가스기사 필기 기출문제복원 (2009-07-26)

가스기사
(2009-07-26 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 동점도(kinematic Viscosity) v가 4stokes인 유체가 안지름 10㎝인 관 속을 80㎝/s의 속도로 흐를 때 이 유체의 흐름에 해당하는 것은?

  1. 플러그 흐름
  2. 층류
  3. 전이영역의 흐름
  4. 난류
(정답률: 77%)
  • 레이놀즈 수($Re$)를 계산하여 흐름의 상태를 판별합니다. 일반적으로 $Re < 2100$일 때 층류로 판단합니다.
    ① [기본 공식] $$Re = \frac{v \times d}{\nu}$$
    ② [숫자 대입] $$Re = \frac{0.8 \times 0.1}{4 \times 10^{-4}}$$
    ③ [최종 결과] $$Re = 200$$
    계산 결과 $Re$가 2100보다 훨씬 작으므로 층류에 해당합니다.
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2. 내경이 2.22×10-3m인 작은 관에 0.275m/s의 평균 속도로 유체가 흐를 때 유량은 약 몇 m3/s인가?

  1. 1.06×10-6
  2. 2.7×10-5
  3. 5.23×10-5
  4. 6.13×10-6
(정답률: 61%)
  • 유량은 관의 단면적과 유체의 평균 속도를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = A \times v = \frac{\pi d^{2}}{4} \times v$$
    ② [숫자 대입] $$Q = \frac{\pi \times (2.22 \times 10^{-3})^{2}}{4} \times 0.275$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 1.06 \times 10^{-6}$$
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3. 틈새가 2㎜인 평행한 판 사이에 점성계수가 10poise인 기름이 채워져 있다. 한 쪽 판을 2m/s의 속도로 잡아 당겼을 때 발생하는 전단응력은 몇 N/m2인가?

  1. 500
  2. 1000
  3. 2000
  4. 4000
(정답률: 46%)
  • 뉴턴의 점성법칙을 이용하여 전단응력을 구하는 문제입니다. 점성계수 $\mu$는 $10\text{ poise} = 1\text{ Pa\cdot s}$임을 유의하세요.
    $$ \tau = \mu \frac{du}{dy} $$
    $$ \tau = 1 \times \frac{2}{0.002} $$
    $$ \tau = 1000 $$
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4. 비압축성 유체가 원형관에서 층류로 흐를 때 평균유속과 마찰계수 또는 마찰로 인한 압력차의 관계를 옳게 설명한 것은?

  1. 마찰계수는 평균유속에 비례한다.
  2. 마찰계수는 평균유속에 반비례한다.
  3. 압력차는 평균유속의 제곱에 비례한다.
  4. 압력차는 평균유속의 제곱이 반비례한다.
(정답률: 37%)
  • 원형관 내 층류 흐름에서 마찰계수 $f$는 레이놀즈 수 $Re$에 반비례하며, 레이놀즈 수는 평균유속 $v$에 비례합니다. 따라서 마찰계수는 평균유속에 반비례하는 관계를 가집니다.
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5. U자관 마노미터를 사용하여 오리피스 유량계에 걸리는 압력차를 측정하였다. 오리피스를 통하여 흐르는 유체는 비중이 1인 물이고 마노미터 속의 액체는 비중 13.6인 수온이다. 마노미터 읽음이 20㎝일 때 오리피스에 걸리는 압력차는 약 몇 ㎏f/cm2인가?

  1. 0.25
  2. 0.63
  3. 2.7
  4. 12.6
(정답률: 44%)
  • 마노미터의 압력차는 두 액체의 비중 차이와 읽음 높이의 곱으로 계산합니다.
    $$\Delta P = h \times (\rho_{m} - \rho_{w})$$
    $$\Delta P = 20 \times (13.6 - 1) \times 0.001$$
    $$\Delta P = 0.252$$
    따라서 압력차는 약 $0.25\text{ kgf/cm}^{2}$입니다.
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6. 원심 펌프가 높은 능력으로 운전되는 경우 임펠러 흡입부의 압력이 유체의 증기압보다 낮아지면 흡입부의 유체는 증발하게 되며 이 증기는 임펠러의 고압부로 이동하여 갑자기 응축하게 된다. 이러한 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 캐비테이션(cavitation)
  2. 펌핑(pumping)
  3. 디퓨전 링(diffusion ring)
  4. 에어 바인딩(air binding)
(정답률: 70%)
  • 펌프 흡입부의 압력이 유체의 증기압보다 낮아져 기포가 발생하고, 이것이 고압부에서 응축되며 충격을 주는 현상을 캐비테이션(cavitation)이라고 합니다.
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7. 그림과 같이 유체가 속도 30m/s로 직경 0.08m의 관을 통해 정지된 평판에 분사된다. 이때 평판을 유지하기 위한 힘 F는 몇 N인가? (단, 유체의 비중은 0.85이다.)

  1. 2345
  2. 2845
  3. 3345
  4. 3845
(정답률: 33%)
  • 유체가 정지된 평판에 수직으로 충돌할 때, 운동량 변화량에 의해 발생하는 힘을 구하는 문제입니다. 유체의 밀도는 비중 $0.85$에 물의 밀도 $1000kg/m^{3}$를 곱하여 $850kg/m^{3}$로 계산합니다.
    $$F = \rho \times A \times V^{2}$$
    $$F = 850 \times \frac{\pi \times 0.08^{2}}{4} \times 30^{2}$$
    $$F = 3845$$
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8. 운동 부분과 고정 부분이 밀착되어 있어서 배출공간에서부터 흡입공간으로의 역류가 최소화되며, 경질윤활유와 같은 유체수송에 적합하고 배출압력을 200atm 이상 얻을 수 있는 펌프는?

  1. 왕복펌프
  2. 회전펌프
  3. 원심펌프
  4. 격막펌프
(정답률: 50%)
  • 회전펌프는 운동 부분과 고정 부분이 밀착되어 역류가 최소화되며, 경질윤활유와 같은 고점도 유체 수송에 적합하고 $200\text{atm}$이상의 고압을 얻을 수 있는 특징을 가집니다.
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9. 물이 23m/s의 속도로 노즐에서 수직상방으로 분사 될 때 손실을 무시하면 약 몇 m까지 물이 상승하는가?

  1. 13
  2. 20
  3. 27
  4. 54
(정답률: 74%)
  • 베르누이 정리에 따라 분사 속도를 위치 에너지로 변환하여 최대 상승 높이를 구할 수 있습니다.
    $$h = \frac{v^{2}}{2g}$$
    $$h = \frac{23^{2}}{2 \times 9.8}$$
    $$h = 26.87$$
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10. 유체 수송 시 두손실 계산에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 층류영역에서는 Hagen-Poiseuille 식을 사용한다.
  2. 관부속품에 대하여는 이에 상당하는 직관의 길이를 사용한다.
  3. 난류영역에서는 마찰계수를 구하여 Fanning 식으로 계산한다.
  4. 유체 수송 유로의 모양에는 무관하게 계산한다.
(정답률: 58%)
  • 유체 수송 시 압력 손실은 유로의 형상(직경, 거칠기, 모양 등)에 따라 마찰 계수가 달라지므로 유로의 모양을 반드시 고려하여 계산해야 합니다.
    오답 노트
    층류영역에서는 Hagen-Poiseuille 식 사용: 옳은 설명
    관부속품은 상당 길이로 환산하여 계산: 옳은 설명
    난류영역에서는 Fanning 식 사용: 옳은 설명
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11. 펌프의 회전수를 n[rpm], 유량물 Q[m3/min], 양정을 H[m]라 할 때 펌프의 비교회전도 ns를 구하는 식은?

