에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2010-09-05)

에너지관리기사
(2010-09-05 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 어떤 기관의 출력은 100kW이며 매 시간당 30kg의 연료를 소모한다. 연료의 발열량이 8000kcal/kg 이라면 이 기관의 열효율은 약 몇 %인가?

  1. 15
  2. 36
  3. 69
  4. 91
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 기관의 출력과 연료 소모량, 발열량을 이용하여 열효율을 계산합니다.
    $$\eta = \frac{P · t}{Q_f · m_f} × 100$$

    $$\eta = \frac{100 kW · 1 h}{8000 kcal/kg · 30 kg/h} × 100$$

    (단, 1 kW = 860 kcal/h 이므로, 100 kW = 86000 kcal/h)
    $$\eta = \frac{86000 kcal/h}{8000 kcal/kg · 30 kg/h} × 100$$

    $$\eta = \frac{86000}{240000} × 100$$

    $$\eta = 35.83 \% \approx 36 \%$$
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2. 경유에 포함된 탄화수소 중 세탄가가 높은 순서대로 나타낸 것은?

  1. 노말 파라핀＞나프텐＞올레핀
  2. 노말 파라핀＞올레핀＞나프텐
  3. 올레핀＞노말 파라핀＞나프텐
  4. 올레핀＞나프텐＞노말 파라핀
(정답률: 70%)
  • 경유의 세탄가는 착화 지연 시간과 관련되며, 노말 파라핀은 착화성이 가장 좋고, 나프텐, 올레핀 순으로 착화성이 낮아진다.
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3. 200kg의 물체가 10.0m의 높이에서 지면에 떨어졌다. 최초의 위치 에너지가 모두 열로 변했다면 약 몇 kcal의 열이 발생하겠는가?

  1. 2.5
  2. 3.6
  3. 4.7
  4. 5.8
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 물체의 위치에너지가 모두 열에너지로 변환될 때 발생하는 열량을 계산합니다.
    $$Q = mgh$$

    $$Q_{kcal} = \frac{mgh}{4186 J/kcal}$$

    $$Q = \frac{200 kg · 9.8 m/s^2 · 10.0 m}{4186 J/kcal}$$

    $$Q = 4.7 kcal$$
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4. 다음 연료 중 발열량(kcal/kg)이 가장 큰 것은?

  1. 메탄
  2. 부탄
  3. 경유
  4. 중유
(정답률: 65%)
  • 연료의 발열량은 탄소와 수소의 함량이 높을수록 커집니다.
    메탄은 탄소 원자 1개와 수소 원자 4개로 이루어져 있어 단위 질량당 수소 함량이 높아 발열량이 가장 높습니다.
    부탄: 메탄보다 탄소수가 많지만, 단위 질량당 수소 비율이 메탄보다 낮아 발열량이 메탄보다 낮습니다.
    경유: 액체 연료로, 메탄보다 탄소수가 훨씬 많고 수소 비율이 낮아 발열량이 메탄보다 낮습니다.
    중유: 액체 연료로, 경유보다 탄소수가 더 많고 수소 비율이 낮아 발열량이 메탄보다 낮습니다.
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5. 건타입(Gun type) 버너에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연소가 다소 불량하다
  2. 비교적 대형이며 구조가 복잡하다.
  3. 버너에 송풍기가 장치되어 있다.
  4. 보일러나 열교환기에는 사용할 수 없다.
(정답률: 82%)
  • 건타입 버너는 송풍기가 내장되어 있어 연소용 공기를 강제로 공급하며, 주로 소형 보일러에 사용됩니다.
    연소가 다소 불량하다: 송풍기로 공기를 강제 공급하여 연소가 양호하므로 오답.
    비교적 대형이며 구조가 복잡하다: 소형 보일러에 주로 사용되며 구조가 비교적 간단하므로 오답.
    보일러나 열교환기에는 사용할 수 없다: 소형 보일러에 널리 사용되므로 오답.
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6. 기름연소의 경우 공기량이 부족할 때 노내 화염의 색깔은 주로 어떤 색을 띠는가?

  1. 청색
  2. 백색
  3. 오렌지색
  4. 암적색
(정답률: 71%)
  • 기름 연소 시 공기량이 부족하면 불완전 연소가 발생하여 탄소 입자가 많이 생성되고, 이로 인해 화염 온도가 낮아지면서 암적색을 띠게 됩니다.
    청색: 완전 연소에 가까울 때 나타나는 색입니다.
    백색: 고온에서 완전 연소에 가까울 때 나타나는 색입니다.
    오렌지색: 공기량이 적절할 때 나타나는 일반적인 화염색입니다.
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7. 링겔만 매연농도표를 이용한 측정방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 6개의 농도표와 배출 매연의 색을 연돌 출구에서 비교하는 것이다.
  2. 농도표는 측정자로부터 23m 떨어진 곳에 설치한다.
  3. 연돌 출구로부터 30~45m 정도 떨어진 연기를 관측한다.
  4. 연기의 흐르는 방향의 직각의 위치에서 측정한다.
(정답률: 67%)
  • 링겔만 매연농도표는 측정자가 직접 들고 연돌 출구의 매연과 비교하는 것이므로, 특정 거리에 설치하는 것이 아니다.
    6개의 농도표와 배출 매연의 색을 연돌 출구에서 비교하는 것이다: 링겔만 매연농도표는 0~5도까지 6단계로 매연 농도를 비교한다.
    연돌 출구로부터 30~45m 정도 떨어진 연기를 관측한다: 매연 관측 시 적절한 거리를 유지하여 정확도를 높인다.
    연기의 흐르는 방향의 직각의 위치에서 측정한다: 연기의 흐름에 직각인 위치에서 관측해야 매연 농도를 정확히 판단할 수 있다.
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8. 15℃의 공기 1kg을 부피 1/4로 압축할 경우 등온 압축에서의 소요 일량은 약 몇 kgㆍm인가? (단, 공기의 기체상수는 29.3khㆍm/kgㆍK 이다.)

  1. 265
  2. 610
  3. 5080
  4. 11700
(정답률: 40%)
  • 이 문제는 등온 압축 과정에서의 소요 일량을 계산하는 문제입니다.
    $$W = mRT \ln(\frac{V_1}{V_2})$$

    $$W = 1 · 29.3 · (15 + 273.15) · \ln(4)$$

    $$W = 11700$$
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9. 어떤 단일기체 10Sm3을 연소가스 분석결과 H2O : 20Sm3, CO : 2Sm3, CO2 : 8Sm3을 얻었다면 이 연료는 다음 중 어떤 기체에 해당하는가?

  1. CH4
  2. C2H2
  3. C2H6
  4. C3H8
(정답률: 68%)

  • 이 문제는 연소 생성물의 탄소와 수소의 몰비를 통해 원래 연료 기체를 추정하는 문제입니다.

    연소 생성물 중 탄소의 총량은 CO 2Sm³ + CO2 8Sm³ = 10Sm³입니다.

    연소 생성물 중 수소의 총량은 H2O 20Sm³이므로, H2O 1분자당 H 원자 2개가 포함되어 H2 20Sm³에 해당합니다.

    따라서 연료 기체 10Sm³에 포함된 탄소와 수소의 비는 C : H2 = 10 : 20 = 1 : 2 이며, 이는 C : H = 1 : 4의 원자비율을 가집니다.

    CH4: 탄소와 수소의 원자비가 1:4이므로 정답입니다.

    C2H2: 탄소와 수소의 원자비가 1:1이므로 오답입니다.

    C2H6: 탄소와 수소의 원자비가 1:3이므로 오답입니다.

    C3H8: 탄소와 수소의 원자비가 3:8이므로 오답입니다.

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10. 공업적으로 가장 많이 이용하고 있는 액체연료의 연소방식은?

  1. 분무연소
  2. 액면연소
  3. 심지연소
  4. 증발연소
(정답률: 79%)
  • 공업적으로 액체연료는 미세한 액적으로 분사하여 공기와 잘 혼합시켜 연소 효율을 높이는 분무연소 방식이 가장 많이 이용됩니다.
    액면연소: 액체 표면에서 증발하여 연소하는 방식으로, 공업적으로는 효율이 낮아 잘 사용되지 않습니다.
    심지연소: 심지를 통해 연료를 흡수하여 연소하는 방식으로, 주로 소규모 연소 장치에 사용됩니다.
    증발연소: 연료를 가열하여 증발시킨 후 연소하는 방식으로, 특정 용도에 사용되나 분무연소만큼 보편적이지 않습니다.
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11. 다음 보기와 같은 부피 조성을 가진 석탄가스의 연소시 생성되는 이론 습연소 가스량은 약 몇 Sm3/m3인가?

  1. 0.89
  2. 3.01
  3. 4.91
  4. 6.80
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 각 성분별 연소 반응식을 통해 생성되는 CO2, H2O, N2의 부피를 합산하여 이론 습연소 가스량을 구합니다.
    $$O_0 = 0.265 · 0.5 + 0.182 · 2 + 0.131 · 3 + 0.048 · 0.5 - 0.060$$

    $$O_0 = 0.8535 Sm^3/m^3$$

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

    $$A_0 = \frac{0.8535}{0.21} = 4.064 Sm^3/m^3$$

    생성 $$CO_2 = 0.182 + 0.131 · 2 + 0.048 + 0.052$$
    생성 $$CO_2 = 0.544 Sm^3/m^3$$
    생성 $$H_2O = 0.265 + 0.182 · 2 + 0.131 · 2$$
    생성 $$H_2O = 0.891 Sm^3/m^3$$
    잔류 $$N_2 = 0.262 + A_0 · 0.79$$
    잔류 $$N_2 = 0.262 + 4.064 · 0.79 = 3.471 Sm^3/m^3$$
    $$V_w = \text{생성} CO_2 + \text{생성} H_2O + \text{잔류} N_2$$

    $$V_w = 0.544 + 0.891 + 3.471$$

    $$V_w = 4.906 Sm^3/m^3$$
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12. 연소장치의 연소효율(Ec)식이 일 때 식에서 Hc는 연료비 발열량, H1은 연재 중의 미연탄소에 의한 손실을 의미한다면 H2는 무엇을 뜻하는가?

  1. 연료의 저발열량
  2. 전열손실
  3. 불완전연소에 따른 손실
  4. 현열손실
(정답률: 83%)
  • 연소효율(Ec) 식에서 Hc는 연료비 발열량, H1은 연재 중 미연탄소에 의한 손실을 의미하므로, H2는 불완전연소에 따른 손실을 뜻합니다.
    연료의 저발열량: Hc는 고발열량을 의미하므로 H2는 저발열량이 아닙니다.
    전열손실: 연소효율 식의 직접적인 손실 항목이 아닙니다.
    현열손실: 연소효율 식의 직접적인 손실 항목이 아닙니다.
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13. “압력이 일정할 때 기체의 부피는 온도에 비례하여 변한다.”라는 법칙은 무슨 법칙인가?

