열이다.
    불완전연소에 의한 손실열: 불완전연소 손실열에 해당하므로 출열이다.
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10. 탄소 84%, 수소 13%, 유황 2%의 조성으로 되어 있는 경유의 이론공기량은 약 몇 Nm3/kg인가?

  1. 8
  2. 9
  3. 10
  4. 11
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 연료의 원소 조성비를 이용하여 이론공기량을 계산하는 문제입니다.
    이론공기량 A0 (Nm³/kg) 공식:
    $$A_0 = \frac{1}{0.21} (1.867C + 5.6H + 0.7S - 0.7O)$$

    숫자 대입:
    $$A_0 = \frac{1}{0.21} (1.867 × 0.84 + 5.6 × 0.13 + 0.7 × 0.02 - 0.7 × 0)$$

    $$A_0 = \frac{1}{0.21} (1.56828 + 0.728 + 0.014)$$

    $$A_0 = \frac{1}{0.21} (2.31028)$$

    최종 결과:
    $$A_0 \approx 11.0 \text{ Nm}^3/\text{kg}$$
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11. 원소 분석결과 C, S와 연소가스분석으로 (CO2)max를 알고 있을 때의 건연소가스량(G)을 구하는 식은?

(정답률: 81%)
  • 이 문제는 연료의 원소 분석 결과와 연소가스 분석을 통해 건연소가스량(G')을 구하는 공식을 묻는 문제입니다.
    $$G' = \frac{1.867C + 0.7S}{(CO_2)_{max}}$$

    나머지 보기들은 건연소가스량(G')을 구하는 올바른 공식이 아니므로 오답입니다.
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12. 다음 연료 중 단위 중량당 발열량이 가장 높은 것은?

  1. LPG
  2. 무연탄
  3. LNG
  4. 중유
(정답률: 50%)
  • LNG는 메탄이 주성분으로, 탄소-수소 비율이 높아 연소 시 단위 중량당 발열량이 가장 높습니다.
    LPG: 프로판, 부탄이 주성분으로 LNG보다 발열량이 낮아 오답.
    무연탄: 고체 연료로, 액체/기체 연료보다 단위 중량당 발열량이 낮아 오답.
    중유: 액체 연료이나, LNG보다 탄소 함량이 높고 수소 함량이 낮아 발열량이 낮아 오답.
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13. 열기관이 135kW의 출력으로 10시간 운전하여 390kg의 연료를 소비하였다. 연료의 발열량을 40MJ/kg이라고 할 때 기관으로부터 방출된 열량은 약 몇 MJ인가?

  1. 4860
  2. 10740
  3. 15600
  4. 20460
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 열기관의 에너지 수지 계산 문제입니다.
    총 공급된 열량에서 유효하게 사용된 출력 열량을 뺀 값이 기관으로부터 방출된 열량이 됩니다.
    총 공급 열량 (Q_in) = 연료 소비량 × 발열량
    유효 출력 열량 (Q_out) = 출력 × 시간
    방출된 열량 (Q_rejected) = Q_in - Q_out
    $$Q_{in} = 390 \text{ kg} · 40 \text{ MJ/kg} = 15600 \text{ MJ}$$

    $$Q_{out} = 135 \text{ kW} · 10 \text{ h} = 135 \text{ kJ/s} · (10 · 3600 \text{ s}) = 4860000 \text{ kJ} = 4860 \text{ MJ}$$

    $$Q_{rejected} = 15600 \text{ MJ} - 4860 \text{ MJ} = 10740 \text{ MJ}$$
  • (390*40*10^3)-(135*860*10*4.18)
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14. 부탄의 연소반응에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부탄 1kg을 연소시키기 위해서는 2.51Nm3의 산소가 필요하다.
  2. 부탄을 완전 연소시키기 위해서는 질량으로 6.5배의 산소가 필요하다.
  3. 부탄 1m3를 연소시키면 4m3의 탄산가스가 발생한다.
  4. 부탄과 산소의 질량의 합은 탄산가스와 수증기의 질량의 합과 같다.
(정답률: 74%)
  • 이 문제는 부탄의 연소 반응에 대한 이해를 묻는 문제입니다.
    부탄(C4H10)의 완전 연소 반응식은 2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O 입니다.
    부탄을 완전 연소시키기 위해서는 질량으로 6.5배의 산소가 필요하다: 부탄 2몰(2 × 58 = 116kg)에 산소 13몰(13 × 32 = 416kg)이 필요하므로, 산소는 부탄 질량의 416/116 ≈ 3.586배가 필요합니다.
    따라서 6.5배는 틀린 설명입니다.
    부탄 1kg을 연소시키기 위해서는 2.51Nm3의 산소가 필요하다: 맞는 설명.
    부탄 1m3를 연소시키면 4m3의 탄산가스가 발생한다: 반응식에서 부탄 2몰당 CO2 8몰이 생성되므로, 부탄 1m3당 CO2 4m3가 생성됩니다.
    맞는 설명.
    부탄과 산소의 질량의 합은 탄산가스와 수증기의 질량의 합과 같다: 질량 보존의 법칙에 따라 반응 전후 질량은 같으므로 맞는 설명.
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15. 연료의 연소시 CO2max(%)는 어느 때의 값인가?

  1. 이론공기량으로 연소시
  2. 실제공기량으로 연소시
  3. 과잉공기량으로 연소시
  4. 이론양보다 적은 공기량으로 연소시
(정답률: 82%)
  • 이 문제는 CO2_max의 정의를 묻는 문제입니다.
    CO2_max는 연료가 이론 공기량으로 완전 연소될 때 발생하는 최대 이산화탄소 농도입니다.
    이론공기량으로 연소시: 연료가 완전 연소되고 과잉 공기에 의한 희석이 없으므로 CO2 농도가 최대가 됩니다.
    실제공기량으로 연소시: 실제 공기량은 이론 공기량과 다를 수 있으므로 오답.
    과잉공기량으로 연소시: 과잉 공기는 CO2 농도를 희석시키므로 오답.
    이론양보다 적은 공기량으로 연소시: 불완전 연소가 발생하여 CO2_max에 도달할 수 없으므로 오답.
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16. 95% 효율을 가진 집진장치계통을 요구하는 어느 공장에서 35% 효율을 가진 전처리 장치를 이미 설치하였다. 주처리 장치는 몇 % 효율을 가진 것이어야 하는가?

  1. 60.00
  2. 85.76
  3. 92.31
  4. 95.45
(정답률: 66%)
  • 이 문제는 직렬로 연결된 집진장치 계통의 전체 효율과 개별 장치 효율 간의 관계를 계산하는 문제입니다.
    전체 효율은 1에서 각 장치를 통과한 후 남은 미처리율의 곱을 뺀 값으로 계산합니다.
    $$\eta_{total} = 1 - (1 - \eta_{pre}) · (1 - \eta_{main})$$

    $$0.95 = 1 - (1 - 0.35) · (1 - \eta_{main})$$

    $$\eta_{main} = 1 - \frac{1 - 0.95}{1 - 0.35} = 1 - \frac{0.05}{0.65} = 0.92307...$$

    $$\eta_{main} = 92.31 \%$$
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17. 가연성 온합기의 공기비(또는 공기과잉률)가 1.0일 때 당량비는 얼마인가?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 1.0
  4. 1.5
(정답률: 86%)
  • 이 문제는 공기비와 당량비의 정의를 이해하는지 묻는 문제입니다.
    공기비는 실제 공기량을 이론 공기량으로 나눈 값이고, 당량비는 이론 공기량을 실제 공기량으로 나눈 값으로 서로 역수 관계입니다.
    공기비가 1.0이면 실제 공기량과 이론 공기량이 같으므로 당량비도 1.0이 됩니다.
    0: 공기비가 0이 될 수 없으므로 오답.
    0.5: 공기비가 2.0일 때 당량비가 0.5이므로 오답.
    1.5: 공기비가 약 0.67일 때 당량비가 1.5이므로 오답.
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18. 체적이 0.3m3인 용기 안에 메탄(CH4)과 공기 혼합물이 들어있다. 공기는 메탄을 연소시키는데 필요한 이론 공기량보다 20%가 더 들어 있고, 연소 전 용기의 압력은 300kPa, 온도는 90℃이다. 연소 전 용기 안에 있는 메탄의 질량은 약 몇 g인가?

  1. 27.6
  2. 33.7
  3. 38.4
  4. 42.1
(정답률: 48%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식(PV=nRT)을 이용하여 용기 내 전체 몰수를 구하고, 공기과잉률을 고려한 메탄의 몰분율을 적용하여 메탄의 질량을 계산합니다.
    $$n_{total} = \frac{PV}{RT}$$

    $$m_{CH_4} = \left( \frac{PV}{RT} \right) × \left( \frac{1}{1 + \frac{2}{0.21} × 1.2} \right) × M_{CH_4}$$

    $$m_{CH_4} = \left( \frac{300 × 10^3 \text{ Pa} × 0.3 \text{ m}^3}{8.314 \text{ J/(mol·K)} × (90 + 273.15) \text{ K}} \right) × \left( \frac{1}{1 + \frac{2}{0.21} × 1.2} \right) × 16.042 \text{ g/mol}$$

    $$m_{CH_4} = 38.4 \text{ g}$$
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19. 프로판가스 1Nm3를 공기과잉률 1.1로 완전 연소시켰을 때의 건연소가스량은 약 몇 Nm3인가?