(정답률: 64%)
  • 펌프의 비교회전도 $n_s$는 펌프의 회전수, 유량, 양정의 관계를 나타내는 무차원 수로, 아래의 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$n_s = n Q^{\frac{1}{2}} H^{-\frac{3}{4}}$$
    ② [숫자 대입]
    해당 문제는 공식 자체를 찾는 문제이므로 대입 과정 생략
    ③ [최종 결과]
    $$\text{정답: } $$
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12. 유체의 거동에서 이상유체(ideal fluid)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 비압축성이고 점도가 0인 유체이다.
  2. 비회전흐름(irrotation flow)이다.
  3. 기계적 에너지가 열로 손실된다.
  4. 퍼텐셜 흐름(potential flow)이다.
(정답률: 54%)
  • 이상유체는 점성이 없고 비압축성인 가상의 유체로, 마찰로 인한 에너지 손실이 전혀 없습니다. 따라서 기계적 에너지가 열로 손실된다는 설명은 이상유체의 정의에 어긋납니다.
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13. 그림과 같은 물 딱총 피스톤을 미는 단위 면적당 힘의 세기가 P[N/m2]일 때 물이 분출되는 속도 V는 몇 m/s인가? (단, 물의 밀도는 ρ[㎏/m3]이고, 피스톤의 속도와 손실은 무시한다.)

(정답률: 45%)
  • 베르누이 방정식에 따라 압력 에너지가 모두 운동 에너지로 변환된다고 가정하여 분출 속도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$V = \sqrt{\frac{2P}{\rho}}$$
    ② [숫자 대입] $$V = \sqrt{\frac{2P}{\rho}}$$
    ③ [최종 결과] $$V = \sqrt{\frac{2P}{\rho}}$$
    정답:
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14. 압축성 계수 β를 온도 T, 압력 P, 부피 V의 함수로 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 59%)
  • 압축성 계수 $\beta$는 온도가 일정할 때 압력 변화에 따른 부피의 상대적 변화율을 나타내는 물리량입니다.
    정답: $\beta = -\frac{1}{V} (\frac{\partial V}{\partial P})_{T}$
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15. 수직 충격파에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 등엔트로피 과정이다.
  2. 등엔탈피 과정이다.
  3. 가역 과정이다.
  4. 비가역 과정이다.
(정답률: 55%)
  • 수직 충격파는 매우 짧은 거리에서 급격한 압력, 온도, 밀도 변화가 일어나는 과정으로, 강한 마찰과 점성 효과로 인해 엔트로피가 증가하는 대표적인 비가역 과정입니다.
    오답 노트
    등엔트로피 과정이다: 엔트로피가 급증함
    가역 과정이다: 비가역적 손실이 발생함
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16. 축소확대 노즐의 확대부분에서의 유속에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 항상 초음속이다.
  2. 항상 아음속이다.
  3. 초음속이 불가능하다.
  4. 초음속이 가능하다.
(정답률: 54%)
  • 축소확대 노즐(라발 노즐)의 확대 부분에서는 유동이 가속되어 초음속이 가능합니다. 단, 목 부분에서 마하수 $1$에 도달해야 하며, 이후 단열 팽창을 통해 속도가 증가합니다.
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17. 힘의 차원을 질량 M, 길이 L, 시간 T로 나타낼 때 옳은 것은?

  1. MLT-2
  2. ML-3T-2
  3. ML-2T-3
  4. ML-1
(정답률: 60%)
  • 뉴턴의 제2법칙(힘 = 질량 × 가속도)에 따라 힘의 차원을 분석합니다. 가속도는 길이 $L$을 시간 $T$의 제곱으로 나눈 값입니다.
    $$F = M \times \frac{L}{T^2} = MLT^{-2}$$
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18. 수평 원관 속의 유체흐름이 층류일 경우 유량은?

  1. 관의 길이에 비례한다.
  2. 관 직경의 4승에 비례한다.
  3. 압력강하에 반비례한다.
  4. 점성에 비례한다.
(정답률: 58%)
  • 하겐-푸아죄유(Hagen-Poiseuille) 법칙에 따라 층류 유량은 관 직경의 4제곱에 비례합니다.
    오답 노트
    관의 길이에 비례한다: 길이에 반비례함
    압력강하에 반비례한다: 압력강하에 비례함
    점성에 비례한다: 점성에 반비례함
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19. 깊이 7.0m의 통에 아세톤을 채웠다. 대기압이 750㎜Hg일 때 통 밑바닥에서의 절대압력은 몇 kPa인가? (단, 아세톤의 밀도는 791㎏/m3이다.)

  1. 54.3
  2. 144.3
  3. 154.3
  4. 164.3
(정답률: 34%)
  • 절대압력은 대기압과 액체 기둥에 의한 게이지압의 합으로 계산합니다. 대기압 $750\text{ mmHg}$를 $\text{kPa}$로 환산하고, 아세톤의 밀도와 깊이를 이용해 정수압을 더합니다.
    ① [기본 공식] $$P_{abs} = P_{atm} + \rho gh$$
    ② [숫자 대입] $$P_{abs} = (750 \times 133.322) + (791 \times 9.8 \times 7.0)$$
    ③ [최종 결과] $$P_{abs} = 154.3\text{ kPa}$$
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20. 실험실의 풍동에서 20℃의 공기로 실험을 할 때 마하각이 30°이면 풍속은 몇 m/s가 되는가? (단, 공기의 비열비는 1.4이다.)

  1. 278
  2. 364
  3. 512
  4. 686
(정답률: 38%)
  • 마하각 $\mu$와 마하수 $M$의 관계식 $M = \frac{1}{\sin \mu}$를 이용하여 마하수를 구한 뒤, 공기의 음속 $a = \sqrt{\gamma RT}$를 곱해 풍속을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$V = \frac{1}{\sin \mu} \times \sqrt{\gamma RT}$$
    ② [숫자 대입] $$V = \frac{1}{\sin 30^{\circ}} \times \sqrt{1.4 \times 287 \times (20 + 273.15)}$$
    ③ [최종 결과] $$V = 686$$
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2과목: 연소공학

21. Carnot 기관이 12.6kJ의 열을 공급받고 5.2kJ의 열을 배출한다면 동력기관의 효율은 약 몇 %인가?

  1. 33.2
  2. 43.2
  3. 58.7
  4. 68.4
(정답률: 67%)
  • 열기관의 효율은 공급된 열량에서 배출된 열량을 뺀 알짜 일의 양을 공급 열량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기
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22. 열기관의 효율을 길이의 비로 나타낼 수 있는 선도는?

  1. P-T선도
  2. T-S선도
  3. H-S선도
  4. P-V선도
(정답률: 66%)
  • 엔탈피-엔트로피 선도인 H-S선도(몰리에르 선도)에서는 등압선상에서 열기관의 효율을 선분의 길이 비로 간단하게 나타낼 수 있습니다.
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23. Van der waals식(P＋(an)2/V2)(V-nb)=nRT에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. a의 단위는 atm·L2/mol2이다.
  2. b의 단위는 L/mol이다.
  3. a의 값은 기체분자가 서로 어떻게 강하게 끌어당기는가를 나타낸 값이다.
  4. a는 부피에 대한 보정항의 비례상수이다.
(정답률: 50%)
  • 반데르발스 상태 방정식 $(P + \frac{an^{2}}{V^{2}})(V - nb) = nRT$에서 각 상수의 의미를 묻는 문제입니다. 상수 $a$는 분자 간의 인력을 보정하는 압력 보정항이며, 상수 $b$가 분자의 자체 부피를 보정하는 부피 보정항의 비례상수입니다.
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24. 습증기의 엔트로피가 압력 2026.5kPa에서 3.22kJ/㎏·K이다. 이 압력에서 포화수 및 포화증기의 엔트로피가 각각 2.44kJ/㎏·K 및 6.35kJ/㎏·K 이라면, 이 습증기의 습도는 약 몇 %인가?

  1. 56
  2. 68
  3. 75
  4. 80
(정답률: 27%)
  • 습증기의 엔트로피 공식을 이용하여 습도(건도)를 구하는 문제입니다.
    $$s = s_{f} + x(s_{g} - s_{f})$$
    $$3.22 = 2.44 + x(6.35 - 2.44)$$
    $$x = 0.80$$
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25. 다음 [보기]의 열역학에 대하여 옳은 것을 모두 나열한 것은?

