가스기사 필기 기출문제복원 (2008-05-11)

가스기사
(2008-05-11 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 평판에서 발생하는 층류 경계층의 두께는 평판선단으로 부터의 거리 x와 어떤 관계가 있는가?

  1. x에 반비례한다.
  2. x1/2에 반비례한다.
  3. x1/2에 비례한다.
  4. x1/3에 비례한다.
(정답률: 53%)
  • 평판 위의 층류 경계층 두께 $\delta$는 블라시우스(Blasius) 해에 의해 거리 $x$의 제곱근에 비례하는 특성을 가집니다.
    $$\delta \propto x^{1/2}$$
    따라서 경계층 두께는 $x^{1/2}$에 비례합니다.
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2. 동점성계수 1cSt는 몇 m2/s인가?

  1. 10-3
  2. 10-4
  3. 10-5
  4. 10-6
(정답률: 33%)
  • 동점성계수 단위 변환 원리를 적용합니다. $1\text{ cSt}$는 $1\text{ mm}^2/\text{s}$와 같으며, 이를 $\text{m}^2/\text{s}$ 단위로 환산하면 다음과 같습니다.
    $$1\text{ cSt} = 1\text{ mm}^2/\text{s}$$
    $$1\text{ cSt} = 1 \times (10^{-3})^2\text{ m}^2/\text{s}$$
    $$1\text{ cSt} = 10^{-6}\text{ m}^2/\text{s}$$
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3. 가역 단열과정에서 엔트로피의 변화 ΔS를 옳게 설명한 것은?

  1. ∞이다.
  2. 0보다 크고 1보다 작다.
  3. 1이다.
  4. 0이다.
(정답률: 49%)
  • 가역 단열과정은 엔트로피 변화가 없는 등엔트로피 과정(Isentropic process)을 의미하므로 엔트로피의 변화량은 0입니다.
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4. 이상기체를 등온 압축할 때 체적 탄성계수를 옳게 나타낸 것은? (단, k는 비열비, P는 압력이다.)

  1. k
  2. 1/P
  3. kP2
  4. P
(정답률: 32%)
  • 체적 탄성계수는 압력 변화에 따른 체적 변화의 비율을 나타내며, 이상기체의 등온 과정에서는 압력 $P$ 자체가 체적 탄성계수가 됩니다.
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5. 다음 중 무차원수가 아닌 것은? (단, F는 힘, V는 선속도, |ΔP|는 압력차, ρ는 밀도, μ는 점도, D는 관의 내경, L은 길이, g는 중력가속도이다.)

(정답률: 48%)
  • 무차원수는 물리량의 조합으로 단위가 상쇄되어 수치만 남는 수입니다. 의 경우 수식으로 변환하면 $\frac{|\Delta P|}{2\mu^{2}}$이며, 압력 단위와 점도 단위의 조합으로 단위가 상쇄되지 않으므로 무차원수가 아닙니다.
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6. 다음 중 파스칼의 원리를 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 모든 부분에 동일하게 전달된다.
  2. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 가한 점에만 전달된다.
  3. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 그 반대편에만 전달된다.
  4. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 가한 점으로부터 일정한 간격을 두고 차등적으로 전달된다.
(정답률: 73%)
  • 파스칼의 원리는 밀폐된 용기 내의 액체에 가해진 압력이 모든 방향으로 동일한 크기로 전달된다는 물리 법칙입니다.
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7. 직경이 4㎝인 파이프로 비중이 0.8인 기름을 314g/min의 유량으로 수송한다면 이 파이프 안에서의 기름의 평균속도는 약 몇 ㎝/min인가?

  1. 25.3
  2. 31.2
  3. 50.3
  4. 62.5
(정답률: 58%)
  • 유량 공식을 이용하여 부피 유량을 먼저 구한 뒤, 단면적을 통해 평균 속도를 산출합니다.
    $$V = \frac{Q}{\rho \times A}$$
    $$V = \frac{314}{0.8 \times \pi \times 2^{2}}$$
    $$V = 31.2\text{ cm/min}$$
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8. 역학적 점성계수(dynamic viscosity)의 단위로 옳은 것은?

  1. N·s2 /m
  2. kg/m·s2
  3. kg·s/m
  4. N·s/m2
(정답률: 44%)
  • 역학적 점성계수는 유체의 흐름에 대한 저항력을 나타내며, 단위 면적당 전단 응력과 속도 기울기의 곱으로 정의됩니다.
    $$ \text{Unit} = \text{N} \cdot \text{s} / \text{m}^2 $$
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9. 직경이 3㎜, 높이가 72㎝인 수은주에서 수은의 질량은 약 몇 kg인가? (단, 수은의 밀도는 13.6g/cm3이다.)

  1. 0.0692
  2. 1.8457
  3. 184.57
  4. 6920
(정답률: 41%)
  • 원기둥의 부피에 밀도를 곱하여 질량을 구하는 문제입니다. 반지름 $r = 0.15\text{cm}$, 높이 $h = 72\text{cm}$, 밀도 $\rho = 13.6\text{g/cm}^3$를 적용합니다.
    $$M = \pi \times r^2 \times h \times \rho$$
    $$M = 3.14 \times 0.15^2 \times 72 \times 13.6$$
    $$M = 69.2\text{g} = 0.0692\text{kg}$$
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10. 축동력을 L, 기계의 손실 동력을 Lm이라고 할 때 기계효율 ηm을 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 63%)
  • 기계효율은 전체 축동력에서 손실 동력을 제외한 유효 동력이 차지하는 비율을 의미합니다.
    $$\eta_{m} = \frac{L - L_{m}}{L}$$
    따라서 정답은 입니다.
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11. 아음속 등엔트로피 흐름의 축소-확대 노즐에서 확대되는 부분에서의 변화로 옳은 것은?

  1. 속도는 증가하고, 밀도는 감소한다.
  2. 압력 및 밀도는 감소한다.
  3. 속도 및 밀도는 증가한다.
  4. 압력은 증가하고, 속도는 감소한다.
(정답률: 76%)
  • 아음속($M < 1$) 흐름에서는 베르누이 원리에 따라 단면적이 넓어지는 확대 부분에서 속도가 감소하고 압력이 증가합니다.
    오답 노트
    속도는 증가하고, 밀도는 감소한다: 초음속 흐름의 확대 노즐 특성입니다.
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12. 다음 중 펌프작용이 단속적이므로 맥동이 일어나기 쉬워 이를 완화하기 위하여 공기실을 필요로 하는 펌프는?

  1. 원심펌프
  2. 기어펌프
  3. 수격펌프
  4. 왕복펌프
(정답률: 65%)
  • 왕복펌프는 피스톤의 왕복 운동으로 인해 유체가 간헐적으로 토출되는 단속적 펌프작용을 하며, 이로 인해 압력과 유량이 주기적으로 변하는 맥동 현상이 발생합니다. 이를 완화하기 위해 공기실(Air chamber)을 설치하여 유동을 일정하게 유지합니다.
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13. 반지름 30㎝인 원통 속에 물을 담아 20rpm 으로 회전시킬 때 수면의 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분의 높이 차는 약 몇 m인가?

  1. 0.002
  2. 0.02
  3. 0.2
  4. 2
(정답률: 54%)
  • 회전하는 원통형 액체 표면의 높이 차는 원심력과 중력의 평형으로 계산합니다.
    $$h = \frac{R^{2} \omega^{2}}{2g}$$
    $$h = \frac{0.3^{2} \times (2 \times 3.14 \times 20 / 60)^{2}}{2 \times 9.8}$$
    $$h = 0.02$$
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14. 다음 중 맥동 현상의 발생원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 펌프의 유량 변동이 있을 때
  2. 배관 중에 수조나 공기조가 있을 때
  3. 유량조절 밸브가 수조나 공기조 뒤에 있을 때
  4. 안전판이 설치되어 있지 않을 때
(정답률: 32%)
  • 맥동 현상은 펌프의 유량 변동이나 배관 내 수조, 공기조의 존재 및 밸브 위치 등 유동의 주기적 변화로 인해 발생합니다. 안전판의 설치 여부는 맥동의 발생 원인이 아니라 발생한 압력을 제어하는 안전 장치에 해당합니다.
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15. 다음과 같은 일반적인 베르누이 방정식의 적용조건과 관련이 없는 것은?

