가스기사 필기 기출문제복원 (2003-05-25)

가스기사
(2003-05-25 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 그림과 같은 관에서 유체가 유동할 때 마하수는 Ma ＜ 1이라 한다. 이 때 압력과 속도의 변화에 대해서 맞게 설명한 것은? (단, 압력은 P, 속도는 v로 표시함)

  1. dv : 증가, dP : 감소
  2. dv : 증가, dP : 증가
  3. dv : 감소, dP : 감소
  4. dv : 감소, dP : 증가
(정답률: 59%)
  • 마하수 $Ma < 1$인 아음속 유동에서 와 같이 관의 단면적이 감소하면, 베르누이 원리에 의해 유속 $v$는 증가하고 압력 $P$는 감소합니다.
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2. 그림과 같이 지름 0.04m 인 관이 분기되었다가 C지점에서 만난다. A지점의 유체(물)가 60m/sec 의 속도로 움직여서 B지점에서 30m/sec 유입되는 본류와 C지점에서 충돌했을 때 고정평판이 받는 힘은?

  1. 56.7㎏
  2. 113.3㎏
  3. 156.5㎏
  4. 203.9㎏
(정답률: 40%)
  • 유체의 운동량 변화량에 의해 고정평판이 받는 힘을 구하는 문제입니다. A지점에서 들어오는 유량과 B지점에서 유입되는 유량의 속도 성분을 분석하여 수평 방향의 힘을 계산합니다.
    $$\text{Force} = \rho Q (v_{in} - v_{out})$$
    $$\text{Force} = 1000 \times (\frac{\pi \times 0.04^2}{4} \times 60) \times (60 - 30 \cos 30^\circ)$$
    $$\text{Force} = 113.3\text{kg}$$
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3. 진공상태의 용기에 밸브가 설치되어 있다. 이 때 밸브를 갑자기 열어 3㎫, 300K 의 공기가 용기안으로 들어오게 하여 용기의 압력이 3㎫ 이 되었을때 바로 밸브를 닫았다. 이 때 용기안의 마지막 평형 상태온도는? (단, u = CvT 이고 Cv = 0.716KJ/㎏ㆍ°K 이고, h = CPT 이고 CP = 1.005KJ/㎏ㆍ°K 로 가정한다.)

  1. 300K
  2. 346K
  3. 387K
  4. 421K
(정답률: 12%)
  • 진공 용기에 공기가 유입될 때, 유입되는 공기의 엔탈피가 용기 내부의 내부 에너지로 전환되는 정압 과정의 에너지 평형을 이용합니다.
    $$T_{2} = T_{1} \frac{C_{P}}{C_{v}}$$
    $$T_{2} = 300 \times \frac{1.005}{0.716}$$
    $$T_{2} = 421.4$$
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4. 직경 10㎝ 의 원관내를 10㎝/s 로 흐르던 물이 직경 25㎝ 의 큰 관속으로 흐를 때 확대마찰 손실계수(Ke)는?

  1. 0.36
  2. 0.60
  3. 0.71
  4. 0.84
(정답률: 27%)
  • 확대마찰 손실계수는 관의 직경비에 의해 결정되며, 다음 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    $$K_e = 0.5 \times (1 - \frac{d_1^2}{d_2^2})^2$$
    $$K_e = 0.5 \times (1 - \frac{10^2}{25^2})^2$$
    $$K_e = 0.71$$
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5. 유체흐름에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 원관속에서 유체가 정상 층류운동을 하고 있을 때 가장 중요한 힘은 점성력과 관성력이다.
  2. 정상흐름이란 유체입자가 서로 층을 형성하여 규칙적이고 질서있게 흐르며 마찰에 의한 에너지 손실이 없는 것이다.
  3. 질량보존의 법칙은 이상유체뿐만 아니라 실제유체에 그대로 적용할 수 있다.
  4. 뉴톤의 점성법칙은 전단응력, 점성계수 및 각 변형률 변수의 함수관계를 나타낸다.
(정답률: 43%)
  • 정상흐름(Steady flow)은 시간의 흐름에 따라 유체의 속도, 압력, 밀도 등이 변하지 않는 흐름을 의미합니다. 유체입자가 층을 형성하여 규칙적으로 흐르는 것은 층류(Laminar flow)에 대한 설명이며, 실제 유체 흐름에서는 마찰에 의한 에너지 손실이 반드시 발생합니다.
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6. 압축성 유체가 공기 중에 노출되어 단열되지 않은 관을 통해 흐르고 있을 때, 음향속도 a 와 최대속도 a'의 관계식 이다. 이 때 압축성 유체가 공기인 경우 의 값은?

  1. 1.4
  4. 1.8
(정답률: 71%)
  • 압축성 유체가 공기인 경우, 비열비 $r$은 $1.4$입니다. 문제에서 요구하는 값은 $\sqrt{r}$이므로 다음과 같이 계산합니다.
    $$r = 1.4$$
    $$\sqrt{r} = \sqrt{1.4}$$
    $$\text{결과} = $$
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7. 축류펌프의 날개 수가 증가할 때 펌프성능은?

  1. 양정이 일정하고 유량이 증가
  2. 유량과 양정이 모두 증가
  3. 양정이 감소하고 유량이 증가
  4. 유량이 일정하고 양정이 증가
(정답률: 47%)
  • 축류펌프에서 날개 수가 증가하면 유체에 가해지는 에너지가 커져 양정은 증가하지만, 유량은 날개 수와 관계없이 일정하게 유지되는 특성을 가집니다.
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8. 원심펌프에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 액체를 균일한 압력으로 수송할 수 있다.
  2. 캐비테이션 현상은 잘 일으키지 않는다.
  3. 마감점이 낮고 마감기동이 가능하다.
  4. 양정거리가 크고 수송량이 적을 때 사용된다.
(정답률: 47%)
  • 원심펌프는 일반적으로 양정거리가 짧고 수송량이 많을 때 유리한 펌프입니다.
    오답 노트
    캐비테이션 현상은 잘 일으키지 않는다: 원심펌프는 흡입 조건에 따라 캐비테이션이 발생하기 쉬운 특성이 있습니다.
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9. 탱크 안의 액체의 비중량은 0.7g/cm3 이며 압력은 3kg/cm2이다. 이를 수두로 나타내면?

  1. 4.286m
  2. 42.86m
  3. 0.429m
  4. 428.6m
(정답률: 38%)
  • 압력을 수두(높이)로 변환하는 공식은 압력을 비중량으로 나누어 계산합니다.
    $$h = \frac{P}{\gamma}$$
    $$h = \frac{3 \times 10,000}{0.7 \times 1,000}$$
    $$h = 42.86\text{ m}$$
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10. 질량보존의 법칙을 유체유동에 적용한 방정식은?

  1. 오일러 방정식
  2. 달시 방정식
  3. 운동량 방정식
  4. 연속 방정식
(정답률: 64%)
  • 유체 역학에서 질량보존의 법칙을 수학적으로 표현하여 유입되는 질량과 유출되는 질량이 같음을 나타낸 식을 연속 방정식이라고 합니다.
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11. 550K인 공기가 15m/sec 의 속도로 매끈한 평판위를 흐르고 있다. 경계층이 층류에서 난류로 천이하는 위치는 선단에서 거리가 얼마인가? (단, 동점성계수는 4.2 × 10-5m2/sec)

  1. 0.7m
  2. 1.4m
  3. 2.1m
  4. 2.8m
(정답률: 41%)
  • 평판 경계층에서 층류가 난류로 천이하는 임계 레이놀즈 수 $Re = 500,000$을 기준으로 천이 거리를 계산합니다.
    $$ x = \frac{Re \times \nu}{V} $$
    $$ x = \frac{500,000 \times 4.2 \times 10^{-5}}{15} $$
    $$ x = 1.4 $$
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12. 밀도가 84.6 kg/m3 인 유체의 비중량은?

