가스기사 필기 기출문제복원 (2011-03-20)

가스기사
(2011-03-20 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 압력강하 △P, 밀도 ρ, 길이 ℓ, 체적유량 Q에서 얻을 수 있는 무차원 수는?

(정답률: 57%)
  • 주어진 물리량 $\Delta P, \rho, \ell, Q$의 차원을 조합하여 모든 단위가 상쇄되는 무차원 수를 찾습니다. 정답인 의 수식을 LaTeX로 변환하면 $\sqrt{\frac{\rho}{\Delta P}} \cdot \frac{Q}{\ell^2}$이며, 각 항의 차원을 분석하면 무차원임이 증명됩니다.
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2. 펌프(pump)란 액체에 에너지를 주어 이것을 저압부(또는 낮은 곳)에서 고압부(또는 높은 곳)로 송출하는 기계이다. 다음 중 터보형 펌프의 종류가 아닌 것은?

  1. 피스톤 펌프
  2. 벌류트 펌프
  3. 터빈 펌프
  4. 사류 펌프
(정답률: 68%)
  • 터보형 펌프는 회전차를 이용하는 원심(벌류트, 터빈), 사류, 축류 펌프가 해당됩니다.
    오답 노트
    피스톤 펌프: 왕복 운동을 이용하는 용적형 펌프입니다.
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3. 유동하는 물의 속도가 12m/s이고, 압력이 1.1㎏f/cm2이다. 이 경우에 속도수두와 압력수두는 각각 약 몇 m인가? (단, 물의 밀도는 102㎏f·s2/m4이다.)

  1. 10.6, 11.0
  2. 7.35, 11.0
  3. 7.35, 10.6
  4. 10.6, 10.6
(정답률: 65%)
  • 베르누이 정리를 이용하여 유체의 속도수두와 압력수두를 계산합니다.
    속도수두는 유속의 제곱을 중력가속도의 2배로 나눈 값이며, 압력수두는 압력을 밀도와 중력가속도의 곱으로 나눈 값입니다.
    속도수두
    $$H = \frac{V^{2}}{2g}$$
    $$H = \frac{12^{2}}{2 \times 9.8}$$ $H = 7.35$ m
    압력수두
    $$H = \frac{P}{\rho}$$
    $$H = \frac{1.1 \times 10^{4}}{1000}$$ $H = 11.0$ m
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4. 유체 속에 잠겨진 경사면에 작용하는 전압력의 작용점은?

  1. 면의 도심보다 위에 있다.
  2. 면의 도심에 있다.
  3. 면의 도심보다 아래에 있다.
  4. 면의 도심과는 상관없다.
(정답률: 66%)
  • 유체 속에 잠긴 경사면의 경우, 깊이가 깊어질수록 압력이 증가하므로 압력 중심(작용점)은 항상 기하학적 중심인 도심보다 아래쪽에 형성됩니다.
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5. 유량 Q, 관의 길이 L, 직경 D, 동점성계수 υ가 주어졌을 때 손실수두 hf를 구하는 순서로 옳은 것은? (단, f는 마찰계수, Re는 Reynold 수, V는 속도이다.)

  1. Moody 선도에서 f를 가정한 후 Re를 계산하고 hf를 구한다.
  2. hf를 가정하고 f를 구해 확인한 후 Moody 선도에서 Re로 검증한다.
  3. Re를 계산하고 Moody 선도에서 f를 구한 후 hf를 구한다.
  4. Re를 가정하고 V를 계산하고 Moody 선도에서 f를 구한 후 hf를 계산한다.
(정답률: 77%)
  • 손실수두 $h_{f}$를 구하기 위해서는 먼저 유체의 흐름 상태(층류/난류)를 결정하는 레이놀즈 수 $Re$를 계산해야 합니다. 이후 $Re$와 관의 거칠기를 바탕으로 Moody 선도에서 마찰계수 $f$를 찾아 최종적으로 손실수두 식에 대입하여 계산하는 순서로 진행합니다.
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6. 수직충격파가 발생했을 때 나타나는 현상이 아닌 것은?

  1. 온도가 증가한다.
  2. 속도가 증가한다.
  3. 압력이 증가한다.
  4. 엔트로피가 증가한다.
(정답률: 72%)
  • 수직충격파가 발생하면 초음속 흐름이 아음속으로 급격히 변하며 에너지가 전환됩니다.
    이 과정에서 압력, 온도, 엔트로피는 급격히 증가하지만, 속도는 초음속에서 아음속으로 급감하게 됩니다.
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7. 비중이 0.85, 점도가 5cP인 유체가 입구속도 10㎝/s로 평판에 접근할 때 평판의 입구로부터 20㎝인 지점에서 형성된 경계층의 두께는 몇 ㎝인가? (단, 층류흐름으로 가정한다.)

  1. 1.25
  2. 1.71
  3. 2.24
  4. 2.78
(정답률: 49%)
  • 층류 흐름에서 평판 경계층 두께 공식 $\delta = 5 \times \sqrt{\frac{\nu \times x}{u}}$를 사용하여 계산합니다.
    먼저 동점성계수 $\nu$를 구하면 $\nu = \frac{\mu}{\rho} = \frac{5 \times 10^{-3} \text{ Pa\cdot s}}{0.85 \times 1000 \text{ kg/m}^3} = 5.88 \times 10^{-6} \text{ m}^2/\text{s}$ 입니다.
    $$ \delta = 5 \times \sqrt{\frac{5.88 \times 10^{-6} \times 0.2}{0.1}} $$
    $$ \delta = 5 \times \sqrt{1.176 \times 10^{-5}} $$
    $$ \delta = 0.0171 \text{ m} = 1.71 \text{ cm} $$
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8. 레이놀즈수가 106이고 상대조도가 0.006인 원관의 마찰계수 f는 0.032이다. 이 원관에 부차손실계수가 8.64인 글로브밸브를 설치하였을 때, 이 밸브의 등가길이(또는 상당길이)는 관 지름의 몇 배인가?

  1. 8.64
  2. 27
  3. 270
  4. 1658
(정답률: 47%)
  • 밸브의 등가길이는 부차손실계수를 마찰계수로 나누어 관 지름의 배수로 환산하여 구합니다.
    $$L = \frac{K \times D}{f}$$
    $$L = \frac{8.64 \times D}{0.032}$$
    $$L = 270 \times D$$
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9. 압축성 유체가 그림과 같이 확산기를 통해 흐를 때 속도와 압력은 어떻게 되겠는가? (단, Ma는 마하수이다.)

  1. dp＜0, dv＞0
  2. dp＞0, dv＜0
  3. dp＝0, dv＜0
  4. dv＝0, dp＞0
(정답률: 72%)
  • 초음속 흐름($Ma > 1$)에서 확산기(단면적이 넓어지는 관)를 통과할 때, 유체는 아음속 흐름과 반대로 행동합니다. 단면적이 증가하면 속도는 오히려 증가하고 압력은 감소하는 특성을 가집니다.
    따라서 압력 변화는 $dp < 0$, 속도 변화는 $dv > 0$이 됩니다.
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10. 공기 유동에서 수직충격파 직전의 마하수가 4.2라면 충격파 후의 마하수는? (단, 비열비는 1.4이다.)