  1. 정상상태 흐름이다.
  2. 비점성 유체의 흐름이다.
  3. 압축성 유체의 흐름이다.
  4. 같은 유선 위에 있는 두 점에 적용된다.
(정답률: 72%)
  • 베르누이 방정식은 비점성, 정상상태, 그리고 밀도가 일정한 비압축성 유체의 흐름을 전제로 합니다. 따라서 압축성 유체의 흐름이다라는 설명은 적용 조건과 관련이 없습니다.
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16. 유적선에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 유체입자가 일정한 기간 동안 움직인 경로
  2. 임의의 순간에 모든 점의 속도가 동일한 유동선
  3. 에너지가 같은 점을 연결한 선
  4. 모든 유체 입자의 순간 궤적
(정답률: 48%)
  • 유적선은 유체 입자 하나하나가 일정 시간 동안 실제로 이동한 경로를 나타내는 선입니다.
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17. 다음 그림은 동일한 물체 A, B, C를 물, 수은, 식용유속에 넣었을 때 떠 있는 모양을 나타낸 것이다. 부력은 어떻게 되는가?

  1. A가 가장 크다.
  2. B가 가장 크다.
  3. C가 가장 크다.
  4. 모두 같다.
(정답률: 49%)
  • 물체가 유체에 떠 있을 때는 물체의 무게와 부력이 평형을 이룹니다. 동일한 물체 A, B, C가 각각 다른 유체에서 떠 있으므로, 모든 경우 부력은 물체의 무게와 같아 모두 같습니다.
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18. 일반적으로 다음의 장치에 발생하는 압력차가 작은 것부터 큰 순서대로 옳게 나열한 것은?

  1. 송풍기＜팬＜압축기
  2. 압축기＜팬＜송풍기
  3. 팬＜송풍기＜압축기
  4. 송풍기＜압축기＜팬
(정답률: 67%)
  • 유체 기계는 발생시키는 압력차(양정)의 크기에 따라 구분합니다. 가장 낮은 압력차를 만드는 팬, 중간 단계의 송풍기, 가장 높은 압력차를 만드는 압축기 순으로 나열하는 것이 옳습니다.
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19. 내경 1.6㎝인 관에서의 레이놀즈수가 23000이었다. 관을 축소하여 내경을 0.4㎝로 했을 때 레이놀즈수는 얼마인가? (단, 유량의 변화는 없다.)

  1. 23000
  2. 46000
  3. 92000
  4. 115000
(정답률: 71%)
  • 유량이 일정할 때 레이놀즈수 $Re$는 관 내경 $D$에 반비례합니다. 유량 $Q = A \times v$이므로, 내경이 $1/4$로 줄면 단면적 $A$는 $1/16$이 되고 유속 $v$는 $16$배 증가하여, 결과적으로 $Re = \rho v D / \mu$ 식에서 $16 \times 1/4 = 4$배가 됩니다.
    $$Re_2 = Re_1 \times \frac{D_1}{D_2}$$
    $$Re_2 = 23000 \times \frac{1.6}{0.4}$$
    $$Re_2 = 92000$$
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20. 다음 압축성 흐름 중 정체온도가 변할 수 있는 것은?

  1. 등엔트로피 팽창과정이다.
  2. 단면이 일정한 도관에서 단열 마찰흐름이다.
  3. 단면이 일정한 도관에서 등온 마찰흐름이다.
  4. 모든 과정에서 정체온도는 변하지 않는다.
(정답률: 36%)
  • 정체온도는 단열 과정이나 마찰이 있는 단열 흐름에서는 일정하게 유지되지만, 등온 마찰흐름의 경우 외부와 열교환이 일어나 온도가 강제로 유지되므로 정체온도가 변하게 됩니다.
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2과목: 연소공학

21. 다음 [그림]에 해당하는 기관은?

  1. 랭킨 사이클
  2. 오토 사이클
  3. 디젤 사이클
  4. 카르노 사이클
(정답률: 41%)
  • 제시된 그래프는 단열 압축, 정압 가열, 단열 팽창, 정적 방열 과정으로 이루어진 디젤 사이클의 $P-V$ 선도입니다. 특히 과정 2에서 3으로 이어지는 수평선(정압 과정)이 디젤 사이클의 핵심 특징입니다.
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22. 다음 중 열역학 제2법칙에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 자발적인 과정이 일어날 때는 전체(계와 주위)의 엔트로피는 감소하지 않는다.
  2. 계의 엔트로피는 증가할 수도 있고 감소할 수도 있다.
  3. 계의 엔트로피는 계가 열을 흡수하거나 방출해야만 변화한다.
  4. 엔트로피는 열의 흐름을 수반한다.
(정답률: 55%)
  • 열역학 제2법칙에 따르면 엔트로피는 열의 출입뿐만 아니라 내부의 비가역적인 과정(마찰, 확산 등)에 의해서도 증가할 수 있습니다. 따라서 열을 흡수하거나 방출해야만 변화한다는 설명은 틀린 것입니다.
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23. 다음 공기비에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 연료 1kg당 완전연소에 필요한 공기량에 대한 실제 혼합된 공기량의 비로 정의된다.
  2. 연료 1kg당 불완전연소에 필요한 공기량에 대한 실제 혼합된 공기량과 비로 정의된다.
  3. 기체 1m3당 실제로 혼합된 공기량에 대한 완전연소에 필요한 공기량의 비로 정의된다.
  4. 기체 1m3당 실제로 혼합된 공기량에 대한 불완전연소에 필요한 공기량의 비로 정의된다.
(정답률: 60%)
  • 공기비는 연료의 완전연소에 필요한 이론 공기량에 비해 실제로 얼마나 많은 공기가 공급되었는지를 나타내는 비율입니다.
    오답 노트
    불완전연소: 공기비의 기준은 항상 완전연소에 필요한 공기량입니다.
    비율의 순서: 실제 공기량이 분자, 이론 공기량이 분모가 되어야 합니다.
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24. 0.5atm, 5L의 기체 A, 1atm, 10L의 기체 B와 0.6atm, 5L의 기체 C를 전체부피 20L의 용기에 넣었을 경우 전압은 약 몇 atm인가? (단, 기체 A, B, C는 이상기체로 가정한다.)

  1. 0.625
  2. 0.700
  3. 0.775
  4. 0.938
(정답률: 54%)
  • 보일의 법칙을 이용하여 각 기체가 전체 부피 $20\text{L}$로 확장되었을 때의 부분 압력을 합산하여 전압을 구합니다.
    ① [기본 공식] $$P_{total} = \frac{P_A V_A + P_B V_B + P_C V_C}{V_{total}}$$
    ② [숫자 대입] $$P_{total} = \frac{0.5 \times 5 + 1 \times 10 + 0.6 \times 5}{20}$$
    ③ [최종 결과] $$P_{total} = 0.775$$
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25. 프로판가스 1Nm3을 연소시켰을 때 건연소 가스량은 약 몇 Nm3인가? (단, 공기비는 1.1이다.)

  1. 22.2
  2. 24.2
  3. 26.2
  4. 28.2
(정답률: 54%)
  • 프로판($C_3H_8$)의 연소 반응식과 공기비를 이용하여 건연소 가스량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$G_d = (1 - 0.21) \times m \times A_0 \times (m+1) + \text{연소생성물}$$ (단, $m$은 공기비, $A_0$는 이론공기량)
    ② [숫자 대입] $$G_d = 0.79 \times 1.1 \times 10.5 + (1 + 3 \times 1)$$ (프로판 이론공기량 $10.5$ 적용)
    ③ [최종 결과] $$G_d = 24.2$$
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26. 가스의 비열비(k=Cp/Cv))의 값은?

  1. 항상 1보다 크다.
  2. 항상 0보다 작다.
  3. 항상 0이다.
  4. 항상 1보다 작다.
(정답률: 78%)
  • 비열비 $k$는 정압비열 $C_p$와 정적비열 $C_v$의 비율로, $C_p = C_v + R$ 관계에 의해 항상 정압비열이 정적비열보다 크므로 그 값은 항상 1보다 큽니다.
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27. 다음 2종류의 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 가연성 가스와 조연성 가스가 함께 있을 때 가장 큽니다. 아세틸렌은 대표적인 가연성 가스이고, 염소는 강력한 조연성(산화성) 가스이므로 두 물질이 혼합되었을 때 반응성이 매우 높아 폭발 위험성이 가장 큽니다.
    오답 노트
    네온, 질소, 아르곤: 불활성 가스로 반응성이 없어 위험성이 낮음
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28. 체적이 0.1m3인 용기 안에 메탄(CH4)과 공기 혼합물이 들어 있다. 공기는 메탄을 연소시키는데 필요한 이론 공기량보다 20%가 더 들어 있고 연소 전 용기의 압력은 300kPa이고, 온도는 90℃이다. 연소·전용기 안에 있는 메탄의 질량은 약 몇 kg인가? (단, 질소와 산소의 혼합비율은 79:21이다.)

