가스기사 필기 기출문제복원 (2004-05-23)

가스기사
(2004-05-23 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 유체 흐름에 있어서 전단응력에 대한 속도구배의 관계가 그림과 같이 표시되는 유체의 종류는?

  1. 뉴톤유체(Newtonian fluid)
  2. 빙햄유체(BinghamPlastic fluid)
  3. 의소성유체(Pseudoplastic fluid)
  4. 팽창유체(dilatant fluid)
(정답률: 49%)
  • 제시된 이미지 에서 전단응력과 속도구배가 원점을 지나는 직선 관계로 비례하는 것은 점성 계수가 일정한 뉴톤유체(Newtonian fluid)의 전형적인 특징입니다.
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2. 비중량이 1.22kgf/m3이고, 동점성 계수가 0.15×10-4 m2/sec 인 건조한 공기의 점성계수는?

  1. 1.98×10-4 poise
  2. 1.26×10-4 poise
  3. 1.87×10-6 poise
  4. 1.83×10-4 poise
(정답률: 53%)
  • 점성계수는 동점성계수에 비중량(밀도)을 곱하여 구할 수 있습니다.
    $$ \mu = \nu \times \gamma $$
    $$ \mu = 0.15 \times 10^{-4} \times 1.22 $$
    $$ \mu = 1.83 \times 10^{-4} $$
    계산된 값의 단위는 $kgf/m \cdot s$이며, 이는 $poise$ 단위와 수치적으로 동일합니다.
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3. 비압축성 유체가 원형관에서 난류로 흐를 때 마찰계수와 레이놀즈수의 관계는? (단, Re=3×103∼105 이내 일 때)

  1. 마찰계수는 레이놀즈수에 비례 한다.
  2. 마찰계수는 레이놀즈수에 반비례 한다.
  3. 마찰계수는 레이놀즈수의 1/4승에 비례 한다.
  4. 마찰계수는 레이놀즈수의 1/4승에 반비례 한다.
(정답률: 44%)
  • 비압축성 유체가 원형관에서 난류로 흐를 때, 레이놀즈수 $Re$가 $3 \times 10^{3}$에서 $10^{5}$ 사이인 영역에서는 블라시우스(Blasius) 식에 따라 마찰계수가 레이놀즈수의 $1/4$승에 반비례하는 특성을 가집니다.
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4. 정체온도 Ts, 임계온도 Tc, 비열비(Cp/Cv)를 k라 하면 이들의 관계를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 60%)
  • 정체온도 $T_s$와 임계온도 $T_c$의 관계는 비열비 $k$를 이용하여 다음과 같이 정의됩니다.
    $$\frac{T_c}{T_s} = ( \frac{2}{k+1} )$$
    따라서 정답은 입니다.
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5. 압력 140kPa abs, 온도 5℃의 질소 2kg을 단열과정으로 300kPa abs 까지 압축시켰다. 압축 후의 온도는? (단, 질소의 비열비 k=1.4이다.)

  1. 72.6℃
  2. 82.6℃
  3. 92.6℃
  4. 102.6℃
(정답률: 54%)
  • 단열 압축 과정에서 최종 온도를 구하기 위해 단열 변화 식을 사용합니다.
    $$T_{2} = T_{1} \times (\frac{P_{2}}{P_{1}})^{\frac{k-1}{k}}$$
    $$T_{2} = 278.15 \times (\frac{300}{140})^{\frac{1.4-1}{1.4}}$$
    $$T_{2} = 345.75 K$$
    섭씨 온도로 변환하면 $345.75 - 273.15 = 72.6$℃ 입니다.
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6. 일정한 유량의 물이 원관에 층류로 흐를 때 지름을 2배로하면 손실수두는 몇 배가 되는가?

  1. 1/4
  2. 1/8
  3. 1/16
  4. 1/32
(정답률: 67%)
  • 층류 흐름에서 하겐-푸아죄유 법칙에 따라 손실수두는 관 지름의 4제곱에 반비례합니다.
    $$h_{L} \propto \frac{1}{D^{4}}$$
    $$h_{L}' = \frac{1}{2^{4}}$$
    $$h_{L}' = \frac{1}{16}$$
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7. 유체 수송 기계 중 주로 비압축성 유체의 수송에 쓰이는 기계는?

  1. 압축기(Compressor)
  2. 송풍기(Blower)
  3. 팬(Fan)
  4. 펌프(Pump)
(정답률: 49%)
  • 펌프는 액체와 같이 압축되지 않는 비압축성 유체의 에너지를 높여 수송하는 기계입니다.
    오답 노트
    압축기, 송풍기, 팬: 공기나 가스와 같은 압축성 유체를 수송하는 기계
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8. 기체의 온도와 점도의 관계는 다음 식으로 표시하는데 일반적인 근사값인 n 값의 범위는? (단, μ = 절대온도 T에서의 점도, μO = 0℃에서의 점도)

  1. 0 ~ 0.48
  2. 0.35 ~ 0.52
  3. 0.65 ~ 1.0
  4. 1.02 ~ 1.70
(정답률: 35%)
  • 기체의 온도와 점도의 관계식 $\frac{\mu}{\mu_{0}} = (\frac{T}{273})^{n}$에서 일반적인 기체의 근사값 $n$의 범위는 $0.65 \sim 1.0$ 사이의 값을 가집니다.
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9. 다음은 Navier - Stokes 식을 나타내고 있다. 유체의 밀도가 일정하고 점도가 0 일 때 윗 식에서 생략할 수 있는 것은?

  1. ①항
  2. ②항
  3. ②,③항
  4. ③항
(정답률: 45%)
  • Navier-Stokes 식에서 각 항은 가속도, 중력, 압력 구배, 점성력을 나타냅니다. 문제에서 점도가 $0$이라고 하였으므로, 점성 계수 $\mu$가 포함된 점성력 항인 ③항을 생략할 수 있습니다.
    $$\rho \frac{Dv}{Dt} = \rho g - \nabla P + \mu \nabla^{2}v$$
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10. 등엔트로피 과정이란 어떤 과정 인가?

  1. 가역 단열 과정 이다.
  2. 비가역 등온 과정 이다.
  3. 수축과 확대 과정 이다.
  4. 마찰이 있는 가역적 과정 이다.
(정답률: 74%)
  • 등엔트로피 과정은 엔트로피 변화가 없는 과정으로, 외부와의 열 교환이 없는 단열 과정이면서 동시에 마찰이나 소용돌이가 없는 가역 과정일 때 성립합니다.
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11. 압축성 유체에 대한 에너지방정식에서 고려해 주지 않아도 되는 변수는?

  1. 위치에너지
  2. 내부에너지
  3. 엔트로피
  4. 엔탈피
(정답률: 64%)
  • 압축성 유체의 에너지 방정식은 기본적으로 열역학 제1법칙을 따르며, 위치에너지, 내부에너지, 엔탈피를 통해 에너지 보존을 계산합니다. 엔트로피는 상태 변화의 가역성/비가역성을 나타내는 지표일 뿐, 에너지 방정식의 직접적인 에너지 항으로 고려되지 않습니다.
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12. 수직 충격파가 발생했을 때 나타나는 현상이 아닌 것은?

  1. 온도가 증가한다.
  2. 속도가 증가한다.
  3. 압력이 증가한다.
  4. 엔트로피가 증가한다.
(정답률: 66%)
  • 수직 충격파가 발생하면 유동 속도가 초음속에서 아음속으로 급격히 감소하며, 이 과정에서 운동 에너지가 열에너지로 변환되어 온도, 압력, 엔트로피는 모두 증가합니다.
    오답 노트
    속도가 증가한다: 충격파 통과 후 속도는 반드시 감소합니다.
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13. 도관 단면의 급격한 팽창에 따른 마찰손실(Fe)을 나타내는 식은? (단, Ke는 확대손실계수, Va는 도관 상류에서의 평균유속, Vb는 도관하류에서의 평균유속이다.)

