에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2011-10-02)

에너지관리기사
(2011-10-02 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 연소관리에 있어서 과잉공기량 조절시 다음 중 최소가 되게 조절하여야 할 것은? (단, Ls : 배가스에 의한 열손실량, Li : 불완전연소에 의한 열손실량, Lc : 연소에 의한 열손실량, Lr : 열복사에 의한 열손실량일 때를 나타낸다.)

  1. Li
  2. Ls + Lr
  3. Ls + Li
  4. Li + Lc
(정답률: 80%)
  • 연소 효율을 최대로 하기 위해서는 배가스에 의한 열손실(Ls)과 불완전연소에 의한 열손실(Li)의 합이 최소가 되도록 과잉공기량을 조절해야 한다.
    Li: 불완전연소 손실만 최소화하면 과잉공기량이 너무 많아져 배가스 손실이 커질 수 있다.
    Ls + Lr: 열복사 손실(Lr)은 과잉공기량 조절과 직접적인 관계가 적으며, 배가스 손실(Ls)만 고려하는 것은 불완전연소 손실을 간과한다.
    Li + Lc: 연소에 의한 열손실(Lc)은 일반적인 손실 항목이 아니며, 불완전연소 손실(Li)만 고려하는 것은 불충분하다.
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2. 다음 조성의 발생로 가스를 15%의 과잉공기로 완전 연소 시켰을 때의 건연소가스량(Sm3/Sm3)은? (단, 발생로 가스의 조성은 CO 31.3%, CH4 2.4%, H2 6.3%, CO2 0.7%, N2 59.3% 이다.)

  1. 1.99
  2. 2.54
  3. 2.87
  4. 3.01
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 발생로 가스의 조성을 바탕으로 15% 과잉공기로 완전 연소 시켰을 때의 건연소가스량을 계산하는 문제입니다.
    각 성분의 연소 반응식을 통해 이론 산소량과 이론 공기량을 구하고, 과잉 공기를 고려하여 실제 공기량과 최종 건연소가스량을 계산합니다.
    $$V_{O_2,0} = 0.5 × CO + 2 × CH_4 + 0.5 × H_2$$

    $$V_{O_2,0} = 0.5 × 0.313 + 2 × 0.024 + 0.5 × 0.063 = 0.236 Sm^3/Sm^3$$

    $$V_{A,0} = \frac{V_{O_2,0}}{0.21}$$

    $$V_{A,0} = \frac{0.236}{0.21} = 1.1238 Sm^3/Sm^3$$

    $$V_{A,a} = V_{A,0} × (1 + 0.15)$$

    $$V_{A,a} = 1.1238 × 1.15 = 1.2924 Sm^3/Sm^3$$

    $$V_{CO_2,DG} = CO_{2,orig} + CO + CH_4$$

    $$V_{CO_2,DG} = 0.007 + 0.313 + 0.024 = 0.344 Sm^3/Sm^3$$

    $$V_{O_2,excess} = V_{O_2,0} × 0.15$$

    $$V_{O_2,excess} = 0.236 × 0.15 = 0.0354 Sm^3/Sm^3$$

    $$V_{N_2,DG} = N_{2,orig} + V_{A,a} × 0.79$$

    $$V_{N_2,DG} = 0.593 + 1.2924 × 0.79 = 1.6139 Sm^3/Sm^3$$

    $$V_{DG} = V_{CO_2,DG} + V_{O_2,excess} + V_{N_2,DG}$$

    $$V_{DG} = 0.344 + 0.0354 + 1.6139 = 1.9933 Sm^3/Sm^3$$
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3. 디젤엔진에서 흡기온도가 상승하면 착화지연시간은 어떻게 되는가?

  1. 감소한다.
  2. 증가한다.
  3. 감소한 후 증가한다.
  4. 불변이다.
(정답률: 80%)
  • 흡기온도가 상승하면 실린더 내 온도가 높아져 연료 분사 후 착화에 필요한 시간이 단축됩니다.
    감소한다: 흡기온도 상승은 착화지연시간을 단축시킵니다.
    증가한다: 흡기온도 상승은 착화지연시간을 단축시킵니다.
    감소한 후 증가한다: 흡기온도 상승은 착화지연시간을 일관되게 감소시킵니다.
    불변이다: 흡기온도는 착화지연시간에 영향을 줍니다.
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4. 가연성 액체에서 발생한 증기의 공기 중 농도가 연소범위내에 있을 경우 불꽃을 접근시키면 불이 붙는데 이 때 필요 최저 온도를 무엇이라고 하는가?

  1. 기화온도
  2. 인화온도
  3. 착화온도
  4. 임계온도
(정답률: 80%)
  • 인화온도는 가연성 액체에서 발생한 증기가 공기 중 연소범위 내에 있을 때 외부 불꽃에 의해 불이 붙는 최저 온도입니다.
    기화온도: 액체가 기체로 변하는 온도이므로 오답.
    착화온도: 외부 불꽃 없이 스스로 발화하는 최저 온도이므로 오답.
    임계온도: 기체가 액화될 수 있는 최고 온도이므로 오답.
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5. 다음 기체연료 중 고발열량(kcal/Sm3)이 가장 큰 것은?

  1. 고로가스
  2. 수성가스
  3. 도시가스
  4. 액화석유가스
(정답률: 80%)
  • 액화석유가스(LPG)는 다른 기체 연료에 비해 탄소 함량이 높아 고발열량이 가장 큽니다.
    고로가스: 제철소 고로에서 발생하는 부생가스로, CO, N2 함량이 높아 발열량이 낮습니다.
    수성가스: CO와 H2가 주성분으로, 발열량이 비교적 낮습니다.
    도시가스: 주성분인 메탄(CH4)의 발열량은 LPG보다 낮습니다.
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6. 비중이 0.98(60°F/60°F)인 액체연료의 API도는?

  1. 10.157
  2. 10.958
  3. 11.857
  4. 12.888
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 비중을 이용하여 API도를 계산하는 문제입니다.
    API도 $$= \frac{141.5}{\text{비중}(60°F/60°F)} - 131.5$$
    API도 $$= \frac{141.5}{0.98} - 131.5$$
    API도 $$= 12.888$$
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7. 표준 상태인 공기 중에서 완전 연소비로 아세틸렌이 함유되어 있을 때 이 혼합기체 1L 당 발열량은 몇 kJ 인가?(단, 아세틸렌의 발열량은 1308kJ/mol 이다.)

  1. 4.1
  2. 4.6
  3. 5.1
  4. 5.6
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 아세틸렌의 완전 연소 반응식을 통해 혼합기체 내 아세틸렌의 부피 비율을 구하고, 이를 이용하여 혼합기체 1L당 발열량을 계산합니다.
    아세틸렌 완전 연소 반응식: C2H2 + 2.5 O2 → 2 CO2 + H2O
    필요 산소량 = 2.5 L
    필요 공기량 = 2.5 L O2 / 0.21 (공기 중 O2 부피비) ≈ 11.9 L 공기
    완전 연소 혼합기체 총 부피 = 아세틸렌 1 L + 공기 11.9 L = 12.9 L
    따라서, 혼합기체 1L당 아세틸렌 부피는 1/12.9 L 입니다.
    발열량 $$(kJ/L) = \frac{1}{\text{혼합기체 총 부피}} × \frac{\text{아세틸렌 발열량} (kJ/mol)}{\text{표준 상태 부피} (L/mol)}$$
    발열량 $$(kJ/L) = \frac{1}{12.9} × \frac{1308}{22.4}$$
    발열량 $$(kJ/L) \approx 4.6$$
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8. 과잉공기량이 많을 때 일어나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 배기가스에 의한 열손실이 감소한다.
  2. 연소실의 온도가 높아진다.
  3. 연료 소비량이 작아진다.
  4. 불완전연소물의 발생이 적어진다.
(정답률: 64%)
  • 과잉공기량이 많으면 연료와 산소의 접촉이 충분해져 불완전연소가 줄어든다.
    배기가스에 의한 열손실이 감소한다: 과잉공기량이 많으면 배기가스량이 증가하여 열손실이 커진다.
    연소실의 온도가 높아진다: 과잉공기량이 많으면 연소실 온도가 낮아진다.
    연료 소비량이 작아진다: 과잉공기량이 많으면 열손실 증가로 연료 소비량이 많아진다.
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9. 중유의 점도(粘度)가 높아질수록 연소에 미치는 영향에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 기름탱크로부터 버너까지의 송유가 곤란해진다.
  2. 버너의 연소상태가 나빠진다.
  3. 기름의 분무현상(Atomization)이 양호해진다.
  4. 버너 화구(火口)에 탄소(C)가 생긴다.
(정답률: 83%)
  • 중유의 점도가 높아지면 유동성이 저하되어 연소에 부정적인 영향을 미칩니다.
    기름의 분무현상(Atomization)이 양호해진다: 점도가 높아지면 유동성이 저하되어 기름의 분무현상이 불량해진다.
    기름탱크로부터 버너까지의 송유가 곤란해진다: 점도가 높으면 유동성이 떨어져 송유가 어려워진다.
    버너의 연소상태가 나빠진다: 분무 불량으로 연소 효율이 저하되어 연소상태가 나빠진다.
    버너 화구(火口)에 탄소(C)가 생긴다: 불완전 연소로 인해 버너 화구에 탄소 침착이 발생한다.
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10. CH4 1mol이 완전 연소할 때의 AFR은 얼마인가?

  1. 9.5
  2. 11.2
  3. 15.8
  4. 21.3
(정답률: 41%)
  • 이 문제는 메탄(CH4)의 완전 연소 반응식을 이용하여 이론 공기량을 몰 기준으로 계산하고, 이를 바탕으로 공기-연료비(AFR)를 구하는 문제입니다.
    $$AFR = \frac{\text{필요 산소 몰수}}{\text{공기 중 산소의 몰분율}}$$

    $$AFR = \frac{2}{0.21}$$

    $$AFR = 9.5$$
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11. 다음 중 열효율 향상 대책으로 볼 수 없는 것은?

