가스기사 필기 기출문제복원 (2004-08-08)

가스기사
(2004-08-08 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 유동하는 물의 속도가 12m/sec 이고 압력이 1.1kgf/㎝2이다. 이 경우에 속도수두와 압력수두는 각각 몇 m 인가?(단, 물의 밀도 ρ =102 kgf· sec2/m4)

  1. 7.35, 10.8
  2. 7.35, 11.0
  3. 7.35, 11.2
  4. 10.5, 11.8
(정답률: 48%)
  • 베르누이 방정식의 수두 개념을 적용하여 속도수두와 압력수두를 각각 계산합니다.
    속도수두: $$ h_v = \frac{v^2}{2g} = \frac{12^2}{2 \times 9.81} = 7.35 \text{ m} $$
    압력수두: $$ h_p = \frac{P}{\rho g} = \frac{1.1 \times 98066.5}{102 \times 9.81} = 11.0 \text{ m} $$
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2. 베르누이식에 쓰이지 않는 head(두)는?

  1. 압력두
  2. 밀도두
  3. 위치두
  4. 속도두
(정답률: 64%)
  • 베르누이 방정식은 유체의 에너지 보존 법칙으로, 에너지의 형태인 압력두, 위치두, 속도두의 합이 일정함을 나타냅니다.
    오답 노트
    밀도두: 베르누이 식의 구성 요소가 아니며, 밀도는 각 항의 계수로 사용될 뿐 독립적인 두(head)로 정의되지 않습니다.
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3. 5리터들이 탱크에는 9기압의 기체가 들어 있고 10리터들이 탱크에는 12기압의 같은 기체가 들어 있다. 이 두 탱크를 연결하여 양쪽 기체가 서로 섞여 평형에 도달했을 때의 압력은?

  1. 9기압
  2. 10기압
  3. 11기압
  4. 12기압
(정답률: 79%)
  • 두 탱크를 연결했을 때 전체 기체의 양은 보존되므로, 보일의 법칙($PV = constant$)을 이용하여 혼합 후의 평형 압력을 구합니다.
    $$P = \frac{P_1 V_1 + P_2 V_2}{V_1 + V_2}$$
    $$P = \frac{9 \times 5 + 12 \times 10}{5 + 10}$$
    $$P = 11$$
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4. 압축성 유체가 유동할 때에 대한 현상으로 옳지 않은 것은?

  1. 압축성 유체가 축소 유로를 등엔트로피 유동할 때 얻을 수 있는 최대 유속은 음속이다.
  2. 압축성 유체가 초음속을 얻으려면 유로에 반드시 확대부를 가져야 한다.
  3. 압축성 유체가 초음속으로 유동할 때의 특성을 임계 특성이라 하고 일반적으로 표(P*,T*)로 나타낸다.
  4. 유체가 갖는 엔탈피를 운동에너지로 효율적으로 바꾸게끔 설계된 유로를 노즐이라 한다.
(정답률: 36%)
  • 임계 특성은 초음속 유동 시의 특성이 아니라, 유동이 마하수 $M=1$ (음속)에 도달했을 때의 상태를 의미합니다.
    오답 노트
    압축성 유체가 축소 유로를 등엔트로피 유동할 때 얻을 수 있는 최대 유속은 음속이다: 옳은 설명입니다.
    압축성 유체가 초음속을 얻으려면 유로에 반드시 확대부를 가져야 한다: 옳은 설명입니다.
    유체가 갖는 엔탈피를 운동에너지로 효율적으로 바꾸게끔 설계된 유로를 노즐이라 한다: 옳은 설명입니다.
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5. 다음은 압축에 필요한 일(work) Ｗ를 나타내는 식이다. 이 식은 다음 중 어떤 형태의 압축시 성립하는가? (단, P1, T1= 가스의 처음상태, P2, T2= 압축후의 상태, γ = Cp/Cv, R=기체상수이다.)

  1. 등온 압축
  2. 등엔탈피 압축
  3. 단열 압축
  4. 폴리트로픽 압축
(정답률: 34%)
  • 제시된 수식은 외부와의 열 교환이 없는 단열 과정에서 가스를 압축할 때 필요한 일량을 계산하는 공식입니다.
    $$\text{이미지 수식 변환: } W = \frac{R}{(\gamma - 1)} [T_{2} - T_{1}]$$
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6. 원심펌프의 유효흡입양정(NPSH)를 나타낸 것은?

  1. 배출부 전체두 - 흡입부 전체두
  2. 흡입부 전체두 - 배출부 전체두
  3. 흡입부 전체두 - 증기압두
  4. 흡입부 전체두 + 배출부 전체두
(정답률: 29%)
  • 유효흡입양정(NPSH)은 펌프 흡입구에서 유체가 가지고 있는 전압력(전체두)에서 해당 온도에서의 포화증기압(증기압두)을 뺀 값으로, 공동현상(Cavitation) 발생 여부를 판단하는 기준이 됩니다.
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7. 980centi stokes 의 동점도(kinematic viscosity)는 몇 m2/sec 인가?

  1. 10-4
  2. 9.8 x 10-4
  3. 1
  4. 9.8
(정답률: 71%)
  • 동점도의 단위 변환 관계인 $1 \text{ cSt} = 10^{-6} \text{ m}^2/\text{sec}$ 공식을 적용합니다.
    $$\nu = 980 \times 10^{-6}$$
    $$\nu = 980 \times 0.000001$$
    $$\nu = 9.8 \times 10^{-4}$$
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8. Re 와 / Umax 관계를 이용하면 평균유속 및 관중심의 최대유속과 흐름조건의 함수관계를 알 수 있다. 뉴톤유체의 층류의 경우 유체의 최대속도 관계식은?

(정답률: 74%)
  • 뉴턴 유체의 층류 흐름에서 평균 유속 $\bar{U}$와 최대 유속 $U_{max}$의 관계를 묻는 문제입니다. 원형 관 내 층류 흐름에서 평균 유속은 최대 유속의 정확히 절반이 됩니다.
    $$ \bar{U} = 0.5 U_{max} $$
    따라서 정답은 입니다.
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9. 유체의 물성 또는 힘에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 밀도는 단위 체적당 유체의 질량이다.
  2. 부력은 물체가 정지하고 있는 유체 속에 잠겨 있든가 또는 액면에 떠 있을 때 유체로부터 받는 힘이다.
  3. 비중은 4℃ 일 때 수은의 밀도와 측정하려는 유체의 밀도비이다.
  4. 전단응력은 점성에 의한 속도 구배에 기인한 압력이다.
(정답률: 62%)
  • 비중은 일반적으로 $4^{\circ}C$일 때의 수은이 아니라 표준 물질인 물의 밀도와 측정하려는 유체의 밀도비를 의미합니다.
    오답 노트
    전단응력: 점성에 의한 속도 구배로 인해 발생하는 힘(응력)이지 압력이 아닙니다.
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10. 지름 8cm 인 원관 속을 동점성계수가 1.5×10-6m2/sec 인물이 0.002m3/sec 의 유량으로 흐르고 있다. 이 때 레이 놀드수는?

  1. 21021
  2. 21221
  3. 21521
  4. 21421
(정답률: 69%)
  • 레이놀즈수는 관의 직경, 유속, 동점성계수의 관계를 통해 유동 상태를 판별하는 무차원 수입니다. 유량 $Q$를 단면적으로 나누어 유속 $v$를 먼저 구합니다.
    $$ Re = \frac{v \cdot D}{\nu} $$
    $$ Re = \frac{(0.002 / (\pi \times 0.04^2)) \times 0.08}{1.5 \times 10^{-6}} $$
    $$ Re = 21221 $$
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11. 내경이 10[cm]인 원관을 비중이 0.8, 점도가 50[cP]인 비압축성 유체가 3.14[kg/sec]로 흐른다면 이 유체의 유속을 측정하기 위해서 유량계는 관 입구에서 얼마 떨어진 곳에 설치해야 하는가?

  1. 1.5m
  2. 2m
  3. 3m
  4. 4m
(정답률: 8%)
  • 유동이 완전히 발달하기 위해 필요한 진입 길이를 계산하는 문제입니다. 먼저 레이놀즈수를 구하여 층류인지 난류인지 판단한 후 진입 길이 공식을 적용합니다.
    $$ L = 0.05 \cdot Re \cdot D $$
    $$ L = 0.05 \times 80 \times 0.1 $$
    $$ L = 4 \text{ m} $$
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12. 절대압력 2[kgf/㎝2], 온도 25℃인 산소의 비중량은 얼마[N/m3] 인가?(단, 산소의 기체상수는 260J/kg· K이다.)

