에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2012-05-20)

에너지관리기사
(2012-05-20 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 다음 기체연료에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 연소조절 및 점화, 소화가 용이하다.
  2. 연료의 예열이 쉽고 전열효율이 좋다.
  3. 고온연소에 의한 국부가열의 염려가 크다.
  4. 적은 공기로 완전연소시킬 수 있으며 연소효율이 높다.
(정답률: 82%)
  • 기체연료는 액체나 고체연료에 비해 연소 조절이 용이하여 국부가열의 염려가 적습니다.
    연소조절 및 점화, 소화가 용이하다: 기체연료의 장점입니다.
    연료의 예열이 쉽고 전열효율이 좋다: 기체연료의 장점입니다.
    적은 공기로 완전연소시킬 수 있으며 연소효율이 높다: 기체연료의 장점입니다.
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2. 압력이 0.1 MPa, 체적이 3 m3인 273.15 K의 공기가 이상적으로 단열압축되어 그 체적이 1/3으로 되었다. 엔탈피의 변화량은 약 몇 kJ인가? (단, 공기의 기체상수＝0.287 kJ/kgK, 비열비는 1.4이다.)

  1. 480
  2. 580
  3. 680
  4. 780
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 이상기체의 단열 압축 과정에서 엔탈피 변화량을 계산합니다.
    엔탈피 변화는 질량, 정압비열, 온도 변화의 곱으로 구하며, 단열 과정의 온도-체적 관계식을 활용합니다.
    $$m = \frac{P_1 V_1}{R T_1}$$

    $$m = \frac{100 · 3}{0.287 · 273.15} = 3.826 kg$$

    $$T_2 = T_1 \left(\frac{V_1}{V_2}\right)^{k-1}$$

    $$T_2 = 273.15 \left(\frac{3}{1}\right)^{1.4-1} = 423.9 K$$

    $$C_p = \frac{k R}{k-1}$$

    $$C_p = \frac{1.4 · 0.287}{1.4-1} = 1.0045 kJ/kgK$$

    $$\Delta H = m C_p (T_2 - T_1)$$

    $$\Delta H = 3.826 · 1.0045 · (423.9 - 273.15)$$

    $$\Delta H = 579.5 kJ \approx 580 kJ$$
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3. 중유 연소과정에서 발생하는 그을음의 주 원인은?

  1. 연료 중 미립탄소의 불완전연소 때문에 발생
  2. 연료 중 불순물의 연소 때문에 발생
  3. 연료 중 회분과 수분의 중합 때문에 발생
  4. 중유 중의 파라핀 성분 때문에 발생
(정답률: 84%)
  • 중유 연소과정에서 발생하는 그을음의 주 원인은 연료 중 미립탄소의 불완전연소 때문입니다.
    연료 중 불순물의 연소 때문에 발생: 불순물은 주로 황, 질소 등으로 연소 시 SOx, NOx 등을 발생시키지 그을음의 주 원인은 아닙니다.
    연료 중 회분과 수분의 중합 때문에 발생: 회분은 연소 후 남는 불연성 물질이고, 수분은 연소에 직접적인 영향을 주지 않으며, 중합은 화학 반응으로 그을음 발생 원리와 다릅니다.
    중유 중의 파라핀 성분 때문에 발생: 파라핀은 탄화수소의 일종으로, 그 자체로 그을음을 발생시키는 것이 아니라 불완전 연소 시 그을음을 발생시킬 수 있으나, '미립탄소의 불완전연소'가 더 직접적인 원인입니다.
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4. 공기가 n이 1.25인 폴리트로픽 과정으로 500 kPa에서 300 kPa까지 압축하면 과정 간에 열과 온도는 어떻게 변하는가? (단, 공기의 비열비는 1.4, 정적비열은 0.718 kJ/kgㆍK이다.)

  1. 열을 방출하고 온도는 내려간다.
  2. 열을 흡열하고 온도는 내려간다.
  3. 열을 방출하고 온도는 올라간다.
  4. 열을 흡열하고 온도는 올라간다.
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 폴리트로픽 과정에서 압력 변화에 따른 온도 및 열량 변화를 묻는 문제입니다.
    주어진 압력 변화(500 kPa → 300 kPa)는 팽창 과정이며, 폴리트로픽 지수 n=1.25가 비열비 k=1.4보다 작고 1보다 크므로, 온도는 감소하고 열은 흡수됩니다.
    열을 방출하고 온도는 내려간다.: 폴리트로픽 팽창 과정에서 열을 흡수하므로 오답입니다.
    열을 흡열하고 온도는 올라간다.: 폴리트로픽 팽창 과정에서 온도는 내려가므로 오답입니다.
    열을 방출하고 온도는 올라간다.: 폴리트로픽 팽창 과정에서 열을 흡수하고 온도는 내려가므로 오답입니다.
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5. 수분이나 회분을 많이 함유한 저품위 탄을 사용할 수 있으며 구조가 간단하고 소요동력이 적게 드는 연소장치는?

  1. 슬래그탭식
  2. 클레이머식
  3. 사이크론식
  4. 각우식
(정답률: 77%)
  • 클레이머식 연소장치는 저품위탄 사용에 적합하며 구조가 간단하고 소요동력이 적은 특징이 있습니다.
    슬래그탭식: 고온 연소로 슬래그를 액상으로 배출하는 방식이므로 오답.
    사이크론식: 고속 회전으로 미분탄을 연소시키는 방식으로, 구조가 복잡하고 소요동력이 많으므로 오답.
    각우식: 일반적인 연소장치 분류에 해당하지 않으므로 오답.
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6. 고체연료의 공업분석에서 고정탄소를 산출하는 식은?

  1. 고정탄소(%)＝100－[수분(%)＋회분(%)＋휘발분(%)]
  2. 고정탄소(%)＝100－[수분(%)＋회분(%)＋질소(%)]
  3. 고정탄소(%)＝100－[수분(%)＋회분(%)＋r황분(%)]
  4. 고정탄소(%)＝100－[수분(%)＋황분(%)＋휘발분(%)]
(정답률: 87%)
  • 고체연료의 공업분석에서 고정탄소는 전체 100%에서 수분, 회분, 휘발분을 제외한 값으로 산출합니다.
    고정탄소(%)＝100－[수분(%)＋회분(%)＋질소(%)]: 질소는 공업분석 항목이 아닙니다.
    고정탄소(%)＝100－[수분(%)＋회분(%)＋r황분(%)]: 황분은 공업분석 항목이 아닙니다.
    고정탄소(%)＝100－[수분(%)＋황분(%)＋휘발분(%)]: 황분은 공업분석 항목이 아닙니다.
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7. 다음 중 중유의 인화점은?

  1. 40~50℃ 이상
  2. 60~70℃ 이상
  3. 80~90℃ 이상
  4. 100~110℃ 이상
(정답률: 64%)
  • 이 문제는 중유의 인화점에 대한 기본적인 지식을 묻는 문제이다.
    중유의 인화점은 일반적으로 60~70℃ 이상이다.
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8. 체적비 CH4 94%, C2H6 4%, CO2 2%인 어떤 혼합기체 연료의 10℃, 3기압하에서의 고위 발열량은 약 얼마인가? (단, 20℃, 1기압에서 CH4 및 C2H6의 고위발열량은 각각 37,204 kJ/m3및 65,727kJ/m3이다.)

  1. 116,700 kJ/m3
  2. 116,700 kJ/mol
  3. 225,600 kJ/m3
  4. 225,600 kJ/mol
(정답률: 46%)
  • 이 문제는 이상기체 상태 방정식을 이용하여 기준 조건(20℃, 1기압)의 발열량을 문제 조건(10℃, 3기압)으로 환산한 후, 각 성분의 발열량을 합산하여 혼합기체의 고위 발열량을 구합니다.
    $$H_{mix, std} = (H_{CH4} × V_{CH4}) + (H_{C2H6} × V_{C2H6})$$

    $$H_{mix, std} = (37204 kJ/m^3 × 0.94) + (65727 kJ/m^3 × 0.04)$$

    $$H_{mix, std} = 37600.84 kJ/m^3$$

    $$H_{mix, new} = H_{mix, std} × \frac{P_{new}}{P_{std}} × \frac{T_{std}}{T_{new}}$$

    $$H_{mix, new} = 37600.84 kJ/m^3 × \frac{3 atm}{1 atm} × \frac{293.15 K}{283.15 K}$$

    $$H_{mix, new} = 116700.0 kJ/m^3$$
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9. 고체 연료의 일반적인 특징을 옳게 설명한 것은?

  1. 완전연소가 가능하며 연소효율이 높다.
  2. 연료의 품질이 균일하다.
  3. 점화 및 소화가 쉽다.
  4. 주성분은 C, H, O이다.
(정답률: 79%)
  • 고체 연료는 주로 탄소(C), 수소(H), 산소(O)를 주성분으로 한다.
    1] 완전연소가 가능하며 연소효율이 높다.: 고체 연료는 액체나 기체 연료에 비해 완전연소가 어렵고 연소효율이 낮은 편이므로 오답.
    2] 연료의 품질이 균일하다.: 고체 연료는 채취 장소나 가공 방법에 따라 품질이 불균일한 경우가 많으므로 오답.
    3] 점화 및 소화가 쉽다.: 고체 연료는 점화 및 소화가 액체나 기체 연료에 비해 어려우므로 오답.
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10. 어떤 기체연료 1 Sm3의 고위발열량이 14,160 kcal/Sm3이고 질량이 2.59 kg이었다. 다음 중 이 기체는?

  1. 메탄
  2. 에탄
  3. 프로판
  4. 부탄
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 주어진 기체 연료의 질량과 부피를 이용하여 밀도를 구하고, 이를 통해 몰질량을 계산하여 어떤 기체인지 식별하는 문제입니다.
    기체 밀도 $$(kg/Sm^3) = \frac{질량 (kg)}{부피 (Sm^3)}$$
    몰질량 $$(kg/kmol) = 기체 밀도 (kg/Sm^3) × 표준 몰부피 (Sm^3/kmol)$$
    기체 밀도 $$(kg/Sm^3) = \frac{2.59}{1} = 2.59$$
    몰질량 $$(kg/kmol) = 2.59 × 22.4 = 57.936 \approx 58$$
    몰질량이 약 58 kg/kmol인 기체는 부탄(C4H10)입니다 (4×12 + 10×1 = 58).
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11. 연소효율은 실제의 연소에 의한 열량을 완전연소 했을 때의 열량으로 나눈 것으로 정의할 때, 실제의 연소에 의한 열량을 계산하는데 필요한 요소가 아닌 것은?