  1. 되도록 불연속으로 조업할 수 있도록 한다.
  2. 손실열을 가급적 적게 한다.
  3. 장치의 설치조건과 운전조건을 일치시키도록 노력한다.
  4. 전열량이 증가되는 방법을 취한다.
(정답률: 81%)
  • 열효율 향상을 위해서는 연속 조업을 통해 열 손실을 줄이고 안정적인 운전을 유지하는 것이 유리하다.
    손실열을 가급적 적게 한다: 손실열을 줄이는 것은 열효율 향상 대책이다.
    장치의 설치조건과 운전조건을 일치시키도록 노력한다: 최적의 운전 조건을 유지하는 것은 열효율 향상 대책이다.
    전열량이 증가되는 방법을 취한다: 전열량을 증가시키는 것은 열효율 향상 대책이다.
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12. 중유의 성질에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 점도에 따라 1, 2, 3급 중유로 구분한다.
  2. 원소 조성은 H 가 가장 많다.
  3. 비중은 약 0.72 ~ 0.76 정도이다.
  4. 인화점은 약 60 ~ 150℃ 정도이다.
(정답률: 73%)
  • 중유의 인화점은 일반적으로 60 ~ 150℃ 범위에 해당한다.
    점도에 따라 1, 2, 3급 중유로 구분한다: 중유는 점도에 따라 특호, 1호, 2호, 3호로 구분한다.
    원소 조성은 H 가 가장 많다: 중유의 원소 조성은 탄소(C)가 가장 많다.
    비중은 약 0.72 ~ 0.76 정도이다: 중유의 비중은 약 0.82 ~ 0.98 정도이다.
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13. 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 발열량이 높고 품질이 비교적 일정합니다.
    따라서 '품질이 일정하지 않다'는 액체연료의 일반적인 특징이 아닙니다.
    연소온도가 높기 때문에 국부과열을 일으키기 쉽다: 액체연료의 특징이 맞습니다.
    화재, 역화 등의 위험이 크다: 액체연료의 특징이 맞습니다.
    연소할 때 소음이 발생한다: 액체연료의 특징이 맞습니다.
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14. 발열량이 5,000kcal/kg인 고체연료를 연소할 때 불완전연소에 의한 열손실이 5% 연소재에 의한 열손실이 5%이었다면 연소효율은 약 몇 % 인가?

  1. 80%
  2. 85%
  3. 90%
  4. 95%
(정답률: 67%)
  • 이 문제는 주어진 열손실률을 이용하여 연소효율을 계산하는 문제입니다.
    연소효율은 100%에서 총 열손실률을 제외하여 구합니다.
    연소효율 $$= 100 - (\text{불완전연소 손실} + \text{연소재 손실})$$
    연소효율 $$= 100 - (5 + 5)$$
    연소효율 $$= 90$$
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15. 습식집진방식으로서 집진율은 비교적 우수하나 압력손실이 큰 집진형식은?

  1. 다단침강식
  2. 가압수식
  3. 백필터식
  4. 코트렐식
(정답률: 57%)
  • 가압수식 집진기는 물을 고압으로 분사하여 미세 입자를 포집하는 방식으로, 집진율은 높지만 압력손실이 큽니다.
    다단침강식: 건식 집진 방식으로, 중력 침강을 이용하므로 압력손실이 작아 오답.
    백필터식: 건식 집진 방식으로, 여과포를 이용하며 습식 집진 방식이 아니므로 오답.
    코트렐식: 전기 집진 방식으로, 정전기를 이용하며 압력손실이 작아 오답.
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16. 내화재로 만든 화구에서 공기와 가스를 따로 연소실에 송입하여 연소시키는 방식으로 대형가마에 적합한 가스연료 연소장치는?

  1. 포트형 버너
  2. 방사형 버너
  3. 건타입형 버너
  4. 선회형 버너
(정답률: 74%)
  • 포트형 버너는 내화재 화구에서 공기와 가스를 분리 송입하여 연소시키는 방식으로, 대형 가마에 적합합니다.
    방사형 버너: 복사열을 이용하는 버너로, 주로 균일한 온도 분포가 필요한 곳에 사용되므로 오답.
    건타입형 버너: 주로 액체 연료에 사용되는 버너로, 연료를 분무하여 연소시키므로 오답.
    선회형 버너: 공기와 연료를 선회시켜 혼합 및 연소를 촉진하는 버너로, 연소 효율을 높이는 데 사용되므로 오답.
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17. 프로판가스 1kg 연소시킬 때 필요한 이론공기량은 약 몇 Sm3인가?

  1. 10.2
  2. 11.3
  3. 12.1
  4. 13.2
(정답률: 69%)
  • 이 문제는 프로판가스 1kg 연소에 필요한 이론공기량을 구하는 문제입니다.
    프로판(C3H8)의 연소 반응식을 통해 필요한 산소량을 계산하고, 공기 중 산소의 부피 비율을 고려하여 이론공기량을 산출합니다.
    $$V_0 = \frac{1}{M_{fuel}} \left( n + \frac{m}{4} \right) × 22.4 × \frac{1}{0.21}$$

    $$V_0 = \frac{1}{44} \left( 3 + \frac{8}{4} \right) × 22.4 × \frac{1}{0.21}$$

    $$V_0 = 12.12$$
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18. 석탄보일러에서 회분의 부착손상이 가장 심한 곳은?

  1. 과열기
  2. 공기예열기
  3. 절탄기
  4. 보일러 본체
(정답률: 72%)
  • 석탄보일러에서 회분의 부착손상은 연소가스의 온도가 높고 전열면의 온도가 상대적으로 낮아 회분이 점착성을 띠게 되는 곳에서 가장 심하게 발생합니다.
    과열기는 고온의 연소가스와 접촉하며 증기 온도를 높이는 역할을 하므로 회분 부착 손상이 가장 심합니다.
    과열기: 고온의 연소가스와 접촉하여 회분 부착 및 슬래그 형성 위험이 가장 높습니다.
    공기예열기: 연소가스 온도가 낮아 회분 부착보다는 저온 부식의 위험이 큽니다.
    절탄기: 연소가스 온도가 더 낮아 회분 부착이 상대적으로 적습니다.
    보일러 본체: 연소실 벽면은 주로 슬래그 형성 문제이며, 과열기만큼 부착 손상이 심하지는 않습니다.
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19. 일산화탄소(CO) 1Sm3 를 이론공기량으로 완전 연소시켰을 때의 연소가스량(Sm3)은?

  1. 1.8
  2. 2.9
  3. 3.4
  4. 4.2
(정답률: 47%)
  • 이 문제는 일산화탄소(CO)의 완전 연소 반응식을 통해 이론 공기량으로 연소시켰을 때의 연소가스량을 계산하는 문제입니다.
    $$CO + 0.5 O_2 → CO_2$$

    이론 산소량은 CO 1Sm3 당 0.5Sm3 입니다.
    $$V_{O_2,0} = 1 × 0.5 = 0.5 Sm^3$$

    이론 공기량은 이론 산소량을 공기 중 산소 농도(0.21)로 나눈 값입니다.
    $$V_{A,0} = \frac{V_{O_2,0}}{0.21}$$

    $$V_{A,0} = \frac{0.5}{0.21} = 2.381 Sm^3$$

    연소가스량은 생성된 CO2와 공기 중 질소의 합입니다.
    $$V_{CO_2} = 1 Sm^3$$

    $$V_{N_2} = V_{A,0} × 0.79$$

    $$V_{N_2} = 2.381 × 0.79 = 1.881 Sm^3$$

    $$V_{FG} = V_{CO_2} + V_{N_2}$$

    $$V_{FG} = 1 + 1.881 = 2.881 Sm^3$$
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20. 연료비가 크면 나타나는 일반적인 현상이 아닌 것은?

  1. 고정탄소량이 증가한다.
  2. 불꽃은 짧은 단염이 된다.
  3. 매연의 발생이 적다.
  4. 착화온도가 낮아진다.
(정답률: 52%)
  • 연료비는 고정탄소량을 휘발분량으로 나눈 값으로, 연료비가 크다는 것은 고정탄소량이 많고 휘발분이 적다는 것을 의미합니다.
    따라서 착화온도는 높아집니다.
    고정탄소량이 증가한다: 연료비의 정의에 따라 고정탄소량이 많아지는 것이므로 옳은 설명입니다.
    불꽃은 짧은 단염이 된다: 휘발분이 적으면 연소 속도가 느려지고 불꽃이 짧아지므로 옳은 설명입니다.
    매연의 발생이 적다: 휘발분이 적으면 불완전 연소로 인한 매연 발생이 줄어들므로 옳은 설명입니다.
    착화온도가 낮아진다: 연료비가 크면 고정탄소량이 많아 착화온도가 높아지므로 오답입니다.
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2과목: 열역학

21. 압력을 일정하게 유지하면서 15kg 의 이상 기체를 300K 에서 500K 까지 가열하였다. 엔트로피 변화는 몇 kJ/K 인가? (단, 기체상수는 0.189kJ/kgㆍK, 비열비는 1.289 이다.)

  1. 5.273
  2. 6.459
  3. 7.441
  4. 8.175
(정답률: 55%)
  • 이 문제는 이상 기체의 정압 엔트로피 변화를 계산하는 문제입니다.
    먼저 비열비와 기체상수를 이용하여 정압비열(Cp)을 구한 후, 엔트로피 변화 공식을 적용합니다.
    $$C_p = R \frac{k}{k-1}$$

    $$C_p = 0.189 × \frac{1.289}{1.289 - 1} = 0.843 kJ/kg·K$$

    $$\Delta S = m C_p \ln\left(\frac{T_2}{T_1}\right)$$

    $$\Delta S = 15 × 0.843 × \ln\left(\frac{500}{300}\right)$$

    $$\Delta S = 6.459 kJ/K$$
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22. 표에 나타낸 물성치를 갖는 기체 0.1Kmol 의 온도를 298K에서 308K로 일정 압력 하에서 증가시키는 데 필요한 에너지는 몇 J 인가?

  1. 2.75 × 104
  2. 2.917 × 104
  3. 3.75 × 104
  4. 4.325 × 104
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 일정 압력 하에서 기체의 온도를 변화시키는 데 필요한 에너지를 구하는 것으로, 엔탈피 변화량을 이용합니다.
    $$Q_p = n · (H_2 - H_1)$$

    $$Q_p = 0.1 · (28.53 × 10^5 - 24.78 × 10^5)$$

    $$Q_p = 3.75 × 10^4$$
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23. 정압과정(constant pressure process)에서 한 계(system)에 전달된 열량은 그 계의 어떠한 성질 변화와 같은가?

  1. 내부에너지
  2. 엔트로피
  3. 엔탈피
  4. 퓨개시티
(정답률: 55%)
  • 이 정답인 이유: 정압과정에서 계에 전달된 열량은 엔탈피 변화량과 같습니다. (Q_p = ΔH)
    내부에너지: 정적과정에서 전달된 열량과 같습니다.
    엔트로피: 가역과정에서 전달된 열량을 온도로 나눈 값입니다.
    퓨개시티: 실제 기체의 비이상성을 나타내는 척도입니다.
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24. 성능계수가 5 이며, 30kW 의 냉동능력을 가진 냉동장치의 이론 소요동력은 몇 kW인가?