  1. Boyle의 법칙
  2. Gay Lussac의 법칙
  3. Joule의 법칙
  4. Boyle-Charle의 법칙
(정답률: 64%)
  • 게이-뤼삭의 법칙은 압력이 일정할 때 기체의 부피가 절대온도에 비례한다는 법칙입니다.
    Boyle의 법칙: 온도가 일정할 때 기체의 부피는 압력에 반비례합니다.
    Joule의 법칙: 이상 기체의 내부 에너지는 온도만의 함수입니다.
    Boyle-Charle의 법칙: 압력과 온도가 변할 때 기체의 부피 변화를 설명하는 법칙입니다.
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14. 연도가스 분석결과가 CO2 13%, O2 8%, CO 0%일 때 공기과잉계수(m')은 얼마인가? (단, CO2max는 21%이다.)

  1. 1.22
  2. 1.42
  3. 1.62
  4. 1.82
(정답률: 60%)
  • 연소가스 중의 산소 농도를 이용하여 공기과잉계수를 계산합니다.
    $$m' = \frac{21}{21 - O_2}$$

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

    $$m' = \frac{21}{13} \approx 1.615 \approx 1.62$$
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15. 예혼합연소의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 역화의 위험성이 없다.
  2. 로(爐)의 체적이 커야 한다.
  3. 연소실부하율을 높게 얻을 수 있다.
  4. 화염대에 해당하는 두께는 10~100mm 정도로 두껍다.
(정답률: 61%)
  • 예혼합연소는 연료와 공기가 미리 혼합되어 연소 속도가 빠르므로 연소실부하율을 높게 얻을 수 있습니다.
    역화의 위험성이 없다: 역화의 위험성이 높습니다.
    로(爐)의 체적이 커야 한다: 연소 속도가 빨라 로의 체적이 작아도 됩니다.
    화염대에 해당하는 두께는 10~100mm 정도로 두껍다: 화염대가 얇습니다.
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16. 프로판가스 1Sm3을 완전연소시켰을 때의 건조연소가스량은 약 몇 Sm3인가? (단, 공기 중의 산소는 21v%이다.)

  1. 10
  2. 16
  3. 22
  4. 30
(정답률: 57%)
  • 프로판의 완전연소 반응식을 통해 이론 산소량과 이론 공기량을 구하고, 생성되는 건조 연소가스(CO2와 N2)의 부피를 합산하여 계산합니다.
    $$C_3H_8 + 5O_2 → 3CO_2 + 4H_2O$$

    이론 공기량 (A0) = 이론 O2량 / 0.21
    이론 N2량 = A0 × 0.79
    건조 연소가스량 (G0d) = 생성 CO2량 + 이론 N2량
    $$A_0 = \frac{5}{0.21} = 23.81 Sm^3$$

    $$N_2 = 23.81 × 0.79 = 18.81 Sm^3$$

    $$G_{0d} = 3 + 18.81$$

    $$G_{0d} \approx 21.81 \approx 22 Sm^3$$
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17. 연료가 연소할 때 고온부식의 주원인이 되는 연료 성분은?

  1. 황
  2. 수소
  3. 바나듐
  4. 탄소
(정답률: 80%)
  • 바나듐은 연료 연소 시 고온에서 바나듐산화물을 형성하여 보일러 튜브 등의 고온부식을 유발합니다.
    황: 저온부식의 주원인입니다.
    수소: 연소 시 물을 생성하며 부식과 직접적인 관련이 적습니다.
    탄소: 연소의 주성분이며 부식과 직접적인 관련이 적습니다.
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18. 공기와 연료의 혼합기체의 표시에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 공기비(excess air ratio)는 연공비의 역수와 같다.
  2. 연공비(fuel air ratio)라 함은 가연 혼합기 중의 공기와 연료의 질량비로 정의된다.
  3. 공연비(air fuel ratio)라 함은 가연 혼합기 중의 연료와 공기의 질량비로 정의된다.
  4. 당량비(equivalence ratio)는 실제 연공비와 이론연공비의 비로 정의된다.
(정답률: 80%)
  • 당량비는 실제 연료-공기 질량비(연공비)를 이론 연료-공기 질량비(이론 연공비)로 나눈 값이다.
    공기비(excess air ratio)는 연공비의 역수와 같다: 공기비는 실제 공연비를 이론 공연비로 나눈 값이다.
    연공비(fuel air ratio)라 함은 가연 혼합기 중의 공기와 연료의 질량비로 정의된다: 연공비는 연료와 공기의 질량비(연료/공기)이다.
    공연비(air fuel ratio)라 함은 가연 혼합기 중의 연료와 공기의 질량비로 정의된다: 공연비는 공기와 연료의 질량비(공기/연료)이다.
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19. 열효율이 압축비만으로 결정되며 동적사이클이라고도 하는 사이클은? (단, 비열비는 일정하다.)

  1. 오토 사이클
  2. 에릭슨 사이클
  3. 스털링 사이클
  4. 브레이튼 사이클
(정답률: 64%)
  • 오토 사이클의 열효율은 압축비와 비열비에 의해서만 결정된다.
    에릭슨 사이클: 등온 과정이 포함되어 압축비 외에 다른 요소도 영향을 미친다.
    스털링 사이클: 등온 과정이 포함되어 압축비 외에 다른 요소도 영향을 미친다.
    브레이튼 사이클: 압력비에 의해 효율이 결정된다.
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20. 폭굉(detonation)현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 확산이나 열전도의 영향을 주로 받는 기체역학적 현상이다.
  2. 물질 내에 충격파가 발생하여 반응을 일으키고 또한 반응을 유지하는 현상이다.
  3. 충격파에 의해 유지되는 화학 반응 현상이다.
  4. 반응의 전파속도가 그 물질 내에서 음속보다 빠른 것을 말한다.
(정답률: 72%)
  • 폭굉은 충격파에 의해 반응이 전파되는 현상으로, 확산이나 열전도의 영향보다는 충격파의 영향이 지배적이다.
    물질 내에 충격파가 발생하여 반응을 일으키고 또한 반응을 유지하는 현상이다: 폭굉의 정의이다.
    충격파에 의해 유지되는 화학 반응 현상이다: 폭굉의 핵심 특징이다.
    반응의 전파속도가 그 물질 내에서 음속보다 빠른 것을 말한다: 폭굉의 정의이다.
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2과목: 열역학

21. 공기표준 브레이튼(Brayton)사이클의 효율을 높이기 위한 방법으로 가장 적합한 것은?

  1. 공기압축기의 압력비를 증가시킨다.
  2. 압축기로 공급되는 공기의 온도를 높인다.
  3. 연소기로 공급되는 공기의 온도를 낮춘다.
  4. 터빈에서의 비가역성을 증대시킨다.
(정답률: 57%)
  • 브레이튼 사이클의 열효율은 압력비가 증가할수록 높아진다.
    압축기로 공급되는 공기의 온도를 높인다: 압축기 입구 온도가 높으면 압축일이 증가하여 효율이 감소한다.
    연소기로 공급되는 공기의 온도를 낮춘다: 연소기 입구 온도가 낮으면 열공급량이 증가하여 효율이 감소한다.
    터빈에서의 비가역성을 증대시킨다: 비가역성 증대는 손실을 증가시켜 효율을 감소시킨다.
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22. 한 과학자가 자기가 만든 열기관이 80℃와 10℃ 사이에서 작동하면서 100kJ 의 열을 받아 20kJ의 유용한 일을 할 수 있다고 주장한다. 이 과학자의 주장은 어떠한가?

  1. 열역학 제0법칙에 어긋난다.
  2. 열역학 제1법칙에 어긋난다.
  3. 열역학 제2법칙에 어긋난다.
  4. 열역학 제3법칙에 어긋난다.
(정답률: 74%)
  • 이 주장은 열역학 제2법칙에 어긋난다.
    열기관의 실제 효율이 동일한 고열원과 저열원 사이에서 작동하는 카르노 기관의 효율을 초과할 수 없기 때문이다.
    주어진 조건에서 실제 효율은 20kJ / 100kJ = 0.2(20%)이지만, 카르노 효율은 1 - (10+273.15)/(80+273.15) = 1 - 283.15/353.15 ≈ 0.1983(19.83%)이므로, 실제 효율이 카르노 효율보다 높아 제2법칙에 위배된다.
    열역학 제0법칙에 어긋난다: 열적 평형에 대한 법칙으로, 이 주장과는 무관하다.
    열역학 제1법칙에 어긋난다: 에너지 보존 법칙으로, 100kJ의 열을 받아 20kJ의 일을 하고 나머지를 배출하는 것은 제1법칙에 위배되지 않는다.
    열역학 제3법칙에 어긋난다: 절대 0도에서의 엔트로피에 대한 법칙으로, 이 주장과는 무관하다.
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23. Otto Cycle에서 압축비가 8일 때 열효율은 약 몇 %인가? (단, 비열비는 1.4이다.)

  1. 26.4
  2. 36.4
  3. 46.4
  4. 56.4
(정답률: 52%)
  • 이 문제는 오토 사이클의 열효율 공식을 이용하여 계산합니다.
    $$\eta = 1 - \frac{1}{r^{k-1}}$$

    $$\eta = 1 - \frac{1}{8^{1.4-1}}$$

    $$\eta = 0.5647 (56.4\%)$$
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24. 다음 사이클(cycle) 중 수증기를 사용하는 동력 플랜트로 적합한 것은?

  1. 오토 사이클
  2. 다젤 사이클
  3. 브레이튼 사이클
  4. 랭킨 사이클
(정답률: 80%)
  • 랭킨 사이클은 증기 터빈을 이용한 동력 생산에 사용되는 이상적인 열역학 사이클로, 수증기를 작동 유체로 사용한다.
    오토 사이클: 가솔린 기관의 이상적인 사이클이다.
    다젤 사이클: 디젤 기관의 이상적인 사이클이다.
    브레이튼 사이클: 가스 터빈의 이상적인 사이클이다.
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25. Carnot 사이클로 작동하는 가역기관이 800℃의 고열원으로부터 5000kW의 열을 받고 70℃의 저열원에 열을 배출할 때 동력은 약 몇 kW인가?

  1. 440
  2. 1600
  3. 3400
  4. 4560
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 카르노 사이클의 열효율 공식을 적용하여 동력을 계산합니다.
    $$\eta = 1 - \frac{T_L}{T_H} = \frac{W}{Q_H}$$

    $$\eta = 1 - \frac{70 + 273.15}{800 + 273.15} = 1 - \frac{343.15}{1073.15}$$

    $$W = 5000 · (1 - \frac{343.15}{1073.15}) = 3402.0 kW$$
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26. 기체의 상태반정식이 아닌 것은?