  1. 12.8
  2. 16.4
  3. 24.8
  4. 42.5
(정답률: 54%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 비중량(단위 부피당 무게)을 구하는 문제입니다. 압력을 $\text{Pa}$ 단위로 변환하고 절대온도를 적용합니다.
    $$ \gamma = \frac{P \cdot g}{R \cdot T} $$
    $$ \gamma = \frac{(2 \times 98066.5) \times 9.81}{260 \times (273.15 + 25)} $$
    $$ \gamma = 24.8 \text{ N/m}^3 $$
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13. 경계층에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 경계층 바깥 층의 흐름은 퍼텐셜 흐름으로 가정할 수 있다.
  2. 경계층의 형성은 압력 기울기, 표면조도, 열전도 등의 영향을 받는다.
  3. 경계층 내에서는 점성의 영향이 크게 작용한다.
  4. 경계층 내에서는 속도 구배가 크기 때문에 마찰응력이 감소한다.
(정답률: 58%)
  • 경계층 내에서는 속도 구배가 크기 때문에 점성에 의한 마찰응력이 크게 작용합니다. 따라서 마찰응력이 감소한다는 설명은 틀린 것입니다.
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14. 왕복식 펌프 운전시에만 특징적으로 나타나는 현상은?

  1. 에어바인딩
  2. 캐비테이션
  3. 수격현상
  4. 맥동
(정답률: 57%)
  • 왕복식 펌프는 피스톤의 왕복 운동으로 인해 토출되는 유량이 일정하지 않고 주기적으로 변하는 맥동 현상이 특징적으로 나타납니다.
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15. 다음 수력기계 중 충격식 수차에 해당하는 것은?

  1. 펠톤 수차
  2. 프란시스 수차
  3. 프로펠러 수차
  4. 카플란 수차
(정답률: 22%)
  • 수차는 물의 이용 방식에 따라 충격식과 반동식으로 나뉩니다. 펠톤 수차는 노즐에서 분사된 고속 제트의 충격력을 이용하는 대표적인 충격식 수차입니다.
    오답 노트
    프란시스 수차, 프로펠러 수차, 카플란 수차: 모두 반동식 수차
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16. 초음속 제트기의 확대노즐에서 수직충격파가 발생하였다. 발생전의 Mach수가 2, 온도 16[℃], 압력 2[atm]이면 발생후의 Mach수는 얼마인가? (단, k=1.4 이다)

  1. 0.333
  2. 0.577
  3. 0.736
  4. 0.801
(정답률: 49%)
  • 수직충격파 전후의 마하수 관계식을 사용하여 발생 후의 마하수를 계산합니다.
    $$M_{2}^{2} = \frac{(k - 1) M_{1}^{2} + 2}{2 \gamma M_{1}^{2} - (k - 1)}$$
    $$M_{2}^{2} = \frac{(1.4 - 1) 2^{2} + 2}{2 \times 1.4 \times 2^{2} - (1.4 - 1)}$$
    $$M_{2} = 0.577$$
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17. 정압비열 Cp=0.2[kcal/kgㆍK], 비열비 k=1.33인 기체의 기체상수 R 은 몇 [kcal/kgㆍK]인가?

  1. 0.04
  2. 0.05
  3. 0.06
  4. 0.07
(정답률: 64%)
  • 정압비열, 비열비, 기체상수의 관계식을 이용하여 기체상수를 구할 수 있습니다.
    $$R = C_{p} \times (k - 1) / k$$
    $$R = 0.2 \times (1.33 - 1) / 1.33$$
    $$R = 0.0496$$
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18. 표면장력(σ)의 차원은? (단, F=힘, L=길이, T=시간이다.)

  1. FL
  2. FL2
  3. FLT-1
  4. FL-1
(정답률: 45%)
  • 표면장력은 단위 길이당 작용하는 힘으로 정의됩니다. 따라서 힘의 차원을 길이의 차원으로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$\sigma = \frac{F}{L}$$
    ② [숫자 대입] $$\sigma = \frac{F}{L}$$
    ③ [최종 결과] $$\sigma = F L^{-1}$$
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19. 수직 충격파는 어떤 과정인가?

  1. 비가역 과정이다.
  2. 등엔트로피과정이다.
  3. 가역 과정이다.
  4. 등엔탈피과정이다.
(정답률: 32%)
  • 수직 충격파는 매우 짧은 거리에서 급격한 압력, 온도, 밀도 변화가 일어나는 과정으로, 강한 마찰과 점성 효과로 인해 엔트로피가 급격히 증가하는 대표적인 비가역 과정입니다.
    오답 노트
    등엔트로피/가역 과정: 충격파 통과 시 엔트로피가 증가하므로 불가능합니다.
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20. 지름 50mm, 길이 800m인 매끈한 파이프를 매분 135리터의 기름을 수송할 때 펌프의 압력은 몇 kgf/cm2인가? (단, 기름의 비중은 0.92 이고 점성계수는 0.56 poise이다)

  1. 0.19
  2. 6.7
  3. 0.94
  4. 58.49
(정답률: 24%)
  • 하겐-푸아죄유 법칙을 이용하여 파이프 내 유체 흐름에 필요한 압력 손실을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta P = \frac{128 \mu L Q}{\pi d^4}$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta P = \frac{128 \times 0.0056 \times 800 \times 0.00225}{\pi \times 0.05^4}$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta P = 6.7 \text{ kgf/cm}^2$$
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2과목: 연소공학

21. 두개의 카르노사이클(Carnot Cycle)이 (1) 100℃와 200℃ 사이에서 작동할 때와 (2) 300℃와 400℃ 사이에서 작동할 때, 이들 두 사이클 각각 경우 열효율은 다음 중 어떤 관계에 있는가?

  1. (1)은 (2)보다 열효율이 크다.
  2. (1)은 (2)보다 열효율이 작다.
  3. (1)과 (2)의 열효율은 같다.
  4. 문제에 제시된 조건으로는 판단할 수 없다.
(정답률: 74%)
  • 카르노 사이클의 열효율은 고온부 온도($T_H$)와 저온부 온도($T_L$)의 차이가 클수록, 그리고 저온부 온도가 낮을수록 효율이 높아집니다.
    (1)의 효율: $1 - \frac{373}{473} \approx 0.211$ (2)의 효율: $1 - \frac{573}{673} \approx 0.148$ 따라서 (1)은 (2)보다 열효율이 큽니다.
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22. 다음 중 확산연소에 해당되는 것은?

  1. 코우크스나 목탄의 연소
  2. 대부분의 액체 연료의 연소
  3. 경계층이 형성된 기체연료의 연소
  4. 고분자 물질인 연료가 가열 분해된 기체의 연소
(정답률: 30%)
  • 확산연소는 연료와 산화제가 미리 혼합되지 않고, 연소 영역으로 확산되어 들어오면서 반응하는 방식입니다. 경계층이 형성된 기체연료의 연소는 전형적인 확산연소의 사례에 해당합니다.
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23. 연료가 산소와 만나 완전연소 후 처음의 온도까지 냉각될 때에 단위질량당 발생하는 열량 중 수증기의 증발 잠 열을 제외한 값을 무엇이라 하는가?

  1. 총발열량
  2. 고발열량
  3. 저발열량
  4. 표준생성열
(정답률: 62%)
  • 연료의 완전연소 시 발생하는 총 열량에서 생성된 수증기의 응축 잠열을 제외한 값을 저발열량이라고 합니다. 반대로 수증기의 잠열을 포함한 값은 고발열량이라고 합니다.
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24. 다음 반응 중 폭굉(detonation) 속도가 가장 빠른 것은?

  1. 2H2 + O2
  2. CH4 + 2O2
  3. C3H8 + 3O2
  4. C3H8 + 6O2
(정답률: 63%)
  • 폭굉 속도는 반응물의 분자 구조가 단순하고 반응성이 높을수록 빠릅니다. 수소($H_2$)는 가장 단순한 구조와 매우 높은 반응성을 가지므로, 제시된 연료 중 가장 빠른 폭굉 속도를 나타냅니다.
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25. 이상기체 10kg을 240℃만큼 온도를 상승시키는데 필요한 열량이 정압인 경우와 정적인 경우에 그 차가 415kJ 이었다. 이 기체의 가스상수는 몇 kJ/kg.K 인가?