  1. 5
  2. 6
  3. 30
  4. 150
(정답률: 69%)
  • 이 문제는 냉동장치의 성능계수 정의를 이용하여 소요동력을 구합니다.
    $$COP = \frac{\text{냉동능력}}{\text{소요동력}}$$

    $$5 = \frac{30}{\text{소요동력}}$$

    소요동력 $$= 6$$
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25. 피스톤이 장치된 용기속의 온도 T1[K], 압력 P1[Pa], 체적 V1[m3] 의 이상기체 m[kg] 이 압력이 일정한 과정으로 체적이 원래의 2배로 되었다. 이 때 이상기체로 전달된 열량은? (단, Cv는 정적비열이다.)

  1. mCvT1
  2. 2mCvT1
  3. mCvT1 + P1V1
  4. mCvT1 + 2P1V1
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 정압과정에서 이상기체에 전달된 열량을 구하는 문제입니다.
    열역학 제1법칙과 이상기체 상태방정식을 적용합니다.
    이 정답인 이유: 정압과정에서 전달된 열량 Q는 내부에너지 변화 ΔU와 계가 한 일 W의 합입니다. ΔU = mCvΔT 이고, W = PΔV 입니다.
    체적이 2배가 되면 이상기체 상태방정식에 따라 온도도 2배가 되므로 ΔT = T2 - T1 = 2T1 - T1 = T1 입니다.
    따라서 ΔU = mCvT1 이고, W = P1(2V1 - V1) = P1V1 입니다.
    그러므로 Q = mCvT1 + P1V1 입니다.
    mCvT1: 내부에너지 변화량만 나타내므로 오답.
    2mCvT1: 내부에너지 변화량이 mCvT1이므로 오답.
    mCvT1 + 2P1V1: 계가 한 일은 P1V1이므로 오답.
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26. 헬륨의 기체상수는 2.08kJ/kg·K 이고 정압비열 Cp 는 5.24kJ/kg·K 일 때 이 가스의 정적비열 Cv의 값은?

  1. 7.20kJ/kg·K
  2. 5.07kJ/kg·K
  3. 3.16kJ/kg·K
  4. 2.18kJ/kg·K
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 Mayer의 관계식을 적용하여 정적비열을 구합니다.
    $$C_p - C_v = R$$

    $$5.24 - C_v = 2.08$$

    $$C_v = 3.16$$
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27. 카르노사이클을 온도(T)-엔트로피(S) 선도 및 압력(P)-체적(V) 선도로 표시하였을 때, 각 선도의 한 사이클에 대한 적분식들의 관계가 옳은 것은?

(정답률: 61%)
  • 카르노 사이클에서 한 사이클 동안의 순 열량(∫TdS)은 순 일량(∫PdV)과 같습니다.
    이는 열역학 제1법칙에 따라 사이클 과정에서 내부 에너지 변화가 0이므로, 공급된 순 열량은 외부로 한 순 일량과 같다는 것을 의미합니다.
    $$\oint TdS = \oint PdV$$

    $$\oint TdS = -\oint PdV$$ : 부호가 틀렸습니다.
    $$\oint TdS = 0$$ : 순 열량이 0이 아닙니다.
    $$\oint PdV = 0$$ : 순 일량이 0이 아닙니다.
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28. 어떤 열기관이 열펌프와 냉동기로 작동될 수 있다. 동일한 고온열원과 저온열원에서 작동될 때, 열펌프(heatpump)와 냉동기의 성능계수 COP 는 다음과 같은 관계식으로 표시될 수 있다. ( )안에 알맞은 값은?

  1. 0.0
  2. 1.0
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 80%)
  • 이 문제는 열펌프와 냉동기의 성능계수(COP) 사이의 관계를 묻는 문제입니다.
    열역학적 관계에 따라 열펌프의 COP는 냉동기의 COP보다 1만큼 큽니다.
    $$COP_{\text{열펌프}} = COP_{\text{냉동기}} + 1$$

    $$COP_{\text{열펌프}} = COP_{\text{냉동기}} + (1.0)$$

    $$1.0$$
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29. 랭킨사이클에서 각 지점의 엔탈피가 다음과 같을 때 사이클의 효율은 약 얼마인가?

  1. 0.1
  2. 0.25
  3. 0.3
  4. 0.5
(정답률: 48%)
  • 이 문제는 랭킨사이클의 효율을 구하는 문제입니다.
    랭킨사이클의 효율은 터빈에서 한 일에서 펌프에서 한 일을 뺀 순일량을 보일러에서 공급된 열량으로 나눈 값입니다.
    $$\eta = \frac{(h_{\text{터빈 입구}} - h_{\text{응축기 입구}}) - (h_{\text{보일러 입구}} - h_{\text{펌프 입구}})}{h_{\text{터빈 입구}} - h_{\text{보일러 입구}}}$$

    $$\eta = \frac{(2800 - 2000) - (200 - 190)}{2800 - 200}$$

    $$\eta = 0.3$$
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30. 교축과정(throttling process0에서 생기는 현상과 무관한 것은?

  1. 엔탈피 일정
  2. 압력 강하
  3. 온도 강하 또는 상승
  4. 엔트로피 일정
(정답률: 54%)
  • 교축과정은 단열 팽창 과정으로, 엔탈피는 일정하지만 비가역 과정이므로 엔트로피는 증가합니다.
    엔탈피 일정: 교축과정의 정의에 따라 엔탈피는 일정합니다.
    압력 강하: 교축과정에서 압력은 항상 강하합니다.
    온도 강하 또는 상승: 이상기체의 경우 온도가 일정하지만, 실제 기체는 줄-톰슨 계수에 따라 온도 강하 또는 상승이 발생할 수 있습니다.
    엔트로피 일정: 교축과정은 비가역 과정이므로 엔트로피는 증가합니다.
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31. 랭킨(Rankine) 사이클에서 응축기의 압력을 낮출때 나타나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 이론 열효율이 낮아진다.
  2. 터빈 출구의 증기건도가 낮아진다.
  3. 응축기의 포화온도가 높아진다.
  4. 응축기내의 절대압력이 증가한다.
(정답률: 54%)
  • 랭킨 사이클에서 응축기 압력을 낮추면 터빈 출구의 증기건도가 낮아집니다.
    이는 압력이 낮아지면서 포화온도도 낮아져 터빈 내에서 증기가 더 많이 응축되기 때문입니다.
    이론 열효율이 낮아진다: 응축기 압력을 낮추면 평균 열배출 온도가 낮아져 이론 열효율은 높아지므로 오답.
    응축기의 포화온도가 높아진다: 압력이 낮아지면 포화온도도 낮아지므로 오답.
    응축기내의 절대압력이 증가한다: 응축기 압력을 낮추는 것이므로 절대압력은 감소하므로 오답.
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32. 카르노사이클에서 공기 1kg 이 1사이클마다 하는 일이 100kJ 이고 고온 227℃, 저온 27℃의 사이에서 작용한다. 이 사이클의 열공급 과정 중에서 고온 열원에서의 엔트로피의 변화는 몇 kJ/K 인가?

  1. 0.2
  2. 0.44
  3. 0.5
  4. 0.83
(정답률: 35%)
  • 이 문제는 카르노 사이클에서 고온 열원에서의 엔트로피 변화를 구하는 문제입니다.
    카르노 효율을 이용하여 열공급량을 계산한 후 엔트로피 변화를 구합니다.
    고온 열원 온도 T_H = 227℃ + 273 = 500 K
    저온 열원 온도 T_L = 27℃ + 273 = 300 K
    카르노 사이클 열효율 (η_C)
    $$\eta_C = 1 - \frac{T_L}{T_H}$$

    $$\eta_C = 1 - \frac{300}{500} = 0.4$$

    열공급량 (Q_H)
    $$Q_H = \frac{W}{\eta_C}$$

    $$Q_H = \frac{100}{0.4} = 250 kJ$$

    고온 열원에서의 엔트로피 변화 (ΔS_H)
    $$\Delta S_H = \frac{Q_H}{T_H}$$

    $$\Delta S_H = \frac{250}{500} = 0.5 kJ/K$$
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33. 체적 V 와 온도 T 를 유지하고 있는 고압 용기에 이상기체가 들어 있다. 면적이 A 인 아주 작은 구멍을 통해 기체가 새고 있을 때 시간에 따른 용기 압력을 옳게 나타낸 것은? (단, 외기압은 충분히 낮다.)

(정답률: 70%)
  • 고압 용기에서 기체가 작은 구멍을 통해 새어 나갈 때, 용기 내 압력 감소율은 현재 압력에 비례합니다.
    이는 시간에 따라 압력이 지수함수적으로 감소하는 형태를 나타냅니다.
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34. 다음 중 보일러수의 pH 범위로 가장 적당한 것은?

  1. 3 이하
  2. 5 ~ 6
  3. 10 ~ 11
  4. 13 이상
(정답률: 78%)
  • 보일러수는 부식 방지를 위해 약알칼리성으로 유지해야 합니다.
    pH 10~11 범위가 가장 적당합니다.
    3 이하: 산성으로 부식 위험이 매우 높으므로 오답.
    5 ~ 6: 약산성으로 부식 위험이 높으므로 오답.
    13 이상: 강염기성으로 스케일 형성 및 캐리오버 발생 위험이 있으므로 오답.
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35. 공기 표준 디젤 사이클에서 압축비가 20이고 단절비(cut-off ratio)가 3 일 때의 열효율은 몇 % 인가? (단, 공기의 비열비는 1.4이다.)

  1. 60.6
  2. 64.8
  3. 69.8
  4. 70.6
(정답률: 46%)
  • 이 문제는 공기 표준 디젤 사이클의 열효율을 구하는 문제입니다.
    압축비, 단절비, 비열비를 이용하여 계산합니다.
    $$\eta_D = 1 - \frac{1}{r^{k-1}} \left[ \frac{r_c^k - 1}{k(r_c - 1)} \right]$$

    $$\eta_D = 1 - \frac{1}{20^{1.4-1}} \left[ \frac{3^{1.4} - 1}{1.4(3 - 1)} \right]$$

    $$\eta_D = 0.606 \text{또는} 60.6\%$$
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36. 어느 습증기(wet stream)의 상태를 다음과 같은 상태량으로 표시하였다. 습증기의 상태를 나타내지 못하는 것은?