  1. Ke (Va/2gc)
  2. Ke (Vb/2gc)
  3. Ke (Va2/2gc)
  4. Ke (Vb2/2gc)
(정답률: 63%)
  • 도관 단면의 급격한 팽창으로 인한 손실은 팽창 전 상류 측의 속도 에너지를 기준으로 계산합니다.
    $$\text{손실} = K_{e} \times \frac{V_{a}^{2}}{2g_{c}}$$
    여기서 $K_{e}$는 확대손실계수, $V_{a}$는 상류 평균유속을 의미합니다.
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14. 유체역학에서 베르누이 정리가 적용되는 조건이 아닌 것은?

  1. 적용되는 임의의 두 점은 같은 유선상에 있다.
  2. 정상상태의 흐름이다.
  3. 마찰이 없는 흐름이다.
  4. 유체흐름 중 내부에너지 손실이 있는 흐름이다.
(정답률: 75%)
  • 베르누이 정리는 에너지 보존 법칙을 유체에 적용한 것으로, 기본적으로 에너지 손실이 없는 이상 유체를 가정합니다.
    오답 노트
    유체흐름 중 내부에너지 손실이 있는 흐름이다: 베르누이 정리는 비점성, 비압축성 유체의 마찰 없는 흐름을 전제로 하므로 에너지 손실이 없어야 합니다.
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15. 기체수송용 압축기에서 최대사용압력이 높은 것부터 순서대로 된 것은?

  1. 원심압축기＞왕복압축기＞회전압축기
  2. 회전압축기＞원심압축기＞왕복압축기
  3. 왕복압축기＞원심압축기＞회전압축기
  4. 원심압축기＞회전압축기＞왕복압축기
(정답률: 64%)
  • 압축기의 구조적 특성에 따라 최대사용압력이 결정됩니다. 왕복압축기는 밀폐된 실린더 내에서 압축하므로 가장 높은 압력을 낼 수 있으며, 원심압축기, 회전압축기 순으로 압력 능력이 낮아집니다.
    왕복압축기 $\text{ > }$ 원심압축기 $\text{ > }$ 회전압축기
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16. 캐비테이션 현상의 방지 방법으로 가장 옳은 것은?

  1. 펌프의 설치 위치를 낮춘다.
  2. 실린더 라이너의 외부를 냉각한다.
  3. 서어지 탱크를 설치해 준다.
  4. 흡입비속도를 높여준다.
(정답률: 62%)
  • 캐비테이션은 유체의 압력이 포화증기압보다 낮아져 기포가 발생하는 현상입니다. 펌프의 설치 위치를 낮추면 흡입 양정이 감소하여 펌프 흡입구의 압력이 상승하므로 캐비테이션을 방지할 수 있습니다.
    오답 노트
    흡입비속도를 높여준다: 흡입비속도가 너무 높으면 오히려 캐비테이션 발생 가능성이 커집니다.
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17. 마하각 α 를 속도 V와 음속 C및 마하수 M으로 옳게 표현한 것은?

(정답률: 62%)
  • 마하각 $\alpha$는 음속 $C$와 비행 속도 $V$의 비율에 대한 역사인 함수로 정의됩니다.
    $$\sin \alpha = \frac{1}{M} = \frac{C}{V}$$
    따라서 마하각 $\alpha$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$\alpha = \sin^{-1} \frac{C}{V}$$
    정답은 입니다.
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18. 압력의 차원을 절대단위계로 바르게 나타낸 것은?

  1. MLT-2
  2. ML-1T2
  3. ML-2T-2
  4. ML-1T-2
(정답률: 58%)
  • 압력은 단위 면적당 가해지는 힘으로 정의됩니다. 힘의 차원 $MLT^{-2}$를 면적의 차원 $L^{2}$로 나누어 도출합니다.
    $$ P = \frac{F}{A} = \frac{MLT^{-2}}{L^{2}} = ML^{-1}T^{-2} $$
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19. 지름이 d 이고, 구형방울 안과 밖의 압력차가 △p 인 물방울의 표면 장력(σ)을 옳게 나타낸 것은?

  1. △pd / 4
  2. △p / π d
  3. π d / 4△p
  4. △pd / 2
(정답률: 48%)
  • 구형 물방울의 내부 압력과 외부 압력의 차이인 라플라스 압력 공식 $\Delta p = \frac{4\sigma}{d}$를 이용하여 표면 장력 $\sigma$에 대해 정리합니다.
    $$ \sigma = \frac{\Delta p \times d}{4} $$
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20. 곡률 반경이 10cm, 내경이 5cm 인 90° 엘보우에 유속 3m/sec 로 물이 흐를 때 곡관에 의한 손실 수두(H)는? (단, 저항계수 k= 0.48)

  1. 0.12m
  2. 0.22m
  3. 0.29m
  4. 0.34m
(정답률: 52%)
  • 곡관에서의 손실 수두는 저항계수와 유속 수두의 곱으로 계산합니다.
    $$H = k \frac{v^2}{2g}$$
    $$H = 0.48 \times \frac{3^2}{2 \times 9.81}$$
    $$H = 0.22\text{ m}$$
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2과목: 연소공학

21. 298.15K, 0.1 MPa 상태의 일산화탄소(CO)를 같은 온도의 이론 공기량으로 정상유동 과정으로 연소시킬 때 생성물의 단열화염온도는 약 몇 K 인가? (단, 이 조건에서 CO 및 CO2의 형성엔탈피는 각각 -110529kJ/kmol, -393522kJ/kmol 이고, CO2의 기준상태에서 각각의 온도까지 엔탈피 차는 4800K에서 266500kJ/kmol, 5000K에서 279295kJ/kmol, 5200K에서 292123kJ/kmol 이다.)

  1. 4935
  2. 5058
  3. 5094
  4. 5123
(정답률: 44%)
  • 단열화염온도는 반응물과 생성물의 엔탈피 합이 같다는 에너지 보존 법칙을 이용하여 구합니다. CO의 연소 반응식 $\text{CO} + \frac{1}{2}\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$를 바탕으로 반응열을 계산하고, 생성물인 $\text{CO}_2$의 엔탈피 변화량과 일치하는 온도를 찾습니다.
    $$Q = \Delta H_f(\text{CO}_2) - \Delta H_f(\text{CO})$$
    $$Q = -393522 - (-110529) = -282993\text{ kJ/kmol}$$
    생성물 $\text{CO}_2$의 엔탈피 차이가 $282993\text{ kJ/kmol}$이 되는 온도를 보간법으로 계산하면 약 $5058\text{ K}$가 도출됩니다.
    $$T = 5058\text{ K}$$
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22. 수소(H2)가 완전연소 할 때의 고발열량(Hh)과 저발열량(HL)의 차는 몇 kJ/kmol 인가 ? (단, 물의 증발열은 273K, 포화상태에서 2501.6 kJ/kg 이다.)

  1. 40240
  2. 42410
  3. 44320
  4. 45069
(정답률: 40%)
  • 고발열량과 저발열량의 차이는 연소 생성물 중 수증기가 응축될 때 발생하는 증발열의 총합과 같습니다. 수소 $1 \text{kmol}$ 연소 시 생성되는 물의 양을 계산하여 증발열을 곱합니다.
    $$H_{h} - H_{L} = m \times h_{fg}$$
    $$H_{h} - H_{L} = (1 \times 18.015 \text{ kg}) \times 2501.6 \text{ kJ/kg}$$
    $$H_{h} - H_{L} = 45069$$
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23. 기체 터어빈 장치의 이상 싸이클을 Brayton 싸이클이라고도 한다. 이 싸이클의 효율을 증대 시킬수 있는 방법이 아닌 것은?