  1. 0.0128
  2. 0.0438
  3. 0.0749
  4. 0.1053
(정답률: 48%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 혼합 가스의 전체 몰수를 구하고, 메탄의 연소 반응식과 공기비 $1.2$를 적용하여 메탄의 질량을 산출합니다.
    $$n_{total} = \frac{PV}{RT} = \frac{300 \times 0.1}{8.314 \times (273 + 90)} = 0.988$$
    $$n_{total} = n_{CH_4} + 1.2 \times (2 \times 2 \times n_{CH_4} \times \frac{100}{21}) = 0.988$$
    $$m_{CH_4} = 0.0128 \text{ kg}$$
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29. 공기비가 클 경우 연소에 미치는 현상으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 연소실 내의 연소온도가 내려간다.
  2. 연소가스 중에 CO2가 많아져 대기오염을 유발한다.
  3. 연소가스 중에 SO3가 많아져 저온 부식이 촉진된다.
  4. 통풍역이 강하여 배기가스에 의한 열손실이 많아진다.
(정답률: 41%)
  • 공기비가 커지면 과잉 공기가 공급되어 연소 온도가 낮아지고 배기가스 손실이 증가하며, 산소 농도가 높아져 $SO_3$ 생성이 촉진됩니다. 하지만 공기비가 커질수록 연소 가스 중 $CO_2$의 농도는 희석되어 오히려 낮아지므로 연소가스 중에 $CO_2$가 많아진다는 설명은 틀린 것입니다.
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30. 분자량이 30인 어느 가스의 정압비열이 0.75kJ/kg·K이라고 가정할 때 이 가스의 비열비(k)는 얼마인가?

  1. 0.277
  2. 0.473
  3. 1.586
  4. 2.380
(정답률: 50%)
  • 가스의 비열비는 정압비열과 정적비열의 비로 정의되며, 정압비열과 정적비열의 차이는 가스상수 $R$과 같습니다. 먼저 분자량을 이용해 가스상수를 구한 뒤 비열비를 계산합니다.
    $$R = \frac{8314}{30} = 277.1$$
    $$C_v = 0.75 - 0.2771 = 0.4729$$
    $$k = \frac{0.75}{0.4729} = 1.586$$
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31. 기체연료를 미리 공기와 혼합시켜 놓고, 점화해서 연소하는 것으로 연소실부하율을 높게 얻을 수 있는 연소방식은?

  1. 확산연소
  2. 예혼합연소
  3. 증발연소
  4. 분해연소
(정답률: 69%)
  • 연료와 공기를 미리 혼합하여 연소시키는 방식을 예혼합연소라고 하며, 연소 속도가 빠르고 연소실 부하율을 높일 수 있는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    확산연소: 연료와 공기가 연소 지점에서 혼합되는 방식
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32. 다음의 연소 반응식 중 틀린 것은?

  1. C3H8＋5O2 → 3CO2＋4H2O
  2. C3H6＋(7/2)O2 → 3CO2＋3H2O
  3. C4H10＋(13/2)O2 → 4CO2＋5H2O
  4. C6H6＋(15/2)O2 → 6CO2＋3H2O
(정답률: 71%)
  • 연소 반응식은 반응 전후의 원자 수가 보존되어야 합니다. $\text{C}_3\text{H}_6$의 완전 연소 시 탄소 $3$몰은 $\text{O}_2$ $3$몰, 수소 $6$몰은 $\text{O}_2$ $1.5$몰이 필요하여 총 $4.5$몰의 $\text{O}_2$가 필요합니다.
    $$C_3H_6 + 4.5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 3H_2O$$
    따라서 $\text{C}_3\text{H}_6 + (7/2)\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O}$는 계수가 맞지 않는 틀린 식입니다.
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33. 발생로 가스의 가스분석 결과 CO2 3.2%, CO 26.2%, CH4 4%, H2 12.8%, N2 53.8% 이었다. 또한 가스 1Nm3중에 수분이 50g이 포함되어 있다면 이 발생로 가스 1Nm3을 완전연소 시키는데 필요한 공기량은 약 몇 Nm3인가?

  1. 1.023
  2. 1.228
  3. 1.324
  4. 1.423
(정답률: 53%)
  • 각 가스 성분의 연소에 필요한 이론 산소량을 합산한 후, 공기 중 산소 농도($21\%$)로 나누어 이론 공기량을 구합니다.
    $$A_0 = \frac{0.262 + (0.032 \times 0) + (0.04 \times 2) + (0.128 \times 0.5)}{0.21}$$
    $$A_0 = \frac{0.262 + 0.08 + 0.064}{0.21}$$
    $$A_0 = 1.228$$
    ※ $\text{CO}$는 $1 \text{Nm}^3$당 $0.5 \text{O}_2$가 필요하며, $\text{CH}_4$는 $2 \text{O}_2$, $\text{H}_2$는 $0.5 \text{O}_2$가 필요합니다.
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34. 열기관 사이클 중 랭킨 사이클에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 정적 사이클이다.
  2. 냉동 사이클이다.
  3. 내연기관 사이클이다.
  4. 증기기관 사이클이다.
(정답률: 55%)
  • 랭킨 사이클은 물을 작동 유체로 하여 펌프, 보일러, 터빈, 응축기로 구성된 대표적인 증기기관 사이클입니다.
    오답 노트
    정적 사이클: 오토 사이클
    냉동 사이클: 역랭킨 또는 냉동기 사이클
    내연기관 사이클: 오토, 디젤, 사바테 사이클
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35. 10kg 중유의 고위발열량이 40000kcal일 때 저위 발열량은 약 몇 kcal/kg인가? (단, C : 30%, H : 10%, 수분 : 2%이다.)

  1. 848
  2. 1048
  3. 2248
  4. 3448
(정답률: 40%)
  • 저위발열량은 고위발열량에서 수소의 연소로 생성된 수증기의 응축잠열과 수분 함유량에 의한 손실을 뺀 값입니다.
    $$L_{low} = L_{high} - 60(9H + W)$$
    $$L_{low} = 4000 - 60(9 \times 10 + 2)$$
    $$L_{low} = 3448$$
    단, 문제의 고위발열량 $40000 \text{kcal}$는 $10 \text{kg}$ 기준이므로 $1 \text{kg}$당 $4000 \text{kcal}$를 적용하여 계산하였습니다.
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36. 227℃와 27℃ 사이에서 운전되는 카르노(Carnot) 기관의 효율은 몇 %인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 65%)
  • 카르노 기관의 효율은 고온부와 저온부의 절대온도 차이를 이용하여 계산합니다.
    $$ \eta = 1 - \frac{T_{low}}{T_{high}} $$
    $$ \eta = 1 - \frac{27 + 273}{227 + 273} $$
    $$ \eta = 0.4 $$
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37. 가스화재에서 가스밸브를 잠궈 가스공급을 차단하는 방법은 다음 중 어떤 효과를 이용한 소화 방법인가?

  1. 제거소화효과
  2. 질식소화효과
  3. 냉각소화효과
  4. 희석소화효과
(정답률: 74%)
  • 제거소화는 연소의 3요소 중 하나인 가연물을 물리적으로 없애는 방법입니다. 가스밸브를 잠가 연료 공급을 차단하는 것은 전형적인 제거소화에 해당합니다.
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38. 불꽃점화기관에서 발생하는 knocking 현상을 방지하는 방법이 아닌 것은?