  1. 온도와 압력
  2. 온도와 비체적
  3. 압력과 비체적
  4. 압력과 건도
(정답률: 47%)
  • 습증기 상태는 온도와 압력이 서로 종속적이므로, 두 가지 독립적인 상태량으로 표시해야 합니다.
    온도와 압력만으로는 습증기의 상태를 특정할 수 없습니다.
    온도와 비체적: 독립적인 상태량이므로 오답이 아님.
    압력과 비체적: 독립적인 상태량이므로 오답이 아님.
    압력과 건도: 독립적인 상태량이므로 오답이 아님.
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37. 그림은 공기 표준 0tto cycle 이다. 효율 η 에 관한 식으로 틀린 것은? (단, r 은 압축비, k 는 비열비이다.)

(정답률: 64%)
  • 오토 사이클의 효율은 압축비 r과 비열비 k에 의해 결정되며, 주어진 의 식은 오토 사이클의 효율을 나타내는 올바른 식이 아닙니다.
    $$\eta = 1 - \frac{1}{r^{k-1}}$$ : 올바른 오토 사이클 효율 공식입니다.
    $$\eta = 1 - \frac{T_D - T_A}{T_C - T_B}$$ : 올바른 오토 사이클 효율 공식입니다.
    $$\eta = 1 - \frac{T_1}{T_2}$$ : 올바른 오토 사이클 효율 공식입니다.
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38. 이상기체를 가역단열 팽창시킨 후의 온도는?

  1. 처음상태보다 낮게 된다.
  2. 처음상태보다 높게 된다.
  3. 변함이 없다.
  4. 높을 때도 있고 낮을 때도 있다.
(정답률: 56%)
  • 이상기체가 가역단열 팽창하면 외부에 일을 하면서 내부 에너지가 감소하여 온도가 낮아집니다.
    처음상태보다 높게 된다: 팽창 시 온도가 낮아지므로 오답.
    변함이 없다: 단열 팽창 시 온도가 변하므로 오답.
    높을 때도 있고 낮을 때도 있다: 단열 팽창 시 항상 온도가 낮아지므로 오답.
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39. 카르노(Carnot) 냉동 사이클의 설명 중 틀린 것은?

  1. 성능계수가 가장 좋다.
  2. 실제적인 냉동 사이클이다.
  3. 카르노(Carnot) 열기관 사이클의 역이다.
  4. 냉동 사이클의 기준이 된다.
(정답률: 73%)
  • 카르노 냉동 사이클은 이상적인 가역 사이클로, 실제로는 구현 불가능합니다.
    성능계수가 가장 좋다: 이상 사이클이므로 오답이 아님.
    카르노(Carnot) 열기관 사이클의 역이다: 가역 사이클이므로 오답이 아님.
    냉동 사이클의 기준이 된다: 이상 사이클이므로 성능 평가의 기준으로 사용되므로 오답이 아님.
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40. 방안의 온도가 25℃ 인데 온도를 낮추어 20℃ 에서 물방울이 생성되었다고 하면 방안의 온도가 25℃일 때의 상대습도는? (단, 20℃, 25℃ 에서의 포화 수증기압은 각각 2.23kPa, 3.15kPa 이다.)

  1. 0.708
  2. 0.724
  3. 0.735
  4. 0.832
(정답률: 39%)
  • 상대습도는 현재 온도에서의 포화 수증기압에 대한 이슬점 온도에서의 포화 수증기압의 비로 계산합니다.
    상대습도 $$= \frac{\text{이슬점온도에서의 포화 수증기압}}{\text{현재온도에서의 포화 수증기압}}$$
    상대습도 $$= \frac{2.23kPa}{3.15kPa}$$
    상대습도 $$= 0.7079 \approx 0.708$$
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3과목: 계측방법

41. 차압식 유량계에 있어 조리개 전후의 압력차이가 처음보다 2배 커졌을 때 유량은 어떻게 되는가? (단, Q1 는 처음 유량, Q2는 나중 유량이다.)

  1. Q2 = Q1
  2. Q2 = √2Q1
  3. Q2 = 2Q1
  4. Q2 = 4Q1
(정답률: 75%)
  • 차압식 유량계에서 유량은 압력차의 제곱근에 비례합니다.
    $$Q \propto \sqrt{\Delta P}$$

    압력차이가 2배 커졌으므로,
    $$Q_2 = \sqrt{2 \Delta P_1} = \sqrt{2} \sqrt{\Delta P_1}$$

    $$Q_2 = \sqrt{2} Q_1$$
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42. 열전대온도계의 재료로 사용되는 콘스탄탄(Constantan)은 어떤 금속의 합금인가?

  1. 철과 구리
  2. 로듐과 백금
  3. 구리와 니켈
  4. 철과 니켈
(정답률: 56%)
  • 콘스탄탄은 구리(Cu)와 니켈(Ni)의 합금으로, 열전대 재료로 널리 사용됩니다.
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43. 자동연소 장치의 광전관 화염검출기가 정상적으로 작동하고 있는지를 간단히 점검할 수 있는 가장 좋은 방법은?

  1. 광전관 회로의 전류를 측정해 본다.
  2. 화염검출기(火炎檢出器) 앞을 가려 본다.
  3. 광전관 회로의 연결선을 제거해 본다.
  4. 파이로트 버너(Pilot Burner)에 점화하여 본다.
(정답률: 66%)
  • 화염검출기 앞을 가리면 화염이 없는 상태로 인식하여 연소 안전 장치가 작동하는지 확인할 수 있습니다.
    광전관 회로의 전류를 측정해 본다: 작동 여부보다는 회로의 전기적 특성을 확인하는 방법이므로 오답.
    광전관 회로의 연결선을 제거해 본다: 회로를 단절시키는 행위로, 정상적인 점검 방법이 아니므로 오답.
    파이로트 버너(Pilot Burner)에 점화하여 본다: 화염검출기 자체의 작동 여부보다는 점화 시스템의 작동을 확인하는 것이므로 오답.
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44. 조절계의 동작에는 연속, 불연속 동작을 이용한다. 다음 중 불연속 동작을 이용하는 것은?

  1. 뱅뱅동작
  2. 비례동작
  3. 적분동작
  4. 미분동작
(정답률: 63%)
  • 뱅뱅동작은 제어량이 설정값을 기준으로 상한과 하한 사이를 반복적으로 오가는 불연속적인 제어 방식입니다.
    비례동작: 연속 동작이므로 오답.
    적분동작: 연속 동작이므로 오답.
    미분동작: 연속 동작이므로 오답.
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45. 다음 중 사하중계(dead weight gauge)의 주된 용도는?

  1. 압력계 보정
  2. 온도계 보정
  3. 유체 밀도 측정
  4. 기체 무게 측정
(정답률: 68%)
  • 사하중계는 정밀한 압력을 발생시켜 다른 압력계의 정확도를 확인하고 보정하는 데 사용되는 표준 압력 측정 장치입니다.
    온도계 보정: 사하중계는 압력과 관련이 있으며 온도계 보정과는 무관합니다.
    유체 밀도 측정: 유체 밀도 측정에는 비중계 등이 사용됩니다.
    기체 무게 측정: 기체 무게 측정에는 저울 등이 사용됩니다.
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46. 다음 중 접촉식 온도계가 아닌 것은?

  1. 저항온도계
  2. 방사온도계
  3. 열전온도계
  4. 유리온도계
(정답률: 77%)
  • 방사온도계는 물체에서 방출되는 열복사를 측정하여 온도를 비접촉식으로 측정하는 온도계입니다.
    저항온도계: 측정 대상과 직접 접촉하여 저항 변화를 통해 온도를 측정하는 접촉식 온도계입니다.
    열전온도계: 두 종류의 금속 접합부에서 발생하는 열기전력을 이용하여 온도를 측정하는 접촉식 온도계입니다.
    유리온도계: 액체의 열팽창을 이용하여 온도를 측정하며, 측정 대상과 직접 접촉하는 접촉식 온도계입니다.
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47. 보일러 공기예열기의 공기유량을 측정하는데 가장 적합한 유량계는?

  1. 면적식 유량계
  2. 열선식 유량계
  3. 차압식 유량계
  4. 용적식 유량계
(정답률: 54%)
  • 열선식 유량계는 낮은 유속에서도 정확한 측정이 가능하며, 공기나 가스 유량 측정에 특히 적합합니다.
    면적식 유량계: 주로 액체 유량 측정에 사용되며, 공기 유량 측정에는 부적합합니다.
    차압식 유량계: 압력 손실이 크고, 낮은 유속에서 정확도가 떨어질 수 있어 공기예열기 공기 유량 측정에는 열선식보다 덜 적합합니다.
    용적식 유량계: 주로 정밀한 유량 제어에 사용되나, 대유량 공기 측정에는 구조가 복잡하고 압력 손실이 발생할 수 있습니다.
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48. 온도의 정의정점 중 평형수소의 삼중점은 얼마인가?

  1. 13.80K
  2. 17.04K
  3. 20.24K
  4. 27.10K
(정답률: 64%)
  • 평형수소의 삼중점은 국제온도눈금(ITS-90)에서 정의된 중요한 온도 고정점 중 하나로, 그 값은 13.80K입니다.
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49. 다음 중 정상편차에 대하여 옳게 나타낸 것은?

  1. 목표치와 제어량의 차
  2. 2개 이상의 양 사이에 어떤 비례관계를 갖는 편차
  3. 과도응답에 있어서 충분한 시간이 경과하여 제어편차가 일정한 값으로 안정되었을 때의 값
  4. 입력의 시간 미분값에 비례하는 편차
(정답률: 77%)
  • 정상편차는 제어 시스템에서 과도응답이 사라진 후 제어량이 목표치에 도달하지 못하고 남아있는 최종적인 오차를 의미합니다.
    목표치와 제어량의 차: 이는 일반적인 제어편차를 의미하며, 정상편차는 충분한 시간 경과 후의 편차를 지칭합니다.
    2개 이상의 양 사이에 어떤 비례관계를 갖는 편차: 비례 편차에 대한 설명으로 정상편차와는 다릅니다.
    입력의 시간 미분값에 비례하는 편차: 미분 편차에 대한 설명으로 정상편차와는 다릅니다.
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50. 다음 [그림]과 같이 수은을 넣은 차압계를 이용하는 액면계에 있어 수은면의 높이차(h)가 50.0mm 일 때 상부의 압력 취출구에서 탱크 내 액면까지의 높이(H)는 약 몇 mm 인가? (단, 액의 밀도(r)는 999kg/m3 이고, 수은의 밀도(ro)는 13550kg/m3 이다.)