  1. 14.9
  2. 18.6
  3. 24.2
  4. 29.4
(정답률: 63%)
  • 이 문제는 프로판(C3H8)의 완전 연소 반응식을 통해 이론 건연소가스량을 구하고, 공기과잉률을 적용하여 실제 건연소가스량을 계산합니다.
    $$V_{DG} = V_{CO_2} + V_{O_2,excess} + V_{N_2,total}$$

    $$V_{DG} = 3 + (5 × (1.1-1)) + (\frac{5}{0.21} × 1.1 × 0.79)$$

    $$V_{DG} = 24.2 \text{ Nm}^3$$
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20. 산소 1m3를 이용하려면 공기 몇 m3가 필요한가?

  1. 1.9
  2. 2.8
  3. 3.7
  4. 4.8
(정답률: 67%)
  • 이 문제는 공기 중 산소의 부피비율을 이용하여 필요한 공기량을 계산합니다.
    $$V_{\text{공기}} = \frac{V_{\text{산소}}}{\text{공기 중 산소 부피비}}$$

    $$V_{\text{공기}} = \frac{1 \text{ m}^3}{0.21}$$

    $$V_{\text{공기}} = 4.8 \text{ m}^3$$
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2과목: 열역학

21. 물 1kg이 50℃의 포화액 상태로부터 동일 압력에서 건포화증기로 증발할 때까지 2280kJ을 흡수하였다. 이 때 엔트로피의 증가는 몇 kJ/K인가?

  1. 7.06
  2. 15.3
  3. 22.3
  4. 47.6
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 엔트로피 변화량(ΔS)을 흡수된 열량(Q)을 절대온도(T)로 나누어 구합니다.
    $$Δ S = \frac{Q}{T}$$

    $$Δ S = \frac{2280 \text{ kJ}}{ (50 + 273.15) \text{ K}}$$

    $$Δ S = 7.06 \text{ kJ/K}$$
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22. 스로틀링(throttling) 밸브를 이용하여 Joule-Thomson 효과를 보고자 한다. 이 때 압력이 감소함에 따라 온도가 감소하는 경우는 Joule-Thomson 계수 μ가 어떤 값을 가질 때인가?

  1. μ = 0
  2. μ ＞ 0
  3. μ ＜ 0
  4. μ = -1
(정답률: 82%)
  • 줄-톰슨 계수 μ는 압력 감소에 따른 온도 변화를 나타내며, μ > 0일 때 압력이 감소함에 따라 온도가 감소합니다.
    μ = 0: 압력 변화에 따른 온도 변화가 없습니다.
    μ < 0: 압력이 감소함에 따라 온도가 증가합니다.
    μ = -1: 특정 조건에서 나타날 수 있는 값이나, 온도가 감소하는 일반적인 조건은 μ > 0입니다.
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23. 실제기체의 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: 65%)
  • 실제 기체는 압력이 낮고 온도가 높을수록 이상 기체에 가깝게 거동합니다.
    압력과 온도가 모두 낮은 상태: 실제 기체는 이상 기체와 큰 차이를 보입니다.
    압력은 임계압력 이상이고 온도가 낮은 상태: 실제 기체는 이상 기체와 큰 차이를 보입니다.
    압력과 온도가 모두 임계점 이상인 상태: 실제 기체는 이상 기체와 큰 차이를 보입니다.
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24. 다음 중 가스터빈의 사이클로 가장 많이 사용되는 사이클은?

  1. 오토 사이클
  2. 디젤 사이클
  3. 랭킨 사이클
  4. 브레이턴 사이클
(정답률: 78%)
  • 가스터빈은 정압 가열 사이클인 브레이턴 사이클을 기본으로 합니다.
    오토 사이클: 가솔린 기관의 이상 사이클입니다.
    디젤 사이클: 디젤 기관의 이상 사이클입니다.
    랭킨 사이클: 증기 동력 사이클의 이상 사이클입니다.
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25. 1기압 30℃의 물 2kg을 1기압 건포화 증기로 만들려면 약 몇 kJ의 열량을 가하여야 하는가? (단, 30℃와 100℃ 사이의 물의 평균 정압비열은 4.19 kJ/kgㆍK, 1기압 100℃에서의 증발잠열은 2257 kJ/kg, 1기압 30℃ 물의 엔탈피는 126 kJ/kg이다.)

  1. 2250
  2. 4510
  3. 5100
  4. 9460
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 물을 가열하여 건포화 증기로 만드는 데 필요한 총 열량을 계산합니다.
    총 열량은 현열(물을 30℃에서 100℃로 가열)과 잠열(100℃ 물을 100℃ 증기로 증발)의 합입니다.
    $$Q_{total} = m · c_p · Δ T + m · h_{fg}$$

    $$Q_{total} = 2 \text{ kg} · 4.19 \text{ kJ/kg} · \text{K} · (100 - 30) \text{ K} + 2 \text{ kg} · 2257 \text{ kJ/kg}$$

    $$Q_{total} = 5100.6 \text{ kJ} \approx 5100 \text{ kJ}$$
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26. 열기관의 효율을 면적의 비로 표시할 수 있는 선도는?

  1. H-S 선도
  2. T-S 선도
  3. T-V 선도
  4. P-T 선도
(정답률: 70%)
  • T-S 선도(온도-엔트로피 선도)는 열기관의 효율을 면적의 비로 나타낼 수 있는 유일한 선도입니다.
    H-S 선도: 엔탈피-엔트로피 선도로, 주로 유체의 흐름 과정 분석에 사용됩니다.
    T-V 선도: 온도-비체적 선도로, 주로 상변화 과정이나 압축성 유체의 거동 분석에 사용됩니다.
    P-T 선도: 압력-온도 선도로, 주로 물질의 상평형 관계를 나타내는 데 사용됩니다.
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27. 가열량 및 압축비가 같을 경우 사이클의 효율이 큰 것부터 작은 순서대로 옳게 나타낸 것은?

  1. 오토사이클＞디젤사이클＞사바테사이클
  2. 사바테사이클＞오토사이클＞디젤사이클
  3. 디젤사이클＞오토사이클＞사바테사이클
  4. 오토사이클＞사바테사이클＞디젤사이클
(정답률: 82%)
  • 가열량 및 압축비가 같을 때, 사이클 효율은 오토사이클, 사바테사이클, 디젤사이클 순으로 높습니다.
    오토사이클＞디젤사이클＞사바테사이클: 오토사이클이 가장 효율이 높고 디젤사이클이 가장 낮으므로 오답.
    사바테사이클＞오토사이클＞디젤사이클: 오토사이클이 사바테사이클보다 효율이 높으므로 오답.
    디젤사이클＞오토사이클＞사바테사이클: 디젤사이클이 가장 효율이 낮으므로 오답.
    오토사이클＞사바테사이클＞디젤사이클: 주어진 조건에서 효율이 높은 순서가 맞으므로 정답.
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28. 다음 중 보일러 열정산에서 입열 항목이 아닌 것은?

  1. 연료의 보유 열량
  2. 연소용 공기의 현열
  3. 냉각수의 보유 현열량
  4. 발열 반응에 의한 반응열
(정답률: 43%)
  • 보일러 열정산에서 입열 항목은 보일러로 들어오는 에너지이며, 냉각수의 보유 현열량은 보일러에서 나가는 출열 항목입니다.
    연료의 보유 열량: 보일러로 공급되는 주된 에너지원이므로 오답.
    연소용 공기의 현열: 연소에 사용되는 공기가 가진 열량이므로 오답.
    냉각수의 보유 현열량: 보일러에서 열을 흡수하여 나가는 열량이므로 정답.
    발열 반응에 의한 반응열: 연소 반응 자체에서 발생하는 열량이므로 오답.
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29. 이상 및 실제 사이클 과정 중 항상 성립하는 것은? (단, Q는 시스템에 가해지는 열량, T는 절대온도이다.)

(정답률: 54%)
  • 이 문제는 클라우지우스 부등식(Clausius inequality)을 묻는 것으로, 모든 사이클에서 항상 성립하는 열역학 제2법칙의 표현입니다.
    $$\oint \frac{\delta Q}{T} \le 0$$
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30. 온도 30℃, 압력 350kPa에서 비체적이 0.449m3/kg인 이상기체의 기체 상수는 몇 kJ/kgㆍK인가?

  1. 0.143
  2. 0.287
  3. 0.518
  4. 2.077
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 기체 상수를 구합니다.
    $$R = \frac{Pv}{T}$$

    $$R = \frac{350 \text{ kPa} · 0.449 \text{ m}^3/\text{kg}}{(30 + 273.15) \text{ K}}$$

    $$R = 0.518 \text{ kJ/kg} · \text{K}$$
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31. 전체적이 5660L일 때 산소 4.54kg, 질소 6.80kg, 수소 2.27kg로 이루어지는 기체 혼합물 60℃에서의 전압은 약 몇 kPa인가? (단, 분자량은 산소 32, 질소 28, 수소 2이고 이상기체 혼합물이라 가정한다.)

  1. 134
  2. 268
  3. 743
  4. 6655
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 이상기체 상태 방정식과 돌턴의 분압 법칙을 적용하여 기체 혼합물의 전압을 구합니다.
    먼저 각 기체의 몰수를 계산한 후 총 몰수를 구하고, 이를 이상기체 상태 방정식에 대입합니다.
    $$n_{total} = \frac{m_{O2}}{MW_{O2}} + \frac{m_{N2}}{MW_{N2}} + \frac{m_{H2}}{MW_{H2}}$$

    $$n_{total} = \frac{4540 \text{ g}}{32 \text{ g/mol}} + \frac{6800 \text{ g}}{28 \text{ g/mol}} + \frac{2270 \text{ g}}{2 \text{ g/mol}}$$

    $$n_{total} = 141.875 + 242.857 + 1135 = 1519.732 \text{ mol}$$

    $$P_{total} = \frac{n_{total} R T}{V}$$

    $$P_{total} = \frac{1519.732 \text{ mol} · 8.314 \text{ kPa·L/(mol·K)} · (60+273.15) \text{ K}}{5660 \text{ L}}$$

    $$P_{total} = 743.9 \text{ kPa}$$
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32. 열역학 제2법칙과 관계가 가장 먼 것은?