  1. 8.64 N/m3
  2. 86.4 N/m3
  3. 829 N/m3
  4. 82.9 N/m3
(정답률: 38%)
  • 유체의 비중량은 밀도에 중력가속도를 곱하여 계산합니다.
    $$ \gamma = \rho \times g $$
    $$ \gamma = 84.6 \times 9.81 $$
    $$ \gamma = 829.9 $$
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13. 평균풍속 10m/sec 인 바람 속에 매끈한 평판을 바람과 평행으로 놓았을 때 평판의 선단으로부터 5cm 되는 곳에서의 레이놀드수는? (단, 동점성계수는 0.156 × 10-4m2/sec이다.)

  1. 3.2 × 104
  2. 6.4 × 108
  3. 1.8 × 104
  4. 9.8 × 105
(정답률: 47%)
  • 평판 위의 레이놀즈수는 특성 길이(선단으로부터의 거리)와 속도, 동점성계수를 이용하여 계산합니다.
    $$Re = \frac{V L}{\nu}$$
    $$Re = \frac{10 \times 0.05}{0.156 \times 10^{-4}}$$
    $$Re = 3.2 \times 10^4$$
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14. 수평원관내에서 유체의 흐름이 층류일 때 전단응력의 분포는?

  1. 전단면에 걸쳐서 일정하다.
  2. 관벽에서 0 이고 중심에서 최대의 값을 갖는다.
  3. 관중심에서 0 이고 관벽까지 직선적으로 증가한다.
  4. 관중심에서 0 이고 반지름의 제곱에 비례한다.
(정답률: 28%)
  • 수평 원관 내 층류 흐름에서 전단응력은 관 중심에서 $0$이며, 관 벽으로 갈수록 반지름에 비례하여 선형적으로 증가하는 분포를 가집니다.
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15. 음속을 C, 물체의 속도를 V 라고 할 때, Mach수 는?

  1. V/C
  2. V/C2
  3. C/V
  4. C2/V
(정답률: 76%)
  • 마하수(Mach number)는 유체의 속도와 그 매질에서의 음속의 비로 정의됩니다.
    $$M = \frac{V}{C}$$
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16. 전단속도가 증가함에 따라 점도가 감소하는 유체는?

  1. 딕소트로픽(thixotropic) 유체
  2. 레오펙틱(rheopectic) 유체
  3. 빙햄플라스틱(Bingham plastic) 유체
  4. 뉴톤유체(Newtonians)
(정답률: 17%)
  • 전단속도가 증가함에 따라 점도가 감소하는 성질을 가소성 또는 의소성(Pseudoplastic)이라고 하며, 시간 의존성으로 점도가 감소하는 유체를 딕소트로픽(thixotropic) 유체라고 합니다.
    오답 노트
    레오펙틱 유체: 전단속도 증가 시 점도 증가
    빙햄플라스틱 유체: 임계 전단응력 이상에서만 흐름
    뉴톤유체: 점도가 전단속도와 무관하게 일정
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17. 원통형 기름탱크의 깊이가 63 ft 인데, 밀도 45 lbm/ft3인 기름이 들어있고 상부는 대기로 열려있다. 이 탱크 바닥에서의 계기압력은?

  1. 16.5 lbf/in2
  2. 17.7 lbf/in2
  3. 18.6 lbf/in2
  4. 19.7 lbf/in2
(정답률: 12%)
  • 유체 기둥의 높이에 따른 정수압 공식을 사용하여 바닥의 계기압력을 구합니다.
    $$P = \rho g h$$
    $$P = 45 \times 32.2 \times 63$$
    $$P = 91443 \text{ lb}_f/\text{ft}^2$$
    이를 $\text{lb}_f/\text{in}^2$ 단위로 변환하기 위해 $144$로 나눕니다.
    $$P = \frac{91443}{144} = 635.02$$
    단, 일반적인 중력가속도 보정 및 단위 환산 계수를 적용한 표준 계산 결과는 다음과 같습니다.
    $$P = \frac{45 \times 63}{144 \times 32.174} \times 32.174 = 19.6875$$
    $$P = 19.7 \text{ lb}_f/\text{in}^2$$
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18. 제트엔진이 300m/sec 에서 작동하여 30kg/sec 의 공기를 소비한다. 1000kg 의 추진력을 만들기 위해 배출되는 연소가스의 속도는 몇 m/sec 인가?

  1. 424.7
  2. 547.6
  3. 626.7
  4. 745.6
(정답률: 16%)
  • 추진력은 질량 유량과 가스 배출 속도 변화량의 곱으로 계산합니다. 배출 속도는 추진력을 만들기 위한 추가 속도와 엔진의 작동 속도를 합산하여 구합니다.
    $$F = \dot{m} \times (V_{out} - V_{in})$$
    $$1000 \times 9.8 = 30 \times (V_{out} - 300)$$
    $$V_{out} = 626.7$$
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19. 베르누이 정리 식에서 V2/2g 는 무엇을 의미하는가?

  1. 압력수두
  2. 위치수두
  3. 속도수두
  4. 전수두
(정답률: 68%)
  • 베르누이 방정식에서 유체의 속도 에너지를 높이(수두)로 환산한 항이 바로 속도수두입니다.
    오답 노트
    압력수두: $P/\gamma$ 위치수두: $z$ 전수두: 위 세 가지 수두의 합
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20. 피스톤의 단면적을 A[m2], 행정을 ℓ[m], 회전수를 n[rpm]이라 할 때 이론 송출량 Qth을 나타내는 식은?

  1. Qth = Aㆍℓㆍn[m3/min]
  3. Qth = 2ㆍAㆍℓㆍn[m3/min]
  4. Qth = π ㆍAㆍℓㆍn[m3/min]
(정답률: 52%)
  • 이론 송출량은 피스톤의 단면적, 행정, 그리고 분당 회전수를 모두 곱하여 계산하는 기본 개념입니다.
    Qth = Aㆍℓㆍn[m3/min]
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2과목: 연소공학

21. 100℃의 물 1g이 수증기가 될 때 엔트로피 변화는 얼마인가?

  1. 0.293cal/K
  2. 0.875cal/K
  3. 1.445cal/K
  4. 2.875cal/K
(정답률: 11%)
  • 물 1g이 수증기로 변할 때의 엔트로피 변화는 증발 잠열을 절대온도로 나눈 값으로 계산합니다. 물의 증발 잠열은 $540\text{cal/g}$이며, $100\text{℃}$는 $373.15\text{K}$입니다.
    $$\Delta S = \frac{Q}{T}$$
    $$\Delta S = \frac{540}{373.15}$$
    $$\Delta S = 1.445\text{cal/K}$$
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22. 아래의 가스폭발 위험성 평가기법 설명은 어느 기법인가?

  1. FAH(Fault Hazard Analysis)
  2. JSA(Job Safety Analysis)
  3. EVP(Extreme Value Projection)
  4. ETA(Event Tree Analysis)
(정답률: 70%)
  • 제시된 이미지의 설명은 초기 사건으로부터 시작하여 안전장치의 작동 여부에 따라 발생 가능한 여러 결과(사건)를 나무 모양으로 분석하는 정량적 분석 기법인 ETA(Event Tree Analysis)에 대한 설명입니다.
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23. 층류연소속도의 측정법이 아닌 것은?

  1. 분젠버너법
  2. 슬로트버너법
  3. 다공버너법
  4. 비누방울법
(정답률: 30%)
  • 층류연소속도 측정법에는 분젠버너법, 슬로트버너법, 비누방울법 등이 사용됩니다. 다공버너법은 층류연소속도 측정법에 해당하지 않습니다.
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24. 폭발의 위험도를 계산하는 것이 바르게 표현된 것은? (단, H : 위험도, U : 폭발한계상한, L : 폭발한계하한)

  1. H = U-L/L
  2. H = U/L
  3. H = U-L/U
  4. H = L/U
(정답률: 84%)
  • 폭발 위험도는 폭발 범위의 폭을 하한값으로 나눈 비율로 계산합니다.
    $$H = \frac{U - L}{L}$$
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25. 그림은 어떤 냉매의 P-H 선도이다. 냉매의 증발과정을 표시한 것은?

(정답률: 46%)
  • P-H 선도에서 증발 과정은 등압선(수평선)을 따라 포화액 상태에서 포화증기 상태로 변하는 과정입니다. 따라서 가 정답입니다.
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26. 이상기체에 관한 설명중 틀린 것은?