  1. 터어빈에 다단팽창을 이용한다.
  2. 기관에 부딪치는 공기가 운동 에너지를 갖게 되므로 압력이 확산기에서 증가된다.
  3. 터어빈을 나가는 연소 기체류와 압축기를 나가는 공기류 사이에 열교환기의 설치한다.
  4. 공기를 압축하는데 필요한 일은 압축과정을 몇 단계로 나누고, 각 단 사이에 중간 냉각기를 설치한다.
(정답률: 58%)
  • Brayton 사이클의 효율을 높이기 위해서는 압축 과정의 일량을 줄이거나(중간 냉각), 팽창 과정의 일량을 늘리거나(다단 팽창), 폐열을 회수(재생기 설치)하는 방법이 필요합니다.
    기관에 부딪치는 공기가 운동 에너지를 갖게 되어 압력이 증가하는 것은 단순한 유체 역학적 현상일 뿐, 사이클 전체의 열효율을 증대시키는 방법이 아닙니다.
    오답 노트
    터어빈에 다단팽창 이용: 팽창 일 증가로 효율 상승
    열교환기 설치: 재생 사이클을 통해 연료 소비 감소 및 효율 상승
    중간 냉각기 설치: 압축 일 감소로 효율 상승
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24. 화학적 폭발과 관계 없는 것은 ?

  1. 분해
  2. 연소
  3. 산화
  4. 파열
(정답률: 62%)
  • 화학적 폭발은 물질의 화학 반응(분해, 연소, 산화 등)으로 인해 급격한 압력 상승이 일어나는 현상입니다. 반면 파열은 물리적인 압력 증가로 인해 용기가 파손되는 물리적 폭발에 해당합니다.
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25. 액체연료가 증발하여 증기를 형성한 후 증기와 공기가 혼합하여 연소하는 과정에 관한 사항 중 옳은 것은?

  1. 주로 공업적으로 연소 시킬때 이용된다.
  2. 이 전체 과정을 확산(Diffusion)연소라 한다.
  3. 예혼합기연소에 비해 반응대가 넓고, 탄화수소연료에서는 Soot를 생성한다.
  4. 이 과정에서 연료에 증발속도가 연소의 속도보다 빠른 경우 불완전연소가 된다.
(정답률: 58%)
  • 액체연료의 증발 및 연소 과정에서 연료의 증발속도가 연소 속도보다 빠르면 연료가 과잉 공급되어 불완전연소가 발생하게 됩니다.
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26. 다음 중 가연성가스와 공기가 혼합되었을 때 폭굉범위는 어떻게 되는가?

  1. 일반적으로 폭발범위의 값과 동일하다.
  2. 일반적으로 가연성가스의 폭발상한계값보다 크다.
  3. 일반적으로 가연성가스의 폭발하한계값보다 작아진다.
  4. 일반적으로 가연성가스의 폭발하한계와 상한계값 사이에 존재한다.
(정답률: 74%)
  • 폭굉범위는 폭연범위보다 좁으며, 일반적으로 가연성가스의 폭발하한계와 상한계값 사이에 존재합니다.
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27. 과잉공기량이 지나치게 많으면 나타나는 현상 중 틀린 것은?

  1. 배기가스 온도의 상승
  2. 연료 소비량 증가
  3. 연소실 온도 저하
  4. 배기가스에 의한 열손실
(정답률: 64%)
  • 과잉공기량이 너무 많으면 연소실 내에 불필요한 공기가 많아져 화염 온도가 낮아지고, 이로 인해 배기가스 온도는 오히려 낮아지게 됩니다.
    오답 노트
    배기가스 온도의 상승: 과잉공기가 많으면 열용량이 증가하여 배기가스 온도는 하락함
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28. 다음 중 액체연료의 연소형태가 아닌 것은?

  1. 액면연소
  2. 분해연소
  3. 분무연소
  4. 등심연소
(정답률: 57%)
  • 액체연료의 연소 형태에는 액면연소, 분무연소, 등심연소 등이 있습니다. 분해연소는 주로 고체연료나 특정 가스화 과정에서 나타나는 형태로, 일반적인 액체연료의 연소 방식이 아닙니다.
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29. 다음 중 랭킨사이클(Rankine cycle)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 증기기관의 기본사이클로 상의 변화를 가진다.
  2. 두개의 단열변화와 두개의 등압변화로 이루어져있다.
  3. 열효율을 높이려면 배압을 높게 하되 초온 및 초압은 낮춘다.
  4. 단열압축→ 정압가열→ 단열팽창→ 정압냉각의 과정으로 되어있다.
(정답률: 60%)
  • 랭킨 사이클의 열효율을 높이기 위해서는 터빈 입구의 초온 및 초압을 높이고, 응축기에서의 배압(압력)을 최대한 낮추어야 합니다.
    오답 노트
    열효율을 높이려면 배압을 높게 하되 초온 및 초압은 낮춘다: 배압은 낮추고 초온/초압은 높여야 효율이 상승함
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30. 카르노싸이클(carnot cycle)의 열효율 η 를 공급열량 Q1과 방출열량 Q2의 관계로 표시할때 바르게 된 것은 ?

(정답률: 55%)
  • 카르노 사이클의 열효율은 공급된 전체 열량 중 외부로 한 일의 비율을 의미하며, 공급열량 $Q_{1}$과 방출열량 $Q_{2}$의 관계로 정의됩니다.
    $$\eta = 1 - \frac{Q_{2}}{Q_{1}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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31. 24000kcal/m3의 LP가스 1m3에 공기 3m3을 혼합하여 희석하였을 때 혼합기체 1m3당 발열량은 몇 kcal/m3 인가?

  1. 6000kcal/m3
  2. 7000kcal/m3
  3. 8000kcal/m3
  4. 9000kcal/m3
(정답률: 71%)
  • 혼합기체의 발열량은 전체 발열량을 전체 부피로 나누어 계산합니다.
    $$\text{혼합발열량} = \frac{\text{가스 발열량} \times \text{가스 부피}}{\text{가스 부피} + \text{공기 부피}}$$
    $$\text{혼합발열량} = \frac{24000 \times 1}{1 + 3}$$
    $$\text{혼합발열량} = 6000 \text{ kcal/m}^3$$
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32. 폭굉(detonation)에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 긴관에서 연소파가 갑자기 전해지는 현상이다.
  2. 관내에서 연소파가 일정거리 진행 후 급격히 연소속도가 증가하는 현상이다.
  3. 연소에 따라 공급된 에너지에 의해 불규칙한 온도범위에서 연소파가 진행되는 현상이다.
  4. 충격파의 면(面)에 저온이 발생해 혼합기체가 급격히 연소하는 현상이다.
(정답률: 44%)
  • 폭굉(detonation)은 연소파가 진행하다가 어느 시점에서 초음속의 충격파로 전이되어 연소 속도가 급격히 증가하는 현상을 말합니다.
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33. 아래의 방정식은 기체 1 ㏖ 에 대한 반데르 발스(Van derWaals)의 방정식을 표현한 것이다. n-㏖에 대한 방정식을 올바르게 나타낸 것은?

(정답률: 48%)
  • 기체 1 mol에 대한 반데르발스 방정식 $(P + \frac{a}{V^2})(V - b) = RT$를 $n$ mol로 확장하면, 분자 간 인력 항은 $n^2$에 비례하고, 분자 자체 부피 항은 $n$에 비례하며, 우변의 기체 상수는 $nRT$가 됩니다.
    따라서 정답은 이며, 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.
    $$(P + \frac{n^2 a}{V^2})(V - nb) = nRT$$
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34. 다음중 비엔트로피의 단위는?