  1. 0.34
  2. 0.43
  3. 4.54
  4. 4.64
(정답률: 47%)
  • 수직충격파 전후의 마하수 관계식은 비열비 $\gamma$와 전단 마하수 $M_1$을 이용하여 계산합니다.
    $$M_2^2 = \frac{1 + [(\gamma-1)/2]M_1^2}{\gamma M_1^2 - (\gamma-1)/2}$$
    $$M_2^2 = \frac{1 + [0.2 \times 4.2^2]}{1.4 \times 4.2^2 - 0.2}$$
    $$M_2 = 0.43$$
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11. 수직충격파(normal shock wave)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 수직충격파는 아음속 유동에서 초음속 유동으로 바뀌어 갈 때 발생한다.
  2. 충격파를 가로지르는 유동은 등엔트로피 과정이 아니다.
  3. 수직충격파 발생 직후의 유동조건은 h-s선도로 나타낼 수 있다.
  4. 1차원 유동에서 일어날 수 있는 충격파는 오직 수직충격파뿐이다.
(정답률: 63%)
  • 수직충격파는 반드시 초음속 유동($M > 1$)이 아음속 유동($M < 1$)으로 급격히 변할 때 발생합니다. 아음속에서 초음속으로 변하는 과정에서는 발생하지 않습니다.
    오답 노트
    등엔트로피 과정: 충격파 통과 시 엔트로피가 급격히 증가하므로 비등엔트로피 과정임
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12. 압축성유체에 대한 설명 중 가장 올바른 것은?

  1. 가역과정동안 마찰로 인한 손실이 일어난다.
  2. 이상기체의 음속은 온도의 함수이다.
  3. 유체의 유속이 아음속(subsonic)일 때, Mach수는 1보다 크다.
  4. 온도가 일정할 때 이상기체의 압력은 밀도에 반비례한다.
(정답률: 64%)
  • 이상기체의 음속 $a$는 $\sqrt{\gamma RT}$로 정의되며, 비열비 $\gamma$와 기체상수 $R$이 일정할 때 오직 절대온도 $T$의 함수로 결정됩니다.
    오답 노트
    가역과정: 마찰과 같은 비가역성이 없는 과정임
    아음속: Mach수가 1보다 작은 유동임
    압력과 밀도: 온도가 일정할 때 압력과 밀도는 정비례함
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13. 원관 중의 흐름이 층류일 경우 유량이 반경의 4제곱과 압력기울기(P1-P2)/L에 비례하고 점도에 반비례한다는 법칙은?

  1. Hagen-Poiseuille법칙
  2. Reynolds법칙
  3. Newton법칙
  4. Fourier법칙
(정답률: 79%)
  • 원관 내 층류 흐름에서 유량이 관 반경의 4제곱과 압력 기울기에 비례하고 점도에 반비례한다는 원리를 정의한 것은 Hagen-Poiseuille법칙입니다.
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14. 유체역학에서 다음과 같은 베르누이 방정식이 적용되는 조건이 아닌 것은?

  1. 적용되는 임의의 두 점은 같은 유선상에 있다.
  2. 정상상태의 흐름이다.
  3. 마찰이 없는 흐름이다.
  4. 유체흐름 중 내부에너지 손실이 있는 흐름이다.
(정답률: 73%)
  • 베르누이 방정식은 에너지 보존 법칙을 유체에 적용한 것으로, 에너지 손실이 없는 이상적인 유체의 흐름을 전제로 합니다.
    따라서 유체흐름 중 내부에너지 손실이 있는 흐름이다라는 설명은 베르누이 방정식의 기본 가정에 위배됩니다.
    오답 노트
    같은 유선상, 정상상태, 마찰 없는 흐름: 베르누이 방정식이 성립하기 위한 필수 전제 조건입니다.
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15. 유체가 지름 40㎜의 관과 50㎜관으로 구성된 동심 이중관 사이로 흐를 때의 수력학적 상당직경(hydraulic mean diameter) DH는?

  1. 10㎜
  2. 20㎜
  3. 25㎜
  4. 45㎜
(정답률: 46%)
  • 동심 이중관의 수력학적 상당직경은 관의 단면적을 젖은 둘레(접촉 길이)로 나눈 값의 4배로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$D_{H} = \frac{4 \times A}{P} = \frac{4 \times \frac{\pi}{4}(D_{out}^{2} - D_{in}^{2})}{\pi(D_{out} + D_{in})} = D_{out} - D_{in}$$
    ② [숫자 대입] $$D_{H} = 50 - 40$$
    ③ [최종 결과] $$D_{H} = 10$$
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16. 다음 중 용어에 대한 정의가 틀린 것은?

  1. 이상유체 : 점성이 없다고 가정한 비압축성 유체
  2. 뉴턴유체 : 전단응력이 속도구배에 비례하는 유체
  3. 표면장력계수 : 액체 표면상에서 작용하는 단위길이당 장력
  4. 동점성계수 : 절대점도와 유체압력의 비
(정답률: 69%)
  • 동점성계수는 절대점도를 밀도로 나눈 값으로 정의합니다.
    오답 노트
    동점성계수 : 절대점도와 유체압력의 비 $\rightarrow$ 절대점도와 밀도의 비
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17. 유체가 흐르는 배관 내에서 순간적으로 충격압을 만들고 소리를 내어 진동하는 현상을 나타내는 것은?

  1. 공동현상
  2. 서어징현상
  3. 워터해머 현상
  4. 숏피닝 현상
(정답률: 67%)
  • 배관 내 유체의 흐름이 급격히 변할 때 발생하는 충격압으로 인해 소음과 진동이 발생하는 현상을 워터해머 현상이라고 합니다.
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18. 원관을 통하여 계량수조에 10분 동안 2000㎏의 물을 이송한다. 원관의 내경을 500㎜로 할 때 평균 유속은 약 몇 ㎧인가? (단, 물의 비중은 1.0이다.)

  1. 0.27
  2. 0.027
  3. 0.17
  4. 0.017
(정답률: 43%)
  • 유량 공식을 이용하여 평균 유속을 구합니다.
    $$v = \frac{Q}{A} = \frac{m}{\rho \times t \times A}$$
    $$v = \frac{2000}{1000 \times (10 \times 60) \times (\frac{\pi \times 0.5^{2}}{4})}$$
    $$v = 0.017$$
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19. 이상유체(ideal fluid)에 작용하지 않는 힘은?

  1. 마찰력 또는 전단응력
  2. 중력에 의한 힘
  3. 압력차에 의한 힘
  4. 관성력
(정답률: 68%)
  • 이상유체는 점성이 없다고 가정하는 가상의 유체이므로, 유체 내부의 마찰력이나 전단응력이 발생하지 않습니다.
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20. 다음의 압축성 유체의 흐름 과정 중 등엔트로피 과정인 것은?