  1. 578
  2. 628
  3. 678
  4. 728
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 차압계의 압력 평형 원리를 이용하여 액면 높이를 계산합니다.
    $$H = \frac{(r_o - r) · h}{r}$$

    $$H = \frac{(13550 - 999) · 50}{999}$$

    $$H = 628.178 \approx 628$$
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51. 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: 75%)
  • 단요소식 수위제어는 보일러 수위만을 기준으로 급수량을 조절하는 가장 간단한 방식입니다.
    발전용 고압 대용량 보일러의 수위제어에 사용된다.: 부하 변동이 심한 대용량 보일러에는 적합하지 않습니다.
    수위조절기의 제어동작에는 PID 동작이 채용된다.: PID 동작은 다요소식 제어에 주로 사용됩니다.
    부하 변동에 의한 수위의 변화 폭이 아주 적다.: 부하 변동에 따른 수위 변화 폭이 커서 불안정합니다.
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52. 압력계의 게이지압력과 절대압력에 관한 식을 표시한 것으로 옳은 것은? (단, 게이지압력은 A, 절대압력은 B, 대기압은 C 이다.)

  1. B = C ÷ A
  2. B = C × A
  3. B = A - C
  4. B = A + C
(정답률: 71%)
  • 절대압력은 게이지압력에 대기압을 더한 값입니다.
    B = C ÷ A: 절대압력 계산식이 아닙니다.
    B = C × A: 절대압력 계산식이 아닙니다.
    B = A - C: 절대압력 계산식이 아닙니다.
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53. 다음 전자유량계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 도전성 유체에만 사용한다.
  2. 미소한 측정전압에 대하여 고성능 증폭기를 필요로한다.
  3. 압력손실이 높고 점도가 높은 유체나 슬러리(slurry)에는 사용할 수 없다.
  4. 유량계의 관내에 적당한 재료를 라이닝(lining)하므로 높은 내식성을 유지할 수 있다.
(정답률: 71%)
  • 전자유량계는 압력손실이 거의 없고, 점도가 높은 유체나 슬러리에도 사용 가능하므로, 해당 보기는 틀린 설명입니다.
    도전성 유체에만 사용한다.: 전자유량계는 도전성 유체에만 사용 가능합니다.
    미소한 측정전압에 대하여 고성능 증폭기를 필요로한다.: 유도되는 전압이 작아 고성능 증폭기가 필요합니다.
    유량계의 관내에 적당한 재료를 라이닝(lining)하므로 높은 내식성을 유지할 수 있다.: 라이닝을 통해 내식성을 높일 수 있습니다.
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54. 산소의 농도를 측정할 때 기전력을 이용하여 분석, 계측하는 분석계는?

  1. 자기식 O2 계
  2. 세라믹식 O2 계
  3. 연소식 O2 계
  4. 밀도식 O2 계
(정답률: 67%)
  • 세라믹식 O2 계는 지르코니아 등의 고체 전해질을 이용하여 산소 농도 차이에 따른 기전력 발생 원리로 산소 농도를 측정한다.
    자기식 O2 계: 산소의 상자성(자기적 성질)을 이용하여 측정하므로 오답.
    연소식 O2 계: 가연성 가스와 산소를 연소시켜 발생하는 열을 이용하여 측정하므로 오답.
    밀도식 O2 계: 기체의 밀도 변화를 이용하여 측정하므로 오답.
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55. 유량계의 교정방법 중 기체 유량계의 교정에 가장 적합한 방법은?

  1. 배런스를 사용하여 교정한다.
  2. 기준 탱크를 사용하여 교정한다.
  3. 기준 유량계를 사용하여 교정한다.
  4. 기준 체적관을 사용하여 교정한다.
(정답률: 67%)
  • 기체 유량계는 기준 체적관을 사용하여 유량을 직접 측정하고 교정하는 것이 가장 적합하다.
    배런스를 사용하여 교정한다: 액체 유량계 교정에 주로 사용되므로 오답.
    기준 탱크를 사용하여 교정한다: 액체 유량계 교정에 주로 사용되므로 오답.
    기준 유량계를 사용하여 교정한다: 다른 유량계를 기준으로 삼는 방법으로, 직접적인 교정보다는 비교 측정에 가깝고, 기체 유량계의 직접 교정에는 기준 체적관이 더 적합하므로 오답.
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56. 부르돈관 압력계로 측정한 압력이 5kg/cm2 이었다. 이 때 부유피스톤 압력계 추의 무게가 10kg 이고, 펌프 실린더의 직경이 8cm, 피스톤 지름이 4cm 라면 피스톤의 무게는 약 몇 kg 인가?

  1. 38.2
  2. 52.8
  3. 72.9
  4. 99.4
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 압력 평형 원리를 적용하여 피스톤의 무게를 구합니다.
    압력은 힘을 면적으로 나눈 값이며, 부르돈관 압력계의 압력과 부유피스톤 압력계의 압력이 같다고 가정합니다.
    $$P = \frac{W_{\text{추}} + W_{\text{피스톤}}}{A_{\text{피스톤}}}$$

    $$5 = \frac{10 + W_{\text{피스톤}}}{\pi · (4/2)^2}$$

    $$W_{\text{피스톤}} = 52.8$$
  • (5*0.785*4^2)-10
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57. 열전대 온도계의 보호관으로 사용되는 다음 재료 중 상용 사용 온도가 높은 순으로 옳게 나열된 것은?

  1. 석영관 ＞ 자기관 ＞ 동관
  2. 석영관 ＞ 동관 ＞ 자기관
  3. 자기관 ＞ 석영관 ＞ 동관
  4. 동관 ＞ 자기관 ＞ 석영관
(정답률: 74%)
  • 열전대 보호관의 상용 사용 온도는 자기관이 가장 높고, 그 다음이 석영관, 동관 순이다.
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58. 고온 물체가 발산한 특정 파장의 휘도가 비교용 표준전구의 필라멘트 휘도와 같을 때 필라멘트에 흐른전류로부터 온도를 측정하는 것은?

  1. 열전온도계
  2. 광고온계
  3. 색온도계
  4. 방사온도계
(정답률: 77%)
  • 광고온계는 고온 물체의 휘도를 표준 전구의 휘도와 비교하여 온도를 측정한다.
    열전온도계: 두 종류의 금속 접합부에서 발생하는 열기전력을 이용하여 온도를 측정하므로 오답.
    색온도계: 물체의 색깔 변화를 이용하여 온도를 측정하므로 오답.
    방사온도계: 물체에서 방사되는 총 에너지량을 측정하여 온도를 측정하므로 오답.
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59. 바이메탈 온도계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 히스테리시스 오차가 발생하지 않는다.
  2. 온도변화에 대하여 응답이 빠르다.
  3. 작용하는 힘이 크다.
  4. 온도자동 조절이나 온도보정 장치에 이용된다.
(정답률: 59%)
  • 바이메탈 온도계는 온도 변화에 따른 금속의 팽창/수축 차이를 이용하므로, 온도 상승 시와 하강 시의 지시값이 달라지는 히스테리시스 오차가 발생할 수 있습니다.
    온도변화에 대하여 응답이 빠르다.: 바이메탈 온도계는 열용량이 커서 응답이 느린 편입니다.
    작용하는 힘이 크다.: 바이메탈은 온도 변화에 따라 큰 변형력을 발생시켜 작용하는 힘이 큰 편입니다.
    온도자동 조절이나 온도보정 장치에 이용된다.: 바이메탈의 특성을 이용하여 온도 조절 및 보정 장치에 활용됩니다.
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60. 주로 낮은 압력을 측정하는데 사용되는 피라니 게이지(piranl gauge)의 원리는 압력에 따른 기체의 어떤 성질의 변화를 이용한 것인가?

  1. 비중
  2. 열전도
  3. 비열
  4. 압축인자
(정답률: 63%)
  • 피라니 게이지는 기체의 압력이 낮아질수록 열전도율이 감소하는 원리를 이용하여 압력을 측정합니다.
    비중: 피라니 게이지의 측정 원리가 아닙니다.
    비열: 피라니 게이지의 측정 원리가 아닙니다.
    압축인자: 피라니 게이지의 측정 원리가 아닙니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 글로브밸브(globe valve)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 유량조절이 용이하므로 자동조절밸브 등에 응용시킬 수 있다.
  2. 유체의 흐름방향이 밸브몸통 내부에서 변한다.
  3. 디스크 형상에 따라 앵글밸브, Y형밸브, 니들밸브 등으로 분류된다.
  4. 조작력이 적어 고압의 대구경 밸브에 적합하다.
(정답률: 82%)
  • 글로브 밸브는 유체 흐름 방향이 바뀌고 유로 저항이 커서 조작력이 많이 필요하며, 특히 고압 대구경에서는 조작이 어렵습니다.
    유량조절이 용이하므로 자동조절밸브 등에 응용시킬 수 있다.: 유량 조절성이 우수하여 맞는 설명입니다.
    유체의 흐름방향이 밸브몸통 내부에서 변한다.: 밸브 내부에서 유체가 S자 형태로 흐르므로 맞는 설명입니다.
    디스크 형상에 따라 앵글밸브, Y형밸브, 니들밸브 등으로 분류된다.: 글로브 밸브의 종류에 대한 맞는 설명입니다.
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62. 다음 중 에너지사용계획의 수립대상 사업이 아닌 것은?

  1. 항만건설사업
  2. 고속도로건설사업
  3. 철도건설사업
  4. 관광단지개발사업
(정답률: 69%)
  • 에너지사용계획 수립 대상 사업은 에너지이용 합리화법에 명시되어 있으며, 고속도로건설사업은 해당하지 않습니다.
    항만건설사업: 에너지사용계획 수립 대상 사업입니다.
    철도건설사업: 에너지사용계획 수립 대상 사업입니다.
    관광단지개발사업: 에너지사용계획 수립 대상 사업입니다.
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63. SK 34는 몇 도까지 견딜 수 있는가?