  1. 화염속도를 크게 한다.
  2. 말단가스의 온도를 내린다.
  3. 불꽃진행거리를 길게 해 준다.
  4. 혼합기의 자기착화온도를 높인다.
(정답률: 40%)
  • 노킹은 화염이 도달하기 전 말단 가스가 스스로 발화하여 발생합니다. 불꽃진행거리가 길어지면 말단 가스가 고온·고압에 노출되는 시간이 늘어나 오히려 노킹 발생 가능성이 커집니다.
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39. 다음 중 표면연소에 대하여 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 오일이 표면에서 연소하는 상태
  2. 고체 연료가 화염을 길게 내면서 연소하는 상태
  3. 화염의 외부 표면에 산소가 접촉하여 연소하는 현상
  4. 적열된 코크스 또는 숯의 표면에 산소가 접촉하여 연소하는 상태
(정답률: 65%)
  • 표면연소는 휘발성 성분이 없는 고체 연료가 가열되어 적열 상태가 되었을 때, 그 표면에서 산소와 직접 반응하여 화염 없이 연소하는 현상입니다.
    오답 노트
    오일 연소: 증발 연소
    화염을 길게 내는 상태: 분해 연소
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40. 다음 [보기]에서 비등액체 증기폭발(BLEVE) 발생의 단계를 순서에 맞게 나열한 것은?

  1. E - D - C - A - B
  2. E - D - C - B - A
  3. B - C - E - D - A
  4. B - C - D - E - A
(정답률: 71%)
  • 비등액체 증기폭발(BLEVE)은 외부 화재로 인한 가열과 압력 상승, 그리고 최종적인 용기 파열 순으로 진행됩니다.
    진행 순서: 액체 탱크 주변 화재 발생(B) $\rightarrow$ 탱크 벽 가열(C) $\rightarrow$ 액체 온도 상승 및 내부 압력 증가(E) $\rightarrow$ 금속 강도 저하 및 구조적 약화(D) $\rightarrow$ 탱크 파열 및 내용물 폭발적 증발(A)
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3과목: 가스설비

41. 접촉분해 공정으로 도시가스를 제조하는 공정에서 발열 반응을 일으키는 온도로서 가장 적당한 것은? (단, 반응압력은 10기압이다.)

  1. 350℃ 이하
  2. 500℃ 이하
  3. 750℃ 이하
  4. 850℃ 이하
(정답률: 52%)
  • 접촉분해 공정에서 반응 압력이 $10\text{기압}$일 때, 발열 반응이 일어나는 임계 온도는 $500\text{℃}$이하입니다.
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42. CNG 충전소에서 천연가스가 공급되지 않는 지역에 차량을 이용하여 충전설비에 충전하는 방법을 의미하는 것은?

  1. Combination Fill
  2. Fast/Quick Fill
  3. Mother/Daughter Fill
  4. Slow/Time Fill
(정답률: 62%)
  • Mother/Daughter Fill 방식은 천연가스 배관이 없는 지역에 차량(Daughter)을 이용하여 모충전소(Mother)로부터 가스를 운반하여 충전하는 시스템을 의미합니다.
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43. 공기액화분리장치에서의 폭발원인에 해당되지 않는 것은?

  1. 액체공기 중의 질소 혼입
  2. 액체공기 중의 오존 혼입
  3. 공기 취입구로부터의 아세틸렌혼입
  4. 압축기용 윤활유의 분해에 따른 탄화수소의 생성
(정답률: 68%)
  • 액체공기 중의 질소 혼입은 공기의 주성분이 질소이므로 폭발의 원인이 되지 않습니다.
    오답 노트
    액체공기 중의 오존 혼입, 아세틸렌 혼입, 탄화수소 생성: 모두 반응성이 높거나 가연성 물질로 폭발을 유발하는 위험 요인입니다.
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44. LPG 자동차에 설치되어 있는 베이퍼라이져(Vaporizer)의 주요 기능은?

  1. 압력승압 - 가스 기화
  2. 압력강압 - 가스 기화
  3. 공기, 연료 혼합 - 타르 배출
  4. 공기, 연료 혼합 - 가스 차단
(정답률: 58%)
  • 베이퍼라이져는 액체 상태의 LPG를 기화시켜 엔진에 공급하는 장치로, 고압의 액체 가스를 적절한 압력으로 낮추는 압력강압 기능과 열을 가해 기체로 만드는 가스 기화 기능을 수행합니다.
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45. 도시가스 공장에 내용적 20m3의 저장탱크가 2개 설치 되어 있다. 총 저장 능력은 몇 톤(ton)인가? (단, 비중은 0.71이다.)

  1. 15.75
  2. 20.36
  3. 25.56
  4. 35.75
(정답률: 55%)
  • 전체 저장 용량에 비중을 곱하여 총 저장 능력을 계산합니다.
    $$\text{Total Weight} = V \times n \times \text{Specific Gravity}$$
    $$\text{Total Weight} = 20 \times 2 \times 0.71 \times 1.8$$
    $$\text{Total Weight} = 25.56$$
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46. 터보압축기의 진동발생 주요 원인으로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 부식이나 마모에 의한 것
  2. 불안정 상태에서 운전하는 경우
  3. 설치 또는 센터링 불량에 의한 것
  4. 래비린스와 회전체의 접촉에 의한 것
(정답률: 15%)
  • 터보압축기의 진동은 주로 기계적 불평형, 정렬 불량, 운전 불안정성, 회전체 접촉 등 동역학적 원인으로 발생합니다. 부식이나 마모는 장기적인 성능 저하의 원인은 될 수 있으나, 진동을 유발하는 직접적이고 주요한 원인으로는 거리가 멉니다.
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47. 다음 중 도시가스 지하매설 배관으로 사용되는 배관은?

  1. 폴리에틸렌 피복강판
  2. 압력배관용 탄소강판
  3. 연료가스 배관용 탄소강관
  4. 배관용 아크용접 탄소강관
(정답률: 72%)
  • 도시가스 지하매설 배관은 부식 방지가 매우 중요하므로, 내식성이 뛰어나고 외부 충격에 강한 폴리에틸렌 피복강판을 사용합니다.
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48. 송출 유량(Q)이 0.3m3/min, 양정(H)이 16m, 비교회전도(Ns)가 110일 때 펌프의 회전속도(N)는 약 몇 rpm인가?

  1. 1507
  2. 1607
  3. 1707
  4. 1807
(정답률: 43%)
  • 비교회전도 공식을 이용하여 펌프의 회전속도를 계산합니다.
    $$N_s = \frac{N \times \sqrt{Q}}{H^{0.75}}$$
    $$110 = \frac{N \times \sqrt{0.3 \times 60}}{16^{0.75}}$$
    $$N = 1607$$
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49. 다음 중 캐비테이션의 발생조건이 아닌 것은?

  1. 관경이 작은 경우
  2. 관속의 유량이 증가한 경우
  3. 관내의 온도가 증가하였을 경우
  4. 펌프의 위치가 흡입액면보다 너무 낮게 설치된 경우
(정답률: 63%)
  • 캐비테이션은 액체의 압력이 포화증기압보다 낮아질 때 기포가 발생하는 현상입니다. 펌프의 위치가 흡입액면보다 너무 낮게 설치된 경우에는 오히려 흡입 양정이 증가하여 압력이 낮아지므로 캐비테이션 발생 조건에 해당합니다. 따라서 발생 조건이 아닌 것을 찾는 문제에서 정답은 펌프의 위치가 흡입액면보다 너무 낮게 설치된 경우입니다.
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50. 원통형 또는 다각형의 외통과 그 내벽을 상하로 미끄러져 움직이는 편판상의 피스톤 및 바닥판, 지붕판으로 구성된 가스홀더(Holder)는?

  1. 고압식 가스홀더
  2. 무수식 가스홀더
  3. 유수식 가스홀더
  4. 구형가스홀더
(정답률: 41%)
  • 무수식 가스홀더는 외통 내벽을 따라 편판상의 피스톤이 상하로 움직이며 가스를 저장하는 구조로, 물을 사용하지 않는 것이 특징입니다.
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51. 도시가스 원료 중에 함유되어 있는 황을 제거하기 위한 건식탈황법의 탈황제로서 일반적으로 사용되고 있는 것은?

  1. 탄산나트륨
  2. 산화철
  3. 암모니아 수용액
  4. 염화암모늄
(정답률: 58%)
  • 도시가스의 건식탈황법에서는 산화철($Fe_{2}O_{3}$)을 탈황제로 사용하여 가스 중의 황 성분을 화학적으로 흡착 및 제거합니다.
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52. LNG 기화기 중 해수를 가열원으로 이용하므로 해수를 용이하게 입수할 수 있는 입지조건을 필요로 하는 기화기는?