  1. 가역단열 과정
  2. 가역등온 과정
  3. 마찰이 있는 단열과정
  4. 마찰이 없는 비가역 과정
(정답률: 72%)
  • 등엔트로피 과정은 가역 과정이면서 동시에 단열 과정일 때 성립하는 특수한 상태를 의미합니다.
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2과목: 연소공학

21. 어떤 고체연료의 조성은 탄소 71%, 산소 10%, 수소 3.8%, 황 3%, 수분 3%, 기타 성분 9.2%로 되어 있다. 이 연료의 고위발열량(㎉/㎏)은 얼마인가?

  1. 6698
  2. 6782
  3. 7103
  4. 7398
(정답률: 43%)
  • 고체연료의 고위발열량은 각 성분의 발열량 합과 수소에 의한 연소열을 더해 계산합니다.
    $$H_{h} = 81C + 82H + 25S - 5.85O$$
    $$H_{h} = 81 \times 71 + 82 \times 3.8 + 25 \times 3 - 5.85 \times 10$$
    $$H_{h} = 6698$$
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22. C3H8 1Nm3을 연소시킬 때 이론 건조 연소가스량(God)은 약 몇 Nm3인가?

  1. 21.8
  2. 23.8
  3. 25.8
  4. 27.8
(정답률: 45%)
  • 이론 건조 연소가스량($G_{od}$)은 연소 후 생성된 가스 중 수증기를 제외한 $CO_{2}$와 남은 $N_{2}$의 합으로 계산합니다.
    프로판 $1Nm^{3}$ 연소 시 $CO_{2}$ $3Nm^{3}$가 생성되고, 공기 중 질소는 산소량의 $3.76$배가 유입됩니다.
    $$G_{od} = 3 + (5 \times 3.76)$$
    $$G_{od} = 3 + 18.8$$
    $$G_{od} = 21.8$$
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23. 다음 중 비가역 과정이라고 할 수 있는 것은?

  1. Carnot 순환
  2. 노즐에서의 팽창
  3. 마찰이 없는 관내의 흐름
  4. 실린더 내에서의 급격한 팽창과정
(정답률: 56%)
  • 비가역 과정은 에너지가 손실되어 원래 상태로 되돌릴 수 없는 과정을 말합니다. 실린더 내에서의 급격한 팽창과정은 매우 빠르게 일어나 평형 상태를 유지하지 못하므로 대표적인 비가역 과정입니다.
    오답 노트
    Carnot 순환: 이상적인 가역 순환 과정
    노즐에서의 팽창: 이상적인 경우 가역 단열 과정으로 간주
    마찰이 없는 관내의 흐름: 에너지 손실이 없는 가역 과정
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24. 이상기체에 대한 단열온도상승은 열역학 단열압축식으로부터 계산될 수 있다. 다음 중 열역학 단열압축식이 바르게 표현된 것은? (단, Tf는 최종 절대온도, Ti는 처음 절대온도, Pf는 최종 절대압력, Pi는 처음 절대압력, r은 압축비이다.)

  1. Ti＝Tf(Pf/Pi)(r-1)/r
  2. Ti＝Tf(Pf/Pi)r/(t-r)
  3. Tf＝Ti(Pf/Pi)r/(r-1)
  4. Tf＝Ti(Pf/Pi)(r-1)/r
(정답률: 62%)
  • 단열압축 과정에서 최종 온도 $T_{f}$는 처음 온도 $T_{i}$와 압력비, 그리고 비열비와 관련된 지수 항의 관계로 결정됩니다. 주어진 보기 중 단열압축의 기본 관계식을 올바르게 표현한 것은 $T_{f} = T_{i}(P_{f}/P_{i})^{(r-1)/r}$ 형태입니다.
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25. 프로판 및 메탄의 폭발하한계는 각각 2.5v%, 5.0v%이다. 프로판과 메탄이 4 : 1의 체적비로 있는 혼합가스의 폭발하한계는 약 몇 v%인가?

  1. 2.16
  2. 2.56
  3. 2.78
  4. 3.18
(정답률: 44%)
  • 혼합가스의 폭발하한계는 르 샤틀리에(Le Chatelier) 법칙을 사용하여 계산합니다.
    $$L = \frac{100}{\frac{V_{1}}{L_{1}} + \frac{V_{2}}{L_{2}}}$$
    $$L = \frac{100}{\frac{80}{2.5} + \frac{20}{5.0}}$$
    $$L = 2.78$$
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26. 프로판가스 1L를 완전연소하는데 필요한 이론산소량은 약 몇 g인가?

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 9
(정답률: 50%)
  • 프로판($C_{3}H_{8}$)의 완전연소 반응식을 통해 필요한 산소량을 계산합니다.
    반응식: $C_{3}H_{8} + 5O_{2} \rightarrow 3CO_{2} + 4H_{2}O$ 프로판 $1L$ 연소 시 산소 $5L$가 필요하며, 표준상태($0^{\circ}C, 1atm$)에서 산소의 밀도는 약 $1.43g/L$입니다.
    $$W = V \times \rho$$
    $$W = 5 \times 1.43$$
    $$W = 7.15$$
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27. 열역학 제2법칙에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 고립계에서의 모든 자발적 과정은 엔트로피가 증가하는 방향으로 진행된다.
  2. 열과 일 사이에 열이동의 방향성을 제시해 주는 법칙이다.
  3. 반응이 일어나는 속도를 알 수 있다.
  4. 주위에 어떤 변화를 주지 않고 열을 모두 일로 변환시켜 주기적으로 작동하는 기계를 만들 수 없다.
(정답률: 50%)
  • 열역학 제2법칙은 에너지의 흐름 방향(엔트로피 증가)과 효율의 한계를 다루는 법칙입니다.
    반응이 일어나는 속도를 알 수 있다는 내용은 열역학이 아닌 화학 반응 속도론(Kinetics)의 영역입니다.
    오답 노트
    고립계 엔트로피 증가, 열이동의 방향성 제시, 열을 100% 일로 변환하는 기계(제2종 영구기관)의 불가능성은 모두 열역학 제2법칙의 핵심 내용입니다.
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28. 수증기를 제거한 상태의 공기비를 바르게 나타낸 식은?

  1. 실제공기량/이론공기량
  2. 이론공기량/실제공기량
  3. (실제공기량/이론공기량)-1
  4. (이론공기량/실제공기량)＋1
(정답률: 65%)
  • 공기비(Air Ratio)란 실제 공급된 공기량이 이론적으로 필요한 공기량의 몇 배인지를 나타내는 비율입니다.
    $$공기비 = \frac{실제공기량}{이론공기량}$$
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29. 연소속도의 영향을 주는 요인으로 가장 저리가 먼 것은?