  1. 연소가스 유출 단면적
  2. 연소가스 밀도
  3. 연소가스 열량
  4. 연소가스 비열
(정답률: 63%)
  • 실제 연소에 의한 열량을 계산할 때는 연소가스의 유출 단면적, 밀도, 비열 등을 통해 손실되는 열량을 파악하지만, '연소가스 열량'이라는 항목은 직접적인 계산 요소가 아닙니다.
    연소가스 유출 단면적: 배기가스 손실 계산에 필요한 요소입니다.
    연소가스 밀도: 배기가스 손실 계산에 필요한 요소입니다.
    연소가스 비열: 배기가스 손실 계산에 필요한 요소입니다.
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12. 탄소의 발열량은 약 몇 kcal/kg인가?

  1. 8,133
  2. 9,760
  3. 48,800
  4. 97,600
(정답률: 65%)
  • 이 문제는 탄소의 몰당 발열량을 질량당 발열량으로 환산하는 문제입니다.
    탄소의 몰질량을 이용하여 계산합니다.
    탄소의 발열량 $$(kcal/kg) = \frac{탄소의 발열량 (kcal/kmol)}{탄소의 몰질량 (kg/kmol)}$$
    탄소의 발열량 $$(kcal/kg) = \frac{97600}{12}$$
    탄소의 발열량 $$(kcal/kg) = 8133.33$$
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13. 여과집진장치의 효율을 높이기 위한 조건이 아닌 것은?

  1. 처리가스의 온도는 250 ℃를 넘지 않도록 한다.
  2. 고온가스를 냉각할 때는 산노점 이하를 유지하여야 한다.
  3. 미세입자포집을 위해서는 겉보기여과속도가 작아야 한다.
  4. 높은 집진율을 얻기 위해서는 간헐식 털어내기 방식을 선택한다.
(정답률: 75%)
  • 고온가스를 냉각할 때 산노점 이하로 온도를 낮추면 산성 응축수가 발생하여 여과포가 부식되거나 막히는 문제가 발생하므로, 산노점 이상으로 유지해야 합니다.
    처리가스의 온도는 250 ℃를 넘지 않도록 한다.: 여과포의 내열 한계를 고려하여 적정 온도를 유지하는 것이 효율에 유리합니다.
    미세입자포집을 위해서는 겉보기여과속도가 작아야 한다.: 겉보기 여과 속도가 작을수록 여과 시간이 길어져 미세 입자 포집 효율이 높아집니다.
    높은 집진율을 얻기 위해서는 간헐식 털어내기 방식을 선택한다.: 간헐식 털어내기 방식은 여과포의 막힘을 방지하고 집진 효율을 유지하는 데 도움이 됩니다.
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14. 시간당 100 mol의 부탄(C4H10)과 5,000 mol의 공기를 완전 연소시키는 경우에 과잉공기 백분율은?

  1. 51.6 %
  2. 61.6 %
  3. 71.6 %
  4. 100 %
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 부탄의 완전 연소 반응식을 통해 이론 공기량을 구하고, 실제 공급된 공기량과 비교하여 과잉공기 백분율을 계산합니다.
    부탄(C4H10)의 완전 연소 반응식: C4H10 + 6.5O2 → 4CO2 + 5H2O
    이론 산소량 6.5 mol에 필요한 이론 공기량은 6.5 mol O2 / 0.21 = 30.95 mol 공기 (C4H10 1 mol당) 입니다.
    부탄 100 mol에 대한 총 이론 공기량은 30.95 mol/mol × 100 mol = 3095 mol 입니다.
    과잉공기 백분율 $$= \frac{실제 공기량 - 이론 공기량}{이론 공기량} × 100$$
    과잉공기 백분율 $$= \frac{5000 - 3095}{3095} × 100$$
    과잉공기 백분율 $$= 61.6 \%$$
  • 5000/(6.5/0.21*100)-1
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15. 다음 연료의 발열량에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 기체 연료는 그 성분으로부터 발열량을 계산할 수 있다.
  2. 발열량의 단위는 고체와 액체 연료는 단위중량당(통상 연료 kg당) 발열량으로 표시한다.
  3. 연료 중의 수소가 연소하여 생긴 수증기의 잠열을 포함할 때는 고위발열량, 혹은 총발열량이라 한다.
  4. 일반적으로 액체 연료는 비중이 크면 체적당 발열량은 감소하고, 중량당 발열량은 증가한다.
(정답률: 77%)
  • 액체 연료는 비중이 크면 체적당 발열량은 증가하고, 중량당 발열량은 감소하는 경향이 있습니다.
    기체 연료는 그 성분으로부터 발열량을 계산할 수 있다.: 기체 연료의 발열량은 성분 분석을 통해 계산 가능합니다.
    발열량의 단위는 고체와 액체 연료는 단위중량당(통상 연료 kg당) 발열량으로 표시한다.: 고체 및 액체 연료의 발열량은 주로 단위 중량당으로 표시합니다.
    연료 중의 수소가 연소하여 생긴 수증기의 잠열을 포함할 때는 고위발열량, 혹은 총발열량이라 한다.: 수증기의 잠열을 포함하는 발열량을 고위발열량 또는 총발열량이라고 합니다.
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16. N2와 O2의 가스정수는 각각 30.26 kgfㆍ/kgㆍ, 26.49 kgfㆍ/kgㆍ 이다. N2가 70 %인 N2와 O2의 혼합가스의 가스정수는 얼마인가?

  1. 19.24
  2. 23.24
  3. 29.13
  4. 34.47
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 혼합가스의 가스정수를 구하는 문제입니다.
    각 성분 가스의 질량비와 가스정수를 이용하여 혼합가스의 가스정수를 계산합니다.
    $$R_{mix} = \sum (R_i · x_i)$$

    $$R_{mix} = (30.26 · 0.70) + (26.49 · 0.30)$$

    $$R_{mix} = 29.13$$
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17. 다음 중 이론 공기량에 대하여 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 완전연소에 필요한 1차 공기량이다.
  2. 완전연소에 필요한 2차 공기량이다.
  3. 완전연소에 필요한 최대 공기량이다.
  4. 완전연소에 필요한 최소 공기량이다.
(정답률: 86%)
  • 이론 공기량은 연료의 완전 연소에 필요한 최소한의 공기량을 의미합니다.
    완전연소에 필요한 1차 공기량이다.: 1차 공기량은 연소에 필요한 공기의 일부이며, 이론 공기량과 다릅니다.
    완전연소에 필요한 2차 공기량이다.: 2차 공기량은 연소에 필요한 공기의 일부이며, 이론 공기량과 다릅니다.
    완전연소에 필요한 최대 공기량이다.: 이론 공기량은 최소 공기량이며, 최대 공기량은 아닙니다.
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18. 연돌에서의 배기가스 분석결과 CO2 14.2 %, O2 4.5 %, CO 0 %일 때 [CO2]max(%)는?

  1. 10.5
  2. 15.5
  3. 18.0
  4. 20.5
(정답률: 74%)
  • 이 문제는 연소가스 분석 결과로부터 최대 이산화탄소 농도([CO2]max)를 계산합니다.
    이는 완전연소 시 이론 공기량으로 연소했을 때의 CO2 농도를 의미합니다.
    $$[CO_2]_{max} = \frac{[CO_2]}{1 - \frac{O_2}{21}}$$

    $$[CO_2]_{max} = \frac{14.2}{1 - \frac{4.5}{21}}$$

    $$[CO_2]_{max} = 18.07 \% \approx 18.0 \%$$
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19. 보일러의 연소가스를 분석하는 주된 이유는?

  1. 연료사용량을 알기 위하여
  2. 매연의 성분을 알기 위하여
  3. 발열량을 알기 위하여
  4. 과잉 공기비를 알기 위하여
(정답률: 72%)
  • 보일러 연소가스 분석은 연소 효율을 최적화하고 불완전 연소를 방지하기 위해 과잉 공기비를 정확히 파악하는 것이 주된 목적입니다.
    연료사용량을 알기 위하여: 연소가스 분석은 연료 사용량 자체를 직접적으로 알려주지 않습니다.
    매연의 성분을 알기 위하여: 매연 성분 분석도 중요하지만, 주된 목적은 연소 효율과 관련된 과잉 공기비 파악입니다.
    발열량을 알기 위하여: 발열량은 연료 자체의 특성이며 연소가스 분석으로 직접 알 수 없습니다.
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20. 메탄올(CH3OH) 1 kg을 완전연소 하는데 필요한 이론공기량(Sm3)은 약 얼마인가?

  1. 1.67
  2. 8.89
  3. 5.00
  4. 152.4
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 메탄올의 완전연소 반응식을 통해 필요한 산소량을 구하고, 공기 중 산소의 부피비를 이용하여 이론공기량을 계산합니다.
    $$CH_3OH + \frac{3}{2}O_2 → CO_2 + 2H_2O$$

    $$V_{O_2} = \frac{1.5 · 22.4}{32}$$

    $$V_{O_2} = 1.05 Sm^3/kg$$

    $$V_{air} = \frac{1.05}{0.21}$$

    $$V_{air} = 5.00 Sm^3/kg$$
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2과목: 열역학

21. 110 kPa, 20 ℃의 공기가 정압과정으로 온도가 50 ℃ 상승한 다음, 등온과정으로 압력이 반으로 줄어들었다. 최종 비체적은 최초 비체적의 약 몇 배인가?

  1. 0.585
  2. 1.17
  3. 1.71
  4. 2.34
(정답률: 31%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식과 각 과정(정압, 등온)의 특성을 이용하여 비체적 변화율을 구합니다.
    $$\frac{v_3}{v_1} = \frac{T_2}{T_1} · \frac{P_2}{P_3}$$

    $$\frac{v_3}{v_1} = \frac{343.15}{293.15} · \frac{110}{55}$$

    $$\frac{v_3}{v_1} = 2.34$$
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22. 디젤 사이클 과정에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 효율은 압축비만의 함수이다.
  2. 일정한 압력에서 열공급을 한다.
  3. 일정체적에서 열을 방출한다.
  4. 등엔트로피 압축과정이 있다.
(정답률: 66%)
  • 디젤 사이클의 효율은 압축비 외에 단절비(cut-off ratio)의 함수이기도 합니다.
    일정한 압력에서 열공급을 한다: 디젤 사이클의 특징이므로 오답.
    일정체적에서 열을 방출한다: 디젤 사이클의 특징이므로 오답.
    등엔트로피 압축과정이 있다: 디젤 사이클의 특징이므로 오답.
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23. 카르노 사이클을 이루는 네 개의 가역과정이 아닌 것은?