  1. 0.1729
  2. 0.287
  3. 0.381
  4. 0.423
(정답률: 39%)
  • 정압비열과 정적비열의 차이는 가스상수 $R$과 같다는 원리를 이용합니다. 열량 차이 $\Delta Q$는 질량 $m$, 비열 차 $R$, 온도 변화 $\Delta T$의 곱으로 계산됩니다.
    $$\Delta Q = m \times R \times \Delta T$$
    $$415 = 10 \times R \times 240$$
    $$R = 0.1729$$
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26. 다음 중 이상기체에 해당되지 않는 것은?

  1. 분자간의 힘은 없으나, 분자의 크기는 있다.
  2. 저온.고온으로 하여도 액화나 응고하지 않는다.
  3. 절대온도 0 도에서, 기체로서의 부피는 0 으로 된다.
  4. 보일-샤를의 법칙이나, 기체상태방정식에 완전히 따른다.
(정답률: 27%)
  • 이상기체는 분자 간의 상호작용(인력 및 척력)이 전혀 없고, 분자 자체의 부피를 무시할 수 있는 가상의 기체입니다.
    따라서 분자의 크기가 있다는 설명은 이상기체의 정의에 어긋납니다.
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27. 엔탈피(enthalpy)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 열량을 일정한 온도로 나눈 값이다.
  2. 경로에 따라 변화하지 않는 상태함수이다.
  3. 엔탈피의 측정에는 흐름열량계를 사용한다.
  4. 내부에너지와 유동일(흐름일)의 합으로 나타난다.
(정답률: 47%)
  • 엔탈피는 시스템의 내부에너지와 유동일의 합으로 정의되며, 경로에 관계없이 초기와 최종 상태에 의해서만 결정되는 상태함수입니다. 또한, 흐름열량계를 통해 측정할 수 있습니다.
    오답 노트
    열량을 일정한 온도로 나눈 값이다: 이는 엔탈피의 정의가 아니며, 엔탈피는 정압 과정에서 출입하는 열량과 같습니다.
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28. 완전연소를 이루기 위한 수단으로서 적절치 않은 것은?

  1. 연소실 온도의 적절한 유지
  2. 연료및 공기의 적절한 예열
  3. 연료와 공기의 적절한 혼합
  4. 탄소와 황의 함량이 높은 연료의 사용
(정답률: 89%)
  • 완전연소를 위해서는 적절한 온도 유지, 예열, 혼합이 필수적입니다. 하지만 탄소와 황의 함량이 높은 연료를 사용하면 불완전 연소의 가능성이 커지고 오염 물질 배출이 증가하므로 적절하지 않습니다.
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29. 오토(otto) 사이클을 효율을 η1, 디젤(disel) 사이클의 효율을 η2, 사바테(Sabathe) 사이클의 효율을 η3라 할때 공급열량과 압축비가 같으면 효율의 크기 순으로 올바른 것은?

  1. η1 ＞ η2 ＞ η3
  2. η1 ＞ η3 ＞ η2
  3. η2 ＞ η1 ＞ η3
  4. η2 ＞ η3 ＞ η1
(정답률: 67%)
  • 공급 열량과 압축비가 동일할 때, 가열 방식에 따른 효율은 정적 가열(오토) $\text{>}$ 혼합 가열(사바테) $\text{>}$ 정압 가열(디젤) 순으로 나타납니다. 따라서 효율의 크기는 $\eta_1 \text{>} \eta_3 \text{>} \eta_2$ 순이 됩니다.
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30. 어느 과열 증기의 온도가 450℃ 일 때 과열도는? (단, 이 증기의 포화 온도는 573K 이다.)

  1. 50
  2. 123
  3. 150
  4. 273
(정답률: 47%)
  • 과열도는 실제 증기의 온도에서 포화 온도를 뺀 값입니다. 먼저 켈빈 온도($K$)로 주어진 포화 온도를 섭씨 온도($^{\circ}C$)로 변환해야 합니다.
    $$T_{sat} = 573 - 273 = 300^{\circ}C$$
    $$과열도 = T_{super} - T_{sat}$$
    $$과열도 = 450 - 300$$
    $$과열도 = 150$$
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31. 다음의 메탄 연소반응에서 메탄, 이산화탄소, 물의 생성 열이 각각 -17.9kcal, -94.1kcal, -57.8kcal이라면 메탄의 완전연소 발열량은 약 얼마인가?

  1. 177.6kcal
  2. 191.8kcal
  3. 219.5kcal
  4. 234.1kcal
(정답률: 54%)
  • 반응 엔탈피(연소열)는 [생성물의 생성열 합]에서 [반응물의 생성열 합]을 빼서 계산합니다.
    반응식: $CH_{4} + 2O_{2} \rightarrow CO_{2} + 2H_{2}O$ $$Q = [(-94.1) + 2 \times (-57.8)] - [-17.9]$$
    $$Q = [-94.1 - 115.6] + 17.9$$
    $$Q = -209.7 + 17.9 = -191.8\text{ kcal}$$
    발열량은 절대값으로 표현하므로 $191.8\text{ kcal}$ 입니다.
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32. 다음 두 종류의 가스가 혼합 적재되어 있을 경우 폭발 위험성이 가장 큰 것은?

  1. 암모니아, 네온
  2. 질소, 프로판
  3. 염소, 아르곤
  4. 염소, 아세틸렌
(정답률: 80%)
  • 폭발 위험성은 가스의 가연성과 산화성 조합에 따라 결정됩니다. 아세틸렌은 매우 강력한 가연성 가스이며, 염소는 강한 산화성 가스로서 두 물질이 혼합될 경우 매우 격렬한 반응과 함께 폭발 위험성이 가장 큽니다.
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33. 연소 반응시 불꽃의 상태가 환원염으로 나타났다. 이 때 환원염은 어떤 상태인가?

  1. 수소가 파란불꽃을 내며 연소하는 화염
  2. 공기가 충분하여 완전 연소상태의 화염
  3. 과잉의 산소를 내포하여 연소가스중 산소를 포함한 상태의 화염
  4. 산소의 부족으로 일산화탄소와 같은 미연분을 포함한 상태의 화염
(정답률: 58%)
  • 환원염은 연소 시 공기(산소)가 부족하여 완전 연소가 일어나지 못하고, 일산화탄소($CO$)와 같은 미연분(환원성 가스)을 포함하게 되는 상태의 화염을 말합니다.
    오답 노트
    공기가 충분하여 완전 연소상태의 화염: 산화염
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34. 다음은 간단한 수증기 싸이클을 나타낸 그림이다. 이 그림의 경로에서 Rankine 싸이클을 의미하는 것은?

  1. 1-2-3-4-5-9-10-11-1
  2. 1-2-3-9-10-11-1
  3. 1-2-3-4-6-5-9-10-11-1
  4. 1-2-3-8-7-5-9-10-11-1
(정답률: 66%)
  • Rankine 싸이클은 기본적으로 펌프, 보일러, 터빈, 응축기로 구성되는 표준 수증기 동력 사이클입니다. 제시된 T-s 선도 에서 기본 경로인 1-2-3-4-5-9-10-11-1 과정이 이에 해당합니다.
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35. 체적이 0.8m3 인 용기 내에 분자량이 20 인 이상기체 10kg이 들어있다. 용기 내에 온도가 30℃라 하면 용기내 압력은 약 몇 MPa 인가?

  1. 1.57
  2. 2.43
  3. 3.32
  4. 4.27
(정답률: 59%)
  • 이상기체 상태 방정식을 이용하여 용기 내의 압력을 구할 수 있습니다.
    $$P = \frac{G R T}{M V}$$
    $$P = \frac{10 \times 8.314 \times (273 + 30)}{20 \times 0.8}$$
    $$P = 1574.46\text{ kPa} = 1.57\text{ MPa}$$
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36. 가스발화의 주된 원인이 되는 점화원이 아닌 것은?

  1. 환원제
  2. 고열체
  3. 정전기
  4. 단열압축
(정답률: 56%)
  • 가스발화의 점화원은 에너지를 공급하여 활성화 에너지를 넘게 하는 열원이어야 합니다. 고열체, 정전기, 단열압축은 모두 열에너지를 발생시키는 점화원이지만, 환원제는 산소와 결합하는 화학적 성질을 가진 물질일 뿐 그 자체로 점화원 역할을 하지는 않습니다.
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37. 일반적으로 고체입자를 포함하지 않은 화염은 불휘염, 고체 입자를 포함하는 화염은 휘염이라 불리운다. 이들 휘염과 불휘염은 특유의 색을 가지는데 색과 화염의 종류가 옳게 짝지어진 것은?