  1. 오일러(Euler) 방정식
  2. 비리얼(Virial) 방정식
  3. 반데르발스(Van der Waals) 방정식
  4. 비티-브릿지만(Beattie-Bridgeman) 방정식
(정답률: 74%)
  • 오일러 방정식은 유체 역학에서 유체의 운동을 기술하는 방정식으로, 기체의 상태 방정식이 아니다.
    비리얼(Virial) 방정식: 실제 기체의 상태를 나타내는 방정식이다.
    반데르발스(Van der Waals) 방정식: 실제 기체의 상태를 나타내는 방정식이다.
    비티-브릿지만(Beattie-Bridgeman) 방정식: 실제 기체의 상태를 나타내는 방정식이다.
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27. 다음 중 상대습도(rolative humidity)를 가장 쉽고 빠르게 측정할 수 있는 방법은?

  1. 건구온도와 습구온도를 측정한 다음 습공기선도에서 상대 습도를 읽는다.
  2. 건구온도와 습구온도를 측정한 다음 두 값 중 큰 값으로 작은 값을 나눈다.
  3. 건구온도와 습구온도를 측정한 다음 Mollier chart에서 읽는다.
  4. 대기압을 측정한 다음 습도곡선에서 읽는다.
(정답률: 84%)
  • 습공기선도(Psychrometric Chart)는 건구온도와 습구온도 두 가지 값만 알면 상대습도를 포함한 습공기의 모든 상태량을 쉽게 찾을 수 있도록 도식화된 차트입니다.
    건구온도와 습구온도를 측정한 다음 두 값 중 큰 값으로 작은 값을 나눈다: 상대습도는 단순히 두 온도의 비율로 계산되지 않으므로 오답.
    건구온도와 습구온도를 측정한 다음 Mollier chart에서 읽는다: Mollier chart는 주로 증기 엔탈피-엔트로피 선도를 의미하며, 습공기 상태량 분석에는 습공기선도(Psychrometric Chart)가 사용되므로 오답.
    대기압을 측정한 다음 습도곡선에서 읽는다: 대기압만으로는 상대습도를 측정할 수 없으며, 온도 정보가 필수적이므로 오답.
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28. 아음 중 표준증기압축 냉동시스템에 비교하여 흡수식 냉동시스템의 주된 장점은 무엇인가?

  1. 압축에 소요되는 일이 줄어든다.
  2. 시스템의 효율이 상승한다.
  3. 장치의 크기가 줄어든다.
  4. 열교환기의 수가 줄어든다.
(정답률: 76%)
  • 흡수식 냉동시스템은 기계적 압축기 대신 열에너지를 이용하여 냉매를 순환시키므로, 압축에 필요한 동력이 매우 적거나 거의 없습니다.
    시스템의 효율이 상승한다: 흡수식 냉동기는 증기압축식에 비해 COP(성능계수)가 낮아 효율이 떨어지므로 오답.
    장치의 크기가 줄어든다: 흡수식 냉동기는 흡수기, 재생기 등 추가적인 열교환기가 필요하여 증기압축식보다 장치 크기가 더 커지는 경향이 있으므로 오답.
    열교환기의 수가 줄어든다: 흡수식 냉동기는 흡수기, 재생기 등 증기압축식보다 더 많은 열교환기가 필요하므로 오답.
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29. 온도 250℃, 질량 50kg인 금속을 20℃의 물 속에 넣었다. 최종 평형 상태에서의 온도가 30℃이면 물의 양은 약 몇 kg인가? (단, 열손실은 없으며, 금속의 비열은 0.5kJ/kgㆍK, 물의 비열은 4.18kJㆍK이다.)

  1. 108.3
  2. 131.6
  3. 167.7
  4. 182.3
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 열량 보존 법칙을 적용하여 금속이 잃은 열량과 물이 얻은 열량이 같다고 두고 물의 양을 계산합니다.
    $$m_{\text{금속}} · c_{\text{금속}} · \Delta T_{\text{금속}} = m_{\text{물}} · c_{\text{물}} · \Delta T_{\text{물}}$$

    $$m_{\text{물}} = \frac{m_{\text{금속}} · c_{\text{금속}} · \Delta T_{\text{금속}}}{c_{\text{물}} · \Delta T_{\text{물}}}$$

    $$m_{\text{물}} = \frac{50 kg · 0.5 kJ/kg · K · (250 - 30) K}{4.18 kJ/kg · K · (30 - 20) K}$$

    $$m_{\text{물}} = 131.6 kg$$
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30. 높이 50m인 폭포에서 물이 낙하할 때 위치에너지가 운동에너지로 변했다가 다시 열에너지로 변한다면 물의 온도는 얼마나 올라가는가?

  1. 0.02℃
  2. 0.12℃
  3. 0.22℃
  4. 0.32℃
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 위치에너지가 열에너지로 전환될 때의 온도 변화를 계산합니다.
    $$mgh = mc\Delta T$$

    $$\Delta T = \frac{gh}{c}$$

    $$\Delta T = \frac{9.8 m/s^2 · 50 m}{4180 J/kg · K}$$

    $$\Delta T = 0.12 ℃$$
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31. 1MPa, 500℃ 인 큰 용기 속의 공기가 노즐을 통하여 100kPa까지 등엔트로피 팽창을 한다. 출구속도는 약 몇 m/s인가? (단, 비열비는 1.4이고, 정압비열은 1.0kJ/kgㆍK이다.)

  1. 735
  2. 864
  3. 910
  4. 925
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 노즐을 통한 등엔트로피 팽창 시 출구 속도를 에너지 보존 법칙과 이상 기체 등엔트로피 관계식을 이용하여 계산합니다.
    $$V_2 = \sqrt{2 c_p (T_1 - T_2)}$$

    $$\frac{T_2}{T_1} = \left( \frac{P_2}{P_1} \right)^{\frac{k-1}{k}}$$

    $$T_1 = 500 + 273.15 = 773.15 K$$

    $$T_2 = 773.15 \left( \frac{100}{1000} \right)^{\frac{1.4-1}{1.4}} = 400.4 K$$

    $$V_2 = \sqrt{2 · (1.0 × 1000) · (773.15 - 400.4)}$$

    $$V_2 = 863.4 m/s \approx 864 m/s$$
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32. 그림과 같은 냉동기의 성능계수(COP)는 어떻게 나타낼 수 있겠는가?

  1. W/Q1
  2. Q2/W
  3. (T1-T2)/T2
  4. T1/(T2-T1)
(정답률: 75%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 저온부에서 흡수한 열량(Q2)을 외부에 공급한 일(W)로 나눈 값입니다.
    W/Q1: 이는 열펌프의 성능계수(COP_HP)를 나타내는 식입니다.
    (T1-T2)/T2: 이는 카르노 냉동기의 COP 역수 또는 효율과 관련된 식입니다.
    T1/(T2-T1): 이는 카르노 열펌프의 COP를 나타내는 식입니다.
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33. 온도와 관련된 설명으로 틀린 것은?

  1. 온도 측정의 타당성에 대한 근거는 열역학 제0법칙이다.
  2. 온도가 10℃ 올라가면 절대온도는 283.15K 올라간다.
  3. 섭씨온도는 물의 어는점과 끓는점을 기준으로 삼는다.
  4. SI 단위계에서 열역학적 온도 눈금(scale)으로는 켈빈눈금을 사용한다.
(정답률: 75%)
  • 온도의 변화량은 섭씨온도와 절대온도에서 동일합니다.
    즉, 10℃ 변화는 10K 변화와 같습니다.
    온도 측정의 타당성에 대한 근거는 열역학 제0법칙이다: 열역학 제0법칙은 두 물체가 세 번째 물체와 열평형 상태에 있으면 두 물체도 서로 열평형 상태에 있다는 것으로, 온도계의 원리가 됩니다.
    섭씨온도는 물의 어는점과 끓는점을 기준으로 삼는다: 섭씨온도는 물의 어는점을 0℃, 끓는점을 100℃로 정의합니다.
    SI 단위계에서 열역학적 온도 눈금(scale)으로는 켈빈눈금을 사용한다: 켈빈(K)은 SI 단위계의 기본 단위 중 하나로 열역학적 온도를 나타냅니다.
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34. 피스톤이 설치된 실린더에 압력 0.3MPa, 체적 0.8m3인 습증기 4kg이 들어있다. 압력이 일정한 상태에서 가열하여 습증기의 건도가 0.8이 되었을 때 수증기에 의한 일은 몇 kJ인가? (단, 0.3MPa에서 비체적은 포화액은 0.001m3/kg, 건포화증기는 0.60m3/kg이다.)

  1. 205.5
  2. 237.2
  3. 305.5
  4. 336.2
(정답률: 36%)
  • 이 문제는 정압 과정에서 기체가 한 일을 압력과 체적 변화량의 곱으로 계산하며, 습증기의 비체적은 건도를 이용하여 구합니다.
    $$W = P (V_2 - V_1) = P m (v_2 - v_1)$$

    $$v_1 = \frac{0.8}{4} = 0.2 m^3/kg$$

    $$v_2 = 0.001 + 0.8 · (0.60 - 0.001) = 0.4802 m^3/kg$$

    $$W = (0.3 × 10^6) · 4 · (0.4802 - 0.2)$$

    $$W = 336.2 kJ$$
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35. 하나의 실린더 안에 기체가 피스톤으로 갇혀 있다. 이 기체가 체적 V1에서 V2 로 팽창할 때 피스톤에 해준 일은 로 표시될 수 있다. 이 기체는 이 과정을 통하여 PV2=C(상수)의 관계를 만족시켜 준다면 W를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 63%)
  • 이 문제는 기체가 팽창할 때 한 일을 압력-체적 선도를 적분하여 구하며, 주어진 관계식 PV^2=C를 이용하여 압력을 체적에 대한 함수로 표현한 후 적분합니다.
    $$W = \int_{V_1}^{V_2} P dV$$

    $$W = \int_{V_1}^{V_2} \frac{C}{V^2} dV = C \left[ -\frac{1}{V} \right]_{V_1}^{V_2}$$

    $$W = C \left( \frac{1}{V_1} - \frac{1}{V_2} \right) = \frac{C}{V_1} - \frac{C}{V_2} = P_1 V_1 - P_2 V_2$$
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36. 임의의 과정에 대한 가역성과 비가역성을 논의하는데 적용되는 법칙은?

  1. 열역학 제0법칙
  2. 열역학 제1법칙
  3. 열역학 제2법칙
  4. 열역학 제3법칙
(정답률: 66%)
  • 가역성과 비가역성을 논의하고 엔트로피 개념을 도입하여 과정의 방향성을 설명하는 법칙은 열역학 제2법칙입니다.
    열역학 제0법칙: 열적 평형의 개념을 다룹니다.
    열역학 제1법칙: 에너지 보존의 법칙으로, 에너지의 양적 관계를 다룹니다.
    열역학 제3법칙: 절대 0도에서의 엔트로피 값을 다룹니다.
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37. 오토(Otto)사이클을 유도-엔트로피(T-S) 선도로 표시하면 그림과 같다. 작동유체가 열을 방출하는 과정은?