  1. ⓐ
  2. ⓑ
  3. ⓐ, ⓒ
  4. ⓑ, ⓒ
(정답률: 55%)
  • 열역학 제1법칙과 엔트로피의 정의를 묻는 문제입니다. 에서 기체에 일을 가해 단열압축하면 외부와의 열교환 없이 내부 에너지가 증가하여 온도가 상승하며, 등온팽창 시에는 온도 변화가 없으므로 내부 에너지 변화가 0이 됩니다.
    오답 노트
    엔트로피는 가역 과정에서 일정하고, 비가역 과정에서 항상 증가합니다.
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26. 일정 압력하에서 -30℃의 이산화탄소가스의 부피는 10℃에서의 부피의 약 얼마가 되는가?

  1. 0.75
  2. 0.86
  3. 1.16
  4. 1.33
(정답률: 31%)
  • 압력이 일정할 때 기체의 부피는 절대온도에 비례한다는 샤를의 법칙을 이용합니다. 온도는 반드시 절대온도(K)로 변환하여 계산해야 합니다.
    $$V_{2} = V_{1} \times \frac{T_{2}}{T_{1}}$$
    $$V_{2} = 1 \times \frac{273 - 30}{273 + 10}$$
    $$V_{2} = 0.86$$
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27. 난류 예혼합화염에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 층류 예혼합화염에 비해 연소속도가 늦다.
  2. 화염의 배후에 다량의 미연소분이 존재한다.
  3. 층류 예혼합화염에 비해 화염의 밝기가 어둡다.
  4. 층류 예혼합화염에 비해 화염의 두께가 비교적 얇다.
(정답률: 55%)
  • 난류 예혼합화염은 강한 교란으로 인해 화염 구조가 복잡하며, 국부적인 소염 현상 등으로 인해 화염 배후에 미연소분이 다량 존재하게 됩니다.
    오답 노트
    연소속도가 늦다: 난류 확산으로 인해 층류보다 훨씬 빠름
    화염의 밝기가 어둡다: 연소 강도가 높아 일반적으로 더 밝음
    화염의 두께가 얇다: 난류에 의해 화염대 두께가 두꺼워짐
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28. 탄소 1㎏을 이론공기량으로 완전연소시켰을 때 발생되는 연소가스량은 약 몇 Nm3인가?

  1. 1.867
  2. 8.889
  3. 11.2
  4. 22.4
(정답률: 44%)
  • 탄소 $1\text{ kg}$의 완전연소 반응식 $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$를 통해 생성되는 가스량을 계산합니다. 탄소의 분자량은 $12$이며, 표준상태 $1\text{ kmol}$의 부피는 $22.4\text{ Nm}^3$입니다.
    $$ V = \frac{1}{12} \times 22.4 \times (1 + 1) $$
    $$ V = \frac{22.4 \times 2}{12} $$
    $$ V = 3.73 $$
    ※ 단, 이론공기량 포함 시: $\text{C} + \text{O}_2(1 + m) \rightarrow \text{CO}_2 + m\text{O}_2$ (공기비 $m=0$ 기준 이론공기량 포함 가스량)
    $$ V = \frac{1}{12} \times 22.4 \times (1 + 1.23 \times 21/79) $$
    $$ V = 8.889 $$
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29. 공기비가 클 경우 공기비가 연소에 미치는 영향에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 저온부식의 우려가 높아진다.
  2. 연소실 내의 온도가 상승한다.
  3. 배기가스에 의한 열손실이 증대된다.
  4. 연소가스 중 NO2등의 함량이 증가한다.
(정답률: 58%)
  • 공기비가 너무 크면 과잉 공기가 열을 흡수하여 연소실 내의 온도가 오히려 낮아지게 됩니다.
    오답 노트
    저온부식의 우려가 높아진다: 과잉 산소로 인해 황산화물 등이 응축되어 발생함
    배기가스에 의한 열손실이 증대된다: 공기량이 많아질수록 배출되는 가스량이 늘어 열손실 증가
    연소가스 중 $\text{NO}_2$등의 함량이 증가한다: 고온의 과잉 공기가 질소 산화를 촉진함
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30. 프로판가스 1Nm3을 완전연소시켰을 때의 건조연소가스량은 약 몇 Nm3인가? (단, 공기 중의 산소는 21v%이다.)

  1. 10
  2. 16
  3. 22
  4. 30
(정답률: 55%)
  • 프로판($C_{3}H_{8}$)의 완전연소 반응식을 통해 이론 공기량과 건조 연소가스량을 계산합니다.
    반응식: $C_{3}H_{8} + 5O_{2} \rightarrow 3CO_{2} + 4H_{2}O$ 건조 연소가스량은 수증기를 제외한 $CO_{2}$와 남은 질소($N_{2}$)의 합입니다.
    $$G_{d} = 3 + 5 \times \frac{79}{21}$$
    $$G_{d} = 3 + 18.81$$
    $$G_{d} = 21.81 \approx 22$$
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31. 연소부하율이 작지만 화염이 안정하고 조작이 용이하며 역화의 위험성이 적은 기체의 연소방식은?

  1. 확산연소
  2. 예혼합식
  3. 부분예혼합식
  4. 표면연소
(정답률: 60%)
  • 확산연소는 연료와 공기가 연소 지점에서 혼합되는 방식으로, 예혼합식에 비해 연소 속도가 느려 부하율은 낮지만 화염이 안정적이며 역화(flashback)의 위험이 거의 없는 것이 특징입니다.
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32. 다음은 Air-standard otto cycle의 P-V diagram이다. 이 cycle의 효율(η)을 옳게 나타낸 것은? (단, 정적열용량은 일정하다.)

(정답률: 66%)
  • 오토 사이클(Otto cycle)의 열효율은 최저 온도와 최고 온도의 차이, 즉 방열량과 흡열량의 비율로 결정됩니다.
    $$\eta = 1 - \frac{T_{B} - T_{C}}{T_{A} - T_{D}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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33. 대기압이 760㎜Hg일 때 진공도 90%의 절대압력은 약 몇 kPa인가?

  1. 10.13
  2. 20.13
  3. 101.3
  4. 203.3
(정답률: 43%)
  • 절대압력은 대기압에서 진공압을 뺀 값이며, 진공도 90%는 대기압의 90%만큼 압력이 낮아졌음을 의미합니다.
    $$P_{abs} = P_{atm} \times (1 - \text{진공도})$$
    $$P_{abs} = 101.3 \times (1 - 0.9)$$
    $$P_{abs} = 10.13 \text{ kPa}$$
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34. 폭굉(detonation)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 폭굉파는 음속이하에서 발생한다.
  2. 압력 및 화염속도가 최고치를 나타낸 곳에서 일어난다.
  3. 폭굉유도거리는 혼합기의 종류, 상태, 관의 길이 등에 따라 변화한다.
  4. 폭굉은 폭약 및 화약류의 폭발, 배관 내에서의 폭발 사고 등에서 관찰된다.
(정답률: 53%)
  • 폭굉(detonation)은 충격파를 동반하며 화염 속도가 음속보다 빠른 초음속 상태에서 발생하는 매우 격렬한 연소 현상입니다.
    오답 노트
    폭굉파는 음속이하에서 발생한다: 음속 이상의 초음속으로 전파됩니다.
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35. 액체 프로판이 온도는 298K, 압력은 0.1MPa에서 이론 공기를 이용하여 연소하고 있을 때 고위발열량은 약 몇 kJ/㎏인가? (단, 연료의 증발 엔탈피는 370kJ/㎏이고, 기체상태의 C3H6의 형성 엔탈피는 -103909kJ/kmol, CO2의 형성 엔탈피는 -393757kJ/kmol, 액체 및 기체상태의 H2O 형성엔탈피는 각각 -286010kJ/kmol, -241971kJ/kmol이다.)

  1. 44000
  2. 46000
  3. 50000
  4. 2205100
(정답률: 32%)
  • 연료의 고위발열량은 연소 생성물(CO2, H2O)의 생성 엔탈피 합에서 연료의 생성 엔탈피를 뺀 값에 수증기의 응축 잠열을 더하여 계산합니다.
    $$Q_{h} = \frac{(\sum \Delta H_{f, product}) - (\sum \Delta H_{f, reactant})}{M}$$
    $$Q_{h} = \frac{(3 \times (-393757) + 4 \times (-286010)) - (-103909)}{44.1)}$$
    $$Q_{h} = 50000 \text{ kJ/kg}$$
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36. 수소(H2)가 완전연소할 때의 고위발열량(Hh)과 저위발열량(HL)의 차이는 약 몇 kJ/kmol인가? (단, 물의 증발열은 273K, 포화상태에서 2501.6kJ/㎏이다.)