  1. 불휘염 = 청녹색, 휘염 = 백색
  2. 불휘염 = 청녹색, 휘염 = 황색
  3. 불휘염 = 적색, 휘염 = 황적색
  4. 불휘염 = 적색, 휘염 = 백색
(정답률: 36%)
  • 화염의 색은 연소 시 입자의 포함 여부에 따라 결정됩니다. 고체 입자가 없는 불휘염은 화학 반응에 의한 청녹색을 띠며, 고체 입자(탄소 입자 등)가 포함되어 가열된 휘염은 백열광에 의한 황색을 띱니다.
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38. 프로판(C3H8) 5m3가 완전연소시 생성되는 이산화탄소(CO2)의 부피는 표준상태에서 몇 m3 인가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 53%)
  • 프로판의 완전연소 반응식 $\text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$에 따라 프로판 1몰이 연소하면 이산화탄소 3몰이 생성됩니다. 아보가드로 법칙에 의해 부피비는 몰비와 같으므로 생성되는 $\text{CO}_2$ 부피는 프로판 부피의 3배가 됩니다.
    $$V_{\text{CO}_2} = V_{\text{C}_3\text{H}_8} \times 3$$
    $$V_{\text{CO}_2} = 5 \times 3$$
    $$V_{\text{CO}_2} = 15$$
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39. 정적 비열이 0.782kcal/kmol.℃ 인 일반가스의 정압 비열은 얼마인가?(단, 일반가스 정수는 1.987 kcal/kmol.℃이다.)

  1. 1.625
  2. 2.769
  3. 3.831
  4. 4.952
(정답률: 64%)
  • 일반가스의 정압 비열은 정적 비열과 일반가스 정수의 합으로 계산합니다.
    $$C_p = C_v + R$$
    $$C_p = 0.782 + 1.987$$
    $$C_p = 2.769$$
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40. C6H12O6S의 분자식을 갖는 연료 50㎏을 연소시킨다고 한다면, 이 때 필요한 실제 산소량은 몇 m3 인가?(단, 공기비는 1.2 이고, 원자량은 C=12, H=1, O=16, S=32 이다.)

  1. 36.98
  2. 38.04
  3. 44.38
  4. 57.06
(정답률: 24%)
  • 연료의 화학 양론적 산소량을 구한 뒤 공기비를 곱하여 실제 필요한 산소량을 계산합니다.
    $$O_{0} = \frac{W}{M} \times (1 + \frac{H}{4} - \frac{O}{32} + \frac{S}{2})$$
    $$O_{actual} = \frac{50}{180} \times (1 + \frac{12}{4} - \frac{6}{32} + \frac{32}{2}) \times 22.4 \times 1.2$$
    $$O_{actual} = 44.38\text{ m}^{3}$$
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3과목: 가스설비

41. 피스톤의 지름:100mm, 행정거리:150mm, 회전수:1200rpm, 체적효율:75% 인 왕복압축기의 압출량은?

  1. 0.95m3/min
  2. 1.06m3/min
  3. 2.23m3/min
  4. 3.23m3/min
(정답률: 46%)
  • 왕복압축기의 압출량은 실린더의 단면적, 행정거리, 회전수 및 체적효율을 곱하여 계산합니다.
    $$Q = A \times L \times N \times \eta$$
    $$Q = \frac{\pi \times 0.1^{2}}{4} \times 0.15 \times (1200 \times 60) \times 0.75$$
    $$Q = 1.06\text{ m}^{3}/\text{min}$$
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42. 펌프를 작동원리로 분류하였을 때 터보형 펌프에 속하지 않는 것은?

  1. 원심식 펌프
  2. 사류식 펌프
  3. 축류식 펌프
  4. 왕복식 펌프
(정답률: 37%)
  • 터보형 펌프는 회전차를 이용하여 에너지를 전달하는 원심식, 사류식, 축류식 펌프를 말합니다.
    오답 노트
    왕복식 펌프: 피스톤의 왕복 운동을 이용하는 용적형 펌프에 해당합니다.
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43. 도시가스제조시 촉매를 사용해 반응온도 400~800℃로 수증기와 탄화수소를 반응시켜 CH4, H2, CO, CO2 등으로 변환시키는 공정에 해당되는 것은?

  1. 열분해공정
  2. 수소화공정
  3. 접촉분해공정
  4. 대체천연가스공정
(정답률: 35%)
  • 촉매를 사용하여 $400 \sim 800^{\circ}\text{C}$의 온도에서 수증기와 탄화수소를 반응시켜 메탄, 수소, 일산화탄소 등으로 변환하는 공정은 접촉분해공정입니다.
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44. 가역 단열변화 하는 경우 엔트로피의 변화는?

  1. 증가 한다.
  2. 감소 한다.
  3. 변화는 0 이다.
  4. 내부에너지와 같다.
(정답률: 41%)
  • 가역 단열변화는 가역 과정이면서 동시에 열 출입이 없는 단열 과정이므로, 정의에 따라 엔트로피 변화량이 0인 등엔트로피 과정입니다.
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45. 도시가스공급 방식 중 고압공급의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 큰 배관을 사용하지 않아도 많은 양의 가스를 수송할 수 있다.
  2. 고압홀더가 있을 경우 정전 등의 고장에 대하여 안전성이 좋다.
  3. 고압압송기 및 고압정압기 등의 유지 관리가 쉽다.
  4. 부속품의 열화 및 건조에 대한 방지책이 필요하다.
(정답률: 43%)
  • 고압공급 방식은 고압압송기 및 고압정압기 등 정밀하고 고가의 장비를 사용하므로 유지 관리가 어렵고 까다롭습니다.
    오답 노트
    유지 관리가 쉽다: 고압 장비의 특성상 유지 관리가 매우 어려움
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46. 암모니아 가스에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 상온, 상압에서 강한 자극성을 가진 무색의 기체로서 가연성, 독성가스이다.
  2. 암모니아용의 장치나 계기에는 직접 동이나 황동 등을 사용할 수 없다.
  3. 암모니아 합성은 주로 저압합성법이 공업적으로 이용되고 있다.
  4. 하버-보시법(Harber-bosch process)은 수소와 질소를 용적비 3:1로 반응시키는 것이다.
(정답률: 43%)
  • 암모니아 합성은 공업적으로 주로 고압합성법이 이용됩니다.
    오답 노트
    저압합성법이 공업적으로 이용되고 있다: 고압합성법이 주로 이용됨
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47. 고압가스의 합성탑 중 촉매층의 온도 조절법으로서 냉가스를 적당량 혼입하여 사용하는 것은?

  1. 파우서법
  2. I.G법
  3. 클로우드법
  4. 겔로그식
(정답률: 40%)
  • 고압가스 합성탑에서 냉가스를 적당량 혼입하여 촉매층의 온도를 조절하는 방식은 겔로그식입니다.
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48. 수소의 성질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 열전도도가 대단히 크고 열에 대하여 안정하다.
  2. 수소는 산소 또는 공기 중에서 연소하여 물을 생성한다.
  3. 무색, 무미, 무취의 비가연성 가스이다.
  4. 수소와 염소와의 혼합가스는 빛과 접촉하면 상온에서 심하게 반응한다.
(정답률: 63%)
  • 수소는 무색, 무미, 무취의 가스이지만 가연성이 매우 높은 가연성 가스입니다.
    오답 노트
    비가연성 가스이다: 수소는 매우 강력한 가연성 가스임
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49. 입구압력이 0.07~1.56MPa, 조정압력이 2.3~3.3kPa 인 압력조정기의 종류는?

  1. 1단감압식준저압조정기
  2. 1단감압식저압조정기
  3. 자동절체식분리형조정기
  4. 자동절체식일체형저압조정기
(정답률: 47%)
  • 입구압력이 $0.07 \sim 1.56\text{MPa}$, 조정압력이 $2.3 \sim 3.3\text{kPa}$ 범위인 장치는 1단감압식저압조정기의 특성입니다.
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50. LPG 사용 시설에 가스보일러를 설치한 경우에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 환기팬이 설치된 전용보일러실에 가스보일러를 설치했다.
  2. 급배기시설이 있는 지하 전용보일러실에 자연배기식 보일러를 설치했다.
  3. 밀폐식 가스보일러를 사방이 샤시로 밀폐되어 있는 아파트 베란다에 설치했다.
  4. 벽걸이형 가스보일러를 그 하중에 충분히 견디는 구조의 바닥면에 견고하게 설치했다.
(정답률: 22%)
  • 밀폐식 가스보일러는 연소에 필요한 공기를 외부에서 직접 공급하고 배기가스를 외부로 강제 배출하므로, 사방이 샤시로 밀폐된 아파트 베란다와 같은 공간에도 안전하게 설치할 수 있습니다.
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51. 다음에서 공기액화분리장치의 안전에 관한 설명을 모두 나열한 것은?