  1. 1350℃
  2. 1580℃
  3. 1750℃
  4. 1930℃
(정답률: 54%)
  • SK 34는 내화도 등급으로, 1750℃까지 견딜 수 있음을 의미합니다.
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64. 보온재의 시공방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 물로 반죽하여 시공하는 보온재의 1차 시공시 보온재의 두께는 50mm 가 적당하다.
  2. 판상 보온재를 사용할 경우 두께가 75mm 를 초과하는 경우에는 층을 두개로 나누어 시공한다.
  3. 물로 반죽하는 보온재의 2차 시공시는 수분이 보온재의 1~1.5배 정도 남도록 건조시킨 후 바른다.
  4. 내화벽돌을 사용할 경우 일반보온재를 내층에 내화 벽돌은 외층으로 하여 밀착 시공한다.
(정답률: 65%)
  • 물로 반죽하여 시공하는 보온재의 1차 시공 시 보온재의 두께는 20~30mm가 적당합니다.
    판상 보온재를 사용할 경우 두께가 75mm 를 초과하는 경우에는 층을 두개로 나누어 시공한다: 이는 올바른 보온재 시공 방법이므로 오답이 아님.
    물로 반죽하는 보온재의 2차 시공시는 수분이 보온재의 1~1.5배 정도 남도록 건조시킨 후 바른다: 이는 올바른 보온재 시공 방법이므로 오답이 아님.
    내화벽돌을 사용할 경우 일반보온재를 내층에 내화 벽돌은 외층으로 하여 밀착 시공한다: 이는 올바른 보온재 시공 방법이므로 오답이 아님.
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65. 샤모트(chamotte) 벽돌에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 일반적으로 기공률이 크고 비교적 낮은 온도에서 연화되며 내스폴링성이 좋다.
  2. 흑연질 등을 사용하며 내화도와 하중연화점이 높고 열 및 전기전도도가 크다.
  3. 내식성과 내마모성이 크며 내화도는 SK 35 이상으로 주로 고온부에 사용된다.
  4. 하중 연화점이 높고 가소성이 커 염기성 제강로에 주로 사용된다.
(정답률: 54%)
  • 샤모트 벽돌은 기공률이 크고 내스폴링성이 좋으며, 비교적 낮은 온도에서 연화되는 특징을 가집니다.
    흑연질 등을 사용하며 내화도와 하중연화점이 높고 열 및 전기전도도가 크다: 흑연질은 탄소질 내화물에 해당하며 샤모트 벽돌의 설명이 아니므로 오답.
    내식성과 내마모성이 크며 내화도는 SK 35 이상으로 주로 고온부에 사용된다: 이는 고알루미나질 내화물 등에 대한 설명으로 샤모트 벽돌의 설명이 아니므로 오답.
    하중 연화점이 높고 가소성이 커 염기성 제강로에 주로 사용된다: 이는 염기성 내화물(마그네시아질 등)에 대한 설명으로 샤모트 벽돌의 설명이 아니므로 오답.
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66. 열사용기자재 관리규칙에 대한 내용 중 틀린 것은?

  1. 계속 사용 검사는 해당 연도 말까지 연기할 수 있으며 검사의 연기를 받으려는 자는 검사 대상기기 검사 연기 신청서를 에너지관리공단이사장에게 제출하여야 한다.
  2. 에너지관리공단이사장은 검사에 합격한 검사 대상기기에 대해서 검사 신청인에게 검사일로부터 7일 이내에 검사증을 발급하여야 한다.
  3. 검사대상기기 조종자의 선임신고는 신고 사유가 발생한 날로부터 20일 이내에 하여야 한다.
  4. 검사 대상기기에 대한 폐기 신고는 폐기한 날로부터 15일 이내에 에너지관리공단이사장에게 신고하여야한다.
(정답률: 77%)
  • 검사대상기기 조종자의 선임신고는 신고 사유가 발생한 날로부터 30일 이내에 하여야 합니다.
    계속 사용 검사는 해당 연도 말까지 연기할 수 있으며 검사의 연기를 받으려는 자는 검사 대상기기 검사 연기 신청서를 에너지관리공단이사장에게 제출하여야 한다: 이는 열사용기자재 관리규칙에 부합하는 내용이므로 오답이 아님.
    에너지관리공단이사장은 검사에 합격한 검사 대상기기에 대해서 검사 신청인에게 검사일로부터 7일 이내에 검사증을 발급하여야 한다: 이는 열사용기자재 관리규칙에 부합하는 내용이므로 오답이 아님.
    검사 대상기기에 대한 폐기 신고는 폐기한 날로부터 15일 이내에 에너지관리공단이사장에게 신고하여야한다: 이는 열사용기자재 관리규칙에 부합하는 내용이므로 오답이 아님.
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67. 노재의 하중연화점을 측정하는 방법으로 옳은 것은?

  1. 소정의 온도에서 압축강도를 측정한다.
  2. 하중을 일정하게 하고 온도를 높이면서 그 하중에 견디지 못하고 변형하는 온도를 측정한다.
  3. 하중과 온도를 동시에 변화시키면서 변형을 측정한다.
  4. 하중과 온도를 일정하게 하고 일정시간 후의 변형을 측정한다.
(정답률: 70%)
  • 하중연화점은 일정한 하중을 가한 상태에서 온도를 상승시켜 재료가 변형되기 시작하는 온도를 측정하는 방법입니다.
    소정의 온도에서 압축강도를 측정한다: 하중연화점은 온도를 변화시키며 변형을 측정하는 것이므로 오답.
    하중과 온도를 동시에 변화시키면서 변형을 측정한다: 하중연화점은 하중을 일정하게 유지해야 하므로 오답.
    하중과 온도를 일정하게 하고 일정시간 후의 변형을 측정한다: 하중연화점은 온도를 높이면서 변형을 측정하는 것이므로 오답.
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68. 에너지 관련법에서 정의하는 용어에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 에너지사용자란 에너지 사용시설의 소유자 또는 관리자를 말한다.
  2. 에너지사용시설이라 함은 에너지를 사용하는 공장, 사업장 등의 시설이나 에너지를 전환하여 사용하는 시설을 말한다.
  3. 에너지공급자라 함은 에너지를 생산, 수입, 전환, 수송, 저장, 판매하는 사업자를 말한다.
  4. 연료라 함은 석유, 석탄, 대체에너지 기타 열 등으로 제품의 원료로 사용되는 것을 말한다.
(정답률: 63%)
  • 에너지이용 합리화법 제2조(정의)에 따르면, '연료'는 석유, 석탄, 천연가스, 수소, 기타 열원 등으로 에너지를 얻을 수 있는 물질을 말하며, 제품의 원료로 사용되는 것은 포함하지 않습니다.
    에너지사용자란 에너지 사용시설의 소유자 또는 관리자를 말한다: 에너지이용 합리화법 제2조에 따른 올바른 정의이다.
    에너지사용시설이라 함은 에너지를 사용하는 공장, 사업장 등의 시설이나 에너지를 전환하여 사용하는 시설을 말한다: 에너지이용 합리화법 제2조에 따른 올바른 정의이다.
    에너지공급자라 함은 에너지를 생산, 수입, 전환, 수송, 저장, 판매하는 사업자를 말한다: 에너지이용 합리화법 제2조에 따른 올바른 정의이다.
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69. 두께 230mm의 내화벽돌이 있다. 내면의 온도가 320℃이고 외면의 온도가 150℃일 때 이 벽면 10m2에서 매 시간당 손실되는 열량은 약 몇 kcal 인가? (단, 내화벽돌의 열전도율은 0.96kcal/m.h.℃ 이다.)

  1. 710
  2. 1632
  3. 7096
  4. 14391
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 푸리에의 열전도 법칙을 적용하여 벽면을 통한 열손실을 계산합니다.
    $$Q = k · A · \frac{\Delta T}{L}$$

    $$Q = 0.96 · 10 · \frac{(320 - 150)}{0.23}$$

    $$Q \approx 7096$$
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70. 에너지 총 조사는 몇 년 주기로 시행하는가?

  1. 2년
  2. 3년
  3. 4년
  4. 5년
(정답률: 69%)
  • 에너지이용 합리화법 시행령에 따라 에너지 총 조사는 3년 주기로 시행됩니다.
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71. 염기성 슬래그에 대한 내침식성이 가장 큰 내화물은?

  1. 샤모트질 내화로재
  2. 마그네시아질 내화로재
  3. 납석질 내화로재
  4. 고알루미나질 내화로재
(정답률: 70%)
  • 마그네시아질 내화물은 염기성 내화물로, 염기성 슬래그에 대한 내침식성이 가장 우수합니다.
    샤모트질 내화로재: 산성 내화물로 염기성 슬래그에 약하다.
    납석질 내화로재: 산성 내화물로 염기성 슬래그에 약하다.
    고알루미나질 내화로재: 중성 내화물이나, 마그네시아질보다 염기성 슬래그 저항성이 낮다.
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72. 다음 중 터널요에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 예열, 소성, 냉각이 연속적으로 이루어지며 대차의 진행방향과 같은 방향으로 연소가스가 진행된다.
  2. 소성시간이 길기 때문에 소량생산에 적합하다.
  3. 인건비, 유지비가 많이 든다.
  4. 온도조절의 자동화가 쉽지만 제품의 품질, 크기, 형상 등에 제한을 받는다.
(정답률: 61%)
  • 터널요는 연속식 소성로로, 온도 분포가 일정하여 자동화가 용이하지만, 제품의 크기나 형상에 따라 대차에 적재하는 방식에 제한이 있어 제품 종류에 제약이 있습니다.
    예열, 소성, 냉각이 연속적으로 이루어지며 대차의 진행방향과 같은 방향으로 연소가스가 진행된다: 연소가스는 대차의 진행방향과 반대 방향으로 흐르는 향류식(counter-flow)이 일반적이므로 오답.
    소성시간이 길기 때문에 소량생산에 적합하다: 연속식으로 대량생산에 적합하며, 소성시간은 상대적으로 짧은 편이므로 오답.
    인건비, 유지비가 많이 든다: 자동화로 인해 인건비가 절감되고, 연속 운전으로 유지비 효율이 높은 편이므로 오답.
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73. 에너지이용합리화 기본계획에 포함되지 않은 것은?

  1. 에너지이용합리화를 위한 기술개발
  2. 에너지의 합리적인 이용을 통한 공해성분(SOx, NOx)의 배출을 줄이기 위한 대책
  3. 에너지이용합리화를 위한 가격예고제의 시행에 관한 사항
  4. 에너지이용합리화를 위한 홍보 및 교육
(정답률: 57%)
  • 에너지이용합리화 기본계획은 에너지의 효율적 이용 및 절약에 중점을 두며, 공해성분 배출 저감 대책은 환경 관련 법규 및 계획에서 다루는 내용이므로 기본계획에 직접 포함되지 않습니다.
    에너지이용합리화를 위한 기술개발: 기본계획의 중요한 내용 중 하나입니다.
    에너지이용합리화를 위한 가격예고제의 시행에 관한 사항: 에너지 가격 정책은 기본계획에 포함될 수 있는 내용입니다.
    에너지이용합리화를 위한 홍보 및 교육: 국민의 인식 제고를 위한 중요한 내용으로 기본계획에 포함됩니다.
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74. 에너지사용계획에 대한 검토결과 공공사업주관자가 조치 요청을 받은 경우, 이를 이행하기 위하여 제출하는 이행계획에 포함되어야 할 내용이 아닌 것은?