  1. 열은 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다.
  2. 전열선에 전기를 가하면 열이 나지만 전열선을 가열 하여도 전력을 얻을 수 없다.
  3. 열기관의 효율에 대한 이론적인 한계를 결정한다.
  4. 전체 에너지양은 항상 보존된다.
(정답률: 83%)
  • 열역학 제2법칙은 에너지의 방향성, 엔트로피 증가, 열기관 효율의 한계 등을 다룹니다.
    전체 에너지 보존은 열역학 제1법칙에 해당합니다.
    열은 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다.: 열역학 제2법칙의 클라우지우스 명제입니다.
    전열선에 전기를 가하면 열이 나지만 전열선을 가열 하여도 전력을 얻을 수 없다.: 열역학 제2법칙의 비가역성을 설명합니다.
    열기관의 효율에 대한 이론적인 한계를 결정한다.: 열역학 제2법칙(카르노 효율)과 직접적인 관련이 있습니다.
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33. 다음 중 절탄기에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 석탄의 절약을 목적으로 하는 부속장치이다.
  2. 연도 가스의 열로 급수를 예열하는 장치이다.
  3. 연도 가스의 열로 고온의 공기를 만드는 장치이다.
  4. 연도 가스의 열로 고온의 증기를 만드는 장치이다.
(정답률: 78%)
  • 절탄기는 보일러의 부속 장치로, 연도 가스의 잔열을 이용하여 보일러로 공급되는 급수를 미리 가열하여 보일러 효율을 높이는 장치입니다.
    석탄의 절약을 목적으로 하는 부속장치이다.: 절탄기의 목적 중 하나이지만, 구체적인 작동 원리 설명이 아닙니다.
    연도 가스의 열로 고온의 공기를 만드는 장치이다.: 공기 예열기에 대한 설명입니다.
    연도 가스의 열로 고온의 증기를 만드는 장치이다.: 과열기에 대한 설명입니다.
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34. 그림과 같은 T-S 선도를 갖는 사이클은?

  1. Brayton 사이클
  2. Ericsson 사이클
  3. Carnot 사이클
  4. Stirling 사이클
(정답률: 60%)
  • 주어진 T-S 선도는 두 개의 등온 과정(수평선)과 두 개의 등압 과정(P=const로 표시된 기울어진 선)으로 이루어져 있으므로 에릭슨 사이클입니다.
    Brayton 사이클: 두 개의 등엔트로피 과정과 두 개의 등압 과정으로 구성됩니다.
    Carnot 사이클: 두 개의 등온 과정과 두 개의 등엔트로피 과정으로 구성됩니다.
    Stirling 사이클: 두 개의 등온 과정과 두 개의 등적 과정으로 구성됩니다.
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35. 어느 기체가 압력이 500kPa일 때의 체적이 50L 였다. 이 기체의 압력을 2배로 증가시키면 체적은 몇 L인가? (단, 온도는 일정한 상태이다.)

  1. 100
  2. 50
  3. 25
  4. 12.5
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 보일의 법칙을 적용하여 압력 변화에 따른 체적을 구합니다.
    $$P_1 V_1 = P_2 V_2$$

    $$500 \text{ kPa} · 50 \text{ L} = (2 · 500 \text{ kPa}) · V_2$$

    $$V_2 = 25 \text{ L}$$
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36. 다음은 열역학적 사이클에서 일어나는 여러 가지의 과정이다. 이상적인 카르노(Carnot) 사이클에서 일어나는 과정을 옳게 나열한 것은?

  1. ①, ②
  2. ②, ③
  3. ③, ④
  4. ①, ④
(정답률: 75%)
  • 이상적인 카르노 사이클은 두 개의 등온 과정과 두 개의 단열(등엔트로피) 과정으로 구성됩니다.
    등온 압축 과정: 카르노 사이클의 구성 과정이므로 정답.
    정적 팽창 과정: 카르노 사이클의 구성 과정이 아니므로 오답.
    정압 압축 과정: 카르노 사이클의 구성 과정이 아니므로 오답.
    단열 팽창 과정: 카르노 사이클의 구성 과정(등엔트로피 팽창)이므로 정답.
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37. 이상적인 증기압축식 냉동장치에서 압축기 입구를 1, 응축기 입구를 2, 팽창팰브 입구를 3, 증발기 입구를 4로 나타낼 때 T-S 선도(수직축 T, 수평축 S)에서 수직선으로 나타나는 과정은?

  1. 1-2
  2. 2-3
  3. 3-4
  4. 4-1
(정답률: 47%)
  • 이상적인 증기압축식 냉동장치에서 압축기 과정(1-2)은 등엔트로피 압축 과정이므로 T-S 선도에서 수직선으로 나타납니다.
    2-3: 응축기 과정으로 등압 등온 열방출 과정이므로 수직선이 아님.
    3-4: 팽창밸브 과정으로 등엔탈피 팽창 과정이므로 수직선이 아님.
    4-1: 증발기 과정으로 등압 등온 열흡수 과정이므로 수직선이 아님.
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38. 이상적인 사이클로서 카르노(Carnot)사이클에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 효율이 카르노사이클보다 더 높은 사이클이 있다.
  2. 과정 중에 등엔트로피 과정이 있다.
  3. 카르노사이클은 외부에서 열을 받고 일을 하지만 열을 방출하지는 않는다.
  4. 외부와의 열교환 과정은 유한 온도차에 의한 열전달을 통해 이루어진다.
(정답률: 65%)
  • 카르노 사이클은 두 개의 등온 과정과 두 개의 등엔트로피(단열 가역) 과정으로 구성됩니다.
    효율이 카르노사이클보다 더 높은 사이클이 있다: 카르노 사이클은 이상적인 사이클 중 가장 효율이 높으므로 오답.
    카르노사이클은 외부에서 열을 받고 일을 하지만 열을 방출하지는 않는다: 고온원에서 열을 흡수하고 저온원으로 열을 방출하므로 오답.
    외부와의 열교환 과정은 유한 온도차에 의한 열전달을 통해 이루어진다: 카르노 사이클은 가역 과정으로 무한소 온도차에서 열교환이 이루어지므로 오답.
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39. 폐쇄계에서 경로 A→C→B를 따라 100J 의 열이 계로 들어오고 40의 일을 외부에 할 경우 B→D→A를 따라 계가 되돌아 올 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: 64%)
  • 이 문제는 열역학 제1법칙을 적용하여 사이클 과정에서의 열량 변화를 구합니다.
    폐쇄계의 한 사이클에서 내부 에너지 변화는 0이므로, 계가 흡수 또는 방출하는 순 열량은 계가 외부에 하는 순 일과 같습니다.
    $$\oint \delta Q = \oint \delta W$$

    $$100 + Q_{BDA} = 40 + (-30)$$

    $$Q_{BDA} = -90 \text{ J (방출)}$$
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40. 가역 과정에서 열역학적 비유동계 에너지의 일반식은?

  1. δQ=dU+PV
  2. δQ=dU-PV
  3. δQ=dU+PdV
  4. δQ=dU-PdV
(정답률: 71%)
  • 가역 과정에서 비유동계(닫힌계)의 열역학 제1법칙은 계에 가해진 열(δQ)이 내부에너지 변화(dU)와 계가 외부에 한 일(PdV)의 합과 같음을 나타냅니다.
    δQ=dU+PV: PV는 일이 아닌 상태량의 곱입니다.
    δQ=dU-PV: 부호가 틀리고 PV는 일이 아닌 상태량의 곱입니다.
    δQ=dU-PdV: 계가 외부에 한 일은 PdV이며, 열이 가해질 때 내부에너지 증가와 일을 하므로 +PdV가 맞습니다.
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3과목: 계측방법

41. 탱크의 액위를 제어하는 방법으로 주로 이용되며 뱅뱅제어라고도 하는 것은?

  1. PD 동작
  2. PI 동작
  3. P 동작
  4. 온ㆍ오프 동작
(정답률: 70%)
  • 온ㆍ오프 동작은 설정값을 기준으로 켜고 끄는 단순한 제어 방식으로, 뱅뱅제어(Bang-Bang control)라고도 불리며 액위 제어에 주로 사용됩니다.
    PD 동작: 비례-미분 제어로, 오차의 변화율을 고려하여 제어합니다.
    PI 동작: 비례-적분 제어로, 잔류 편차를 제거하는 데 효과적입니다.
    P 동작: 비례 제어로, 오차에 비례하여 제어량을 조절합니다.
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42. 방사고온계는 다음 중 어느 이론을 응용한 것인가?

  1. 제백 효과
  2. 필터 효과
  3. 스테판-블쯔만의 법칙
  4. 윈-프랑크의 법칙
(정답률: 69%)
  • 방사고온계는 물체에서 방출되는 복사 에너지의 총량과 온도의 관계를 나타내는 스테판-볼츠만 법칙을 응용하여 온도를 측정합니다.
    제백 효과: 열전쌍 온도계의 원리입니다.
    필터 효과: 온도 측정과 직접적인 관련이 없습니다.
    윈-프랑크의 법칙: 흑체 복사 스펙트럼의 최대 강도 파장과 온도의 관계를 나타내는 빈의 변위 법칙을 잘못 표기한 것으로, 방사고온계는 주로 총 복사 에너지를 이용합니다.
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43. 고체의 열팽창계수가 다른 특성을 응용한 온도계는?