  1. ①, ②
  2. ②, ③
  3. ①, ③
  4. ①, ②, ③
(정답률: 44%)
  • 공기액화분리장치의 안전을 위해 다음 세 가지 사항이 모두 필요합니다.
    원료공기 중 미량의 가연성 가스가 포함되면 폭발의 원인이 될 수 있으며, 공기압축기에는 양질의 광유를 윤활유로 사용해야 하고, 장치 내부의 불순물 제거를 위해 주기적으로 $CCl_{4}$로 세척해야 합니다.
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52. 원통형 케이싱 안에 편심 회전자가 있고 그 홈 속에 판상의 깃이 있어 이의 원심력 혹은 스프링 장력에 의해 벽에 밀착하면서 액체를 압송하는 형식의 펌프는?

  1. 기어펌프
  2. 나사펌프
  3. 베인펌프
  4. 스크류펌프
(정답률: 57%)
  • 원심력이나 스프링 장력에 의해 판상의 깃(Vane)이 케이싱 벽면에 밀착되어 액체를 밀어내는 구조는 베인펌프의 전형적인 특징입니다.
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53. 부탄가스 공급 또는 이송 시 가스재액화 현상에 대한 대비가 필요한 방법(식)은?

  1. 공기 혼합 공급 방식
  2. 액송 펌프를 이용한 이송법
  3. 압축기를 이용한 이송법
  4. 변성 가스 공급방식
(정답률: 74%)
  • 부탄가스는 액체 상태로 이송 시 압력 저하로 인해 기화가 일어나며 재액화 현상이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 액체 펌프가 아닌 압축기를 사용하여 가스 상태로 압축 이송함으로써 안정적인 공급이 가능합니다.
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54. 용기내장형 가스난방기용으로 사용하는 부탄충전용기의 검사기준으로 시험항목에 해당되지 않는 것은?

  1. 내가스성시험
  2. 안전밸브분출량실험
  3. 수압시험
  4. 충격시험
(정답률: 34%)
  • 부탄충전용기의 검사기준에는 가스가 새는지 확인하는 내가스성시험, 안전밸브의 분출량 실험, 재료의 성질을 확인하는 충격시험 등이 포함되지만, 수압시험은 해당 시험항목에 포함되지 않습니다.
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55. 액화 천연가스를 도시가스 원료로 사용할 때 액화천연가스의 특징을 바르게 설명한 것은?

  1. C/H 비가 3 이고 기화설비가 필요하다.
  2. C/H 비가 4 이고 기화설비가 필요없다.
  3. C/H 비가 3 이고 가스제조 및 정제설비가 필요하다.
  4. C/H 비가 4 이고 개질설비가 필요하다.
(정답률: 63%)
  • 액화천연가스(LNG)는 주성분이 메탄($CH_4$)으로 탄소와 수소의 비율인 C/H 비가 $1:4$ (즉, $0.25$ 또는 $4$로 표현)이며, 초저온 액체 상태로 운송되므로 사용 전 반드시 기화설비가 필요합니다.
    오답 노트
    C/H 비가 $3$인 경우는 해당되지 않으며, LNG는 이미 정제된 가스이므로 추가적인 제조 및 정제설비나 개질설비가 필요하지 않습니다.
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56. 초저온저장탱크 내용적이 20,000 리터일 때 충전 할 수 있는 액체 산소량은 몇 ㎏ 이 되는가? (단, 액체 산소의 비중은 1.14 이다.)

  1. 18,000㎏
  2. 17,540㎏
  3. 22,800㎏
  4. 20,520㎏
(정답률: 34%)
  • 초저온저장탱크의 충전량은 탱크 내용적에 비중을 곱한 후, 안전을 위해 최대 충전율인 $90\%$를 적용하여 계산합니다.
    $$W = V \times S \times 0.9$$
    $$W = 20000 \times 1.14 \times 0.9$$
    $$W = 20520$$
    따라서 충전 가능한 액체 산소량은 $20520\text{ kg}$입니다.
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57. 수소취성에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 탄소강은 수소 취성을 일으키지 않는다.
  2. 수소는 환원성가스로 상온에서도 부식을 일으킨다.
  3. 수소는 고온, 고압하에서 철과 화합하며 이것이 수소 취성의 원인이 된다.
  4. 수소는 고온, 고압에서 강 중의 탄소와 화합하여 메탄을 생성하여 이것이 수소취성의 원인이 된다.
(정답률: 75%)
  • 수소취성은 고온·고압 환경에서 수소가 강재 내부로 침투하여 탄소와 반응해 메탄 가스($CH_4$)를 생성하고, 이로 인해 내부 압력이 상승하여 금속이 취약해지는 현상을 말합니다.
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58. LP 가스의 일반적 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. LP가스는 공기보다 무겁다.
  2. 액상의 LP가스는 물보다 가볍다.
  3. 증발잠열이 크다.
  4. 물에 대한 용해성이 크다.
(정답률: 34%)
  • LP가스는 무색, 무취의 가스로 공기보다 무겁고 액체 상태일 때 물보다 가벼우며, 증발잠열이 크다는 특징이 있습니다. 하지만 물에 거의 녹지 않는 비극성 물질이므로 물에 대한 용해성이 크다는 설명은 틀린 것입니다.
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59. 이상적 냉동 기관의 기본적 사이클에서 엔탈피가 변화지 않는 장치와 그 이유가 바르게 연결이 된 것은?

  1. 증발기 - 등온 팽창
  2. 팽창밸브 - 등온 팽창
  3. 증발기 - 단열 팽창
  4. 팽창밸브 - 단열 팽창
(정답률: 22%)
  • 팽창밸브에서는 냉매가 급격히 팽창하며 압력이 낮아지는 단열 팽창 과정이 일어납니다. 이때 외부와의 열교환이 없다고 가정하므로 엔탈피 변화가 없는 등엔탈피 과정이 됩니다.
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60. LPG 의 액체 1리터는 약 200리터의 기체가 된다. 10㎏ 의 LPG 를 기체로 바꾸면 얼마인가?(단, 액체의 밀도는 0.5kg/L 이다.)

  1. 1m3
  2. 4m3
  3. 8m3
  4. 15m3
(정답률: 57%)
  • LPG의 질량을 액체 부피로 환산한 후, 액체 1L당 기체 200L가 된다는 팽창비를 적용하여 계산합니다.
    $$V_{liquid} = \frac{Mass}{Density}$$
    $$V_{gas} = V_{liquid} \times Expansion Ratio$$
    $$V_{gas} = \frac{10}{0.5} \times 200 = 4000\text{ L} = 4\text{ m}^3$$
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4과목: 가스안전관리

61. 액화석유가스 사용시설의 시설기준에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 기화장치를 전원에 의하여 조작하는 것은 비상전력을 보유할 것
  2. 충전용기는 넘어지지 아니하도록 조치를 할 것
  3. 배관이 분기되는 경우에는 주배관에 배관용 밸브를 설치할 것
  4. 저장설비는 그 설비의 작동상황에 대하여 년 1회이상 점검할 것
(정답률: 48%)
  • 액화석유가스 사용시설의 저장설비 작동상황 점검은 연 1회 이상이 아니라, 관련 기준에 따라 정기적으로 적절한 점검 주기를 준수해야 합니다.
    오답 노트
    기화장치 비상전력 보유, 충전용기 전도 방지 조치, 주배관 밸브 설치는 모두 올바른 시설기준입니다.
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62. 고압가스 충전용기를 보관실에 둘 때 충전용기는 몇 도 이하를 유지하여야 하는가?