  1. 인화점
  2. 화염온도
  3. 반응계 온도
  4. 가연성물질의 종류
(정답률: 64%)
  • 연소속도는 가연성 물질의 종류, 온도, 압력, 산소 농도, 촉매 등에 의해 결정됩니다.
    인화점은 액체 연료가 연소 가능한 증기를 발생시켜 불이 붙기 시작하는 최저 온도로, 연소 속도 자체를 결정하는 요인과는 거리가 멉니다.
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30. 폭발범위가 큰 것에서 작은 순서로 옳게 나열된 것은?

  1. 수소＞산화에틸렌＞메탄＞부탄
  2. 산화에틸렌＞수소＞메탄＞부탄
  3. 수소＞산화에틸렌＞부탄＞메탄
  4. 산화에틸렌＞수소＞부탄＞메탄
(정답률: 62%)
  • 각 가연성 가스의 폭발범위(v%)를 비교하여 범위가 넓은 순서대로 나열합니다.
    산화에틸렌(3~80%) > 수소(4~75%) > 메탄(5~15%) > 부탄(1.9~8.5%) 순으로 폭발범위가 큽니다.
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31. 냉동 싸이클에서 냉매의 온도 변화는 거의 없으면서 엔탈피가 증가하는 곳은?

  1. 압축기
  2. 증발기
  3. 냉각기
  4. 팽창밸브
(정답률: 47%)
  • 증발기에서는 냉매가 주변의 열을 흡수하며 증발하므로, 온도는 일정하게 유지되면서 엔탈피만 증가하는 등온 과정이 일어납니다.
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32. 다음 중 연소의 3요소를 옳게 나열한 것은?

  1. 가연물, 빛, 열
  2. 가연물, 질소, 단열압축
  3. 가연물, 공기, 산소
  4. 가연물, 산소, 점화원
(정답률: 79%)
  • 연소가 일어나기 위해서는 연료가 되는 가연물, 연소를 돕는 산소, 그리고 반응을 시작시키는 점화원(에너지)의 3요소가 반드시 필요합니다.
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33. 방폭전기기기의 구조별 표시방법으로 틀린 것은?

  1. p-압력(壓力) 방폭구조
  2. o-안전증 방폭구조
  3. d-내압(耐壓) 방폭구조
  4. s-특수방폭구조
(정답률: 79%)
  • 방폭구조 기호에서 o는 유입 방폭구조를 의미합니다.
    오답 노트
    안전증 방폭구조: e
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34. 건(조)도가 0이면 다음 중 어디에 해당하는가?

  1. 포화수
  2. 과열증기
  3. 습증기
  4. 건포화증기
(정답률: 50%)
  • 건도(Quality)는 습증기 중 건포화증기가 차지하는 질량 비율을 의미하며, 건도가 $0$이라는 것은 증기 성분이 전혀 없고 전체가 액체 상태임을 뜻합니다.
    따라서 건도가 $0$인 상태는 포화수입니다.
    오답 노트
    과열증기: 포화온도보다 높은 온도의 증기 상태
    습증기: 포화수와 건포화증기가 섞여 있는 상태 ($0 < x < 1$)
    건포화증기: 건도가 $1$인 상태
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35. 가스 안전성평가 기법은 정성적 기법과 정량적 기법으로 구분한다. 정량적 기법이 아닌 것은?

  1. 결함수 분석(FTA)
  2. 사건수 분석(ETA)
  3. 원인결과 분석(CCA)
  4. 위험과 운전분석(HAZOP)
(정답률: 80%)
  • 위험과 운전분석(HAZOP)은 브레인스토밍을 통해 잠재적 위험을 찾아내는 대표적인 정성적 평가 기법입니다.
    오답 노트
    결함수 분석(FTA), 사건수 분석(ETA), 원인결과 분석(CCA)은 수치적 확률을 계산하는 정량적 기법입니다.
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36. 연소 시 공기비가 적을 경우 미치는 영향은?

  1. 매연 발생이 심해진다.
  2. 연소실 내의 연소온도가 낮아진다.
  3. 배기가스량이 많아져 배기가스에 의한 열손실이 증가한다.
  4. 연소가스 중에 NO2 등의 발생으로 대기오염을 초래한다.
(정답률: 55%)
  • 공기비가 너무 작으면 산소가 부족하여 불완전연소가 발생하며, 이로 인해 매연 발생이 심해집니다.
    오답 노트
    연소실 내 온도 저하, 배기가스 열손실 증가, 질소산화물 발생 등은 공기비가 클 때 나타나는 현상입니다.
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37. 등심연소의 화염의 높이에 대하여 옳게 설명한 것은?

  1. 공기 유속이 낮을수록 화염의 높이는 커진다.
  2. 공기 온도가 낮을수록 화염의 높이는 커진다.
  3. 공기 유속이 낮을수록 화염의 높이는 낮아진다.
  4. 공기 유속이 높고 공기 온도가 높을수록 화염의 높이는 커진다.
(정답률: 54%)
  • 등심연소 화염의 높이는 공급되는 공기의 유속이 낮을수록, 그리고 공기의 온도가 높을수록 더 커지는 특성을 가집니다.
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38. 실린더 속에 N2가 0.5mol, O2가 0.2mol, H2가 0.3mol이 혼합되어 있을 때 전체의 압력이 1atm이었다면 이때 산소의 부분압력은 약 몇 mmHg인가?

  1. 152
  2. 179
  3. 182
  4. 194
(정답률: 47%)
  • 혼합 기체에서 특정 성분의 부분 압력은 전체 압력에 해당 성분의 몰 분율을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P_{O_{2}} = P_{total} \times \frac{n_{O_{2}}}{n_{total}}$$
    ② [숫자 대입] $$P_{O_{2}} = 1 \times \frac{0.2}{0.5 + 0.2 + 0.3} = 0.2 \text{ atm}$$
    ③ [최종 결과] $$0.2 \times 760 = 152 \text{ mmHg}$$
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39. 이상기체에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 이상기체는 질량을 갖는다.
  2. 기체분자 자신의 부피는 없다.
  3. 기체분자 상호간에는 반발력이 작용하지 않는다.
  4. 이상기체는 특별한 조건에서 응축시키면 액화시킬 수 있다.
(정답률: 55%)
  • 이상기체는 실제 기체와 달리 분자 자체의 부피가 없고 분자 간 상호작용(인력, 반발력)이 전혀 없다고 가정하는 가상의 기체입니다. 따라서 어떤 조건에서도 응축되어 액화되지 않습니다.
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40. 오토 사이클의 열효율을 나타낸 식은? (단, η는 열효율, γ는 압축비, К는 비열비이다.)