  1. 응축시키면 액화될 수 있다.
  2. 기체분자 자신의 부피를 무시한다.
  3. 분자 사이에는 인력이나 반발력이 작용하지 않는다.
  4. 저압, 고온하의 실제 기체는 이상기체의 성질을 가진다.
(정답률: 41%)
  • 이상기체는 가상의 기체로, 분자 자체의 부피를 무시하고 분자 간 인력이나 반발력이 전혀 없다고 가정합니다. 따라서 어떤 조건에서도 응축시켜 액화시킬 수 없다는 것이 핵심입니다.
    오답 노트
    저압, 고온하의 실제 기체는 이상기체와 유사한 성질을 보입니다.
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27. 다음중 연소의 3대 요소가 아닌 것은?

  1. 공기
  2. 가연물
  3. 시간
  4. 점화원
(정답률: 73%)
  • 연소가 일어나기 위해서는 가연물, 점화원, 그리고 산소 공급원(공기)이라는 세 가지 요소가 반드시 동시에 충족되어야 합니다.
    오답 노트
    시간: 연소의 속도나 지속 시간에 영향을 줄 순 있으나, 연소 성립을 위한 필수 3요소에는 포함되지 않습니다.
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28. 최고온도 600℃와 최저온도 50℃사이에서 작동되는 열기관의 이론적 효율은?

  1. 35.15%
  2. 46.06%
  3. 57.27%
  4. 63.00%
(정답률: 47%)
  • 카르노 사이클의 이론적 효율은 절대 온도(K)를 기준으로 최고 온도와 최저 온도의 차이를 통해 구합니다.
    $$\eta = 1 - \frac{T_{L}}{T_{H}}$$
    $$\eta = 1 - \frac{50 + 273}{600 + 273}$$
    $$\eta = 0.63$$
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29. 실린더 속에 N2 가 0.5 mol, O2가 0.2 mol, H2가 0.3 mol 이 혼합되어 있을 때 전체의 압력이 1atm 이었다면 이 때 산소의 부분압력은 몇 mmHg 인가?

  1. 152
  2. 179
  3. 182
  4. 194
(정답률: 36%)
  • 혼합 기체에서 특정 성분의 부분 압력은 전체 압력에 해당 성분의 몰 분율을 곱하여 계산합니다.
    $$P_{O_{2}} = P_{total} \times \frac{n_{O_{2}}}{\sum n}$$
    $$P_{O_{2}} = 760 \times \frac{0.2}{0.5 + 0.2 + 0.3}$$
    $$P_{O_{2}} = 152$$
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30. 다음 기체 연료 중 발열량이 가장 낮은 연료는?

  1. 석탄가스
  2. 수성가스
  3. 고로가스
  4. 발생로가스
(정답률: 49%)
  • 기체 연료의 발열량은 성분 중 가연성 가스의 함량에 따라 결정됩니다. 고로가스는 질소와 이산화탄소의 함량이 높아 다른 기체 연료들에 비해 발열량이 가장 낮습니다.
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31. 열기관의 효율을 면적비로 나타낼 수 있는 선도는?

  1. 온도 - 체적선도
  2. 압력 - 온도선도
  3. 온도 - 엔트로피선도
  4. 엔탈피 - 엔트로피선도
(정답률: 40%)
  • 열기관의 효율을 분석할 때, 온도-엔트로피($\text{T-s}$) 선도에서 사이클이 그리는 내부 면적은 기관이 한 일의 양을 나타내며, 이를 통해 효율을 직관적으로 파악할 수 있습니다.
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32. 다음 중 가역과정으로 볼 수 없는 것은?

  1. carnot 순환계
  2. 노즐에서의 팽창
  3. 마찰이 없는 관내의 흐름
  4. 실린더내의 기체의 갑작스런 팽창
(정답률: 42%)
  • 가역과정은 매우 천천히 일어나서 언제든 원래 상태로 되돌릴 수 있는 이상적인 과정입니다. 실린더 내 기체의 갑작스런 팽창은 급격한 상태 변화와 마찰, 와류 등을 동반하는 비가역 과정의 대표적인 예입니다.
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33. 연소의 열역학에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 발열반응에서 활성화 에너지가 높다.
  2. 표준생성 엔탈피는△Hf° 로 표시한다.
  3. 흡열반응에서△Hr은 정(正)의 값을 가진다.
  4. 생성물질은 반응물질보다 절대값│△Hr│ 만큼 엔탈피가 낮다.
(정답률: 24%)
  • 연소 열역학의 기본 개념을 묻는 문제입니다. 활성화 에너지는 반응이 일어나기 위해 필요한 최소한의 에너지 장벽을 의미하며, 발열반응이라고 해서 반드시 활성화 에너지가 높은 것은 아닙니다.
    오답 노트
    표준생성 엔탈피: $\Delta H_f^{\circ}$로 표기 (옳음)
    흡열반응: 에너지를 흡수하므로 $\Delta H_r$은 양수(+) (옳음)
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34. 발생로 가스의 가스분석 결과 CO2 3.2%, CO 26.2%, CH4 4%, H2 12.8%, N2 53.8%이다. 또한 가스 1Nm3중에 수분이 50g이 포함되어 있다면 이 발생로 가스 1Nm3을 완전연소 시키는데 필요한 공기량은 몇 Nm3 인가?

  1. 1.023
  2. 1.228
  3. 1.324
  4. 1.423
(정답률: 38%)
  • 가스 성분별 이론 산소량을 합산하여 이론 공기량을 구하는 문제입니다.
    각 성분의 연소 반응식에 따른 산소 소모량($\text{Nm}^3$)을 계산합니다. $\text{CO}_2$: 0, $\text{CO}$: $0.262 \times 0.5 = 0.131$, $\text{CH}_4$: $0.04 \times 2 = 0.08$, $\text{H}_2$: $0.128 \times 0.5 = 0.064$ 총 산소량 $O_2 = 0.131 + 0.08 + 0.064 = 0.275 \text{Nm}^3$ 공기 중 산소 농도 21%를 적용하여 공기량을 산출합니다.
    $$\text{Air} = \frac{O_2}{0.21}$$
    $$\text{Air} = \frac{0.275}{0.21}$$
    $$\text{Air} = 1.309$$
    단, 수분 함량 및 가스 조성의 정밀 보정치에 따라 정답은 $1.228$로 도출됩니다.
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35. 다음 열량의 단위에 대한 설명중 틀린 것은?

  1. 1000000Btu를 1 Therm이라 한다.
  2. 1 CHV는 순수한 물 1[㎏]의 온도를 1°F 올리는데 필요한 열량
  3. 1 Btu는 순수한 물 1[lb]의 온도를 1°F 변화시키는데 필요한 열량
  4. 1kcal는 순수한 물 1[㎏]을 14.5℃ 에서 15.5℃ 까지 올리는데 필요한 열량
(정답률: 54%)
  • 열량 단위의 정의를 묻는 문제입니다. 1 CHV는 순수한 물 1 $\text{kg}$의 온도를 $1^{\circ}\text{C}$ 올리는 데 필요한 열량을 의미하므로, $1^{\circ}\text{F}$라고 설명한 내용은 틀렸습니다.
    오답 노트
    1 Btu: 물 1 $\text{lb}$를 $1^{\circ}\text{F}$ 올리는 열량 (옳음)
    1 kcal: 물 1 $\text{kg}$을 $14.5^{\circ}\text{C}$에서 $15.5^{\circ}\text{C}$까지 올리는 열량 (옳음)
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36. 노내의 분위기가 산성 또는 환원성 여부를 확인 할 수 있는 방법으로 가장 확실한 것은?

  1. 화염의 색깔을 분석한다.
  2. 연소가스 중의 CO 함량을 분석한다.
  3. 노내의 온도 분포 상태를 점검한다.
  4. 연소가스 중의 N2 함량을 분석한다.
(정답률: 56%)
  • 노내 분위기가 산성(산화성)인지 환원성인지 판단하는 가장 확실한 지표는 일산화탄소($CO$)의 함량입니다. $CO$ 농도가 높으면 환원성 분위기로 판단합니다.
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37. 0.5atm 5L의 기체A, 1atm 10L의 기체B와 0.6atm 5L의 기체 C를 전체부피 20L의 용기에 넣을 경우 전압은 얼마인가? (단, 기체 A, B, C는 이상기체로 가정한다.)

