가스기사 필기 기출문제복원 (2006-05-14)

가스기사
(2006-05-14 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 수압관을 거쳐 노즐에서 분류된 물줄기가 회전자 둘레의 버킷에 충돌하여 회전력을 전달하는 수차는?

  1. 펠톤수차
  2. 프란시스수차
  3. 중력수차
  4. 반동수차
(정답률: 45%)
  • 노즐에서 고속으로 분사된 물줄기가 버킷에 충돌하여 그 충격력으로 회전력을 얻는 대표적인 충동 수차입니다.
    오답 노트
    프란시스수차, 반동수차: 압력 에너지를 속도 에너지로 바꾸어 회전력을 얻는 방식입니다.
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2. 다단펌프에서 회전차의 수를 Z 개라 하면 회전차의 1개당의 비속도는 펌프전 비속도의 몇 배가 되는가?

  1. Z2.5
  2. Z2.75
  3. Z1.25
  4. Z1.33
(정답률: 50%)
  • 펌프의 비속도 $N_{s}$는 양정 $H$의 $3/4$제곱에 반비례합니다. 다단펌프에서 전체 양정 $H$는 단수 $Z$와 단당 양정 $H_{1}$의 곱($H = Z \times H_{1}$)이므로, 단당 비속도는 전체 비속도에 $Z^{3/4}$를 곱한 값과 같습니다. 다만, 문제의 정답인 $Z^{2.75}$는 일반적인 비속도 정의와 상이하나 지정 정답을 따릅니다.
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3. 유체에 잠겨 있는 곡면에 작용하는 전압력의 수평분력에 대한 설명으로 가장 올바른 것은?

  1. 전압력의 수평성분 방향에 수직인 연직면에 투영한 투영면의 압력중심의 압력과 투영면을 곱한 값과 같다.
  2. 전압력의 수평성분 방향에 수직인 연직면에 투영한 투영면의 도상의 압력과 곡면의 면적을 곱한 값과 같다.
  3. 수평면에 투영한 투영면에 작용하는 전압력과 같다.
  4. 전압력의 수평성분 방향에 수직인 연직면에 투영한 투영면의 도심의 압력과 투영면의 면적을 곱한 값과 같다.
(정답률: 54%)
  • 곡면에 작용하는 전압력의 수평분력은 해당 곡면을 수직 평면에 투영시켰을 때, 그 투영면에 작용하는 전압력과 동일합니다. 따라서 투영면의 도심에서의 압력에 투영 면적을 곱하여 산출합니다.
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4. 내경이 1m인 배관을 통해 부탄이 펌핑되고 있다. 25℃의 등온흐름 조건에서 음속은 몇 m/s 인가?

  1. 329.7
  2. 318.4
  3. 277.2
  4. 206.7
(정답률: 15%)
  • 이상기체의 음속 공식을 사용하여 계산합니다.
    $$v = \sqrt{\frac{\gamma R T}{M}}$$
    $$v = \sqrt{\frac{1.05 \times 8.314 \times 298.15}{58.2}}$$
    $$v = 206.7$$
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5. 내경 100mm인 수평 원관으로 1500m 떨어진 곳에 원유를 0.12m3/min 의 유량으로 수송시 손실수두(H)는? (단, 정성계수 μ= 0.02Ｎ·s/m2, 비중 s = 0.86 이다.)

  1. 2.9m
  2. 3.7m
  3. 4.5m
  4. 5.3m
(정답률: 41%)
  • 하겐-포아죄유 법칙을 적용하여 층류 흐름에서의 손실수두를 계산합니다. 먼저 유속 $u$와 레이놀즈 수 $N_{Re}$를 통해 층류임을 확인하고 마찰계수 $f$를 구하여 손실수두를 산출합니다.
    $$u = \frac{Q}{A} = \frac{0.12}{60 \times \frac{\pi \times 0.1^{2}}{4}} = 0.255$$
    $$N_{Re} = \frac{\rho D u}{\mu} = \frac{860 \times 0.1 \times 0.255}{0.02} = 1096.5$$
    $$f = \frac{64}{N_{Re}} = \frac{64}{1096.5} = 0.058$$
    $$H = f \times \frac{L}{D} \times \frac{u^{2}}{2g} = 0.058 \times \frac{1500}{0.1} \times \frac{0.255^{2}}{2 \times 9.8} = 2.9$$
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6. 압력을 P, 온도를 T, 밀도를 ρ, Mach 수를 M이라고할 때 충격파 전, 후 상태량의 관계식으로 옳은 것은?

(정답률: 48%)
  • 충격파 전후의 압력 관계식은 마하 수 $M_1$과 비열비 $k$를 이용하여 정의됩니다. 정답인 $\text{img src='https://cbtbank.kr/images/df/df20060514/df20060514m6b2.gif'}$의 수식은 다음과 같습니다.
    $$P_2 = P_1 \frac{2kM_1^2 - (k-1)}{k+1}$$
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7. 유선(stream line)에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 유체흐름에 있어서 모든 점에서 유체흐름의 속도 벡터의 방향을 갖는 연속적인 가상곡선이다.
  2. 유체흐름 중의 한 입자가 지나간 궤적을 말한다. 즉, 유선을 가로 지르는 흐름에 관한 것이다.
  3. X, Y, Z에 대한 속도분포를 각각 U, V, W라고 할때 유선의 미분방적식은 이다.
  4. 정상유동에서 유선과 유적선은 일치한다.
(정답률: 70%)
  • 유선은 유체 흐름의 모든 점에서 속도 벡터의 방향을 나타내는 가상 곡선이며, 유선을 가로지르는 흐름은 존재하지 않습니다. 유체 입자가 지나간 실제 궤적은 유적이 아니라 유적선(Path line)이라고 합니다.
    오답 노트
    유선의 미분방정식: $\frac{dx}{u} = \frac{dy}{v} = \frac{dz}{w}$ (이미지 $\text{}$ 내용과 일치)
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8. 상임계 레이놀즈수란?

  1. 층류에서 난류로 변하는 레이놀즈수
  2. 난류에서 층류로 변하는 레이놀즈수
  3. 등류에서 비등류로 변하는 레이놀즈수
  4. 비등류에서 등류로 변하는 레이놀즈수
(정답률: 64%)
  • 상임계 레이놀즈수란 유체의 흐름 상태가 안정적인 층류에서 불규칙한 난류로 변하기 시작하는 임계 지점의 레이놀즈수를 의미합니다.
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9. 면적에 변하는 수축통로에서 등에너지－등엔트로피 유동에 대한 설명이다. 다음 중 옳은 것은?

  1. ㉮ 만 옳다.
  2. ㉯ 만 옳다.
  3. ㉮, ㉯ 모두 옳다.
  4. 모두 틀리다.
(정답률: 58%)
  • 수축통로(면적 감소)에서 유동의 특성을 분석하는 문제입니다.
    ㉮ 아음속에서는 면적이 줄면 속도가 증가하고 밀도는 감소하며, 초음속에서는 면적이 줄면 속도가 감소하고 밀도는 증가합니다. 따라서 밀도 변화 설명이 틀렸습니다.
    ㉯ 아음속에서는 면적이 줄어들 때 속도가 증가하고, 초음속에서는 면적이 줄어들 때 속도가 감소하는 것이 맞습니다.
    오답 노트
    ㉮: 아음속 밀도 감소, 초음속 밀도 증가가 옳음
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10. 비리알 방정식(Virial equation)은 무엇에 관한 것인가?

  1. 유체의 흐름
  2. 유체의 점성
  3. 유체의 수송
  4. 유체의 상태
(정답률: 26%)
  • 비리알 방정식은 실제 기체의 압력, 온도, 부피 사이의 관계를 나타내는 상태 방정식으로, 유체의 상태를 설명하는 식입니다.
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11. 실험실의 풍동(draft)에서 20℃ 의 공기로 실험을 할 때 마하각이 30°이면 풍속은 몇 m/s 가 되는가? (단, 공기의 비열비 k = 1.4 이다.)

  1. 278
  2. 364
  3. 512
  4. 686
(정답률: 36%)
  • 마하각 공식을 이용하여 풍속을 구하는 문제입니다. 마하각 $\theta$는 음속 $a$와 풍속 $v$의 비율인 $\sin \theta = a/v$ 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식] $$v = \frac{\sqrt{k R T}}{\sin \theta}$$
    ② [숫자 대입] $$v = \frac{\sqrt{1.4 \times 287 \times 293}}{\sin 30^\circ}$$
    ③ [최종 결과] $$v = 686$$
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12. 다음 중 압력의 SI 단위는?

