가스기사 필기 기출문제복원 (2009-03-01)

가스기사
(2009-03-01 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 유효낙차 H[m], 유량 Q[m3/min]인 수차의 이론출력(kW)을 구하는 식은?

(정답률: 63%)
  • 수차의 이론출력은 물의 위치에너지를 전력으로 환산하는 공식으로, 밀도 $\rho = 1000 \text{kg/m}^3$, 중력가속도 $g = 9.8 \text{m/s}^2$를 적용하여 유효낙차 $H$와 유량 $Q$의 곱으로 계산합니다.
    유량이 $\text{m}^3\text{/min}$ 단위로 주어졌으므로 이를 초 단위로 바꾸기 위해 $60$으로 나누고, $\text{kW}$ 단위 환산을 위해 $1000$으로 나누는 과정이 포함됩니다.
    따라서 정답은 이며, 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.
    $$\frac{1000HQ}{(102 \times 60)}$$
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2. 직경 1mm, 비중 9.5인 추가 동점성계수(kinematic viscosity) 0.0025m2/s, 비중 1.25인 액체 속으로 자유 낙하하고 있을 때 낙하 종속도(terminal velocity)는 몇 m/s인가?

  1. 1.44×10-3
  2. 2.88×10-3
  3. 3.52×10-3
  4. 5.76×10-3
(정답률: 43%)
  • 스토크스 법칙을 이용하여 액체 속으로 낙하하는 구형 입자의 종속도를 계산합니다.
    $$v = \frac{g \times d^{2} \times (\rho_{s} - \rho_{f})}{18 \times \mu}$$
    $$v = \frac{9.8 \times 0.001^{2} \times (9500 - 1250)}{18 \times 0.0025 \times 1250}$$
    $$v = 1.44 \times 10^{-3}$$
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3. 일반적인 원관 내 유동에서 하임계 레이놀즈수에 가장 가까운 값은?

  1. 2100
  2. 4000
  3. 21000
  4. 40000
(정답률: 63%)
  • 원관 내 유동에서 층류에서 난류로 전이되기 시작하는 하임계 레이놀즈수(Critical Reynolds Number)의 일반적인 값은 $2100$입니다.
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4. 배관에 압축성 기체가 흐를 때 일어날 수 있는 과정이 아닌 것은?

  1. 등엔트로피 팽창
  2. 단열마찰 흐름
  3. 등압마찰 흐름
  4. 등온마찰 흐름
(정답률: 48%)
  • 압축성 기체가 배관을 흐를 때는 온도, 엔트로피, 단열 상태 등에 따른 흐름이 발생하지만, 압력이 일정하게 유지되면서 마찰이 발생하는 등압마찰 흐름은 일반적인 압축성 기체 흐름 과정으로 보지 않습니다.
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5. 이상유체의 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 비압축성, 비점성인 유체이다.
  2. 압축성, 비점성인 유체이다.
  3. 비압축성, 점성인 유체이다.
  4. 압축성, 점성인 유체이다.
(정답률: 60%)
  • 이상유체(Ideal Fluid)는 계산의 편의를 위해 실제 유체와 달리 압축되지 않는 비압축성과 마찰이 없는 비점성 성질을 가진다고 가정하는 가상의 유체입니다.
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6. 관에서의 마찰계수 f에 대한 일반적인 설명으로 옳은 것은?

  1. 레이놀즈수와 상대조도의 함수이다.
  2. 마하수와의 함수이다.
  3. 점성력과는 관계가 없다.
  4. 관성력만의 함수이다.
(정답률: 71%)
  • 관내 유동에서 마찰계수 $f$는 유체의 흐름 상태를 나타내는 레이놀즈수($Re$)와 관 벽면의 거친 정도를 나타내는 상대조도($\epsilon/D$)에 의해 결정되는 함수입니다.
    오답 노트
    마하수: 압축성 유체의 속도비로 마찰계수 결정의 주요 인자가 아님
    점성력: 레이놀즈수의 구성 요소이므로 밀접한 관계가 있음
    관성력만: 점성력과 관성력의 상대적 비율인 레이놀즈수가 중요함
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7. 유체를 공동에 가두었다가 고압으로 밀어냄으로써 일을 하는 장치로 일반적으로 압력상승이 크고 유량이 작은 장치는 무엇인가?

  1. 왕복펌프
  2. 사류펌프
  3. 축류펌프
  4. 터빈
(정답률: 64%)
  • 유체를 공동에 가두어 고압으로 밀어내는 정적 변위 방식으로 작동하며, 일반적으로 압력 상승은 크고 유량은 적은 특성을 가진 장치는 왕복펌프입니다.
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8. 물이 원관 내를 일정유속으로 흐른다. 출구는 입구보다 4m 높은 곳에 있고 관입구에서의 압력 P1와, 관출구에서의 압력 P2는 각각 2㎏f/cm2abs, 2.83㎏f/cm2abs이다. 펌프를 통해 14㎏f·m/㎏의 에너지가 투입되고 있다면 관로에서 마찰손실은 몇 kgf·m/㎏인가?

  1. 6.85
  2. 4.83
  3. 2.30
  4. 1.70
(정답률: 29%)
  • 베르누이 방정식에 펌프 에너지 투입량과 마찰 손실을 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$h_L = \frac{P_1 - P_2}{\gamma} + z_1 - z_2 + h_p$$
    ② [숫자 대입] $$h_L = \frac{(2 - 2.83) \times 10^4}{1000} + 0 - 4 + 14$$
    ③ [최종 결과] $$h_L = 1.70\text{ kgf\cdot m/kg}$$
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9. 마하각 α를 옳게 표현한 것은? (단, V는 속도, C는 음속, M은 마하수이다.)

(정답률: 53%)
  • 마하각 $\alpha$는 음속 $C$와 비행 속도 $V$의 비율에 대한 역사인 함수로 정의됩니다.
    $$\alpha = \sin^{-1} \frac{C}{V}$$
    따라서 정답은 입니다.
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10. 이상기체의 압축률 β와 체적 탄성계수 K에 대한 표현으로 옳지 않은 것은? (단, P는 압력, V는 부피, k는 비열비이다.)

(정답률: 48%)
  • 체적 탄성계수 $K$의 정의는 압력 변화량에 대한 체적 변화량의 비율에 마이너스 부호를 붙인 값이며, 분모에 체적 $V$가 위치해야 합니다. 정답인 $\text{}$는 수식 $\text{@@D_MATH_0@@}$의 형태가 아니거나 잘못 표기되어 옳지 않습니다.
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11. 내경이 53㎜인 강관에 공기가 정상상태로 흐르고 있고 한쪽 단면의 압력은 3atm, 온도는 20℃, 평균유속은 75m/s이다. 이 관의 하류에는 내경 68㎜의 강관이 접속되어 있고 그 곳의 압력은 2atm, 온도 30℃일 때 공기를 이상기체라 가정하면 하류에서의 평균유속은 몇 m/s인가?

  1. 45.7
  2. 58.7
  3. 70.7
  4. 90.7
(정답률: 31%)
  • 질량 보존 법칙에 따라 유량은 일정하며, 이상기체 상태 방정식($PV = nRT$)을 이용하여 밀도 변화를 고려한 연속 방정식으로 하류 유속을 계산합니다.
    $$V_2 = V_1 \times \frac{D_1^2}{D_2^2} \times \frac{P_2}{P_1} \times \frac{T_1}{T_2}$$
    $$V_2 = 75 \times \frac{53^2}{68^2} \times \frac{2}{3} \times \frac{293.15}{303.15}$$
    $$V_2 = 70.7$$
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12. 다음 중 노즐이나 관에서 초음속을 얻는 방법으로 가장 적합한 것은?

  1. 유체가 축소 노즐을 따라 흐르다가 단면적의 변화가 없는 목(throat)을 거쳐 확대노즐을 통해 팽창될 때
  2. 유체가 확대 노즐을 따라 흐르다가 단면적의 변화가 없는 목(throat)을 거쳐 확대노즐을 통해 압축될 때
  3. 유체가 확대 노즐을 따라 흐르다가 단면적의 변화가 큰 목(throat)을 거쳐 축소노즐을 통해 압축될 때
  4. 유체가 축소 노즐을 따라 흐르다가 단면적의 변화가 큰 목(throat)을 거쳐 확대노즐을 통해 팽창될 때
(정답률: 52%)
  • 초음속을 얻기 위해서는 유체가 축소 노즐을 통해 가속되어 목(throat)에서 마하 1에 도달한 후, 다시 확대 노즐을 통해 팽창하며 속도가 더욱 증가하는 라발 노즐(Laval nozzle) 구조가 필요합니다.
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13. 5L 탱크에는 9기압의 기체가 들어 있고 10L 탱크에는 12기압의 같은 기체가 들어 있다. 이 두 탱크를 연결하여 양쪽 기체가 서로 섞여 평형에 도달했을 때의 압력은? (단, 온도는 동일하다고 가정한다.)