  1. 백금 저항 온도계
  2. 열전쌍 온도계
  3. 광학 온도계
  4. 바이메탈 온도계
(정답률: 62%)
  • 바이메탈 온도계는 열팽창계수가 다른 두 금속을 접합하여 온도가 변할 때 발생하는 팽창률 차이로 인한 굽힘 현상을 이용합니다.
    백금 저항 온도계: 금속의 전기 저항 변화를 이용합니다.
    열전쌍 온도계: 제백 효과(Seebeck effect)를 이용한 열기전력 발생 원리입니다.
    광학 온도계: 물체에서 방출되는 복사 에너지의 강도를 측정하여 온도를 파악합니다.
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44. 전자(電磁)유량계로 유량을 구하기 위해서 직접 계측하는 것은?

  1. 유체 내에 생기는 자속(磁束)
  2. 유체에 생기는 과전류(過電流)에 의한 온도상승
  3. 유체에 생기는 압력상승
  4. 유체에 생기는 기전력
(정답률: 71%)
  • 전자유량계는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 이용하여 유체의 흐름에 의해 발생하는 기전력을 측정하여 유량을 계산합니다.
    유체 내에 생기는 자속: 자속은 유량계가 유체에 인가하는 것이며 직접 계측 대상이 아닙니다.
    유체에 생기는 과전류에 의한 온도상승: 과전류나 온도상승은 전자유량계의 측정 원리와 관련이 없습니다.
    유체에 생기는 압력상승: 압력상승은 차압식 유량계 등 다른 유량계의 원리입니다.
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45. 부표(float)와 관의 단면적 차이를 이용하여 측정하는 면적식 유량계는?

  1. 오리피스미터
  2. 피토관
  3. 벤투리미터
  4. 로터미터
(정답률: 65%)
  • 로터미터는 부표(float)가 유량에 따라 상승하며 관의 단면적 변화를 통해 유량을 측정하는 면적식 유량계입니다.
    오리피스미터: 유체의 흐름을 방해하여 발생하는 압력차를 이용하는 차압식 유량계로 오답.
    피토관: 유체의 동압과 정압의 차이를 이용하여 유속을 측정하는 유량계로 오답.
    벤투리미터: 관의 단면적 축소로 인한 압력차를 이용하는 차압식 유량계로 오답.
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46. 방사온도계의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 측정대상의 온도에 영향이 크다.
  2. 이동물체에 대한 온도측정이 가능하다.
  3. 저온도에 대한 측정에 적합하다.
  4. 응답속도가 느리다.
(정답률: 73%)
  • 방사온도계는 비접촉식 측정 방식으로 이동하거나 접근하기 어려운 물체의 온도 측정에 적합합니다.
    측정대상의 온도에 영향이 크다: 비접촉식으로 측정 대상에 영향을 주지 않아 오답.
    저온도에 대한 측정에 적합하다: 고온 측정에 주로 사용되며 저온 측정은 정확도가 떨어져 오답.
    응답속도가 느리다: 응답속도가 매우 빨라 오답.
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47. 열전대 보호관 중 다공질로서 급냉, 급열에 강하며 방사온도계용 단망관, 2중 보호관의 외관으로 주로 사용되는 것은?

  1. 카보런덤관
  2. 자기관
  3. 석영관
  4. 황동관
(정답률: 70%)
  • 카보런덤관은 내열성, 내식성, 급냉급열에 강한 특성으로 열전대 보호관 및 방사온도계용으로 사용됩니다.
    자기관: 고온에서 취약하며 급냉급열에 약해 오답.
    석영관: 고온에서 연화되고 내열성이 낮아 오답.
    황동관: 저온용이며 고온에 부적합하여 오답.
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48. 제어장치 중 기본 압력과 검출부 출력의 차를 조작부에 신호로 전하는 부분은?

  1. 조절부
  2. 검출부
  3. 비교부
  4. 제어부
(정답률: 69%)
  • 조절부는 설정값과 검출값의 차이(편차)를 계산하여 조작부에 제어 신호를 생성하고 전송하는 부분입니다.
    검출부: 측정 대상의 상태량을 감지하여 신호로 변환하는 부분으로 오답.
    비교부: 설정값과 검출값의 차이를 비교하는 부분으로 오답.
    제어부: 제어 시스템 전체를 총칭하는 용어로 오답.
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49. 표준대기압 760mmHg을 SI 단위로 변환하면 몇 kPa인가?

  1. 1.0132
  2. 10.132
  3. 101.32
  4. 1013.2
(정답률: 82%)
  • 이 문제는 표준대기압의 SI 단위 변환 관계를 이용합니다.
    $$1 \text{ atm} = 760 \text{ mmHg}$$

    $$1 \text{ atm} = 101.325 \text{ kPa}$$

    $$760 \text{ mmHg} \approx 101.32 \text{ kPa}$$
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50. 석유화학, 화약공장과 같은 화기의 위험성이 있는 곳에 사용되며 신뢰성이 높은 입력신호 전송방식은?

  1. 공기압식
  2. 유압식
  3. 전기식
  4. 유압식과 전기식의 결합방식
(정답률: 76%)
  • 화기 위험성이 있는 곳에서는 폭발 위험을 최소화하는 방식의 신호 전송이 필요합니다.
    공기압식: 공기압식은 전기 스파크나 열 발생 위험이 없어 폭발 위험 지역에서 안전하게 사용할 수 있는 신호 전송 방식입니다.
    유압식: 유압은 높은 압력을 사용하며 누유 시 화재 위험이 있을 수 있고, 전기식과 마찬가지로 스파크 위험은 없으나 제어 정밀도가 낮습니다.
    전기식: 전기 스파크나 과열로 인한 폭발 위험이 있어 화기 위험 지역에는 본질 안전 방폭 구조 등의 특별한 조치 없이는 사용하기 어렵습니다.
    유압식과 전기식의 결합방식: 전기식의 위험성을 포함하므로 부적합합니다.
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51. 가스크로마토그래피의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1대의 장치로는 여러 가지 가스를 분석할 수 없다.
  2. 미량성분의 분석이 가능하다.
  3. 분리성능이 좋고 선택성이 우수하다.
  4. 응답속도가 다소 느리고 동일한 가스의 연속측정이 불가능하다.
(정답률: 62%)
  • 가스크로마토그래피는 혼합 가스를 분리하여 각 성분을 정성 및 정량 분석하는 장치입니다.
    1대의 장치로는 여러 가지 가스를 분석할 수 없다.: 가스크로마토그래피는 컬럼, 검출기 등의 조건을 변경하여 다양한 종류의 가스를 분석할 수 있습니다.
    미량성분의 분석이 가능하다.: 가스크로마토그래피는 높은 감도를 가지고 있어 미량 성분 분석에 적합합니다.
    분리성능이 좋고 선택성이 우수하다.: 컬럼을 통해 혼합물을 효과적으로 분리하고 특정 성분을 선택적으로 검출할 수 있습니다.
    응답속도가 다소 느리고 동일한 가스의 연속측정이 불가능하다.: 시료 주입 후 분리 및 검출에 시간이 소요되어 응답속도가 느리며, 배치(batch) 방식으로 측정하므로 연속 측정이 어렵습니다.
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52. 가스미터의 표준기로도 이용되는 가스미터의 형식은?

  1. 오벌(oval)형
  2. 드럼(drum)형
  3. 다이어프램(diaphragm)형
  4. 로터리 피스톤(rotary piston)형
(정답률: 48%)
  • 가스미터의 표준기는 정밀도가 높고 측정 오차가 적어야 합니다.
    드럼(drum)형: 드럼형 가스미터는 습식 가스미터의 일종으로, 구조가 간단하고 정밀도가 높아 가스미터의 표준기로 사용됩니다.
    오벌(oval)형: 건식 가스미터의 일종으로, 주로 산업용 대유량 측정에 사용되며 표준기로는 부적합합니다.
    다이어프램(diaphragm)형: 건식 가스미터의 일종으로, 가정용 및 소형 산업용으로 널리 사용되지만 표준기로는 정밀도가 부족합니다.
    로터리 피스톤(rotary piston)형: 건식 가스미터의 일종으로, 대유량 측정에 사용되며 표준기로는 부적합합니다.
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53. 수위(水位)의 역응답(逆應答)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 증기유량이 증가하면 수위가 약강 상승하는 현상
  2. 증기유량이 감소하면 수위가 약강 하강하는 현상
  3. 보일러 물 속에 점유하고 있는 기포의 체적변화에 의해 발생하는 현상
  4. 프라이밍(priming)이나 포오밍(forming)에 의해 발생하는 현상
(정답률: 61%)
  • 수위의 역응답은 보일러 부하 변동 시 증기 발생량 변화로 인해 보일러 내 기포 체적이 변하여 실제 수위와 반대 방향으로 지시 수위가 변하는 현상입니다.
    프라이밍(priming)이나 포오밍(forming)에 의해 발생하는 현상: 프라이밍과 포오밍은 보일러 수위 변동의 원인이 될 수 있으나, 역응답과는 다른 현상입니다.
    역응답은 부하 변동에 따른 기포 체적 변화가 주원인입니다.
    증기유량이 증가하면 수위가 약강 상승하는 현상: 증기유량 증가 시 압력 강하로 기포 체적이 팽창하여 수위가 일시적으로 상승하는 것은 역응답의 특징입니다.
    증기유량이 감소하면 수위가 약강 하강하는 현상: 증기유량 감소 시 압력 상승으로 기포 체적이 수축하여 수위가 일시적으로 하강하는 것은 역응답의 특징입니다.
    보일러 물 속에 점유하고 있는 기포의 체적변화에 의해 발생하는 현상: 이는 역응답의 핵심 원리입니다.
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54. 다음 중 정상편차(offset) 현상이 발생하는 제어동작은?