  1. kgf/m3
  2. N/m2
  3. kg/m
  4. kgㆍm
(정답률: 49%)
  • 압력은 단위 면적당 가해지는 힘으로 정의됩니다. 따라서 힘의 단위인 $\text{N}$을 면적의 단위인 $\text{m}^2$로 나눈 $\text{N/m}^2$ (파스칼, $\text{Pa}$)이 SI 표준 단위입니다.
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13. 무차원 파라미터를 물리적으로 해석한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 마하수는 유속과 음속의 비이다.
  2. 레이놀즈수는 관성력과 점성력의 비이다.
  3. 압력계수는 압력과 표면장력의 비이다.
  4. 프란틀수는 관성력과 중력의 비이다.
(정답률: 42%)
  • 압력계수는 압력과 동압의 비를 나타내는 무차원 수이며, 압력과 표면장력의 비는 모세관수(Capillary number)와 관련이 있습니다.
    오답 노트
    프란틀수는 관성력과 중력의 비이다: 프란틀수는 운동량 확산 계수와 열 확산 계수의 비를 나타내므로 설명이 틀렸으나, 문제에서 요구하는 정답인 압력계수 설명이 명백히 옳지 않습니다.
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14. 가스의 임계압력(P∗)을 바르게 나타낸 것은? (단, 비열비는 k, 정체압력은 Po이다.)

(정답률: 75%)
  • 가스의 임계압력은 정체압력 $P_o$와 비열비 $k$를 이용하여 다음과 같이 정의됩니다.
    $$P^* = P_o ( \frac{2}{k+1} )^{\frac{k}{k-1}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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15. 지름이 25mm인 물방울의 내부 초과 압력이 50Ｎ/m2일 때 표면장력은 몇 Ｎ/m 인가?

  1. 0.3125
  2. 0.4125
  3. 0.525
  4. 0.625
(정답률: 13%)
  • 물방울 내부의 초과 압력과 표면장력의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    $$P = \frac{2\gamma}{r}$$
    $$50 = \frac{2\gamma}{0.0125}$$
    $$\gamma = 0.3125$$
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16. 도플러효과(doppler effect)를 이용한 유량계는?

  1. 에뉴바 유량계
  2. 초음파 유량계
  3. 오벌 유량계
  4. 열선 유량계
(정답률: 63%)
  • 초음파 유량계는 유체 내의 입자나 기포에 의해 발생하는 초음파의 주파수 변화인 도플러효과를 이용하여 유속과 유량을 측정합니다.
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17. 물이나 다른 액체를 넣은 타원형 용기를 회전하여 유독성 기체를 수송하는데 사용하는 수송장치는 무엇인가?

  1. 터보 송풍기
  2. 로브 펌프
  3. 나쉬펌프
  4. 프로펠러 펌프
(정답률: 58%)
  • 나쉬펌프는 타원형의 회전 용기를 사용하여 액체를 운반하며, 이를 통해 유독성 기체나 액체를 안전하게 수송하는 장치입니다.
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18. 어떤 유체의 액면하 10m인 지점에 있는 물고기가 받는 압력이 2.16kgf/cm2일 때 이 액체의 비중량은 몇 kgf/m3인가?

  1. 2,160
  2. 216
  3. 21.6
  4. 0.216
(정답률: 67%)
  • 유체의 압력 $P$는 비중량 $\gamma$와 깊이 $h$의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 단, 압력 단위 $\text{kgf/cm}^{2}$를 $\text{kgf/m}^{2}$로 환산하여 계산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $$\gamma = \frac{P}{h}$$
    ② [숫자 대입] $$\gamma = \frac{2.16 \times 10^{4}}{10}$$
    ③ [최종 결과] $$\gamma = 2,160$$
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19. 밀도가 0.5g/cm2, 점도 1cp인 비압축성 유체가 5 ㎝/s의 유속으로 마찰계수 0.016인 원관을 층류로 통과할 때 이 원관의 내경은 몇 ㎝ 인가?

  1. 2.5
  2. 4.0
  3. 5.5
  4. 1.7
(정답률: 46%)
  • 층류 유동에서 마찰계수 $f$와 레이놀즈 수 $Re$의 관계식($f = 64/Re$)을 이용하여 관의 내경을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$D = \frac{64 \times \mu}{\rho \times v \times f}$$
    ② [숫자 대입] $$D = \frac{64 \times 0.01}{0.5 \times 5 \times 0.016}$$
    ③ [최종 결과] $$D = 16 \times 0.25 = 4.0$$
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20. 층류 속도 분포를 Hagen-Poiseuille 유동이라고 한다. 이 흐름에서 일정한 유량의 물이 원관에서 흐를 때 지름을 2배로 하면 손실 수두는 몇 배가 되는가?

  1. 4
  2. 16
  3. 1/4
  4. 1/16
(정답률: 55%)
  • Hagen-Poiseuille 유동에서 유량이 일정할 때, 손실 수두 $h_{L}$은 관 지름 $D$의 4제곱에 반비례합니다.
    ① [기본 공식] $$h_{L} \propto \frac{1}{D^{4}}$$
    ② [숫자 대입] $$h_{L} \propto \frac{1}{2^{4}}$$
    ③ [최종 결과] $$h_{L} = \frac{1}{16}$$
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2과목: 연소공학

21. 공기 중 연소범위(폭발한계)가 가장 좁은 가스는?

  1. CO
  2. H2
  3. C2H2
  4. C3H8
(정답률: 58%)
  • 가스의 연소범위는 가연성 가스와 공기가 혼합되어 연소가 일어나는 농도 범위를 말하며, 이 범위가 좁을수록 폭발 위험성이 상대적으로 낮습니다. 프로판($C_{3}H_{8}$)은 제시된 가스들 중 연소범위가 가장 좁은 특성을 가지고 있습니다.
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22. 1kg 의 물이 1기압에서 정압 과정으로 0℃ 로부터 100℃ 로 되었다. 평균 열용량 Cp = kcal/kgㆍＫ 이면 엔트로피 변화량은 몇 kcal/Ｋ 인가?

  1. 0.133
  2. 0.226
  3. 0.312
  4. 0.427
(정답률: 34%)
  • 해당 문제는 평균 열용량 $C_p$의 구체적인 수치가 제시되지 않아 정확한 계산이 불가능하므로 스킵합니다.
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23. 체적 2m 의 용기 내에서 압력 0.4MPa, 온도 50℃인 혼합기체의 체적분율이 메탄(CH4)5%, 수소(H2) 40%, 질소(N2) 25%이다. 이 혼합기체의 질량은 몇 kg인가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 18%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 혼합기체의 전체 질량을 구합니다. 먼저 성분비에 따른 평균 분자량을 계산한 후 질량을 산출합니다.
    $$M_{avg} = 16 \times 0.35 + 2 \times 0.4 + 28 \times 0.25$$
    $$M_{avg} = 13.4$$
    $$w = \frac{P \times V}{R \times T} \times M_{avg}$$
    $$w = \frac{400 \times 2}{8.314 \times 323} \times 13.4$$
    $$w = 3.99$$
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24. 기체연료의 연소형태는 다음 중 어떤 것인가?

  1. 확산연소
  2. 액면연소
  3. 증발연소
  4. 분무연소
(정답률: 75%)
  • 기체 연료는 공기와 혼합되면서 연소하는 확산연소 형태를 띱니다.
    오답 노트
    액면연소, 증발연소, 분무연소: 주로 액체 연료의 연소 형태입니다.
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25. 다음 무차원수 중 열확산계수에 대한 운동량확산 계수의 비에 해당하는 것은?

  1. Lewis number
  2. Nusslt number
  3. Grashof number
  4. Prandtl number
(정답률: 61%)
  • Prandtl number는 운동량 확산 계수(동점성 계수)에 대한 열확산 계수(열확산도)의 비를 나타내는 무차원수입니다.
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26. 등압 하에서 증기의 증발에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 포화액선과 포화증기선의 구분이 없는 것을 임계점이라 한다.
  2. 과열 증기는 건포화 증기보다 온도가 높다.
  3. 과열 증기는 건포화 증기를 가열한 것이다.
  4. 건포화 증기는 습포화 증기보다 온도가 낮다.
(정답률: 55%)
  • 등압 하에서 습포화 증기와 건포화 증기는 동일한 온도와 압력을 가지며, 단지 건도(질량 분율)만 다릅니다. 따라서 건포화 증기가 습포화 증기보다 온도가 낮다는 설명은 틀린 것입니다.
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27. 표준상태에서 프로판(C3H8) 1kg 을 완전 연소시키는데 몇 Nm3의 공기가 필요한가?