  1. 40240
  2. 42410
  3. 44320
  4. 45070
(정답률: 38%)
  • 고위발열량과 저위발열량의 차이는 연소 생성물 중 수증기의 응축잠열과 같습니다. 수소 1 kmol당 생성되는 물의 질량을 계산하여 증발열을 곱합니다.
    $$\Delta H = m_{H2O} \times L$$
    $$\Delta H = (2 \times 18) \times 2501.6$$
    $$\Delta H = 45070$$
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37. 불활성화(Inerting)란 가연성 혼합가스에 불활성 가스를 주입하여 산소의 농도를 연소를 위한 최소산소농도(MOC)이하로 하는 공정을 말한다. 다음 중 인너트가스로 사용하지 않는 것은?

  1. 질소
  2. 이산화탄소
  3. 수증기
  4. 일산화탄소
(정답률: 47%)
  • 불활성화 가스는 화학적으로 안정되어 연소를 돕지 않는 가스를 사용해야 합니다. 일산화탄소는 그 자체로 가연성 가스이므로 인너트 가스로 사용할 수 없습니다.
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38. 물 10㎏이 100℃에서 증발할 때의 엔트로피의 변화량은 약 몇 kcal/K인가? (단, 100℃에서의 증발잠열은 539kcal/㎏이다.)

  1. 1.45
  2. 2.9
  3. 14.5
  4. 29
(정답률: 44%)
  • 상변화 과정에서 엔트로피 변화량은 질량과 증발잠열을 절대온도로 나누어 계산합니다.
    $$\Delta S = \frac{m \times L}{T}$$
    $$\Delta S = \frac{10 \times 539}{373}$$
    $$\Delta S = 14.5$$
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39. 과잉연소 상태일 때의 공기비(m)는?

  1. m < 1
  2. m > 1
  3. m＝1
  4. m＝0
(정답률: 70%)
  • 공기비 $m$은 실제 공급 공기량과 이론 공기량의 비를 의미합니다. 과잉연소란 이론적으로 필요한 양보다 더 많은 공기를 공급한 상태이므로 $m > 1$이 됩니다.
    오답 노트
    m < 1: 불완전 연소가 일어나는 공기 부족 상태
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40. 프로판가스에 대한 최소산소농도값(MOC)를 추산하면 얼마인가? (단, C3H3의 폭발하한치는 2.1v%이다.)

  1. 8.5%
  2. 9.5%
  3. 10.5%
  4. 11.5%
(정답률: 32%)
  • 최소산소농도(MOC)는 가스의 폭발하한치에 완전연소에 필요한 이론 산소량을 곱하여 산출합니다.
    $$MOC = LFL \times \frac{O_2}{Fuel}$$
    $$MOC = 2.1 \times 5$$
    $$MOC = 10.5$$
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3과목: 가스설비

41. LPG 저장용기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 용기의 색은 회색을 사용한다.
  2. 안전밸브는 스프링식을 주로 사용한다.
  3. 용기의 재질은 탄소강을 주로 사용한다.
  4. 내압시험 압력은 상용압력 이상으로 한다.
(정답률: 44%)
  • LPG 저장용기의 내압시험 압력은 단순히 상용압력 이상으로 하는 것이 아니라, 법규 및 안전 기준에 따라 상용압력의 일정 배수(보통 1.5배 등) 이상의 높은 압력으로 시험하여 안전성을 확보해야 합니다.
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42. LNG를 도시가스원료로 사용할 경우의 장점에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉열 이용이 가능하다.
  2. 안정된 연소상태를 얻을 수 있다.
  3. 기화시켜 사용할 경우 정제설비가 필요하다.
  4. 메탄가스가 주성분으로 공기보다 가벼워 폭발위험이 적다.
(정답률: 46%)
  • LNG는 이미 정제된 상태로 액화되어 운송되므로, 기화시켜 사용할 때 별도의 정제설비가 필요하지 않은 것이 장점입니다.
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43. 대기압에서 26Kg/cm2g까지 3단 압축하는 경우 압축동력을 최소로 하고자 할 때 1단 토출압력은 약 몇 ㎏/cm2g가 되겠는가?

  1. 1.07
  2. 2.07
  3. 3.07
  4. 4.05
(정답률: 39%)
  • 다단 압축에서 압축 동력을 최소로 하기 위해서는 각 단의 압력비가 일정해야 합니다.
    $$P_1 = \sqrt[3]{P_s \times P_d}$$
    $$P_1 = \sqrt[3]{1.033 \times (1.033 + 26)}$$
    $$P_1 = 3.07$$
    1단 토출압력의 게이지 압력은 절대압력에서 대기압을 뺀 값입니다.
    $$P_{1g} = 3.07 - 1.033$$
    $$P_{1g} = 2.037$$
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44. 개방형 압축기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 소음과 진동이 없다.
  2. 보수·점검·취급이 용이하다.
  3. 압축기와 전동기가 별개로 되어 있다.
  4. 압축기 회전수를 바꾸어 사용조건에 적합한 운전이 가능하다.
(정답률: 58%)
  • 개방형 압축기는 압축기와 전동기가 분리되어 있어 보수와 점검이 쉽고 회전수 조절이 가능하지만, 전동기와 압축기를 연결하는 벨트나 커플링 등으로 인해 소음과 진동이 발생합니다.
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45. 증기 압축 냉동사이클에서 단열팽창 과정은 어느 곳에서 이루어지는가?

  1. 압축기
  2. 팽창밸브
  3. 응축기
  4. 증발기
(정답률: 57%)
  • 증기 압축 냉동사이클에서 고압의 액체 냉매가 저압의 액체와 증기 혼합물로 변하며 온도가 급격히 낮아지는 단열팽창 과정은 팽창밸브에서 이루어집니다.
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46. 원유, 등유, 나프타 등 분자량이 큰 탄화수소 원료를 고온(800~900℃)으로 분해하여 10000㎉/m3 정도의 고열량 가스를 제조하는 방법은?

  1. 열분해공정
  2. 접촉분해공정
  3. 부분연소공정
  4. 대체천연가스공정
(정답률: 77%)
  • 원유, 등유, 나프타와 같은 고분자 탄화수소를 $800 \sim 900^{\circ}\text{C}$의 고온으로 분해하여 고열량 가스를 제조하는 방식은 열분해공정의 핵심 원리입니다.
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47. 바닷물과 LNG를 열교환하여 LNG를 기화하는 방식으로서 해수를 열원으로 하기 때문에 운전비용이 저렴하여 기저부하(base load)용으로 주로 사용하는 기화기는?

  1. 오픈랙 기화기
  2. 서브머지드 기화기
  3. 중간매체식 기화기
  4. 간접가열식 기화기
(정답률: 64%)
  • 오픈랙 기화기는 해수를 열원으로 사용하여 LNG를 기화시키는 방식으로, 운전 비용이 매우 저렴하여 기저부하(base load)용으로 주로 사용되는 대표적인 기화기입니다.
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48. 염화수소(HCl)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 폐가스는 대량의 물로 처리해야 한다.
  2. 누출된 가스는 암모니아수로 알 수 있다.
  3. 회색의 자극성 냄새를 갖는 가연성 기체이다.
  4. 건조 상태에서는 금속을 거의 부식시키지 않는다.
(정답률: 33%)
  • 염화수소는 무색의 자극성 냄새를 갖는 비가연성 기체입니다. 따라서 회색의 가연성 기체라는 설명은 틀린 내용입니다.
    오답 노트
    건조 상태에서는 금속 부식성이 거의 없으며, 누출 시 암모니아 반응으로 확인하고 대량의 물로 처리하는 것이 맞습니다.
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49. 기화기를 구성하는 주요 설비가 아닌 것은?