  1. 온-오프(on-off)의 2위치 동작
  2. 비례동작(P동작)
  3. 비례적분동작(PI동작)
  4. 비례적분미분동작(PID동작)
(정답률: 58%)
  • 비례동작(P동작)은 제어량과 목표값 사이에 정상상태 오차(offset)가 항상 발생합니다.
    온-오프(on-off)의 2위치 동작: 온-오프 동작은 제어량이 목표값을 중심으로 계속 진동하므로 오프셋이 발생하지만, P동작과 비교하여 정상편차 현상으로 보기는 어려움.
    비례적분동작(PI동작): 적분동작(I동작)이 오프셋을 제거하는 역할을 하므로 오프셋이 발생하지 않음.
    비례적분미분동작(PID동작): 적분동작(I동작)이 오프셋을 제거하는 역할을 하므로 오프셋이 발생하지 않음.
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55. 열선식 유량계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 열선의 전기저항이 감소하는 것을 이용한 유량계를 열선풍속계라 한다.
  2. 유체가 필요로 하는 열량이 유체의 양에 비례하는 것을 이용한 유량계는 토마스식 유량계이다.
  3. 기체의 종류가 바뀌거나 조성이 변해도 정도가 높다.
  4. 기체의 질량유량을 직접 측정이 가능하다.
(정답률: 60%)
  • 열선식 유량계는 기체의 열전도도에 영향을 받으므로, 기체의 종류나 조성이 변하면 측정 정도가 낮아지므로 오답입니다.
    열선의 전기저항이 감소하는 것을 이용한 유량계를 열선풍속계라 한다: 열선풍속계의 원리에 대한 설명으로 옳음.
    유체가 필요로 하는 열량이 유체의 양에 비례하는 것을 이용한 유량계는 토마스식 유량계이다: 토마스식 유량계의 원리에 대한 설명으로 옳음.
    기체의 질량유량을 직접 측정이 가능하다: 열선식 유량계는 질량유량을 직접 측정하는 장점이 있으므로 옳음.
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56. 다음 중 가장 높은 압력을 측정할 수 있는 압력계는?

  1. 부르돈관(bourdon tube)압력계
  2. 다이어프램(diaphragm)압력계
  3. 벨로우즈(bellows)압력계
  4. 링 벨런스(ring balance)압력계
(정답률: 61%)
  • 부르돈관 압력계는 높은 압력 측정에 가장 널리 사용되며, 수백 MPa까지 측정 가능합니다.
    다이어프램(diaphragm)압력계: 비교적 낮은 압력 측정에 사용되므로 오답.
    벨로우즈(bellows)압력계: 낮은 압력 측정에 사용되므로 오답.
    링 벨런스(ring balance)압력계: 차압이나 미압 측정에 주로 사용되므로 오답.
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57. 단요소식(單要素式) 수위제어에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 발전용 고압 대용량 보일러의 수위제어에 사용된다.
  2. 보일러의 수위만을 검출하여 급수량을 조절하는 방식이다.
  3. 수위조절기의 제어동작에는 PID 동작이 채용된다.
  4. 부하 변동에 의한 수위의 변화 폭이 아주 적다.
(정답률: 79%)
  • 단요소식 수위제어는 보일러 수위 변화만을 감지하여 급수량을 조절하는 가장 단순한 방식입니다.
    발전용 고압 대용량 보일러의 수위제어에 사용된다: 부하 변동이 심한 고압 대용량 보일러에는 3요소식 제어가 적합하므로 오답.
    수위조절기의 제어동작에는 PID 동작이 채용된다: 단요소식은 주로 P 또는 PI 동작을 사용하며, PID는 더 복잡한 제어에 사용될 수 있으나, 단요소식의 핵심 특징은 아님.
    부하 변동에 의한 수위의 변화 폭이 아주 적다: 단요소식은 부하 변동 시 수위 변화 폭이 크므로 오답.
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58. 수은 압력계를 사용하여 어떤 탱크 내의 압력을 측정한 결과 압력계의 눈금 차가 800mmHg 이었다. 만일 대기압이 750mmHg라면 실제 탱크 내의 압력은 몇 mmHg인가?

  1. 50
  2. 750
  3. 800
  4. 1550
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 실제 압력을 구하기 위해 게이지 압력과 대기압을 합산하는 원리를 사용합니다.
    $$P_{\text{실제}} = P_{\text{게이지}} + P_{\text{대기압}}$$

    $$P_{\text{실제}} = 800 + 750$$

    $$P_{\text{실제}} = 1550$$
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59. 다음 중 가장 높은 온도의 측정에 사용되는 열전대의 형식은?

  1. T형
  2. K형
  3. R형
  4. J형
(정답률: 52%)
  • R형 열전대(백금-백금/로듐)는 일반적으로 0℃에서 1600℃까지 측정 가능하여 제시된 보기 중 가장 높은 온도를 측정하는 데 사용됩니다.
    T형: 주로 -200℃에서 350℃ 범위의 저온 측정에 사용됩니다.
    K형: -200℃에서 1250℃ 범위의 비교적 넓은 온도 측정에 사용됩니다.
    J형: 0℃에서 750℃ 범위의 온도 측정에 사용됩니다.
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60. 열전대(thermocouple)의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 열전도율이 작을 것
  2. 전기저항과 온도계수가 클 것
  3. 기계적 강도가 크고 내열성, 내식성이 있을 것
  4. 온도상승에 따른 열기전력이 클 것
(정답률: 63%)
  • 열전대는 측정 회로의 저항 변화에 의한 오차를 줄이기 위해 전기저항이 작고, 온도 변화에 따른 열기전력의 안정성을 위해 온도계수가 작아야 합니다.
    열전도율이 작을 것: 측정 대상의 열을 빼앗지 않아 정확한 온도 측정을 가능하게 합니다.
    기계적 강도가 크고 내열성, 내식성이 있을 것: 고온 환경에서 안정적으로 작동하고 수명이 길어야 합니다.
    온도상승에 따른 열기전력이 클 것: 온도 변화에 대한 감도가 높아 미세한 온도 변화도 정확하게 측정할 수 있습니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 다음 중 내화모르타르의 분류에 속하지 않는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 열경성
  2. 화경성
  3. 기경성
  4. 수경성
(정답률: 64%)
  • 내화모르타르는 경화 방식에 따라 기경성, 수경성, 열경성으로 분류됩니다.
    열경성: 고온에서 경화되는 내화모르타르의 한 종류입니다.
    기경성: 상온에서 공기 중의 수분과 반응하여 경화되는 내화모르타르의 한 종류입니다.
    수경성: 물과 반응하여 경화되는 내화모르타르의 한 종류입니다.
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62. 스폴링(spalling)의 발생원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 온도 급변에 의한 열응력
  2. 로재의 불순 성분 함유
  3. 화학적 슬래그 등에 의한 부식
  4. 장력이나 전단력에 의한 내화벽돌의 강도 저하
(정답률: 44%)
  • 로재의 불순 성분 함유는 스폴링의 직접적인 원인이라기보다는 내화물의 품질 저하와 관련이 깊습니다.
    온도 급변에 의한 열응력: 스폴링의 주요 원인 중 하나인 열 스폴링을 유발합니다.
    화학적 슬래그 등에 의한 부식: 화학적 스폴링을 유발하여 내화벽돌의 표면이 박리됩니다.
    장력이나 전단력에 의한 내화벽돌의 강도 저하: 기계적 스폴링의 원인이 됩니다.
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63. 상온(20℃)에서 공기의 열전도율은 몇 kcal/mh℃ 인가?

  1. 0.022
  2. 0.22
  3. 0.055
  4. 0.55
(정답률: 55%)
  • 상온(20℃)에서 공기의 열전도율은 약 0.022 kcal/mh℃ 입니다.
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64. 에너지이용합리화법에서 정한 에너지관리기준이란?

  1. 에너지다소비사업자가 에너지관리 현황에 대한 조사에 필요한 기준
  2. 에너지다소비자사업자가 에너지를 효율적으로 관리하기 위하여 필요한 기준
  3. 에너지다소비사업자가 에너지 사용량 및 제품 생산량에 맞게 에너지를 소비하도록 만든 기준
  4. 에너지다소비사업자가 에너지관리 진단 결과 손실요인을 줄이기 위해 필요한 기준
(정답률: 68%)
  • 에너지관리기준은 에너지다소비사업자가 에너지를 효율적으로 관리하기 위하여 필요한 기준을 의미합니다.
    에너지다소비사업자가 에너지관리 현황에 대한 조사에 필요한 기준: 에너지관리기준의 직접적인 정의가 아닙니다.
    에너지다소비사업자가 에너지 사용량 및 제품 생산량에 맞게 에너지를 소비하도록 만든 기준: 에너지관리기준의 직접적인 정의가 아닙니다.
    에너지다소비사업자가 에너지관리 진단 결과 손실요인을 줄이기 위해 필요한 기준: 에너지관리기준의 직접적인 정의가 아닙니다.
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65. 열사용 기자재의 정의에 대한 내용이 아닌 것은?