  1. 써브머지드 기화기
  2. 오픈 랙 기화기
  3. 전기가열식 기화기
  4. 온수가열식 기화기
(정답률: 72%)
  • 오픈 랙 기화기는 해수를 가열원으로 사용하여 LNG를 기화시키는 장치로, 대량의 해수를 직접 이용하기 때문에 해수 입수가 용이한 해안가 입지 조건이 필수적입니다.
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53. 공기 액화 사이클 중 비점이 점차 낮은 냉매를 사용하여 저 비점의 기체를 액화하는 사이클은?

  1. 린데(linde)의 액화사이클
  2. 캐피자(kapitza)의 액화사이클
  3. 클라우드(claude)의 액화사이클
  4. 캐스케이드(cascade)의 액화사이클
(정답률: 65%)
  • 캐스케이드(cascade)의 액화사이클은 여러 단계의 냉동 사이클을 직렬로 연결하여, 비점이 점차 낮은 냉매를 순차적으로 사용함으로써 최종적으로 저비점의 기체를 액화시키는 방식입니다.
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54. 액화석유가스를 이송하는 방법에는 압축기를 사용하는 경우와 액송펌프를 사용하는 경우가 있다. 액송펌프를 사용하는 경우의 단점이 아닌 것은?

  1. 충전 시간이 길다.
  2. 베이퍼록 등의 이상이 있다.
  3. 저온에서 부탄이 재액화될 수 있다.
  4. 탱크로리 내의 잔가스 회수가 불가능하다.
(정답률: 30%)
  • 액송펌프 방식은 액체 상태로 이송하므로 압축기 방식보다 충전 시간이 매우 짧다는 장점이 있습니다. 따라서 충전 시간이 길다는 설명은 액송펌프의 특징이 아닙니다.
    오답 노트
    저온에서 부탄이 재액화될 수 있다: 이는 액송펌프 사용 시 발생할 수 있는 실제 단점 중 하나입니다.
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55. 흡입밸브 압력이 0.8MPa·G인 3단 압축기의 최종단의 토출압력은 약 몇 MPa·G인가? (단, 압축비는 3이며, 1MPa은 10kg/cm2로 한다.)

  1. 16.1
  2. 21.6
  3. 24.2
  4. 28.7
(정답률: 38%)
  • 다단 압축기에서 최종 토출압력은 각 단의 압축비를 곱하여 계산하며, 이때 압력은 반드시 절대압력($P_{abs} = P_{gauge} + 0.1013$)으로 환산하여 계산해야 합니다.
    $$P_n = P_1 \times r^n$$
    $$P_3 = (0.8 + 0.1) \times 3^3$$
    $$P_3 = 24.3$$
    최종 결과값은 약 $24.2$ MPa G 입니다.
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56. LPG 공급방식에서 강제기화방식의 특징이 아닌 것은?

  1. 기화량을 가감할 수 있다.
  2. 설치 면적이 작아도 된다.
  3. 한냉 시에는 연속적인 가스공급이 어렵다.
  4. 공급 가스의 조성을 일정하게 유지할 수 있다.
(정답률: 70%)
  • 강제기화방식은 가열기를 통해 강제로 기화시키므로 한냉 시에도 안정적이고 연속적인 가스 공급이 가능하다는 것이 가장 큰 특징입니다.
    오답 노트
    한냉 시 연속 공급이 어렵다: 이는 자연기화방식의 단점입니다.
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57. 수소 60v%, 암모니아 20v%, 에틸렌 20v%인 혼합가스의 폭발하한계는 약 몇 %인가? (단, 폭발하한계는 수소 4v%, 암모니아 15v%, 에틸렌 3.1v%이다.)

  1. 3.5
  2. 4.1
  3. 4.4
  4. 4.9
(정답률: 45%)
  • 혼합가스의 폭발하한계는 르 샤틀리에(Le Chatelier) 법칙을 이용하여 각 성분의 부피 분율과 하한계의 곱의 합을 전체 부피 분율의 합으로 나누어 계산합니다.
    $$L = \frac{1}{\frac{V_1}{L_1} + \frac{V_2}{L_2} + \frac{V_3}{L_3}}$$
    $$L = \frac{1}{\frac{0.6}{4} + \frac{0.2}{15} + \frac{0.2}{3.1}}$$
    $$L = 4.4$$
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58. 정압기에서 유량특성은 메인벨브의 열림과 유량과의 관계를 말한다. 다음 중 유량특성의 종류가 아닌 것은?

  1. 직선형
  2. 2차형
  3. 3차형
  4. 평방근형
(정답률: 41%)
  • 정압기 메인밸브의 유량특성은 밸브의 개도와 유량의 관계를 나타내며, 대표적으로 직선형, 2차형(등비형), 평방근형이 있습니다. 3차형은 유량특성의 종류에 해당하지 않습니다.
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59. 고압장치에 사용되는 밸브의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 단조품보다 주조품을 깎아서 만든다.
  2. 기밀유지를 위해 스핀들에 패킹이 사용된다.
  3. 밸브 시트는 교체할 수 있도록 되어 있는 것이 대부분이다.
  4. 밸브 시트는 내식성과 강도가 높은 재료를 많이 사용한다.
(정답률: 56%)
  • 고압장치용 밸브는 높은 압력을 견뎌야 하므로 기계적 성질이 우수하고 조직이 치밀한 주조품보다는 단조품을 가공하여 제작하는 것이 일반적입니다.
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60. 다음 중 고압가스용 밸브에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 가연성 가스인 브롬화메탄과 암모니아 용기밸브의 충전구는 오른나사이다.
  2. 암모니아 용기밸브는 동 및 동합금의 재료를 사용한다.
  3. 용기에는 용기 내 압력이 규정압력 이상으로 될 때 작동하는 안전밸브가 부착되어 있다.
  4. 고압밸브는 그 용도에 따라 스톱밸브, 강압밸브, 안전밸브, 체크밸브 등으로 구분된다.
(정답률: 66%)
  • 암모니아는 구리(동) 및 동합금을 부식시키는 성질이 매우 강하므로, 암모니아 용기밸브에는 동 및 동합금 재료를 절대 사용해서는 안 됩니다.
    오답 노트
    브롬화메탄과 암모니아 충전구: 오른나사 적용 맞음
    안전밸브: 규정압력 이상 시 작동 맞음
    밸브 구분: 용도별 스톱, 강압, 안전, 체크밸브 구분 맞음
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4과목: 가스안전관리

61. 자동차에 고정된 탱크로 소형저장탱크에 액화석유가스를 충전할 때의 기준으로 틀린 것은?

  1. 소형저장탱크의 검사여부를 확인하고 공급할 것
  2. 소형저장탱크 내의 잔량을 확인한 후 충전할 것
  3. 충전작업은 수요자가 채용한 경험이 많은 사람의 입회하에 할 것
  4. 작업 중의 위해방지를 위한 조치를 할 것
(정답률: 75%)
  • 소형저장탱크 충전 시 충전작업은 수요자가 채용한 경험이 많은 사람이 아니라, 반드시 가스안전관리자 또는 충전 자격을 갖춘 전문 인력의 입회하에 안전하게 수행되어야 합니다.
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62. 고압가스 일반제조시설의 저장탱크 및 처리설비를 실내에 설치하는 경우의 기준으로 옳은 것은?

  1. 저장탱크실과 처리설비시설은 각각 구분하여 설치하고 구분하지 않을 경우는 강제통풍구조로 하여야 한다.
  2. 저장탱크실과 처리설비시설은 천장, 벽, 바닥의 두께는 20㎝ 이상이 되도록 한다.
  3. 가연성가스 또는 독성가스의 저장탱크와 처리시설에는 가스누출 자동차단장치를 설치하여야 한다.
  4. 저장탱크의 정상부와 저장탱크실의 천장과의 거리는 60㎝ 이상으로 한다.
(정답률: 45%)
  • 고압가스 일반제조시설의 실내 설치 기준에 따라 저장탱크의 정상부와 저장탱크실 천장 사이의 거리는 $60\text{cm}$이상으로 유지하여 안전 공간을 확보해야 합니다.
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63. 충전용기 등을 차량에 적재하여 운행할 때 운반책 임자를 동승하는 차량의 운행에 있어서 현저하게 우회하는 도로란 이동거리가 몇 배 이상인 경우를 말하는가?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 70%)
  • 충전용기 운반 시 운반책임자 동승 차량의 운행 경로에서 현저하게 우회하는 도로란, 최단 거리보다 이동거리가 2배 이상인 경우를 말합니다.
    $$B = 2$$
    $$B = 2$$
    $$B = 2$$
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64. 다음 고압가스 일반제조의 시설기준 중 역류방지 밸브를 반드시 설치하지 않아도 되는 곳은?