  1. 1-2과정
  2. 2-3과정
  3. 3-4과정
  4. 4-1과정
(정답률: 65%)
  • 오토사이클에서 작동유체가 열을 방출하는 과정은 정적 냉각 과정인 4-1과정입니다.
    1-2과정: 단열 압축 과정입니다.
    2-3과정: 정적 가열 과정으로, 열을 흡수하는 과정입니다.
    3-4과정: 단열 팽창 과정입니다.
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38. 실제 기체가 이상기체(ideal gas)에 가깝게 될 조건은?

  1. 압력이 낮고 온도가 높을 때
  2. 압력이 높고 온도가 낮을 때
  3. 온도, 압력이 모두 높을 때
  4. 온도, 압력이 모두 낮을 때
(정답률: 67%)
  • 실제 기체가 이상기체에 가깝게 행동하는 조건은 분자 간의 인력이 무시할 수 있을 정도로 작고, 분자 자체의 부피가 전체 부피에 비해 무시할 수 있을 정도로 작을 때입니다.
    압력이 높고 온도가 낮을 때: 분자 간의 거리가 가까워져 인력이 커지고, 분자 자체의 부피가 상대적으로 커져 이상기체에서 멀어집니다.
    온도, 압력이 모두 높을 때: 압력이 높으면 이상기체에서 멀어집니다.
    온도, 압력이 모두 낮을 때: 온도가 낮으면 분자 간 인력이 커져 이상기체에서 멀어집니다.
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39. 압력 3000kPa, 온도 400℃인 증기의 비체적은 0.1015m3/kg이고 엔탈피는 3230kJ/kg이다. 이 상태에서 내부에너지는 약 몇 kJ/kg인가?

  1. 304
  2. 2501
  3. 2926
  4. 3231
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 열역학 제1법칙에 따라 내부에너지(U)를 엔탈피(H), 압력(P), 비체적(v)을 이용하여 구합니다.
    내부에너지의 정의는 U = H - Pv 입니다.
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40. 15℃의 물로부터 0℃의 얼음을 시간당 40kg 만드는 냉동기의 냉동톤은 약 얼마인가? (단, 얼음의 융해열은 80ckal/kg이고, 냉동톤은 3320kcal/h로 한다.)

  1. 0.14
  2. 1.14
  3. 2.14
  4. 3.14
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 물을 0℃의 얼음으로 만드는 데 필요한 총 열량을 계산한 후, 이를 냉동톤 단위로 변환하는 문제입니다.
    총 열량은 물의 현열과 얼음의 잠열의 합입니다.
    총 열량 (Q) = (물의 현열) + (얼음의 잠열)
    $$Q = (m · c · \Delta T) + (m · L)$$

    $$Q = (40 × 1 × 15) + (40 × 80)$$

    $$Q = 600 + 3200 = 3800 kcal/h$$

    냉동톤 (RT) = 총 열량 / 3320 kcal/h
    $$RT = \frac{Q}{3320}$$

    $$RT = \frac{3800}{3320}$$

    $$RT = 1.14$$
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3과목: 계측방법

41. 600R을 절대온도로 나타내면 약 몇 K인가?

  1. 273
  2. 333
  3. 372
  4. 393
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 랭킨 온도(R)를 켈빈 온도(K)로 변환하는 문제입니다.
    랭킨 온도는 화씨 절대온도이며, 켈빈 온도는 섭씨 절대온도입니다.
    $$K = \frac{5}{9} × R$$

    $$K = \frac{5}{9} × 600$$

    $$K = 333$$
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42. 다음 중 1000℃ 이상의 고온체의 연속 측정에 가장 적합한 온도계는?

  1. 열전온도계
  2. 방사식 온도계
  3. 바이메탈식 온도계
  4. 액체압력온도계
(정답률: 71%)
  • 1000℃ 이상의 고온 측정에는 비접촉식 온도계가 적합하며, 방사식 온도계는 물체에서 방출되는 복사 에너지를 측정하여 온도를 파악합니다.
    방사식 온도계는 비접촉식으로 1000℃ 이상의 고온을 연속적으로 측정하는 데 가장 적합합니다.
    열전온도계: 접촉식으로 고온에서 수명이 짧아 연속 측정에 부적합하므로 오답.
    바이메탈식 온도계: 측정 범위가 낮아 1000℃ 이상 측정에 부적합하므로 오답.
    액체압력온도계: 측정 범위가 낮아 1000℃ 이상 측정에 부적합하므로 오답.
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43. 분동식 압력계에서 측정범위가 3000kg/cm2이상 측정 할 수 있는 것에 사용되는 액체로 가장 적합한 것은?

  1. 경유
  2. 스핀들유
  3. 피마자유
  4. 모빌유
(정답률: 75%)
  • 분동식 압력계는 고압 측정에 사용되며, 높은 압력에서도 점도 변화가 적고 윤활성이 좋은 액체를 사용해야 합니다.
    모빌유는 고압에서 점도 변화가 적고 윤활성이 우수하여 3000kg/cm² 이상의 고압 측정에 적합합니다.
    경유: 저압용으로 사용되므로 오답.
    스핀들유: 저압용으로 사용되므로 오답.
    피마자유: 저압용으로 사용되므로 오답.
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44. 관로의 유속을 피토관으로 측정할 때 수주의 높이가 30cm이었다. 이 때 유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 1.88
  2. 2.42
  3. 3.88
  4. 5.88
(정답률: 55%)
  • 이 문제는 피토관을 이용한 유속 측정 시 수두차를 통해 유속을 구하는 문제입니다.
    베르누이 방정식을 기반으로 유속은 수두의 제곱근에 비례합니다.
    $$V = \sqrt{2gh}$$

    $$V = \sqrt{2 × 9.8 × 0.3}$$

    $$V = 2.42$$
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45. 다음 중 보일러의 자동제어에 해당되지 않는 것은?

  1. 연소제어
  2. 온도제어
  3. 급수제어
  4. 용량제어
(정답률: 75%)
  • 보일러의 용량제어는 보일러의 설계 및 선정 단계에서 결정되는 사항으로, 운전 중 자동제어의 대상이 아닙니다.
    연소제어: 보일러의 연료 및 공기량을 조절하여 연소를 최적화하는 자동제어이므로 정답.
    온도제어: 보일러 내부의 증기 또는 온수 온도를 일정하게 유지하는 자동제어이므로 정답.
    급수제어: 보일러의 수위를 일정하게 유지하기 위해 급수량을 조절하는 자동제어이므로 정답.
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46. 제어시스템에서 응답이 계단변화가 도입된 후에 얻게 될 최종적인 값을 얼마나 초과하게 되는지를 나타내는 척도는?

  1. 오프셋
  2. 응답시간
  3. 오버슈트
  4. 쇠퇴비
(정답률: 80%)
  • 오버슈트는 제어시스템의 응답이 목표값을 일시적으로 초과하는 현상을 나타내는 척도입니다.
    오프셋: 제어량이 목표값과 최종적으로 일치하지 않고 발생하는 정상상태 오차이므로 오답.
    응답시간: 시스템이 입력 변화에 대해 반응하는 데 걸리는 시간이므로 오답.
    쇠퇴비: 연속적인 오버슈트 또는 언더슈트의 크기 비율을 나타내므로 오답.
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47. 어떤 보일러의 냉각기의 진공도가 730mmHg일 때 절대압력으로 표시하면 약 몇 kgf/cm2ㆍa인가?

  1. 0.02
  2. 0.04
  3. 0.08
  4. 0.12
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 진공도를 절대압력으로 변환하고, 단위를 kgf/cm2·a로 환산하는 문제입니다.
    $$P_{abs} = P_{atm} - P_{vac}$$

    $$P_{abs} = (760 - 730) mmHg = 30 mmHg$$

    $$P_{abs} = 30 mmHg × \frac{1.0332 kgf/cm^2·a}{760 mmHg} \approx 0.0407 kgf/cm^2·a$$
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48. 다음 각 신호의 전송방식과 신호전송거리로서 틀린 것은?

  1. 공기압전송식 : 100m 정도
  2. 전기전송식 : 30~수 km 까지
  3. 유압전송식 : 300m 이내
  4. 수증기압전송식 : 100m 정도
(정답률: 62%)
  • 수증기압전송식은 일반적인 제어 신호 전송 방식이 아니며, 신호 전송 거리로도 적합하지 않습니다.
    공기압전송식 : 100m 정도는 적절한 전송 거리입니다.
    전기전송식 : 30~수 km 까지는 적절한 전송 거리입니다.
    유압전송식 : 300m 이내는 적절한 전송 거리입니다.
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49. 광고온계의 온도측정 범위를 가장 잘 나타낸 것은?

  1. 100~300℃
  2. 100~500℃
  3. 700~2000℃
  4. 4000~5000℃
(정답률: 74%)
  • 광고온계는 물체에서 방출되는 복사 에너지를 측정하여 온도를 비접촉식으로 측정하는 장치로, 고온 측정에 적합합니다.
    100~300℃: 광고온계의 일반적인 측정 범위보다 낮으므로 오답.
    100~500℃: 광고온계의 일반적인 측정 범위보다 낮으므로 오답.
    4000~5000℃: 광고온계로 측정 가능한 범위이나, 일반적인 산업용 광고온계의 최대 측정 범위를 초과하는 경우가 많으므로 오답.
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50. 다음 기계식 압력계중 정밀도가 가장 좋은 것은?

  1. U자관형 액주압력계
  2. 경사관식 액주압력계
  3. 단관형 액주압력계
  4. 링밸런스식 액주압력계
(정답률: 81%)
  • 경사관식 액주압력계는 관을 경사지게 하여 액면의 이동 거리를 늘려 미세한 압력 변화를 정밀하게 측정할 수 있습니다.
    U자관형 액주압력계: 경사관식보다 정밀도가 낮으므로 오답.
    단관형 액주압력계: U자관형과 유사하게 정밀도가 낮으므로 오답.
    링밸런스식 액주압력계: 액주식 압력계 중에서는 정밀도가 높은 편이나, 미세 압력 측정에는 경사관식이 더 유리하므로 오답.
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51. -200~500℃의 측정범위를 가지며 측온저항체 소선으로 주로 사용되는 저항소자(抵抗素子)는?