  1. 가역 단열팽창
  2. 가역 단열압축
  3. 가역 등온압축
  4. 가역 등압팽창
(정답률: 79%)
  • 카르노 사이클은 두 개의 가역 등온 과정과 두 개의 가역 단열 과정으로 구성됩니다.
    가역 단열팽창: 카르노 사이클의 구성 과정이므로 오답.
    가역 단열압축: 카르노 사이클의 구성 과정이므로 오답.
    가역 등온압축: 카르노 사이클의 구성 과정이므로 오답.
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24. 이상기체와 실제기체를 진공 속으로 단열팽창시킨다. 이 과정으로 온도는 어떻게 변화되겠는가?

  1. 이상기체의 온도는 변하지 않고, 실제기체의 온도는 변화된다.
  2. 이상기체의 온도는 상승하고 실제기체의 온도는 내려간다.
  3. 이상기체의 온도는 내려가고 실제기체의 온도는 상승한다.
  4. 이상기체와 실제기체의 온도가 모두 내려간다.
(정답률: 62%)
  • 이상기체는 분자간 인력이 없어 단열 자유 팽창 시 온도가 변하지 않지만, 실제기체는 분자간 인력으로 인해 온도가 변화합니다.
    이상기체의 온도는 상승하고 실제기체의 온도는 내려간다: 이상기체 온도는 불변이므로 오답.
    이상기체의 온도는 내려가고 실제기체의 온도는 상승한다: 이상기체 온도는 불변이므로 오답.
    이상기체와 실제기체의 온도가 모두 내려간다: 이상기체 온도는 불변이므로 오답.
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25. 열펌프(Heat Pump) 사이클에 대한 성능계수(COP)는 다음 중 어느 것을 입력 일(Work Input)로 나누어 준 것인가?

  1. 저온부 압력
  2. 고온부 온도
  3. 고온부 방출열
  4. 저온부 부피
(정답률: 84%)
  • 열펌프의 성능계수(COP)는 고온부 방출열을 입력 일로 나눈 값입니다.
    저온부 압력: COP와 직접적인 관계가 없어 오답.
    고온부 온도: COP 계산에 사용되지만 직접 나누는 값이 아니므로 오답.
    저온부 부피: COP와 직접적인 관계가 없어 오답.
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26. 엔탈피는 내부에너지와 무엇을 더한 것인가?

  1. 엑서지
  2. 엔트로피
  3. 유동일
  4. 잠열
(정답률: 69%)
  • 엔탈피는 내부에너지와 유동일(압력과 부피의 곱)의 합으로 정의됩니다.
    엑서지: 유효 에너지로 오답.
    엔트로피: 무질서도를 나타내는 상태량으로 오답.
    잠열: 상변화에 필요한 열량으로 오답.
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27. 온도가 800 K이고 질량이 10 kg인 구리를 온도 290 K인 100 kg의 물속에 넣었을 때 이 계 전체의 엔트로피 변화는 몇 kJ/K인가? (단, 구리와 물의 비열은 각각 0.398 kJ/kgㆍ, 4.185 kJ/kgㆍK 이고, 물은 단열된 용기에 담겨있다.)

  1. －3.973
  2. 2.897
  3. 4.424
  4. 6.870
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 계 전체의 엔트로피 변화를 구하는 문제입니다.
    구리와 물이 열평형에 도달했을 때의 최종 온도를 먼저 구한 후, 각 물질의 엔트로피 변화를 합산하여 계산합니다.
    기본 공식: $$\Delta S = mc \ln(\frac{T_2}{T_1})$$ (여기서 최종 온도 $$T_f$$는 $$m_{cu}c_{cu}(T_{cu1} - T_f) = m_w c_w (T_f - T_{w1})$$로 구합니다.)
    숫자 대입:
    최종 온도 $$T_f$$:
    $$10 · 0.398 · (800 - T_f) = 100 · 4.185 · (T_f - 290)$$

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

    $$124549 = 422.48 T_f$$

    $$T_f \approx 294.81 K$$

    구리의 엔트로피 변화 $$\Delta S_{cu} = 10 · 0.398 · \ln(\frac{294.81}{800}) \approx -3.972 kJ/K$$
    물의 엔트로피 변화 $$\Delta S_w = 100 · 4.185 · \ln(\frac{294.81}{290}) \approx 6.884 kJ/K$$
    최종 결과: $$\Delta S_{total} = \Delta S_{cu} + \Delta S_w = -3.972 + 6.884 = 2.897 kJ/K$$
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28. 실내의 기압계는 1.013 bar를 지시하고 있다. 진공도가 20 %인 용기 내의 절대 압력은 몇 kPa인가?

  1. 20.26
  2. 64.72
  3. 81.04
  4. 121.56
(정답률: 52%)
  • 이 문제는 진공도가 주어진 용기 내의 절대 압력을 계산하는 문제입니다.
    절대 압력은 대기압에서 진공도를 뺀 값으로 계산합니다.
    기본 공식: $$P_{abs} = P_{atm} × (1 - 진공도)$$
    숫자 대입: $$P_{abs} = 101.3 kPa × (1 - 0.20)$$
    최종 결과: $$P_{abs} = 81.04 kPa$$
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29. 그림의 압력 P에서 물 1 kg이 압축액 1의 상태로부터 과열증기 4의 상태까지 가열되고 있다. 흡수한 전체 열량 중 과열에 소요된 열량을 표시하는 면적을 옳게 나타낸 것은?

  1. 12 ba
  2. 23 cb
  3. 34 dc
  4. 123 ca
(정답률: 74%)
  • 이 문제는 T-S 선도에서 과열에 소요된 열량을 나타내는 면적을 찾는 문제입니다.
    T-S 선도에서 흡수한 열량은 면적으로 나타나며, 과열에 소요된 열량은 포화증기 상태(3)에서 과열증기 상태(4)로 변하는 구간의 면적입니다.
    12 ba: 압축액이 포화액이 되는 과정의 열량입니다.
    23 cb: 포화액이 포화증기가 되는 잠열 구간의 열량입니다.
    123 ca: 압축액에서 포화증기가 되는 전체 열량입니다.
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30. 랭킨 사이클로 작동되는 증기원동소에 500℃, 60 kgf/cm2의 증기가 공급되고 응축기 압력은 0.5kgf/cm2일 때 이론열효율은 몇 %인가? (단, 터빈입구 엔탈피 h3는 820.6 kcal/kg, 터빈출구 엔탈피 h4는 508.4 kcal/kg, 급수펌프 입구 엔탈피(응축기 출구) h1은 32.55 kcal/kg, 0.5 kgf/cm2에서 급수의 비체적은 0.01 m3/kg이다.)

  1. 28.6
  2. 38.5
  3. 45.4
  4. 49.9
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 랭킨 사이클의 이론열효율을 구하는 문제입니다.
    터빈에서 생산된 일량에서 펌프가 소비한 일량을 뺀 순일량을 공급된 열량으로 나누어 계산합니다.
    기본 공식: $$\eta_t = \frac{(h_3 - h_4) - W_p}{h_3 - h_1}$$ (여기서 펌프 일량 $$W_p = v_1(P_2 - P_1)$$)
    숫자 대입:
    펌프 일량 $$W_p = 0.01 m^3/kg · (60 - 0.5) kgf/cm^2 · \frac{10^4 kgf\cdotm/m^2}{kgf/cm^2} · \frac{1}{427 kgf\cdotm/kcal} \approx 13.93 kcal/kg$$
    $$\eta_t = \frac{(820.6 - 508.4) - 13.93}{820.6 - 32.55}$$

    최종 결과: $$\eta_t = 38.5\%$$
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31. 27℃, 100 kPa에 있는 이상기체 1 kg을 1 MPa까지 가역단열압축 하였다. 이때 소요된 일의 크기는 몇 kJ인가? (단, 이 기체의 비열비는 1.4, 기체상수는 0.287 kJ/kgㆍK이다.)

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 이상기체의 가역단열압축 시 소요된 일을 계산하는 문제입니다.
    $$W = m · c_v · (T_2 - T_1)$$

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

    $$c_v = \frac{R}{k-1}$$

    $$T_1 = 27 + 273.15 = 300.15 K$$

    $$T_2 = 300.15 \left(\frac{1000}{100}\right)^{\frac{1.4-1}{1.4}} = 300.15 · (10)^{0.2857} = 579.49 K$$

    $$c_v = \frac{0.287}{1.4-1} = \frac{0.287}{0.4} = 0.7175 kJ/kg·K$$

    $$W = 1 · 0.7175 · (579.49 - 300.15)$$

    $$W = 200.39 \approx 200 kJ$$
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32. 800 kPa의 포화증기에서 물의 포화온도는 169.61℃, 포화수의 비엔탈피는 717 kJ/kg, 포화증기의 비엔탈피는 2,765 kJ/kg이다. 800 kPa에서 물의 포화액이 포화증기로 변하는 과정의 엔트로피 증가량은 약 몇 kJ/kgㆍK 인가?

  1. 1.38
  2. 2.54
  3. 3.31
  4. 4.63
(정답률: 34%)
  • 이 문제는 포화액이 포화증기로 변하는 과정의 엔트로피 증가량을 계산하는 문제입니다.
    $$\Delta s = \frac{h_{fg}}{T}$$

    $$h_{fg} = h_g - h_f$$

    $$T = T_{sat} + 273.15$$

    $$h_{fg} = 2765 - 717 = 2048 kJ/kg$$

    $$T = 169.61 + 273.15 = 442.76 K$$

    $$\Delta s = \frac{2048}{442.76}$$

    $$\Delta s = 4.63 kJ/kg·K$$
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33. 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: 62%)
  • 카르노 사이클은 두 개의 등온 과정과 두 개의 등엔트로피(가역단열) 과정으로 구성된 이상적인 열기관 사이클입니다.
    효율이 카르노사이클보다 더 높은 사이클이 있다: 카르노 사이클은 동일한 온도 범위 내에서 작동하는 모든 열기관 사이클 중 가장 높은 효율을 가진다.
    카르노사이클은 외부에서 열을 받고 일을 하지만 열을 방출하지는 않는다: 카르노 사이클은 고온원에서 열을 흡수하고 저온원으로 열을 방출한다.
    외부와의 열교환 과정은 유한 온도차에 의한 열전달을 통해 이루어진다: 카르노 사이클의 열교환 과정은 가역 등온 과정으로, 무한소 온도차에서 이루어진다.
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34. 101.3 kPa에서 건구온도 20℃, 상대습도 55%인 습공기에 대한 절대습도는 몇 kg/kg인가? (단, 20 ℃에서 수증기의 포화압력은 2.24 kPa이다.)