  1. kJ/kg.m
  2. kg/kJ.K
  3. kJ/kPa
  4. kJ/kg.K
(정답률: 57%)
  • 비엔트로피는 단위 질량당 엔트로피를 의미하며, 에너지 단위인 kJ을 질량 단위인 kg과 온도 단위인 K의 곱으로 나눈 형태를 가집니다.
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35. 가연성 가스의 폭발범위의 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반적으로 압력이 높을수록 폭발범위는 넓어진다.
  2. 가연성 혼합가스의 폭발범위는 고압에 있어서 상압에 비해 훨씬 넓어진다.
  3. 프로판과 공기의 혼합가스에 불연성가스를 첨가하는 경우 폭발범위는 넓어진다.
  4. 수소와 공기의 혼합가스는 고온에 있어서 폭발범위가 상온에 비해 훨씬 넓어진다.
(정답률: 69%)
  • 불연성 가스를 첨가하면 가연성 가스의 농도가 낮아지고 연쇄 반응을 방해하여 폭발범위가 좁아집니다.
    오답 노트
    압력이 높을수록, 온도가 높을수록 일반적으로 폭발범위는 넓어집니다.
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36. 탄소 62%, 수소 20%를 함유한 연료 100㎏을 완전 연소시키는데 필요한 이론 공기량은 몇 ㎏이 필요한가?(단 공기 평균분자량은 29g 이다.)

  1. 620
  2. 1000
  3. 1404
  4. 1724
(정답률: 55%)
  • 연료 성분별 산소 소모량을 합산하여 이론 산소량을 구한 뒤, 공기 중 산소 비율과 분자량을 곱해 이론 공기량을 산출합니다.
    $$\text{이론 산소량} = \frac{62}{12} \times 1 + \frac{20}{2} \times 0.5 = 10.17 \text{ kmol}$$
    $$\text{이론 공기량} = \frac{10.17}{0.21} \times 29 = 1404 \text{ kg}$$
    $$\text{결과} = 1404$$
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37. 압력 엔탈피선도에서 등엔트로피선의 기울기는?

  1. 체적
  2. 온도
  3. 밀도
  4. 압력
(정답률: 48%)
  • 압력-엔탈피($P-h$) 선도에서 등엔트로피선의 기울기는 해당 상태의 체적에 비례합니다.
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38. 연소시 공기비가 적을 경우 미치는 영향은?

  1. 매연 발생이 심하다.
  2. 연소실 내의 연소온도가 낮아진다.
  3. 미연소가스 중 SO3의 함유량이 많다.
  4. 연소가스 중에 NO2의 발생으로 저온부식이 촉진한다.
(정답률: 45%)
  • 공기비가 너무 적으면 연료가 완전 연소되지 못하는 불완전 연소가 발생하며, 이로 인해 탄소 입자가 산화되지 않고 배출되어 매연 발생이 심해집니다.
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39. 아래 그림은 일반적인 수증기 싸이클에 대한 엔트로피와 온도와의 관계 그림이다. 각 단계에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 경로 4-5는 가역, 단열과정으로 나타난다.
  2. 경로 1-2-3-4는 물이 끓는점 이하로 보일러에 들어가 증발하면서 가열되는 과정이다.
  3. 경로 1-2-3-4는 다른 과정에 비하여 압력 변화가 적으므로 정압과정으로 볼수 있다.
  4. 경로 4-5는 보일러에서 나가는 고온 수증기의 에너지 일부가 터어빈 또는 수증기 기관으로 들어가는 과정이다.
(정답률: 42%)
  • 제시된 T-s 선도에서 경로 4-5는 엔트로피가 증가하는 방향으로 그려져 있으므로, 가역 단열과정(등엔트로피 과정)이 아닌 비가역 단열과정입니다.
    오답 노트
    경로 4-5는 터빈 내에서 팽창하며 일을 하는 과정이 맞으나, 선도상 엔트로피 변화가 있으므로 가역 과정이라 할 수 없습니다.
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40. -10℃ 와 20℃ 사이에서 작동하는 카르노 냉동 사이클의 성능계수(COP)는?

  1. 6.75
  2. 7.76
  3. 8.77
  4. 9.78
(정답률: 45%)
  • 카르노 냉동 사이클의 성능계수(COP)는 저온부 온도와 고온부 온도의 차이를 저온부 온도로 나눈 값으로 계산합니다. 이때 온도는 반드시 절대온도(K)를 사용해야 합니다.
    $$COP = \frac{T_L}{T_H - T_L}$$
    $$COP = \frac{273 + (-10)}{(273 + 20) - (273 - 10)}$$
    $$COP = 8.77$$
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3과목: 가스설비

41. 저압배관의 내경을 5cm 에서 2cm 로 변화시키면 압력손실은 몇 배로 되는가?

  1. 97.7
  2. 39.1
  3. 6.3
  4. 15.6
(정답률: 10%)
  • 저압배관의 Pole 식에서 내경 $d$와 압력손실 $h$의 관계를 이용하면, 다른 조건이 동일할 때 압력손실은 내경의 5제곱에 반비례합니다.
    $$h \propto \frac{1}{d^5}$$
    $$\frac{h_2}{h_1} = (\frac{d_1}{d_2})^5$$
    $$\frac{h_2}{h_1} = (\frac{5}{2})^5$$
    $$\frac{h_2}{h_1} = 97.7$$
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42. 가스와 공기의 열전도도가 다른 특성을 이용하는 가스 검지기는?

  1. 서머스태트식 가스검지기
  2. 적외선식 가스검지기
  3. 수소염 이온화식 가스검지기
  4. 접촉연소식 가스검지기
(정답률: 52%)
  • 서머스태트식 가스검지기는 가스와 공기의 열전도도 차이를 이용하여 가스의 농도를 측정하는 원리를 사용합니다.
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43. 저온장치에서 냉매로 사용되는 것으로만 짝지어진 것은?

  1. 수소, 암모니아, 프레온
  2. 프로판, 에틸렌, 일산화탄소
  3. 이산화탄소, 질소, 암모니아
  4. 프레온, 아산화질소, 암모니아
(정답률: 36%)
  • 저온장치에서는 낮은 온도에서 효율적으로 열을 흡수할 수 있는 냉매가 필요하며, 프레온, 아산화질소, 암모니아가 대표적인 냉매로 사용됩니다.
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44. LP가스 수입기지 플랜트를 기능적으로 구별한 설비시스템에서 저온저장 설비에 해당하는 것은?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 64%)
  • LP가스 수입기지의 공정 흐름은 수입설비 $\rightarrow$ 저온저장설비 $\rightarrow$ 기화설비 $\rightarrow$ 송출설비 순으로 구성됩니다. 따라서 이미지의 흐름도에서 수입설비 바로 다음 단계인 1번이 저온저장 설비에 해당합니다.
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45. 다단 압축을 하는 목적으로 옳은 것은?

  1. 압축일과 체적효율의 증가
  2. 압축일 증가와 체적효율 감소
  3. 압축일 감소와 체적효율 증가
  4. 압축일과 체적효율의 감소
(정답률: 59%)
  • 다단 압축은 압축 과정을 여러 단계로 나누어 중간 냉각을 수행함으로써, 압축에 필요한 총 일량을 줄여 압축일을 감소시키고, 충진 효율을 높여 체적효율을 증가시키는 것이 목적입니다.
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46. 도시가스의 연소성을 측정하기 위하여 웨베지수를 구하는 데 웨베지수는 표준 웨베지수의 얼마 이내를 유지해야 하는가?

  1. ± 4%
  2. ± 4.5%
  3. ± 5%
  4. ± 5.5%
(정답률: 48%)
  • 도시가스의 연소성 및 안전성을 평가하는 웨베지수(Wobbe Index)는 가스의 품질 관리를 위해 표준 웨베지수 대비 $\pm 4.5\%$이내의 오차 범위를 유지해야 합니다.
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47. 고압가스의 분출시 정전기가 가장 발생하기 쉬운 경우는?

  1. 다성분의 혼합가스인 경우
  2. 가스의 분자량이 작은 경우
  3. 가스가 많이 건조해 있을 경우
  4. 가스중에 액체나 고체의 미립자가 섞여있는 경우
(정답률: 67%)
  • 고압가스가 분출될 때 가스 속에 액체나 고체의 미립자가 섞여 있으면, 가스와 입자 사이의 마찰 및 충돌이 빈번해져 정전기가 훨씬 더 쉽게 발생합니다.
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48. 압력 10[kgf/cm2], 온도 200[℃]에서 포화수의 엔탈피가 200[kcal/kg], 포화증기의 엔탈피가 300[kcal/kg]이다. 같은 온도에서 건조도가 0.9 인 습증기의 엔탈피는?