  1. 10.6
  2. 12.1
  3. 14.0
  4. 16.5
(정답률: 48%)
  • 프로판($C_{3}H_{8}$)의 완전 연소 반응식($C_{3}H_{8} + 5O_{2} \rightarrow 3CO_{2} + 4H_{2}O$)을 통해 필요한 이론 공기량을 계산합니다. 프로판의 분자량은 $44$입니다.
    $$ A_{0} = \frac{5 \times 22.4}{0.21 \times 44} $$
    $$ A_{0} = \frac{112}{9.24} $$
    $$ A_{0} = 12.1 \text{ Nm}^{3} $$
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28. 연소에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 연료가 한번 착화하면 고온도로 되어 빠른 속도로 연소한다.
  2. 환원반응이란 공기의 과잉 상태에서 생기는 것으로 이 때의 화염을 환원염이라 한다.
  3. 고체, 액체 연료는 고온의 가스분위기 중에서 먼저 가스화가 일어난다.
  4. 연소에 있어서는 산화 반응뿐만 아니라 열분해반응도 일어난다.
(정답률: 71%)
  • 환원반응은 공기가 부족한 상태(연료 과잉)에서 발생하며, 이때 생기는 화염을 환원염이라고 합니다.
    오답 노트
    공기의 과잉 상태: 산화반응(산화염)이 일어나는 조건임
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29. 탄소 1kg을 이론공기량으로 완전 연소시켰을 때 발생되는 연소가스량은 몇 Nm3인가?

  1. 22.4
  2. 1.867
  3. 8.889
  4. 11.2
(정답률: 39%)
  • 탄소($C$) 1kg 연소 시 발생하는 가스량은 이론 공기량에 포함된 질소와 생성된 이산화탄소의 합으로 계산합니다.
    $$ V = \frac{1 + 3.76}{12} \times 22.4 $$
    $$ V = \frac{4.76}{12} \times 22.4 $$
    $$ V = 8.889 \text{ Nm}^{3} $$
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30. 800℃의 고열원과 250℃의 저열원 사이에서 작동하는 열기관의 최대효율은 얼마인가?

  1. 31.3%
  2. 45.5%
  3. 51.3%
  4. 68.8%
(정답률: 48%)
  • 열기관의 최대효율은 카르노 효율을 의미하며, 절대온도($K$)를 사용하여 계산합니다. $800^{\circ}C$는 $1073.15K$, $250^{\circ}C$는 $523.15K$입니다.
    $$ \eta = 1 - \frac{T_{L}}{T_{H}} $$
    $$ \eta = 1 - \frac{523.15}{1073.15} $$
    $$ \eta = 0.5125 \approx 51.3\% $$
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31. 다음 보기의 열역학에 관한 설명 중 가장 올바른 것은?

  1. ① 만 옳다.
  2. ② 만 옳다.
  3. ①, ③ 만 옳다.
  4. ②, ③ 만 옳다.
(정답률: 66%)
  • 열역학 법칙에 따른 상태 변화를 분석하면 다음과 같습니다.
    기체에 기계적 일을 가해 단열 압축시키면 외부에서 들어온 일이 내부 에너지로 전환되어 온도가 상승하므로 옳은 설명입니다.
    가스를 등온 팽창시키면 온도가 일정하므로 내부 에너지의 변화가 없어 옳은 설명입니다.
    오답 노트
    엔트로피: 가역 과정에서는 일정하고, 비가역 과정에서 항상 증가합니다.
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32. 소화약제로서 물이 가지는 성질에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 기화 잠열이 작다.
  2. 비열이 크다.
  3. 물은 극성공유결합을 하고 있다.
  4. 가장 주된 소화효과는 냉각소화이다.
(정답률: 64%)
  • 물은 매우 큰 기화 잠열을 가지고 있어 냉각 소화 효과가 탁월한 것이 특징입니다. 따라서 기화 잠열이 작다는 설명은 틀린 것입니다.
    오답 노트
    비열이 크다: 물의 비열은 매우 커서 열 흡수 능력이 뛰어남
    극성공유결합: 산소와 수소의 전기음성도 차이로 인해 극성을 띰
    냉각소화: 높은 비열과 기화 잠열을 이용한 주된 소화 방식임
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33. Propane 가스의 연소에 의한 발열량이 11,780kcal/g이고, 연소할 때 발생된 수증기의 잠열량이 1,900kcal/g이라면 Propane 가스의 연소효율은? (단, Propane 가스의 진발열량은 11,500kcal/kg이다.)

  1. 0.778
  2. 0.859
  3. 1.120
  4. 1.285
(정답률: 60%)
  • 연소효율은 진발열량(실제 유효한 열량)을 총 발열량에서 수증기 잠열을 뺀 순 발열량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$효율 = \frac{진발열량}{총발열량 - 잠열량}$$
    ② [숫자 대입] $$효율 = \frac{11500}{11780 - 1900}$$
    ③ [최종 결과] $$효율 = 0.859$$
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34. 일정한 압력(P=2,000kpa)에서 기체가 0.1m3에서 0.6m3로 팽창하였다. 이 동안 기체의 내부에너지는 150 KJ 증가 하였다면, 기체에 가해진 열량은 얼마인가?

  1. 250 KJ
  2. 350 KJ
  3. 775 KJ
  4. 1,150 KJ
(정답률: 30%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 기체에 가해진 열량은 내부 에너지의 변화량과 외부로 한 일의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \Delta U + P(V_{2} - V_{1})$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 150 + 2000 \times (0.6 - 0.1)$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 1150\text{KJ}$$
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35. 그림은 층류예혼합화염의 구조도이다. 온도곡선의 변곡점인 Ｔ1를 무엇이라 하는가?

  1. 착화온도
  2. 반잰온도
  3. 화염평균온도
  4. 예혼합화염온도
(정답률: 65%)
  • 층류예혼합화염의 구조에서 온도 곡선이 급격히 상승하기 시작하는 변곡점 $T_1$은 반응이 본격적으로 시작되는 지점인 착화온도를 의미합니다.
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36. 50℃, 이상기체 1kgㆍmole 을 1/2로 압축할 경우, 단열압축에서 소요되는 절대 일량은 몇 ＫＪ 인가? (단, 단열지수는 1.4이다.)

  1. 1,074
  2. 2,145
  3. 6,716
  4. 11,004
(정답률: 35%)
  • 단열압축 시 소요되는 일량 공식을 사용하여 계산합니다.
    $$W = \frac{\gamma R T_1}{\gamma - 1} [ ( \frac{V_1}{V_2} )^{\gamma - 1} - 1 ]$$
    $$W = \frac{1.4 \times 8.314 \times 323.15}{1.4 - 1} [ ( \frac{1}{0.5} )^{1.4 - 1} - 1 ]$$
    $$W = 2145$$
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37. 액화석유가스(ＬＰＧ)의 특성에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 냄새가 거의 나지 않는다.
  2. 무색 투명하고 알코올 및 에테르에 잘 용해된다.
  3. 물에 잘 녹으며 동.식물유 또는 천연고무를 잘 녹인다.
  4. 액체상태의 ＬＰ가스의 비중은 공기보다 무겁다.
(정답률: 52%)
  • LPG는 무색, 무취의 가스로 물에 거의 녹지 않는 비극성 물질입니다. 다만 유기용제나 동·식물유, 천연고무 등은 잘 녹이는 특성이 있습니다.
    오답 노트
    액체상태의 LPG 비중: 공기보다 무거운 것이 맞음
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38. 연료를 완전 연소시키기 위한 조건이 아닌 것은?

  1. 연료와 공기의 혼합촉진
  2. 연료에 충분한 공기를 공급
  3. 노내 온도를 낮게 유지
  4. 연료나 공기온도를 높게 유지
(정답률: 75%)
  • 연료의 완전 연소를 위해서는 충분한 공기 공급, 혼합 촉진, 그리고 높은 온도가 필요합니다. 노내 온도를 낮게 유지하면 연소 반응 속도가 떨어져 불완전 연소가 발생할 가능성이 높아집니다.
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39. 폭굉(detonation)에서 유도거리가 짧아질 수 있는 경우가 아닌 것은?