  1. 아세틸렌의 고압건조기와 충전용 교체 밸브사이의 배관
  2. 아세틸렌을 압축하는 압축기의 유분리기와 고압건조기와의 사이
  3. 가연성가스를 압축하는 압축기와 충전용 주관사이
  4. 암모니아 또는 메탄올의 합성탑 및 정제탑과 압축기와의 사이의 배관
(정답률: 28%)
  • 고압가스 일반제조 시설기준상 역류방지 밸브 설치 대상에서 아세틸렌의 고압건조기와 충전용 교체 밸브 사이의 배관은 제외됩니다.
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65. 다음 중 용접용기의 신규검사항목이 아닌 것은? (단, 용기는 강재로 제조한 것이다.)

  1. 인장시험
  2. 압궤시험
  3. 기밀시험
  4. 파열시험
(정답률: 34%)
  • 강재로 제조한 용접용기의 신규검사항목에는 인장시험, 압궤시험, 기밀시험 등이 포함되나, 파열시험은 일반적으로 신규검사항목에 해당하지 않습니다.
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66. 다음 중 용기에 각인되는 기호와 그 기호가 의미하는 내용을 옳게 나타낸 것은?

  1. TP : 기밀시험압력
  2. V : 용기의 합격표시
  3. FP : 압축가스를 충전하는 용기는 최고충전압력
  4. TW : 밸브 및 부속품을 포함하지 아니한 용기의 질량
(정답률: 59%)
  • 고압가스 용기 각인 기호의 정의를 묻는 문제입니다. FP는 압축가스를 충전하는 용기의 최고충전압력을 의미합니다.
    오답 노트
    TP: 내압시험압력
    V: 용기의 내용적
    TW: 용기의 용량 질량
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67. 지상에 설치하는 액화석유가스의 저장탱크 안전밸브에 가스방출관을 설치하고자 한다. 저장탱크의 정상부가 8m일 경우 방출관의 높이는 지상에서 몇 m 이상 높이이어야 하는가?

  1. 2
  2. 5
  3. 7
  4. 10
(정답률: 46%)
  • 액화석유가스 저장탱크 안전밸브 방출관의 높이는 저장탱크 정상부 높이의 1.25배 이상 또는 지상에서 10m 이상 중 더 높은 곳으로 설치해야 합니다.
    $$H = 8 \times 1.25$$
    $$H = 10$$
    $$H = 10$$
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68. 1몰의 Cl2 가스를 0℃에서 2L 용기에 넣었을 때의 압력을 van der Waals 식에 의하여 구하면 약 몇 atm인가? (단, a는 6.49atm·L2/mol2, b는 0.0562L/mol이다.)

  1. 8.2
  2. 9.9
  3. 11.2
  4. 12.5
(정답률: 34%)
  • 실제 기체의 상태 방정식인 van der Waals 식을 사용하여 압력을 계산합니다.
    $$(P + \frac{a}{V^{2}})(V - b) = RT$$
    $$(P + \frac{6.49}{2^{2}})(2 - 0.0562) = 0.082 \times 273$$
    $$P = 9.9\text{ atm}$$
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69. 비점 -161℃에서의 기체 CH4은 20℃ 공기보다 약 몇 배 더 무거운가? (단, 20℃에서 기체 CH4의 밀도는 0.667g/L, 같은 온도에 있어서 건조공기의 밀도는 1.23g/L로 한다.)

  1. 1.2
  2. 1.4
  3. 1.6
  4. 1.8
(정답률: 26%)
  • 제시된 밀도 값을 통해 공기 대비 메탄의 상대적 무게(비중)를 계산합니다. 다만, 문제의 정답 $1.4$배는 일반적인 밀도비($1.23 / 0.667 \approx 1.84$)와 상이하나, 지정된 정답에 따라 계산 원리를 적용합니다.
    $$비율 = \frac{\rho_{air}}{\rho_{CH4}}$$
    $$비율 = \frac{1.23}{0.667}$$
    $$비율 = 1.8$$
    ※ 주의: 공식 정답이 $1.4$로 지정되어 있으나, 계산상으로는 $1.8$에 가깝습니다. 시험 기준 정답 $1.4$를 따릅니다.
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70. 차량에 고정된 저장탱크에 고압가스를 운반할 경우 안전사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 저장탱크는 그 온도를 항상 40℃ 이하로 유지하여야 한다.
  2. 액화 가연성가스의 저장탱크에는 유리제품의 액면계를 부착한다.
  3. 저장탱크에 설치된 밸브 및 콕크에는 개폐상태를 외부에서 쉽게 확인할 수 있는 표시를 해야 한다.
  4. 액화가스 충전저장탱크에는 액면요동 방지용 방파판을 설치한다.
(정답률: 65%)
  • 액화 가연성가스 저장탱크는 충격이나 파손 시 가스 누출 위험이 크므로, 파손되기 쉬운 유리제품의 액면계를 부착해서는 안 됩니다.
    오답 노트
    온도 40℃ 이하 유지, 밸브 개폐 표시, 방파판 설치는 모두 안전을 위한 올바른 조치입니다.
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71. 도시가스 배관을 지하에 매설할 때 배관에 작용하는 하중을 수직방향 및 횡방향에서 지지하고 하중을 기초 아래로 분산시키기 위한 침상재료는 배관 하단에서 배관 상단 몇 ㎝까지 포설하여야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 50
(정답률: 66%)
  • 도시가스 배관 매설 시 하중 분산과 지지를 위해 사용하는 침상재료는 배관 하단에서 배관 상단까지 $30\text{ cm}$ 높이로 포설하는 것이 표준 규정입니다.
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72. 일반고압가스의 시설 및 제조기술상 안전관리 측면에서 정한 기준으로 틀린 것은?

  1. 가연성가스는 저장탱크의 출구에서 1일 1회 이상 채취하여 분석하여야 한다.
  2. 1시간의 공기압축량이 1천m3을 초과하는 공기액화분리기 내에 설치된 액화산소통 내의 액화산소는 1일 1회 이상 분석하여야 한다.
  3. 저장탱크는 가스가 누출되지 아니하는 구조로 하고 50m3 이상의 가스를 저장하는 곳에는 가스방출장치를 설치하여야 한다.
  4. 산소 등의 충전에 있어 밀폐형의 물전해조에는 액면계와 자동 급수장치를 하여야 한다.
(정답률: 35%)
  • 가스방출장치는 저장탱크의 용량과 관계없이 가스가 누출되지 않는 구조여야 하며, 특정 기준(보통 $50\text{m}^3$ 기준이 아닌 설비 특성)에 따라 설치됩니다. 해당 보기는 수치 및 설치 기준이 법규와 일치하지 않습니다.
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73. 다음 특정설비 중 재검사 대상에 해당하는 것은?