  1. 35℃
  2. 40℃
  3. 45℃
  4. 50℃
(정답률: 79%)
  • 고압가스 안전관리법령에 따라 고압가스 충전용기를 보관하는 보관실의 온도는 $40\text{℃}$이하로 유지하여 가스의 압력 상승으로 인한 위험을 방지해야 합니다.
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63. 고압가스 용기 제조시 기술기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 용기동판의 최대두께와 최소두께와의 차이는 평균두께의 20% 이하로 하여야 한다.
  2. 초저온 용기는 오스테나이트계스테인레스강 또는 알루미늄 합금으로 제조하여야 한다.
  3. 용기(내식성 있는 것을 제외한다.)에는 부식방지 도장을 하여야 한다.
  4. 내용적이 125리터 이상인 액화석유가스를 충전할 용기에는 아래부분의 부식 및 넘어짐을 방지하기 위하여 적절한 구조 및 재질의 스커트를 부착하여야 한다.
(정답률: 26%)
  • 액화석유가스 충전 용기의 스커트 부착 기준은 내용적이 $125\text{L}$이상이 아니라 $200\text{L}$이상인 용기에 적용됩니다.
    오답 노트
    용기동판 두께 차이: 평균두께의 $20\%$이하 준수
    초저온 용기 재질: 오스테나이트계 스테인리스강 또는 알루미늄 합금 사용
    부식방지: 내식성 없는 용기는 도장 필수
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64. 압축천연가스의 저장탱크는 그 외면으로부터 처리능력 20만m3 인 압축기까지 몇 미터 이상의 거리를 유지하여야 하는가?

  1. 8m
  2. 15m
  3. 16m
  4. 30m
(정답률: 20%)
  • 압축천연가스 저장탱크와 압축기 사이의 안전거리는 처리능력에 따라 규정되며, $20$만 $\text{m}^3$ 인 압축기의 경우 $30\text{m}$이상의 거리를 유지해야 합니다.
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65. 산화에틸렌 저장탱크 내부를 치환할 때 사용하는 가스로 적합한 것은?

  1. 산소
  2. 질소
  3. 공기
  4. 염소
(정답률: 34%)
  • 산화에틸렌은 반응성이 매우 강하므로, 불활성 가스인 질소를 사용하여 탱크 내부의 산소를 제거하고 치환함으로써 화재 및 폭발을 방지합니다.
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66. 가스누출 검지경보장치의 검지에서 발신까지 걸리는 시간으로 옳은 것은?

  1. 경보농도의 1.2배 농도에서 15초 이내
  2. 경보농도의 1.5배 농도에서 20초 이내
  3. 경보농도의 1.6배 농도에서 30초 이내
  4. 경보농도의 1.7배 농도에서 40초 이내
(정답률: 50%)
  • 가스누출 검지경보장치의 성능 기준에 따라, 경보농도의 $1.6$배 농도에서 $30$초 이내에 검지하여 발신해야 합니다.
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67. 가연성 가스를 대기중에 폐기 시 폐기가스를 연소시켜 내보내는 제해설비는?

  1. 플레어스택
  2. 벤트스텍
  3. 살수장치
  4. 인터록
(정답률: 60%)
  • 가연성 가스를 대기 중으로 직접 방출할 경우 폭발 위험이 있으므로, 플레어스택을 통해 안전하게 연소시켜 배출하는 것이 핵심입니다.
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68. 차량에 고정된 탱크를 운행하고자 할 경우에는 사전에 점검하여야 한다. 운행 전의 점검내용과 관계 없는 것은?

  1. 탱크와 그 부속품 점검
  2. 차량의 점검
  3. 탑재기기의 점검
  4. 밸브 등의 이완의 점검
(정답률: 31%)
  • 차량 고정 탱크 운행 전 점검사항은 탱크와 부속품, 차량 상태, 탑재기기의 이상 유무를 확인하는 것입니다. 밸브 등의 이완 점검은 운행 전 필수 점검 항목에 해당하지 않습니다.
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69. 차량에 고정된 탱크에 산소를 충전할 경우 안전관리상 탱크의 내용적은 몇 리터를 초과하지 않도록 규정하는가?

  1. 12,000
  2. 15,000
  3. 18,000
  4. 20,000
(정답률: 46%)
  • 고압가스 안전관리법령에 따라 차량에 고정된 탱크에 산소를 충전할 경우, 안전을 위해 탱크의 내용적은 $18,000$ 리터를 초과하지 않도록 규정하고 있습니다.
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70. 메탄의 완전연소방정식은 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + Qkcal 이다. 메탄 1 mole 의 발열량 Q 는 몇 kcal 인가?(단, CH4, CO2, H2O 의 생성열은 17.9, 94.1, 57.8 kcal)

  1. 232.6
  2. 191.8
  3. 56.4
  4. 327.7
(정답률: 32%)
  • 반응열은 생성물의 생성열 합에서 반응물의 생성열 합을 뺀 값으로 계산합니다.
    $$Q = (1 \times 94.1 + 2 \times 57.8) - (1 \times 17.9 + 2 \times 0)$$
    $$Q = (94.1 + 115.6) - 17.9$$
    $$Q = 191.8$$
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71. 고압가스 특정설비를 제조하고자 하는 자는 특정설비 구분에 따라 규정된 설비를 갖추어야 한다. 다음 중 검사설비에 해당되는 것은?

  1. 내압시험설비
  2. 초음파세척설비
  3. 용접설비
  4. 유량계
(정답률: 52%)
  • 고압가스 특정설비 제조 시 검사설비는 제품의 안전성과 기밀성을 확인하기 위한 설비를 의미합니다. 내압시험설비는 압력 용기가 규정된 압력을 견딜 수 있는지 확인하는 대표적인 검사설비입니다.
    오답 노트
    초음파세척설비, 용접설비: 제조 공정을 위한 제조설비
    유량계: 측정 장치
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72. 아세틸렌 용기를 제조하고자 하는 자가 갖추어야 할 시설 기준의 설비가 아닌 것은?

  1. 성형설비
  2. 자동부식방지도장설비
  3. 세척설비
  4. 필라멘트와인딩 설비
(정답률: 62%)
  • 아세틸렌 용기 제조 시설 기준에는 성형설비, 세척설비, 자동부식방지도장설비 등이 포함되지만, 복합재료 용기 제조에 쓰이는 필라멘트와인딩 설비는 아세틸렌 용기 제조 필수 설비 기준에 해당하지 않습니다.
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73. 내압방폭구조의 폭발등급 분류에서 "A"가 의미하는 것은?

  1. 가연성 가스의 최소점화 에너지이다.
  2. 가연성 가스의 폭발 등급이다.
  3. 방폭 전기기기의 온도 등급이다.
  4. 위험장소 구분이다.
(정답률: 44%)
  • 내압방폭구조에서 폭발등급 'A'는 가연성 가스가 가진 최대 폭발 위험도를 나타내는 가연성 가스의 폭발 등급을 의미합니다.
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74. 고압가스 설비 중 플레어스택의 설치 높이는 플레어스택 바로 밑의 지표면에 미치는 복사열은 얼마 이하로 되도록 하여야 하는가?

  1. 2,000 ㎉/m2· h
  2. 3,000 ㎉/m2· h
  3. 4,000 ㎉/m2· h
  4. 5,000 ㎉/m2· h
(정답률: 74%)
  • 고압가스 설비의 플레어스택 설치 시, 지표면에 미치는 복사열이 인체나 주변 설비에 영향을 주지 않도록 $4,000 \text{ kcal/m}^{2} \cdot \text{h}$이하로 유지해야 하는 것이 법적 기준입니다.
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75. 안전설비 중 계기실의 설치 위치 및 구조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 연소열량의 수치가 1.2 × 107 이상이 되는 고압가스 설비와 계기실은 15m 이상의 거리를 유지하여야 한다
  2. 특수반응설비와 계기실은 15m 이상의 거리를 유지하여야 한다.
  3. 계기실의 내장재는 불연성재료를 사용하되, 바닥재료는 난연성재료를 사용할 수 있다.
  4. 계기실의 출입구는 1곳 이상 설치하고 출입문은 건축법에 의한 방화문으로 한다.
(정답률: 27%)
  • 계기실의 안전을 위해 출입구는 비상시 신속한 대피가 가능하도록 반드시 2곳 이상 설치해야 합니다.
    오답 노트
    연소열량 $1.2 \times 10^{7}$이상 설비 및 특수반응설비와 15m 이상 거리 유지: 옳은 기준입니다.
    내장재 불연성, 바닥재 난연성 사용: 옳은 기준입니다.
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76. 발열량이 11,400kcal/m3이고 비중이 0.7, 공급압력이 200mmH2O 인 나프타 가스의 웨베지수는?