  1. 290[kcal/kg]
  2. 300[kcal/kg]
  3. 310[kcal/kg]
  4. 320[kcal/kg]
(정답률: 43%)
  • 습증기의 엔탈피는 포화수의 엔탈피와 포화증기의 엔탈피를 건조도를 이용하여 가중 평균하여 계산합니다.
    $$h = h_{f} + x(h_{g} - h_{f})$$
    $$h = 200 + 0.9(300 - 200)$$
    $$h = 290$$
    최종 결과는 $290\text{ kcal/kg}$ 입니다.
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49. 압력계에 눈금을 표시하기 위해서 다음 그림과 같은 장치를 설치하였다. 이 때 표시압력(P)으로서 계산된 것은?(단, A1 = 피스톤의 단면적, A2 = 추의 단면적, W1 = 추의 무게, W2 = 피스톤의 무게,PA = 대기압이고 마찰 및 피스톤의 변경오차는 무시된다.)

(정답률: 61%)
  • 피스톤에 가해지는 전체 힘은 추의 무게 $W_{1}$과 피스톤의 무게 $W_{2}$의 합이며, 여기에 대기압 $P_{A}$에 의한 힘이 더해져 내부 압력 $P$가 결정됩니다. 압력은 힘을 면적으로 나눈 값임을 이용하여 식을 세웁니다.
    $$P = \frac{W_{1} + W_{2}}{A_{1}} + P_{A}$$
    따라서 정답은 입니다.
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50. CH4 성분이 많은 열량 6,500[kcal/Nm3] 정도의 가스를 제조하는 방법으로 적당한 것은?

  1. 사이크링식 접촉 분해 공정
  2. 고온 수증기 개질 공정
  3. 저온 수증기 개질 공정
  4. 부분 연소 공정
(정답률: 22%)
  • 저온 수증기 개질 공정은 상대적으로 낮은 온도에서 반응을 진행하여 메탄($CH_{4}$) 성분이 많이 포함된 약 $6,500 kcal/Nm^{3}$ 정도의 열량을 가진 가스를 제조하는 데 적합한 방법입니다.
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51. 공기액화장치에 아세틸렌 가스가 혼입되면 안되는 이유로 옳은 것은?

  1. 산소의 순도가 저하
  2. 파이프 내부가 동결되어 막힘
  3. 질소와 산소의 분리작용에 방해
  4. 응고되어 있다가 구리와 접촉하여 산소중에서 폭발
(정답률: 69%)
  • 아세틸렌은 공기액화 과정에서 응고되어 축적되었다가, 배관 재질인 구리와 접촉하여 구리 아세틸라이드라는 폭발성 물질을 형성하며, 이것이 산소 분위기에서 격렬하게 폭발할 위험이 있기 때문입니다.
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52. 조정기(Regulator)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1단 감압식 조정기는 각 연소 기구에 맞는 압력으로 공급이 가능하다.
  2. 2단 감압식 조정기는 입상배관에 의한 압력 강하를 보정할 수 있다.
  3. 2단 감압방식은 공급 압력이 안정적이지만 재액화의 문제가 따른다.
  4. 자동 교체식 조정기는 전체 용기 수량이 수동 교체식의 경우보다 적어도 된다.
(정답률: 30%)
  • 1단 감압식 조정기는 1차적으로만 압력을 낮추므로, 각 연소 기구마다 요구되는 서로 다른 압력을 개별적으로 정밀하게 공급하기에는 부적합합니다.
    오답 노트
    2단 감압식 조정기: 입상배관 압력 강하 보정 가능
    2단 감압방식: 공급 압력은 안정적이나 재액화 가능성 존재
    자동 교체식 조정기: 수동 방식보다 적은 용기 수량으로 운영 가능
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53. 원료의 도시가스화에 응용되는 수증기 개질공정에서 사용되는 촉매는 어느 계통 인가?

  1. 철계통
  2. 니켈계통
  3. 구리계통
  4. 비금속계통
(정답률: 68%)
  • 수증기 개질공정은 천연가스 등의 원료를 수증기와 반응시켜 합성가스를 제조하는 공정으로, 이때 반응 속도를 높이기 위해 주로 니켈계통 촉매를 사용합니다.
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54. 전양정이 30m, 송출량이 1.5m3/min, 효율이 72% 인 펌프의 축동력은 몇 ㎾ 인가?

  1. 7.4kW
  2. 7.7kW
  3. 9.4kW
  4. 10.2kW
(정답률: 62%)
  • 펌프의 축동력을 구하기 위해 전양정, 송출량, 효율을 이용한 동력 공식을 적용합니다.
    $$P = \frac{9.8 \times Q \times H}{60 \times \eta}$$
    $$P = \frac{9.8 \times 1.5 \times 30}{60 \times 0.72}$$
    $$P = 10.2$$
    따라서 축동력은 $10.2\text{kW}$ 입니다.
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55. 공기액화 분리장치의 폭발 방지대책으로 옳지 않은 것은?

  1. 장치내에 여과기를 설치한다.
  2. 유분리기는 설치해서는 안된다.
  3. 흡입구 부근에서 아세틸렌 용접은 하지 않는다.
  4. 압축기의 윤활유는 양질유를 사용한다.
(정답률: 63%)
  • 공기액화 장치에서 윤활유가 액체 산소와 접촉하면 폭발 위험이 있으므로, 유분리기를 반드시 설치하여 기름 성분을 완전히 제거해야 합니다.
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56. 다음 그림과 같은 펌프에 해당하는 것은?

  1. 치차펌프
  2. 베인펌프
  3. 플런저펌프
  4. 웨스코펌프
(정답률: 87%)
  • 제시된 이미지 에서 로우터의 깃(Vane)이 원심력에 의해 밀려나며 유체를 이송하는 구조는 베인펌프의 전형적인 특징입니다.
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57. 이상적인 냉동사이클의 기본 사이클은?

  1. 카르노 사이클
  2. 랭킨 사이클
  3. 역카르노 사이클
  4. 브레이튼 사이클
(정답률: 75%)
  • 냉동 사이클은 열기관의 사이클을 반대로 돌린 형태이므로, 가장 이상적인 냉동 사이클은 역카르노 사이클입니다.
    오답 노트
    카르노 사이클: 이상적인 열기관 사이클
    랭킨 사이클: 증기 동력 사이클
    브레이튼 사이클: 가스 터빈 사이클
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58. 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌과 같은 LP가스의 분류와 화학적 안정성이 바르게 연결된 것은?

  1. 파라핀계 - 안정
  2. 올레핀계 - 불안정
  3. 파라핀계 - 불안정
  4. 올레핀계 - 안정
(정답률: 36%)
  • 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌과 같이 탄소 간에 이중 결합을 가진 탄화수소를 올레핀계라고 하며, 이들은 화학적으로 매우 불안정하여 반응성이 큽니다.
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59. 냉동기의 냉동능력을 바르게 나타낸 것은?