  1. 0.0066
  2. 0.0077
  3. 0.0088
  4. 0.0099
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 습공기의 절대습도를 구하는 문제입니다.
    $$P_v = \phi · P_s$$

    $$\omega = 0.622 \frac{P_v}{P_t - P_v}$$

    $$P_v = 0.55 · 2.24 = 1.232 kPa$$

    $$\omega = 0.622 \frac{1.232}{101.3 - 1.232}$$

    $$\omega = 0.0077 kg/kg$$
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35. 증기압축 냉동사이클에서 응축온도는 동일하고 증발온도가 다음과 같을 때 성능계수가 가장 큰 것은?

  1. －20℃
  2. －25℃
  3. －30℃
  4. －40℃
(정답률: 70%)
  • 증기압축 냉동사이클의 성능계수는 증발온도가 높을수록, 응축온도가 낮을수록 커집니다.
    －25℃: 증발온도가 낮아 성능계수가 작다.
    －30℃: 증발온도가 낮아 성능계수가 작다.
    －40℃: 증발온도가 낮아 성능계수가 작다.
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36. 기체 2 kg을 압력이 일정한 과정으로 50℃에서 150℃로 가열할 때, 필요한 열량은 몇 kJ인가? (단, 이 기체의 정적비열은 3.1 kJ/kgㆍ이고, 기체상수는 2.1 kJ/kgㆍ K이다.)

  1. 210
  2. 310
  3. 620
  4. 1,040
(정답률: 52%)
  • 이 문제는 정압 과정에서 기체를 가열하는 데 필요한 열량을 계산하는 문제입니다.
    정압 과정의 열량은 Q = m · cp · ΔT 공식으로 구합니다.
    먼저 정압비열(cp)을 계산합니다:
    $$c_p = c_v + R$$

    $$c_p = 3.1 + 2.1$$

    $$c_p = 5.2 kJ/kg·K$$

    다음으로 필요한 열량(Q)을 계산합니다:
    $$Q = m · c_p · (T_2 - T_1)$$

    $$Q = 2 × 5.2 × (150 - 50)$$

    $$Q = 2 × 5.2 × 100$$

    $$Q = 1040 kJ$$
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37. 2.4 MPa, 450℃인 과열증기를 160 kPa가 될 때까지 단열적으로 분출시킬 때, 출구속도는 1,060m/s 이었다. 속도 계수는 얼마인가? (단, 초속은 무시하고 입구와 출구 엔탈피는 각각 h1＝3,350kJ/kg, h2＝2,692 kJ/kg이다.)

  1. 0.225
  2. 0.543
  3. 0.769
  4. 0.924
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 노즐의 속도 계수를 구하는 문제입니다.
    속도 계수는 실제 출구 속도를 이상적인 출구 속도로 나눈 값입니다.
    이상적인 출구 속도는 에너지 보존 법칙을 통해 계산합니다.
    이상적인 출구 속도 (V_ideal):
    $$V_{ideal} = \sqrt{2(h_1 - h_2)}$$

    $$V_{ideal} = \sqrt{2 × (3350 - 2692) × 1000}$$

    $$V_{ideal} = \sqrt{2 × 658 × 1000}$$

    $$V_{ideal} = \sqrt{1316000}$$

    $$V_{ideal} = 1147.17 m/s$$

    속도 계수 (C_v):
    $$C_v = \frac{V_{actual}}{V_{ideal}}$$

    $$C_v = \frac{1060}{1147.17}$$

    $$C_v = 0.924$$
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38. 온도 30℃, 압력 350 kPa에서 비체적이 0.449 m3/kg인 이상기체의 기체상수는 몇 kJ/kgㆍ인가?

  1. 0.143
  2. 0.287
  3. 0.518
  4. 2.077
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 기체상수를 구하는 문제입니다.
    $$Pv = RT$$

    $$R = \frac{Pv}{T}$$

    주어진 값: P = 350 kPa, v = 0.449 m3/kg, T = 30℃ = 303.15 K
    $$R = \frac{350 × 0.449}{303.15}$$

    $$R = 0.518 kJ/kg·K$$
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39. 다음 h-s 선도를 이용하여 재열 랭킨(Ranking)사이클의 효율을 바르게 표시한 것은?

(정답률: 57%)
  • 이 문제는 재열 랭킨 사이클의 열효율을 h-s 선도를 이용하여 바르게 나타낸 것을 찾는 문제입니다.
    열효율은 (총 터빈 일 - 펌프 일) / (총 공급 열량)으로 계산됩니다.
    $$\eta = \frac{W_{net}}{Q_{in}} = \frac{(h_3 - h_4) + (h_5 - h_6) - (h_2 - h_1)}{(h_3 - h_2) + (h_5 - h_4)}$$

    1: 분모의 열량 공급 항이 잘못되었습니다.
    오답.
    2: 분자의 순 일량 항이 잘못되었습니다.
    오답.
    4: 분모의 열량 공급 항이 잘못되었습니다.
    오답.
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40. 가스 터빈에 의한 발전기에서 발전기 출력이 14,070 kW, 열교환기 입구가스온도는 470℃, 출구 가스온도는 170℃이고 열효율은 22%이다. 만약 저위발열량이 40,000kJ/kg인 C 중유를 연료로 사용한다면 C 중유의 소요량은 몇 kg/h인가?

  1. 279
  2. 752
  3. 4,752
  4. 5,756
(정답률: 30%)
  • 이 문제는 발전기 출력과 열효율, 연료의 저위발열량을 이용하여 연료 소요량을 계산합니다.
    연료 소요량 $$(kg/h) = \frac{발전기 출력 (kW)}{열효율} · \frac{3600 s/h}{저위발열량 (kJ/kg)}$$
    연료 소요량 $$(kg/h) = \frac{14070 kW}{0.22} · \frac{3600 s/h}{40000 kJ/kg}$$
    연료 소요량 $$(kg/h) \approx 5756$$
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3과목: 계측방법

41. 다음 중 적분동작(I동작)을 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 출력변화의 속도가 편차에 비례하는 동작
  2. 출력변화가 편차의 제곱근에 비례하는 동작
  3. 출력변화가 편차의 제곱근에 반비례하는 동작
  4. 조작량이 동작신호의 값을 경계로 완전 개폐되는 동작
(정답률: 71%)
  • 적분동작(I동작)은 편차가 존재하는 시간 동안 조작량을 계속 변화시켜 편차를 0으로 만드는 동작으로, 조작량의 변화 속도가 편차에 비례합니다.
    출력변화가 편차의 제곱근에 비례하는 동작: 적분동작에 대한 설명이 아니므로 오답.
    출력변화가 편차의 제곱근에 반비례하는 동작: 적분동작에 대한 설명이 아니므로 오답.
    조작량이 동작신호의 값을 경계로 완전 개폐되는 동작: 2위치 동작(On-Off 제어)에 대한 설명이므로 오답.
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42. 계측기의 성능을 나타내는 용어로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 정도
  2. 감도
  3. 정밀도
  4. 편차
(정답률: 57%)
  • 계측기의 성능을 나타내는 용어는 측정의 신뢰성과 정확도를 의미하며, 편차는 측정값의 흩어짐 정도를 나타내는 통계적 용어입니다.
    정도: 측정값이 참값에 얼마나 가까운지를 나타내는 성능 지표이므로 오답.
    감도: 입력 변화에 대한 출력 변화의 비율로, 작은 변화를 감지하는 능력을 나타내는 성능 지표이므로 오답.
    정밀도: 반복 측정 시 측정값들이 서로 얼마나 가까운지를 나타내는 성능 지표이므로 오답.
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43. 비접촉식 온도측정 방법 중 가장 정확한 측정을 할 수 있으나 기록, 경보, 자동제어가 불가능한 단점이 있는 온도계는?

  1. 압력식온도계
  2. 방사온도계
  3. 열전온도계
  4. 광고온계
(정답률: 78%)
  • 광고온계는 고온 측정에 가장 정확하지만, 복사 에너지를 시각적으로 비교하여 온도를 측정하므로 기록, 경보, 자동제어가 어렵습니다.
    압력식온도계: 접촉식 온도계이므로 오답.
    방사온도계: 비접촉식이나, 광고온계보다 정확도가 떨어지며 전기 신호로 변환하여 기록, 경보, 자동제어가 가능하므로 오답.
    열전온도계: 접촉식 온도계이므로 오답.
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44. 물탱크에서 수두높이가 10 m, 오리피스의 지름이 10 cm일 때 오리피스의 유량(Q)은 약 몇 m3/s인가?

  1. 0.11 m3/s
  2. 0.15 m3/s
  3. 0.24 m3/s
  4. 0.52 m3/s
(정답률: 48%)
  • 이 문제는 오리피스의 이론 유량을 베르누이 방정식을 적용하여 구합니다.
    유량 계수(C)를 1로 가정합니다.
    $$Q = A · \sqrt{2gh}$$

    $$Q = (\frac{\pi}{4} · (0.1)^2) · \sqrt{2 · 9.8 · 10}$$

    $$Q \approx 0.11$$
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45. 부르동관 압력계에서 부르동관의 재질로서 저압용으로 사용하는 것은?