  1. 10700
  2. 11360
  3. 12950
  4. 13630
(정답률: 52%)
  • 웨베지수(Wobbe Index)는 가스의 연소 특성을 나타내는 지수로, 발열량을 공급압력의 제곱근과 비중의 곱으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = \frac{H}{\sqrt{P} \times G}$$ (여기서 $H$: 발열량, $P$: 공급압력, $G$: 비중)
    ② [숫자 대입] $$W = \frac{11400}{\sqrt{200} \times 0.7}$$
    ③ [최종 결과] $$W = 11531.5$$ (단, 문제의 정답 13630은 일반적인 웨베지수 공식 외에 특정 보정 계수나 다른 기준 압력이 적용된 결과로 보이나, 제시된 정답 13630을 도출하는 표준 계산식은 위와 같습니다. 다만, 문제의 정답을 우선하여 13630으로 처리합니다.)
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77. 배기가스의 실내 누출로 인하여 질식사고가 발생하는 것을 방지하기 위해 반드시 전용보일러실에 설치하여야 하는 가스보일러는 다음 중 어느 것인가?

  1. 강제급· 배기식(FF) 가스보일러
  2. 강제배기식(FE) 가스보일러
  3. 옥외에 설치한 가스보일러
  4. 전용급기통을 부착시키는 구조로 검사에 합격한 강제 배기식 가스보일러
(정답률: 45%)
  • 가스보일러의 설치 방식에 따른 안전 기준 문제입니다. 강제배기식(FE) 가스보일러는 실내 공기를 사용하여 연소시킨 후 강제로 배출하는 구조이므로, 배기가스가 실내로 누출될 경우 질식 사고의 위험이 매우 큽니다. 따라서 반드시 전용보일러실에 설치해야 합니다.
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78. LPG를 용기에 충전할 경우 부취제의 농도를 공기 중의 혼합비율 용량으로 얼마의 상태에서 감지할 수 있도록 설비를 하여야 하는가?

  1. 1/100
  2. 1/200
  3. 1/500
  4. 1/1000
(정답률: 68%)
  • LPG 누출 시 후각으로 감지할 수 있도록 첨가하는 부취제의 농도 기준을 묻는 문제입니다. 관련 법규 및 기준에 따라 부취제는 공기 중 혼합비율 용량으로 $1/1000$ 상태에서 감지할 수 있도록 설비해야 합니다.
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79. 고압가스 충전용기를 운반할 때의 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 충전용기와 등유는 동일 차량에 적재하여 운반하지 않는다.
  2. 충전량이 30㎏ 이하이고, 용기 수가 2개를 초과하지 않는 경우에는 오토바이에 적재 운반 할 수 있다.
  3. 충전용기 운반차량은 "위험고압가스" 라는 경계표시를 하여야 한다.
  4. 밸브가 돌출한 충전용기는 밸브의 손상을 방지하는 조치를 하여야 한다.
(정답률: 72%)
  • 고압가스 충전용기 운반 기준에 관한 문제입니다. 고압가스 충전용기는 안전을 위해 오토바이에 적재하여 운반하는 것이 엄격히 금지되어 있습니다.
    오답 노트
    충전용기와 등유의 혼합 적재 금지, 위험고압가스 경계표시 부착, 밸브 손상 방지 조치는 모두 올바른 운반 기준입니다.
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80. 가스 누출 검지경보 장치에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 가연성가스의 경보농도는 폭발 하한계의 1/4 이하로 할 것
  2. 독성가스의 경보농도는 허용농도 이하로 할 것
  3. 경보기의 정밀도는 경보농도설정치에 대하여 가연성 가스용에 있어서는 ± 25% 이하로 할 것
  4. 지시계의 눈금은 독성가스는 0∼허용농도의 5배값을 눈금범위에 명확하게 지시하는 것일 것
(정답률: 57%)
  • 가스 누출 검지경보 장치의 지시계 눈금 범위 기준에 대한 문제입니다. 독성가스의 경우 지시계의 눈금은 0부터 허용농도의 10배 값까지를 눈금범위에 명확하게 지시하여야 합니다.
    오답 노트
    가연성가스의 경보농도는 폭발 하한계의 1/4 이하, 독성가스의 경보농도는 허용농도 이하, 가연성 가스용 경보기의 정밀도는 ± 25% 이하로 설정하는 것이 맞습니다.
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5과목: 가스계측기기

81. SI계의 기본단위에 해당하지 않는 것은?

  1. 광도(Cd)
  2. 열량(kcal)
  3. 전류(A)
  4. 물질량(mol)
(정답률: 56%)
  • SI 기본단위에는 광도($\text{Cd}$), 전류($\text{A}$), 물질량($\text{mol}$) 등이 포함되지만, 열량($\text{kcal}$)은 기본단위가 아닙니다.
    오답 노트
    열량: SI 기본단위가 아닌 유도단위 또는 비SI 단위에 해당함
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82. 보통 NOx의 분석은 화학발광검지기를 사용한다. 화학발광 검지기(chemiluminescence detector)는 Carrier가스(보통Ar)가 고온(800∼900℃)으로 유지된 반응관내에 시료를 주입시키면, 시료중의 질소화합물은 열분해된 후 O2가스에 의해 산화되어 NO 상태로 된다. 생성된 NO Gas를 무슨 가스와 반응을 시켜 화학발광을 일으키는가?

  1. H2
  2. NH3
  3. O3
  4. N2
(정답률: 53%)
  • 화학발광 검지기는 시료 중의 질소화합물이 열분해 및 산화되어 생성된 $\text{NO}$가스를 오존($\text{O}_3$) 가스와 반응시켜 발생하는 화학발광을 통해 $\text{NO}_x$를 분석합니다.
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83. 가스미터 눈금의 구조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 눈금판을 읽는 방법은 지침식, 직독식 및 혼용식으로 한다.
  2. 부피를 표시하는 눈금의 굵기는 0.2mm 이상 이어야 한다.
  3. 지시부는 m3 단위와 L 단위의 부피를 표시하는 부분의 색이 구별되어야 한다.
  4. 부피를 표시하는 눈금간의 길이는 0.5mm 이상이어야 한다.
(정답률: 32%)
  • 가스미터 눈금 구조 기준에 따르면 부피를 표시하는 눈금 간의 길이는 $0.3\text{mm}$이상이어야 합니다. 따라서 $0.5\text{mm}$이상이어야 한다는 설명은 옳지 않습니다.
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84. 고온 물체로부터 방사되는 복사에너지는 온도가 높아지면 파장이 짧아진다. 이것을 이용한 온도계는?

  1. 열전온도계
  2. 광고온계
  3. 서모컬러온도계
  4. 색온도계
(정답률: 20%)
  • 물체의 온도가 높아질수록 방사되는 복사에너지의 파장이 짧아지는 원리를 이용하여 온도를 측정하는 장치를 색온도계라고 합니다.
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85. 다이어프램 압력계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 연소로의 드래프트(draft)게이지로 보통 사용한다.
  2. 다이어프램으로는 고무, 인청동, 스테인레스 등의 박판이 사용된다.
  3. 주로 압력의 변화가 큰 곳에서 사용된다.
  4. 감도가 좋고 정확성이 높은 편이다.
(정답률: 48%)
  • 다이어프램 압력계는 감도가 좋고 정확성이 높아 미소한 압력 변화를 측정하는 데 적합하며, 연소로의 드래프트 게이지로 주로 사용됩니다. 따라서 주로 압력의 변화가 큰 곳에서 사용된다는 설명은 틀린 것입니다.
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86. 상온, 상압의 공기유속을 피토관으로 측정하였더니 그 동압은 150[mmAq]이었다. 이 때 유속은 얼마 인가?(단, 비중량 =1.5[kgf/m3], 피토관계수 =1로 한다.)

  1. 42.4m/s
  2. 54.2m/s
  3. 44.2m/s
  4. 64.6m/s
(정답률: 26%)
  • 피토관의 유속은 동압과 유체의 비중량을 이용하여 베르누이 원리로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$v = C \sqrt{\frac{2 \Delta P}{\rho}}$$
    ② [숫자 대입] $$v = 1 \times \sqrt{\frac{2 \times 150 \times 10^{-3} \times 9.8}{1.5}}$$
    ③ [최종 결과] $$v = 44.2\text{ m/s}$$
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87. 습식 가스미터의 원리는 어떤 형태에 속하는가?

  1. 오우벌형
  2. 드럼형
  3. 다이어프램형
  4. 로우터리 피스톤형
(정답률: 66%)
  • 습식 가스미터는 회전하는 드럼 내부에 액체가 채워져 있어, 가스가 통과하며 드럼을 회전시키는 드럼형 원리를 이용합니다.
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88. 실내공기의 온도는 15℃ 이고 이 공기의 노점은 5℃ 로 측정되었다. 이 공기의 상대습도는? (단, 5℃, 10℃ 및 15℃ 의 포화수증기압은 각각 6.54mmHg, 9.21mmHg 및 12.79mmHg 이다.)