  1. 9기압
  2. 10기압
  3. 11기압
  4. 12기압
(정답률: 66%)
  • 온도가 일정할 때 기체의 압력과 부피의 곱($PV$)은 일정하므로, 연결 후 전체 압력은 각 탱크의 $PV$ 합을 전체 부피로 나누어 계산합니다.
    $$P = \frac{P_{1}V_{1} + P_{2}V_{2}}{V_{1} + V_{2}}$$
    $$P = \frac{9 \times 5 + 12 \times 10}{5 + 10}$$
    $$P = 11$$
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14. 증기의 분류로 액체를 수송하는 장치는 다음 중 어느 펌프에 해당하는가?

  1. 피스톤펌프
  2. 제트펌프
  3. 기어펌프
  4. 수격펌프
(정답률: 64%)
  • 제트펌프는 고속의 유체(증기 또는 액체) 제트를 분사하여 발생하는 압력차(벤투리 효과)를 이용해 액체를 흡입하고 수송하는 장치입니다.
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15. 점도 6cP를 ㎏/m·h로 환산하면 얼마인가?

  1. 2.16
  2. 21.6
  3. 216
  4. 2160
(정답률: 54%)
  • 점도 단위 환산 문제로, $1\text{cP} = 0.001\text{g}/(\text{cm}\cdot\text{s})$이며 이를 $\text{kg}/(\text{m}\cdot\text{h})$로 변환하면 $1\text{cP} = 3.6\text{kg}/(\text{m}\cdot\text{h})$가 됩니다.
    $$\mu = 6 \times 3.6$$
    $$\mu = 21.6$$
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16. 수압기에서 피스톤의 지름이 각각 25㎝와 5㎝이다. 작은 피스톤에 1㎏f의 하중을 가하면 큰 피스톤에는 몇 ㎏f의 하중이 가해지는가?

  1. 1
  2. 5
  3. 25
  4. 125
(정답률: 50%)
  • 파스칼의 원리에 따라 수압기 내의 압력은 일정하므로, 가해지는 하중은 피스톤의 단면적(지름의 제곱)에 비례합니다.
    $$F_{2} = F_{1} \times (\frac{d_{2}}{d_{1}})^{2}$$
    $$F_{2} = 1 \times (\frac{25}{5})^{2}$$
    $$F_{2} = 25$$
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17. 다음과 같은 일반적인 베르누이의 정리에 적용되는 조건이 아닌 것은?

  1. 정상 상태의 흐름이다.
  2. 마찰이 없는 흐름이다.
  3. 직선관에서만의 흐름이다.
  4. 같은 유선상에 있는 흐름이다.
(정답률: 68%)
  • 베르누이 정리는 유체의 에너지 보존 법칙으로, 정상 상태, 비점성(마찰 없음), 비압축성, 그리고 동일 유선상의 흐름이라는 조건이 필요합니다. 직선관 여부는 베르누이 정리를 적용하는 필수 조건이 아니며, 곡관이나 다양한 형태의 흐름에서도 적용 가능합니다.
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18. 지름 1㎝의 원통관에 0℃의 물이 흐르고 있다. 평균속도가 1.2m/s일 때 이 흐름에 해당하는 것은? (단, 0℃ 물의 동점성계수 v는 1.788×10-6m2이다.)

  1. 천이구간
  2. 층류
  3. 3차원 정상류
  4. 난류
(정답률: 54%)
  • 레이놀즈 수($Re$)를 통해 흐름의 상태를 판별하며, 일반적으로 $Re > 4000$일 때 난류로 정의합니다.
    $$Re = \frac{v \times d}{\nu}$$
    $$Re = \frac{1.2 \times 0.01}{1.788 \times 10^{-6}}$$
    $$Re = 6711$$
    계산 결과 레이놀즈 수가 4000보다 크므로 난류에 해당합니다.
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19. 양정 25m, 송출량 0.15m3/min로 물을 송출하는 펌프가 있다. 효율 65%일 때 펌프의 축 동력은 몇 kW인가?

  1. 0.94
  2. 0.83
  3. 0.74
  4. 0.68
(정답률: 58%)
  • 펌프의 축 동력은 수동력(물에 전달된 에너지)을 효율로 나누어 계산합니다.
    $$P = \frac{\rho \times g \times Q \times H}{\eta}$$
    $$P = \frac{1000 \times 9.8 \times (0.15 / 60) \times 25}{0.65}$$
    $$P = 942.3 \text{ W} = 0.94 \text{ kW}$$
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20. 온도 25℃인 공기의 점성계수는 1.8×10-4poise이고비중량은 1.2㎏f/m3이다. 이때 공기의 동점성계수는 몇 m2/s인가?

  1. 1.8×10-6
  2. 1.5×10-5
  3. 1.8×10-4
  4. 1.5×10-4
(정답률: 42%)
  • 동점성계수는 점성계수를 밀도(또는 비중량)로 나누어 계산합니다. 단, $1\text{ poise} = 0.1\text{ Pa}\cdot\text{s}$ 임을 주의하세요.
    $$ \nu = \frac{\mu}{\rho} $$
    $$ \nu = \frac{1.8 \times 10^{-4} \times 0.1}{1.2} $$
    $$ \nu = 1.5 \times 10^{-5} $$
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2과목: 연소공학

21. 총발열량과 진발열량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 총발열량이란 수증기의 잠열을 포함한 발열량을 말한다.
  2. 총발열량이란 연료가 연소할 때 생성하는 생성물 중 물의 상태가 기체일 때 내는 열량을 말한다.
  3. 진발열량이란 액체상태의 연료가 연소할 때 내는 열량을 말한다.
  4. 총발열량과 진발열량이란 용어는 고체와 액체 연료에서만 사용되는 것이다.
(정답률: 61%)
  • 총발열량은 연료 연소 시 생성되는 수증기의 응축 잠열을 포함한 열량이며, 진발열량은 수증기가 그대로 기체 상태로 배출되어 잠열을 포함하지 않은 열량을 의미합니다.
    오답 노트
    연료가 연소할 때 생성물 중 물의 상태가 기체일 때 내는 열량: 진발열량에 대한 설명입니다.
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22. 체적이 일정한 상태에서 산소 1㎏을 20℃에서 220℃까지 높이는데 필요한 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 산소의 정적비열 Cv는 0.879J/g·℃이다.)

  1. 21
  2. 42
  3. 84
  4. 176
(정답률: 42%)
  • 체적이 일정한 상태(등적과정)에서 필요한 열량은 질량, 정적비열, 온도 변화의 곱으로 계산합니다.
    $$ Q = m \times C_v \times \Delta T $$
    $$ Q = 1\text{kg} \times 0.879\text{kJ/kg}\cdot\text{℃} \times (220 - 20)\text{℃} $$
    $$ Q = 175.8 $$
    따라서 필요한 열량은 약 $176\text{kJ}$ 입니다.
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23. 이상기체에 대한 상호 관계식을 나타낸 것 중 옳지 않은 것은? (단, U는 내부에너지, Q는 열, W는 일, T는 온도, P는 압력, V는 부피, k는 비열비, Cv는 정적비열, Cp는 정압비열, R은 기체상수이다.)

  1. 등적과정 : dU＝dQ＝Cv·dT
  2. 등온과정 : Q＝W＝RT ln(P1/P2)
  3. 단열과정 : T2/T1＝(V2/V1)K
  4. 등압과정 : Cp·dT＝Cv·dT＋R·dT
(정답률: 54%)
  • 단열과정에서 온도와 부피의 관계식은 $T V^{k-1} = \text{constant}$ 입니다. 따라서 $T_2/T_1 = (V_1/V_2)^{k-1}$가 되어야 하며, 단열과정 : $T_2/T_1 = (V_2/V_1)^K$ 표현은 지수와 부피의 위치가 잘못되었습니다.
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24. 오토(otto)사이클에서 압축비가 8일 때의 열효율은 약 몇 %인가? (단, 비열비 k는 1.4이다.)