  1. 이행 주체
  2. 이행 방법
  3. 이행 장소
  4. 이행 시기
(정답률: 78%)
  • 에너지사용계획 이행계획에는 이행 주체, 이행 방법, 이행 시기 등이 포함되지만, 이행 장소는 일반적으로 이미 정해진 사업 부지이므로 별도로 포함되지 않습니다.
    이행 주체: 누가 이행할 것인지 명시해야 하므로 포함되어야 할 내용.
    이행 방법: 어떻게 이행할 것인지 구체적인 방법이 포함되어야 할 내용.
    이행 시기: 언제까지 이행할 것인지 기한이 포함되어야 할 내용.
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75. 구리합금 용해용 도가니로에 사용될 도가니의 재료로 가장 적합한 것은?

  1. 흑연질
  2. 점토질
  3. 구리
  4. 크롬질
(정답률: 58%)
  • 흑연질 도가니는 열전도율이 높고 내열성이 우수하며, 구리합금과 반응성이 낮아 용해용으로 적합합니다.
    점토질: 내화도는 높으나 열충격에 약하고 구리합금과의 반응성이 있을 수 있어 오답.
    구리: 용해 대상인 구리합금과 동일한 재료이므로 도가니 재료로 부적합하여 오답.
    크롬질: 내화성이 좋으나 구리합금 용해용으로는 흑연질보다 열전도율 및 내열성, 비반응성 측면에서 덜 적합하여 오답.
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76. 제강 평로에서 채용되고 있는 배열회수 방법으로서 배기가스의 현열을 흡수하여 공기나 연료가스 예열에 이용될 수 있도록 한 장치는?

  1. 축열기
  2. 환열기
  3. 폐열 보일러
  4. 판형 열교환기
(정답률: 77%)
  • 축열기는 고온 배기가스의 현열을 축열재에 저장했다가 연소용 공기나 연료가스를 예열하는 데 사용하는 장치입니다.
    환열기: 열교환 방식이 연속적이며, 축열재를 사용하지 않고 직접 열을 교환하는 방식이므로 오답.
    폐열 보일러: 배기가스의 열을 이용하여 증기를 생산하는 장치이므로 오답.
    판형 열교환기: 주로 액체-액체 또는 기체-액체 간 열교환에 사용되며, 고온 배기가스 회수에는 부적합하므로 오답.
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77. 석유환산계수란 에너지원별 발열량을 1kg 당 몇 kcal로 환산한 값을 말하는가?

  1. 1,000
  2. 10,000
  3. 100,000
  4. 1,000,000
(정답률: 64%)
  • 석유환산계수는 에너지원별 발열량을 1kg당 10,000 kcal로 환산한 값이다.
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78. 냉, 난방온도 제한 온도의 기준으로 판매시설 및 공항의 경우 냉방온도는 몇 ℃ 이상으로 하여야 하는가?

  1. 24
  2. 25
  3. 26
  4. 27
(정답률: 56%)
  • 판매시설 및 공항의 냉방온도 제한 기준은 25℃ 이상이다.
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79. 에너지관리기사의 자격을 가진 자가 운전할 수 있는 범위의 기준은?

  1. 용량이 10t/h를 초과하는 보일러
  2. 용량이 30t/h를 초과하는 보일러
  3. 용량이 50t/h를 초과하는 보일러
  4. 용량이 100t/h를 초과하는 보일러
(정답률: 72%)
  • 에너지관리기사는 용량이 30t/h를 초과하는 보일러를 운전할 수 있다.
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80. 다음 중 내화물의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 사용시 변형이 일어나지 않아야 한다.
  2. 내마모성 및 내침식성이 뛰어나야 한다.
  3. 재가열시에 수축이 크게 일어나야 한다.
  4. 상온에서 압축강도가 커야 한다.
(정답률: 79%)
  • 내화물은 고온에서 변형이나 수축이 적어야 하므로, 재가열 시 수축이 크게 일어나는 것은 틀린 조건이다.
    사용시 변형이 일어나지 않아야 한다: 내화물의 중요한 구비조건이다.
    내마모성 및 내침식성이 뛰어나야 한다: 내화물의 중요한 구비조건이다.
    상온에서 압축강도가 커야 한다: 내화물의 중요한 구비조건이다.
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5과목: 열설비설계

81. 외기온도가 20℃ 일 때 표면온도 70℃ 인 관표면에서의 복사에 의한 열전달율은 약 몇 kcal/m2·h·k 인가? (단, 복사율은 0.8 이다.)

  1. 0.2
  2. 5
  3. 10
  4. 12
(정답률: 42%)
  • 이 문제는 스테판-볼츠만 법칙을 적용하여 복사에 의한 열전달 계수를 구합니다. (단, 복사율은 0.8, 스테판-볼츠만 상수는 4.88 × 10⁻⁸ kcal/m²·h·K⁴를 적용합니다.)
    $$h_r = \epsilon · σ · \frac{T_s^4 - T_a^4}{T_s - T_a}$$ (복사 열전달 계수)
    $$h_r = 0.8 · (4.88 × 10^{-8}) · \frac{(70+273)^4 - (20+273)^4}{(70+273) - (20+273)}$$

    $$h_r \approx 5.0$$
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82. 과열증기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 관내 마찰저항이 증가한다.
  2. 응축수로 되기 어렵다.
  3. 표면에 고온부식이 발생하지 않는다.
  4. 표면의 온도를 일정하게 유지한다.
(정답률: 55%)
  • 과열증기는 포화증기보다 높은 온도로 가열된 증기로, 잠열이 아닌 현열을 가지고 있어 열을 잃어도 쉽게 응축되지 않고 온도가 내려갑니다.
    관내 마찰저항이 증가한다: 과열증기는 밀도가 낮아 유속이 빨라지지만, 마찰저항이 반드시 증가한다고 볼 수 없으며, 오히려 습증기에 비해 관 부식을 줄여 마찰 손실을 줄이는 효과도 있습니다.
    따라서 오답.
    표면에 고온부식이 발생하지 않는다: 고온의 과열증기는 오히려 고온 부식(산화 등)을 유발할 수 있으므로 오답.
    표면의 온도를 일정하게 유지한다: 과열증기는 열을 잃으면 온도가 내려가므로, 온도를 일정하게 유지하지 않습니다.
    포화증기가 응축될 때 온도가 일정하게 유지됩니다.
    따라서 오답.
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83. 금속판을 전열체로 하여 유체를 가열하는 방식으로 열팽창에 대한 염려가 없고 플랜지이음으로 되어 있어 내부수리가 용이한 열교환기 형식은?

  1. 유동두식
  2. 플레이트식
  3. 융그스크럼식
  4. 스파이럴식
(정답률: 66%)
  • 스파이럴식 열교환기는 두 개의 금속판을 나선형으로 감아 유로를 형성하며, 열팽창에 대한 응력 완화가 용이하고 플랜지 이음으로 내부 수리 및 청소가 편리합니다.
    유동두식: 쉘-튜브형 열교환기의 일종으로, 금속판을 전열체로 하는 방식이 아니므로 오답.
    플레이트식: 금속판을 사용하지만, 열팽창에 대한 염려가 없다는 설명은 스파이럴식에 비해 덜 적합하며, 플랜지 이음으로 내부 수리가 용이하다는 특징은 스파이럴식에 더 부합하므로 오답.
    융그스크럼식: 일반적인 열교환기 형식으로 보기 어려우므로 오답.
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84. 보일러의 부속장치 중 여열장치가 아닌 것은?

  1. 과열기
  2. 송풍기
  3. 재열기
  4. 절탄기
(정답률: 78%)
  • 보일러의 여열장치는 배기가스나 증기의 잔열을 회수하여 효율을 높이는 장치입니다.
    송풍기는 연소에 필요한 공기를 공급하는 장치로, 열 회수와는 직접적인 관련이 없습니다.
    과열기: 증기를 과열시켜 효율을 높이는 여열장치이므로 오답.
    재열기: 터빈에서 팽창한 증기를 다시 가열하는 여열장치이므로 오답.
    절탄기: 급수를 예열하여 보일러 효율을 높이는 여열장치이므로 오답.
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85. 다음 중 역화의 원인이 아닌 것은?

  1. 흡입통풍이 부족한 경우
  2. 연료의 양이 부족한 경우
  3. 연료밸브를 급히 열었을 경우
  4. 점화 시 착화가 늦어졌을 경우
(정답률: 60%)
  • 역화는 연소 불안정으로 불꽃이 버너 내부로 역류하는 현상입니다.
    연료의 양이 부족하면 연소가 불안정해지거나 꺼질 수 있지만, 역화의 직접적인 원인은 아닙니다.
    흡입통풍이 부족한 경우: 연소실 내 압력이 높아져 불꽃이 역류할 수 있으므로 오답.
    연료밸브를 급히 열었을 경우: 급격한 연료 공급으로 혼합비가 불안정해져 역화가 발생할 수 있으므로 오답.
    점화 시 착화가 늦어졌을 경우: 미연소 가스가 축적되어 점화 시 폭발적인 연소와 함께 역화가 발생할 수 있으므로 오답.
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86. 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%)
  • 열정산 시 최대출열량 시험은 정격부하에서 실시하는 것이 원칙입니다.
    최대출열량을 시험할 경우에는 반드시 최대부하에서 시험을 한다: 최대출열량 시험은 정격부하에서 실시하는 것이 원칙이다.
    원칙적으로 정격부하 이상에서 정상상태로 적어도 2시간 이상의 운전결과에 따른다: 열정산은 정격부하 이상에서 2시간 이상 운전하여 정상상태에서 측정한다.
    발열량은 원칙적으로 사용시 원료의 고발열량으로 한다: 열정산 시 발열량은 사용 원료의 고발열량을 기준으로 한다.
    증기의 건도는 98% 이상인 경우에 시험함을 원칙으로 한다: 열정산 시 증기의 건도는 98% 이상인 경우에 시험하는 것이 원칙이다.
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87. 구조상 고압에 적당하여 배압이 높아도 작동하며, 드레인 배출온도를 변화시킬 수 있고 증기누출이 없는 트랩은?