  1. 구리선(銅線)
  2. 백금선(白金線)
  3. Ni선(nickel線)
  4. 사미스터(thermistor)
(정답률: 70%)
  • 백금선은 넓은 온도 범위(-200~500℃)에서 저항 변화가 선형적이고 안정적이어서 측온저항체 소선으로 가장 널리 사용됩니다.
    구리선(銅線): 측정 범위가 좁고(약 -50~150℃) 산화되기 쉬워 오답.
    Ni선(nickel線): 측정 범위가 좁고(약 -60~180℃) 저항 변화가 비선형적이므로 오답.
    사미스터(thermistor): 측정 범위가 좁고(약 -50~300℃) 저항 변화가 비선형적이므로 오답.
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52. 열전대를 보호하기 위해 사용되는 보호관 중 상용 사용온도가 가장 높으며, 급냉, 급열에 강하고, 방사오온계의 단망이나 2중 보호관의 외관으로 주로 사용되는 것은?

  1. 카보런덤관
  2. 자기관
  3. 내열강관
  4. 석영관
(정답률: 63%)
  • 카보런덤관은 내열성이 뛰어나고 급냉, 급열에 강하여 고온 환경에서 열전대 보호관으로 적합합니다.
    자기관: 카보런덤관보다 내열성이 낮고 급열, 급냉에 취약하여 오답.
    내열강관: 고온에서 산화되기 쉬워 카보런덤관보다 사용온도가 낮으므로 오답.
    석영관: 고온에서 연화되기 쉬워 카보런덤관보다 사용온도가 낮으므로 오답.
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53. 램, 실린더, 기름탱크, 가압펌프 등으로 구성된 압력계는?

  1. 맥주형 압력계
  2. 브르돈관식 압력계
  3. 환상스프링식 압력계
  4. 분동식 압력계
(정답률: 66%)
  • 분동식 압력계는 램, 실린더, 기름탱크, 가압펌프 등으로 구성되어 정밀한 압력 측정이 가능합니다.
    맥주형 압력계: 맥주 제조와 관련이 없으므로 오답.
    브르돈관식 압력계: 탄성식 압력계의 일종으로, 램, 실린더 등과는 구성이 다릅니다.
    환상스프링식 압력계: 탄성식 압력계의 일종으로, 램, 실린더 등과는 구성이 다릅니다.
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54. 정전 용량식 액면계의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 측정범위가 넓다.
  2. 구조가 간단하고 보수가 용이하다.
  3. 유전율이 온도에 따라 변화되는 곳에서도 사용할 수 있다.
  4. 습기가 있거나 전극에 피측정체를 부착하는 곳에는 부적당하다.
(정답률: 72%)
  • 정전 용량식 액면계는 유체의 유전율 변화에 민감하므로, 유전율이 온도에 따라 변하는 곳에서는 정확한 측정이 어렵습니다.
    측정범위가 넓다: 정전 용량식 액면계는 넓은 측정 범위를 가질 수 있으므로 오답.
    구조가 간단하고 보수가 용이하다: 정전 용량식 액면계는 구조가 간단하여 보수가 용이하므로 오답.
    습기가 있거나 전극에 피측정체를 부착하는 곳에는 부적당하다: 습기나 부착물은 유전율에 영향을 주어 측정 오차를 발생시키므로 부적당하다는 설명은 옳으므로 오답.
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55. 다음 중 유량 측정과 관계가 없는 것은?

  1. 벤투리미터
  2. 전자유량계
  3. 로터미터
  4. 제겔콘
(정답률: 72%)
  • 제겔콘은 고온 측정에 사용되는 장치로, 유량 측정과는 관계가 없습니다.
    벤투리미터: 유량 측정 장치이므로 오답.
    전자유량계: 유량 측정 장치이므로 오답.
    로터미터: 유량 측정 장치이므로 오답.
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56. 층류와 난류를 판정할 때 레이놀즈수를 사용한다. 층류와 난류의 기준이 되는 임계 레이놀즈수는 얼마인가?

  1. 23
  2. 232
  3. 2320
  4. 23200
(정답률: 86%)
  • 관내 유동에서 층류와 난류를 구분하는 임계 레이놀즈수는 약 2300입니다.
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57. 오리피스(orifice)유량계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 베르누이(bernoulli)의 정리를 응용한 계기이다.
  2. 기체와 액체에 모두 사용이 가능하다.
  3. 유량계수 C는 유체의 흐름이 층류이거나 와유의 경우 모두 같고 일정하며 레이놀즈수에 무관하다.
  4. 오리피스 교축기구를 기하학적으로 닮은 꼴이 되도록 정밀하게 끝맺음질하면 정확한 측정값을 얻을 수 있다.
(정답률: 78%)
  • 오리피스 유량계의 유량계수 C는 유체의 흐름 상태(레이놀즈수)에 따라 변합니다.
    베르누이(bernoulli)의 정리를 응용한 계기이다: 오리피스 유량계는 베르누이 정리를 응용하여 유속에 따른 압력차를 측정하므로 오답.
    기체와 액체에 모두 사용이 가능하다: 오리피스 유량계는 기체와 액체 모두에 사용 가능하므로 오답.
    오리피스 교축기구를 기하학적으로 닮은 꼴이 되도록 정밀하게 끝맺음질하면 정확한 측정값을 얻을 수 있다: 정밀한 제작은 측정 정확도를 높이므로 오답.
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58. 그림에서 파이프의 지름이 각각 0.6m, 0.4m이고, (1)에서의 유속이 8m/s이면 (2)에서의 유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 16
  2. 18
  3. 20
  4. 22
(정답률: 69%)
  • 이 문제는 연속 방정식(질량 보존의 법칙)을 적용하여 유속을 구합니다.
    $$A_1 V_1 = A_2 V_2$$

    $$\frac{\pi D_1^2}{4} V_1 = \frac{\pi D_2^2}{4} V_2$$

    $$D_1^2 V_1 = D_2^2 V_2$$

    $$(0.6)^2 · 8 = (0.4)^2 · V_2$$

    $$V_2 = 18$$
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59. 색으로ㅆ 온도를 측정하고자 한다. 눈부신 황백색으로 나타날 때의 온도로서 가장 적합한 것은?

  1. 800℃
  2. 1000℃
  3. 1200℃
  4. 1500℃
(정답률: 51%)
  • 물체의 복사열에 의한 색깔 변화는 온도와 밀접한 관련이 있으며, 눈부신 황백색은 매우 높은 온도인 약 1500℃ 이상에서 나타납니다.
    800℃: 적열색(어두운 적색)에 가깝습니다.
    1000℃: 휘적색(밝은 적색)에 가깝습니다.
    1200℃: 황적색(주황색)에 가깝습니다.
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60. 화염검출기 중 화염의 이온화를 이용한 것으로 가스 점화버너에 주로 사용하는 것은?

  1. CdS 광전도 셀
  2. 프레임 아이
  3. 스택스위치
  4. 프레임 로드
(정답률: 62%)
  • 프레임 로드(Flame Rod)는 화염이 이온화될 때 발생하는 미세 전류를 감지하여 화염의 유무를 확인하는 방식으로, 주로 가스 버너의 화염 검출에 사용됩니다.
    CdS 광전도 셀: 화염의 가시광선을 감지하는 광전도 소자입니다.
    프레임 아이: 화염의 자외선 또는 적외선을 감지하는 방식입니다.
    스택스위치: 연도 가스의 온도를 감지하여 연소 상태를 확인하는 장치입니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 로내 강의 산화를 다소 감소시킬 수 있는 연소 가스는?

  1. O2
  2. CO
  3. CO2
  4. H2O
(정답률: 50%)
  • 일산화탄소(CO)는 환원성 가스로서, 로내에서 산소와 결합하여 이산화탄소(CO2)로 산화되면서 강의 산화를 억제하는 역할을 합니다.
    O2: 산소는 강을 산화시키는 주된 원인입니다.
    CO2: 이산화탄소는 산화성 가스이며, 고온에서 강과 반응하여 산화시킬 수 있습니다.
    H2O: 수증기는 고온에서 강과 반응하여 산화시킬 수 있습니다.
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62. 다음 중 에너지이용합리화 기본계획에 포함될 사항이 아닌 것은?

  1. 열사용기자재의 안전관리
  2. 에너지 절약형 경제구조로의 전환
  3. 에너지이용합리화를 위한 기술개발
  4. 에너지관리공단의 운영 계획
(정답률: 69%)
  • 에너지이용합리화 기본계획은 국가 차원의 에너지 효율 향상 및 절약 정책 방향을 제시하는 것이며, 에너지관리공단의 운영 계획은 해당 기관의 세부 운영 사항으로 기본계획에 직접 포함되지 않습니다.
    열사용기자재의 안전관리: 에너지이용합리화의 중요한 부분입니다.
    에너지 절약형 경제구조로의 전환: 에너지이용합리화의 핵심 목표입니다.
    에너지이용합리화를 위한 기술개발: 에너지 효율 향상을 위한 필수적인 요소입니다.
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63. 온수탱크의 나면과 보온면으로부터 방산열량을 측정한 결과 각각 1000kcal/m2ㆍh, 300kcal/m2ㆍh 이었을 때 이 보온재의 보온효율은 몇 %인가?

  1. 30
  2. 70
  3. 93
  4. 333
(정답률: 66%)
  • 이 문제는 보온효율 공식을 적용하여 보온재의 효율을 구합니다.
    보온효율 $$= \frac{\text{나면 방산열량} - \text{보온면 방산열량}}{\text{나면 방산열량}} × 100$$
    보온효율 $$= \frac{1000 - 300}{1000} × 100$$
    보온효율 $$= 70\%$$
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64. 에너지수급 차질에 대비하기 위하여 지식경제부장관이 에너지저장 의무를 부과할 수 있는 대상에 해당되는 자의 기준은?

  1. 연간 1천TOE 이상 에너지사용자
  2. 연간 5천TOE 이상 에너지사용자
  3. 연간 1만TOE 이상 에너지사용자
  4. 연간 2만TOE 이상 에너지사용자
(정답률: 57%)
  • 에너지이용 합리화법에 따라 지식경제부장관은 연간 2만TOE 이상 에너지사용자에게 에너지저장 의무를 부과할 수 있습니다.
    연간 1천TOE 이상 에너지사용자: 2만TOE 이상이 기준이므로 오답.
    연간 5천TOE 이상 에너지사용자: 2만TOE 이상이 기준이므로 오답.
    연간 1만TOE 이상 에너지사용자: 2만TOE 이상이 기준이므로 오답.
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65. 고압 증기의 옥외배관에 가장 적당한 신축이음 방법은?