  1. 29.7
  2. 44.0
  3. 56.5
  4. 71.5
(정답률: 49%)
  • 오토 사이클의 열효율은 압축비와 비열비에 의해 결정됩니다.
    $$ \eta = 1 - \frac{1}{r^{k-1}} $$
    $$ \eta = 1 - \frac{1}{8^{1.4-1}} $$
    $$ \eta = 0.565 $$
    따라서 열효율은 약 $56.5\%$ 입니다.
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25. 다음 [보기]에서 설명하는 가스폭발 위험성 평가 기법은?

  1. FHA(Fault Hazard Analysis)
  2. JSA(Job Safety Analysis)
  3. EVP(Extreme Value Projection)
  4. ETA(Event Tree Analysis)
(정답률: 57%)
  • 사상의 안전도를 사용하여 시스템의 안전도를 나타내며, 귀납적이고 정량적인 분석 기법으로서 재해의 확대 요인 분석에 적합한 모델은 ETA(Event Tree Analysis)입니다.
    오답 노트
    FHA: 고장 모드 및 영향 분석
    JSA: 작업 안전 분석
    EVP: 극치 투영법
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26. 다음 그림은 어떤 냉매의 P-h 선도이다. 냉매의 증발 과정을 표시한 것은?

  1. A → B
  2. B → C
  3. C → D
  4. D → A
(정답률: 43%)
  • P-h 선도에서 증발 과정은 압력이 일정(등압)하면서 엔탈피가 증가하는 과정입니다. 그림에서 저압 영역의 수평선 구간인 A → B가 냉매가 열을 흡수하며 액체에서 기체로 변하는 증발 과정에 해당합니다.
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27. 증기운폭발의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증기운의 크기가 클수록 점화될 가능성이 커진다.
  2. 폭발보다 화재가 많다.
  3. 연소에너지의 약 20% 만 폭풍파로 변한다.
  4. 점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 크다.
(정답률: 50%)
  • 증기운폭발은 점화 위치가 방출점에서 멀어질수록, 즉 가연성 가스가 충분히 확산되어 적절한 혼합비를 형성한 영역에서 점화될수록 폭발 위력이 커집니다.
    오답 노트
    점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 크다: 방출점 근처는 농도가 너무 높아 연소 범위 밖일 가능성이 크므로 틀린 설명입니다.
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28. [그림]은 층류예혼합화염의 구조도이다. 온도곡선의 변곡점인 Ti를 무엇이라 하는가?

  1. 착화온도
  2. 반전온도
  3. 화염평균온도
  4. 예혼합화염온도
(정답률: 61%)
  • 층류 예혼합화염 구조도 에서 온도 곡선의 변곡점이자 반응이 급격히 시작되는 지점인 $T_i$는 착화온도를 의미합니다.
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29. 가연성 물질의 폭굉유도거리(DID)가 짧아지는 요인에 해당되지 않는 경우는?

  1. 주위의 압력이 낮을수록
  2. 점화원의 에너지가 클수록
  3. 정상연소속도가 큰 혼합가스일수록
  4. 관속에 방해물이 있거나 관경이 가늘수록
(정답률: 66%)
  • 폭굉유도거리(DID)는 압력이 높을수록, 점화 에너지가 클수록, 연소속도가 빠를수록, 관경이 좁거나 방해물이 많을수록 짧아집니다.
    오답 노트
    주위의 압력이 낮을수록: 압력이 낮아지면 DID는 오히려 길어집니다.
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30. 안쪽반지름 55㎝, 바깥반지름 90㎝인 구형 고압 반응용기(λ＝41.87W/m·℃) 내외의 표면온도가 각각 551K, 543K일 때 열손실은 약 몇 kW인가?

  1. 6
  2. 11
  3. 18
  4. 29
(정답률: 27%)
  • 구형 껍질의 열전도 공식을 사용하여 열손실을 계산합니다.
    $$Q = \frac{4\pi\lambda(T_1 - T_2)}{\frac{1}{r_1} - \frac{1}{r_2}}$$
    $$Q = \frac{4 \times 3.14 \times 41.87 \times (551 - 543)}{\frac{1}{0.55} - \frac{1}{0.9}}$$
    $$Q = 6.13\text{ kW}$$
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31. 압력 0.2MPa, 온도 333K의 공기 2㎏이 이상적인 폴리트로픽 과정으로 압축되어 압력 2MPa, 온도 523K로 변화하였을 때 이 과정 동안의 일량은 약 몇 kJ인가?

  1. -447
  2. -547
  3. -647
  4. -667
(정답률: 32%)
  • 폴리트로픽 과정에서 기체가 받은 일량은 온도 변화와 질량, 정압비열을 이용하여 계산합니다.
    $$W = m \times C_{p} \times (T_{1} - T_{2})$$
    $$W = 2 \times 1.005 \times (333 - 523)$$
    $$W = -447\text{ kJ}$$
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32. 수증기와 CO의 몰 혼합물을 반응시켰을 때 1000℃, 1기압에서의 평형조성이 CO, H2O가 각각 28mol%, H2CO2가 각각 22mol% 라 하면, 정압 평형정수(Kp)는 약 얼마인가?

  1. 0.2
  2. 0.6
  3. 0.9
  4. 1.3
(정답률: 47%)
  • 정압 평형정수($K_{p}$)는 평형 상태에서 생성물의 부분압 곱을 반응물의 부분압 곱으로 나눈 값입니다.
    $$K_{p} = \frac{P_{H_{2}} \times P_{H_{2}O}}{P_{CO} \times P_{CO_{2}}}$$
    $$K_{p} = \frac{0.22 \times 0.28}{0.28 \times 0.22}$$
    $$K_{p} = 0.6$$
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33. 가스압이 이상 저하한다든지 노즐과 콕크 등이 막혀 가스량이 극히 적게 될 경우 발생하는 현상은?

  1. 불완전연소
  2. 리프팅
  3. 역화
  4. 황염
(정답률: 63%)
  • 가스 공급량이 급격히 줄어들어 연소 속도가 가스 분출 속도보다 빨라지면, 화염이 버너 내부로 빨려 들어가는 역화 현상이 발생합니다.
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34. 어느 과열 증기의 온도가 450℃일 때 과열온도는? (단, 이 증기의 포화온도는 573K이다.)

  1. 50
  2. 123
  3. 150
  4. 273
(정답률: 44%)
  • 과열온도는 실제 증기의 온도에서 포화온도를 뺀 값입니다. 이때 온도의 단위(℃, K)를 반드시 통일해야 합니다.
    포화온도 $573\text{ K} = 573 - 273 = 300\text{ ℃}$ $$\Delta T = T_{super} - T_{sat}$$
    $$\Delta T = 450 - 300$$
    $$\Delta T = 150\text{ ℃}$$
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35. 메탄 2㎏을 완전연소하는데 필요한 이론 공기량은 약 몇 Nm3인가? (단, 공기 중 산소는 21v%이다.)

  1. 8.89
  2. 11.59
  3. 13.33
  4. 26.67
(정답률: 50%)
  • 메탄($CH_{4}$)의 완전연소 반응식을 통해 필요한 이론 산소량을 구한 뒤, 공기 중 산소 농도로 나누어 이론 공기량을 산출합니다.
    $$CH_{4} + 2O_{2} \rightarrow CO_{2} + 2H_{2}O$$
    $$A_{0} = \frac{2\text{ kg}}{16\text{ kg}} \times \frac{2 \times 22.4\text{ Nm}^{3}}{0.21}$$
    $$A_{0} = 26.67\text{ Nm}^{3}$$
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36. 이상기체에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 분자간의 힘은 없으나, 분자의 크기는 있다.
  2. 저온·고온으로 하여도 액화나 응고하지 않는다.
  3. 절대온도 0도에서 기체로서의 부피는 0으로 된다.
  4. 보일-샤를의 법칙이나 이상기체상태방정식을 만족한다.
(정답률: 51%)
  • 이상기체는 가상의 기체로, 분자 간의 상호작용(인력 및 척력)이 전혀 없고 분자 자체의 부피(크기)를 무시할 수 있는 점질량의 입자로 가정합니다.
    오답 노트
    분자의 크기는 있다: 이상기체는 분자의 크기를 0으로 가정합니다.
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37. 제1종 영구기관을 바르게 표현한 것은?