  1. 디스크(Disk)식
  2. 플로트(Float)식
  3. 상향 버킷(Bucket)식
  4. 바이메탈(Bimetal)식
(정답률: 49%)
  • 바이메탈식 트랩은 온도 변화에 따라 바이메탈이 팽창·수축하여 드레인을 배출하며, 고압에 적합하고 증기 누출이 없으며 배출 온도 조절이 가능합니다.
    디스크(Disk)식: 고압에 적합하나, 간헐 배출로 작동음이 크고 배압에 민감할 수 있다.
    플로트(Float)식: 연속 배출이 가능하나, 고압용은 구조가 복잡하고 동결에 취약하다.
    상향 버킷(Bucket)식: 간헐 배출 방식이며, 증기 손실이 발생할 수 있다.
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88. 보일러의 용기에 판 두께가 12mm, 용접길이가 230cm인 판을 맞대기 용접했을 때 45000kg의 인장하중이 작용한다면 인장응력은 약 몇 kg/cm2 인가?

  1. 100
  2. 145
  3. 163
  4. 255
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 인장응력 공식을 적용하여 인장응력을 구합니다.
    인장응력은 하중을 단면적으로 나눈 값입니다.
    $$\sigma = \frac{P}{A}$$

    $$\sigma = \frac{45000 kg}{1.2 cm × 230 cm}$$

    $$\sigma = 163.04 kg/cm^2$$
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89. 급수에서 ppm 단위를 사용할 때 이에 대하여 가장 잘 나타낸 것은?

  1. 물 1cc 중에 함유한 시료의 양을 mg으로 표시한것
  2. 물 100cc 중에 함유한 시료의 양을 mg으로 표시한 것
  3. 물 1L 중에 함유한 시료의 양을 g으로 표시한 것
  4. 물 1L 중에 함유한 시료의 양을 mg으로 표시한것
(정답률: 79%)
  • ppm은 parts per million의 약자로, 물 1L(1000g) 중 시료의 mg 수를 나타냅니다.
    물 1cc 중에 함유한 시료의 양을 mg으로 표시한것: 1cc는 1mL이므로, mg/mL는 ppm이 아니다.
    물 100cc 중에 함유한 시료의 양을 mg으로 표시한 것: 100cc는 0.1L이므로, mg/0.1L는 ppm이 아니다.
    물 1L 중에 함유한 시료의 양을 g으로 표시한 것: g/L는 ppt(parts per thousand)에 가깝다.
    ppm은 mg/L이다.
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90. 어느 가열로에서 노벽의 상태가 다음과 같을 때 노벽을 관류하는 열량은 약 몇 kcal/h 인가? (단, 노벽의 상하 및 둘레가 균일한 것으로 보며 평균방열면적 : 120.5m2, 노벽두께 : 45cm, 내벽표면온도 : 1300℃, 외벽표면온도 : 175℃ 노벽재질의 열전도율 : 0.1[kcal/m·h·℃] 이다.)

  1. 301.25
  2. 30125
  3. 394.97
  4. 39497
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 푸리에의 열전도 법칙을 적용하여 노벽을 관류하는 열량을 구합니다.
    $$Q = \lambda · A · \frac{T_1 - T_2}{\delta}$$

    $$Q = 0.1 · 120.5 · \frac{1300 - 175}{0.45}$$

    $$Q = 30125$$
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91. 다음 [보기]에서 설명하는 보일러 보존방벙은?

  1. 건조보존법
  2. 만수보존법
  3. 질소건조법
  4. 특수보존법
(정답률: 71%)
  • 제시된 내용은 보존 기간이 길고(6개월 이상), 내부 산소 제거를 위해 숯불 등을 이용하며, 방청도료 도포 등의 조치를 취하는 건조보존법의 특징입니다.
    만수보존법: 보일러 내부에 물을 가득 채워 보존하는 방법으로, 제시된 내용과 다릅니다.
    질소건조법: 질소를 주입하여 건조 상태를 유지하는 방법으로, 숯불 사용과는 다릅니다.
    특수보존법: 일반적인 보존법의 분류에 해당하지 않습니다.
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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: 55%)
  • 양이온 교환 수지는 강산(염화수소, 황산) 또는 염(소금)을 사용하여 수지에 흡착된 경도 이온을 다시 나트륨 이온이나 수소 이온으로 교환하여 재생합니다.
    양이온교환수지는 가성소다, 암모니아로 재생한다.: 가성소다(NaOH)와 암모니아(NH3)는 음이온 교환 수지 재생에 사용됩니다.
    음이온교환수지는 소금 또는 황산으로 재생한다.: 소금(NaCl)과 황산(H2SO4)은 양이온 교환 수지 재생에 사용됩니다.
    음이온 교환 수지는 가성소다 등으로 재생합니다.
    음이온교환수지는 암모니아 또는 황산으로 재생한다.: 황산은 양이온 교환 수지 재생에 사용됩니다.
    음이온 교환 수지는 가성소다 등으로 재생합니다.
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93. 이온 교환체에 의한 경수의 연화 원리를 가장 잘설명한 것은?

  1. 수지의 성분과 Na형의 양이온이 결합하여 경도성분이 제거되기 때문이다.
  2. 산소 원자와 수지가 결합하여 경도 성분이 제거되기 때문이다.
  3. 물속의 음이온과 양이온이 동시에 수지와 결합하여 제거되기 때문이다.
  4. 수지가 물속의 모든 이물질과 결합하기 때문이다.
(정답률: 72%)
  • 이온 교환 수지는 경수 내의 칼슘(Ca2+) 및 마그네슘(Mg2+) 이온을 수지 내의 나트륨(Na+) 이온과 교환하여 경도 성분을 제거합니다.
    산소 원자와 수지가 결합하여 경도 성분이 제거되기 때문이다.: 산소 원자와의 결합이 아닌 이온 교환이 원리입니다.
    물속의 음이온과 양이온이 동시에 수지와 결합하여 제거되기 때문이다.: 양이온 교환 수지는 주로 양이온을 교환하며, 음이온까지 동시에 제거하는 것은 혼상식 이온 교환 수지입니다.
    수지가 물속의 모든 이물질과 결합하기 때문이다.: 이온 교환 수지는 특정 이온을 선택적으로 교환하며 모든 이물질을 제거하지는 않습니다.
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94. 보일러에서 발생할 수 있는 손실 중 가장 큰 것은?

  1. 그을음(Soot)에 의한 손실
  2. 미연가스에 의한 손실
  3. 복사 및 전도에 의한 손실
  4. 배기 손실
(정답률: 53%)
  • 보일러 손실 중 배기 손실은 연소 가스가 높은 온도로 배출되면서 버려지는 열량으로, 전체 손실 중 가장 큰 비중을 차지합니다.
    그을음(Soot)에 의한 손실: 열전달 효율을 저하시키지만 배기 손실보다 크지 않습니다.
    미연가스에 의한 손실: 불완전 연소로 발생하지만 배기 손실보다 일반적으로 작습니다.
    복사 및 전도에 의한 손실: 보일러 외부로 방출되는 열 손실이지만 배기 손실보다 작습니다.
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95. 보일러 드럼(drum)의 내압을 받는 동체에 생기는 응력 중 길이방향의 인장응력과 원둘레방향의 인장응력의 비는?

  1. 2 : 1
  2. 1 : 2
  3. 4 : 1
  4. 1 : 4
(정답률: 58%)
  • 보일러 드럼의 내압을 받는 동체에 발생하는 응력은 길이방향 인장응력이 원둘레방향 인장응력의 절반입니다.
    따라서 길이방향 인장응력과 원둘레방향 인장응력의 비는 1 : 2 입니다.
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96. 랭카셔 보일러에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 노통이 2개이다.
  2. 부하변동시 압력변화가 적다.
  3. 전열면적이 적어 효율이 비교적 낮다.
  4. 급수처리가 까다롭고 가동 후 증기발생시간이 길다.
(정답률: 52%)
  • 랭카셔 보일러는 수량이 많아 급수처리가 비교적 용이합니다.
    급수처리가 까다롭고 가동 후 증기발생시간이 길다: 랭카셔 보일러는 수량이 많아 급수처리가 용이하므로 틀린 설명입니다.
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97. 원통보일러에서 동체의 내경이 2300mm라 할 때 동체의 최소 두께는 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 6mm
  2. 8mm
  3. 10mm
  4. 12mm
(정답률: 53%)
  • 원통보일러 동체의 최소 두께는 내경에 따라 규정되며, 내경 2000mm 초과 시 12mm 이상이어야 합니다.
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98. 입형 횡관 보일러의 안전저수위로 가장 적당한 것은?

  1. 하부에서 75mm 지점
  2. 횡관 전길이의 1/3 높이
  3. 화격자 하부에서 100mm 지점
  4. 화실 천장판에서 상부 75mm 지점
(정답률: 63%)
  • 입형 횡관 보일러의 안전저수위는 화실 천장판이 과열되는 것을 방지하기 위해 천장판 상부 75mm 지점으로 규정됩니다.
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99. 노내의 온도가 900℃에 달했을 때 300×600mm의 노 문을 열었다. 이 때 노 문을 통한 방사전열 손실 열량은 약 몇 kcal/h 인가? (단, 실내온도는 25℃, 화염의 방사율은 0.9 이다.)

  1. 12,900
  2. 13,900
  3. 14,900
  4. 15,900
(정답률: 32%)
  • 이 문제는 스테판-볼츠만 법칙을 적용하여 노 문을 통한 방사전열 손실 열량을 구합니다.
    $$Q = \epsilon · \sigma · A · (T_1^4 - T_2^4)$$

    $$Q = 0.9 · 4.88 × 10^{-8} · (0.3 × 0.6) · ((900+273)^4 - (25+273)^4)$$

    $$Q = 14900.16 kcal/h$$
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100. 2중관 단일통과 열교환기의 외관에서 고온유체의 입구온도는 140℃ 이며, 출구의 온도는 90℃ 이었다. 또한, 내관의 저온유체의 입구온도는 40℃ 이며, 출구 온도는 70℃ 이었을 때 향류인 경우 평균온도차는 약얼마인가? (단, 열교환 중 응축은 발생하지 않는다.)

  1. 49.7
  2. 59.4
  3. 69.7
  4. 79.4
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 향류 열교환기의 대수 평균 온도차(LMTD)를 구하는 문제입니다.
    $$\Delta T_m = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln(\frac{\Delta T_1}{\Delta T_2})}$$

    $$\Delta T_m = \frac{(140 - 70) - (90 - 40)}{\ln(\frac{140 - 70}{90 - 40})}$$

    $$\Delta T_m = 59.4$$
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