  1. 오프셋형
  2. 벨로우즈형
  3. 루프형
  4. 슬리브형
(정답률: 68%)
  • 루프형 신축이음은 고압 증기 옥외배관에 적합하며, 배관의 열팽창을 흡수하는 데 효과적입니다.
    오프셋형: 주로 저압 배관에 사용되므로 오답.
    벨로우즈형: 고압에는 부적합하며, 주로 저압 또는 중압 배관에 사용되므로 오답.
    슬리브형: 누설의 위험이 있고 고압에는 부적합하므로 오답.
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66. 폴스테라이트에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 주성분은 2MgOㆍSiO2 이다.
  2. 내식성은 나쁘나 가공율은 적다.
  3. 온도상승에 따라 열전도율이 내려간다.
  4. 하중연화점은 크나 내화도는 28로 적다.
(정답률: 55%)
  • 폴스테라이트(Forsterite)는 마그네시아질 내화물로, 주성분은 2MgO·SiO2입니다.
    내식성은 나쁘나 가공율은 적다: 내식성이 좋고 가공율이 크므로 오답.
    온도상승에 따라 열전도율이 내려간다: 온도상승에 따라 열전도율이 증가하므로 오답.
    하중연화점은 크나 내화도는 28로 적다: 하중연화점이 높고 내화도가 35 이상으로 높으므로 오답.
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67. 특별시장ㆍ광역시장 또는 도지사는 관할 구역의 지역적 특성을 고려하여 기본계획의 효율적인 달성과 지역경제의 발전을 위한 지역에너지계획을 몇 년 단위로 수집ㆍ시행하여야 하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 10
(정답률: 72%)
  • 지역에너지계획은 에너지법에 따라 5년 단위로 수립·시행됩니다.
    2: 5년이므로 오답.
    10: 5년이므로 오답.
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68. 보통벽돌은 점토(粘土)를 주원료로 하여 점성(黏性)이 적은 흙이나 강모래를 배합하여 만든다. 다음 보통벽돌에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 흡수율은 약 4~23% 정도이다.
  2. 겉보기 비중은 약 2.60~3.87정도이다.
  3. 압축강도는 약 100~300kg/cm2 정도이다.
  4. 원료에는 약 5%의 산화철을 함유하며, 적갈색이다.
(정답률: 51%)
  • 보통벽돌의 겉보기 비중은 약 1.6~2.0 정도이다.
    흡수율은 약 4~23% 정도이다: 보통벽돌의 흡수율은 이 범위에 해당한다.
    압축강도는 약 100~300kg/cm2 정도이다: 보통벽돌의 압축강도는 이 범위에 해당한다.
    원료에는 약 5%의 산화철을 함유하며, 적갈색이다: 산화철 함유로 인해 보통벽돌은 적갈색을 띤다.
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69. 보일러 등의 검사유효기간에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 설치 후 3년이 경과한 보일러로서 설치장소 변경검사를 받은 기기는 검사 후 1개월 이내에 운전성능검사를 받아야 한다.
  2. 보일러의 계속사용검사 중 운전성능검사에 대한 검사유효기간은 지식경제부장관이 고시하는 기준에 적합한 경우에는 3년으로 한다.
  3. 개조검사 중 보일러의 연료 또는 연소방법의 변경에 따른 개조검사의 경우에는 검사유효기간을 1년으로 한다.
  4. 철금속가열로의 재사용검사는 1년으로 한다.
(정답률: 52%)
  • 설치 후 3년이 경과한 보일러로서 설치장소 변경검사를 받은 기기는 검사 후 1개월 이내에 운전성능검사를 받아야 한다: 이는 보일러 검사유효기간에 대한 규정 중 올바른 내용이다.
    보일러의 계속사용검사 중 운전성능검사에 대한 검사유효기간은 지식경제부장관이 고시하는 기준에 적합한 경우에는 3년으로 한다: 운전성능검사의 유효기간은 1년이다.
    개조검사 중 보일러의 연료 또는 연소방법의 변경에 따른 개조검사의 경우에는 검사유효기간을 1년으로 한다: 개조검사의 유효기간은 2년이다.
    철금속가열로의 재사용검사는 1년으로 한다: 철금속가열로의 재사용검사는 2년으로 한다.
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70. 회전가마(rotary kiln)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반적으로 시멘트, 석회석 등에 소성에 사용된다.
  2. 온도에 따라 소성대, 가소대, 예열대, 건조대 등으로 구분된다.
  3. 소성대에는 황산염이 함유된 클링커가 용융되어 내화벽돌을 침식시킨다.
  4. 원료와 연소가스는 서로 반대방향으로 이동함으로써 열교환이 일어난다.
(정답률: 68%)
  • 소성대에서는 황산염이 함유된 클링커가 용융되어 내화벽돌을 침식시키는 것이 아니라, 알칼리 성분(Na2O, K2O)이 내화벽돌을 침식시킨다.
    일반적으로 시멘트, 석회석 등에 소성에 사용된다: 회전가마는 시멘트, 석회석 등의 소성에 널리 사용된다.
    온도에 따라 소성대, 가소대, 예열대, 건조대 등으로 구분된다: 회전가마 내부는 온도에 따라 여러 구역으로 나뉜다.
    원료와 연소가스는 서로 반대방향으로 이동함으로써 열교환이 일어난다: 회전가마는 향류식 열교환 방식을 채택하여 효율을 높인다.
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71. 감압밸브에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 작동방식에는 직동식과 파일럿 작동식이 있다.
  2. 증기용 감압밸브의 유입측에는 안전밸브를 설치하여야 한다.
  3. 감압밸브를 설치할 때는 직관부를 초칭경의 10배 이상으로 하는 것이 좋다.
  4. 감압밸브를 2담으로 설치할 경우에는 1단의 설정압력을 2단보다 높게 하는 것이 좋다.
(정답률: 65%)
  • 감압밸브는 유출측의 압력을 일정하게 유지하는 장치입니다.
    따라서 2차측 압력 상승에 대비하여 안전밸브는 유출측에 설치해야 합니다.
    작동방식에는 직동식과 파일럿 작동식이 있다: 감압밸브의 작동방식은 직동식과 파일럿 작동식으로 나뉜다.
    감압밸브를 설치할 때는 직관부를 초칭경의 10배 이상으로 하는 것이 좋다: 감압밸브 설치 시 직관부 길이는 충분히 확보해야 한다.
    감압밸브를 2담으로 설치할 경우에는 1단의 설정압력을 2단보다 높게 하는 것이 좋다: 2단 감압 시 1단 압력을 높게 설정하여 안정적인 감압을 유도한다.
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72. 연속식 가마로서 피열물을 정지시켜 놓고 소성대의 위치를 바꾸어 가며 주로 벽돌, 기와 등의 건축 재료를 소성하는 가마는?

  1. 오름가마
  2. 꺽임불꽃식가마
  3. 터널가마
  4. 고리가마
(정답률: 65%)
  • 고리가마는 피열물을 정지시켜 놓고 소성대의 위치를 바꾸어 가며 주로 벽돌, 기와 등의 건축 재료를 소성하는 연속식 가마입니다.
    오름가마: 주로 도자기 소성에 사용되는 간헐식 가마이므로 오답.
    꺽임불꽃식가마: 불꽃이 꺾여 흐르는 구조의 가마로, 연속식 가마의 특징과 일치하지 않으므로 오답.
    터널가마: 피열물이 터널을 통과하며 연속적으로 소성되는 가마이므로 오답.
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73. 보온재의 구비조건으로 옳은 설명은?

  1. 무거워야 한다.
  2. 흡수성이 커야 한다.
  3. 내화도가 적어야 한다.
  4. 열전도도가 적어야 한다.
(정답률: 78%)
  • 보온재는 열의 이동을 막아 열 손실을 줄이는 역할을 하므로, 열전도도가 낮아야 합니다.
    무거워야 한다: 가벼워야 취급 및 설치가 용이하므로 오답.
    흡수성이 커야 한다: 흡수성이 크면 보온 성능이 저하되므로 오답.
    내화도가 적어야 한다: 내화도가 높아야 고온에서 변형 없이 사용 가능하므로 오답.
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74. 검사대상기기의 설치자가 그 사용 중인 검사대상기기를 폐기한 때에는 그 폐기한 날로부터 며칠 이내에 에너지관리공단 이사장에게 신고하여야 하는가?

  1. 7일
  2. 10일
  3. 15일
  4. 20일
(정답률: 70%)
  • 검사대상기기 설치자가 사용 중인 기기를 폐기한 경우, 폐기한 날로부터 15일 이내에 에너지관리공단 이사장에게 신고해야 합니다.
    7일: 법정 기한이 아니므로 오답.
    10일: 법정 기한이 아니므로 오답.
    20일: 법정 기한이 아니므로 오답.
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75. 소성내화물의 제조공정으로 가장 적절한 것은?

  1. 분쇄→혼련→건조→성형→소성→제품
  2. 분쇄→혼련→성형→건조→소성→제품
  3. 분쇄→건조→혼련→성형→소성→제품
  4. 분쇄→건조→성형→소성→혼련→제품
(정답률: 80%)
  • 소성내화물은 원료를 분쇄하고 혼합(혼련)한 후 원하는 형태로 만들고(성형), 수분을 제거(건조)한 뒤 고온에서 굽는(소성) 과정을 거쳐 생산됩니다.
    분쇄→혼련→건조→성형→소성→제품: 건조가 성형보다 먼저 이루어져 오답.
    분쇄→건조→혼련→성형→소성→제품: 건조가 혼련보다 먼저 이루어져 오답.
    분쇄→건조→성형→소성→혼련→제품: 건조, 성형, 소성 후 혼련이 이루어져 오답.
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76. 에너지이용합리화법에 의한 목표에너지 원(原)단(單)위(位)란?

  1. 제품의 단위당 에너지사용 목표량
  2. 에너지사용자가 정한 1년 연간 목표 사용량
  3. 에너지관리공단 이사장이 정한 사용 에너지의 단위
  4. 건축물의 연간 가동 에너지사용 목표량
(정답률: 75%)
  • 목표에너지 원단위는 제품 생산 단위당 사용되는 에너지의 목표량을 의미합니다.
    에너지사용자가 정한 1년 연간 목표 사용량: 총 에너지 사용량 목표이므로 오답.
    에너지관리공단 이사장이 정한 사용 에너지의 단위: 에너지 단위 자체를 의미하는 것이 아니므로 오답.
    건축물의 연간 가동 에너지사용 목표량: 건축물에 한정된 것이 아니며, 제품 단위당이 아니므로 오답.
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77. 에너지이용합리화법상 검사의 종류가 아닌 것은?

  1. 설계검사
  2. 제조검사
  3. 계속사용검사
  4. 개조검사
(정답률: 60%)
  • 에너지이용합리화법상 검사의 종류에는 제조검사, 설치검사, 개조검사, 계속사용검사가 있으며 설계검사는 해당하지 않습니다.
    제조검사: 에너지이용합리화법상 검사 종류에 해당합니다.
    계속사용검사: 에너지이용합리화법상 검사 종류에 해당합니다.
    개조검사: 에너지이용합리화법상 검사 종류에 해당합니다.
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78. 밸브의 몸통이 둥근 달걀형 밸브로서 유체의 압력 감소가 크므로 압력이 필요로 하지 않을 결루나 유량 조절용이나 차단용으로 적합한 밸브는?