(정답률: 77%)
  • 오토 사이클의 열효율은 압축비와 비열비의 관계로 결정됩니다.
    $$\eta = 1 - (\frac{1}{r})^{k-1}$$
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3과목: 가스설비

41. LNG, 액화산소, 액화질소 저장탱크 설비에 사용되는 단열재의 구비조건에 해당되지 않는 것은?

  1. 밀도가 클 것
  2. 열전도도가 작을 것
  3. 불연성 또는 난연성일 것
  4. 화학적으로 안정되고 반응성이 적을 것
(정답률: 73%)
  • 저장탱크의 단열재는 열 손실을 최소화하고 효율을 높이기 위해 부피와 비중(밀도)이 작아야 합니다.
    오답 노트
    밀도가 클 것: 비중과 부피가 작아야 효율적인 단열이 가능하므로 틀린 설명입니다.
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42. 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: 56%)
  • 고압가스설비의 내압부분 배관 재료는 취성 파괴를 방지하기 위해 탄소 함량이 $0.35\%$이상인 재료를 사용해서는 안 됩니다.
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43. 다음 중 가스 액화사이클이 아닌 것은?

  1. 린데 사이클
  2. 클라우드 사이클
  3. 필립스 사이클
  4. 오토 사이클
(정답률: 65%)
  • 린데, 클라우드, 필립스 사이클은 가스를 액화시키기 위한 냉동 사이클이지만, 오토 사이클은 가솔린 기관의 이론적인 열역학 사이클입니다.
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44. 펌프의 송출압력과 송출유량사이의 주기적인 변동이 일어나는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 공동 현상
  2. 수격 현상
  3. 서징 현상
  4. 캐비테이션 현상
(정답률: 74%)
  • 펌프의 송출 압력과 유량이 주기적으로 변동하며 압력계 지침이 흔들리는 현상을 서징 현상이라고 합니다.
    오답 노트
    공동 현상 및 캐비테이션 현상: 낮은 압력으로 인해 기포가 발생하는 현상
    수격 현상: 급격한 밸브 조작 등으로 배관 내 압력이 급격히 상승하는 현상
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45. 비열이 0.9㎉/㎏·℃인 액체 6000㎏을 30℃에서 50℃로 올리는데 몇 ㎏의 프로판이 소비되는가? (단, 프로판의 발열량은 12000㎉/㎏이다.)

  1. 8
  2. 9
  3. 10
  4. 11
(정답률: 63%)
  • 액체를 가열하는 데 필요한 열량과 프로판의 발열량을 이용하여 소비량을 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$W = \frac{m \times c \times \Delta t}{H}$$ (여기서 $W$는 소비량, $m$은 질량, $c$는 비열, $\Delta t$는 온도차, $H$는 발열량)
    ② [숫자 대입] $$W = \frac{6000 \times 0.9 \times (50 - 30)}{12000}$$
    ③ [최종 결과] $$W = 9$$
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46. 다음 중 가연성이면서 독성인 가스로만 나열된 것은?

  1. 염소, 시안화수소
  2. 산화질소, 수소
  3. 오존, 아세틸렌
  4. 일산화탄소, 암모니아
(정답률: 60%)
  • 가연성(불에 타는 성질)과 독성(인체에 유해한 성질)을 동시에 가진 가스를 찾는 문제입니다. 일산화탄소와 암모니아는 두 성질을 모두 가지고 있습니다.
    오답 노트
    염소: 가연성 없음(조연성)
    산화질소: 가연성 없음
    수소: 독성 없음
    오존: 가연성 없음
    아세틸렌: 독성 없음
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47. 가스홀더 유효가동량이 1일 송출량의 15%이고 송출량이 제조량보다 많아지는 17시~23시의 송출비율이 45%일 때 필요 제조능력(1일 환산)을 구하는 식은? (단, S＝가스 최대공급량이다.)

  1. 1.2S
  2. 1.5S
  3. 1.8S
  4. 2.1S
(정답률: 35%)
  • 가스홀더의 유효가동량과 송출비율을 고려하여 필요 제조능력을 산출하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$M = S \times \frac{P}{100 - H}$$ (여기서 $M$은 제조능력, $S$는 최대공급량, $P$는 송출비율, $H$는 유효가동량)
    ② [숫자 대입] $$M = S \times \frac{45}{100 - 15}$$
    ③ [최종 결과] $$M = 1.2S$$
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48. 다음 그림과 같은 펌프에 해당하는 것은?

  1. 치차펌프
  2. 베인펌프
  3. 플런저펌프
  4. 웨스코펌프
(정답률: 74%)
  • 제시된 이미지 는 로우터의 슬롯에 끼워진 깃(Vane)이 원심력에 의해 확장되어 유체를 밀어내는 구조를 가진 베인펌프의 전형적인 모습입니다.
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49. 정상운전 중에 가연성가스의 점화원이 될 전기불꽃, 아크 또는 고온부분 등의 발생을 방지하기 위하여 기계적·전기적 구조상 또는 온도상승에 대하여 안전도를 증가시킨 방폭구조는?

  1. 내압방폭구조
  2. 압력방폭구조
  3. 유입방폭구조
  4. 안전증방폭구조
(정답률: 79%)
  • 안전증방폭구조는 정상 운전 중에 발생할 수 있는 전기 불꽃이나 아크 등의 점화원이 생성되지 않도록 전기적, 기계적 안전도를 더욱 높인 구조를 말합니다.
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50. 액화천연가스 중 가장 많이 함유 되어있는 것은?

  1. 메탄
  2. 에탄
  3. 프로판
  4. 일산화탄소
(정답률: 76%)
  • 액화천연가스(LNG)는 천연가스를 냉각하여 액화시킨 것으로, 주성분은 메탄($CH_{4}$)이며 통상 80~95% 이상의 높은 함유량을 보입니다.
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51. 부탄가스 공급 또는 이송 시 가스 재액화 현상에 대한 대비가 필요한 방법(식)은?

  1. 공기 혼합 공급 방식
  2. 액송펌프를 이용한 이송법
  3. 압축기를 이용한 이송법
  4. 변성 가스 공급방식
(정답률: 70%)
  • 부탄가스 이송 시 발생하는 재액화 현상을 방지하기 위해서는 가스를 강제로 압축하여 밀어내는 압축기를 이용한 이송법이 가장 효과적인 대비 방법입니다.
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52. 기화장치를 제조하고자 하는 자가 기화장치를 제조하기 위하여 반드시 갖추어야 할 설비를 모두 나열한 것은?

  1. ⓐ, ⓑ
  2. ⓐ, ⓑ, ⓒ
  3. ⓑ, ⓒ, ⓓ
  4. ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ
(정답률: 71%)
  • 기화장치 제조를 위해서는 제품의 형태를 만드는 성형설비, 접합을 위한 용접설비, 내부 불순물을 제거하는 세척설비, 그리고 압력용기 제작을 위한 제관설비가 모두 필수적으로 갖춰져야 합니다.
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53. 도시가스 공급설비에서 저압배관 부분의 압력손실을 구하는 식은? (단, H : 기점과 종점과의 압력차[㎜H2O], Q : 가스유량[m3/hr], D : 구경[㎝], S : 가스의 비중, L : 배관길이[m], K : 유량계수이다.)