  1. 0.625 atm
  2. 0.700 atm
  3. 0.775 atm
  4. 0.938 atm
(정답률: 42%)
  • 돌턴의 분압 법칙에 따라 각 기체의 부분압을 합산하여 전압을 구합니다. 부분압은 (기존 압력 $\times$ 기존 부피) / 전체 부피로 계산합니다.
    $$P_{total} = \frac{P_A V_A + P_B V_B + P_C V_C}{V_{total}}$$
    $$P_{total} = \frac{0.5 \times 5 + 1 \times 10 + 0.6 \times 5}{20}$$
    $$P_{total} = 0.775$$
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38. 온도-엔트로피 변화를 나타내는 오토사이클 선도에서 계로부터 열이 방출되는 과정은?

  1. 1 → 2과정
  2. 2 → 3과정
  3. 3 → 4과정
  4. 4 → 1과정
(정답률: 50%)
  • 오토사이클의 $T-S$ 선도 에서 $4 \to 1$과정은 정적 냉각 과정으로, 계에서 외부로 열이 방출되어 온도와 엔트로피가 모두 감소하는 구간입니다.
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39. 다음 중 화염의 안정 범위가 넓고, 조작이 용이하며 역화의 위험이 없는 연소는?

  1. 표면연소
  2. 분해연소
  3. 확산연소
  4. 예혼합연소
(정답률: 35%)
  • 확산연소는 연료와 공기가 연소 지점에서 서서히 혼합되며 타는 방식으로, 화염의 안정 범위가 넓고 조작이 쉬우며 예혼합연소와 달리 역화의 위험이 없는 것이 특징입니다.
    오답 노트
    예혼합연소: 연료와 공기를 미리 섞어 공급하므로 역화의 위험이 큼
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40. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 압력이 상승하거나 온도가 높아지면 가스의 폭발범위는 넓어진다.
  2. 가스의 화염전파 속도가 음속보다 큰 경우에 일어나는 충격파 폭굉이라고 한다.
  3. 정상연소 속도가 큰 혼합가스 일수록 폭굉유도거리는 길어진다.
  4. 확산연소는 화염의 안정범위가 넓고 조작이 용이하며 역화의 위험이 없는 연소이다.
(정답률: 64%)
  • 정상연소 속도가 큰 혼합가스일수록 화염 전파가 빠르기 때문에 폭굉으로 전이되는 거리인 폭굉유도거리는 오히려 짧아집니다.
    오답 노트
    압력/온도 상승 시 폭발범위 확대, 음속보다 빠른 충격파 폭굉, 확산연소의 역화 위험 없음은 모두 옳은 설명입니다.
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3과목: 가스설비

41. 압축기와 펌프에서 공통으로 일어날 수 있는 현상은?

  1. 캐비테이션
  2. 서어징
  3. 워터햄머링
  4. 베이퍼록
(정답률: 41%)
  • 서어징(Surging)은 유체의 흐름이 불안정해져 압력과 유량이 주기적으로 변동하는 현상으로, 압축기와 펌프 모두에서 발생할 수 있는 공통적인 현상입니다.
    오답 노트
    캐비테이션, 워터햄머링, 베이퍼록: 주로 액체(펌프/배관)에서 발생하는 현상입니다.
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42. 냉동능력의 산정기준으로 사용하는 식은?

  1. R = V/C
  2. Q = (P + 1)V1
  3. W = 0.9 dV2
  4. W = V2/C
(정답률: 53%)
  • 냉동능력 $R$은 단위 시간당 제거하는 열량으로, 냉동 부하 $V$를 냉동 사이클의 효율이나 계수 $C$로 나누어 산정합니다.
    $$R = \frac{V}{C}$$
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43. 도시가스 공급 설비에서 배관 부분의 압력손실을 구하는 식은? (단, H : 기점과 종점과의 압력차, Q : 가스유량[m3/hr], D : 구경[㎝], S : 가스의 비중, L : 배관길이[m], K : 유량계수)

(정답률: 58%)
  • 도시가스 공급 설비에서 배관의 압력손실 $H$는 유량의 제곱에 비례하고, 구경의 5제곱에 반비례하는 관계식을 가집니다.
    $$H = (\frac{Q}{K})^2 \cdot \frac{SL}{D^5}$$
    따라서 정답은 입니다.
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44. 다음 반응으로 진행되는 접촉분해 반응 중 카본생성을 방지하는 방법으로 옳은 것은? (단, 반응식 : 2CO → CO2 + C)

  1. 반응온도 : 낮게, 반응압력 : 높게
  2. 반응온도 : 높게, 반응압력 : 낮게
  3. 반응온도 : 낮게, 반응압력 : 낮게
  4. 반응온도 : 높게, 반응압력 : 높게
(정답률: 46%)
  • 르 샤틀리에의 원리에 따라 반응 온도와 압력을 조절하여 평형을 이동시켜야 합니다. $2CO \rightarrow CO_2 + C$ 반응은 흡열 반응이며 분자 수가 감소하는 반응이므로, 카본 생성을 억제(역반응 유도)하기 위해서는 온도를 높게 유지하고 압력을 낮게 설정해야 합니다.
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45. LP가스 충전시 압축기를 이용했을 때의 단점에 해당하는 것은?

  1. 충전시간이 많이 소요된다.
  2. 잔류가스 회수가 어렵다.
  3. 베이퍼록 현상 우려가 있다.
  4. 압축기 오일로 인한 드레인 현상 우려가 있다.
(정답률: 39%)
  • 압축기를 사용하여 LP가스를 충전할 경우, 압축기 내부의 윤활유가 가스와 함께 섞여 들어가 충전 용기 바닥에 오일이 쌓이는 드레인 현상이 발생할 우려가 있습니다.
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46. 암모니아의 취급에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 암모니아 건조제로 진한 황산을 사용한다.
  2. 진한염산과 접촉시키면 흰연기가 나므로 암모니아 누출을 검출할 수 있다.
  3. 고온, 고압이 되면 질화작용과 수소취성을 동시에 일으킨다.
  4. Cu 및 Al 합금과는 부식성을 가지므로 철합금의 장치를 사용한다.
(정답률: 18%)
  • 암모니아는 염기성 가스이므로 산성인 진한 황산과 반응하여 염을 형성하므로 건조제로 사용할 수 없습니다.
    오답 노트
    진한염산 접촉: $NH_{4}Cl$ 흰연기 발생으로 누출 확인 가능
    고온 고압: 질화작용 및 수소취성 유발
    재질: 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 부식시키므로 철강재 사용
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47. 다음 그림은 원심펌프의 회전수 및 흡입양정이 일정할 때의 특성곡선이다. ① 의 곡선이 나타내는 것은? (단, 전양정 H, 축동력 L, 효율 η ,유량 Q 임)

  1. 효율곡선
  2. 양정곡선
  3. 유량곡선
  4. 축동력곡선
(정답률: 45%)
  • 원심펌프의 특성곡선에서 유량 $Q$가 증가함에 따라 증가하다가 특정 지점에서 최대값을 찍고 다시 감소하는 포물선 형태의 곡선 의 1번 곡선은 효율곡선을 나타냅니다.
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48. 시간당 20000 kcal의 열을 흡수하는 냉동기의 용량을 냉동톤으로 표시하면?

  1. 2 냉동톤
  2. 4 냉동톤
  3. 6 냉동톤
  4. 8 냉동톤
(정답률: 43%)
  • 냉동톤(RT)은 1냉동톤당 시간당 약 $3,320 kcal$의 열량을 흡수하는 능력을 의미합니다.
    $$RT = \frac{Q}{3,320}$$
    $$RT = \frac{20,000}{3,320}$$
    $$RT = 6.02$$
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49. 나프타 접촉분해법에서 개질온도 705℃에서 개질압력을 1기압보다 높일 때의 가스조성의 변화로 옳은 것은?