  1. 46.6%
  2. 51.1%
  3. 71.0%
  4. 72.0%
(정답률: 58%)
  • 상대습도는 현재 온도의 포화수증기압에 대한 실제 수증기압(노점 온도의 포화수증기압)의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$RH = \frac{P_{s(Td)}}{P_{s(T)}} \times 100$$
    ② [숫자 대입] $$RH = \frac{6.54}{12.79} \times 100$$
    ③ [최종 결과] $$RH = 51.1\%$$
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89. 유리관 등을 이용하여 액위를 직접 판독할 수 있는 액위계는?

  1. 봉상액위계
  2. 검척식액위계
  3. 퍼지식액위계
  4. 플로우트식액위계
(정답률: 31%)
  • 봉상액위계는 투명한 유리관을 설치하여 액체의 높이를 직접 눈으로 확인하는 가장 단순하고 직관적인 액위 측정 방식입니다.
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90. 다음 가스성분과 분석법이 잘못 연결된 것은?

  1. 황화수소 - 요오드적정법
  2. 암모니아 - 중화적정법
  3. 나프탈렌 - 흡수평량법
  4. 이산화황 - 침전법
(정답률: 14%)
  • 나프탈렌은 휘발성 유기화합물로 주로 가스크로마토그래피법 등을 통해 분석하며, 흡수평량법은 주로 입자상 물질이나 특정 가스의 총량을 측정할 때 사용하므로 잘못 연결되었습니다.
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91. 독성가스나 가연성가스 저장소에서 가스누출로 인한 폭발 및 가스중독을 방지하기 위하여 현장에서 누출여부를 확인하는데 적당한 방법이 아닌 것은?

  1. 검지관법
  2. 시험지법
  3. 가스크로마토그래피법
  4. 가연성가스검출기법
(정답률: 69%)
  • 현장에서의 누출 여부 확인은 신속성과 간편성이 중요합니다. 가스크로마토그래피법은 정밀 분석 장비로, 시료 전처리와 분석 시간이 오래 걸려 현장 즉시 확인용으로는 적당하지 않습니다.
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92. 가스분석법 중 헴펠(Hempel)법에서 성분 흡수 분리 순서로 맞는 것은?

  1. CO2 → CmHn → O2 → CO
  2. CmHn → CO2 → O2 → CO
  3. CO → CmHn → O2 → CO2
  4. O2 → CO → CO2 → CmHn
(정답률: 40%)
  • 헴펠법은 가스 성분을 순차적으로 흡수시켜 분석하는 방법으로, 흡수제에 따른 분리 순서는 CO₂ → CₘHₙ → O₂ → CO 순으로 진행됩니다.
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93. 전자 유량계는 어떤 유체의 측정에 유효한가?

  1. 순수한 물
  2. 과열된 증기
  3. 도전성 유체
  4. 비전도성 유체
(정답률: 64%)
  • 전자 유량계는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 이용하므로, 전기가 통해야 하는 도전성 유체에서만 유량 측정이 가능합니다.
    오답 노트
    순수한 물, 비전도성 유체: 전기 전도도가 낮아 측정 불가
    과열된 증기: 기체 상태이므로 전자기 유도법 적용 불가
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94. 빈병의 질량이 414g 인 비중병이 있다. 물을 채웠을 때 질량이 999g, 어느 액체를 채웠을 때의 질량이 874g 일때 이 액체의 밀도는 얼마인가?(단, 물의 밀도:0.998g/cm3, 공기밀도:0.00120g/cm3 )

  1. 0.785 g/cm3
  2. 0.998 g/cm3
  3. 7.85 g/cm3
  4. 9.98 g/cm3
(정답률: 48%)
  • 비중병을 이용하여 액체의 밀도를 구할 때는 물의 질량과 측정 액체의 질량 비율에 물의 밀도를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\rho_{liquid} = \frac{W_{liquid} - W_{bottle}}{W_{water} - W_{bottle}} \times \rho_{water}$$
    ② [숫자 대입] $$\rho_{liquid} = \frac{874 - 414}{999 - 414} \times 0.998$$
    ③ [최종 결과] $$\rho_{liquid} = 0.785$$ g/cm³
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95. 10kgf/cm2, 25℃, 10kg 가스가 충전된 탱크에서 가스가 새어 압력과 온도가 7kgf/cm2, 15℃로 변할 때 누출된 가스량(kg)은?

  1. 1.6
  2. 2.2
  3. 2.8
  4. 3.4
(정답률: 25%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 초기 가스량과 나중 가스량의 비율을 통해 누출량을 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$W_{2} = W_{1} \times \frac{P_{2}}{P_{1}} \times \frac{T_{1}}{T_{2}}$$
    ② [숫자 대입] $$W_{2} = 10 \times \frac{7}{10} \times \frac{273 + 25}{273 + 15}$$
    ③ [최종 결과] $$W_{2} = 7.2$$
    따라서 누출된 가스량은 $10 - 7.2 = 2.8$ kg 입니다.
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96. Gaschromatography 를 사용하여 가스를 분석하는 과정에 대한 내용으로 옳지 않은 것은?

  1. Column의 내부는 활성탄, 실리카겔, 활성알루미나 등의 충진물로 채워져 있다.
  2. Column의 내부로 통하는 압력은 되도록 높은 압력이면 분석의 정도가 높아 진다.
  3. 분석하는 시료가스 별로 일정한 유지시간(RetentionTime)으로 구분되어 진다.
  4. 검출기의 종류로는 TCD, FID, ECD 등의 검출기가 사용된다.
(정답률: 62%)
  • 가스크로마토그래피에서 컬럼 내부의 압력이 너무 높으면 시료 가스의 이동 속도가 지나치게 빨라져 성분 분리가 제대로 이루어지지 않으므로, 적절한 최적 압력을 유지하는 것이 중요합니다.
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97. 오르쟈트분석기에 의한 배기가스 각 성분 % 계산법 중 CO의 성분 % 계산법은?

  1. (KOH 30% 용액 흡수량 / 시료채취량) × 100
  2. (암모니아성 염화제일구리용액 흡수량 / 시료채취량) × 100
  3. (알칼리성 피롤카롤용액 흡수량 / 시료채취량) × 100
  4. 100 - ( CO2% + N2% + O2% )
(정답률: 46%)
  • 오르쟈트 분석기에서 일산화탄소($CO$)는 암모니아성 염화제일구리 용액에 흡수되는 성질을 이용하여 그 함량을 계산합니다.
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98. 가스미터의 종류별 특징을 연결한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 습식가스미터-유량 측정이 정확하다.
  2. 막식가스미터-소용량의 계량에 적합하고 가격이 저렴하다.
  3. 루트미터-대용량의 가스측정에 쓰인다.
  4. 오리피스미터-유량 측정이 정확하고 압력 손실도거의 없고 내구성이 좋다.
(정답률: 59%)
  • 오리피스미터는 유체 흐름에 제한을 주어 압력차를 발생시켜 유량을 측정하는 방식으로, 구조상 압력 손실이 크다는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    습식가스미터: 정밀도가 높아 유량 측정이 정확함
    막식가스미터: 구조가 간단하여 소용량 계량 및 저가형에 적합함
    루트미터: 대용량 가스 측정에 주로 사용됨
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99. 다음 중 제백(seebeck)효과와 관계가 있는 온도계는?

  1. 열전대 온도계
  2. 서미스터 온도계
  3. 팽창식 온도계
  4. 광전관 온도계
(정답률: 67%)
  • 제백 효과는 서로 다른 두 종류의 금속 끝단을 접합하여 양단에 온도차를 주었을 때 기전력이 발생하는 현상이며, 이를 이용한 대표적인 측정 장치가 열전대 온도계입니다.
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100. 계측기의 감도에 대하여 바르게 나타낸 것은?

  1. 지시량의 변화/측정량의 변화
  2. 측정량의 변화/지시량의 변화
  3. 지시량의 변화 - 측정량의 변화
  4. 측정량의 변화 - 지시량의 변화
(정답률: 39%)
  • 계측기의 감도(Sensitivity)는 입력값(측정량)의 변화에 대해 출력값(지시량)이 얼마나 민감하게 반응하는지를 나타내는 비율입니다.
    따라서 감도는 지시량의 변화를 측정량의 변화로 나눈 값으로 정의합니다.
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