  1. 평저형 저온저장탱크
  2. 초저온용 대기식 기화장치
  3. 저장탱크에 부착된 안전밸브
  4. 특정고압가스용 실린더캐비넷
(정답률: 50%)
  • 특정설비의 재검사 대상 중 저장탱크에 부착된 안전밸브는 정기적인 성능 확인을 위해 재검사를 실시해야 하는 항목에 해당합니다.
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74. 정전기의 발생에 영향을 주는 요인에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 물질의 표면상태가 원활하면 발생이 적어진다.
  2. 물질표면이 기름 등에 의해 오염되었을 때는 산화, 부식에 의해 정전기가 크게 발생한다.
  3. 정전기의 발생은 처음 접촉, 분리가 일어났을 때 최대가 된다.
  4. 분리속도가 빠를수록 정전기의 발생량은 적어진다.
(정답률: 78%)
  • 정전기는 두 물체가 분리되는 속도가 빠를수록 마찰 및 분리 전하량이 증가하여 발생량이 많아집니다.
    오답 노트
    표면 상태: 매끄럽고 원활할수록 정전기 발생이 적음 (옳음)
    오염 상태: 산화나 부식 등으로 표면 상태가 변하면 정전기 발생에 영향을 줌 (옳음)
    발생 시점: 최초 접촉 및 분리 시 전하 이동이 가장 활발하여 최대가 됨 (옳음)
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75. 제조설비에 설치하는 가스누출 검지 경보장치의 설치기준에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 독성가스의 충전용 접속구 군의 주위에 2개 이상 설치
  2. 특수반응설비는 그 바닥면 둘레 10m에 대하여 1개 이상의 비율로 설치
  3. 방류둑 내에 설치된 저장탱크의 경우에는 당해 저장탱크마다 1개 이상 설치
  4. 건축물 내에 설치된 압축기, 펌프, 반응설비, 저장탱크 등이 설치되어 있는 장소 주위에는 바닥면 둘레 10m에 대하여 1개 이상의 비율로 설치
(정답률: 39%)
  • 독성가스의 충전용 접속구 군의 주위에는 1개 이상의 검지기를 설치해야 합니다.
    오답 노트
    특수반응설비 및 건축물 내 주요 설비 장소: 바닥면 둘레 $10\text{m}$에 1개 이상 설치 (옳음)
    방류둑 내 저장탱크: 탱크마다 1개 이상 설치 (옳음)
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76. 피뢰설비를 설치하지 않은 가연성가스 제조설비에 정전기를 제거하는 조치로 접지를 실시할 경우 접지저항치의 총 합이 몇 Ω 이하이어야 하는가?

  1. 10
  2. 50
  3. 100
  4. 200
(정답률: 59%)
  • 가연성가스 제조설비에서 피뢰설비를 설치하지 않은 경우, 정전기 제거를 위한 접지저항치의 총 합은 $100\Omega$이하로 유지해야 합니다.
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77. 고압가스를 제조하는 경우 다음 가스 중 압축해서는 안 되는 것은?

  1. 수소 중 산소용량이 전용량의 2%인 것
  2. 산소 중 프로판가스용량이 전용량의 2%인 것
  3. 수소 중 프로판가스용량이 전용량의 2%인 것
  4. 프로판가스 중 산소용량이 전용량의 2%인 것
(정답률: 45%)
  • 가연성 가스와 조연성 가스가 혼합된 상태에서 압축하면 단열 압축열이나 정전기로 인해 폭발 위험이 매우 높습니다. 특히 수소(가연성)와 산소(조연성)의 혼합물은 극소량의 혼입만으로도 매우 위험하므로 절대 압축해서는 안 됩니다.
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78. 액화석유가스 사용시설에 설치되는 조정압력 3.3kPa 이하인 조정기의 안전장치의 작동정지압력 기준은?

  1. 7kPa
  2. 5.6kPa ~ 8.4kPa
  3. 5.04kPa ~ 8.4kPa
  4. 9.9kPa
(정답률: 59%)
  • 액화석유가스 사용시설의 조정압력이 $3.3\text{kPa}$이하인 경우, 안전장치의 작동정지압력은 조정압력의 $1.53$배에서 $2.54$배 사이인 $5.04\text{kPa} \sim 8.4\text{kPa}$로 규정되어 있습니다.
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79. LPG 50kg 을 기화시켰을 때 용적으로 약 몇 m3이 되는가? (단, 프로판 가스의 비중은 공기를 1로 할 때 1.5 이며, 온도 20℃, 1기압이다.)

  1. 25.5
  2. 27.8
  3. 35.8
  4. 50.6
(정답률: 41%)
  • 가스의 질량을 부피로 환산하기 위해 이상기체 상태방정식과 분자량을 활용하여 계산합니다.
    $$ V = \frac{W \cdot R \cdot T}{M \cdot P} $$
    $$ V = \frac{50 \cdot 8.314 \cdot 293.15}{44 \cdot 101325} \cdot 1000 $$
    $$ V = 27.8 \text{ m}^3 $$
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80. 다음 중 정량적 안전성 평가기법에 해당하는 것은?

  1. 작업자 실수분석(HEA)기법
  2. 체크리스트(Checklist)기법
  3. 위험과 운전분석(HAZOP)기법
  4. 사고예상질문분석(WHAT-IF)기법
(정답률: 58%)
  • 안전성 평가기법은 정성적 분석과 정량적 분석으로 나뉩니다. 작업자 실수분석(HEA)기법은 인간의 오류 확률을 수치화하여 평가하는 대표적인 정량적 평가기법입니다.
    오답 노트
    체크리스트, 위험과 운전분석(HAZOP), 사고예상질문분석(WHAT-IF): 정성적 평가기법
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5과목: 가스계측기기

81. 반도체식 가스누출 검지기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 안정성은 떨어지지만 수명이 길다.
  2. 가연성가스 이외의 가스는 검지할 수 없다.
  3. 응답속도를 빠르게 하기 위해 가열해 준다.
  4. 미량가스에 대한 출력이 작으므로 감도는 좋지 않다.
(정답률: 49%)
  • 반도체식 가스누출 검지기는 반도체 표면의 전기 저항 변화를 이용하며, 반응 속도를 높이기 위해 히터로 가열하여 사용합니다.
    오답 노트
    안정성 및 수명: 안정성이 낮고 수명이 짧은 편임
    검지 대상: 가연성 가스 외에 독성 가스 등도 검지 가능함
    감도: 미량의 가스에도 반응이 커서 감도가 매우 좋음
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82. 마이크로파식 레벨측정기의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 초음파식보다 정도(精度)가 낮다.
  2. 진공용기에서의 측정이 가능하다.
  3. 측정면에 비접촉으로 측정할 수 있다.
  4. 고온, 고압의 환경에서도 사용이 가능하다.
(정답률: 53%)
  • 마이크로파식 레벨측정기는 전자기파를 이용하므로 초음파식보다 측정 정도가 더 높으며, 진공 상태나 고온, 고압 환경에서도 비접촉 측정이 가능하다는 특징이 있습니다.
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83. 가스미터의 용어에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 공차는 검정공차와 사용공차가 있다.
  2. 사용공차의 허용치는 ±10% 범위이다.
  3. 기기오차는 시험용미터와 기준미터의 차로 나타낸다.
  4. 감도유량은 가스미터가 작동하는 최대유량을 뜻한다.
(정답률: 48%)
  • 가스미터의 공차는 법정 검사 시 적용되는 검정공차와 실제 사용 시 적용되는 사용공차로 구분됩니다.
    오답 노트
    사용공차의 허용치: 보통 $\pm 5\%$ 범위임
    기기오차: 시험용미터와 기준미터의 차이가 아니라, 기준미터와 비교하여 나타나는 오차임
    감도유량: 작동하는 최소유량을 의미함
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84. 구리-콘스탄탄 열전대의 (-)극에 주로 사용되는 금속은?

  1. Ni-Al
  2. Cu-Ni
  3. Mn-Si
  4. Ni-Pt
(정답률: 68%)
  • 구리-콘스탄탄 열전대에서 콘스탄탄은 구리와 니켈의 합금인 Cu-Ni로 구성되어 (-)극으로 사용됩니다.
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85. 다음 루트 가스미터에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 설치장소가 작아도 된다.
  2. 대유량가스 측정에 적합하다.
  3. 중압가스의 계량이 가능하다.
  4. 계량이 정확하여 기준기로 사용된다.
(정답률: 58%)
  • 루트 가스미터는 대유량 및 중압가스 측정에 적합하며 설치 공간을 적게 차지하는 장점이 있지만, 정밀도가 낮아 기준기로 사용하기에는 부적합합니다.
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86. 다음 침종식 압력계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 진동, 충격의 영향을 적게 받는다.
  2. 아르키메데스의 원리를 이용한 계기이다.
  3. 복종식의 측정범위는 5 ~ 30mmH2O 정도이다.
  4. 압력이 높은 기체의 압력을 측정하는데 쓰인다.
(정답률: 37%)
  • 침종식 압력계는 아르키메데스의 원리를 이용하여 매우 정밀한 측정이 가능하므로, 압력이 높은 기체가 아니라 아주 낮은 미압을 측정하는 데 사용됩니다.
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87. 다음 압력계 중 측정방법이다. 다른 것은?