  1. 인발관
  2. 석영
  3. 니켈강
  4. 스테인리스강
(정답률: 55%)
  • 부르동관 압력계에서 석영은 탄성이 좋고 내식성이 우수하여 저압용 부르동관 재질로 사용됩니다.
    인발관: 일반적인 금속관을 의미하며, 특정 재질을 지칭하기보다 가공 방식을 나타냅니다.
    니켈강: 고압 및 고온용으로 사용되는 경우가 많습니다.
    스테인리스강: 고압 및 내식성이 요구되는 곳에 널리 사용됩니다.
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46. 압력 측정범위가 0.1~1,000 kPa 정도인 탄성식 압력계로서 진공압 및 차압 측정용으로 주로 사용되는 것은?

  1. 벨로우즈식
  2. 부르동관식
  3. 금속 격막식
  4. 비금속 격막식
(정답률: 51%)
  • 벨로우즈식 압력계는 주름진 금속관의 신축을 이용하여 압력을 측정하며, 비교적 낮은 압력 범위(0.1~1,000 kPa)에서 진공압 및 차압 측정에 주로 사용됩니다.
    부르동관식: 고압 측정에 주로 사용되며, 측정 범위가 더 넓습니다.
    금속 격막식: 비교적 낮은 압력에 사용되지만, 벨로우즈식보다 측정 범위가 좁거나 특정 용도에 한정됩니다.
    비금속 격막식: 주로 저압 및 부식성 유체 측정에 사용됩니다.
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47. 정전 용량식 액면계의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 측정범위가 넓다.
  2. 구조가 간단하고 보수가 용이하다.
  3. 유전율이 온도에 따라 변화되는 곳에도 사용할 수 있다.
  4. 습기가 있거나 전극에 피측정체를 부착하는 곳에는 부적당하다.
(정답률: 61%)
  • 정전 용량식 액면계는 액체의 유전율 변화를 이용하여 액면을 측정하므로, 유전율이 온도에 따라 변화하면 측정 오차가 발생하여 사용하기 부적합합니다.
    측정범위가 넓다: 정전 용량식 액면계는 넓은 범위의 액면 측정이 가능합니다.
    구조가 간단하고 보수가 용이하다: 전극과 측정 회로로 구성되어 구조가 비교적 간단합니다.
    습기가 있거나 전극에 피측정체를 부착하는 곳에는 부적당하다: 습기나 이물질 부착은 유전율 변화에 영향을 주어 오차를 발생시키므로 부적합합니다.
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48. 다음 중 2개의 수은 온도계를 사용하는 습도계는?

  1. 모발 습도계
  2. 건습구 습도계
  3. 냉각식 습도계
  4. 건도계
(정답률: 81%)
  • 건습구 습도계는 건구 온도계와 습구 온도계(젖은 천으로 감싼 온도계) 두 개의 수은 온도계를 사용하여 건구 온도와 습구 온도의 차이로 습도를 측정합니다.
    모발 습도계: 사람의 머리카락이 습도에 따라 길이가 변하는 성질을 이용합니다.
    냉각식 습도계: 거울면을 냉각시켜 이슬점 온도를 측정합니다.
    건도계: 습도계의 일종이 아니며, 증기의 건도를 측정하는 장치입니다.
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49. 기전력을 이용한 것으로서 응답이 빠르고 급격히 변화하는 압력의 측정에 적당한 압력계는?

  1. 스트레인게이지(Strain Gauge)형
  2. 포텐시오메트릭(Potentiometric)형
  3. 캐피시탄스(Capacitance)형
  4. 피에조 일렉트릭(Piezoelectric)형
(정답률: 63%)
  • 피에조 일렉트릭(Piezoelectric)형 압력계는 압력 변화에 따라 발생하는 전하량을 측정하여 압력을 감지하므로 응답 속도가 빠르고 급격한 압력 변화 측정에 적합합니다.
    스트레인게이지(Strain Gauge)형: 변형률을 전기 저항 변화로 측정하며, 응답 속도가 피에조 일렉트릭형보다 느립니다.
    포텐시오메트릭(Potentiometric)형: 기계적 변위를 전기 저항 변화로 측정하며, 응답 속도가 느립니다.
    캐피시탄스(Capacitance)형: 압력에 의한 전극 간 거리 변화를 정전 용량 변화로 측정하며, 응답 속도가 피에조 일렉트릭형보다 느립니다.
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50. 벤투리관(Venturi Tube)에서 얻은 압력차 ΔP와 흐르는 유체의 체적유량 W(m3/s)와의 관계는? (단, k는 정수, r은 비중량을 나타낸다.)

(정답률: 76%)
  • 벤투리관을 통한 유체의 체적유량은 압력차의 제곱근에 비례하며, 이는 베르누이 방정식과 연속 방정식에서 유도됩니다.
    $$W = k \Delta P$$

    체적유량은 압력차의 제곱근에 비례하므로 오답.
    $$W = k (\Delta P)^2$$

    체적유량은 압력차의 제곱근에 비례하므로 오답.
    $$W = k \sqrt{\Delta P / r}$$

    중력가속도 2g 항이 누락되었으므로 오답.
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51. 피토관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 5 m/s 이하의 기체에서는 적용할 수 없다.
  2. Dust나 Mist가 많은 유체에는 부적당하다.
  3. 피토관의 머리 부분은 유체의 방향에 대하여 수직으로 부착한다.
  4. 흐름에 대하여 충분한 강도를 가져야 한다.
(정답률: 66%)
  • 피토관의 머리 부분은 유체의 흐름 방향과 평행하게 부착하여 전압을 측정해야 합니다.
    5 m/s 이하의 기체에서는 적용할 수 없다: 낮은 유속에서는 압력차가 작아 측정 오차가 커지므로 오답이 아닙니다.
    Dust나 Mist가 많은 유체에는 부적당하다: 피토관 내부가 막힐 수 있어 부적당하므로 오답이 아닙니다.
    흐름에 대하여 충분한 강도를 가져야 한다: 유체 흐름에 의해 손상되지 않도록 강도가 필요하므로 오답이 아닙니다.
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52. 다음 중 온도의 계량단위는?

  1. 보조단위
  2. 유도단위
  3. 특수단위
  4. 기본단위
(정답률: 87%)
  • 온도는 국제단위계(SI)에서 7가지 기본단위 중 하나입니다.
    보조단위: 라디안(rad), 스테라디안(sr)과 같이 무차원량에 사용되는 단위이므로 오답.
    유도단위: 기본단위들을 조합하여 만들어지는 단위이므로 오답.
    특수단위: SI 단위는 아니지만 특별히 사용이 허용된 단위이므로 오답.
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53. 폐(閉)루프를 형성하여 출력측의 신호를 입력측에 되돌리는 제어를 의미하는 것은?

  1. 시퀀스
  2. 뱅뱅
  3. 피드백
  4. 리셋
(정답률: 86%)
  • 피드백 제어는 출력 신호를 입력 측으로 되돌려 목표값과 비교하여 오차를 줄이는 제어 방식입니다.
    시퀀스: 미리 정해진 순서에 따라 각 단계를 진행하는 제어 방식이므로 오답.
    뱅뱅: 온-오프 제어의 다른 이름으로, 출력 신호를 되돌리는 개념과는 다릅니다.
    리셋: 제어 시스템의 초기화 기능이므로 오답.
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54. 다음 [그림]은 피드백 제어계의 구성을 나타낸 것이다. ( )안에 가장 적절한 것은?

  1. (1)조작량 (2)동작신호 (3)목표치 (4)기준입력신호 (5)제어편차 (6)제어량
  2. (1)목표치 (2)기준입력신호 (3)동작신호 (4)조작량 (5)제어량 (6)주피드백 신호
  3. (1)동작신호 (2)오프셋 (3)조작량 (4)목표치 (5)제어량 (6)설정신호
  4. (1)목표치 (2)설정신호 (3)동작신호 (4)오프셋 (5)제어량 (6)주피드백 신호
(정답률: 77%)
  • 피드백 제어계는 목표치와 제어량을 비교하여 제어편차를 줄이는 방식으로 작동하며, 각 구성 요소는 정해진 역할을 합니다.
    (1)조작량 (2)동작신호 (3)목표치 (4)기준입력신호 (5)제어편차 (6)제어량: 각 번호에 해당하는 용어가 올바르게 연결되지 않았으므로 오답.
    (1)동작신호 (2)오프셋 (3)조작량 (4)목표치 (5)제어량 (6)설정신호: 각 번호에 해당하는 용어가 올바르게 연결되지 않았으므로 오답.
    (1)목표치 (2)설정신호 (3)동작신호 (4)오프셋 (5)제어량 (6)주피드백 신호: 각 번호에 해당하는 용어가 올바르게 연결되지 않았으므로 오답.
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55. 가스크로마토그래피법에서 사용되는 검출기 중 물에 대하여 감도를 나타내지 않기 때문에 자연수 중에 들어있는 오염물질을 검출하는데 유용한 검출기는?

  1. 불꽃이온화검출기
  2. 열전도도검출기
  3. 전자포획검출기
  4. 원자방출검출기
(정답률: 73%)
  • 불꽃이온화검출기(FID)는 유기화합물에 높은 감도를 보이며, 물, CO2, O2 등 무기화합물에는 감도가 거의 없어 자연수 중 오염물질 검출에 유용합니다.
    열전도도검출기: 모든 물질에 반응하여 물에 대한 감도가 없다고 할 수 없으므로 오답.
    전자포획검출기: 할로겐 화합물 등 특정 전자 친화성 물질에 높은 감도를 보이므로 오답.
    원자방출검출기: 원자 방출 스펙트럼을 이용하며 물에 대한 감도가 없다고 할 수 없으므로 오답.
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56. 수은 온도계의 상용 온도 범위는 얼마인가?

  1. －60 ℃~200℃
  2. －35 ℃~350 ℃
  3. －15 ℃~300℃
  4. 0 ℃~400 ℃
(정답률: 67%)
  • 수은 온도계의 일반적인 상용 온도 범위는 수은의 어는점과 끓는점을 고려하여 －35 ℃~350 ℃입니다.
    －60 ℃~200℃: 수은 온도계의 상용 온도 범위가 아니므로 오답.
    －15 ℃~300℃: 수은 온도계의 상용 온도 범위가 아니므로 오답.
    0 ℃~400 ℃: 수은 온도계의 상용 온도 범위가 아니므로 오답.
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57. 가스크로마토그래피(GC)는 다음 중 어떤 원리를 응용한 것인가?