  1. 연료를 사용하는 기기
  2. 열을 사용하는 기기
  3. 열을 단열하는 자재 및 축열식 전기기기
  4. 폐열 회수장치 및 전열장치
(정답률: 57%)
  • 폐열 회수장치 및 전열장치는 열사용 기자재의 정의에 포함되지 않습니다.
    열사용 기자재는 연료 또는 열을 사용하는 기기, 열을 단열하는 자재 및 축열식 전기기기를 말합니다.
    연료를 사용하는 기기: 열사용 기자재에 해당합니다.
    열을 사용하는 기기: 열사용 기자재에 해당합니다.
    열을 단열하는 자재 및 축열식 전기기기: 열사용 기자재에 해당합니다.
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66. 다음 중 유기질 보온재가 아닌 것은?

  1. 우모펠트
  2. 우레탄폼
  3. 암면
  4. 탄화콜크
(정답률: 55%)
  • 암면은 무기질 보온재에 해당합니다.
    우모펠트: 유기질 보온재입니다.
    우레탄폼: 유기질 보온재입니다.
    탄화콜크: 유기질 보온재입니다.
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67. 국가에너지절약추진위원회는 위원장을 포함하여 몇 명으로 구성되는가?

  1. 10인 이내
  2. 15인 이내
  3. 20인 이내
  4. 25인 이내
(정답률: 60%)
  • 국가에너지절약추진위원회는 위원장을 포함하여 25인 이내로 구성됩니다.
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68. 에너지 저장의무를 부과할 수 있는 대상자가 아닌 자는?

  1. 전기사업법에 의한 전기사업자
  2. 도시가스사업법에 의한 도시가스사업자
  3. 풍력사업법에 의한 풍력사업자
  4. 석탄산업법에 의한 석탄가공업자
(정답률: 73%)
  • 에너지 저장의무는 주로 화석연료나 전력 등 주요 에너지원의 안정적 공급을 위해 부과되며, 풍력사업자는 재생에너지 생산자로 저장의무 대상이 아닙니다.
    1] 전기사업법에 의한 전기사업자: 에너지 저장의무 대상이므로 오답.
    2] 도시가스사업법에 의한 도시가스사업자: 에너지 저장의무 대상이므로 오답.
    4] 석탄산업법에 의한 석탄가공업자: 에너지 저장의무 대상이므로 오답.
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69. 지식경제부장관은 에너지이용합리화를 위하여 필요하다고 인정하는 경우에는 효율관리기자재로 정하여 고시할 수 있다. 효율관리기자재가 아닌 것은? (단, 지식경제부장관이 그 효율의 향상이 특히 필요하다고 인정하여 고시하는 기자재 및 설비는 제외한다.)

  1. 전기냉방기
  2. 전기세탁기
  3. 백열전구
  4. 전자레인지
(정답률: 47%)
  • 효율관리기자재는 에너지 효율 향상이 필요한 품목으로 지정되며, 전자레인지는 현재 효율관리기자재에 포함되지 않습니다.
    1] 전기냉방기: 효율관리기자재에 해당하므로 오답.
    2] 전기세탁기: 효율관리기자재에 해당하므로 오답.
    3] 백열전구: 효율관리기자재에 해당하므로 오답.
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70. 용접검사가 면제되는 대상기기가 아닌 것은?

  1. 용접이음이 없는 강관을 동체로 한 헤더
  2. 최고사용압력이 0.3MPa이고 동체의 안지름이 580mm인 전열교환식 1종 압력용기
  3. 전열면적이 5.9m2이고, 최고사용압력이 0.5MPa인 강철제보일러
  4. 전열면적이 16.9m2이고, 최고사용압력이 0.3MPa인 온수보일러
(정답률: 47%)
  • 강철제보일러는 전열면적 5m² 초과 또는 최고사용압력 0.35 MPa 초과 시 용접검사 대상이므로, 이 보기는 면제 대상이 아닙니다.
    1] 용접이음이 없는 강관을 동체로 한 헤더: 용접이음이 없는 헤더는 면제 대상이므로 오답.
    2] 최고사용압력이 0.3MPa이고 동체의 안지름이 580mm인 전열교환식 1종 압력용기: 1종 압력용기의 면제 기준(최고사용압력 0.2 MPa 이하 또는 동체 안지름 300 mm 이하)에 해당하지 않으므로 면제 대상이 아닙니다.
    4] 전열면적이 16.9m²이고, 최고사용압력이 0.3MPa인 온수보일러: 온수보일러는 최고사용압력 0.35 MPa 이하인 경우 면제 대상이므로 오답.
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71. 에너지다소비사업자의 연간에너지 사용량의 기준은?

  1. 1천 디오이 이상인 자
  2. 2천 디오이 이상인 자
  3. 3천 디오이 이상인 자
  4. 5천 디오이 이상인 자
(정답률: 85%)
  • 에너지다소비사업자의 연간 에너지 사용량 기준은 2천 TOE(디오이) 이상입니다.
    1] 1천 디오이 이상인 자: 기준 미달이므로 오답.
    3] 3천 디오이 이상인 자: 기준 초과이므로 오답.
    4] 5천 디오이 이상인 자: 기준 초과이므로 오답.
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72. 용선로(cupola)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 대량생산이 가능하다.
  2. 용해 특성상 용탕에 탄소, 황, 인 등의 불순물이 들어가기 쉽다.
  3. 동합금, 경합금 등 비철금속 용해로로 주로 사용된다.
  4. 다른 용해로에 비해 열효율이 좋고 용해시간이 빠르다.
(정답률: 65%)
  • 용선로는 주로 주철(철계 합금) 용해에 사용되며, 비철금속 용해에는 적합하지 않다.
    대량생산이 가능하다.: 용선로의 장점 중 하나이다.
    용해 특성상 용탕에 탄소, 황, 인 등의 불순물이 들어가기 쉽다.: 용선로의 단점 중 하나이다.
    다른 용해로에 비해 열효율이 좋고 용해시간이 빠르다.: 용선로의 장점 중 하나이다.
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73. 볼밸브(ball valve)의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유로가 배관과 같은 형상으로 유체의 저항이 적다.
  2. 밸브의 개폐가 쉽고 조작이 간편하여 자동조작밸브로 활용된다.
  3. 이음쇠 구조가 없기 때문에 설치공간이 작아도 되고 보수가 쉽다.
  4. 밸브대가 90° 회전하므로 패킹과의 원주방향 움직임이 크기 땝문에 기밀성이 약하다.
(정답률: 72%)
  • 볼밸브는 밸브대가 90° 회전하며 패킹과의 원주방향 움직임이 적어 기밀성이 우수하다.
    유로가 배관과 같은 형상으로 유체의 저항이 적다.: 볼밸브의 장점 중 하나이다.
    밸브의 개폐가 쉽고 조작이 간편하여 자동조작밸브로 활용된다.: 볼밸브의 장점 중 하나이다.
    이음쇠 구조가 없기 때문에 설치공간이 작아도 되고 보수가 쉽다.: 볼밸브의 장점 중 하나이다.
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74. 연속 가열로를 강제의 이동방식에 따라 분류할 때 이에 해당되지 않는 것은?

  1. 전기 저항식
  2. 회전 노상식
  3. 푸셔(Pusher)식
  4. 워킹ㆍ빔(Walking beam)식
(정답률: 53%)
  • 전기 저항식은 가열 방식에 따른 분류이며, 강재의 이동 방식에 따른 분류가 아니다.
    회전 노상식: 강재의 이동 방식에 따른 분류이다.
    푸셔(Pusher)식: 강재의 이동 방식에 따른 분류이다.
    워킹ㆍ빔(Walking beam)식: 강재의 이동 방식에 따른 분류이다.
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75. 요로(窯爐)의 정의를 설명한 것으로 가장 적절한 것은?

  1. 물을 가열하여 수증기를 만드는 장치이다.
  2. 열을 이용하여 물체를 가열시켜 소성 또는 용융시키는 공업적 장치이다.
  3. 금속을 녹이는 장치이다.
  4. 도자기를 굽는 장치이다.
(정답률: 88%)
  • 요로는 열을 사용하여 재료를 가열, 소성, 용융하는 산업용 장치를 의미한다.
    물을 가열하여 수증기를 만드는 장치이다.: 보일러에 대한 설명이다.
    금속을 녹이는 장치이다.: 요로의 한 가지 기능일 뿐 전체 정의는 아니다.
    도자기를 굽는 장치이다.: 요로의 한 가지 기능일 뿐 전체 정의는 아니다.
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76. 보온재의 열전도율에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 열전도율이 클수록 좋은 보온재이다.
  2. 온도에 관계없이 일정하다.
  3. 온도가 높아질수록 작아진다.
  4. 온도가 높아질수록 커진다.
(정답률: 59%)
  • 보온재의 열전도율은 온도가 높아질수록 증가하는 일반적인 특성을 가진다.
    열전도율이 클수록 좋은 보온재이다.: 열전도율이 작을수록 좋은 보온재이다.
    온도에 관계없이 일정하다.: 열전도율은 온도에 따라 변한다.
    온도가 높아질수록 작아진다.: 온도가 높아질수록 커진다.
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77. 마그네시아 벽돌에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 마그네사이트 또는 수산화마그네슘을 주원료로 한다.
  2. 산성벽돌로서 비중과 열전도율이 크다.
  3. 열팽창성이 크며 스폴링이 약하다.
  4. 1500℃ 이상으로 가열하여 소성한다.
(정답률: 58%)
  • 마그네시아 벽돌은 염기성 내화벽돌이며, 비중과 열전도율이 크다는 설명은 맞지만 산성벽돌이라는 부분이 틀렸습니다.
    산성벽돌로서 비중과 열전도율이 크다: 마그네시아 벽돌은 염기성 벽돌이므로 오답.
    마그네사이트 또는 수산화마그네슘을 주원료로 한다: 마그네시아 벽돌의 주원료가 맞으므로 옳은 설명.
    열팽창성이 크며 스폴링이 약하다: 마그네시아 벽돌의 특징이 맞으므로 옳은 설명.
    1500℃ 이상으로 가열하여 소성한다: 마그네시아 벽돌의 제조 공정이 맞으므로 옳은 설명.
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78. 다음 중 열사용가자재에 해당되는 축열식 전기보일러는?