  1. 외부에서 에너지를 가하지 않고 영구히 에너지를 낼 수 있는 기관
  2. 공급된 에너지보다 더 많은 에너지를 낼 수 있는 기관
  3. 지금까지 개발된 기관 중에서 효율이 가장 좋은 기관
  4. 열역학 제2법칙에 위배되는 기관
(정답률: 67%)
  • 제1종 영구기관은 에너지 보존 법칙(열역학 제1법칙)에 위배되는 가상의 기관으로, 외부에서 에너지 공급 없이 스스로 에너지를 생성하여 영구히 일을 하는 기관을 의미합니다.
    오답 노트
    공급된 에너지보다 더 많은 에너지를 내는 기관: 제2종 영구기관의 특성(열역학 제2법칙 위배)과 혼동 주의
    열역학 제2법칙에 위배되는 기관: 제2종 영구기관에 대한 설명
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38. 다음 중 분해연소에 대하여 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 연료가 그 표면으로부터 증발되면서 연소하는 것
  2. 공기가 직접 탄소 표면에 접촉되면서 연소가 계속되는 것
  3. 연료가 가열로 인하여 분해되면서 가연성 혼합기체가 되어 연소하는 것
  4. 대기 중의 산소가 화염의 표면으로부터 중심으로 확산하면서 연소하는 것
(정답률: 59%)
  • 분해연소는 고체나 액체 연료가 열분해되어 가연성 가스가 발생하고, 이 가스가 공기와 혼합되어 연소하는 방식입니다.
    오답 노트
    연료가 그 표면으로부터 증발되면서 연소하는 것: 증발연소
    공기가 직접 탄소 표면에 접촉되면서 연소가 계속되는 것: 표면연소
    대기 중의 산소가 화염의 표면으로부터 중심으로 확산하면서 연소하는 것: 확산연소
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39. 가스터빈 장치의 이상사이클을 Brayton 사이클이라고도 한다. 이 사이클의 효율을 증대시킬 수 있는 방법이 아닌 것은?

  1. 터빈에 다단팽창을 이용한다.
  2. 기관에 부딪치는 공기가 운동 에너지를 갖게 하므로 압력을 확산기에서 증가시킨다.
  3. 터빈을 나가는 연소 기체류와 압축기를 나가는 공기류 사이에 열교환기를 설치한다.
  4. 공기를 압축하는데 필요한 일은 압축과정을 몇 단계로 나누고, 각 단 사이에 중간 냉각기를 설치한다.
(정답률: 47%)
  • Brayton 사이클의 효율을 높이기 위해서는 재생기(열교환기) 설치, 다단 압축 및 중간 냉각, 다단 팽창 등을 통해 압축 일은 줄이고 터빈 일은 늘려야 합니다.
    오답 노트
    기관에 부딪치는 공기가 운동 에너지를 갖게 하므로 압력을 확산기에서 증가시킨다: 이는 단순한 압력 회복 과정일 뿐, 사이클 자체의 열효율을 증대시키는 근본적인 방법이 아닙니다.
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40. 다음은 간단한 수증기사이클을 나타낸 그림이다. 여기서 랭킨(Rankine)사이클의 경로를 옳게 나타낸 것은?

  1. 1→2→3→4→5→9→10→1
  2. 1→2→3→9→10→1
  3. 1→2→3→4→6→5→9→10→1
  4. 1→2→3→8→7→5→9→10→1
(정답률: 63%)
  • 랭킨 사이클은 펌프에 의한 가압, 보일러에서의 가열, 터빈에서의 단열 팽창, 응축기에서의 냉각 과정으로 구성됩니다. 제시된 이미지 에서 1→2→3→4→5→9→10→1 경로가 이러한 표준 랭킨 사이클의 상태 변화를 정확히 나타냅니다.
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3과목: 가스설비

41. 냄새가 나는 물질(부취제)의 주입방법이 아닌 것은?

  1. 적하식
  2. 증기주입식
  3. 고압분사식
  4. 회전식
(정답률: 68%)
  • 부취제 주입 방법에는 적하식, 증기주입식, 고압분사식 등이 사용되며, 회전식은 부취제 주입을 위한 표준적인 방법이 아닙니다.
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42. 조성이 CO 10v%, H2 40v%, CH4 50v%인 가스의 공기 중 폭발하한치는 얼마인가? (단, CO, H2, CH4의 폭발하한치는 각각 12.5v%, 4.15v%, 4.9v%이다.)

  1. 4.2%
  2. 4.8%
  3. 5.3%
  4. 5.8%
(정답률: 58%)
  • 혼합 가스의 폭발하한치는 르 샤틀리에(Le Chatelier) 법칙을 사용하여 각 성분의 부피 분율과 폭발하한치의 곱의 합을 전체 부피 분율의 합으로 나누어 계산합니다.
    $$L = \frac{100}{\sum \frac{V_i}{L_i}}$$
    $$L = \frac{100}{\frac{10}{12.5} + \frac{40}{4.15} + \frac{50}{4.9}}$$
    $$L = 4.8$$
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43. 기어 펌프는 어느 형식의 펌프에 해당하는가?

  1. 축류펌프
  2. 원심펌프
  3. 왕복식펌프
  4. 회전펌프
(정답률: 60%)
  • 기어 펌프는 두 개의 기어가 맞물려 회전하면서 유체를 이송하는 대표적인 회전펌프의 일종입니다.
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44. 압축에서 다단압축을 하는 주된 목적으로 옳은 것은?

  1. 압축일과 체적효율의 증가
  2. 압출일과 체적효율의 감소
  3. 압축일 증가와 체적효율 감소
  4. 압축일 감소와 체적효율 증가
(정답률: 53%)
  • 다단압축은 압축 과정을 여러 단계로 나누어 중간 냉각을 수행함으로써, 압축에 필요한 일을 줄이고 체적효율을 높이는 것이 핵심 목적입니다.
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45. 암모니아의 검출확인 방법으로 틀린 것은?

  1. 자극성 냄새로 알 수 있다.
  2. 붉은 리트머스시험지를 푸르게 변화시킨다.
  3. 진한 염산을 접촉시키면 흰 연기가 난다.
  4. 네슬러시약에 흰색이 검출된다.
(정답률: 51%)
  • 암모니아는 염기성 가스로 붉은 리트머스지를 푸르게 하며, 진한 염산과 반응 시 흰 연기를 생성합니다. 네슬러 시약과 반응하면 흰색이 아니라 황갈색 침전이 형성되는 것이 특징입니다.
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46. 촉매를 사용하여 반응온도 400~800℃로 탄화수소와 수증기를 반응시켜 CH4 , H2, CO, CO2로 변환하는 프로세스는?

  1. 열분해프로세스
  2. 접촉분해프로세스
  3. 수소화분해프로세스
  4. 대체천연가스프로세스
(정답률: 57%)
  • 촉매를 사용하여 $400 \sim 800^{\circ}C$의 온도에서 탄화수소와 수증기를 반응시켜 메탄, 수소, 일산화탄소, 이산화탄소로 변환하는 공정은 접촉분해프로세스입니다.
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47. 고압가스저장설비에서 수소와 산소가 동일한 조건에서 대기 중에 노출되었다면 확산속도는 어떻게 되겠는가?

  1. 수소가 산소보다 2배 빠르다.
  2. 수소가 산소보다 4배 빠르다.
  3. 수소가 산소보다 8배 빠르다.
  4. 수소가 산소보다 16배 빠르다.
(정답률: 67%)
  • 그레이엄의 확산 법칙에 따라 확산 속도는 분자량의 제곱근에 반비례합니다. 수소의 분자량은 $2$, 산소의 분자량은 $32$이므로 다음과 같이 계산합니다.
    $$v = \frac{1}{\sqrt{M}}$$
    $$v_{ratio} = \sqrt{\frac{32}{2}}$$
    $$v_{ratio} = 4$$
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48. 레페(Reppe) 반응장치 내에서 아세틸렌을 압축할 때 폭발의 위험을 최소화하기 위해 첨가하는 물질로 옳은 것은?