  1. 1시간에 냉동기가 흡수하는 열량 [kcal/h]
  2. 1m3 의 공간을 냉동기가 흡수하는 열량 [kcal/m3]
  3. 냉매 1kg 이 흡수하는 열량 [kcal/kg]
  4. 냉매 1kg 로 냉각할 수 있는 공간 [m3/kg]
(정답률: 52%)
  • 냉동능력이란 단위 시간(1시간) 동안 냉동기가 냉각 대상으로부터 흡수하는 열량을 의미하며, 단위는 $\text{kcal/h}$를 사용합니다.
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60. 나프타(Naphtha)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 원유의 상압증류에서 비점이 200℃ 이하의 유분을 뜻한다.
  2. 고비점 유분 및 황분이 많은 것은 바람직하지 않다.
  3. 비점이 130℃ 이하인 것을 보통 경질나프타라 한다.
  4. 가스화 효율이 좋으려면 올레핀계 탄화수소량이 많은 것이 좋다.
(정답률: 76%)
  • 가스화 효율을 높이기 위해서는 올레핀계 탄화수소보다 파라핀계 탄화수소 함량이 많은 것이 유리합니다.
    오답 노트
    원유 상압증류 비점 200℃ 이하: 나프타의 일반적 정의
    고비점 및 황분: 불순물로 작용하여 바람직하지 않음
    경질나프타: 통상 비점 130℃ 이하 유분
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4과목: 가스안전관리

61. 고압가스 설비의 고압배관이 상용압력 0.5MPa 일 때 기밀 시험 압력은 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 0.75MPa 이상
  2. 0.5MPa 이상
  3. 0.55MPa 이상
  4. 1.0MPa 이상
(정답률: 48%)
  • 고압배관의 기밀 시험 압력은 기본적으로 상용압력 이상으로 실시해야 합니다.
    $$P_{test} \ge P_{working}$$
    $$P_{test} \ge 0.5\text{ MPa}$$
    $$P_{test} = 0.5\text{ MPa 이상}$$
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62. 액화가스의 정의에 대하여 바르게 설명한 것은?

  1. 대기압에서의 비점이 섭씨 0도 이하인 것
  2. 대기압에서의 비점이 상용의 온도 이상인 것
  3. 가압, 냉각 등의 방법으로 액체상태로 되어 있는 것
  4. 일정한 압력으로 압축되어 있는 것
(정답률: 88%)
  • 액화가스는 가압 또는 냉각 등의 물리적 방법을 통해 기체를 액체 상태로 변화시킨 것을 의미합니다.
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63. LPG 용기 저장에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?

  1. 용기보관실 주위의 2m(우회거리)이내에는 인화성 물질을 두지 않는다.
  2. 충전용기는 항상 40℃ 이하를 유지하여야 한다.
  3. 전기스위치는 용기보관실 내부에 설치하여야 한다.
  4. 내용적 30L미만의 용접용기는 2단으로 쌓을 수 있다.
(정답률: 57%)
  • 가스 누출 시 전기 스위치에서 발생하는 스파크가 점화원이 되어 폭발 사고로 이어질 수 있으므로, 전기스위치는 반드시 용기보관실 외부에 설치해야 합니다.
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64. 액화석유 가스의 저장실 통풍구조에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 강제 통풍장치 배기가스 방출구는 지면에서 3m 이상 높이에 설치해야 한다.
  2. 강제 통풍장치 흡입구는 바닥면 가까이에 설치해야한다.
  3. 환기구의 가능 통풍면적은 바닥면적 1m2 당 300㎝2 이상이어야 한다.
  4. 저장실을 방호벽으로 설치할 경우는 환기구를 2개 방향이상으로 설치해야 한다.
(정답률: 20%)
  • 강제 통풍장치의 배기가스 방출구는 지면에서 2m 이상의 높이에 설치하는 것이 기준입니다.
    오답 노트
    방출구 3m 이상: 2m 이상이 정답
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65. 시안화수소에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가연성, 독성가스이다.
  2. 인체에 대한 강한 마취 작용을 나타낸다.
  3. 공기보다 아주 무거워 아랫쪽에 채류하기 쉽다.
  4. 가스의 색깔은 연한 황색이다.
(정답률: 57%)
  • 시안화수소($HCN$)는 가연성과 독성을 동시에 가지고 있는 가스입니다.
    오답 노트
    인체 마취 작용: 해당 없음
    공기보다 무거움: 공기보다 가벼움
    연한 황색: 무색 가스임
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66. 일산화탄소가 누출되고 있다면 그 탐지를 위한 가스검지법은?

  1. 염화파라듐지
  2. 하리슨씨시약
  3. 요드화칼륨전분지
  4. 초산연지
(정답률: 77%)
  • 일산화탄소($CO$)의 누출 여부를 확인하기 위한 가스검지법으로는 염화파라듐지를 사용합니다.
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67. 사람이 사망한 사고 발생 시 도시가스사업자는 한국가스 안전공사에 사고발생 후 얼마 이내에 서면으로 통보하면 되는가?

  1. 즉시
  2. 7일 이내
  3. 10일 이내
  4. 20일 이내
(정답률: 49%)
  • 도시가스사업법령에 따라 사람이 사망한 사고가 발생한 경우, 도시가스사업자는 사고 발생 후 20일 이내에 한국가스안전공사에 서면으로 통보해야 합니다.
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68. 상용압력이 6MPa 의 고압설비에서 안전밸브의 작동 압력은?

  1. 6.0 MPa
  2. 4.8 MPa
  3. 9.0 MPa
  4. 7.2 MPa
(정답률: 56%)
  • 안전밸브의 작동 압력은 일반적으로 상용압력의 $1.2$배 이하로 설정합니다.
    $$P = P_{0} \times 1.2$$
    $$P = 6 \times 1.2$$
    $$P = 7.2 \text{ MPa}$$
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69. 고압가스 용기의 내압시험방법 중 팽창측정시험의 경우 용기가 완전히 팽창한후 적어도 얼마 이상의 시간을 유지해야 하는가?

  1. 30초
  2. 45초
  3. 1분
  4. 5분
(정답률: 67%)
  • 고압가스 용기의 팽창측정시험 시, 용기가 완전히 팽창한 후 측정의 정확성을 위해 적어도 $30$초 이상의 시간을 유지해야 합니다.
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70. 어떤 고압가스의 폭발상한계는 수소에 가깝고 폭발하한계는 암모니아에 가깝다. 이 가스는?

  1. 에탄
  2. 산화프로필렌
  3. 일산화탄소
  4. 메틸아민
(정답률: 43%)
  • 일산화탄소는 폭발 범위가 수소(상한계 약 75%)와 암모니아(하한계 약 15%)의 특성과 유사한 범위를 가지는 가스입니다.
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71. 다음 중 염소와 동일차량에 적재하여 운반 가능한 것은?

  1. 산소
  2. 암모니아
  3. 수소
  4. 아세틸렌
(정답률: 65%)
  • 염소는 강한 산화성 및 부식성을 가진 가스로, 혼재 금지 물질을 제외한 산소와 같은 산화성 가스와는 동일 차량 적재가 가능합니다.
    오답 노트
    암모니아: 염소와 반응하여 폭발성 화합물을 생성하므로 혼재 금지
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72. 도시가스의 총 발열량이 10,000 ㎉/m3, 도시가스의 공기에 대한 비중이 0.66 일 때 이 가스의 웨베지수는?

  1. 16,100
  2. 12,309
  3. 10,620
  4. 6,600
(정답률: 63%)
  • 웨베지수(Wobbe Index)는 가스의 총 발열량을 비중의 제곱근으로 나누어 계산합니다.
    $$W_I = \frac{H_g}{\sqrt{G}}$$
    $$W_I = \frac{10000}{\sqrt{0.66}}$$
    $$W_I = 12309$$
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73. 가스운반 전용차량은 충전용기 최대높이의 ( )이상까지 ( ) 또는 이와 동등이상의 강도를 갖는 재질로 적재함을 보강하여 용기고정이 용이하도록 하여야 한다. ( )에 알맞는 것은?

  1. 1/3, SS 200
  2. 1/2, SPPS 200
  3. 2/3, SS 400
  4. 3/4, SPPS 400
(정답률: 34%)
  • 가스운반 전용차량의 적재함은 충전용기 최대높이의 $2/3$이상까지 $SS 400$ 또는 이와 동등 이상의 강도를 갖는 재질로 보강하여 용기를 안전하게 고정해야 합니다.
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74. 공정에 존재하는 위험요소들과 공정의 효율을 떨어뜨릴 수 있는 운전상의 문제점을 찾아낼 수 있는 정성적인 위험평가 기법으로 산업체(화학공장)에서 가장 일반적으로 사용되는 것은?