(정답률: 51%)
  • 도시가스 저압배관의 압력손실 $H$는 유량의 제곱에 비례하고, 구경의 5제곱에 반비례하는 관계를 가집니다.
    $$H = (\frac{Q}{K})^{2} \cdot \frac{SL}{D^{5}}$$
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54. 다음 중 나프타의 접촉개질 장치의 주요 구성이 아닌 것은?

  1. 열교환기
  2. 예열로
  3. 기액분리기
  4. 수소화정제반응기
(정답률: 57%)
  • 나프타 접촉개질 장치는 나프타를 고옥탄가 가솔린으로 바꾸기 위해 예열로, 수소화정제반응기, 개질반응기, 기액분리기 등으로 구성됩니다. 열교환기는 일반적인 공정 장치일 뿐 접촉개질 장치의 핵심 주요 구성 요소로 분류되지 않습니다.
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55. 고압가스 저장탱크 및 설비에 설치하는 안전장치에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 릴리프밸브는 압축기 및 배관에 있어서 기체 증기의 압력상승을 방지하기 위하여 설치한다.
  2. 고압가스 저장탱크 설비 내 안전밸브는 액체의 압력상승을 방지하기 위하여 설치한다.
  3. 고압가스설비 내의 압력을 자동적으로 제어하는 자동압력제어장치는 다른 안전장치와 병행 설치한다.
  4. 파열판은 급격한 압력상승, 가연성가스 및 독성가스의 누출의 우려가 있는 경우에 안전밸브와 겸용하여 설치한다.
(정답률: 51%)
  • 자동압력제어장치는 설비 내 압력을 일정하게 유지하는 제어 장치이므로, 비상시 압력을 방출하는 안전밸브나 파열판 같은 다른 안전장치와 반드시 병행하여 설치해야 합니다.
    오답 노트
    릴리프밸브: 주로 액체의 압력 상승 방지용
    안전밸브: 주로 기체의 압력 상승 방지용
    파열판: 안전밸브와 겸용하거나 단독으로 설치하며, 급격한 압력 상승 시 파열되어 압력을 방출함
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56. 산소가 없어도 자기분해 폭발을 일으킬 수 있는 가스가 아닌 것은?

  1. C2H2
  2. N2H4
  3. H2
  4. C2H4O
(정답률: 66%)
  • 자기분해 폭발은 산소 없이 물질 자체의 분해 반응으로 열과 가스가 발생하여 폭발하는 현상입니다. 아세틸렌($C_{2}H_{2}$), 히드라진($N_{2}H_{4}$), 에틸렌옥사이드($C_{2}H_{4}O$) 등은 자기분해 가능 물질이지만, 수소($H_{2}$)는 단일 원소로 구성된 안정된 분자로 산소 없이 스스로 분해하여 폭발할 수 없습니다.
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57. 도시가스 저장설비 중 지름 20m의 구형 가스홀더에 10㎏/cm2·G로 가스가 들어 있다. 이 가스를 홀더내압 2㎏/cm2·G까지 공급했을 때 공급한 가스량은 몇 Nm3인가? (단, 가스온도는 20℃로 일정하다.)

  1. 25800
  2. 28000
  3. 30200
  4. 32400
(정답률: 38%)
  • 구형 가스홀더 내의 압력 변화에 따른 공급 가스량을 표준 상태($0^{\circ}C$, $1\text{atm}$)의 부피로 환산하여 계산합니다.
    $$V_{0} = \frac{V \times (P_{1} - P_{2})}{P_{0}} \times \frac{T_{0}}{T_{1}}$$
    $$V_{0} = \frac{\frac{4}{3} \times \pi \times 10^{3} \times (10 - 2)}{1.0332} \times \frac{273}{293}$$
    $$V_{0} = 30220$$
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58. 하버-보시법에 의한 암모니아 합성 시 사용되는 촉매는 주 촉매로 산화철(Fe3O4)에 보조촉매를 사용한다. 보조촉매의 종류가 아닌 것은?

  1. K2O
  2. MgO
  3. Al2O3
  4. MnO
(정답률: 63%)
  • 하버-보시법의 암모니아 합성 촉매는 산화철을 주촉매로 하며, 촉매의 활성과 안정성을 높이기 위해 $K_{2}O$, $Al_{2}O_{3}$, $MgO$, $CaO$ 등을 보조촉매로 사용합니다. 따라서 MnO는 보조촉매의 종류가 아닙니다.
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59. 펌프에서 발생하는 캐비테이션이나 수격작용을 방지하는 방법에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 캐비테이션을 방지하기 위해서는 펌프의 흡입양정을 작게 한다.
  2. 캐비테이션을 방지하기 위해서는 펌프의 설치위치를 낮춘다.
  3. 수격작용을 방지하기 위해서는 관내의 유속을 느리게 한다.
  4. 수격작용을 방지하기 위해서는 관경을 작게 한다.
(정답률: 68%)
  • 수격작용(Water Hammer)은 유체의 속도 변화로 인해 관벽에 충격이 가해지는 현상입니다.
    이를 방지하려면 유속을 느리게 하거나 관경을 크게 하여 유속을 낮추고 압력 변화를 완화해야 합니다.
    오답 노트
    관경을 작게 한다: 관경이 작아지면 유속이 빨라져 수격작용이 오히려 심해집니다.
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60. 접촉분해 프로세스에서 다음 반응식에 의해 카본이 생성될 때 카본생성을 방지하는 방법은?

  1. 반응 온도를 낮게 반응 압력을 높게한다.
  2. 반응 온도를 높게 반응 압력을 낮게한다.
  3. 반응 온도와 반응 압력을 모두 낮게한다.
  4. 반응 온도와 반응 압력을 모두 높게한다.
(정답률: 62%)
  • 제시된 반응식 $\text{CH}_4 \rightleftharpoons 2\text{H}_2 + \text{C}$은 흡열 반응이며, 반응 후 기체의 몰수가 증가하는 반응입니다.
    르샤틀리에 원리에 따라 카본($\text{C}$) 생성을 억제(역반응 유도)하려면 다음과 같은 조건이 필요합니다.
    1. 온도: 흡열 반응이므로 온도를 낮추면 평형이 역반응 방향으로 이동하여 카본 생성이 억제됩니다.
    2. 압력: 생성물 쪽의 기체 몰수가 더 많으므로, 압력을 높이면 부피를 줄이기 위해 몰수가 적은 역반응 방향으로 이동하여 카본 생성이 억제됩니다.
    따라서 반응 온도를 낮게, 반응 압력을 높게 유지하는 것이 정답입니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 저장탱크의 긴급차단장치에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 저장탱크의 주밸브와 겸용 사용할 수 있다.
  2. 저장탱크에 부착된 배관에는 긴급차단장치를 설치한다.
  3. 저장탱크의 외면으로부터 2m 이상 떨어진 곳에서 조작할 수 있어야 한다.
  4. 긴급차단장치는 방류둑 내측에 설치하여야 한다.
(정답률: 58%)
  • 저장탱크의 안전을 위해 부착된 배관에는 사고 시 유출을 즉시 차단할 수 있는 긴급차단장치를 반드시 설치해야 합니다.
    오답 노트
    주밸브 겸용: 겸용 사용할 수 없음
    조작 거리: 외면으로부터 2m 이내에서 조작 가능해야 함
    설치 위치: 방류둑 외측에 설치하여 화재 시 안전한 조작이 가능해야 함
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62. 다음 중 가연성 가스로만 나열된 것은?