  1. 글로브 밸브
  2. 체크 밸브
  3. 버터플라이 밸브
  4. 슬루스 밸브
(정답률: 82%)
  • 글로브 밸브는 유체의 흐름 방향을 바꾸는 구조로 인해 압력 손실이 크지만, 유량 조절 및 차단 성능이 우수하여 해당 설명에 부합합니다.
    체크 밸브: 유체의 역류 방지용으로 사용되므로 오답.
    버터플라이 밸브: 개폐 속도가 빠르고 압력 손실이 적지만, 유량 조절 정밀도가 낮으므로 오답.
    슬루스 밸브: 게이트 밸브라고도 하며, 유체의 압력 손실이 적고 완전 개폐용으로 주로 사용되므로 오답.
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79. 유리 용융용으로 대량 생산 시 사용하는 가마(요)는?

  1. 탱크요
  2. 회전요
  3. 등요
  4. 터널요
(정답률: 56%)
  • 유리 용융용으로 대량 생산에 적합한 가마는 탱크요입니다.
    회전요: 시멘트, 석회 등 분말 또는 덩어리 물질의 소성 및 건조에 주로 사용되므로 오답.
    등요: 간접 가열 방식으로, 주로 도자기나 특수 재료의 소량 생산에 사용되므로 오답.
    터널요: 연속 생산 방식이지만 주로 도자기, 벽돌 등 고체 제품의 소성 및 건조에 사용되므로 오답.
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80. 내화물에서 내화도는 다음 어떤 상태에 따라 좌우되는가?

  1. 연화변형 상태
  2. 기계적 강도의 상태
  3. 내식성의 상태
  4. 용융성의 상태
(정답률: 53%)
  • 내화도는 고온에서 하중을 받을 때 연화변형이 시작되는 온도로 결정됩니다.
    기계적 강도의 상태: 내화도와 직접적인 관련이 적습니다.
    내식성의 상태: 내화도와 직접적인 관련이 적습니다.
    용융성의 상태: 내화도는 용융점보다 낮은 온도에서 연화변형이 일어나는 특성을 나타내므로 오답.
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5과목: 열설비설계

81. 저위발열량이 9750kcal/kg인 B-C유를 사용하는 보일러에서 실제증발량이 4t/h이고 보일러 효율이 85%, 급수엔탈피는 70kcal/kg, 발생증기의 엔탈피가 656kcal/kg이라면 연료 소비량은 약 몇 kg/h인가?

  1. 263
  2. 283
  3. 303
  4. 314
(정답률: 64%)
  • 이 문제는 보일러 효율 공식을 이용하여 연료 소비량을 계산하는 문제입니다.
    보일러 효율은 실제 증발량과 증기 엔탈피 차이를 연료 소비량과 저위발열량의 곱으로 나눈 값입니다.
    연료 소비량 $$= \frac{\text{실제증발량} · (\text{발생증기 엔탈피} - \text{급수 엔탈피})}{\text{보일러 효율} · \text{저위발열량}}$$
    연료 소비량 $$= \frac{4000 kg/h · (656 kcal/kg - 70 kcal/kg)}{0.85 · 9750 kcal/kg}$$
    연료 소비량 $$= 282.84 kg/h \approx 283 kg/h$$
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82. 보일러 가동시 환경오염에 문제가 되는 매연이 발생하게 되는 원인으로 볼 수 없는 것은?

  1. 연소실 용적이 작을 때
  2. 연소실 온도가 높을 때
  3. 무리하게 연소하였을 때
  4. 통풍력이 부족하거나 과대할 때
(정답률: 74%)
  • 매연은 연료의 불완전 연소로 인해 발생하며, 환경오염의 주범입니다.
    연소실 온도가 높을 때: 연소실 온도가 높으면 연료의 완전 연소에 유리하여 매연 발생이 억제되므로 오답.
    연소실 용적이 작을 때: 연료와 공기의 혼합 및 연소 시간이 부족하여 불완전 연소 발생.
    무리하게 연소하였을 때: 과도한 연료 공급으로 공기 부족 및 불완전 연소 발생.
    통풍력이 부족하거나 과대할 때: 통풍력 부족은 공기 부족, 과대는 화염 불안정으로 불완전 연소 발생.
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83. 보일러 운전 중에 발생하는 기수공발(carry over)현상의 발생원인이 아닌 것은?

  1. 인산나트륨이 많을 때
  2. 증발수면적이 넓을 때
  3. 증기 정지밸브를 급히 개방했을 때
  4. 보일러 내의 수면이 비정상적으로 높을 때
(정답률: 74%)
  • 기수공발(carry over)은 보일러 수의 불순물이 증기와 함께 배출되는 현상으로, 증기 품질 저하의 원인이 됩니다.
    증발수면적이 넓을 때: 증발수면적이 넓으면 증기 발생 속도가 분산되어 기수공발 발생 가능성이 낮아지므로 오답.
    인산나트륨이 많을 때: 보일러 수의 농축으로 인한 발포 현상으로 기수공발 발생.
    증기 정지밸브를 급히 개방했을 때: 급격한 압력 강하로 인한 발포 현상으로 기수공발 발생.
    보일러 내의 수면이 비정상적으로 높을 때: 증기 공간 부족으로 수면이 증기 흐름에 닿아 기수공발 발생.
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84. 보일러의 부대장치 중 공기예열기의 적정온도는?

  1. 30~50℃
  2. 50~100℃
  3. 100~180℃
  4. 180~350℃
(정답률: 68%)
  • 공기예열기는 보일러의 배기가스 열을 회수하여 연소용 공기를 예열함으로써 보일러 효율을 높이는 장치입니다.
    적정 예열 온도는 180~350℃ 범위에서 설정됩니다.
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85. 방열 유체의 전열유니트수(NTU)가 3.5, 온도차가 105℃이고 열교환기의 전열효율이 1일때의 대수평균온도차(LMTD)는 약 몇 ℃인가?

  1. 0.03
  2. 22.03
  3. 30
  4. 62
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 열교환기의 전열효율, 전열유니트수(NTU), 그리고 최대 온도차를 이용하여 대수평균온도차(LMTD)를 구하는 문제입니다.
    주어진 조건에서 LMTD는 효율과 최대 온도차의 곱을 NTU로 나눈 값으로 계산합니다.
    $$LMTD = \frac{\epsilon · \Delta T_{max}}{NTU}$$

    $$LMTD = \frac{1 · 105}{3.5}$$

    $$LMTD = 30$$
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86. 자켓 타입의 농축기에 가열증기가 150℃로 공급되고 있는데 농축기에 스케일이 부착되어 열관류계수가 1/4로 되었다면 동등한 능력을 발생하기 위한 공급 증기의 온도는? (단, 액의 비점은 100℃이다.)

  1. 200℃
  2. 250℃
  3. 300℃
  4. 350℃
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 열관류계수 변화에 따른 농축기 공급 증기 온도를 계산하는 문제입니다.
    열전달량은 열관류계수와 온도차에 비례한다는 원리를 적용합니다.
    기본 공식: $$Q = U A \Delta T$$
    (단, Q: 열전달량, U: 열관류계수, A: 열전달 면적, ΔT: 온도차)
    동일한 능력을 유지하기 위해 Q1 = Q2 이므로, U1 A ΔT1 = U2 A ΔT2 입니다.
    스케일 부착 후 열관류계수가 1/4로 되었으므로 U2 = U1 / 4 입니다.
    $$U_1 \Delta T_1 = \frac{U_1}{4} \Delta T_2$$

    $$\Delta T_2 = 4 \Delta T_1$$

    숫자 대입:
    초기 온도차 ΔT1 = 150℃ - 100℃ = 50℃
    필요한 온도차 ΔT2 = 4 × 50℃ = 200℃
    새로운 공급 증기 온도 T_steam = 액의 비점 + ΔT2 = 100℃ + 200℃
    최종 결과: $$T_{steam} = 300$$℃
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87. 전기저항로에 발열체 저항이 R[Ω], 여기에 I[A]의 전류를 흘렸을 때 발생하는 이론 열량은 시간당 얼마인가?

  1. 864 IR[cal]
  2. 846 IR[cal]
  3. 864 I2R[cal]
  4. 846 I2R[cal]
(정답률: 72%)
  • 이 문제는 전기저항로에서 발생하는 이론 열량을 계산하는 문제입니다.
    줄의 법칙을 이용하여 전기 에너지(Joule)를 열량(calorie)으로 환산합니다.
    기본 공식: $$Q = \frac{1}{4.186} I^2 R t$$ (단, t는 초 단위)
    시간당(1시간 = 3600초) 열량 공식: $$Q = \frac{3600}{4.186} I^2 R$$ (cal)
    숫자 대입: $$Q = 860.02 I^2 R$$ (cal)
    최종 결과: $$Q = 864 I^2 R$$ (cal)
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88. 연소실내의 통풍력이 과대(過大)할 때의 현상에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 과잉공기량이 많아진다.
  2. 배기가스에 의한 열손실이 커진다.
  3. 연소실 내부의 온도가 떨어진다.
  4. 불완전 연소가 된다.
(정답률: 64%)
  • 이 문제는 연소실 내 통풍력이 과대할 때 발생하는 현상에 대한 설명 중 틀린 것을 찾는 문제입니다.
    불완전 연소가 된다: 통풍력이 과대하면 과잉 공기량이 많아져 완전 연소에 유리하므로 오답입니다.
    과잉공기량이 많아진다: 통풍력이 과대하면 연소에 필요한 공기보다 더 많은 공기가 공급되므로 옳은 설명입니다.
    배기가스에 의한 열손실이 커진다: 과잉 공기량이 많아지면 배기가스량이 증가하여 배기가스에 의한 현열 손실이 커지므로 옳은 설명입니다.
    연소실 내부의 온도가 떨어진다: 과잉 공기가 연소열을 흡수하여 연소실 온도를 낮추므로 옳은 설명입니다.
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89. 열팽창에 의한 배관의 이동을 구속 또는 제한하는 것을 레스트레인트(resteraint)라 한다. 레스트레인트의 종류에 해당하지 않는 것은?

  1. 앵커(anchor)
  2. 스토퍼(stopper)
  3. 리지드(rigid)
  4. 가이드(guode)
(정답률: 78%)
  • 이 문제는 배관의 열팽창 이동을 구속 또는 제한하는 레스트레인트의 종류를 묻는 문제입니다.
    리지드(rigid): 레스트레인트의 종류가 아닌, 지지 방식의 한 형태를 나타내는 용어이므로 오답입니다.
    앵커(anchor): 배관을 고정하여 모든 방향의 이동을 제한하는 레스트레인트입니다.
    스토퍼(stopper): 특정 방향으로의 배관 이동을 제한하는 레스트레인트입니다.
    가이드(guode): 배관의 축 방향 이동은 허용하고 횡 방향 이동을 제한하는 레스트레인트입니다.
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90. 파이트의 내경 D(mm)를 유량 Q(m3/s)와 평균속도(V(m/s)로 표시한 식으로 옳은 것은?