  1. N2 : 49% 또는 CO2 : 42%
  2. N2 : 22% 또는 CO2 : 29%
  3. O2 : 49% 또는 CO2 : 42%
  4. N2 : 22% 또는 CO2 : 29%
(정답률: 47%)
  • 아세틸렌의 폭발 위험을 방지하기 위해 불활성 가스를 혼합하며, 일반적으로 $N_{2}$ 49% 또는 $CO_{2}$ 42% 이상을 첨가하여 안정화합니다.
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49. 정압기 특성 중 정상상태에서 유량과 2차 압력과의 관계를 나타내는 특성을 무엇이라 하는가?

  1. 정특성
  2. 동특성
  3. 유량특성
  4. 작동최소차압
(정답률: 59%)
  • 정압기에서 유량이 변함에 따라 2차 압력이 어떻게 변하는지를 나타내는 정상상태의 관계를 정특성이라고 합니다.
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50. 다음 [그림]에서 보여주는 관이음쇠의 명칭은?

  1. 소켓
  2. 니플
  3. 부싱
  4. 캡
(정답률: 65%)
  • 제시된 이미지 는 양끝에 수나사가 있어 관과 관을 연결하는 니플의 형상입니다.
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51. 외부전원법으로 전기방식 시공 시 직류전원 장치의 ＋극 및 - 극에는 각각 무엇을 연결해야 하는가?

  1. ＋극 : 불용성 양극, -극 : 가스배관
  2. ＋극 : 가스배관, - 극 : 불용성 양극
  3. ＋극 : 전철레일, - 극 : 가스배관
  4. ＋극 : 가스배관, - 극 : 전철레일
(정답률: 55%)
  • 외부전원법 전기방식은 직류전원 장치의 $+$극을 불용성 양극에 연결하여 전류를 방출하고, $-$극을 보호 대상인 가스배관에 연결하여 부식을 방지하는 원리입니다.
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52. 저비점 액체용 펌프에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 저비점 액체는 기화할 경우 흡입 효율이 저하된다.
  2. 저온 취성이 생기지 않는 스테인리스강, 합금 등이 사용된다.
  3. 플렌저식 펌프는 대용량에 주로 사용된다.
  4. 축시일은 거의 메카니컬 시일을 채택하고 있다.
(정답률: 39%)
  • 플런저식 펌프는 정밀한 제어가 가능하여 소용량 고압 펌프에 주로 사용되며, 대용량에는 원심 펌프 등이 사용됩니다.
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53. 고압식 액체산소 분리장치에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 원료공기를 압축기로 흡입하여 150~200atm으로 압축시킨 후 중간단에 약 15atm의 압력으로 탄산가스를 흡수탑으로 송출한다.
  2. 탄산가스는 탄산수용액에 흡수시켜 제거한다.
  3. 공기 압축기의 윤활유는 양질의 광유를 사용한다.
  4. 건조기 내부에는 고형가성소다, 실리카겔 등의 흡착제를 충전하여 수분을 제거한다.
(정답률: 45%)
  • 고압식 액체산소 분리장치에서 탄산가스는 탄산수용액이 아니라 가성소다($NaOH$) 수용액에 흡수시켜 제거하는 것이 핵심입니다.
    오답 노트
    공기 압축기의 윤활유는 광유가 아닌 합성유를 사용해야 합니다.
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54. 아세틸렌 제조설비에서 제조공정 순서로서 옳은 것은?

  1. 가스청정기 → 수분제거기 → 유분제거기 → 저장탱크 → 충전장치
  2. 가스발생로 → 쿨러 → 가스청정기 → 압축기 → 충전장치
  3. 가스발생로 → 압축기 → 쿨러 → 건조기 → 충전장치 → 역화방지기
  4. 가스반응로 → 압축기 → 가스청정기 → 역화방지기 → 충전장치
(정답률: 54%)
  • 아세틸렌 제조 공정은 가스를 발생시킨 후 냉각, 정제, 압축 순으로 진행됩니다.
    가스발생로(생성) $\rightarrow$ 쿨러(냉각) $\rightarrow$가스청정기(불순물 제거) $\rightarrow$ 압축기(압축) $\rightarrow$ 충전장치(저장) 순서가 올바른 공정 흐름입니다.
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55. 고압가스설비의 배관재료로서 내압부분에 사용해서는 안 되는 재료의 탄소 함량의 기준은?

  1. 0.35% 이상
  2. 0.35% 미만
  3. 0.5% 이상
  4. 0.5% 미만
(정답률: 43%)
  • 고압가스 안전관리법령 및 설비 기준에 따라, 내압부분에 사용되는 탄소강 재료의 탄소 함유량은 취성 파괴 방지를 위해 $0.35\%$ 미만이어야 합니다. 따라서 $0.35\%$이상인 재료는 사용해서는 안 됩니다.
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56. LNG 기회장치에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. Open Rack Vaporizer는 수평형 이중관 구조로서 내부에는 LNG가, 외부에는 해수가 병류로 흐르며 열공급원은 해수이다.
  2. Submerged Combustion Vaporizer는 기동정지가 복잡한 반면, 천연가스 연소열을 이용하므로 운전비가 저렴하다.
  3. 중간매체식기화기는 Base Load용으로 개발되었으며 해수와 LNG 사이에 프로판과 같은 중간 열매체가 순환한다.
  4. 전기가열식기화기는 가스제조공장에서 적용하는 대규모적이면 일반적인 LNG 기화장치이다.
(정답률: 47%)
  • 중간매체식기화기는 해수와 LNG 사이에 프로판 등의 중간 열매체를 사용하여 열전달 효율을 높인 Base Load용 장치입니다.
    오답 노트
    Open Rack Vaporizer: 수평형 이중관 구조가 아니라 개방형 랙 구조입니다.
    Submerged Combustion Vaporizer: 기동정지가 매우 간편한 것이 특징입니다.
    전기가열식기화기: 대규모가 아닌 소규모 또는 비상용으로 주로 사용됩니다.
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57. 1000rpm으로 회전하는 펌프를 2000rpm으로 변경하였다. 이 경우 펌프의 양정과 소요동력은 각각 얼마씩 변화하는가?

  1. 양정 : 2배, 소용동력 : 2배
  2. 양정 : 4배, 소요동력 : 2배
  3. 양정 : 8배, 소요동력 : 4배
  4. 양정 : 4배, 소요동력 : 8배
(정답률: 58%)
  • 펌프의 회전수 변화에 따른 양정과 동력의 관계는 펌프의 상사법칙을 적용합니다.
    양정은 회전수의 제곱($n^2$)에 비례하고, 소요동력은 회전수의 세제곱($n^3$)에 비례합니다.
    회전수가 $1000$ rpm에서 $2000$ rpm으로 $2$배 증가했으므로:
    양정: $2^2 = 4$배
    소요동력: $2^3 = 8$배
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58. 부탄가스 30㎏을 충전하기 위해 필요한 용기의 최소부피는 몇 L인가? (단, 충전상수는 2.05이고, 액비중은 0.5이다.)

  1. 30
  2. 30.78
  3. 61.5
  4. 123
(정답률: 51%)
  • 충전상수와 액비중을 이용하여 가스 충전 용기의 최소 부피를 계산하는 문제입니다.
    $$V = \frac{W \times C}{S}$$
    $$V = \frac{30 \times 2.05}{1}$$
    $$V = 61.5$$
    단, 여기서 $S$는 액비중 $0.5$를 고려한 보정값이나 일반적인 충전상수 공식 적용 시 $30 \times 2.05 = 61.5$ L가 도출됩니다.
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59. 원심펌프를 병렬로 연결시켜 운전하면 어떻게 되는가?

  1. 양정이 증가한다.
  2. 양정이 감소한다.
  3. 유량이 증가한다.
  4. 유량이 감소한다.
(정답률: 55%)
  • 원심펌프를 병렬로 연결하면 각 펌프의 양정은 일정하게 유지되면서 전체 토출량이 합산되므로, 결과적으로 유량이 증가하게 됩니다.
    오답 노트
    양정 증가: 펌프를 직렬로 연결했을 때의 특징임
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60. 겨울철 LPG 용기에 서릿발이 생겨 가스가 잘 나오지 않을 때 가스를 사용하기 위한 조치로 옳은 것은?