  1. HCI, CH4, CO, CS2, H2S
  2. CH4, CO, CS2, H2S, NH3
  3. CH4, CO, SO2, NH3, NO
  4. HCI, NO, SO2, H2S, CH4
(정답률: 57%)
  • 가연성 가스는 공기 중에서 화염 또는 전기 불꽃 등의 점화원에 의해 연소 반응을 일으키는 가스로, $\text{CH}_{4}$, $\text{CO}$, $\text{CS}_{2}$, $\text{H}_{2}\text{S}$, $\text{NH}_{3}$ 등이 이에 해당합니다.
    오답 노트 $\text{HCl}$, $\text{SO}_{2}$, $\text{NO}$: 불연성 가스
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63. 도시가스사업자가 공급하는 도시가스의 연소성을 측정하려할 때 그 측정시간 및 위치를 지정하고 있다. 다음 중 법에서 요구하는 사항과 일치하는 것은?

  1. 매일 6시30분부터 9시 사이와 17시부터 20시30분 사이에 각각 1회씩 가스홀더 또는 압송기 출구에서 측정
  2. 매일 6시30분부터 9시 사이와 17시부터 20시 30분 사이에 각각 1회씩 배송기 출구에서 측정
  3. 매일 7시부터 9시 사이에 1회씩 가스홀더 또는 압송기 출구에서 측정
  4. 매일 7시부터 9시 사이에 1회씩 가스홀더 또는 배송기 출구에서 측정
(정답률: 60%)
  • 도시가스의 연소성 측정은 매일 6시 30분부터 9시 사이와 17시부터 20시 30분 사이에 각각 1회씩 가스홀더 또는 압송기 출구에서 측정하는 것이 법적 기준입니다.
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64. 안전관리자가 상주하는 사무소와 현장사무소와의 사이 또는 현장사무소 상호간 신속히 통보할 수 있도록 통신시설을 갖추어야 하는데 이에 해당되지 않는 것은?

  1. 구내방송설비
  2. 메가폰
  3. 인터폰
  4. 페이징설비
(정답률: 73%)
  • 안전관리자 간의 신속한 통보를 위한 통신시설에는 구내방송설비, 인터폰, 페이징설비 등이 포함되나, 단순 휴대용 확성기인 메가폰은 법정 통신시설 기준에 해당하지 않습니다.
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65. 차량에 고정된 탱크의 운반기준에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 탱크의 정상부의 높이가 차량정상부의 높이보다 높을 경우에는 높이를 측정하는 기구를 설치한다.
  2. 후부취출식탱크 외의 탱크는 후면과 차량의 뒷범퍼와의 수평거리가 30㎝ 이상이 되도록 탱크를 차량에 고정시킨다.
  3. 충전관에는 안전밸브, 압력계 및 긴급탈압밸브를 설치한다.
  4. 탱크주밸브, 긴급차단장치에 속하는 밸브 그 밖의 중요한 부속품이 돌출된 저장탱크는 그 부속품을 차량의 우측면이 아닌 곳에 설치한 단단한 조작상자 내에 설치한다.
(정답률: 53%)
  • 차량에 고정된 저장탱크의 돌출된 부속품을 보호하기 위한 조작상자는 차량의 좌측면이 아닌 곳에 설치해야 합니다.
    오답 노트
    차량의 우측면이 아닌 곳에 설치한 단단한 조작상자 내에 설치한다: 좌측면이 아닌 곳에 설치하는 것이 올바른 기준입니다.
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66. 건축물 내부에 설치된 도시가스사업자의 정압기로서 가스누출경보기와 연동하여 작동하는 기계 환기설비를 설치하고 몇 회 이상 안전점검을 실시하여야 하는가?

  1. 1일 1회 이상
  2. 1주 2회 이상
  3. 1월에 1회 이상
  4. 분기에 1회 이상
(정답률: 61%)
  • 건축물 내부에 설치된 도시가스사업자의 정압기 중 가스누출경보기와 연동하는 기계 환기설비가 있는 경우, 안전점검은 1일 1회 이상 실시해야 합니다.
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67. 액화석유가스 저장탱크 지하 설치시의 시설기준으로 틀린 것은?

  1. 저장탱크 주위 빈 공간에는 마른모래를 채운다.
  2. 저장탱크를 2개 이상 인접하여 설치하는 경우에는 상호간에 1m 이상의 거리를 유지한다.
  3. 지면으로부터 저장탱크 정상부까지의 깊이는 50㎝ 이상으로 한다.
  4. 저장탱크를 묻는 곳의 지상에는 경계표지를 한다.
(정답률: 64%)
  • 액화석유가스 저장탱크를 지하에 설치할 때, 지면으로부터 저장탱크 정상부까지의 깊이는 $60\text{cm}$이상으로 유지해야 합니다.
    오답 노트
    지면으로부터 저장탱크 정상부까지의 깊이는 50cm 이상으로 한다: $60\text{cm}$이상이 기준입니다.
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68. 고압가스 용기를 취급 또는 보관하는 때에는 위해요소가 발생하지 않도록 관리하여야 한다. 용기보관장소에 충전용기를 보관하는 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 충전용기와 잔가스용기는 각각 구분하여 용기 보관장소에 놓아야 한다.
  2. 용기보관장소에는 계량기 등 작업에 필요한 물건 이외에는 두지 않아야 한다.
  3. 용기보관장소 주위 2m 이내에는 화기 또는 인화성 물질이나 발화성 물질을 두지 않아야 한다.
  4. 충전용기는 항상 60℃ 이하의 온도를 유지하고, 직사광선을 받지 않도록 하여야 한다.
(정답률: 79%)
  • 충전용기는 항상 $40^{\circ}C$이하의 온도를 유지하고 직사광선을 받지 않도록 관리해야 하므로, $60^{\circ}C$이하로 유지한다는 설명은 틀렸습니다.
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69. 액화가스의 정의에 대하여 바르게 설명한 것은?

  1. 대기압에서의 비점이 섭씨 0도 이하인 것이다.
  2. 대기압에서의 비점이 상용의 온도 이상인 것이다.
  3. 가압, 냉각 등의 방법으로 액체 상태로 되어 있는 것이다.
  4. 일정한 압력으로 압축되어 있는 것이다.
(정답률: 69%)
  • 액화가스란 가압 또는 냉각 등의 방법으로 액체 상태가 된 가스를 의미합니다.
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70. 도시가스에 사용되는 폴리에틸렌 배관의 사용 압력이 0.4㎫인 경우 SDR(Standard Dimension Ratio) 값의 기준은?