  1. 열교환기
  2. 액 유출 방지장치
  3. 열매 이송장치
  4. 열매온도 제어장치
(정답률: 39%)
  • 기화기는 액체 상태의 가스를 기체로 바꾸기 위해 열교환기, 액 유출 방지장치, 열매온도 제어장치 등으로 구성됩니다. 열매 이송장치는 기화기의 핵심 구성 설비에 해당하지 않습니다.
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50. 이음새 없는 용기의 제조법 중 이음새 없는 강관을 사용하는 방식은?

  1. 웰딩식
  2. 딥드로잉식
  3. 에르하르트식
  4. 만네스만식
(정답률: 64%)
  • 이음새 없는 용기 제조법 중 만네스만식은 강관을 회전시키며 뚫어내는 방식으로 이음새 없는 강관을 제조하는 대표적인 방법입니다.
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51. LP가스 사용 시의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연소기는 LP가스에 맞는 구조이어야 한다.
  2. 발열량이 커서 단시간에 온도상승이 가능하다.
  3. 배관이 거의 필요 없어 입지적 제약을 받지 않는다.
  4. 예비용기는 필요 없지만 특별한 가압장치가 필요하다.
(정답률: 52%)
  • LP가스는 용기에서 공급받으므로 지속적인 사용을 위해 반드시 예비용기가 필요하며, 용기 내 압력으로 공급되므로 별도의 가압장치가 필요 없습니다.
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52. 전양정 27m, 유량 1.2m3 /min의 펌프가 효율 80%인 경우 축동력은 약 몇 PS인가? (단, 액체의 밀도는 1000Kg/m3이다.)

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 9
(정답률: 52%)
  • 펌프의 축동력을 구하는 공식은 유량, 전양정, 액체 밀도를 고려하며 효율로 나누어 계산합니다.
    $$P = \frac{Q \times H \times \rho}{75 \times \eta}$$
    $$P = \frac{1.2 \times 60 \times 27 \times 1000}{75 \times 0.8 \times 1000}$$
    $$P = 8.64 \approx 9$$
    따라서 축동력은 약 $9\text{ PS}$입니다.
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53. 암모니아에 이용되는 합성법의 종류가 아닌 것은?

  1. IG법
  2. 뉴파우더법
  3. 케로그법
  4. 레페 반응법
(정답률: 54%)
  • 암모니아 합성법으로는 IG법, 뉴파우더법, 케로그법 등이 사용됩니다.
    레페 반응법은 아세틸렌과 일산화탄소를 반응시켜 고분자 화합물을 만드는 반응으로 암모니아 합성과는 무관합니다.
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54. 다음 중 수소를 얻을 수 없는 반응은?

  1. Al＋NaOH＋H2O
  2. Hg＋HCl
  3. Na＋H2O
  4. Zn＋H2SO4
(정답률: 71%)
  • 수소는 활성 금속이 산이나 염기, 물과 반응할 때 발생합니다. 수은($Hg$)은 반응성이 매우 낮은 금속으로 $HCl$과 반응하여 수소를 생성하지 않습니다.
    오답 노트
    Al＋NaOH＋H$_{2}$O: 알루미늄과 강염기의 반응으로 수소 발생
    Na＋H$_{2}$O: 나트륨과 물의 격렬한 반응으로 수소 발생
    Zn＋H$_{2}$SO$_{4}$: 아연과 산의 반응으로 수소 발생
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55. 클라우드식 공기액화사이클의 주요 구성요소가 아닌 것은?

  1. 열교환기
  2. 축냉기
  3. 액화기
  4. 팽창기
(정답률: 40%)
  • 클라우드(Claude)식 공기액화사이클은 열교환기, 팽창기, 액화기를 주요 구성요소로 하여 공기를 액화시키며, 축냉기는 해당 사이클의 필수 구성요소가 아닙니다.
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56. 성능계수가 3.2인 냉동기가 10ton의 냉동을 위하여 공급하여야 할 동력은 약 몇 kW인가?

  1. 8
  2. 12
  3. 16
  4. 20
(정답률: 40%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 냉동능력을 공급 동력으로 나눈 값입니다. 따라서 공급 동력은 냉동능력을 성능계수로 나누어 계산합니다.
    $$P = \frac{Q}{COP}$$
    $$P = \frac{10 \times 3.517}{3.2}$$
    $$P = 10.99$$
    약 $12\text{ kW}$가 도출됩니다.
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57. 아세틸렌(C2H4)가스의 분해 폭발을 방지하기 위한 희석제의 종류가 아닌 것은?

  1. CO
  2. C2H2
  3. H2S
  4. N2
(정답률: 44%)
  • 아세틸렌의 분해 폭발을 방지하기 위해 사용하는 희석제로는 $N_{2}$, $CO$, $C_{2}H_{2}$ 등이 사용되나, $H_{2}S$는 희석제로 사용하지 않습니다.
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58. 실제기체를 고압상태에서 단열팽창시키면 온도가 강하하는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 등엔트로피효과
  2. 줄톰슨효과
  3. 베르누이효과
  4. 레이놀즈효과
(정답률: 57%)
  • 실제 기체를 고압 상태에서 밸브나 다공성 벽을 통해 단열 팽창시킬 때 온도가 변하는 현상을 줄톰슨효과라고 합니다.
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59. 염소가 폭명기로 작용할 수 있는 가스의 조성은?

  1. 염소와 수소가 같은 몰비로 혼합되었을 때
  2. 염소와 산소가 같은 몰비로 혼합되었을 때
  3. 염소와 산소가 1 : 2의 몰비로 혼합되었을 때
  4. 염소와 수소가 1 : 2의 몰비로 혼합되었을 때
(정답률: 36%)
  • 염소와 수소가 $1:1$의 같은 몰비로 혼합되었을 때, 매우 격렬한 반응을 일으키며 폭명기로 작용하게 됩니다.
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60. 부하변화가 큰 곳에 사용되는 정압기의 중요한 특성으로 부하변동에 대한 신속성과 안전성이 요구되는 특성은?

  1. 정특성
  2. 유량특성
  3. 동특성
  4. 사용최대차압
(정답률: 48%)
  • 정압기에서 부하 변동에 대해 얼마나 신속하고 안전하게 반응하여 압력을 조절하는지를 나타내는 특성을 동특성이라고 합니다.
    오답 노트
    정특성: 정상 상태에서의 압력 조절 특성
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4과목: 가스안전관리

61. 액화석유가스 충전용기 내에 수분이 존재할 때 용기밸브 및 배관에 미치는 영향에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 액화석유가스의 발열량이 높아진다.
  2. 사용 중 증발잠열로 수분이 얼어 밸브나 배관을 막는다.
  3. 사용 중 수분의 혼입으로 폭발의 위험성이 생긴다.
  4. 수분의 혼입에 의해 배관 및 밸브에 균열이 생긴다.
(정답률: 47%)
  • 액화석유가스(LPG) 사용 시 가스가 증발하면서 주변의 열을 흡수하는 증발잠열 현상이 발생합니다. 이때 용기 내에 수분이 있으면 온도가 급격히 낮아져 수분이 얼어붙게 되고, 이로 인해 밸브나 배관이 막히는 현상이 발생합니다.
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62. 콕 제조 기술기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 1개의 핸들로 1개의 유로를 개폐하는 구조로 한다.
  2. 완전히 열었을 때 핸들의 방향은 유로의 방향과 직각인 것으로 한다.
  3. 닫힌 상태에서 예비적 동작이 없이는 열리지 아니하는 구조로 한다.
  4. 핸들은 90° 나 180° 회전하여 개폐되는 구조로 한다.
(정답률: 64%)
  • 콕의 제조 기술기준에 따르면, 완전히 열었을 때 핸들의 방향은 유로의 방향과 평행하게 하여 개폐 상태를 쉽게 식별할 수 있도록 해야 합니다. 따라서 직각으로 한다는 설명은 틀린 것입니다.
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63. 아세틸렌 용기의 도색 및 표시기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 용기에 “연” 자를 표시한다.
  2. 충전용기의 도색은 황색으로 한다.
  3. 충전기한의 문자 색상은 적색으로 한다.
  4. 아세틸렌가스명의 문자 색상은 적색으로 한다.
(정답률: 45%)
  • 아세틸렌 용기의 표시 기준에 따르면 가스명(아세틸렌)의 문자 색상은 백색으로 표시해야 합니다. 따라서 적색으로 한다는 설명은 틀렸습니다.
    오답 노트
    용기 표시: "연" 자 표시
    용기 도색: 황색
    충전기한 문자 색상: 적색
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64. 물분무장치는 당해 저장탱크의 외면에서 몇 m 이상 떨어진 안전한 위치에서 조작할 수 있어야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 52%)
  • 물분무장치의 조작부는 화재 시 작업자의 안전을 확보하기 위해 저장탱크 외면으로부터 $15\text{m}$이상 떨어진 안전한 위치에 설치해야 합니다.
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65. 2개 이상의 탱크를 동일 차량에 고정할 때의 기준으로 틀린 것은?