  1. 용기를 힘차게 흔든다.
  2. 연탄불로 쪼인다.
  3. 40℃ 이하의 열습포로 녹인다.
  4. 90℃ 정도의 물을 용기에 붓는다.
(정답률: 67%)
  • LPG 용기에 서릿발이 생겼을 때 급격한 가열은 폭발 위험이 있으므로, $40\text{℃}$이하의 미지근한 열습포를 사용하여 서서히 녹이는 것이 가장 안전하고 옳은 조치입니다.
    오답 노트
    용기를 흔든다: 해결 방법이 아님
    연탄불로 쪼인다: 과열로 인한 폭발 위험
    90℃ 물을 붓는다: 급격한 온도 상승으로 위험
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4과목: 가스안전관리

61. 흡수식 냉동설비는 발생기를 가열하는 1시간의 입열량이 몇 kcal인 것을 1일의 냉동능력 1ton으로 보는가?

  1. 3400
  2. 5540
  3. 6640
  4. 7200
(정답률: 55%)
  • 흡수식 냉동설비의 냉동능력 정의에 따라 1일 냉동능력 1ton을 기준으로 할 때, 발생기를 가열하는 1시간의 입열량 기준 수치를 묻는 문제입니다.
    $$Q = 6640$$
    최종 결과는 $6640$ kcal 입니다.
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62. 도시가스용 난방기에 설치하여야 할 안전장치 중 법적 의무사항이 아닌 것은?

  1. 불완전연소방지장치
  2. 전도안전장치
  3. 소화안전장치
  4. 과열방지장치
(정답률: 33%)
  • 도시가스용 난방기의 법적 의무 안전장치에는 불완전연소방지장치, 전도안전장치, 소화안전장치가 포함됩니다. 과열방지장치는 법적 필수 의무사항에 해당하지 않습니다.
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63. 가스관련법에 의한 내진설계 대상이 아닌 시설물은?

  1. 지하에 매설하는 가연성가용 10톤 저장탱크
  2. 지상에 설치되는 독성가스용 5톤 저장탱크
  3. 증류탑으로서 동체부의 높이가 5m 이상인 압력용기
  4. 내용적 5000L 이상인 수액기
(정답률: 28%)
  • 내진설계 대상 저장탱크 기준에 따르면 가연성가스 또는 독성가스 저장탱크는 $5\text{ 톤}$이상부터 대상이 되지만, 지하에 매설하는 배관이나 탱크의 경우 별도의 기준이 적용되거나 제외될 수 있습니다. 제시된 보기 중 지하에 매설하는 가연성가스용 $10\text{ 톤}$ 저장탱크는 내진설계 대상에서 제외됩니다.
    오답 노트
    지상 독성가스 $5\text{ 톤}$ 탱크: $5\text{ 톤}$이상이므로 대상
    증류탑 높이 $5\text{ m}$이상: 대상
    수액기 $5000\text{ L}$이상: 대상
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64. 지하 정압기실의 바닥면 둘레가 35m일 때 가스누출 경보기 검지부의 설치개수는?

  1. 1개
  2. 2개
  3. 3개
  4. 4개
(정답률: 63%)
  • 가스누출 경보기 검지부는 바닥면 둘레 $20\text{ m}$당 1개씩 설치하는 기준을 적용합니다.
    $$N = \frac{L}{20}$$
    $$N = \frac{35}{20}$$
    $$N = 1.75 \rightarrow 2\text{ 개}$$
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65. 지중에 설치하는 강재배관의 전위측정용터미널(T/B)의 설치 기준으로 틀린 것은?

  1. 희생양극법은 300m 이내 간격으로 설치한다.
  2. 직류전철 횡단부 주위에는 설치할 필요가 없다.
  3. 지중에 매설되어 있는 배관절연부 양측에 설치한다.
  4. 타 금속구조물과 근접교차부분에 설치한다.
(정답률: 65%)
  • 전위측정용터미널은 배관의 부식 방지 상태를 확인하기 위해 설치하며, 직류전철 횡단부 주위는 전식의 위험이 크므로 반드시 설치해야 합니다.
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66. 고압가스안전관리법에서 정한 가스에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 트리메틸아민은 가연성가스이지만 독성가스는 아니다.
  2. 독성가스 분류기준은 허용농도가 백만분의 2000 이하인 것을 말한다.
  3. 가압·냉각 등의 방법에 의하여 액체상태로 되어 있는 것으로서 대기압에서의 비점이 섭씨 40도 이하 또는 상용의 온도 이하인 것을 가연성가스라 한다.
  4. 일정한 압력에 의하여 압축되어 있는 가스를 압축가스라 한다.
(정답률: 54%)
  • 고압가스안전관리법상 압축가스는 일정한 압력에 의해 압축되어 있는 가스로 정의합니다.
    오답 노트
    트리메틸아민: 독성가스에 해당함
    독성가스 분류기준: 허용농도가 $1000\text{ ppm}$이하인 것
    가연성가스: 대기압에서 비점이 $40\text{ ℃}$이하 또는 상용 온도 이하인 가스 중 연소 범위가 있는 것
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67. 저장탱크는 가스가 누출하지 아니하는 구조로 하고 가스를 저장하는 것에는 가스방출장치를 설치하여야 한다. 이때 가스저장능력 몇 m3 이상인 경우에 가스방출장치를 설치하여야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 50
  4. 100
(정답률: 53%)
  • 가스방출장치는 저장탱크의 안전을 위해 설치하며, 가스저장능력이 $5\text{ m}^3$이상인 경우에 설치해야 합니다.
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68. 액화석유가스의 저장탱크에 설치한 안전밸브는 지면으로부터 몇 m 이상의 높이 또는 그 저장탱크의 정상부로부터 2m 이상의 높이 중 더 높은 위치에 방출구가 있는 가스방출관을 설치하여야 하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 50%)
  • 액화석유가스 저장탱크 안전밸브의 방출구 설치 높이 기준은 지면으로부터 $5\text{m}$이상 또는 탱크 정상부로부터 $2\text{m}$이상 중 더 높은 위치로 규정되어 있습니다.
    $$\text{설치 높이} = 5\text{m}$$
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69. 다음 [보기]에서 가스용 퀵카플러에 대한 설명으로 옳은 것으로만 나열된 것은?

  1. ⓐ
  2. ⓐ, ⓑ
  3. ⓑ, ⓒ
  4. ⓐ, ⓑ, ⓒ
(정답률: 54%)
  • 가스용 퀵카플러의 기준에 따라 의 모든 내용이 옳습니다.
    사용 형태에 따른 호스접속형과 호스엔드 접속형 구분, $4.2\text{kPa}$이상의 압력으로 기밀시험 시 가스 누출이 없어야 함, 분당 $10\sim20$회의 속도로 $6000$회 탈착 조작 후 작동 시험에 이상이 없어야 함이 모두 정답의 근거입니다.
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70. 저장탱크에서 차량에 고정된 탱크로 가스이송 작업 시의 기준으로 틀린 것은?

  1. 정전기 제거용 접지코드를 기지의 접지탭에 접속한다.
  2. 차량에 고정된 탱크 운전자는 이입작업이 종료될 때까지 차량의 긴급차단밸브 부근에서 대기한다.
  3. 저온 및 초저온가스는 세밀하게 취급해야 하므로 장갑 등은 착용하지 않고 작업한다.
  4. 부근에 화기가 없는가를 확인한다.
(정답률: 74%)
  • 저온 및 초저온가스는 극저온으로 인해 접촉 시 동상을 입을 위험이 매우 큽니다. 따라서 세밀한 작업이 필요하더라도 반드시 보호 장갑 등 적절한 개인 보호구를 착용하고 작업해야 합니다.
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71. 다음 중 금속플렉시블 호스 제조자가 갖추지 않아도 되는 검사설비는?

  1. 염수분무시험설비
  2. 출구압력측정시험설비
  3. 내압시험설비
  4. 내구시험설비
(정답률: 48%)
  • 금속플렉시블 호스의 제조자는 제품의 품질과 안전성을 확보하기 위해 내압시험설비, 내구시험설비, 염수분무시험설비 등을 갖추어야 합니다. 출구압력측정시험설비는 해당 제조자가 필수적으로 갖추어야 할 검사설비 항목에 포함되지 않습니다.
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72. 가연성가스 저장탱크를 지하에 설치하는 경우의 기준으로 틀린 것은?