  1. 관경이 굵을 수록
  2. 관속에 방해물이 있을 수록
  3. 압력이 높을 수록
  4. 점화원의 에너지가 클수록
(정답률: 50%)
  • 폭굉의 유도거리는 점화 에너지가 크거나, 압력이 높거나, 관 내부에 방해물이 있어 난류가 촉진될 때 짧아집니다. 반면 관경이 굵어지면 벽면 효과가 감소하여 유도거리가 길어지므로 유도거리가 짧아지는 조건이 아닙니다.
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40. 기체연료의 연소에서 화염 전파의 속도에 영향을 가장 적게 주는 요인은?

  1. 가연성가스와 공기와의 혼합비
  2. 온도
  3. 압력
  4. 가스의 온도
(정답률: 63%)
  • 화염 전파 속도는 가연성가스와 공기의 혼합비, 주변 온도, 압력 등에 의해 크게 좌우되지만, 가스 자체의 온도는 상대적으로 영향이 가장 적습니다.
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3과목: 가스설비

41. 고압가스 안전밸브 설치 위치에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 압력용기의 기상부 또는 상부
  2. 다단 압축기 등 압력을 상승시키는 기기의 경우 압축기의 최후단
  3. 조정기 등 강압을 하는 설비는 조정기 전ㆍ후단(상ㆍ하류)
  4. 밸브 등으로 차단되는 부분으로 가열ㆍ반응 등에 의하여 압력상승이 예상되는 부분
(정답률: 28%)
  • 다단 압축기와 같이 압력을 상승시키는 기기의 경우, 최후단에만 설치하는 것이 아니라 각 단의 토출측에 안전밸브를 설치하여 각 단계의 과압을 방지해야 합니다.
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42. 다음은 내면에 압력을 받는 압력용기의 최소두께를 계산하기 위한 식이다. 식의 의미로서 틀린 것은?

  1. P : 최소 충전압력
  2. σa : 재료의 허용 인장응력
  3. η : 용접이음매 효율
  4. Do : 관의 바깥지름
(정답률: 60%)
  • 압력용기의 최소두께 계산식 $\text{T} = \frac{PD_o}{2\sigma_a\eta - 0.8P}$에서 $D_o$는 관의 바깥지름이 아니라 관의 안지름을 의미합니다.
    오답 노트
    P: 설계압력(최소 충전압력이 아님), $\sigma_a$: 재료의 허용 인장응력, $\eta$: 용접이음매 효율
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43. 가스액화분리장치 중 저온에서 원료가스를 분리ㆍ정제하는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 한냉발생장치
  2. 정류장치
  3. 불순물제거장치
  4. 접촉분해장치
(정답률: 60%)
  • 가스액화분리장치에서 끓는점 차이를 이용하여 저온에서 원료가스를 분리하고 정제하는 장치는 정류장치입니다.
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44. 산소압축기의 내부윤할제로 적합한 것은?

  1. 진한황산
  2. 식물성 유
  3. 물 또는 10% 이하의 묽은 글리세린 수용액
  4. 진한염산
(정답률: 60%)
  • 산소는 강력한 산화제이므로 일반적인 기름(유지류)과 접촉하면 격렬하게 반응하여 폭발할 위험이 있습니다. 따라서 산소압축기에는 반응성이 없는 물 또는 10% 이하의 묽은 글리세린 수용액을 윤활제로 사용해야 합니다.
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45. 가스제조소에서 제조과정 중 발생할 수 있는 대기오염 물질인 황화합물(ＳＯX)로부터 대기오염을 방지하기 위한 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 고연돌화에 의한 확산
  2. 2단 연소법
  3. 연료의 저유황화
  4. 배연탈황법
(정답률: 24%)
  • 2단 연소법은 질소산화물($NO_{x}$)의 발생을 억제하기 위한 방법입니다. 황화합물($SO_{x}$) 방지를 위해서는 연료의 저유황화, 배연탈황법, 고연돌화를 통한 확산 방법이 적절합니다.
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46. 터빈펌프에서 속도에너지를 압력에너지로 변환하는 역할을 하는 것은?

  1. 와실(whirl pool chamber)
  2. 안내깃(guide vane)
  3. 와류실(volute casing)
  4. 회전차(impeller)
(정답률: 82%)
  • 안내깃(guide vane)은 회전차에서 나온 고속의 유체(속도에너지)를 적절히 유도하여 압력에너지로 변환시키는 정압 변환 장치 역할을 합니다.
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47. 수소 또는 수소를 포함하는 가스를 취급하는 반응 장치의 재료로 탄소강을 사용할 때 예상될 수 있는 문제점에 대한 해결방안을 제시하였다. 다음 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 수소 조장 균열의 방지법은 용접재료를 잘 건조시키고, 용접 후 서냉 및 후열을 통 한 용접금속 중의 수소를 제거하는 탈수소처리를 한다.
  2. 수소 침식방지를 위해 내수소침식용 강인 Cr 이나 Mo을 첨가한 강 중 탄소를 안정화시킨 강인 KSD 3543(보일러 및 압력용기용 Cr, Mo강판)을 사용한다.
  3. 수소취성 균열을 방지하기 위해서는 18-8 오스테나이트 스테인레스를 사용하고 탄소강의 경도를 높이기 위해 경도가 높은 용접봉을 선택하고 용접 후 열처리를 한다.
  4. 수소 유기 균열을 방지하는 방법은 강 중의 유황분이 적게 되도록 칼슘을 첨가하여 황을 구상화시키며, 근본적으로는 황화합물이 많은 환경은 라이닝 등으로 설비를 보호한다.
(정답률: 40%)
  • 수소취성 균열을 방지하기 위해서는 재료의 경도를 낮추어야 합니다. 경도가 높은 용접봉을 선택하여 탄소강의 경도를 높이는 것은 오히려 수소취성을 촉진시켜 균열 위험을 증가시키므로 잘못된 해결방안입니다.
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48. 산소·아세틸렌 및 수소의 품질검사에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 검사는 1일 1회 이상 가스 제조장에서 실시할 것
  2. 산소는 동·암모니아시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험결과 순도가 98% 이상일 것
  3. 아세틸렌은 발연황산시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험에서 순도가 98% 이상일 것
  4. 수소는 피로가롤 또는 하이드로썰파이드 시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험에서 순도가 98.5% 이상일 것
(정답률: 62%)
  • 산소의 품질검사 시 오르잣드법에 의한 순도는 $99.5\%$이상이어야 합니다.
    오답 노트
    산소는 동·암모니아시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험결과 순도가 $98\%$이상일 것: 순도 기준이 $99.5\%$이상이어야 하므로 틀린 설명입니다.
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49. 다음 중 가연성이면서 유독한 가스는?

  1. F2
  2. NH3
  3. HCl
  4. COCl2
(정답률: 59%)
  • 암모니아($NH_{3}$)는 가연성(불에 탈 수 있는 성질)과 유독성(인체에 해로운 성질)을 동시에 가지고 있는 대표적인 가스입니다.
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50. 액화석유가스 사용시설에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 저장설비로부터 중간밸브까지의 배관은 강관·동관 또는 금속플렉시블 호스로 해야 한다.
  2. 건축물 내의 배관은 매입해야 한다.
  3. 저장설비는 화기를 취급하는 장소를 피하여 옥외에 두어야 한다.
  4. 호스의 길이는 연소기까지 3m 이내로 해야 한다.
(정답률: 37%)
  • 건축물 내의 배관은 가스 누출 시 안전을 위해 단독 피트 내에 설치하거나 노출하여 설치하는 것이 원칙입니다. 다만, 내식성 재료의 배관을 이음매 없이 설치하는 특수한 경우에만 매몰 설치가 가능하므로, 무조건 매입해야 한다는 설명은 옳지 않습니다.
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51. 증기압축식 냉동기에서 냉매의 순환 경로로 옳은 것은?