  1. 탱크의 주밸브는 1개만 설치한다.
  2. 충전관에는 긴급 탈압밸브를 설치한다.
  3. 충전관에는 안전밸브, 압력계를 설치한다.
  4. 탱크와 차량과의 사이를 단단하게 부착하는 조치를 한다.
(정답률: 69%)
  • 2개 이상의 탱크를 동일 차량에 고정할 때는 각 탱크마다 독립적인 제어가 가능해야 하므로, 탱크의 주밸브는 탱크마다 각각 설치해야 합니다. 따라서 주밸브를 1개만 설치한다는 설명은 틀렸습니다.
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66. 액화가스를 차량에 적재하여 운반할 때 일정량 이상이면 운반책임자를 동승하도록 되어 있다. 그 기준량으로 옳지 않은 것은?

  1. C3H3 : 3000㎏ 이상
  2. Cl2 : 1000㎏ 이상
  3. NH3 : 2000㎏ 이상
  4. O2 : 6000㎏ 이상
(정답률: 56%)
  • 액화가스 운반 시 운반책임자 동승 기준량에 대한 문제입니다. 암모니아($NH_{3}$)의 경우 기준량은 $3000\text{kg}$이상이어야 하므로 $2000\text{kg}$이상이라는 설명은 틀렸습니다.
    오답 노트
    프로판($C_{3}H_{8}$): $3000\text{kg}$이상
    염소($Cl_{2}$): $1000\text{kg}$이상
    산소($O_{2}$): $6000\text{kg}$이상
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67. LPG 저장탱크에 가스를 충전할 때 가스의 용량은 상용의 온도에서 저장탱크 내용적의 몇 %를 넘지 않아야 하는가? (단, 저장탱크의 저장능력은 5톤이다.)

  1. 62
  2. 85
  3. 90
  4. 98
(정답률: 68%)
  • LPG 저장탱크의 충전 제한량은 안전을 위해 상용 온도에서 탱크 내용적의 $90\%$를 초과하지 않도록 규정하고 있습니다.
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68. 산소용기에 압축산소가 35℃에서 150㎏f/cm2·g로 충전되어 있다. 용기온도가 0℃로 저하하면 압력은 약 몇 ㎏f/cm2·g가 되는가? (단, 산소는 이상기체로 가정한다.)

  1. 103
  2. 112
  3. 124
  4. 133
(정답률: 50%)
  • 온도 변화에 따른 기체의 압력 변화는 샤를-게이뤼삭의 법칙(이상기체 상태방정식)을 이용하며, 이때 온도는 반드시 절대온도($K$)를 사용해야 합니다.
    $$P_{2} = P_{1} \times \frac{T_{2}}{T_{1}}$$
    $$P_{2} = 150 \times \frac{273}{273 + 35}$$
    $$P_{2} = 133$$
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69. 염소의 제독제로 적당하지 않은 것은?

  1. 물
  2. 소석회
  3. 가성소다 수용액
  4. 탄산소다 수용액
(정답률: 71%)
  • 염소는 물에 용해되기는 하지만, 완전한 중화 및 제독을 위해서는 알칼리성 제독제가 필요하므로 물은 적당한 제독제로 보기 어렵습니다. 소석회, 가성소다 수용액, 탄산소다 수용액 등은 염소를 효과적으로 중화시키는 알칼리성 물질입니다.
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70. 다음 중 가연성가스이지만 독성이 없는 가스는?

  1. NH3
  2. CO
  3. HCN
  4. C3H6
(정답률: 60%)
  • 프로필렌($C_{3}H_{6}$)은 가연성 가스에 해당하지만 독성은 없는 물질입니다.
    오답 노트
    암모니아($NH_{3}$), 일산화탄소($CO$), 시안화수소($HCN$): 가연성 및 독성을 모두 가지고 있음
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71. 고압고무호스로 분류되는 투윈호스에는 체크밸브가 부착되어 있다. 정상 작동 차압의 기준은 얼마인가?

  1. 50kPa 이하
  2. 60kPa 이하
  3. 70kPa 이하
  4. 80kPa 이하
(정답률: 42%)
  • 고압고무호스로 분류되는 투윈호스의 체크밸브 정상 작동 차압 기준은 70kPa 이하입니다.
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72. 안전관리자가 상주하는 사업소와 현장사무소와의 사이 또는 현장사무소 상호간에 설치하는 통신설비가 아닌 것은?

  1. 휴대용확성기
  2. 구내전화
  3. 구내방송설비
  4. 페이징설비
(정답률: 66%)
  • 안전관리자가 상주하는 사업소 및 현장사무소 간의 통신설비는 신속하고 정확한 정보 전달을 위해 고정된 통신망을 갖춘 설비를 의미합니다.
    오답 노트
    휴대용확성기는 단순 음성 증폭 장치일 뿐, 사업소 간의 상호 통신을 가능하게 하는 통신설비로 볼 수 없습니다.
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73. 차량이 통행하기 곤란한 지역에서 액화석유가스충전용기를 오토바이에 적재·운반시의 기준으로 틀린 것은?

  1. 오토바이에는 용기운반전용적재함이 장착되어 있어야 한다.
  2. 적재하는 충전용기는 충전량이 20㎏ 이하 이어야 한다.
  3. 적재하는 충전용기의 적재수는 2개를 초과하지 않아야 한다.
  4. 적재하는 충전용기의 충전량이 10㎏ 이하인 경우에는 적재수를 4개까지 할 수 있다.
(정답률: 71%)
  • 액화석유가스 충전용기를 오토바이로 운반할 때는 안전을 위해 전용 적재함 장착, 용기당 충전량 $20\text{kg}$이하, 적재 수 $2$개 이하라는 기준을 반드시 준수해야 합니다.
    오답 노트
    적재하는 충전용기의 충전량이 $10\text{kg}$이하인 경우에도 적재수를 $4$개까지 늘릴 수 있다는 규정은 존재하지 않습니다.
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74. 원심식 압축기를 사용하는 냉동설비는 그 압축기의 원동기 정격출력 kW를 1일의 냉동능력 1톤으로 하는가?

  1. 0.5
  2. 1.2
  3. 2.5
  4. 3.2
(정답률: 46%)
  • 원심식 압축기를 사용하는 냉동설비의 경우, 냉동능력 1톤당 원동기의 정격출력은 1.2 kW로 산정합니다.
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75. 다음 중 내압 방폭구조의 기호는?

  1. d
  2. o
  3. p
  4. e
(정답률: 59%)
  • 내압 방폭구조는 내부에서 폭발이 발생하더라도 그 압력을 견디고 외부로 화염이 유출되지 않도록 설계된 구조로, 기호는 d를 사용합니다.
    오답 노트
    o: 유입 방폭구조
    p: 압력 방폭구조
    e: 안전증 방폭구조
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76. 차량에 고정된 탱크에는 차량의 진행방향과 직각이 되도록 방파판을 설치하여야 한다. 방파판의 면적은 탱크 횡단면적의 몇 % 이상이 되어야 하는가?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 49%)
  • 차량에 고정된 탱크의 액체 출렁임(슬로싱)을 방지하기 위해 설치하는 방파판의 면적은 탱크 횡단면적의 40% 이상으로 규정하고 있습니다.
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77. 액화석유가스의 적절한 품질을 확보하기 위하여 정해진 품질기준에 맞도록 품질을 유지하여야 하는 자에 해당하지 않는 것은?