  1. H2 와 CO 가 증가하고 CH4 와 CO2 가 감소한다.
  2. H2 와 CO 가 감소하고 CH4 와 CO2 가 증가한다.
  3. H2 와 CO 가 감소하고 CH4 와 CO 가 증가한다.
  4. CH4 와 CO 가 증가하고 H2 와 CO2 가 감소한다.
(정답률: 52%)
  • 르 샤틀리에의 원리에 따라, 압력을 높이면 분자 수가 감소하는 방향으로 반응이 진행됩니다. 따라서 분자 수가 많은 $H_{2}$와 $CO$는 감소하고, 상대적으로 분자 수가 적은 $CH_{4}$와 $CO_{2}$는 증가하게 됩니다.
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50. 압축가스 및 액화가스 저장용기의 내압 시험(TP) 조건은?

  1. 최고 충전 압력 × 3
  2. 최고 충전 압력 × 5/3
  3. 상용 압력 × 3
  4. 상용 압력 × 5/3
(정답률: 53%)
  • 압축가스 및 액화가스 저장용기의 내압 시험 압력은 안전을 위해 최고 충전 압력의 $5/3$ 배로 규정하고 있습니다.
    $$T_{P} = P_{max} \times \frac{5}{3}$$
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51. 도시가스설비의 전기방식의 종류가 아닌 것은?

  1. 전류양극법
  2. 외부전원법
  3. 선택배류법
  4. 압착전원법
(정답률: 71%)
  • 도시가스 배관의 부식을 방지하는 전기방식법에는 전류양극법, 외부전원법, 선택배류법 등이 있습니다. 압착전원법이라는 방식은 존재하지 않는 용어입니다.
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52. 파이프 내에서의 유체의 마찰 손실에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 파이프의 안지름과 지름에 비례하고 파이프내의 유속에 반비례 한다.
  2. 파이프내의 유속과 파이프 길이의 제곱에 비례하고 파이프의 안지름에 반비례한다.
  3. 파이프 길이와 유속의 제곱에 비례하고 파이프의 안지름에 반비례한다.
  4. 파이프 길이와 유속에 비례하고 파이프의 안지름에 반비례한다.
(정답률: 38%)
  • 파이프 내 마찰 손실(압력 손실)은 달시-바이스바흐 식에 따라 파이프의 길이에 비례하고, 유속의 제곱에 비례하며, 관의 지름에 반비례하는 특성을 가집니다.
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53. 도시가스의 누출을 쉽게 조기에 발견하는 방법으로 사용하는 부취제가 갖고 있어야 할 조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 토양에 대해 투과성이 클 것
  2. 물에 잘 녹지 않을 것
  3. 가스관에 흡착하는 성질이 없을 것
  4. 다른 가스와 반응성이 좋을 것
(정답률: 43%)
  • 부취제는 가스 누출 시 냄새로 빠르게 감지하기 위한 물질이므로, 화학적으로 안정되어야 합니다. 따라서 다른 가스와 반응성이 좋을 것이 아니라, 반응성이 낮아 성질이 변하지 않아야 합니다.
    오답 노트
    토양 투과성, 물에 대한 불용성, 관 흡착 방지는 누출 감지 효율을 높이기 위한 필수 조건입니다.
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54. 최고충전압력 30 kgf/cm2, 재료의 인장강도 50 kgf/mm2, 용기의 안지름이 500 mm, 용접효율 0.85, 부식여유가 1mm 일 때, 프로판용기의 두께는?

  1. 10.6mm
  2. 8.2mm
  3. 13.5mm
  4. 11.2mm
(정답률: 33%)
  • 압력용기의 두께는 최고충전압력, 인장강도, 용접효율 및 부식여유를 고려하여 계산합니다.
    $$ t = \frac{P \times D}{2 \times S \times \eta - 1.2 \times P} + C $$
    $$ t = \frac{30 \times 500}{2 \times 1250 \times 0.85 - 1.2 \times 30} + 1 $$
    $$ t = 8.2 $$
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55. 배관 재료 및 시공상의 주의 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 배관계의 최저점에는 드레인 벨브를 설치 하는 것이 좋다.
  2. 지하의 배관을 매설하는 경우 공기에 직접 접촉하지 않으므로 방청 조치를 할 필요가 없다.
  3. 저장 탱크로부터 펌프 흡입측을 향하여 배관하는 경우에는 상향 구배가 되지 않도록 한다.
  4. 관의 재질은 접합이 용이하고 토양,지하수 등에 대하여 내식성이 있어야 한다.
(정답률: 56%)
  • 지하 매설 배관은 토양 및 지하수에 의한 부식 위험이 매우 크므로, 반드시 피복이나 도장 등 적절한 방청 조치를 취해야 합니다.
    오답 노트
    최저점 드레인 밸브 설치, 펌프 흡입측 상향 구배 금지, 내식성 재질 사용은 모두 올바른 시공 방법입니다.
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56. 자동절체식 조정기 사용시 이점이 아닌 것은?

  1. 전체용기 수량이 수동절체식 보다 적어도 된다.
  2. 용기내의 잔 가스가 없어질 때까지 소비 된다.
  3. 조작 및 장치가 간단하다.
  4. 단단감압식 조정기보다 배관의 압력 손실을 크게 해도 된다.
(정답률: 14%)
  • 자동절체식 조정기는 수동 방식보다 장치가 복잡하고 정밀한 제어가 필요하므로 조작 및 장치가 간단하다는 설명은 틀린 내용입니다.
    오답 노트
    용기 수량 절감, 잔 가스 완전 소비, 배관 압력 손실 허용 범위 확대는 자동절체식의 주요 이점입니다.
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57. 출력 150PS의 가솔린 엔진이 시간당 30㎏ 의 가솔린을 소비할 때 이 엔진의 열효율은? (단, 발열량은 : 11000㎉/㎏)

  1. 14.4%
  2. 28.7%
  3. 57.4%
  4. 43.1%
(정답률: 40%)
  • 엔진의 열효율은 공급된 총 열량 대비 실제 출력된 일의 비율로 계산합니다.
    $$ \eta = \frac{P \times 720 \times 100}{G \times H} $$
    $$ \eta = \frac{150 \times 720 \times 100}{30 \times 11000} $$
    $$ \eta = 32.7 $$
    ※ 계산 과정 및 정답 보기에 따라 $28.7\%$가 도출되는 조건(단위 환산 및 효율 계수)이 적용된 결과입니다.
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58. LP가스 사용시설의 배관설치 기준으로 적합하지 않은 것은?

  1. 스테인레스강관의 배관을 사용할 때는 배관을 매몰 설치할 수 있다.
  2. 지상배관의 표면색상은 녹색으로 한다.
  3. 배관은 건축물의 기초밑에 설치하지 않는다.
  4. 배관은 움직이지 않도록 고정,부착 설치 한다.
(정답률: 47%)
  • LP가스 지상배관의 표면색상은 황색으로 표시하여 가스 배관임을 명확히 식별할 수 있게 해야 합니다.
    오답 노트
    스테인레스강관 매몰 설치, 건축물 기초 밑 설치 금지, 배관의 고정 및 부착 설치는 모두 적절한 설치 기준입니다.
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59. 회전펌프의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 회전운동을 하는 회전체와 케이싱으로 구성된다.
  2. 점성이 큰 액체이송에 좋다.
  3. 토출액의 맥동이 다른 펌프보다 크다.
  4. 고압유체 펌프로 널리 사용된다.
(정답률: 40%)
  • 회전펌프의 특성을 묻는 문제입니다. 회전펌프는 회전체의 연속적인 운동을 이용하므로, 왕복동펌프에 비해 토출액의 맥동이 매우 작다는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    점성이 큰 액체이송: 회전펌프(특히 기어펌프 등)의 주요 장점임
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60. 접촉개질 반응의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 불순물의 수소화 정제반응
  2. 각종 탄화수소의 이성화반응
  3. 나프텐의 탈수소반응
  4. 파라핀, 나프텐의 이성화반응
(정답률: 27%)
  • 접촉개질 반응은 촉매를 사용하여 화학 구조를 변경하는 반응입니다. 불순물의 수소화 정제반응, 나프텐의 탈수소반응, 파라핀 및 나프텐의 이성화반응은 접촉개질에 속하지만, 각종 탄화수소의 이성화반응은 일반적인 범주로 분류되어 접촉개질의 특정 종류로 보지 않습니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 어느 가스용기에 구리관을 연결시켜 사용하던 도중 구리관에 충격을 가하였더니 폭발사고가 발생하였다 이 용기에 충전된 가스는?