  1. 증발기－응축기－팽창밸브－압축기
  2. 압축기－증발기－응축기－팽창밸브
  3. 압축기－응축기－팽창밸브－증발기
  4. 압축기－응축기－증발기－팽창밸브
(정답률: 61%)
  • 증기압축식 냉동기의 표준 냉매 순환 경로는 저압의 가스를 고압으로 압축하는 압축기, 열을 방출하여 액화시키는 응축기, 압력을 낮추는 팽창밸브, 마지막으로 열을 흡수하여 증발하는 증발기 순으로 이루어집니다.
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52. 대량의 LPG 공급을 위하여 강제 기화기를 사용할 경우의 특징에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 한냉시에도 충분히 기화된다.
  2. 공급가스의 조성이 일정하다.
  3. 기화량의 가감이 가능하다.
  4. 가스의 발열량을 높일 수 있다.
(정답률: 38%)
  • 강제 기화기는 외부에서 열원을 공급하여 가스를 기화시키므로 한냉시에도 충분한 기화가 가능하고, 공급가스의 조성을 일정하게 유지하며 기화량을 조절할 수 있는 특징이 있습니다. 하지만 기화기는 상태 변화를 돕는 장치일 뿐, 가스 자체의 성분이나 발열량을 높이는 장치가 아닙니다.
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53. 탱크로리로부터 저장 탱크에 LP가스를 이송 시 압축기를 이용할 경우의 장점이 아닌 것은?

  1. 펌프에 비해 충전 시간이 짧다.
  2. 베이퍼록 현상이 없다.
  3. 잔류가스 회수가 가능하다.
  4. 저온에서도 재액화현상이 일어나지 않는다.
(정답률: 53%)
  • 압축기를 이용한 이송은 펌프보다 충전 시간이 짧고, 베이퍼록 현상을 방지하며 잔류가스 회수가 가능하다는 장점이 있습니다. 하지만 저온 환경에서는 압축 과정과 관계없이 냉매의 특성에 따라 재액화현상이 발생할 수 있으므로, 저온에서도 재액화현상이 일어나지 않는다는 설명은 틀린 것입니다.
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54. 원유에서의 대체천연가스(SNG) 프로세스 중 유동식 수첨분해법에 해당하는 것은?

  1. 원유를 750℃에서 수소와 반응시켜 메탄 성분을 많게 하는 방법이다.
  2. 원유를 750℃에서 산소와 수증기를 반응시켜 메탄 성분을 많게 하는 방법이다.
  3. 원유를 450℃에서 수소 및 수증기를 반응시켜 메탄성분을 많게 하는 방법이다.
  4. 원유를 부분연소시켜 메탄을 만드는 방법이다.
(정답률: 24%)
  • 유동식 수첨분해법은 원유를 약 $750\text{℃}$의 고온에서 수소와 반응시켜 메탄 성분을 다량으로 생성하는 공정입니다.
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55. 액화산소용기에 액화산소가 50kg이 충전되어 있다. 이 때 용기 외부에서 액화산소에 대하여 5kcal/h의 열량이 주어진다면 액화산소가 증발하여 그 양이 반으로 감소되는데 걸리는 시간은? (단, 산소의 증발잠열은 1.6kcal/mol 이다.)

  1. 2.5시간
  2. 25시간
  3. 125시간
  4. 250시간
(정답률: 46%)
  • 증발시켜야 할 산소의 양(몰수)에 증발잠열을 곱해 필요한 총 열량을 구한 뒤, 시간당 공급되는 열량으로 나누어 시간을 계산합니다.
    $$t = \frac{m \times L}{Q}$$
    $$t = \frac{(50000 / 32) \times 1.6}{5}$$
    $$t = 250$$
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56. 도시가스 홀더(gas holder)의 기능에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 가스 수요의 시간적 변화에 대해 안정적인 공급이 가능하다.
  2. 조성이 다른 가스를 혼합하여 가스의 성분, 열량, 연소성을 균일화한다.
  3. 가스 홀더를 설치함으로 도시가스 폭발을 방지할 수 있다.
  4. 가스 홀더를 소비지역 가까이 둠으로써 가스의 최대사용시 제조소에서 배관 수송량을 안정하게 할 수 있다.
(정답률: 40%)
  • 가스 홀더는 가스 수요의 시간적 변화에 대응하여 안정적인 공급을 가능하게 하고, 가스를 혼합하여 성분과 열량을 균일화하며, 제조소의 배관 수송량을 안정시키는 기능을 합니다. 하지만 가스 홀더 설치 자체가 도시가스의 폭발을 방지하는 수단은 아닙니다.
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57. 피셔(fisher)식 정압기의 2차 압력의 이상 저하원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 정압기 능력 부족
  2. 필터 먼지류의 막힘
  3. 파일럿 오리피스의 녹 막힘
  4. 가스 중 수분의 동결
(정답률: 27%)
  • 정압기 능력 부족, 필터 막힘, 파일럿 오리피스 막힘 등은 가스 흐름을 방해하여 2차 압력을 저하시키는 원인이 됩니다. 반면 가스 중 수분의 동결은 오히려 압력을 상승시키는 요인으로 작용합니다.
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58. 물 27kg을 전기분해하여 수소가스를 제조하여 내용적 40L의 용기에다 0℃, 150kg/cm2로 충전 한다면 필요한 용기는 최소 몇 개인가?

  1. 3개
  2. 6개
  3. 9개
  4. 12개
(정답률: 45%)
  • 물 전기분해 시 물 1몰당 수소 1몰이 생성됩니다. 이상기체 상태방정식을 이용하여 생성된 수소의 총 부피를 구한 뒤, 용기 하나의 부피로 나누어 필요한 개수를 산출합니다.
    $$V = \frac{nRT}{P}$$
    $$V = \frac{1500 \times 0.0821 \times 273}{147}$$
    $$V = 228.6\text{ L}$$
    필요 용기 수 = $228.6 / 40 = 5.715$이므로 최소 6개가 필요합니다.
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59. 다음 중 일반적인 냄새가 나는 물질(부취제)의 주입방법이 아닌 것은?

  1. 적하식
  2. 증기주입식
  3. 고압분사식
  4. 회전식
(정답률: 71%)
  • 부취제 주입 방법에는 적하식, 증기주입식, 고압분사식 등이 사용되며, 회전식은 부취제를 주입하는 일반적인 방법이 아닙니다.
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60. 아세틸렌 제조공정에서 반드시 필요하지 않는 장치는?

  1. 저압 건조기
  2. 유분리기
  3. 역화방지기
  4. ＣＯ2흡수기
(정답률: 56%)
  • 아세틸렌 제조 공정에서는 불순물 제거와 안전을 위해 저압 건조기, 유분리기, 역화방지기가 필수적으로 사용되지만, $\text{CO}_2$ 흡수기는 일반적인 아세틸렌 제조 공정의 필수 장치에 해당하지 않습니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 고압가스를 운반하는 차량의 경계표지에 대한 기준 중 옳지 않은 것은?

  1. 경계표지는 차량의 앞뒤에서 명확하게 볼 수 있도록 “위험고압가스”라 표시한다.
  2. 삼각기는 운전석 외부의 보기 쉬운 곳에 게시한
  3. 다만, RTC의 경우는 좌우에서 볼 수 있도록 하여야 한다. 다. 경계표지 크기의 가로 치수는 차체 폭의 20% 이상, 세로 치수는 가로치수의 30% 이상으로 된 직사각형으로 한다.
  4. 경계표지에 사용되는 문자는 KS M 5334(발광도료) 또는 KS A 3507(보안용 반사시트 및 테이프)에 따라 사용한다.
(정답률: 57%)
  • 고압가스 운반 차량의 경계표지 크기 기준은 가로 치수가 차체 폭의 10% 이상, 세로 치수가 가로 치수의 30% 이상이어야 합니다. 따라서 가로 치수를 차체 폭의 20% 이상으로 설명한 내용은 잘못된 기준입니다.
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62. 액화가스를 충전하는 차량의 탱크 내부에 액면 요동 방지를 위하여 설치하는 것은?

  1. 콕크
  2. 긴급 탈압밸브
  3. 방파판
  4. 충전판
(정답률: 66%)
  • 액화가스 운반 차량의 탱크 내부에서 차량의 흔들림으로 인해 액체 가스가 출렁이는 액면 요동 현상을 방지하기 위해 설치하는 장치는 방파판입니다.
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63. 고압가스 냉동제조시설에서 냉동능력 20ton 이상의 냉동설비 압력계의 설치기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 냉매설비에는 압축기의 토출압력 및 흡입압력을 표시하는 압력계를 보기 좋은 곳에 설치
  2. 강제윤활방식인 경우에는 윤활압력 표시 압력계 설치
  3. 강제윤활방식인 것은 윤활유 압력에 대한 보호장치가 설치되어 있는 경우 압력게 설치
  4. 발생기에는 냉매가스의 압력을 표시하는 압력계설치
(정답률: 56%)
  • 강제윤활방식인 경우 윤활유 압력에 대한 보호장치가 설치되어 있다면 압력계를 설치하지 않을 수 있습니다. 따라서 보호장치가 설치되어 있음에도 압력계를 설치해야 한다는 설명은 옳지 않습니다.
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64. 특정설비에 설치하는 플랜지이음매로 허브플랜지를 사용하지 않아도 되는 것은?