  1. 증발
  2. 증류
  3. 건조
  4. 흡착
(정답률: 82%)
  • 가스크로마토그래피(GC)는 이동상(기체)과 고정상(흡착제) 사이의 흡착 및 탈착 차이를 이용해 물질을 분리하는 원리를 응용한 것입니다.
    증발: 물질의 상변화 현상으로 오답.
    증류: 끓는점 차이를 이용한 분리법으로 오답.
    건조: 수분을 제거하는 과정으로 오답.
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58. 액체와 고체연료의 열량을 측정하는 열량계의 종류로 맞는 것은?

  1. 봄브식
  2. 융커스식
  3. 글리브랜드식
  4. 타그식
(정답률: 78%)
  • 봄브식 열량계는 액체 및 고체 연료의 발열량을 측정하는 데 사용됩니다.
    융커스식: 기체 연료의 발열량 측정용이므로 오답.
    글리브랜드식: 액체 및 고체 연료 측정용이 아니므로 오답.
    타그식: 액체 및 고체 연료 측정용이 아니므로 오답.
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59. U자관 압력계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 주로 통풍력을 측정하는데 사용된다.
  2. 정밀측정에 주로 사용된다.
  3. 수은, 물, 기름 등을 넣어 한쪽 또는 양쪽 끝에 측정 압력을 도입한다.
  4. 크기는 특수한 용도를 제외하고 2 m 이내의 것이 사용된다.
(정답률: 59%)
  • U자관 압력계는 주로 저압 측정에 사용되며, 정밀 측정에는 부적합합니다.
    주로 통풍력을 측정하는데 사용된다: U자관 압력계는 통풍력과 같은 저압 측정에 적합합니다.
    수은, 물, 기름 등을 넣어 한쪽 또는 양쪽 끝에 측정 압력을 도입한다: U자관 압력계의 작동 원리입니다.
    크기는 특수한 용도를 제외하고 2 m 이내의 것이 사용된다: U자관 압력계의 일반적인 크기 범위입니다.
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60. 백금 측온 저항체 온도계에서 표준 측온 저항체로 주로 사용되는 것은? (단, 0℃ 기준이다.)

  1. 0.1Ω
  2. 10Ω
  3. 100Ω
  4. 1,000 Ω
(정답률: 69%)
  • 백금 측온 저항체 온도계에서 0℃ 기준 표준 측온 저항체는 100Ω입니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 열처리로의 구조에 따른 분류가 아닌 것은?

  1. 상형로
  2. 대차로
  3. 진공로
  4. 회전로
(정답률: 55%)
  • 열처리로의 구조에 따른 분류가 아닌 것을 찾는 문제입니다.
    진공로는 열처리로의 분위기에 따른 분류입니다.
    상형로: 구조에 따른 분류입니다.
    대차로: 구조에 따른 분류입니다.
    회전로: 구조에 따른 분류입니다.
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62. 철금속가열로는 정격용량이 얼마를 초과하는 경우에 검사 대상기기에 해당되는가?

  1. 0.48 MW
  2. 0.58 MW
  3. 0.68 MW
  4. 0.78 MW
(정답률: 69%)
  • 철금속가열로는 정격용량이 0.58 MW를 초과하는 경우 검사 대상기기에 해당됩니다.
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63. 지식경제부장관은 에너지수급 안정을 위한 조치를 하고자 할 때에는 그 사유, 기간 및 대상자 등을 정하여 그 조치예정일 며칠 이전에 예고하여야 하는가?

  1. 5일
  2. 7일
  3. 10일
  4. 15일
(정답률: 70%)
  • 이 문제는 에너지이용 합리화법에 따른 에너지수급 안정 조치 예고 기간을 묻는 문제입니다.
    5일: 법정 기간이 아니므로 오답.
    7일: 지식경제부장관은 조치예정일 7일 이전에 예고하여야 하므로 정답.
    10일: 법정 기간이 아니므로 오답.
    15일: 법정 기간이 아니므로 오답.
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64. 셔틀요(Shuttle Kiln)의 특징에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 가마의 보유열보다 대차의 보유열이 열 절약의 요인이 된다.
  2. 급냉파가 생기지 않을 정도의 고온에서 제품을 꺼낸다.
  3. 가마 1개당 2대 이상의 대차가 있어야 한다.
  4. 가마의 보유열이 주로 제품의 예열에 쓰인다.
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 셔틀요(Shuttle Kiln)의 특징에 대한 이해를 묻는 문제입니다.
    가마의 보유열보다 대차의 보유열이 열 절약의 요인이 된다: 셔틀요는 대차에 제품을 싣고 가마에 넣었다 빼는 방식이므로, 대차의 보유열이 열 절약에 기여하는 것은 맞는 설명입니다.
    급냉파가 생기지 않을 정도의 고온에서 제품을 꺼낸다: 셔틀요는 간헐식 가마로, 제품을 가마 밖으로 꺼내어 냉각시키므로 급냉파를 방지하기 위해 적절한 온도에서 꺼내는 것이 중요합니다.
    가마 1개당 2대 이상의 대차가 있어야 한다: 셔틀요는 대차를 교대로 사용하여 생산성을 높이므로, 가마 1개당 2대 이상의 대차가 있는 것이 일반적입니다.
    가마의 보유열이 주로 제품의 예열에 쓰인다: 이는 터널요와 같은 연속식 가마의 특징으로, 셔틀요는 간헐식 가마이므로 해당 설명과 거리가 멉니다.
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65. 85℃의 물 120 kg의 온탕에 10℃의 물 140kg을 혼합하면 약 몇℃의 물이 되는가?

  1. 44.6
  2. 56.6
  3. 66.9
  4. 70.0
(정답률: 63%)
  • 이 문제는 열량 보존 법칙을 적용하여 혼합물의 최종 온도를 구하는 문제입니다.
    열량 보존 법칙:
    $$Q_1 = Q_2$$

    $$m_1 C_1 (T_1 - T_f) = m_2 C_2 (T_f - T_2)$$

    $$120 · 1 · (85 - T_f) = 140 · 1 · (T_f - 10)$$

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

    $$260 T_f = 11600$$

    $$T_f = 44.6$$
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66. 크롬벽돌이나 크롬-마그벽돌이 고온에서 산화철을 흡수하여 표면이 부풀어 오르고 떨어져 나가는 현상은?

  1. 버스팅
  2. 큐어링
  3. 슬래킹
  4. 스폴링
(정답률: 80%)
  • 이 문제는 내화벽돌의 손상 현상 중 하나인 버스팅에 대한 정의를 묻는 문제입니다.
    버스팅: 크롬벽돌이나 크롬-마그벽돌이 고온에서 산화철을 흡수하여 표면이 부풀어 오르고 떨어져 나가는 현상이므로 정답.
    큐어링: 콘크리트 양생과 관련된 용어이므로 오답.
    슬래킹: 석회석 등이 수분을 흡수하여 붕괴되는 현상이므로 오답.
    스폴링: 내화벽돌이 급격한 온도 변화나 기계적 충격으로 인해 표면이 떨어져 나가는 현상이므로 오답.
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67. 에너지사용계획을 수립하여 지식경제부장관에게 제출하여야 하는 민간사업주관자는 연간 얼마 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설을 설치하는 자로 정해져 있는가?

  1. 2,500티오이
  2. 5,000티오이
  3. 10,000티오이
  4. 25,000티오이
(정답률: 68%)
  • 이 문제는 에너지이용 합리화법 시행령에 따른 에너지사용계획 수립 대상 기준을 묻는 문제입니다.
    2,500티오이: 기준 미달이므로 오답.
    5,000티오이: 연간 5,000티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설을 설치하는 자가 해당하므로 정답.
    10,000티오이: 기준 초과이므로 오답.
    25,000티오이: 기준 초과이므로 오답.
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68. [그림]의 균열로에서 리큐퍼레이터는 어느 곳인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 74%)
  • 이 문제는 균열로의 구성 요소 중 리큐퍼레이터의 위치를 파악하는 문제이다.
    그림에서 2번은 배기가스의 폐열을 이용하여 연소용 공기를 예열하는 리큐퍼레이터(열회수장치)이다.
    1: 연소용 공기 공급 장치 또는 버너 관련 부분이다.
    3: 버너 또는 연료 공급 노즐이다.
    4: 가열실 또는 연소실이다.
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69. 냉난방온도의 제한온도를 정하는 기준 중 난방온도는 몇 ℃ 이하로 정해져 있는가?

  1. 18
  2. 20
  3. 22
  4. 26
(정답률: 76%)
  • 이 문제는 에너지이용 합리화법에 따른 난방온도 제한 기준을 묻는 문제이다.
    에너지이용 합리화법에 따른 난방온도 제한 기준은 20℃ 이하이다.
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70. 다음 ( ) 안에 알맞은 것은?

  1. A：5A, B：10 A
  2. A：10 A, B：15 A
  3. A：15A, B：20 A
  4. A：20 A, B：30 A
(정답률: 83%)
  • 이 문제는 보일러의 급수밸브 및 체크밸브 크기에 대한 규정을 묻는 문제이다.
    보일러의 급수밸브 및 체크밸브 크기 규정은 전열면적 10 m² 이하 보일러는 관의 호칭 15A 이상, 10 m² 초과 보일러는 관의 호칭 20A 이상으로 정해져 있다.
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71. 공단이사장 또는 검사기관의 장이 검사를 받는 자에게 그 검사의 종류에 따라 필요한 사항에 대한 조치를 하게 할 수 있는 사항이 아닌 것은?

  1. 검사수수료의 준비
  2. 기계적 시험의 준비
  3. 운전성능 측정의 준비
  4. 검사대상기기조종자에게 검사시 참여토록 조치
(정답률: 81%)
  • 이 문제는 검사기관의 장이 검사를 받는 자에게 조치하게 할 수 있는 사항에 대한 규정을 묻는 문제이다.
    검사수수료의 준비는 검사를 받는 자가 조치할 사항이 아니라, 검사기관에 납부해야 하는 비용이다.
    기계적 시험의 준비: 검사에 필요한 기계적 시험 준비는 검사 대상자가 조치해야 할 사항이다.
    운전성능 측정의 준비: 검사에 필요한 운전성능 측정 준비는 검사 대상자가 조치해야 할 사항이다.
    검사대상기기조종자에게 검사시 참여토록 조치: 검사의 원활한 진행을 위해 조종자의 참여는 필수적인 조치 사항이다.
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72. 다음 중 제강로가 아닌 것은?