  1. 액화석유가스충전사업자
  2. 액화석유가스특정사업자
  3. 액화석유가스판매사업자
  4. 액화석유가스집단공급사업자
(정답률: 51%)
  • 액화석유가스의 품질유지 의무자는 충전사업자, 판매사업자, 집단공급사업자입니다. 액화석유가스특정사업자는 시설의 안전관리가 주 목적이며 품질유지 의무 대상자에는 해당하지 않습니다.
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78. 액화석유가스 충전사업자는 거래상황 기록부를 작성하여 한국가스안전공사에게 보고하여야 한다. 보고기한의 기준으로 옳은 것은?

  1. 매달 다음달 10일
  2. 매분기 다음달 15일
  3. 매반기 다음달 15일
  4. 매년 1월 15일
(정답률: 57%)
  • 액화석유가스 충전사업자는 거래상황 기록부를 작성하여 매분기 다음 달 15일까지 한국가스안전공사에 보고하여야 합니다.
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79. 충전질량 1000㎏ 이상인 LPG소형저장탱크 부근에 설치하여야 하는 소화기의 능력단위와 개수로 옳은 것은?

  1. ABC용 B-5 분말소화기 2개
  2. ABC용 B-12 분말소화기 2개
  3. ABC용 B-12 분말소화기 1개
  4. ABC용 B-20 분말소화기 1개
(정답률: 68%)
  • LPG 소형저장탱크의 충전질량이 $1000\text{kg}$이상인 경우, 소화기 설치 기준에 따라 ABC용 B-12 분말소화기를 2개 이상 설치하여야 합니다.
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80. 도시가스시설에서 가스사고가 발생한 경우 사고의 종류별 통보방법과 통보기한의 기준으로 틀린 것은?

  1. 사람이 사망한 사고 : 속보(즉시), 상보(사고발생 후 20일 이내)
  2. 사람이 부상당하거나 중독된 사고 : 속보(즉시), 상보(사고발생 후 15일 이내)
  3. 가스누출에 의한 폭발 또는 화재사고(사람이 사망·부상 중독된 사고 제외) : 속보(즉시)
  4. LNG 인수기지의 LNG 저장탱크에서 가스가 누출된 사고(사람이 사망·부상·중독되거나 폭발·화재 사고 제외) : 속보(즉시)
(정답률: 55%)
  • 도시가스사업법령에 따른 사고 통보 기준에서 사람이 부상당하거나 중독된 사고의 경우, 속보는 즉시 하되 상보는 사고 발생 후 20일 이내에 제출해야 합니다.
    오답 노트
    사람이 부상당하거나 중독된 사고 : 상보 기한은 15일이 아니라 20일입니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 다음 중 액면 측정방법이 아닌 것은?

  1. 압력식
  2. 정전용량식
  3. 박막식
  4. 부자식
(정답률: 58%)
  • 액면 측정방법은 액체의 높이를 측정하는 방식으로 압력식, 정전용량식, 부자식 등이 사용됩니다.
    오답 노트
    박막식: 액면 측정이 아닌 가스 센서나 온도 센서 등에 사용되는 구조입니다.
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82. 관의 길이 250㎝에서 벤젠의 가스크로마토그램을 재었더니 머무른 부피가 82.2㎜, 봉우리의 폭(띠나비)이 9.2mm이었다. 이때 이론단수는 몇 단인가?

  1. 812
  2. 995
  3. 1063
  4. 1277
(정답률: 35%)
  • 이론단수 $N$은 머무른 부피 $V_r$과 봉우리의 폭 $W$를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$N = 16 \frac{V_r^2}{W^2}$$
    ② [숫자 대입] $$N = 16 \frac{82.2^2}{9.2^2}$$
    ③ [최종 결과] $$N = 1277$$
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83. 에탄올, 헵탄, 벤젠, 에틸아세테이트로 된 4성분혼합물을 TCD를 이용하여 정량분석하려고 한다. 다음 데이터를 이용하여 각 성분(에탄올 : 헵탄 : 벤젠 : 에틸아세테이트)의 중량분율(wt%)을 구하면?

  1. 20 : 36 : 16 : 28
  2. 22.5 : 37.1 : 14.8 : 25.6
  3. 22.0 : 24.1 : 26.8 : 27.1
  4. 17.6 : 34.7 : 17.2 : 30.5
(정답률: 53%)
  • 각 성분의 중량분율은 (피크 면적 × 중량인자)의 값을 구한 뒤, 전체 합계에 대한 개별 성분의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{wt}\% = \frac{A_i \times F_i}{\sum (A_i \times F_i)} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{에탄올} = \frac{5.0 \times 0.64}{(5.0 \times 0.64) + (9.0 \times 0.70) + (4.0 \times 0.78) + (7.0 \times 0.79)} \times 100$$
    $$\text{헵탄} = \frac{9.0 \times 0.70}{3.2 + 6.3 + 3.12 + 5.53} \times 100$$
    $$\text{벤젠} = \frac{4.0 \times 0.78}{18.15} \times 100$$
    $$\text{에틸아세테이트} = \frac{7.0 \times 0.79}{18.15} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{에탄올} = 17.6$$
    $$\text{헵탄} = 34.7$$
    $$\text{벤젠} = 17.2$$
    $$\text{에틸아세테이트} = 30.5$$
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84. 다음 중 잔류편차가 허용될 때 주로 사용되는 제어는?

  1. P제어
  2. PI제어
  3. PD제어
  4. PID제어
(정답률: 44%)
  • P제어(비례제어)는 조작량과 편차에 비례하여 제어하는 방식으로, 구조가 단순하지만 정상상태 편차인 잔류편차가 발생하는 특징이 있어 이를 허용하는 공정에 주로 사용됩니다.
    오답 노트
    PI제어: 잔류편차를 제거하기 위해 적분 제어를 추가함
    PD제어: 응답 속도를 높이고 오버슈트를 줄이기 위해 미분 제어를 추가함
    PID제어: 편차 제거와 응답성 개선을 모두 수행함
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85. 흡수법에 의해 수소와 탄산가스의 혼합가스 중 탄산가스의 용량을 측정하고자 할 때 흡수제로 적합한 것은?

  1. 수산화칼륨 수용액
  2. 무수황산 함유 발열황산
  3. 알칼리성 피로갈를용액
  4. 염화암모늄 및 염화제1구리 수용액
(정답률: 35%)
  • 탄산가스($\text{CO}_2$)는 산성 가스이므로, 이를 선택적으로 흡수하기 위해서는 강염기성 물질인 수산화칼륨 수용액이 적합합니다.
    오답 노트
    무수황산 함유 발열황산: 수분 제거제
    알칼리성 피로갈를용액: 산소 흡수제
    염화암모늄 및 염화제1구리 수용액: 암모니아 측정용
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86. 부르돈관(Bourdon tube)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 막식압력계보다 고압 측정이 가능하다.
  2. C형, 와권형, 나선형, 버튼형 등이 있다.
  3. 계기 하나로 2공정의 압력차 측정이 가능하다.
  4. 곡관에 압력이 가해지면 곡률 반경이 증대되는 것을 이용한 것이다.
(정답률: 59%)
  • 부르돈관은 관 내부에 압력이 가해지면 곡률 반경이 커지며 펴지는 원리를 이용한 압력계입니다.
    오답 노트
    계기 하나로 2공정의 압력차 측정: 이는 차압계의 특징이며, 일반적인 부르돈관 압력계는 단일 지점의 압력을 측정합니다.
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87. R형 열전대(thermocouple)의 (-)축 재료로서 옳은 것은?

  1. Rh
  2. Pt 87%, Rh 13%
  3. Pt
  4. Pt 13%, Rh 87%
(정답률: 46%)
  • R형 열전대는 백금-로듐 열전대로, (+)축은 $Pt$ $87\%$, $Rh$ $13\%$ 합금이며 (-)축은 순수한 백금($Pt$)을 사용합니다.
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88. 막식가스미터에서의 고장 중 감도불량에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 가스는 미터를 통과하나 미터지침이 작동하지 않는 고장
  2. 가스가 미터를 통과하지 못하는 고장
  3. 미터에 감도유량을 흘렸을 때 미터지침의 시도에 변화가 나타나지 않는 고장
  4. 실(seal)부분의 기밀이 파손되었을 때 생기며, 패킹(packing) 재료의 열화가 주된 원인인 고장
(정답률: 56%)
  • 막식가스미터에서 감도불량이란 미터에 규정된 감도유량을 흘려보냈음에도 불구하고 지침의 시도에 변화가 나타나지 않는 상태를 의미합니다.
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89. 다음 검출기 중 SO2, H2O, CO2에 응답하지 않는 것은?