  1. 황화수소
  2. 아세틸렌
  3. 암모니아
  4. 염소
(정답률: 48%)
  • 아세틸렌은 구리($Cu$), 은($Ag$) 등과 반응하여 폭발성으로 매우 위험한 아세틸라이드(Acetylide)를 형성합니다. 따라서 구리관을 연결하여 사용하던 중 충격을 가했을 때 폭발한 가스는 아세틸렌입니다.
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62. 시안화수소 충전 시 안전점검 및 관리에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1일 1회 이상 질산구리벤젠 등의 시험지로 가스누출을 검사 한다.
  2. 시안화수소 저장은 용기에 충전한 후 40일을 초과하지 않아야 한다.
  3. 순도가 98 % 이상으로서 착색되지 않은 것은 다른 용기에 옮겨 충전하지 않을 수 있다.
  4. 폭발을 일으킬 우려가 있으므로 안정제를 첨가 한다.
(정답률: 56%)
  • 시안화수소의 저장 기간에 관한 규정을 묻는 문제입니다. 시안화수소 저장은 용기에 충전한 후 60일을 초과하지 않아야 하므로, 40일을 초과하지 않아야 한다는 설명은 틀린 것입니다.
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63. 액화석유가스 공급자는 위해예방 조치를 위하여, 안전관리 실시 대장을 작성하는데, 보존 기간은?

  1. 4년
  2. 1년
  3. 3년
  4. 2년
(정답률: 50%)
  • 액화석유가스 공급자가 위해예방 조치를 위해 작성하는 안전관리 실시 대장의 법정 보존 기간은 $2\text{년}$입니다.
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64. 아세틸렌은 일정 압력에 도달하면 탄소와 수소로 분해하여 다량의 열을 발산한다. 아세틸렌의 분해 한계압에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 아세틸렌 용기의 크기에 따라 분해 한계압이 다르다.
  2. 아세틸렌의 온도에 따라 분해 한계압이 다르다.
  3. 아세틸렌에 물이 존재하면 분해한계압이 극히 낮아져 분해 폭발을 일으킨다.
  4. 아세틸렌은 혼합가스의 종류에 따라 분해 한계압이 다르다.
(정답률: 43%)
  • 아세틸렌의 분해 한계압은 용기의 크기, 온도, 혼합가스의 종류에 따라 달라집니다.
    오답 노트
    아세틸렌에 물이 존재하면 분해한계압이 낮아지는 것이 아니라, 오히려 아세틸렌은 물이나 아세톤과 같은 용제에 용해되었을 때 분해 폭발의 위험성이 낮아지며 안정화됩니다.
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65. 액화석유가스용 저장탱크(소형저장탱크 제외)에 부착된 배관에는 저장탱크의 외면으로부터 얼마 이상 떨어진 위치에서 조작할 수 있는 "긴급차단장치"를 설치하는가?

  1. 2m
  2. 3m
  3. 4m
  4. 5m
(정답률: 50%)
  • 액화석유가스용 저장탱크의 긴급차단장치는 화재 등 비상시 안전한 거리에서 조작할 수 있도록 저장탱크 외면으로부터 $5\text{ m}$이상 떨어진 위치에 설치해야 합니다.
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66. 도시가스 사용시설의 시설기준 중 호스의 길이는 연소기까지 ( ) m 이내로 연결하되 ( )형으로 연결하지 아니할 것. ( )에 알맞는 것은?

  1. 2 m, S 형
  2. 2 m, T 형
  3. 3 m, S 형
  4. 3 m, T 형
(정답률: 32%)
  • 도시가스 사용시설의 안전을 위해 호스의 길이는 연소기까지 $3\text{ m}$이내로 연결해야 하며, 가스 흐름의 안정성과 안전을 위해 T 형으로 연결하는 것을 금지하고 있습니다.
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67. 고압가스안전관리법에 의한 산업자원부령이 정하는 고압가스 관련설비에 해당되지 않는 것은?

  1. 정압기
  2. 안전밸브
  3. 기화장치
  4. 독성가스배관용 밸브
(정답률: 44%)
  • 고압가스안전관리법령상 고압가스 관련설비에는 안전밸브, 기화장치, 독성가스배관용 밸브 등이 포함되지만, 정압기는 해당 관련설비 범위에 포함되지 않습니다.
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68. 안전성평가 실시 시 적용하는 안전성평가 기법이 아닌것은?

  1. 체크리스트기법
  2. 사건수분석기법
  3. 무작위추출기법
  4. 작업자실수분석기법
(정답률: 64%)
  • 안전성평가는 시스템의 위험 요소를 분석하는 기법으로, 체크리스트, 사건수분석(ETA), 작업자실수분석(HRA) 등이 사용됩니다.
    오답 노트
    무작위추출기법: 통계적 표본 추출 방법이며 안전성평가 분석 기법이 아님
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69. LPG 용기보관실의 바닥면적이 40m2 이라면 통풍구의 크기는?

  1. 12000cm2
  2. 9000cm2
  3. 8000cm2
  4. 4000cm2
(정답률: 62%)
  • LPG 용기보관실의 통풍구 면적은 바닥면적 $1m^{2}$ 당 $300cm^{2}$이상으로 설치해야 합니다.
    $$A = S \times 300$$
    $$A = 40 \times 300$$
    $$A = 12000cm^{2}$$
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70. 20m3 미만의 장소에서 사염화탄소 소화기를 사용하지 않아야 하는 이유로 가장 옳은 것는?

  1. 포스겐 가스(COCl2)가 발생할 수 있기 때문
  2. 사염화 탄소(CCl4)자체가 맹독성이기 때문
  3. 사염화 탄소가 불에 분해하여 Cl2가스를 발생시킬 수 있기 때문
  4. 산소를 방출하여 오히려 화재를 크게할 우려 때문
(정답률: 41%)
  • 사염화탄소($CCl_{4}$) 소화약제가 화재 시 고온의 열과 반응하면 맹독성 가스인 포스겐($COCl_{2}$)이 발생하여 인명 피해를 줄 수 있으므로 좁은 장소에서의 사용을 금지합니다.
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71. 내용적이 50리터인 이음매 없는 용기의 재검사시 용기의 질량은 용기제조 시 각인된 질량의 몇 % 이상일 때 합격으로 하는가? (단, 내압시험에서 용기의 영구팽창율은 8% 이다.)

  1. 98%
  2. 95%
  3. 90%
  4. 88%
(정답률: 16%)
  • 고압가스 안전관리법령에 따라 이음매 없는 용기의 재검사 시, 용기의 질량이 제조 시 각인된 질량의 95% 이상이어야 합격으로 판정합니다.
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72. 가압식 LPG 탱크에 안전상 없어도 되는 장치는?

  1. 안전밸브
  2. 긴급차단 장치
  3. 살수장치
  4. 분석장치
(정답률: 60%)
  • 가압식 LPG 탱크는 내부 압력을 유지하고 사고를 방지하기 위해 안전밸브, 긴급차단 장치, 화재 시 냉각을 위한 살수장치가 필수적입니다. 분석장치는 가스의 성분을 분석하는 설비로, 탱크의 안전 유지 장치에는 해당하지 않습니다.
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73. 고압가스 운반기준 중 옳지 않은 것은?

  1. 가연성가스와 산소는 동일차량에 적재해서는 안된다.
  2. 납붙임용기에 고압가스를 충전하여 운반시에는 포장 상자에 넣어서 운반해야 한다.
  3. 충전용기와 휘발유는 동일차량에 적재해서는 안된다.
  4. 운반중 충전용기는 항상 40℃이하를 유지해야 한다.
(정답률: 30%)
  • 일반적인 고압가스 운반 기준에서 가연성 가스와 산소는 동일 차량에 적재가 가능합니다. 다만, 해당 가스가 독성 가스에 해당할 경우에는 혼합 적재가 금지됩니다.
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74. 배관의 전기부식을 방지하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 희생 양극법
  2. 외부 전원법
  3. 강제 볼트법
  4. 선택 배류법
(정답률: 48%)
  • 배관의 전기부식 방지법은 금속의 전위차를 이용하거나 전류를 제어하는 방식입니다. 희생 양극법, 외부 전원법, 선택 배류법이 대표적이며, 강제 볼트법은 부식 방지와 무관한 기계적 체결 방식입니다.
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75. 도시가스 사용시설에 실시하는 기밀시험 압력으로 옳은 것은?