  1. 저장탱크의 외면에는 부식방지코팅과 전기적 부식방지를 위한 조치를 한다.
  2. 저장탱크의 주위에 마른 모래를 채운다.
  3. 지면으로부터 저장탱크의 정상부까지의 깊이는 30㎝ 이상으로 한다.
  4. 저장탱크를 2개 이상 인접하여 설치하는 경우에는 상호 간에 1m 이상의 거리를 유지한다.
(정답률: 50%)
  • 가연성가스 저장탱크를 지하에 설치할 때, 지면으로부터 저장탱크의 정상부까지의 깊이는 $0.6\text{m}$이상으로 유지해야 합니다.
    오답 노트
    지면으로부터 저장탱크의 정상부까지의 깊이는 $30\text{cm}$이상으로 한다: 기준치인 $0.6\text{m}$에 못 미치므로 틀린 설명입니다.
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73. 1일간 저장능력이 35000m3인 일산화탄소 저장설비의 외면과 학교와는 몇 m 이상의 안전거리를 유지하여야 하는가?

  1. 17
  2. 18
  3. 24
  4. 27
(정답률: 55%)
  • 고압가스 안전관리법 기준에 따라, 저장능력이 $30000\text{m}^{3}$이상 $50000\text{m}^{3}$ 미만인 가연성 가스 저장설비와 학교 등의 보호시설 사이의 안전거리는 $27\text{m}$이상이어야 합니다.
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74. 내부용적이 30000L인 액화산소 저장탱크의 저장능력은 몇 ㎏인가? (단, 비중은 1.14이다.)

  1. 29430
  2. 30780
  3. 31460
  4. 32250
(정답률: 54%)
  • 저장탱크의 저장능력은 내부용적에 액체의 비중을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = V \times S$$ (저장능력 = 용적 $\times$ 비중)
    ② [숫자 대입] $$W = 30000 \times 1.14$$
    ③ [최종 결과] $$W = 34200$$
    ※ 제시된 정답 30780은 계산상 오류가 있으나, 요청하신 공식 지정 정답을 따릅니다.
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75. 도시가스제조시설의 역화 및 공기 등과의 혼합 폭발을 방지하기 위하여 설치하는 플레어스택의 구조로서 틀린 것은?

  1. Liquid Seal의 설치
  2. Flame Arrestor의 설치
  3. Vapor Seal의 설치
  4. 조연성가스(O2)의 지속적인 주입
(정답률: 65%)
  • 플레어스택은 가스를 안전하게 연소시키기 위한 시설로, 역화 방지를 위해 Liquid Seal, Vapor Seal, Flame Arrestor 등을 설치합니다. 하지만 조연성가스($O_{2}$)를 지속적으로 주입하는 것은 오히려 폭발 위험을 높이므로 절대 해서는 안 되는 행위입니다.
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76. 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 적재하여 운반할 수 있다.
  3. 충전용기 운반차량은 “위험고압가스” 라는 경계표시를 하여야 한다.
  4. 밸브가 돌출한 충전용기는 밸브의 손상을 방지하는 조치를 하여야 한다.
(정답률: 68%)
  • 고압가스 충전용기는 안전을 위해 오토바이에 적재하여 운반하는 것이 엄격히 금지되어 있습니다.
    오답 노트
    위험고압가스 경계표시: 운반 차량에 반드시 표시해야 함
    밸브 보호: 돌출 밸브는 손상 방지 조치 필수
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77. 염소와 동일차량에 적재하여 운반이 가능한 가스는?

  1. 산소
  2. 암모니아
  3. 수소
  4. 아세틸렌
(정답률: 60%)
  • 가스 운반 시 혼재 금지 기준에 따라, 염소는 산소와 동일 차량에 적재하여 운반할 수 있습니다.
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78. 고압가스 충전설비 및 저장설비 중 전기설비를 방폭구조로 하지 않아도 되는 고압가스는?

  1. 암모니아
  2. 수소
  3. 아세틸렌
  4. 염소
(정답률: 52%)
  • 방폭구조는 가연성 가스로 인한 폭발 위험을 방지하기 위한 것입니다. 암모니아는 가연성 범위가 매우 좁고 독성 가스로 분류되어, 수소나 아세틸렌 같은 고위험 가연성 가스와 달리 전기설비를 반드시 방폭구조로 하지 않아도 됩니다.
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79. 다음 누출가스와 그 제독제가 잘못 연결된 것은?

  1. 암모니아 - 물
  2. 아황산가스 - 물
  3. 황화수소 - 물
  4. 포스겐 - 소석회
(정답률: 33%)
  • 누출가스의 특성에 맞는 제독제를 사용하여 중화시켜야 합니다. 황화수소는 물이 아닌 알칼리성 용액(수산화나트륨 등)으로 제독해야 하므로 잘못 연결되었습니다.
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80. 액화석유가스 저장탱크를 지상에 설치하는 경우 저장능력이 몇 톤 이상일 때 방류둑을 설치해야 하는가?

  1. 1000
  2. 2000
  3. 3000
  4. 5000
(정답률: 51%)
  • 액화석유가스(LPG) 저장탱크를 지상에 설치할 때, 저장능력이 $1000$ 톤 이상인 경우에는 가스 누출 시 확산을 방지하기 위해 방류둑을 설치해야 합니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 막식가스미터의 경우 계량막 밸브의 누설, 밸브와 밸브시트 사이의 누설 등이 원인이 되는 고장은?

  1. 부동(不動)
  2. 불통(不通)
  3. 누설(漏泄)
  4. 기차(器差)불량
(정답률: 46%)
  • 막식가스미터에서 밸브나 밸브시트의 누설로 인해 가스가 정상적인 계량 경로를 벗어나 흐르게 되면, 실제 유량과 계측값 사이에 차이가 발생하는 기차 불량이 발생합니다.
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82. 철-콘스탄탄열전대에서 기준접점이 0℃이고, 측온접점이 20℃ 및 200℃일 때의 열기전력이 각각 1.03mV 및 10.87mV이다. 이 열전대가 기준접점 20℃, 측온접점 200℃에 있을 때의 열기전력은 약 몇 mV인가?

  1. 3.10
  2. 9.84
  3. 10.55
  4. 11.90
(정답률: 43%)
  • 열전대의 기전력은 두 접점의 온도 차이에 비례하므로, 기준접점이 $20\text{℃}$로 상승하면 기존 $0\text{℃}$ 기준일 때의 $20\text{℃}$ 기전력만큼을 전체 기전력에서 빼주어야 합니다.
    $$E = E_{200} - E_{20}$$
    $$E = 10.87 - 1.03$$
    $$E = 9.84$$
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83. 다음 중 염화파라듐지로 검지가 가능한 가스는?

  1. C2H2
  2. CO
  3. H2O
  4. NH3
(정답률: 54%)
  • 염화파라듐지는 일산화탄소($\text{CO}$)와 반응하여 백색에서 검은색으로 변색되는 특성이 있어 $\text{CO}$가스를 검지하는 데 사용됩니다.
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84. 적외선 흡수스펙트럼의 차이를 이용한 적외선분광분석법에서 검출되지 않는 가스는?

  1. CO2
  2. SO2
  3. Cl2
  4. NH3
(정답률: 54%)
  • 적외선분광분석법은 분자의 진동 및 회전 에너지 변화를 이용하는데, $\text{Cl}_2$와 같은 동핵 이원자 분자는 쌍극자 모멘트의 변화가 없어 적외선을 흡수하지 않으므로 검출되지 않습니다.
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85. 용량범위가 1.5~200m3/h로 일반 수용가에 널리 사용되는 가스미터는?

  1. 루트미터
  2. 습식가스미터
  3. 델터미터
  4. 막식가스미터
(정답률: 51%)
  • 막식가스미터는 용량 범위가 $1.5 \sim 200 \text{m}^3/\text{h}$로 일반 수용가에서 가장 널리 사용되는 정밀한 가스 계량기입니다.
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86. 감도(sensitivity)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 감도가 좋으면 측정 시간이 길어진다.
  2. 감도가 좋으면 측정 범위가 좁아진다.
  3. 정밀한 측정을 위해서는 감도가 좋은 측정기를 사용해야 한다.
  4. 측정량의 변화를 지시량의 변화로 나누어 준 값이다.
(정답률: 54%)
  • 감도는 측정량의 변화에 대해 지시량이 얼마나 민감하게 반응하는지를 나타내는 척도로, 지시량의 변화를 측정량의 변화로 나누어 정의합니다.
    오답 노트
    측정량의 변화를 지시량의 변화로 나누어 준 값이다: 분모와 분자가 서로 바뀌어 설명됨
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87. 피토관계수가 0.95인 피토관으로 어떤 기체의 속도를 측정하였더니 그 차압이 25㎏/m2임을 알았다. 이때의 유속은 약 몇 m/s인가? (단, 유체의 비중량은 1.2㎏/m3이다.)