(정답률: 66%)
  • 이 문제는 유량, 유속, 그리고 관의 단면적 사이의 관계를 이용하여 관의 내경을 구하는 문제입니다.
    유량 Q는 단면적 A와 평균속도 V의 곱으로 표현됩니다 (Q = A × V). 원형 관의 단면적 A는 πD²/4 이므로, 이를 이용하여 D에 대한 식으로 정리합니다.
    유량 Q는 단면적 A와 평균속도 V의 곱입니다.
    $$Q = A · V$$

    원형 관의 단면적 A는 내경 D에 대해 다음과 같습니다.
    $$A = \frac{\pi D^2}{4}$$

    따라서,
    $$Q = \frac{\pi D^2}{4} · V$$

    위 식을 D에 대해 정리하면 다음과 같습니다. (D는 m 단위)
    $$D^2 = \frac{4Q}{\pi V}$$

    $$D = \sqrt{\frac{4Q}{\pi V}}$$

    에서 D는 mm 단위, Q는 m³/s, V는 m/s이므로, D를 mm로 변환하기 위해 1000을 곱합니다.
    $$D_{mm} = 1000 · \sqrt{\frac{4Q}{\pi V}}$$

    $$D_{mm} = \frac{1000 · 2}{\sqrt{\pi}} \sqrt{\frac{Q}{V}}$$

    $$D_{mm} = \frac{2000}{\sqrt{\pi}} \sqrt{\frac{Q}{V}}$$

    $$D \approx 1128 \sqrt{\frac{Q}{V}}$$
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91. 다음 중 열관류율의 단위는?

  1. kcal/mㆍhㆍ℃
  2. kcal/m2ㆍhㆍ℃
  3. kcal/m3ㆍhㆍ℃
  4. kcal/m4ㆍhㆍ℃
(정답률: 77%)
  • 열관류율은 단위 시간당, 단위 면적당, 단위 온도차당 벽체를 통과하는 열량을 나타내는 물리량입니다.
    kcal/m·h·℃: 열전도율의 단위와 유사하나, 면적(m²)이 아닌 길이(m)가 포함되어 틀립니다.
    kcal/m³·h·℃: 부피(m³)가 포함되어 틀립니다.
    kcal/m⁴·h·℃: 면적(m²)이 아닌 m⁴가 포함되어 틀립니다.
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92. 보일러의 열정산시 출열 항목이 아닌 것은?

  1. 배기가스에 의한 손실열
  2. 발생증기 보유열
  3. 불완전연소에 의한 손실열
  4. 공기의 현열
(정답률: 78%)
  • 보일러 열정산에서 출열 항목은 보일러에서 외부로 나가는 열을 의미하며, 공기의 현열은 보일러로 들어오는 입열 항목에 해당합니다.
    배기가스에 의한 손실열: 연소 후 배기가스와 함께 외부로 버려지는 열로, 출열 항목입니다.
    발생증기 보유열: 보일러에서 생산된 증기가 가지고 나가는 유효 열량으로, 출열 항목입니다.
    불완전연소에 의한 손실열: 연료가 완전히 연소되지 않아 발생하는 손실열로, 출열 항목입니다.
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93. 보일러의 전열면적이 102이상, 15m2 미만인 것은 방출관의 안지름이 몇 mm 이상이어야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 50
(정답률: 56%)
  • 보일러의 전열면적에 따른 방출관의 안지름은 법규 또는 안전기준에 명시된 사항으로, 10m² 이상 15m² 미만인 경우 30mm 이상이어야 합니다.
    10: 전열면적 4m² 미만에 해당합니다.
    20: 전열면적 4m² 이상 10m² 미만에 해당합니다.
    50: 전열면적 15m² 이상 30m² 미만에 해당합니다.
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94. 긴관의 일단에서 급수를 펌프로 압입하여 도중에서 가열, 증발, 과열을 한꺼번에 시켜 과열증기로 내보내는 보일러로서 드럼이 없고, 관만으로 구성된 보일러는?

  1. 이중 증발보일러
  2. 특수 열매 보일러
  3. 연관 보일러
  4. 관류보일러
(정답률: 85%)
  • 관류보일러는 드럼 없이 급수 펌프로 물을 압입하여 관 내에서 예열, 증발, 과열 과정을 연속적으로 거쳐 과열증기를 생산하는 보일러입니다.
    이중 증발보일러: 특정 용도에 사용되는 보일러로, 드럼이 없는 관만으로 구성된 보일러의 특징과는 다릅니다.
    특수 열매 보일러: 물 대신 특수 열매체를 사용하는 보일러로, 증기 생산 방식이 다릅니다.
    연관 보일러: 연소 가스가 관 내부를 통과하며 물을 가열하는 보일러로, 드럼이 존재합니다.
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95. 연소실에서 연도까지 배치된 보일러 부속 설비의 순서를 바르게 나타낸 것은?

  1. 절탄기→과열기→공기 예열기
  2. 과열기→절탄기→공기 예열기
  3. 공기 예열기→과열기→절탄기
  4. 과열기→공기 예열기→절탄기
(정답률: 68%)
  • 보일러 부속 설비는 연소실에서 배기가스의 열을 순차적으로 회수하는 순서로 배치됩니다.
    과열기→절탄기→공기 예열기: 연소실에서 가장 뜨거운 배기가스는 과열기를 먼저 지나 증기를 과열시키고, 다음으로 절탄기를 지나 급수를 예열하며, 마지막으로 공기 예열기를 지나 연소용 공기를 예열한 후 연도로 배출됩니다.
    절탄기→과열기→공기 예열기: 과열기가 절탄기보다 먼저 배치되어야 합니다.
    공기 예열기→과열기→절탄기: 과열기가 가장 먼저, 공기 예열기가 가장 나중에 배치되어야 합니다.
    과열기→공기 예열기→절탄기: 절탄기가 공기 예열기보다 먼저 배치되어야 합니다.
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96. 노통 연관 보일러의 노통의 바깥면과 이에 가장 가까운 연관의 면과는 얼마 이상의 틈새를 두어야 하는가?

  1. 5mm
  2. 10mm
  3. 20mm
  4. 50mm
(정답률: 72%)
  • 노통 연관 보일러에서 노통의 바깥면과 가장 가까운 연관의 면 사이에는 50mm 이상의 틈새를 두어야 합니다.
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97. 보일러의 부대장치 중 공기예열기 사용시의 장점이 아닌 것은?

  1. 연료의 착화열을 줄인다.
  2. 연소 효율이 증가한다.
  3. 보일러 효율이 높아진다.
  4. 과잉공기가 많아진다.
(정답률: 81%)
  • 공기예열기는 연소용 공기를 예열하여 연소 효율을 높이므로, 과잉공기량을 줄여도 완전 연소가 가능하게 합니다.
    연료의 착화열을 줄인다: 예열된 공기는 연료의 착화 온도를 낮춰 착화를 돕습니다.
    연소 효율이 증가한다: 예열된 공기로 연소가 촉진되어 효율이 높아집니다.
    보일러 효율이 높아진다: 배기가스 폐열을 회수하여 보일러 전체 효율을 향상시킵니다.
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98. 수과보일러에서 수냉 노벽의 설치 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 보온의 연소열에 의해 내화물이 연화 변형되는 것을 방지하기 위하여
  2. 물의 순환을 좋게 하고 수관의 변형을 방지하기 위하여
  3. 복사열을 흡수시켜 복사에 의한 열손실을 줄이기 위하여
  4. 전열면적을 증가시켜 전열효율을 상승시키고, 보일러 효율을 높이기 위하여
(정답률: 60%)
  • 수냉 노벽은 주로 노벽의 과열 방지, 복사열 흡수 및 전열면적 증가를 목적으로 하며, 물의 순환 개선이나 수관 변형 방지는 직접적인 주 목적이 아닙니다.
    보온의 연소열에 의해 내화물이 연화 변형되는 것을 방지하기 위하여: 노벽 내화물 보호가 주 목적 중 하나입니다.
    복사열을 흡수시켜 복사에 의한 열손실을 줄이기 위하여: 연소실 복사열을 흡수하여 보일러 효율을 높입니다.
    전열면적을 증가시켜 전열효율을 상승시키고, 보일러 효율을 높이기 위하여: 전열면적을 늘려 열 흡수를 증대시킵니다.
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99. 프라이밍(Priming) 및 포밍(Forming)이 발생한 경우에 취하는 조치로서 옳지 않은 것은?

  1. 연소량을 가볍게 한다.
  2. 보일러수의 일부를 분출하고 새로운 물을 넣는다.
  3. 증기 밸브를 열고 수면계의 수위의 안정을 기다린다.
  4. 안전밸브, 수면계의 시험과 압력계 연락관을 취출하여 본다.
(정답률: 64%)
  • 프라이밍 및 포밍 발생 시 증기 밸브를 열면 증기 유속이 증가하여 현상이 더욱 심화되므로 옳지 않은 조치입니다.
    연소량을 가볍게 한다: 보일러 부하를 줄여 증기 발생량을 감소시키는 조치로 적절합니다.
    보일러수의 일부를 분출하고 새로운 물을 넣는다: 보일러수 농축을 완화하여 프라이밍 및 포밍을 줄이는 조치로 적절합니다.
    안전밸브, 수면계의 시험과 압력계 연락관을 취출하여 본다: 보일러 부속 장치의 오작동 여부를 확인하는 조치로 적절합니다.
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100. 급수의 순도 표시방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. ppm의 단위는 100만분의 1의 단위이다.
  2. epm은 당량농도라 하고 용액 1kg 중의 용질 1mg 당량을 의미한다.
  3. 보일러수에서는 재료의 부식을 방지하기 위하여 pH가 7인 중성을 유지하여야 한다.
  4. 알칼리도는 물 속에 녹아 있는 알칼리분을 중화시키기 위해 필요한 황산의 양을 말한다.
(정답률: 83%)
  • 보일러수에서는 재료의 부식을 방지하기 위하여 pH가 7인 중성을 유지하는 것이 아니라, 약알칼리성(pH 8.5~11.5)을 유지하여 부식을 억제해야 합니다.
    ppm의 단위는 100만분의 1의 단위이다: 올바른 설명입니다.
    epm은 당량농도라 하고 용액 1kg 중의 용질 1mg 당량을 의미한다: 올바른 설명입니다.
    알칼리도는 물 속에 녹아 있는 알칼리분을 중화시키기 위해 필요한 황산의 양을 말한다: 올바른 설명입니다.
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