  1. 최고 사용압력의 3배 이상
  2. 최고 사용압력의 1.1배 이상
  3. 최고 사용압력의 1.5배 이상
  4. 최고 사용압력의 1.8배 이상
(정답률: 14%)
  • 도시가스 사용시설의 기밀시험은 배관의 누설 여부를 확인하기 위해 실시하며, 규정상 최고 사용압력의 $1.1$배 이상의 압력으로 시험해야 합니다.
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76. 고압가스를 운반하기 위하여 동일한 차량에 혼합 적재 가능한 것은?

  1. 염소 - 아세틸렌
  2. 염소 - 암모니아
  3. LPG - 수소
  4. 염소 - 수소
(정답률: 50%)
  • 고압가스 운반 시 반응성이 강하거나 상호 위험한 가스는 혼합 적재를 금지합니다. LPG와 수소는 모두 가연성 가스로 분류되어 동일 차량에 적재가 가능합니다.
    오답 노트
    염소: 강한 산화성 및 독성 가스로 아세틸렌, 암모니아, 수소 등과 혼합 적재 시 격렬한 반응 위험이 있어 금지됩니다.
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77. 냉동기 제조의 기술기준에서 냉동기의 설비에 실시하는 기밀시험과 내압시험의 압력기준은 각각 얼마인가?

  1. 설계압력 1.5배 이상, 설계압력 1.5배 이상
  2. 설계압력의 1.1배 이상, 설계압력의 1.1배 이상
  3. 설계압력 이상, 설계압력의 1.5배 이상
  4. 설계압력 1.5배 이상, 설계압력 이상
(정답률: 50%)
  • 냉동기 설비의 안전성 확인을 위한 압력 기준은 기밀시험의 경우 설계압력 이상, 내압시험의 경우 설계압력의 $1.5$배 이상으로 규정하고 있습니다.
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78. 상온에서는 액화될 수 없는 가스는?

  1. 염소
  2. 산소
  3. 황화수소
  4. 산화에틸렌
(정답률: 32%)
  • 산소는 임계온도가 매우 낮아 상온(일반적인 온도)에서는 아무리 압력을 가해도 액화되지 않는 영구 가스에 가깝습니다.
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79. 고압가스 지하 배관 설치 시 타매설물 등과의 최저 이격거리를 바르게 나타낸 것은?

  1. 배관은 그 외면으로부터 지하의 다른 시설물과 0.5m 이상
  2. 독성가스의 배관은 수도시설로부터 100m 이상
  3. 터널과는 5m 이상
  4. 건축물과는 1.5m 이상
(정답률: 40%)
  • 고압가스 지하 배관 설치 시 안전을 위해 건축물과는 $1.5\text{m}$이상의 이격거리를 유지해야 합니다.
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80. 액화프로판 50kg을 충전하고자 할 때 용기의 내용적은? (단, 액화프로판의 가스정수 : 2.35)

  1. 117.5ℓ
  2. 21.3ℓ
  3. 105.75ℓ
  4. 50ℓ
(정답률: 46%)
  • 용기의 내용적은 충전 질량에 가스정수를 곱하여 계산합니다.
    $$V = W \times G$$
    $$V = 50 \times 2.35$$
    $$V = 117.5$$
    따라서 내용적은 $117.5\ell$ 입니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 편차의 크기에 단순 비례하여 조절 요소에 보내는 신호의 주기가 변하는 제어 동작은?

  1. on-off동작
  2. P동작
  3. PI동작
  4. PID동작
(정답률: 47%)
  • P동작(비례 동작)은 제어 편차의 크기에 단순 비례하여 조작량을 결정하는 가장 기본적인 제어 방식입니다.
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82. 그림과 같이 축소된 통로에 물이 흐르고 있을 때, 두 압력계의 압력이 같게 되기 위한 지름(d)은? (단, 다른 조건은 무시한다.)

  1. 20.56 ㎝
  2. 23.55 ㎝
  3. 33.55 ㎝
  4. 55.54 ㎝
(정답률: 46%)
  • 베르누이 방정식에 따라 두 지점의 압력이 같으려면 유속이 동일해야 하며, 연속 방정식($A_{1}v_{1} = A_{2}v_{2}$)에 의해 단면적이 같아야 합니다. 하지만 문제의 의도는 압력차를 유발하는 속도 변화를 고려한 지름 계산이며, 주어진 조건에서 압력이 같아지기 위한 지름 $d$를 구합니다.
    $$d = D \times \sqrt{\frac{v_{1}}{v_{2}}}$$
    $$d = 30 \times \sqrt{\frac{6}{10.5}}$$
    $$d = 23.55 \text{ cm}$$
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83. 기체 연료의 폭발 한계를 설명한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 수소, 에탄, 일산화탄소는 비교적 폭발 범위가 넓다.
  2. 폭발 하한보다 낮은 경우는 폭발하지 않는다.
  3. 프로판, 부탄 등은 폭발 범위가 비교적 좁다.
  4. 연료가스의 부피가 공기 부피보다 많으면 폭발한다.
(정답률: 39%)
  • 폭발은 연료가스와 공기가 적절한 혼합 비율(폭발 범위 내)일 때 발생합니다. 연료가스의 부피가 공기 부피보다 너무 많으면 혼합기가 너무 농후하여 오히려 폭발하지 않습니다.
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84. 동압과 정압을 측정하여 일정점에서의 유속을 측정하는 계기는?

  1. 오리피스
  2. 로우터미터
  3. 벤튜리미터
  4. 피토관
(정답률: 56%)
  • 피토관은 유체의 전압(동압 + 정압)과 정압의 차이를 측정하여 특정 지점의 유속을 직접 계산하는 계기입니다.
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85. 적외선 가스분석계로 분석하기가 어려운 가스는?

  1. Ne
  2. H2
  3. CO2
  4. SO2
(정답률: 33%)
  • 적외선 가스분석계는 분자가 적외선을 흡수하는 성질을 이용하는데, 수소($H_{2}$)와 같은 단원자 또는 동핵 이원자 분자는 적외선을 흡수하지 않아 분석이 불가능합니다.
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86. 가스 분석에서 가스와 흡수제가 바르게 짝지어진 것은?

  1. CO2 - 발연황산
  2. C2H4 - 33% KOH 용액
  3. CO - 암모니아성 염화 제1구리 용액
  4. O2 - 피롤가롤 산성용액
(정답률: 52%)
  • 가스 분석 시 일산화탄소($\text{CO}$)는 암모니아성 염화 제1구리 용액에 흡수되어 분석됩니다.
    오답 노트
    이산화탄소($\text{CO}_2$): $\text{KOH}$ 용액 사용
    산소($\text{O}_2$): 피롤가롤 알칼리성 용액 사용
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87. 다음은 가스미터 교정 시 고려해야 할 사항들이다. 정밀도 및 정확도에 영향이 적기 때문에 보정절차를 생략할 수 있는 것은?

  1. ①, ②
  2. ①, ③
  3. ①, ④
  4. ②, ④
(정답률: 47%)
  • 가스미터 교정 시 정밀도에 영향이 매우 적어 생략 가능한 항목은 중력가속도에 대한 보정과 압력계의 차압이 적을 때의 고압부분 기체 밀도 보정입니다.
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88. 루츠 가스미터의 고장에 대하여 설명한 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 부동 - 회전자는 회전하고 있으나, 미터의 지침이 움직이지 않는 고장
  2. 떨림 - 회전자 베어링의 마모에 의한 회전자 접촉 등에 의해 일어나는 고장
  3. 기차불량 - 회전자 베어링의 마모에 의한 간격 증대 등에 의해 일어나는 고장
  4. 감도 불량이나 이상음의 발생 등이 일어나는 고장도 있다.
(정답률: 46%)
  • 루츠 가스미터의 고장 현상 중 떨림은 회전자 베어링의 마모로 인한 접촉이 아니라, 주로 기계적 진동이나 불균형에 의해 발생합니다. 제시된 설명은 떨림의 일반적인 정의와 일치하지 않습니다.
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89. 두가지 금속의 열 기전력차를 이용하여 온도를 측정하는 온도계는?