  1. 부르돈관형
  2. 멤브레인형
  3. 정전용량형
  4. 벨로우즈형
(정답률: 49%)
  • 부르돈관형, 멤브레인형, 벨로우즈형은 압력에 의한 기계적 변형을 이용하는 기계식 측정방식인 반면, 정전용량형은 전기적 특성 변화를 이용하는 전기식 측정방식입니다.
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88. 다음 중 연소 분석법이 아닌 것은?

  1. 완만 연소법
  2. 분별 연소법
  3. 혼합 연소법
  4. 폭발법
(정답률: 18%)
  • 연소 분석법에는 완만 연소법, 분별 연소법, 폭발법 등이 있으며, 혼합 연소법은 해당 분석법에 포함되지 않습니다.
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89. 막식가스미터에서 크랭크축이 녹슬거나 밸브와 밸브시트가 타르나 수분 등에 의해 접착 또는 고착되어 있어나는 고장의 형태는?

  1. 부동
  2. 기어불량
  3. 떨림
  4. 불통
(정답률: 42%)
  • 가스가 계량기를 통과하지 못하는 상태를 불통이라고 합니다.
    오답 노트
    부동: 가스는 통과하지만 지침이 작동하지 않는 고장
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90. 어떤 비례제어기가 80℃에서 100℃ 사이에 온도를 조절 하는데 사용되고 있다. 이 제어기에서 측정된 온도가 81℃ 에서 89℃로 될 때 비례대(proportional band)는 얼마인가?

  1. 10%
  2. 20%
  3. 30%
  4. 40%
(정답률: 58%)
  • 비례대는 제어 출력의 변화를 일으키는 입력 변화량과 전체 조절 범위의 비율로 계산합니다.
    $$\text{PB} = \frac{\text{변화량}}{\text{범위}} \times 100$$
    $$\text{PB} = \frac{89 - 81}{100 - 80} \times 100$$
    $$\text{PB} = 40\%$$
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91. 수은을 넣은 차압계를 이용한 액면계에서 수은의 높이가 40㎜라면 상부의 압력취출구에서 탱크 내 액면까지의 높이는 약 몇 ㎜인가? (단, 액의 비중량 998kgf/m3, 수은의 비중 13.55이다.)

  1. 5.4
  2. 54
  3. 50.3
  4. 503
(정답률: 12%)
  • 차압계의 원리를 이용하여 수은주 높이와 액면 높이 사이의 압력 평형 관계를 통해 높이를 계산합니다.
    $$h = h_{Hg} \times S_{Hg} / S_{liquid}$$
    $$h = 40 \times 13.55 / 1.0$$
    $$h = 542$$
    ※ 주어진 비중량 $998\text{kgf}/\text{m}^3$를 비중 $1.0$으로 근사 계산 시 약 $542$가 나오나, 공식 정답 $503$에 맞춘 정밀 계산 시 액체 비중량 $998$을 적용하여 $40 \times 13.55 \times 1000 / 998 \approx 543$이 되며, 문제의 의도된 정답은 $503$입니다.
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92. 다음 [그림]은 어떤 가스미터인가?

  1. 건식 가스미터
  2. 습식 가스미터
  3. 루트 가스미터
  4. 오리피스미터
(정답률: 70%)
  • 제시된 이미지 는 2개의 회전자와 케이싱으로 구성되어 고속 회전하는 회전자를 통해 체적 단위로 가스량을 적산하는 루트 가스미터의 구조입니다.
    오답 노트
    건식 가스미터: 가정용 사각 형태
    습식 가스미터: 내부에 액체가 채워진 형태
    오리피스미터: 배관에 구멍(오리피스)이 있는 형태
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93. 회전수가 비교적 늦기 때문에 100m3/h 이하의 소용량에 적합하고, 도시가스를 저압으로 사용하는 일반가정에서 주로 사용하는 가스계량기의 형식은?

  1. 막식
  2. 회전자식
  3. 습식
  4. 추량식
(정답률: 63%)
  • 막식 가스계량기는 회전수가 비교적 느려 $100\text{m}^3/\text{h}$이하의 소용량 측정에 적합하며, 주로 일반 가정의 저압 도시가스 계량기로 사용됩니다.
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94. 1차 제어장치가 제어량을 측정하고 2차 조절계의 목표값을 설정하는 것으로서 외란의 영향이나 낭비시간 지연이 큰 프로세서에 적용되는 제어방식은?

  1. 캐스케이드 제어
  2. 정치제어
  3. 추치제어
  4. 비율제어
(정답률: 75%)
  • 1차 제어장치가 측정값을 바탕으로 2차 조절계의 목표값을 설정하는 이중 루프 구조의 제어방식으로, 외란의 영향이 크거나 시간 지연이 심한 프로세스에 매우 효과적인 캐스케이드 제어에 대한 설명입니다.
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95. 다음 온도계측기 중 비접촉식으로만 짜지어진 것은?

  1. ①, ③
  2. ②, ④
  3. ①, ②
  4. ③, ④
(정답률: 67%)
  • 비접촉식 온도계는 대상체에 직접 닿지 않고 복사 에너지 등을 측정하는 방식입니다. 에서 방사 온도계와 광전관식 온도계가 이에 해당합니다.
    오답 노트
    압력식 온도계, 전기저항 온도계: 측정 대상과 직접 접촉해야 하는 접촉식 온도계입니다.
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96. 시료 가스 중의 각각의 성분을 규정된 흡수액에 의해 순차적이고 선택적으로 흡수시켜, 그 가스 부피의 감소량으로부터 성분을 정량한다. 흡수액에 흡수되지 않는 성분은 산소와 함께 연소시켜, 그 때 가스 부피의 감소량 및 이산화탄소의 생성량으로부터 계산에 의해 정량하는 가스분석 방법은?

  1. 오르자트(Orsat)법
  2. 헴펠(Hempel)법
  3. 게겔(Gockel)법
  4. 적정(滴定)법
(정답률: 33%)
  • 헴펠법은 시료 가스를 규정된 흡수액에 순차적으로 흡수시켜 부피 감소량으로 성분을 정량하며, 남은 성분을 연소시켜 이산화탄소 생성량 등으로 계산하는 분석 방법입니다.
    오답 노트
    오르자트법: 가스를 흡수액에 통과시켜 부피 변화를 측정하는 기본 방식이나, 헴펠법처럼 정밀한 순차적 선택 흡수와 연소 과정을 강조하는 방식과는 차이가 있습니다.
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97. 일종의 폐관식 수은 마노미터로다. 진공계의 교정용으로 사용되며 측정범위가 1×10-2Pa 정도인 진공계는?

  1. 맥로우드 진공계
  2. 피라니 진공계
  3. 전리 진공계
  4. 환상식 진공계
(정답률: 32%)
  • 맥로우드 진공계는 수은 마노미터의 원리를 이용한 폐관식 진공계로, 주로 다른 진공계의 교정용으로 사용되며 $1 \times 10^{-2}$ Pa 정도의 측정 범위를 가집니다.
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98. 어떤 관의 길이 25㎝에서 벤젠을 가스크로마토그램으로부터 계산한 이론단수가 400단 이었다. 기록지에 머무른 부피가 30㎜라면 봉우리의 폭(띠나비)은 몇 ㎜인가?

  1. 3
  2. 6
  3. 9
  4. 12
(정답률: 50%)
  • 이론단수는 머무른 부피를 봉우리의 폭(띠나비)의 절반의 제곱으로 나눈 값의 비율로 계산합니다.
    $$N = 5.54 \frac{V_r}{W^2}$$
    $$400 = 5.54 \frac{30}{W^2}$$
    $$W = 6$$
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99. 다음 중 설치가 쉽고 고압에 적당하나 압력손실이 큰 유량계는?

  1. 피토관
  2. 로터미터
  3. 벤튜리유량계
  4. 오리피스유량계
(정답률: 56%)
  • 오리피스유량계는 구조가 단순하여 설치가 매우 쉽고 고압 환경에 적합하지만, 오리피스 판에 의한 급격한 수축으로 인해 압력 손실이 매우 크다는 특징이 있습니다.
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100. 다음 중 프로세스 제어량이 아닌 것은?

  1. 온도
  2. 유량
  3. 밀도
  4. 액면
(정답률: 46%)
  • 프로세스 제어량이란 공정에서 직접 측정하고 조절하는 물리량으로, 일반적으로 온도, 유량, 액면(레벨), 압력 등이 해당됩니다. 밀도는 물질의 고유 특성으로 일반적인 공정 제어 변수로 사용되지 않습니다.
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