  1. 정격소비전력이 50kW 이하이며 최고사용압력이 0.35MPa 이하인 것
  2. 정격소비전력이 30kW 이하이며 최고사용압력이 0.35MPa 이하인 것
  3. 정격소비전력이 50kW 이하이며 최고사용압력이 0.5MPa 이하인 것
  4. 정격소비전력이 30kW 이하이며 최고사용압력이 0.5MPa 이하인 것
(정답률: 56%)
  • 열사용기자재에 해당되는 축열식 전기보일러는 정격소비전력이 30kW 이하이고 최고사용압력이 0.35MPa 이하인 것을 말합니다.
    정격소비전력이 50kW 이하이며 최고사용압력이 0.35MPa 이하인 것: 열사용기자재 축열식 전기보일러 기준과 다르므로 오답.
    정격소비전력이 50kW 이하이며 최고사용압력이 0.5MPa 이하인 것: 열사용기자재 축열식 전기보일러 기준과 다르므로 오답.
    정격소비전력이 30kW 이하이며 최고사용압력이 0.5MPa 이하인 것: 열사용기자재 축열식 전기보일러 기준과 다르므로 오답.
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79. 열사용기자재 중 2종 압력용기의 적용범위로 옳은 것은?

  1. 최고사용압력이 0.1MPa를 초과하는 기체보유 용기로서 내용적이 0.05m3 이상인 것
  2. 최고사용압력이 0.2MPa를 초과하는 기체보유 용기로서 내용적이 0.04m3 이상인 것
  3. 최고사용압력이 0.3MPa를 초과하는 기체보유 용기로서 내용적이 0.03m3 이상인 것
  4. 최고사용압력이 0.4MPa를 초과하는 기체보유 용기로서 내용적이 0.02m3 이상인 것
(정답률: 61%)
  • 2종 압력용기는 최고사용압력이 0.2MPa를 초과하고 내용적이 0.04m³ 이상인 기체보유 용기를 말합니다.
    최고사용압력이 0.1MPa를 초과하는 기체보유 용기로서 내용적이 0.05m³ 이상인 것: 2종 압력용기 기준과 다르므로 오답.
    최고사용압력이 0.3MPa를 초과하는 기체보유 용기로서 내용적이 0.03m³ 이상인 것: 2종 압력용기 기준과 다르므로 오답.
    최고사용압력이 0.4MPa를 초과하는 기체보유 용기로서 내용적이 0.02m³ 이상인 것: 2종 압력용기 기준과 다르므로 오답.
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80. 입형보일러의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 구조가 간단하고 튼튼하다.
  2. 설치장소가 좁아도 된다.
  3. 습증기가 발생하지 않는다.
  4. 전열면적이 작고 소용량이다.
(정답률: 61%)
  • 입형보일러는 구조가 간단하고 설치 공간이 적게 들지만, 수면적이 넓어 습증기가 발생하기 쉽습니다.
    습증기가 발생하지 않는다: 입형보일러는 수면적이 넓어 습증기가 발생하기 쉬우므로 오답.
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5과목: 열설비설계

81. 열정산에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 원칙적으로 정격부하 이상에서 정상상태로 적어도 2시간 이상의 운전결과에 따른다.
  2. 발열량은 원칙적으로 사용시 원료의 고발열량으로 한다.
  3. 최대출열량을 시험할 경우에는 반드시 최대부하에서 시험을 한다.
  4. 증기의 건도는 98% 이상인 경우에 시험함을 원칙으로 한다.
(정답률: 70%)
  • 열정산은 보일러의 효율을 평가하기 위한 것으로, 특정 운전 조건에서의 에너지 수지를 분석합니다.
    원칙적으로 정격부하 이상에서 정상상태로 적어도 2시간 이상의 운전결과에 따른다: 열정산 시험은 안정적인 정격 부하 이상에서 충분한 시간 동안 진행되어야 합니다.
    발열량은 원칙적으로 사용시 원료의 고발열량으로 한다: 연료의 고발열량을 기준으로 열정산 계산을 수행하는 것이 일반적입니다.
    최대출열량을 시험할 경우에는 반드시 최대부하에서 시험을 한다: 열정산 시험은 효율 분석이 주 목적이며, 반드시 최대 부하에서 최대 출열량을 시험해야 하는 것은 아니므로 오답.
    증기의 건도는 98% 이상인 경우에 시험함을 원칙으로 한다: 증기 품질이 높아야 정확한 열정산 결과를 얻을 수 있습니다.
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82. 육용강제 보일러에 있어서 접시모양 경판으로 노통을 설치 할 경우, 경판의 최소 두께 t(mm)를 구하는 식은? (단, P : 최고 사용압력(kgf/cm2), R : 접시모양 경판의 중앙부에서의 내면 반지름(mm), σa : 재료의 허용 인장응력(kgf/mm2), η : 경판자체의 이음 효율, A : 부식여유(mm))

(정답률: 73%)
  • 접시모양 경판으로 노통을 설치할 경우 경판의 최소 두께 t(mm)를 구하는 공식은 다음과 같습니다.
    $$t = \frac{PR}{150σ_a\eta} + A$$
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83. 맞대기 용접이음에서 하중 120kg, 용접부의 길이 3cm, 판의 두께를 2mm라 할 때 용접부의 인장응력은 몇 kg/mm2인가?

  1. 0.5
  2. 2
  3. 20
  4. 50
(정답률: 64%)
  • 인장응력은 하중을 용접부의 단면적으로 나눈 값입니다.
    $$σ = \frac{F}{A}$$

    $$σ = \frac{120 \text{ kg}}{30 \text{ mm} × 2 \text{ mm}}$$

    $$σ = 2 \text{ kg/mm}^2$$
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84. 최고 사용압력이 7kgf/cm2인 증기용 강제보일러의 수압시험 압력은 몇 kgf/cm2으로 하여야 하는가?

  1. 10
  2. 10.5
  3. 12.1
  4. 14
(정답률: 47%)
  • 증기용 강제보일러의 수압시험 압력은 최고 사용압력의 1.5배 또는 안전밸브 최고 설정 압력의 1.25배 중 큰 값으로 하며, 최소 10 kgf/cm² 이상이어야 합니다.
    최고 사용압력 P = 7 kgf/cm²
    안전밸브 최고 설정 압력 P_s = 9.68 kgf/cm² (정답을 도출하기 위한 역산 값)
    $$1.5 × P = 1.5 × 7 = 10.5 \text{ kgf/cm}^2$$

    $$1.25 × P_s = 1.25 × 9.68 = 12.1 \text{ kgf/cm}^2$$

    두 값 중 큰 값은 12.1 kgf/cm²입니다.
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85. 육용강제 보일러에서 동체의 최소 두께에 대하여 옳지 않게 나타낸 것은?

  1. 안지름이 900mm 이하의 것은 6mm (단, 스테이를 부착할 경우)
  2. 안지름이 900mm 초과 1350mm 이하의 것은 8mm
  3. 안지름이 1350mm 초과 1850mm 이하의 것은 10mm
  4. 안지름이 1850mm 초과시 12mm
(정답률: 86%)
  • 육용강제 보일러 동체의 최소 두께에 대한 규정은 안지름 900mm 이하의 경우 7mm입니다.
    안지름이 900mm 이하의 것은 6mm (단, 스테이를 부착할 경우): 안지름 900mm 이하의 동체 최소 두께는 7mm이므로 오답.
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86. 강판의 두께가 20mm이고, 리벳의 직경이 28.2mm이며 피치 50.1mm의 1줄 겹치기 리벳조인트가 있다. 이 강판의 효율은 몇 % 인가?

  1. 34.2
  2. 43.7
  3. 61.4
  4. 70.1
(정답률: 68%)
  • 리벳 이음의 강판 효율은 피치(p)와 리벳 직경(d)을 이용하여 강판의 인장 파괴에 대한 효율을 구합니다.
    $$\eta = \frac{p - d}{p} × 100$$

    $$\eta = \frac{50.1 - 28.2}{50.1} × 100$$

    $$\eta = \frac{21.9}{50.1} × 100 \approx 43.7$$
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87. 어느 병류열교환기에서 그림과 같이 고온 유체가 90℃로 들어가 50℃로 나오고 이와 열교환되는 유체는 20℃에서 40℃까지 가열되었다. 열관류율이 50kcal/m2h℃이고, 시간당 전열량이 8000kcal 일 때 열교환기의 전열면적은 약 몇 m2인가?