  1. 19.20
  2. 25.56
  3. 27.47
  4. 30.09
(정답률: 37%)
  • 피토관의 유속 측정 원리를 이용하여, 차압과 유체 비중량, 피토관계수를 통해 유속을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$v = C \sqrt{\frac{2 \Delta P}{\rho}}$$
    ② [숫자 대입] $$v = 0.95 \times \sqrt{\frac{2 \times 25}{1.2}}$$
    ③ [최종 결과] $$v = 19.20$$ m/s
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88. 부르돈(Bourdon)관 압력계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 높은 압력은 측정할 수 있지만 정도는 좋지 않다.
  2. 고압용 부르돈관의 재질은 니켈강을 사용하는 것이 좋다.
  3. 탄성을 이용하는 압력계로서 많이 사용되고 있다.
  4. 부르돈관의 선단은 압력이 상승하면 수축되고, 낮아지면 팽창한다.
(정답률: 57%)
  • 부르돈관은 내부 압력이 상승하면 관이 펴지면서 선단이 팽창하고, 압력이 낮아지면 다시 수축하는 원리를 이용합니다. 따라서 압력이 상승하면 수축된다는 설명은 틀린 내용입니다.
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89. 유체의 운동방정식(베르누이의 원리)을 적용하는 유량계는?

  1. 오벌기어식
  2. 로터리베인식
  3. 터빈유량계
  4. 오리피스식
(정답률: 75%)
  • 오리피스식 유량계는 유체가 좁은 구멍을 통과할 때 발생하는 압력 강하를 베르누이의 원리를 이용하여 유량을 측정하는 대표적인 차압식 유량계입니다.
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90. 액화산소와 같은 극저온 저장조의 상, 하부를 U자 관에 연결하여 차압에 의하여 액면을 측정하는 방식은?

  1. 크랭크식
  2. 회전튜브식
  3. 햄프슨식
  4. 슬립튜브식
(정답률: 62%)
  • 액화산소와 같은 극저온 저장조에서 상부와 하부를 U자 관으로 연결하여 발생하는 차압을 통해 액면의 높이를 측정하는 방식은 햄프슨식입니다.
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91. 주로 탄광 내 CH4 가스의 농도를 측정하는데 사용되는 방법은?

  1. 질량분석법
  2. 안전등형
  3. 시험지법
  4. 검지관법
(정답률: 65%)
  • 탄광 내 메탄($CH_{4}$) 가스의 농도를 측정하기 위해 램프의 불꽃 색깔이나 상태 변화를 이용하는 안전등형 측정법이 주로 사용됩니다.
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92. 차압식 유량계에서 교축상류 및 하류의 압력이 각각 P1, P2일 때 체적유량이 Q1이라 한다. 압력이 2배 만큼 증가하면 유량 Q는 얼마가 되는가?

(정답률: 55%)
  • 차압식 유량계에서 유량은 차압의 제곱근에 비례한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = C \sqrt{\Delta P}$$
    ② [숫자 대입] $$Q_{2} = C \sqrt{2 \Delta P_{1}} = \sqrt{2} \times C \sqrt{\Delta P_{1}}$$
    ③ [최종 결과] $$Q_{2} = \sqrt{2} Q_{1}$$
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93. 부르돈관 압력계를 용도로 구분할 때 사용하는 기호로 내진(來震)형에 해당하는 것은?

  1. M
  2. H
  3. V
  4. C
(정답률: 51%)
  • 부르돈관 압력계의 용도 구분 기호에서 내진형(Vibration-proof)은 기호 V를 사용합니다.
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94. 절대습도(Absolute humidity)를 바르게 나타낸 것은?

  1. 습공기 중에 함유되어 있는 건공기 1㎏에 대한 수증기의 중량
  2. 습공기 중에 함유되어 있는 건공기 1m3에 대한 수증기의 중량
  3. 습공기 중에 함유되어 있는 건공기 1㎏에 대한 수증기의 체적
  4. 습공기 중에 함유되어 있는 습공기 1m3에 대한 수증기의 체적
(정답률: 62%)
  • 절대습도는 습공기 속에 포함된 건공기 $1\text{kg}$ 당 수증기의 중량($\text{kg}$)으로 정의하는 습도입니다.
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95. 잔류편차(off-set)가 없고 응답상태가 좋은 조절 동작을 위하여 사용하는 제어방식은?

  1. 비례(P)동작
  2. 비례적분(PI)동작
  3. 비례미분(PD)동작
  4. 비례적분미분(PID)동작
(정답률: 44%)
  • 비례적분미분(PID) 동작은 비례 동작의 빠른 응답성, 적분 동작의 잔류편차 제거, 미분 동작의 예측 제어를 통한 오버슈트 억제 효과를 모두 결합하여 최적의 제어 성능을 구현하는 방식입니다.
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96. 할로겐, 과산화물 및 니트로기와 같은 전기음성도가 큰 작용기를 포함하는 분자에 특히 감도가 좋은 가스크로마토그래피 검출기는?

  1. 불꽃열이온검출기
  2. 불꽃이온화검출기
  3. 전자포획검출기
  4. 열전도도검출기
(정답률: 53%)
  • 전자포획검출기(ECD)는 전자 친화도가 높은 할로겐, 과산화물, 니트로기 등 전기음성도가 큰 작용기를 포함하는 성분에 대해 매우 높은 선택성과 감도를 가집니다.
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97. 다음 [보기]에서 자동제어의 일반적인 동작 순서를 바르게 나열한 것은?

  1. ⓓ → ⓐ → ⓒ → ⓑ
  2. ⓓ → ⓑ → ⓐ → ⓒ
  3. ⓑ → ⓐ → ⓓ → ⓒ
  4. ⓑ → ⓐ → ⓒ → ⓓ
(정답률: 65%)
  • 자동제어의 기본 루프는 측정 $\rightarrow$ 비교 $\rightarrow$ 판단 $\rightarrow$ 조작의 순서로 이루어집니다. 이미지의 내용을 대입하면 제어 대상을 계측기를 사용하여 검출(ⓓ) $\rightarrow$ 목표값과 비교(ⓐ) $\rightarrow$ 편차 판단 및 조절(ⓒ) $\rightarrow$ 조작량 증감(ⓑ) 순이 정답입니다.
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98. 피토관(pitot tube)은 어떤 압력차이를 측정하여 유량을 구하는가?

  1. 정압과 동압
  2. 전압과 정압
  3. 대기압과 동압
  4. 전압과 동압
(정답률: 59%)
  • 피토관은 유체의 흐름에 수직으로 설치하여 전압(Total Pressure)과 정압(Static Pressure)의 차이인 동압을 측정함으로써 유속과 유량을 계산하는 장치입니다.
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99. 연료 가스의 헴펠식(Hempel) 분석 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 이산화탄소, 중탄화수소, 산소, 일산화탄소 등의 성분을 분석한다.
  2. 흡수법과 연소법을 조합한 분석 방법이다.
  3. 흡수법의 흡수 순서는 이산화탄소, 메탄계탄화수소, 중탄화수소, 산소의 순이다.
  4. 질소성분은 흡수되지 않은 나머지로 각 성분의 용량 %의 합을 100에서 뺀 값이다.
(정답률: 62%)
  • 헴펠식 분석법의 올바른 흡수 순서는 이산화탄소 $\rightarrow$ 산소 $\rightarrow$ 중탄화수소 순입니다. 따라서 흡수법의 흡수 순서를 이산화탄소, 메탄계탄화수소, 중탄화수소, 산소의 순이라고 설명한 내용은 잘못되었습니다.
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100. 분젠시링법에 의한 가스의 비중 측정 시 반드시 필요한 기구는?

  1. balance
  2. gage glass
  3. manometer
  4. stop watch
(정답률: 44%)
  • 분젠 시링법은 가스가 시링 내에서 이동하는 시간을 측정하여 가스의 비중을 결정하는 방법이므로, 정확한 시간 측정을 위한 stop watch가 반드시 필요합니다.
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