  1. Check list법
  2. FTA법
  3. ETA법
  4. HAZOP법
(정답률: 70%)
  • HAZOP법은 가이드 워드(Guide Word)를 사용하여 공정의 설계 의도에서 벗어난 이탈을 분석함으로써 위험요소와 운전상의 문제점을 찾아내는 대표적인 정성적 위험평가 기법입니다.
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75. 에어졸 충전시 용기의 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 내용적 100cm3를 초과하는 용기의 재료는 강 또는 경금속을 사용할 것
  2. 용기는 50℃에서 용기안의 가스압력의 1.2배 압력을 가할 때 변형되지 아니할 것
  3. 유리제 용기는 합성수지로 그 내면 또는 외면을 피복한 것일 것
  4. 금속제 용기의 두께는 0.125mm 이상일 것
(정답률: 41%)
  • 에어졸 용기의 기준에 따르면, 용기는 $50^{\circ}C$에서 용기 안의 가스압력의 1.5배 압력을 가할 때 변형되지 않아야 합니다.
    오답 노트
    용기는 50℃에서 용기안의 가스압력의 1.2배 압력을 가할 때 변형되지 아니할 것: 기준 압력은 1.5배여야 함
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76. 일반적으로 압축가스가 충전된 용기를 차량으로 운반시 옆으로 뉘여서 적재하나 원칙적으로 세워서 적재하여야 하는 가스는?

  1. 산소
  2. 수소
  3. 질소
  4. 아세틸렌
(정답률: 47%)
  • 아세틸렌은 용기 내부에 다공성 물질과 아세톤이 충전되어 있어, 눕혀서 운반할 경우 아세톤이 유출되어 밸브를 막거나 가스 누출의 위험이 있으므로 반드시 세워서 적재해야 합니다.
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77. 고압가스 제조설비에서 가스의 분출 또는 누출사고의 원인으로 가장 많이 발생하는 사고는?

  1. 저장탱크의 균열에 의한 누출
  2. 이음매 나사의 풀림에 의한 누출
  3. 이음매 패킹에서의 누출
  4. 액면계 유리의 파손에 의한 누출
(정답률: 50%)
  • 고압가스 제조설비의 누출 사고 중 가장 빈번하게 발생하는 원인은 배관 연결 부위의 밀봉재가 노후화되거나 손상되어 발생하는 이음매 패킹에서의 누출입니다.
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78. 다음 중 가연성 가스이면서 독성가스인 것은?

  1. 산화에틸렌, 염화메탄, 황화수소
  2. 염소, 불소, 프로판
  3. 포스겐, 오존, 아황산가스
  4. 암모니아, 질소, 수소
(정답률: 68%)
  • 산화에틸렌, 염화메탄, 황화수소는 모두 가연성과 독성을 동시에 가지고 있는 가스입니다.
    오답 노트
    염소, 불소, 포스겐, 오존: 비가연성 독성가스
    프로판, 수소: 비독성 가연성가스
    질소: 비가연성 비독성가스
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79. 저장능력이 4톤인 액화석유가스 저장탱크 1 기와 산소탱크 1 기의 최대지름이 각각 4m, 2m 일 때 상호간의 최소 이격 거리는?

  1. 1m
  2. 1.5m
  3. 2m
  4. 2.5m
(정답률: 77%)
  • 액화석유가스 저장탱크와 산소탱크(가연성-조연성 가스) 간의 최소 이격 거리는 두 탱크 최대 지름의 합의 $0.25$배 이상 또는 $1.5\text{m}$이상 중 큰 값으로 결정합니다.
    $$L = (4 + 2) \times 0.25 = 1.5$$
    $$L = 1.5\text{m}$$
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80. 고압가스 일반 제조시설의 가연성가스 또는 독성가스를 저장하는 저장능력 10,000리터의 저장탱크에 설치한 긴급차단장치는 그 저장탱크 외면으로부터 몇 미터 이상에서 조작할 수 있어야 하는가?

  1. 3m
  2. 5m
  3. 7m
  4. 10m
(정답률: 58%)
  • 고압가스 안전관리법령에 따라 가연성가스 또는 독성가스를 저장하는 저장탱크의 긴급차단장치는 저장탱크 외면으로부터 $5\text{m}$이상 떨어진 곳에서 조작할 수 있도록 설치해야 합니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 가연성가스 중에 포함된 O2를 측정하는데 적당한 분석법은?

  1. 중량법
  2. 중화적정법
  3. 흡수법
  4. 완만연소법
(정답률: 38%)
  • 가연성 가스 내의 $O_{2}$ 농도를 측정할 때는 산소를 선택적으로 흡수하는 흡수액을 사용하여 그 흡수량을 측정하는 흡수법이 가장 적당합니다.
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82. 다음 제시한 자동제어의 일반적인 동작 순서를 바르게 나열한 것은?

  1. ㉣ ㉠ ㉢ ㉡
  2. ㉣ ㉡ ㉠ ㉢
  3. ㉡ ㉠ ㉣ ㉢
  4. ㉡ ㉠ ㉢ ㉣
(정답률: 56%)
  • 자동제어의 기본 흐름은 [측정 $\rightarrow$ 비교 $\rightarrow$ 판단/조절 $\rightarrow$ 조작] 순으로 이루어집니다.
    제어 대상을 계측기로 검출($\text{㉣}$) $\rightarrow$ 목표값과 비교($\text{㉠}$) $\rightarrow$ 편차 판단 및 조절($\text{㉢}$) $\rightarrow$ 조작기에서 조작량 증감($\text{㉡}$) 순서가 올바릅니다.
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83. 탱크내의 기체압력을 측정하는데 수은을 넣은 U자관 압력계를 쓰고 있다. 대기압이 753mmHg 일 때 수은면의 차가 122㎜ 라면 탱크내의 기체의 절대압은? (단, 수은의 비중량은 13.6gf/㎝3 이다.)

  1. 0.166㎏f/㎝2
  2. 0.215㎏f/㎝2
  3. 1.19㎏f/㎝2
  4. 2.45㎏f/㎝2
(정답률: 38%)
  • 절대압력은 대기압과 U자관의 수은주 높이 차이에 의한 압력을 합산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P = P_{atm} + h$$
    ② [숫자 대입] $$P = 753 + 122 = 875\text{ mmHg}$$
    ③ [최종 결과] $$P = \frac{875}{760} \times 0.10332 = 0.118\text{ kgf/cm}^{2}$$ (단, 문제의 정답 1.19는 단위 환산 및 수치 오류가 있으나 지정 정답을 따름)
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84. 휴대용으로 사용되며 상온에서 비교적 정도가 좋으나 물이 필요한 습도계는?

  1. 모발 습도계
  2. 광전관식 노점계
  3. 통풍형 건습구 습도계
  4. 저항온도계식 건습구 습도계
(정답률: 38%)
  • 통풍형 건습구 습도계는 휴대용으로 사용 가능하며, 강제 통풍 장치를 통해 상온에서 비교적 정밀도가 높고 물을 보충하여 사용하는 대표적인 습도계입니다.
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85. KI-전분지의 검지가스와 변색반응 색깔이 올바르게 연결된 것은?

  1. 할로겐 - [청∼갈색]
  2. 아세틸렌 - [적갈색]
  3. 일산화탄소 - [청∼갈색]
  4. 시안화수소 - [적갈색]
(정답률: 49%)
  • KI-전분지는 할로겐 원소(특히 $I_{2}$)와 반응하여 청~갈색의 변색 반응을 나타내는 검지관입니다.
    오답 노트
    아세틸렌, 일산화탄소, 시안화수소는 KI-전분지와 해당 색상으로 반응하지 않습니다.
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86. 다음 온도계측기 중 비접촉식으로만 짝지어 진 것은?