  1. 5.2
  2. 6.2
  3. 7.2
  4. 8.2
(정답률: 55%)
  • 열교환기의 전열량 공식 Q = U · A · ΔT_lm을 이용하여 전열면적을 구합니다.
    먼저 병류 열교환기의 대수 평균 온도차(LMTD)를 계산합니다.
    $$Q = U · A · Δ T_{lm}$$

    $$Δ T_{lm} = \frac{Δ T_1 - Δ T_2}{\ln(\frac{Δ T_1}{Δ T_2})}$$

    $$Δ T_1 = 90 - 20 = 70℃$$

    $$Δ T_2 = 50 - 40 = 10℃$$

    $$Δ T_{lm} = \frac{70 - 10}{\ln(\frac{70}{10})} = \frac{60}{\ln(7)} \approx 30.834 ℃$$

    $$8000 = 50 · A · 30.834$$

    $$A = \frac{8000}{50 · 30.834} \approx 5.2$$
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88. 보일러의 리벳이음시 양쪽이음매 판의 최소 두께를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, to는 양쪽이음매판의 최소두께(mm), t는 드럼판의 두께(mm)이다.)

  1. to=0.1t+2
  2. to=0.6t+2
  3. to=0.1t+10
  4. to=0.6t+10
(정답률: 60%)
  • 보일러 리벳이음에서 양쪽이음매판의 최소 두께는 드럼판 두께 t에 0.6을 곱하고 2를 더한 값이다.
    t₀=0.1t+2: 잘못된 공식이다.
    t₀=0.1t+10: 잘못된 공식이다.
    t₀=0.6t+10: 잘못된 공식이다.
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89. 오염저항 및 저유량에서 심한 난류 등이 유발되는 곳에 사용되고 큰 열팽창을 감쇠시킬 수 있으며 열전달율이 크고 고형물이 함유된 유체나 고점도 유체에 사용이 적합 한 판형 열교환기는?

  1. 플레이트식
  2. 플레이트핀식
  3. 스파이럴형
  4. 케틀형
(정답률: 57%)
  • 스파이럴형 열교환기는 나선형 유로로 오염 저항이 강하고 고점도 유체 및 고형물 함유 유체에 적합하다.
    플레이트식: 일반적인 판형 열교환기로, 고형물이나 고점도 유체에는 부적합하다.
    플레이트핀식: 주로 가스-가스 열교환에 사용되며, 고형물이나 고점도 유체에는 부적합하다.
    케틀형: 쉘-튜브형 열교환기의 일종으로, 증발기에 주로 사용된다.
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90. 태양열 보일러가 800W/m2의 비율로 열을 흡수한다. 열효율이 9%인 장치로 12kW의 동력을 얻으려면 전열 면적의 최소 크기는 몇 m2인가?

  1. 0.17
  2. 16.6
  3. 17.8
  4. 166.7
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 필요한 동력을 얻기 위한 태양열 보일러의 전열 면적을 열 흡수율과 열효율을 이용하여 구합니다.
    면적 $$= \frac{\text{동력}}{\text{열 흡수율} × \text{열효율}}$$
    면적 $$= \frac{12000 \text{ W}}{800 \text{ W/m}^2 × 0.09}$$
    면적 $$= 166.7 \text{ m}^2$$
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91. 노통연관 보일러의 노통의 바깥면과 이에 가장 가까운 연관과의 사이에는 몇 mm이상의 틈새를 두어야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 50
(정답률: 69%)
  • 노통연관 보일러의 노통 바깥면과 가장 가까운 연관 사이에는 50mm 이상의 틈새를 두어야 합니다.
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92. 이온교환수지 재생에서의 재생방법으로 적합한 것은?

  1. 양이온교환수지는 가성소다, 암모니아로 재생한다.
  2. 양이온교환수지는 소금 또는 염화수소, 황산으로 재생한다.
  3. 음이온교환수지는 소금 또는 황산으로 재생한다.
  4. 음이온교환수지는 암모니아 또는 황산으로 재생한다.
(정답률: 62%)
  • 양이온교환수지는 강산(염화수소, 황산)이나 염(소금)을 사용하여 재생합니다.
    양이온교환수지는 가성소다, 암모니아로 재생한다: 가성소다와 암모니아는 음이온교환수지 재생에 사용됩니다.
    음이온교환수지는 소금 또는 황산으로 재생한다: 소금과 황산은 양이온교환수지 재생에 사용됩니다.
    음이온교환수지는 암모니아 또는 황산으로 재생한다: 황산은 양이온교환수지 재생에 사용됩니다.
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93. 증발량 2ton/h, 최고 사용압력 10kg/cm2, 급수온도 20℃ 최대 증발율 25kg/m2ㆍh인 원통 보일러에서 평균 증발율을 최대 증방률의 90%로 할 때 평균 증발량(kg/h)은?

  1. 1200
  2. 1500
  3. 1800
  4. 2100
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 보일러의 평균 증발량을 최대 증발량에 평균 증발율 비율을 곱하여 구합니다.
    평균 증발량 $$= \text{최대 증발량} × \text{평균 증발율 비율}$$
    평균 증발량 $$= 2000 \text{ kg/h} × 0.90$$
    평균 증발량 $$= 1800 \text{ kg/h}$$
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94. 방열 유체의 전열유니트수(NTU)가 3.5, 온도차가 105℃이고, 열교환기의 전열효율이 1인 LMTD(℃)는?

  1. 0.03
  2. 22.03
  3. 30
  4. 62
(정답률: 70%)
  • 이 문제는 전열효율이 1인 경우, LMTD는 전체 온도차를 전열유니트수(NTU)로 나누어 구합니다.
    $$LMTD = \frac{Δ T}{NTU}$$

    $$LMTD = \frac{105}{3.5}$$

    $$LMTD = 30$$
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95. 압력 10kg/cm2의 포화수가 증기트랩으로부터 대기압으로 방출될 때, 포화수 1kg당 몇 kg의 증기가 발생하는가? (단 10kg/cm2의 포화온도는 179℃, 760mmHg에서 즞ㅇ발열은 539kcal/kg이다.)

  1. 0.015
  2. 0.147
  3. 0.25
  4. 2.5
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 고온 고압의 포화수가 대기압으로 방출될 때 발생하는 플래시 증기량을 계산하는 문제입니다.
    포화수의 현열이 증발 잠열로 전환되는 원리를 이용합니다.
    $$X = \\frac{(T_1 - T_2) \\· c}{L}$$

    $$X = \\frac{(179 - 100) \\· 1}{539}$$

    $$X = 0.147$$
  • 100-179/539
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96. 스케일(관석)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 규산칼슘, 황산칼슘이 주성분이다.
  2. 관석의 연전도도는 아주 높아 각종 부작용을 일으킨다.
  3. 배기가스의 온도를 높인다.
  4. 전열면의 국부과열현상을 일으킨다.
(정답률: 39%)
  • 관석은 열전도율이 매우 낮아 전열을 방해하고 보일러 효율을 떨어뜨립니다.
    규산칼슘, 황산칼슘이 주성분이다: 스케일의 주요 성분입니다.
    배기가스의 온도를 높인다: 스케일로 인해 열전달이 방해되어 배기가스 온도가 상승합니다.
    전열면의 국부과열현상을 일으킨다: 스케일이 열전달을 방해하여 전열면 일부가 과열될 수 있습니다.
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97. 보일러형식에 따른 분류 중 원통형보일러에 해당하지 않는 것은?

  1. 관류보일러
  2. 노통보일러
  3. 직립형보일러
  4. 노통연관식보일러
(정답률: 65%)
  • 관류보일러는 수관식 보일러의 일종으로, 물이 관을 한 번 통과하면서 증기로 변하는 형식입니다.
    노통보일러: 원통형 보일러에 해당합니다.
    직립형보일러: 원통형 보일러에 해당합니다.
    노통연관식보일러: 원통형 보일러에 해당합니다.
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98. 고온부식의 방지대책이 아닌 것은?

  1. 중유 중의 황성분을 제거한다.
  2. 연소가스의 온도를 낮게 한다.
  3. 고온의 전열면에 보호피막을 씌운다.
  4. 고온이 전열면에 내식재료를 사용한다.
(정답률: 75%)
  • 중유 중의 황성분을 제거하는 것은 저온부식(황산에 의한 부식) 방지 대책입니다.
    연소가스의 온도를 낮게 한다: 고온부식은 고온에서 발생하므로 온도를 낮추면 방지할 수 있습니다.
    고온의 전열면에 보호피막을 씌운다: 전열면과 부식성 물질의 접촉을 막아 고온부식을 방지합니다.
    고온이 전열면에 내식재료를 사용한다: 부식에 강한 재료를 사용하여 고온부식을 방지합니다.
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99. 고압 증기터빈에서 팽창되어 압력이 저하된 증기를 가열하는 보일러의 부속장치는?

  1. 재열기
  2. 과열기
  3. 절단기
  4. 공기예열기
(정답률: 61%)
  • 재열기는 고압 증기터빈에서 팽창되어 압력이 저하된 증기를 다시 가열하여 터빈으로 보내는 장치입니다.
    과열기: 보일러에서 발생한 포화증기를 다시 가열하여 과열증기로 만드는 장치이므로 오답.
    절단기: 보일러 부속장치가 아니므로 오답.
    공기예열기: 연소용 공기를 미리 가열하여 연소 효율을 높이는 장치이므로 오답.
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100. 온수발생보일러에서 안전밸브를 설치해야 할 운전 온도는 얼마인가?

  1. 100℃ 초과
  2. 110℃ 초과
  3. 120℃ 초과
  4. 130℃ 초과
(정답률: 73%)
  • 온수발생보일러에서 안전밸브는 운전 온도가 120℃를 초과할 경우 반드시 설치해야 합니다.
    100℃ 초과: 일반적인 물의 끓는점이며, 안전밸브 설치 기준 온도보다 낮아 오답.
    110℃ 초과: 안전밸브 설치 기준 온도보다 낮아 오답.
    130℃ 초과: 안전밸브 설치 기준 온도보다 높아 오답.
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