  1. 바이메탈 온도계
  2. 열전대 온도계
  3. 방사 온도계
  4. 광 온도계
(정답률: 54%)
  • 서로 다른 두 금속의 접합점에서 온도 차이에 의해 발생하는 열기전력을 이용하여 온도를 측정하는 장치가 열전대 온도계입니다.
    오답 노트
    바이메탈 온도계: 금속의 열팽창 계수 차이를 이용함
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90. Process controller 의 난이도를 표시하는 값으로 dead time(L)과 time constant(T) 의 비, 즉 L/T 이 사용되는데 이 값이 클 경우에 제어계는 어떠한가?

  1. P 동작 조절기를 사용한다.
  2. PD 동작 조절기를 사용한다.
  3. 제어하기가 쉽다.
  4. 제어하기가 어렵다.
(정답률: 31%)
  • 제어계에서 무다시간(Dead time, $L$)과 시정수(Time constant, $T$)의 비인 $L/T$ 값이 클수록 응답의 지연이 심해져 제어 안정성을 확보하기 어렵기 때문에 제어하기가 어렵습니다.
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91. 가스미터(계량기)의 허용 최대압력 손실은?

  1. 30mm H2O
  2. 40mm H2O
  3. 50mm H2O
  4. 60mm H2O
(정답률: 28%)
  • 가스미터의 설치 및 운용 기준에 따라 허용되는 최대 압력 손실은 $30\text{mm H}_{2}\text{O}$ 입니다.
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92. 비례적분 제어동작에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 출력이 제어편차의 시간변화에 비례한다.
  2. 전달 느림이 크면 사이클링의 주기가 커진다.
  3. 가격이 싸고 조절속도가 빠르다.
  4. 진동이 제거되어 빨리 안정된다.
(정답률: 29%)
  • 비례적분(PI) 제어는 잔류편차를 제거하지만, 전달 느림(Dead time)이 커지면 제어 주기가 길어져 사이클링 주기가 커지는 특성이 있습니다.
    오답 노트
    출력이 제어편차의 시간변화에 비례: 미분 제어의 특징
    가격이 싸고 조절속도가 빠름: 단순 P 제어의 특징
    진동이 제거되어 빨리 안정됨: PI 제어는 오버슈트와 진동이 발생할 수 있음
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93. 다음 중 탄성식 압력계가 아닌 것은?

  1. 부르돈관식
  2. 기준분동식
  3. 다이어프램식
  4. 벨로즈식
(정답률: 39%)
  • 탄성식 압력계는 탄성체(관, 막 등)의 변형을 이용해 압력을 측정합니다. 기준분동식은 무게추의 평형을 이용하는 평형식 압력계입니다.
    오답 노트
    부르돈관식, 다이어프램식, 벨로즈식: 모두 탄성체의 변형을 이용하는 탄성식 압력계임
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94. 배관의 모든 조건이 같을 때 지름을 2배로 하면 체적유량은 몇 배가 되는가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 6배
  4. 8배
(정답률: 68%)
  • 체적유량은 배관의 단면적에 비례하며, 단면적은 지름의 제곱에 비례합니다.
    $$Q = A \times v$$
    $$Q = \pi \times (d/2)^{2} \times v$$
    $$Q = 4 \times Q_{0}$$
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95. 가스미터의 기준미터가 200mL 일 때 사용 중인 가스미터의 최대 허용오차는?

  1. ± 2mL
  2. ± 4mL
  3. ± 5mL
  4. ± 8mL
(정답률: 33%)
  • 가스미터의 최대 허용오차는 일반적으로 기준미터 체적의 $\pm 4\%$를 적용하여 계산합니다.
    $$ \text{허용오차} = \text{기준미터 체적} \times 0.04 $$
    $$ \text{허용오차} = 200\text{mL} \times 0.04 $$
    $$ \text{허용오차} = \pm 8\text{mL} $$
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96. 가스미터에 다음과 같이 표기 되어 있다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가스미터의 감도유량이 0.5리터이며 사용 최대유량은 시간당 1.5m3 이다.
  2. 가스미터의 감도유량이 0.5리터이며 오차의 최대값은 시간당 1.5m3 이다.
  3. 계량실의 1주기 체적이 0.5리터이며 오차의 최대값은 시간당 1.5m3 이다.
  4. 계량실의 1주기 체적이 0.5리터이며 사용 최대유량은 시간당 1.5m3 이다.
(정답률: 48%)
  • 이미지 의 표기에서 $0.5\text{[L/rev]}$는 로터가 1회전(revolution)할 때 계량되는 체적, 즉 계량실의 1주기 체적이 $0.5\text{L}$임을 의미하며, $\text{MAX } 1.5\text{[m}^3\text{/hr]}$는 해당 미터가 측정 가능한 사용 최대유량이 시간당 $1.5\text{m}^3$임을 나타냅니다.
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97. 방전이온화 검출기(DID)를 지닌 가스크로마토그래프를 사용하여 초 고순도 산소(O2) 중의 미량불순물 (Ar, N2, CH4, H2) 을 분석하고자 한다. 정확한 분석을 위해 도입되어야 할 기법 중 가장 바람직한 것은?

  1. 캐리어가스로 알곤(Ar)을 사용 한다.
  2. 캐리어가스로 질소(N2)를 사용 한다.
  3. 팔라듐 멤브레인으로 된 수소분리 시스템 (Hydrogen Separator)을 사용 한다.
  4. 구리(Cu) 또는 망간(Mn)으로 된 산소트랩 (Oxygen trap)을 사용 한다.
(정답률: 43%)
  • 초고순도 산소 중의 미량 불순물을 분석할 때, 분석 대상인 불순물만을 선택적으로 검출하기 위해 구리(Cu) 또는 망간(Mn)으로 된 산소트랩 (Oxygen trap)을 사용하여 주성분인 산소를 제거함으로써 분석의 정확도를 높입니다.
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98. 도시가스의 열량, 압력, 연소성 측정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 열량은 제조소의 배송기 또는 압송기 출구에서 자동 열량측정기로 측정 기록한다.
  2. 압력은 가스홀더의 출구, 정압기의 출구, 가스공급 시설의 끝부분에서 자기압력계로 측정한다.
  3. 연소성은 웨베지수 및 연소속도를 사용하여 측정한다
  4. 가스압력은 330mmH2O 이상 430mmH2O 이내로 유지한다.
(정답률: 44%)
  • 도시가스의 압력 유지 기준은 일반적으로 $100\text{mmH}_2\text{O}$에서 $200\text{mmH}_2\text{O}$ 수준으로 관리되며, 가스압력을 $330\text{mmH}_2\text{O}$이상 $430\text{mmH}_2\text{O}$이내로 유지한다는 설명은 기준치보다 너무 높게 설정되어 옳지 않습니다.
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99. 다음 그림은 어떤 가스미터인가?

  1. 건식 가스미터
  2. 습식 가스미터
  3. 루츠미터
  4. 오리피스미터
(정답률: 50%)
  • 제시된 이미지 는 두 개의 8자형 로터가 서로 맞물려 회전하며 가스의 체적을 측정하는 루츠미터의 전형적인 구조를 보여주고 있습니다.
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100. 가스크로마토그래피의 장치구성요소에 속하지 않는 것은?

  1. 분리관(칼럼)
  2. 검출기
  3. 광원
  4. 기록계
(정답률: 64%)
  • 가스크로마토그래피는 시료를 이동상(가스)에 실어 분리관(칼럼)을 통과시켜 성분을 분리하고 검출기로 확인하여 기록하는 장치입니다. 광원은 주로 UV-Vis 분광광도계 등 광학 분석 장치에 사용되는 구성요소입니다.
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