  1. 고로
  2. 전로
  3. 평로
  4. 전기로
(정답률: 77%)
  • 고로는 철광석에서 선철을 생산하는 용광로이며, 강철을 만드는 제강로가 아닙니다.
    전로: 선철을 강철로 만드는 제강로입니다.
    평로: 선철과 고철을 강철로 만드는 제강로입니다.
    전기로: 고철을 녹여 강철을 만드는 제강로입니다.
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73. 효율기자재의 제조업자는 효율관리시험기관으로부터 측정 결과를 통보받은 날로부터 며칠 이내에 그 측정결과를 에너지관리공단에 신고하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 개정된 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 15일
  2. 30일
  3. 60일
  4. 90일
(정답률: 57%)
  • (개정 전 규정 기준) 효율기자재 제조업자는 측정 결과를 통보받은 날로부터 60일 이내에 에너지관리공단에 신고해야 했습니다. (참고: 현행 규정은 30일 이내로 개정되었습니다.)
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74. 에너지 총조사는 몇 년을 주기로 실시하는가?

  1. 2년
  2. 3년
  3. 5년
  4. 7년
(정답률: 81%)
  • 에너지이용 합리화법에 따라 에너지 총조사는 3년 주기로 실시됩니다.
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75. 설치 후 3년이 지난 보일러로서 설치장소 변경검사를 받은 보일러는 검사 후 얼마 이내에 운전성능검사를 받아야 하는가?

  1. 7일 이내
  2. 15일 이내
  3. 1개월 이내
  4. 3개월 이내
(정답률: 65%)
  • 에너지이용 합리화법 시행규칙에 따라 설치장소 변경검사를 받은 보일러는 검사 후 1개월 이내에 운전성능검사를 받아야 합니다.
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76. 내화물이 가져야 할 물리, 화학적 특성을 설명한 것이다. 거리가 가장 먼 것은?

  1. 사용온도에 충분히 견디는 강도가 있을 것
  2. 급격한 온도 변화에 견딜 것
  3. 팽창, 수축이 적을 것
  4. 열전도율이 단열재 이하로 작을 것
(정답률: 81%)
  • 내화물은 고온에 견디는 것이 주 목적이며, 열전도율이 낮아야 하지만 단열재만큼 낮을 필요는 없습니다.
    사용온도에 충분히 견디는 강도가 있을 것: 내화물의 필수 특성입니다.
    급격한 온도 변화에 견딜 것: 열충격 저항성이 높아야 합니다.
    팽창, 수축이 적을 것: 열팽창률이 낮아 변형이 적어야 합니다.
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77. 버터플라이 밸브(Butterfly Valve)의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 90° 회전으로 개폐가 가능하다.
  2. 유량조절이 가능하다.
  3. 완전 열림 시 유체저항이 크다.
  4. 개구경의 관로에 적용되며 조름밸브(Throttle Valve)로 사용된다.
(정답률: 77%)
  • 버터플라이 밸브는 완전 열림 시 유체 저항이 작아 유량 손실이 적다.
    90° 회전으로 개폐가 가능하다: 버터플라이 밸브는 쿼터 턴(90° 회전) 밸브이므로 옳은 설명이다.
    유량조절이 가능하다: 디스크의 회전 각도에 따라 유량을 조절할 수 있으므로 옳은 설명이다.
    개구경의 관로에 적용되며 조름밸브(Throttle Valve)로 사용된다: 대구경 관로에 주로 사용되며 유량 조절용(조름밸브)으로도 활용되므로 옳은 설명이다.
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78. 에너지저장시설의 보유 또는 저장의무의 부과시 정당한 사유 없이 이를 거부하거나 이행하지 아니한 자에 대한 벌칙 기준은?

  1. 500만원 이하로 벌금
  2. 1천만원 이하의 벌금
  3. 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금
  4. 2년 이하의 징역 또는 2천만원 이하의 벌금
(정답률: 56%)
  • 에너지이용 합리화법 제78조(벌칙)에 따라 에너지저장시설의 보유 또는 저장의무를 정당한 사유 없이 거부하거나 이행하지 아니한 자는 2년 이하의 징역 또는 2천만원 이하의 벌금에 처한다.
    500만원 이하로 벌금: 해당 법규 위반에 대한 벌칙 기준이 아니다.
    1천만원 이하의 벌금: 해당 법규 위반에 대한 벌칙 기준이 아니다.
    1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금: 해당 법규 위반에 대한 벌칙 기준이 아니다.
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79. 최고안전사용온도가 600 ℃ 이상의 고온용 무기질 보온재는?

  1. 펄라이트(Pearlite)
  2. 폼 유리(Foam Glass)
  3. 석연보온재
  4. 규조토
(정답률: 79%)
  • 펄라이트(Pearlite)는 최고 사용 온도가 600 ℃ 이상으로 고온용 무기질 보온재로 적합하다.
    폼 유리(Foam Glass): 최고 사용 온도가 약 400 ℃ 이하이므로 오답.
    석연보온재: 최고 사용 온도가 약 300 ℃ 이하이므로 오답.
    규조토: 최고 사용 온도가 약 900 ℃ 이상으로 고온용이지만, 펄라이트도 600 ℃ 이상 고온용으로 사용된다.
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80. 배관의 경제적 보온 두께 산정 시 고려대상으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열량가격
  2. 배관공사비
  3. 감가상각년수
  4. 연간사용시간
(정답률: 70%)
  • 경제적 보온 두께 산정은 보온재 설치 비용과 에너지 손실 절감액의 균형점을 찾는 것이므로, 배관공사비는 직접적인 고려 대상이 아니다.
    열량가격: 에너지 손실 절감액 계산에 필수적이므로 고려 대상이다.
    감가상각년수: 보온재 초기 투자비용의 회수 기간과 관련되므로 고려 대상이다.
    연간사용시간: 에너지 손실량 및 절감액 계산에 영향을 미치므로 고려 대상이다.
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5과목: 열설비설계

81. 보일러를 옥내에 설치하는 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 불연성 물질의 격벽으로 구분된 장소에 설치한다.
  2. 보일러 동체 최상부로부터 천정, 배관 등 보일러상부에 있는 구조물까지의 거리는 0.3 m 이상으로 한다.
  3. 연도의 외측으로부터 0.3 m 이내에 있는 가연성 물체에 대하여는 금속 이외의 불연성 재료로 피복한다.
  4. 연료를 저장할 때에는 소형보일러의 경우 보일러 외측으로부터 1 m 이상 거리를 두거나 반격벽으로 할 수 있다.
(정답률: 78%)
  • 보일러 동체 최상부로부터 천정, 배관 등 보일러 상부에 있는 구조물까지의 거리는 1.2 m 이상으로 해야 하므로 오답입니다.
    불연성 물질의 격벽으로 구분된 장소에 설치한다: 이는 보일러 설치 기준에 부합하므로 옳은 설명입니다.
    연도의 외측으로부터 0.3 m 이내에 있는 가연성 물체에 대하여는 금속 이외의 불연성 재료로 피복한다: 이는 연도 설치 기준에 부합하므로 옳은 설명입니다.
    연료를 저장할 때에는 소형보일러의 경우 보일러 외측으로부터 1 m 이상 거리를 두거나 반격벽으로 할 수 있다: 이는 연료 저장 기준에 부합하므로 옳은 설명입니다.
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82. 내, 외경이 각각 0.16 m, 0.166 m, 길이가 30 m인 강관으로 포화증기(170℃)를 이송하고자 한다. 강관 둘레에 두께 5 cm의 마그네시아(k＝0.06 kcal/mㆍㆍhㆍ℃) 피복을 하였더니 피복 면온도는 40℃가 되었다. 이때 피복을 통한 열 손실은 약 몇 kcal/h 인가? (단, 강관의 외경 온도는 증기 온도와 동일하다고 가정한다.)

  1. 1,620.3
  2. 1,830.7
  3. 3,118.2
  4. 3,971.7
(정답률: 41%)
  • 이 문제는 원통형 보온재를 통한 열 손실을 계산하는 문제입니다.
    $$Q = \frac{2 \pi L k (T_1 - T_2)}{\ln(r_2/r_1)}$$

    $$Q = \frac{2 \pi · 30 · 0.06 · (170 - 40)}{\ln(0.133/0.083)}$$

    $$Q = 3118.2$$
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83. 연소가스량이 1,500 m3/min이고, 송풍기에 의한 압력수두가 10 mmH2O, 송풍기 효율이 0.6인 경우 송풍기 소요동력은 약 몇 PS 인가?

  1. 2.23
  2. 5.56
  3. 8.56
  4. 10.23
(정답률: 52%)
  • 이 문제는 송풍기의 소요동력을 계산하는 문제입니다.
    $$P = \frac{Q · H}{\eta · 75}$$

    $$P = \frac{(1500/60) · 10}{0.6 · 75}$$

    $$P = 5.56$$
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84. 다음 그림과 같이 길이가 L인 원통 벽을 전도에 의한 전열량(q)은 아래 식으로 나타낼 수 있다. q＝k Ac(단, k＝원통벽의 열전도도이다.) 위 식 중의 Ac를 그림에 주어진 r0, r1, L 값으로 표시하면?

(정답률: 61%)
  • 이 문제는 원통 벽의 전도에 의한 전열량 식에서 등가 전열 면적(Ac)을 구하는 문제입니다.
    원통 벽의 열전달은 대수 평균 면적을 사용합니다.
    $$A_c = \frac{2 \pi L (r_o - r_i)}{\ln(r_o/r_i)}$$

    $$A_c = \frac{2 \pi L (r_o - r_i)}{\ln(r_o/r_i)}$$
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85. 관 스테이를 용접으로 부착하는 경우에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 용접의 다리길이는 10 mm 이상으로 한다.
  2. 스테이의 끝은 판의 외면보다 안쪽에 있어야 한다.
  3. 관 스테이의 두께는 4 mm 이상으로 한다.
  4. 스테이의 끝은 화염에 접촉하는 판의 바깥으로 5 mm를 초과하여 돌출해서는 안된다.
(정답률: 66%)
  • 관 스테이의 두께는 4 mm 이상으로 규정되어 있습니다.
    용접의 다리길이는 10 mm 이상으로 한다: 용접 다리 길이는 6 mm 이상으로 하므로 오답.
    스테이의 끝은 판의 외면보다 안쪽에 있어야 한다: 스테이의 끝은 판의 외면보다 바깥쪽에 있어야 하므로 오답.
    스테이의 끝은 화염에 접촉하는 판의 바깥으로 5 mm를 초과하여 돌출해서는 안된다: 10 mm를 초과하여 돌출해서는 안되므로 오답.
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86. 노통연관 보일러의 노통 바깥면과 이것에 가장 가까운 연관의 면과는 몇 mm 이상의 틈새를 두어야 하는가?