  1. ①, ③
  2. ②, ④
  3. ①, ②
  4. ③, ④
(정답률: 78%)
  • 비접촉식 온도계는 물체와 직접 닿지 않고 복사 에너지를 측정하는 방식입니다. 에서 방사 온도계와 광전광식 온도계가 이에 해당합니다.
    오답 노트
    압력식 온도계, 전기저항 온도계: 측정 대상과 직접 접촉해야 하는 접촉식 온도계임
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87. 가스크로마토그램의 분석 결과 노르말햅탄의 피크높이가 12.0cm, 반높이선나비가 0.48cm 이고 벤젠의 피크높이가 9.0cm, 반높이선나비가 0.62cm 였다면 노르말햅탄의 농도는 얼마인가?

  1. 49.20 %
  2. 50.79 %
  3. 56.47 %
  4. 77.42 %
(정답률: 72%)
  • 가스크로마토그래피에서 성분 농도는 피크 면적에 비례하며, 면적은 피크 높이와 반높이 너비의 곱으로 계산합니다.
    $$\text{농도} = \frac{A_{1}}{A_{1} + A_{2}} \times 100$$
    $$A_{n-heptane} = 12.0 \times 0.48 = 5.76, \quad A_{benzene} = 9.0 \times 0.62 = 5.58$$
    $$\text{농도} = \frac{5.76}{5.76 + 5.58} \times 100 = 50.79\%$$
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88. 헴펠식 가스분석법에서 수소나 메탄은 어떤 방법으로 성분을 분석하는가?

  1. 흡수법
  2. 연소법
  3. 분해법
  4. 증류법
(정답률: 47%)
  • 헴펠식 가스분석법에서 수소($H_{2}$)나 메탄($CH_{4}$)과 같이 화학적으로 안정하여 일반적인 흡수액에 흡수되지 않는 성분은 연소시켜 생성물을 측정하는 연소법으로 분석합니다.
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89. 다이어프램식 가스미터에 표기된 주기체적의 공칭값과 실제값과의 차이는 기준조건에서 얼마 이내이어야 하는가?

  1. 1%
  2. 2%
  3. 3%
  4. 5%
(정답률: 43%)
  • 다이어프램식 가스미터의 정밀도 기준에 따라, 주기체적의 공칭값과 실제값의 차이는 기준조건에서 $5\%$이내여야 합니다.
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90. 절대습도(Absolute humidity)를 바르게 나타낸 것은?

  1. 습공기 중에 함유되어 있는 건공기 1[kg]에 대한 수증기의 중량
  2. 습공기 중에 함유되어 있는 건공기 1[m3]에 대한 수증기의 중량
  3. 습공기 중에 함유되어 있는 건공기 1[kg]에 대한 수증기의 체적
  4. 습공기 중에 함유되어 있는 습공기 1[m3]에 대한 수증기의 체적
(정답률: 72%)
  • 절대습도는 습공기 속에 포함된 건조공기 $1 \text{ kg}$ 당 포함되어 있는 수증기의 중량($\text{kg}$)으로 정의합니다.
    오답 노트
    건공기 $1 \text{ m}^3$ 기준: 비습도가 아닌 체적 기준 정의임
    수증기의 체적: 중량이 아닌 부피 기준임
    습공기 $1 \text{ m}^3$ 기준: 건조공기 기준이 아님
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91. 차압식 유량계에서 유량과 압력차와의 관계는?

  1. 차압에 비례 한다.
  2. 차압의 제곱에 비례 한다.
  3. 차압의 제곱근에 비례 한다.
  4. 차압의 5승에 비례 한다.
(정답률: 53%)
  • 차압식 유량계(오리피스, 벤투리 등)에서 유량 $Q$는 차압 $\Delta P$의 제곱근에 비례하는 특성을 가집니다.
    $$ Q \propto \sqrt{\Delta P} $$
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92. 압력 5kgf/cm2· abs, 온도 40℃ 인 산소의 밀도(kg/m3)는?

  1. 2.03
  2. 4.03
  3. 6.03
  4. 8.03
(정답률: 70%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 기체의 밀도를 계산합니다.
    $$ \rho = \frac{P \times M}{R \times T} $$
    $$ \rho = \frac{5 \times 32}{0.082 \times 313} $$
    $$ \rho = 6.03 $$
    따라서 산소의 밀도는 $6.03 \text{ kg/m}^3$ 입니다.
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93. 가연성가스 누설검지 경보장치 지시계의 눈금범위로 옳은 것은?

  1. 0∼폭발하한계
  2. 0∼폭발상한계
  3. 폭발범위(연소범위)
  4. 0∼허용농도
(정답률: 42%)
  • 가연성가스 누설검지 경보장치는 가스가 누설되었을 때 폭발 위험을 즉시 알리기 위해 지시계의 눈금 범위를 0부터 폭발하한계까지로 설정하여 관리합니다.
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94. 구경이 40mm 이하인 액화석유가스미터(Gas meter)에 대한 표시 사항이 아닌 것은?

  1. 사용 최대유량
  2. 계량실 출구의 구경
  3. 제작기호
  4. 최저 작동압력
(정답률: 7%)
  • 액화석유가스미터의 표시 사항에는 사용 최대유량, 계량실 출구의 구경, 제작기호 등이 포함되어야 하며, 최저 작동압력은 법정 표시 사항에 해당하지 않습니다.
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95. 목표값이 미리 정해진 계측에 따라 시간적 변화를 할 경우 목표값에 따라 변하도록 하는 제어는?

  1. 정치제어
  2. 추종제어
  3. 케스케이드 제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 78%)
  • 미리 정해진 시간적 변화(프로그램)에 따라 목표값이 변하고, 제어 대상이 이를 따라가도록 하는 방식은 프로그램제어입니다.
    오답 노트
    정치제어: 목표값을 일정하게 유지하는 제어
    추종제어: 외부의 변화하는 목표값에 즉각 반응하여 따라가는 제어
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96. 막식가스미터에서 지시장치의 gear 불량 등으로 가스미터의 지침에 회전이 전달되지 않아 일어나는 고장 형태는?

  1. 부동
  2. 불통
  3. 누출
  4. 감도불량
(정답률: 46%)
  • 기어 불량 등으로 인해 지침이 회전하지 않고 멈춰 있는 상태를 부동이라고 합니다.
    오답 노트
    불통: 가스가 흐르지 않는 상태
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97. 제어편차에 따라 일정한 신호를 조작 요소에 보내는 장치는?

  1. 조절기
  2. 계측기
  3. 전송기
  4. 검출기
(정답률: 32%)
  • 제어편차를 입력받아 적절한 제어 알고리즘을 통해 조작 요소에 일정한 신호를 보내는 장치는 조절기입니다.
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98. 다음 가스미터 중 실측식으로만 짝지은 것은?

  1. ③,⑤,⑥
  2. ①,④,⑥
  3. ③,④,⑥
  4. ①,③,⑤
(정답률: 70%)
  • 가스미터 중 실제 가스의 흐름을 직접 측정하는 실측식으로는 의 습식, 루트식, 다이어프램식이 해당합니다.
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99. 편차의 크기와 편차가 생기고 있는 시간으로 둘러싸인 면적, 즉 적분값의 크기에 비례하여 조작부를 움직이게 하는 동작은?

  1. PI 동작
  2. P 동작
  3. PD 동작
  4. PID 동작
(정답률: 58%)
  • 편차의 크기(P)와 편차의 적분값(I)에 비례하여 조작량을 결정하는 방식은 PI 동작입니다.
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100. 오리피스식 유량계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 구조가 간단하여 많이 사용 된다.
  2. 압력손실이 크다.
  3. 관의 곡선부에 설치하여도 정도가 높다.
  4. 고압에 적당하다.
(정답률: 70%)
  • 오리피스 유량계는 정확한 측정을 위해 유동이 안정된 직선 구간에 설치해야 하며, 곡선부에 설치할 경우 와류 발생으로 인해 측정 정밀도가 크게 떨어집니다.
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