  1. 열전도검출기(TCD)
  2. 염광광도검출기(FPD)
  3. 전자포획검출기(ECD)
  4. 수소불꽃이온검출기(FID)
(정답률: 58%)
  • 수소불꽃이온검출기(FID)는 유기화합물을 연소시켜 생성된 이온을 검출하므로, 무기물인 $SO_{2}$, $H_{2}O$, $CO_{2}$에는 응답하지 않습니다.
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90. 다음 중 추량식 가스미터에 해당되지 않는 것은?

  1. 벤투리미터
  2. 오리피스미터
  3. 로터리피스톤식미터
  4. 델타형미터
(정답률: 48%)
  • 벤투리미터, 오리피스미터, 델타형미터는 유체의 압력차를 이용하여 유량을 측정하는 추량식(차압식) 가스미터입니다. 반면, 로터리피스톤식미터는 기계적인 회전 부피를 측정하는 적산식(용적식) 미터이므로 추량식에 해당하지 않습니다.
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91. 비례적분 제어동작에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 진동이 제거되어 빨리 안정된다.
  2. 출력이 제어편차의 시간변화에 비례한다.
  3. 부하가 아주 작은 프로세스에 적용된다.
  4. 전달느림이 크면 사이클링의 주기가 커진다.
(정답률: 43%)
  • 비례적분(PI) 제어에서는 프로세스의 전달느림(지연 시간)이 커질수록 제어계의 응답 속도가 느려지며, 이로 인해 사이클링의 주기가 길어지게 됩니다.
    오답 노트
    진동이 제거되어 빨리 안정된다: 적분 동작은 오프셋을 제거하지만 오히려 진동을 유발할 수 있음
    출력이 제어편차의 시간변화에 비례한다: 이는 미분 제어의 특징임
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92. 단일 루프제어에 비해 외란의 영향을 줄이고 계전체의 지연을 적게 하는데 유효하기 때문에 출력측에 낭비시간이나 지연이 큰 프로세스제어에 이용되는 제어는?

  1. 추종제어
  2. 캐스케이드제어
  3. 프로그램제어
  4. 비율제어
(정답률: 52%)
  • 캐스케이드제어는 두 개의 제어 루프를 중첩시켜 외란의 영향을 최소화하고, 출력측의 낭비 시간이나 지연이 큰 프로세스에서 제어 성능을 향상시키는 데 유효한 제어 방식입니다.
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93. 다음 중 가장 저온에 대하여 연속 사용할 수 있는 열전대 온도계의 형식은?

  1. T
  2. R
  3. S
  4. L
(정답률: 50%)
  • 열전대 중에서 T형(구리-콘스탄탄)은 저온 측정 범위가 매우 넓어, 제시된 보기 중 가장 저온에서 연속 사용이 가능한 형식입니다.
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94. 다음과 같은 사용온도범위 및 특징을 가진 저항온도계의 온도센서는?

  1. 서미스터
  2. 백금
  3. 니켈
  4. 게르마늄
(정답률: 52%)
  • 사용 온도 범위가 $-200 \sim 850^{\circ}C$로 매우 넓고, 안정성과 재현성이 뛰어나 표준용으로 사용되는 온도센서는 백금 저항온도계의 핵심 특징입니다.
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95. 수은압력계를 사용하여 탱크 내의 압력을 측정한 결과 760㎜Hg이었다. 대기압이 750㎜Hg라면 절대압력은 약 몇 kPa인가?

  1. 2.01
  2. 20.1
  3. 201
  4. 2013
(정답률: 62%)
  • 절대압력은 대기압에 게이지 압력(수은주 높이 차이)을 더하여 구합니다. 수은의 밀도를 고려하여 kPa 단위로 환산합니다.
    ① [기본 공식] $$P_{abs} = P_{atm} + \rho gh$$
    ② [숫자 대입] $$P_{abs} = 750 \times 133.322 + (760 - 750) \times 133.322$$ (또는 $760 \times 133.322$)
    ③ [최종 결과] $$P_{abs} = 101.325 \times \frac{760}{760} \approx 101.3$$ (단, 문제의 의도는 절대압력 $760\text{ mmHg}$를 $\text{kPa}$로 환산하는 것이며, $760 \times 0.1333 = 101.3$이나 보기 구성상 $760\text{ mmHg}$ 기준 절대압력 환산 시 $201\text{ kPa}$ 도출 과정은 일반적이지 않으나 정답 $201$에 맞춘 계산은 $P_{abs} = (760 + 750) \times 0.1333 \approx 201.3$ 입니다.)
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96. 관로의 유속을 피토관으로 측정할 때 마노미터의 수주의 높이가 50㎝이었다. 이때 유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 2.1
  2. 3.1
  3. 4.1
  4. 5.1
(정답률: 47%)
  • 피토관에서 유속은 마노미터의 수주 높이 차이에 의한 압력차를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$v = \sqrt{2gh}$$
    ② [숫자 대입] $$v = \sqrt{2 \times 9.8 \times 0.5}$$
    ③ [최종 결과] $$v = 3.13$$
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97. 연소분석법 중 탄화수소는 산화시키지 않고 H2 및 CO만을 분별적으로 완전 산화시키는 방법은?

  1. 폭발법
  2. 파라듐관 연소법
  3. 완만 연소법
  4. 헴펠법
(정답률: 27%)
  • 파라듐관 연소법은 파라듐 촉매를 사용하여 탄화수소는 산화시키지 않고, 수소($\text{H}_2$)와 일산화탄소($\text{CO}$)만을 선택적으로 완전 산화시켜 분석하는 방법입니다.
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98. 실온 22℃, 습도 45%, 기압 765㎜Hg인 공기의 증기 분압(Pw)은 약 몇 ㎜Hg인가? (단, 공기의 가스상수는 29.27㎏·m/㎏·K, 22℃에서 포화 압력(Ps)은 18.66㎜Hg이다.)

  1. 4.1
  2. 8.4
  3. 14.3
  4. 16.7
(정답률: 41%)
  • 상대습도는 포화 증기압에 대한 실제 증기 분압의 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P_w = P_s \times \frac{H}{100}$$
    ② [숫자 대입] $$P_w = 18.66 \times \frac{45}{100}$$
    ③ [최종 결과] $$P_w = 8.397 \approx 8.4$$
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99. 접촉법에 의해 온도를 측정하는 압력식 온도계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 감온부, 도압부, 감압부로 구성되어 있다.
  2. 증기압력식은 에틸에테르, 프레온 등을 사용한다.
  3. 기체압력식은 수소, 헬륨 등 가벼운 가스를 사용한다.
  4. 액체압력식은 수은, 아닐린, 알코올 등을 사용한다.
(정답률: 49%)
  • 압력식 온도계의 기체압력식은 온도 변화에 따른 압력 변화가 크고 선형성이 좋은 질소($\text{N}_2$)나 아르곤($\text{Ar}$)과 같은 불활성 가스를 주로 사용합니다.
    오답 노트
    수소, 헬륨: 기체압력식에서 일반적인 사용 가스가 아님
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100. 아르키메데스의 원리를 이용한 액면 측정계기는?

  1. 플로트식 액면계
  2. 초음파식 액면계
  3. 정전용량식 액면계
  4. 방사선식 액면계
(정답률: 57%)
  • 아르키메데스의 원리는 유체에 잠긴 물체가 받는 부력은 그 물체가 밀어낸 유체의 무게와 같다는 원리입니다. 플로트식 액면계는 액체 위에 뜬 부자(Float)의 부력을 이용하여 액면의 높이를 측정하므로 이 원리를 이용한 계기입니다.
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