  1. 30
  2. 50
  3. 60
  4. 100
(정답률: 71%)
  • 노통연관 보일러의 노통 바깥면과 가장 가까운 연관의 면 사이에는 50mm 이상의 틈새를 두어 물의 순환을 원활하게 하고 청소 및 검사를 용이하게 해야 한다.
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87. 원통 보일러의 노통은 주로 어떤 열응력을 받는가?

  1. 압축 응력
  2. 인장 응력
  3. 굽힘 응력
  4. 전단 응력
(정답률: 71%)
  • 원통 보일러의 노통은 외부의 높은 압력(보일러 내부 압력)에 의해 주로 압축 응력을 받는다.
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88. 다음 중 연질스케일을 생성시킬 수 있는 성분이 아닌 것은?

  1. 탄산마그네슘
  2. 규산칼슘
  3. 산화철
  4. 탄산칼슘
(정답률: 52%)
  • 규산칼슘(CaSiO3)은 주로 경질 스케일(hard scale)을 형성하는 성분이다.
    탄산마그네슘: 연질 스케일을 형성하는 주요 성분 중 하나이므로 오답.
    산화철: 연질 스케일을 형성하는 주요 성분 중 하나이므로 오답.
    탄산칼슘: 연질 스케일을 형성하는 주요 성분 중 하나이며, 고온에서는 경질 스케일로 변하기도 하므로 오답.
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89. 다음 무차원수에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. Nusselt수는 열전달계수와 관계가 있다.
  2. Prandtl수는 동점성계수와 관계가 있다.
  3. Reynolds수는 층류 및 난류와 관계가 있다.
  4. Stanton수는 확산계수와 관계가 있다.
(정답률: 69%)
  • Stanton수는 열전달계수, 유체의 비열, 밀도, 속도와 관계가 있으며, 확산계수와 직접적인 관계는 없다.
    1] Nusselt수는 열전달계수와 관계가 있다.: Nusselt수는 대류 열전달과 전도 열전달의 비를 나타내며, 열전달계수와 직접적인 관계가 있으므로 옳은 설명.
    2] Prandtl수는 동점성계수와 관계가 있다.: Prandtl수는 운동량 확산과 열 확산의 비를 나타내며, 동점성계수와 관계가 있으므로 옳은 설명.
    3] Reynolds수는 층류 및 난류와 관계가 있다.: Reynolds수는 관성력과 점성력의 비를 나타내며, 유동이 층류인지 난류인지를 판단하는 기준이 되므로 옳은 설명.
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90. 보일러의 형식에 따른 보일러의 명칭이 바르지 않게 짝지어진 것은?

  1. 노통식 원통보일러 - 코니시(Cornish) 보일러
  2. 노통연관식 원통보일러 - 라몬트(Lamont) 보일러
  3. 자연순환식 수관보일러 - 다꾸마(Takuma) 보일러
  4. 관류식 수관보일러 - 슐저(Sulzer) 보일러
(정답률: 65%)
  • 라몬트 보일러는 강제순환식 수관 보일러에 해당합니다.
    노통식 원통보일러 - 코니시(Cornish) 보일러: 옳은 짝짓기입니다.
    자연순환식 수관보일러 - 다꾸마(Takuma) 보일러: 옳은 짝짓기입니다.
    관류식 수관보일러 - 슐저(Sulzer) 보일러: 옳은 짝짓기입니다.
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91. 증발량 2 ton/h, 최고 사용압력 10 kg/cm2, 급수온도 20℃, 최대 증발율 25 kg/m2ㆍh인 원통 보일러에서 평균 증발율을 최대 증발율의 90%로 할 때 평균 증발량(kg/h)은?

  1. 1,200
  2. 1,500
  3. 1,800
  4. 2,100
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 보일러의 최대 증발량에 평균 증발율 비율을 적용하여 평균 증발량을 구합니다.
    평균 증발량 $$= 최대 증발량 × 평균 증발율 비율$$
    평균 증발량 $$= 2000 kg/h × 0.90$$
    평균 증발량 $$= 1800 kg/h$$
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92. 다음 중 열전도율이 가장 낮은 것은?

  1. 니켈
  2. 탄소강
  3. 스케일
  4. 그을음
(정답률: 83%)
  • 그을음은 다공성 물질로 열전도율이 매우 낮아 보일러 효율을 저하시킵니다.
    니켈: 금속으로 열전도율이 높습니다.
    탄소강: 금속으로 열전도율이 높습니다.
    스케일: 금속보다는 낮지만 그을음보다는 열전도율이 높습니다.
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93. 나사식 파이프 조인트에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 소구경(小口徑)이고 저압의 파이프에 사용한다.
  2. 관로의 방향을 일정하게 할 때 사용한다.
  3. 저압, 대구경(大口徑)의 파이프에 사용한다.
  4. 파이프의 분기점에는 사용해서는 안된다.
(정답률: 63%)
  • 나사식 파이프 조인트는 소구경 저압 배관에 주로 사용됩니다.
    관로의 방향을 일정하게 할 때 사용한다: 관로의 방향을 변경하거나 분기할 때도 사용합니다.
    저압, 대구경(大口徑)의 파이프에 사용한다: 대구경에는 플랜지 접합을 주로 사용합니다.
    파이프의 분기점에는 사용해서는 안된다: 분기점에도 사용 가능합니다.
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94. 보일러에는 내부의 청소와 검사에 필요한 맨홀을 설치하여야 한다. 맨홀의 크기는 안지름 몇 mm 이상의 원형으로 하여야 하는가?

  1. 275
  2. 300
  3. 375
  4. 400
(정답률: 57%)
  • 보일러 맨홀은 내부 청소 및 검사를 위해 안지름 375 mm 이상의 원형으로 설치해야 합니다.
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95. 물을 사용하는 설비에서 부식을 초래하는 인자가 아닌 것은?

  1. 용존산소
  2. 용존 탄산가스
  3. pH
  4. 실리카(SiO2)
(정답률: 85%)
  • 실리카는 물을 사용하는 설비에서 스케일 형성의 주된 원인이지만, 직접적인 부식 인자는 아니다.
    용존산소: 금속의 산화 반응을 촉진하여 부식을 유발하므로 오답.
    용존 탄산가스: 물에 녹아 탄산을 형성하여 pH를 낮추고 부식을 촉진하므로 오답.
    pH: 낮은 pH(산성)는 금속의 부식을 가속화하고, 높은 pH(알칼리성)도 특정 금속에 부식을 유발할 수 있으므로 오답.
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96. 성적계수(COP)R가 5.2인 증기압축 냉동기의 1냉동톤당 이론압축기 구동마력(PS)은 약 얼마인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 냉동기의 성적계수와 냉동톤을 이용하여 압축기 구동마력을 계산하는 문제입니다. 1 RT는 3320 kcal/h, 1 PS는 632 kcal/h입니다.
    $$P_{PS} = \frac{1 RT}{COP_R · 1 PS}$$

    $$P_{PS} = \frac{3320 kcal/h}{5.2 · 632 kcal/h/PS}$$

    $$P_{PS} = 1.009 \approx 1$$
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97. 최고사용압력이 0.1 MPa 이하인 주철제 압력용기의 수압시험은 몇 MPa으로 실시하여야 하는가?

  1. 0.12
  2. 0.15
  3. 0.2
  4. 0.25
(정답률: 61%)
  • 최고사용압력이 0.1 MPa 이하인 주철제 압력용기는 0.2 MPa로 수압시험을 실시한다.
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98. 수증기관에 만곡관을 설치하는 주된 목적은?

  1. 증기관 속의 응결수를 배제하기 위하여
  2. 열팽창에 의한 관의 팽창작용을 허용하기 위하여
  3. 증기의 통과를 원활히 하고 급수의 양을 조절하기 위하여
  4. 강수량의 순환을 좋게 하고 급수량의 조절을 쉽게 하기 위하여
(정답률: 62%)
  • 만곡관은 배관의 열팽창 및 수축으로 발생하는 응력을 흡수하여 배관의 손상을 방지한다.
    증기관 속의 응결수를 배제하기 위하여: 스팀 트랩이나 드레인 밸브의 역할이므로 오답.
    증기의 통과를 원활히 하고 급수의 양을 조절하기 위하여: 유량 조절 밸브나 펌프의 역할이므로 오답.
    강수량의 순환을 좋게 하고 급수량의 조절을 쉽게 하기 위하여: 보일러 급수 시스템과 관련된 내용으로 만곡관의 목적과 무관하므로 오답.
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99. 두께가 3 mm인 탄소 강판으로 제조된 노벽에서 내측으로부터 외측으로 전열현상이 발생될 때의 열확산계수는 약 몇 m2/s인가? (단, K＝43 W/mㆍ℃, Cp＝0.473 kgㆍ℃, ρ＝7,800 kg/m3이다.)

  1. 1.17×10－5
  2. 1.17×10－2
  3. 2.23×10－5
  4. 2.23×10－2
(정답률: 39%)
  • 이 문제는 열전도율, 밀도, 비열을 이용하여 열확산계수를 구하는 문제입니다.
    비열 단위는 J/kg·℃로 환산하여 계산합니다.
    $$\alpha = \frac{K}{\rho · C_p}$$

    $$\alpha = \frac{43}{7800 · 473}$$

    $$\alpha = 1.17 × 10^{-5}$$
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100. 가스용 보일러의 배기가스 중 일산화탄소의 이산화탄소에 대한 비는 얼마 이하이어야 하는가?

  1. 0.001
  2. 0.002
  3. 0.003
  4. 0.005
(정답률: 66%)
  • 가스용 보일러의 배기가스 중 일산화탄소(CO)와 이산화탄소(CO2)의 비는 불완전 연소의 지표로, 0.002 이하로 유지되어야 합니다.
    0.001: 기준치보다 낮으므로 오답.
    0.003: 기준치보다 높으므로 오답.
    0.005: 기준치보다 높으므로 오답.
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