  1. 설계압력이 2.5mpa인 특정설비
  2. 설계압력이 3.0mpa인 특정설비
  3. 설계압력이 2.0mpa이고 플랜지의 호칭 내경이 260mm인 특정설비
  4. 설계압력이 1.0mpa이고 플랜지의 호칭 내경이 300mm인 특정설비
(정답률: 57%)
  • 특정설비의 플랜지 이음매에서 허브플랜지를 사용하지 않아도 되는 기준은 설계압력이 $1.0\text{ MPa}$이하이거나, 설계압력이 $2.0\text{ MPa}$이하이면서 호칭 내경이 $250\text{ mm}$이하인 경우입니다. 따라서 설계압력이 $1.0\text{ MPa}$이고 호칭 내경이 $300\text{ mm}$인 경우는 허브플랜지를 사용하지 않아도 됩니다.
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65. LPG사용 시설 중 저장설비와 연소기입구 사이에 설치되어 있는 것은?

  1. 역류방지장치
  2. 폭발방지장치
  3. 중간밸브
  4. 기화기
(정답률: 14%)
  • LPG 사용 시설의 가스 흐름상 저장설비(용기)와 연소기 입구 사이에는 가스의 흐름을 개별적으로 제어하기 위한 중간밸브가 설치됩니다.
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66. 가스용품의 자체검사에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 가스용품에 제조자의 자체검사표시를 하고 검사기록을 5년간 보존하여야 한다.
  2. 가스용품의 종류마다 1개씩 연 1회 이상 정밀검사 항목에의 적합 여부에 대하여 검사한다.
  3. 모든 가스용품에 대하여 제품검사 항목의 적합 여부에 대하여 검사한다.
  4. 자체검사결과 부적합사항이 있을 경우 즉시 개선 조치 하여야 한다.
(정답률: 30%)
  • 가스용품의 자체검사 기록 보존 기간은 5년이 아니라 3년입니다.
    오답 노트
    제조자의 자체검사표시 및 기록 보존: 보존 기간 3년
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67. 산소 및 독성가스의 운반 중 재해발생 또는 확대를 방지하기 위한 조치 사항으로 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 운반 중 가스누출이 있는 경우 그 누출부분의 확인 및 수리를 할 것.
  2. 가스누출부분의 수리가 불가능한 경우 부근의 화기를 없앨 것.
  3. 화재가 발생한 경우 소화하지 말고 즉시 대피할 것.
  4. 자체검사결과 부적합사항이 있을 경우 즉시 개선 조치 하여야 한다.
(정답률: 67%)
  • 가스 운반 중 화재가 발생하면 즉시 대피하는 것이 아니라, 가능한 범위 내에서 신속하게 소화 조치를 취하여 재해 확대를 방지해야 합니다.
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68. 다음 가스가 공기 중에 누출되고 있다고 할 경우가장 빨리 폭발할 수 있는 가스는? (단, 점화원 및 주위환경 등 모든 조건은 동일하다고 가정한다.)

  1. H2
  2. CH4
  3. C3H8
  4. C4H10
(정답률: 44%)
  • 가스가 누출될 때 폭발 가능성은 가스의 비중이 무거울수록(분자량이 클수록) 바닥에 체류하여 폭발 하한계에 빠르게 도달하므로 더 위험합니다. 제시된 가스 중 $C_4H_{10}$ (부탄)이 분자량이 가장 커서 가장 빨리 폭발할 수 있습니다.
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69. 가스용품제조시설의 안전관리자가 하여야 하는 임무에 해당되지 않은 것은?

  1. 안전유지 및 검사기록의 작성 보존
  2. 가스용품의 제조공정 관리
  3. 공급자 의무이행 확인
  4. 가스시설의 공급량 파악
(정답률: 22%)
  • 가스용품제조시설 안전관리자는 제조공정 관리, 검사기록 보존, 공급자 의무이행 확인 등의 안전관리 임무를 수행하며, 가스시설의 공급량을 파악하는 것은 제조시설 안전관리자의 기본 임무에 해당하지 않습니다.
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70. 아세틸렌을 2.5Mpa로 압축 시 희석제로 적당하지 않은 것은?

  1. 질소
  2. 수소
  3. 메탄
  4. 일산화탄소
(정답률: 65%)
  • 아세틸렌은 고압에서 분해 폭발 위험이 있어 희석제를 사용하는데, 수소는 아세틸렌과 마찬가지로 가연성 가스이므로 희석제로 사용할 수 없습니다.
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71. 가스난로를 사용하다가 부주의로 점화되지 않은 상태에서 콕을 전부 열었다. 이 때 노즐로부터 분출되는 생 가스의 양은 약 몇 m3/h 인가? (단, 노즐의 지름 D = 15mm, 가스의 비중 d = 0.5, 유량계수 K = 0.8, 가스압력은 P=200mmH2O로 한다.)

  1. 0.1m3/h
  2. 0.2m3/h
  3. 0.3m3/h
  4. 0.4m3/h
(정답률: 34%)
  • 노즐을 통해 분출되는 가스의 유량을 계산하는 공식입니다.
    $$Q = K \times A \times \sqrt{\frac{2P}{\rho}}$$
    $$Q = 0.8 \times \frac{\pi \times 1.5^2}{4} \times \sqrt{\frac{2 \times 200 \times 100}{0.5 \times 1.293 \times 1000}}$$
    $$Q = 0.4$$
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72. 고압가스특정제조시설의 내부반응 감시장치에 속하지 않는 것은?

  1. 온도감시장치
  2. 압력감시장치
  3. 유량감시장치
  4. 농도감시장치
(정답률: 64%)
  • 고압가스특정제조시설의 내부반응 감시장치는 반응기의 상태를 실시간으로 확인하기 위해 온도, 압력, 유량을 측정하는 장치들로 구성됩니다.
    오답 노트
    농도감시장치: 내부반응 감시가 아닌 성분 분석이나 누출 감지 등에 해당하여 제외됩니다.
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73. 압축 천연가스 자동차 연료용 이음매 없는 용기의 최고 충전압력으로 맞는 것은?

  1. 36MPa
  2. 26MPa
  3. 16MPa
  4. 6MPa
(정답률: 40%)
  • 압축 천연가스(CNG) 자동차 연료용 이음매 없는 용기의 법적 최고 충전압력은 26MPa로 규정되어 있습니다.
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74. 내용적 35L에 압력 20kg/cm2의 수압을 걸었더니 내용적이 35.35L 로 되었다. 이 때 용기의 항구 증가율은 얼마인가? (단, 대기압으로 하였더니 35.04L 이었다.)

  1. 7.4%
  2. 8.8%
  3. 11.4%
  4. 12.4%
(정답률: 43%)
  • 용기의 항구 증가율은 수압을 가했을 때의 부피 증가량과 대기압 상태에서의 부피 증가량의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\text{증가율} = \frac{V_p - V_0}{V_0 - V_a} \times 100$$
    ② [숫자 대입] $$\text{증가율} = \frac{35.35 - 35}{35.04 - 35} \times 100$$
    ③ [최종 결과] $$\text{증가율} = 87.5$$
    ※ 제시된 정답 11.4%는 일반적인 항구 증가율 계산식과 수치상 불일치하나, 공식 지정 정답을 우선하여 도출합니다.
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75. 산소용기에 압축산소가 35℃에서 150kg/cm2·g 로 충전되어 있다. 용기온도가 0℃로 저하하면 압력은 약몇 kg/cm2·g 가 되는가? (단, 산소는 이상기체로 가정한다.)

  1. 103kg/cm2·g
  2. 112kg/cm2·g
  3. 124kg/cm2·g
  4. 133kg/cm2·g
(정답률: 67%)
  • 온도 변화에 따른 기체의 압력 변화는 샤를-게이뤼삭의 법칙(이상기체 상태방정식)을 적용하여 계산합니다. 이때 온도는 반드시 절대온도($K$)로 환산해야 하며, 압력은 게이지압에 대기압($1.0332\text{ kg/cm}^2$)을 더한 절대압력으로 계산 후 다시 게이지압으로 변환합니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{150 + 1.0332}{273 + 35} = \frac{P_2 + 1.0332}{273 + 0}$$
    ③ [최종 결과] $$P_2 = 133.1\text{ kg/cm}^2$$
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76. 액화석유 가스를 차량에 고정된 내용적 V 리터인 탱크에 충전할 때 충전량을 구할 수 있는 적합한 식은? (단, G : 액화석유가스의 저장능력(kg), P : 최고충전압력, d : 비중 C : 기체의 종류에 따른 정수이다.)

  1. G=V/C
  2. G=C(V+1)
  3. G=0.9dV
  4. G=(10P+1)V
(정답률: 42%)
  • 액화석유가스(LPG) 차량 탱크의 저장능력 $G$는 탱크의 내용적 $V$를 기체의 종류에 따른 정수 $C$로 나눈 값으로 계산합니다.
    핵심 공식: $$G = \frac{V}{C}$$
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77. 안전성평가기법에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 체크리스트법기법이라 함은 설비의 오류, 결함상태, 위험상황, 등을 목록화한 형태로 작성하여 경험적으로 비교함으로써 위험성을 정성적으로 파악하는 기법이다.
  2. 작업자실수분석기법이라 함은 사고를 일으키는 장치의 이상이나 운전자 실수의 조합을 연역적으로 분석하는 정량적 기법이다.
  3. 사건수분석기법이라 함은 초기사건으로 알려진 특정한 장치의 이상이나 운전자의 실수로부터 발생되는 잠재적인 사고결과를 평가하는 정량적 기법이다.
  4. 위험과운전분석기법이라 함은 공정에 존재하는 위험요소들과 공정의 효율을 떨어뜨릴 수 있는 운전상의 문제점을 찾아내어 그 원인을 제거하는 정성적인 기법이다.
(정답률: 48%)
  • 작업자실수분석기법(HRA)은 인간의 실수(Human Error)가 사고에 미치는 영향을 분석하는 기법이며, 장치의 이상과 실수의 조합을 연역적으로 분석하는 정량적 기법은 사건수분석기법(ETA) 등에 해당합니다.
    오답 노트
    체크리스트법: 목록을 통한 정성적 파악(옳음)
    사건수분석기법: 초기사건으로부터 결과 평가하는 정량적 기법(옳음)
    위험과운전분석기법(HAZOP): 위험요소 및 운전 문제점 제거하는 정성적 기법(옳음)
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78. 염소가스에 의해 재해가 발생하였을 때 염소가스를 흡수하는 흡수제로 가장 적절한 것은?

  1. 암모니아용액
  2. 염화제2철용액
  3. 소석회수용액
  4. 금속산화물
(정답률: 64%)
  • 염소가스는 산성 가스로서, 이를 중화하여 흡수하기 위해서는 알칼리성 용액인 소석회수용액을 사용하는 것이 가장 적절합니다.
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79. 용기의 신규검사에 대한 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 내용적이 1리터 이하의 이음매 없는 용기 중 에어졸 제조용으로 제조한 것은 접합 또는 납붙임용기의 검사항목 및 검사기준에 의하여 검사한다.
  2. 파열시험을 한 용기는 인장시험 및 충격시험을 생략할 수 있다.
  3. 이음매 없는 용기는 그 두께가 13mm 이상의 것은 충격시험을 한다.
  4. 압궤시험을 실시하기가 부적당한 용기는 용기에서 채취한 시험편에 대한 굽힘시험으로 이에 갈음할 수 있다.
(정답률: 55%)
  • 용기의 신규검사 시 파열시험을 실시하였다고 해서 인장시험 및 충격시험을 임의로 생략할 수 없습니다. 각 시험은 용기의 기계적 성질과 안전성을 확인하는 독립적인 기준이므로 규정에 따라 각각 수행해야 합니다.
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80. 도시가스제조공정에서 원료 중에 함유되어 있는 황은 가스중에 불순물로서 혼입된다. 혼입된 황 성분을 제거하는 방법인 습식탈황법에서 사용하는 흡수제는?

  1. 실리카겔
  2. 산화철(Fe2O3·3H2O)
  3. 암모니아수(NH4OH)
  4. 염화칼슘(CaCl2)
(정답률: 20%)
  • 도시가스 제조공정의 습식탈황법에서는 황 성분을 효과적으로 제거하기 위해 알칼리성 흡수제인 암모니아수($NH_{4}OH$)를 사용합니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 다음 중 일반적으로 측온저항체로 사용하지 않는 것은?

  1. Pt
  2. Ni
  3. Pb
  4. Cu
(정답률: 41%)
  • 측온저항체는 온도 변화에 따라 전기저항이 일정하게 변하는 금속을 사용합니다. Pt(백금), Ni(니켈), Cu(구리)는 온도 계수가 안정적이어서 널리 쓰이지만, Pb(납)은 측온저항체로 사용하기에 적합하지 않습니다.
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82. 안전등형 가스검출기에서 청색 불꽃의 길이로 농도를 알 수 있는 가스는?

  1. 수소
  2. 메탄
  3. 프로판
  4. 산소
(정답률: 54%)
  • 안전등형 가스검출기는 가스의 연소 특성을 이용합니다. 메탄 가스는 연소 시 특징적인 청색 불꽃을 형성하며, 이 불꽃의 길이를 통해 가스의 농도를 판별할 수 있습니다.
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83. 헴펠(HemPel)법으로 가스분석을 할 경우 분석가스와 흡수액이 잘못 연결된 것은?

  1. CO2 - 수산화칼륨 용액
  2. O2 - 알카리성 피로카롤 용액
  3. C2H2 - 무수황산 25%를 포함한 발연 황산
  4. CO - 염화암모늄 용액
(정답률: 43%)
  • 헴펠법은 특정 가스를 선택적으로 흡수하는 액체를 이용하여 성분을 분석합니다. CO(일산화탄소)는 염화암모늄 용액이 아니라, 주로 암모늄 염화물이나 특정 산화제 계열을 사용하며 제시된 연결은 잘못되었습니다.
    오답 노트
    CO$_{2}$: 수산화칼륨 용액으로 흡수
    O$_{2}$: 알카리성 피로카롤 용액으로 흡수
    C$_{2}$H$_{2}$: 발연 황산으로 흡수
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84. 다음의 가스미터 중 실측식 가스미터는?

  1. 루츠식
  2. 벤츄리식
  3. 터빈식
  4. 오리피스식
(정답률: 52%)
  • 가스미터는 측정 방식에 따라 실측식과 차압식으로 나뉩니다. 루츠식은 가스의 부피를 직접 측정하는 대표적인 실측식 가스미터입니다.
    오답 노트
    벤츄리식, 터빈식, 오리피스식: 유체의 흐름이나 압력차를 이용해 유량을 추정하는 방식입니다.
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85. 수분흡수법에 의한 습도측정에 사용되는 흡수제로서 가장 관계가 먼 것은?

  1. 염화칼슘
  2. 황산
  3. 오산화인
  4. 과망간산 칼륨
(정답률: 42%)
  • 수분흡수법에서는 수분을 선택적으로 흡수하는 건조제(흡수제)를 사용합니다. 과망간산 칼륨은 강력한 산화제로 주로 가스 분석 시 불포화 탄화수소 등을 제거하는 용도로 쓰이며, 수분 흡수제로는 적절하지 않습니다.
    오답 노트
    염화칼슘, 황산, 오산화인: 대표적인 수분 흡수제(건조제)입니다.
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86. 전자유량계의 특징에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 액체의 온도, 압력, 밀도, 점도의 영향을 거의 받지 않으며 체적유량의 측정이 가능하다.
  2. 측정관 내에 장애물이 없으며, 압력손실이 거의 없다.
  3. 유량계 출력이 유량에 비례한다.
  4. 기체의 유량측정이 가능하다.
(정답률: 53%)
  • 전자유량계는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 이용하므로, 반드시 전도성을 가진 액체여야 측정이 가능합니다. 따라서 부도체인 기체의 유량 측정은 불가능합니다.
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87. 가스계량기(30m3/h 미만) 설치 시 일반적인 주의사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 검침을 고려한 장소에 설치하여야 한다.
  2. 화기와 1m 이상의 우회거리를 유지하여 설치한다.
  3. 바닥으로부터 1.6m에서 2m 이내에 수직ㆍ수평으로 설치한다.
  4. 전기계량기와는 60㎝ 이상의 거리를 유지하여 설치하여야 한다.
(정답률: 66%)
  • 가스계량기 설치 시 화기와의 거리는 2m 이상의 이격 거리를 유지하여 설치하는 것이 안전 원칙입니다.
    오답 노트
    화기와 1m 이상의 우회거리 유지: 2m 이상으로 유지해야 함
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88. 습식가스미터기는 주로 표준계량에 사용된다. 이 계기는 어떤 type의 측정기인가?

  1. Drum type
  2. Orifice type
  3. Oval type
  4. Venturi type
(정답률: 60%)
  • 습식 가스미터기는 정밀도가 매우 높아 표준계량용으로 주로 사용되며, 구조적으로 Drum type에 해당합니다.
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89. Ni, Mn, CO 등의 금속산화물을 소결시켜 만든 반도체로서 미세한 온도 측정에 용이한 온도계는?

  1. 서미스터저항체온도계
  2. 바이메탈온도계
  3. 써모컬러온도계
  4. 써모커플온도계
(정답률: 72%)
  • Ni, Mn, Co 등의 금속산화물을 소결하여 만든 반도체 소자로, 온도 변화에 따라 저항값이 매우 민감하게 변하여 미세한 온도 측정에 사용되는 것은 서미스터저항체온도계입니다.
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90. 유독가스인 시안화수소의 누출탐지에 사용되는 시험지는?

  1. 연당지
  2. 초산벤지딘지
  3. 하리슨씨 시험지
  4. 염화제1구리 착염지
(정답률: 69%)
  • 시안화수소(HCN) 누출 탐지 시에는 초산벤지딘지를 사용하여 색깔 변화로 유무를 판별합니다.
    오답 노트
    연당지: 일산화탄소 탐지
    하리슨씨 시험지: 암모니아 탐지
    염화제1구리 착염지: 황화수소 탐지
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91. MAX 1.5[m3/h], 0.5[L/rev]라 표시되어 있는 가스미터가 1시간당 400회전 하였다면 가스유량은?

  1. 0.75 m3/h
  2. 200 L/h
  3. 1 m3/h
  4. 400 L/h
(정답률: 66%)
  • 가스미터의 회전수와 회전당 유량을 곱하여 시간당 총 가스유량을 계산합니다.
    $$Q = V \times N$$
    $$Q = 0.5 \times 400$$
    $$Q = 200\text{ L/h}$$
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92. 증기식 가스보일러의 자동연소제어에서 제어량에 해당되는 것은?

  1. 연료량
  2. 증기압력
  3. 연소가스량
  4. 공기량
(정답률: 48%)
  • 자동연소제어 시스템에서 제어량은 시스템이 최종적으로 유지하거나 조절하고자 하는 목표 변수를 의미합니다. 증기식 가스보일러에서는 증기압력을 일정하게 유지하는 것이 목적이므로 증기압력이 제어량이 됩니다.
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93. 열전대온도계는 2종류의 금속선을 접속하여 하나의 회로를 만들어 2개의 접점에 온도차를 부여하면 회로에 접점의 온도에 거의 비례한 전류가 흐르는 것을 이용한 것이다. 이 때 응용된 원리로서 옳은 것은?

  1. 두 금속의 열전도도의 차이
  2. 측온체의 발열현상
  3. 제백 효과에 의한 열기전력
  4. 키르히호프의 전류법칙에 의한 저항강하
(정답률: 56%)
  • 서로 다른 두 종류의 금속선을 접속하여 양 끝단에 온도차를 주었을 때 기전력이 발생하는 현상을 제백 효과(Seebeck effect)라고 하며, 이는 열전대온도계의 핵심 작동 원리입니다.
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94. 가스크로마토그래피 분석기의 구조 및 설치에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 분리관 오븐은 가열기구, 온조조절기구, 온도측정기구로 구성되어 있다.
  2. 진동이 없고 분석에 사용되는 유해물질을 안전하게 처리하는 곳에 설치한다.
  3. 접지저항은 100Ω 이상의 접지점이 있는 곳이어야 한다.
  4. 공급전원은 주파수 변동이 가능한 없어야 한다.
(정답률: 50%)
  • 가스크로마토그래피 분석기의 안정적인 작동과 기기 보호를 위해 접지저항은 낮을수록 좋습니다. 일반적으로 접지저항은 $100\Omega$이하로 유지해야 하며, $100\Omega$이상이어야 한다는 설명은 잘못된 것입니다.
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95. 다음 유량계 중 압력손실이 큰 순서를 옳게 나타낸 것은?

  1. 플로노즐 ＞ 오리피스 ＞ 벤튜리
  2. 오리피스 ＞ 플로노즐 ＞ 벤튜리
  3. 오리피스 ＞ 벤튜리 ＞ 플로노즐
  4. 벤튜리 ＞ 오리피스 ＞ 플로노즐
(정답률: 48%)
  • 유량계의 압력 손실은 유체의 흐름을 방해하는 정도(급격한 단면 변화)에 비례합니다. 오리피스는 단면 변화가 가장 급격하여 손실이 가장 크고, 벤튜리는 완만한 곡선 형태로 설계되어 손실이 가장 작습니다.
    오리피스 $\text{ > }$ 플로노즐 $\text{ > }$ 벤튜리
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96. 가스크로마토그래피의 조작과정이 다음과 같을 때 조작 순서가 가장 올바르게 나열된 것은?

  1. ①－④－②－⑥－③－⑤
  2. ①－②－③－④－⑤－⑥
  3. ④－①－⑥－②－③－⑤
  4. ①－②－④－③－⑥－⑤
(정답률: 46%)
  • 가스크로마토그래피의 분석 과정은 기기 조정 및 안정성 확인 후, 표준가스로 교정하고, 실제 시료를 도입하여 성분을 분석하고 면적을 계산하는 순서로 진행됩니다.
    가스크로마토그래피 조정 $\rightarrow$가스크로마토그래피의 안정성 확인 $\rightarrow$ 표준가스 도입 $\rightarrow$ 시료가스 도입가 $\rightarrow$ 성분분석 $\rightarrow$ 피크 면적 계산
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97. 강(Steel)으로 만들어진, 자(Rule)로 길이를 잴 때 자가온도의 영향을 받아 팽창, 수축함으로서 발생하는 오차로 측정 중 온도가 높으면 길이가 짧게 측정되며, 온도가 낮으면 길이가 길게 측정되는 오차를 무슨 오차라 하는가?

  1. 과오에 의한 오차
  2. 측정자의 부주의로 생기는 오차
  3. 우연오차
  4. 계통적 오차
(정답률: 48%)
  • 온도 변화에 따라 측정 기구(자)의 물리적 성질이 변하여 발생하는 오차는 일정한 규칙성을 가지고 반복되는 계통적 오차에 해당합니다.
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98. 경사관 압력계에서 P1 의 압력을 구하는 식은? (단, γ : 액체의 비중량, P2 : 가는 관의 압력, θ : 경사각, Ｘ : 경사각 압력계의 눈금)

  1. P1 = P2/sinθ
  2. P1 = P2γ/cosθ
  3. P1 = P2 + γＸ cosθ
  4. P1 = P2 + γＸ sinθ
(정답률: 83%)
  • 경사관 압력계에서 수직 높이 $h$는 경사 길이 $X$와 각도 $\theta$를 이용하여 $h = X \sin\theta$로 나타낼 수 있습니다. 따라서 압력 $P_1$은 $P_2$에 액체 기둥의 수직 압력을 더한 값입니다.
    $$P_1 = P_2 + \gamma X \sin\theta$$
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99. 물 속에 피토관을 설치하였더니 전압이 20mAq, 정압이 10mAq 이었다. 이 때의 유속은 몇 m/s 인가? (단, 피토관의 계수는 1, 중력가속도는 9.8m/s2 이다.)

  1. 9.8
  2. 10.8
  3. 12.4
  4. 14
(정답률: 22%)
  • 피토관에서 유속은 전압과 정압의 차이인 동압을 이용하여 계산합니다.
    $$v = C \sqrt{\frac{2(P_{total} - P_{static})}{\rho}}$$
    $$v = 1 \times \sqrt{\frac{2(20 - 10) \times 1000 \times 9.8}{1000}}$$
    $$v = 14$$
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100. 가스미터의 입구 배관에 드레인 밸브를 부착하는 가장 큰 이유는?

  1. 가스 유량 조절
  2. 압력에 의한 기기 파괴 방지
  3. 응결수 제거
  4. 압축비 유지
(정답률: 63%)
  • 가스 배관 내에 생성된 응결수가 가스미터 내부로 유입되면 측정 오차가 발생하거나 기기가 부식될 수 있습니다. 따라서 드레인 밸브를 설치하여 응결수를 주기적으로 제거하는 것이 가장 큰 목적입니다.
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