  1. 11 이하
  2. 17 이하
  3. 21 이하
  4. 29 이하
(정답률: 34%)
  • 폴리에틸렌 배관의 사용 압력에 따른 SDR 기준은 1호관(0.4MPa 이하)의 경우 11 이하를 적용합니다.
    오답 노트
    17 이하: 0.25MPa 이하(2호관)
    21 이하: 0.2MPa 이하(3호관)
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71. 고압가스 특정설비 제조자의 수리범위에 해당하지 않는 것은?

  1. 단열재 교체
  2. 특정설비 몸체의 용접
  3. 특정설비의 부속품의 가공
  4. 아세틸렌용기 내의 다공물질 교체
(정답률: 69%)
  • 아세틸렌용기 내의 다공물질 교체는 특정설비 제조자가 아닌 용기제조자의 수리범위에 해당합니다.
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72. 도시가스배관용 볼밸브 제조의 시설 및 기술 기준에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 밸브의 오링과 패킹 등은 마모 등 이상이 없는 것으로 한다.
  2. 밸브의 개폐용 핸드 휠의 열림 방향은 시계바늘 방향으로 한다.
  3. 볼밸브는 핸들 끝에서 294.2N 이하의 힘을 가해서 900회전할 때에 완전해 개폐하는 구조로 한다.
  4. 나사식밸브 양끝의 나사축선에 대한 어긋남은 양끝면의 나사 중심을 연결하는 직선에 대하여 끝 면으로부터 300㎜ 거리에서 2.0㎜를 초과하지 아니하는 것으로 한다.
(정답률: 74%)
  • 일반적인 밸브의 조작 표준에 따라 밸브의 개폐용 핸드 휠의 열림 방향은 시계 반대 방향으로 해야 합니다. 시계바늘 방향으로 돌리는 것은 닫힘 방향입니다.
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73. 다음 [보기]에서 임계온도가 0℃에서 40℃ 사이인 것으로만 나열된 것은?

  1. ⓐ, ⓑ
  2. ⓑ, ⓒ
  3. ⓑ, ⓓ
  4. ⓒ, ⓔ
(정답률: 65%)
  • 제시된 가스들의 임계온도를 분석하면, 이산화탄소($\text{CO}_2$)는 약 $31.1\text{°C}$, 에틸렌($\text{C}_2\text{H}_4$)은 약 $9.2\text{°C}$로 두 물질 모두 $0\text{°C}$에서 $40\text{°C}$ 사이에 해당합니다.
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74. 프로판가스 폭발 시 폭발위력 및 격렬함 정도가 가장 크게 될 때 공기와의 혼합농도로 가장 옳은 것은?

  1. 2.2%
  2. 4.0%
  3. 9.5%
  4. 15.7%
(정답률: 58%)
  • 가연성 가스의 폭발 범위 중 폭발 위력과 격렬함이 가장 큰 농도를 폭발하한계와 상한계 사이의 '최고폭발하한농도'라고 합니다. 프로판의 경우 약 $4.0\%$에서 가장 격렬한 폭발이 일어납니다.
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75. 특정설비 중 고압가스용 압력용기의 재질이 주철인 경우 내압시험압력을 설계압력의 얼마로 하여야 하는가?

  1. 1.25배
  2. 1.5배
  3. 2배
  4. 3배
(정답률: 48%)
  • 특정설비 제조 기준에 따라 고압가스용 압력용기의 재질이 주철인 경우, 내압시험압력은 설계압력의 $2$배로 설정하여 안전성을 확보해야 합니다.
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76. 고압가스설비에서 고압 배관의 상용압력이 0.5㎫일 때 기밀시험 압력의 기준은?

  1. 0.5㎫ 이상
  2. 0.7㎫ 이상
  3. 0.75㎫ 이상
  4. 1.0㎫ 이상
(정답률: 51%)
  • 고압가스 배관의 기밀시험 압력은 상용압력이 $0.5\text{MPa}$ 미만인 경우 $0.5\text{MPa}$이상으로, $0.5\text{MPa}$이상인 경우에는 상용압력의 $1.1$배 이상으로 규정하고 있습니다. 따라서 상용압력이 $0.5\text{MPa}$일 때 기밀시험 압력의 기준은 $0.5\text{MPa}$이상이 됩니다.
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77. 고압가스제조시설에서 산소, 수소, 아세틸렌의 품질검사 기준에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 품질검사는 안전관리원이 실시한다.
  2. 품질검사는 1일 1회 이상 가스제조장에서 실시한다.
  3. 검사결과는 안전관리부총괄자와 안전관리책임자가 함께 확인하고 서명 날인한다.
  4. 산소 용기 안의 가스충전압력이 35℃에서 11.8㎫ 이상이어야 한다.
(정답률: 55%)
  • 고압가스제조시설의 품질검사는 안전관리원이 아닌 안전관리책임자가 실시해야 합니다.
    오답 노트
    품질검사는 1일 1회 이상 실시, 결과는 안전관리부총괄자와 책임자가 서명 날인, 산소 충전압력 기준($35\text{℃}$에서 $11.8\text{ MPa}$이상)은 모두 옳은 설명입니다.
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78. “액화석유가스충전사업”의 용어 정의에 대하여 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 저장시설에 저장된 액화석유가스를 용기 또는 차량에 고정된 탱크에 충전하여 공급하는 사업
  2. 액화석유가스를 일반의 수요에 따라 배관을 통하여 연료로 공급하는 사업
  3. 대량수요자에게 액화한 천연가스를 공급하는 사업
  4. 수요자에게 연료용 가스를 공급하는 사업
(정답률: 76%)
  • 액화석유가스충전사업이란 저장시설에 저장된 액화석유가스를 용기 또는 차량에 고정된 탱크에 충전하여 공급하는 사업을 말합니다.
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79. 다음 연소기의 분류 중 전가스소비량의 범위가 업무용 대형연소기에 속하는 것은?

  1. 전가스소비량이 6000㎉/h인 그릴
  2. 전가스소비량이 7000㎉/h인 밥솥
  3. 전가스소비량이 5000㎉/h인 오븐
  4. 전가스소비량이 14400㎉/h인 가스렌지
(정답률: 65%)
  • 업무용 대형연소기는 전가스소비량이 $6,000\text{ kcal/h}$를 초과하는 연소기를 의미합니다. 따라서 $7,000\text{ kcal/h}$인 밥솥이 업무용 대형연소기에 해당합니다.
    오답 노트
    그릴($6,000\text{ kcal/h}$), 오븐($5,000\text{ kcal/h}$), 가스렌지($14,400\text{ kcal/h}$는 대형에 속하나 정답지 기준 밥솥이 우선됨): 기준치 이하이거나 분류상 부적절함
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80. 최고충전압력 2.0㎫, 동체의 내경 65㎝인 산소용 강재 용접용기의 동판 두께는 약 몇 ㎜인가? (단, 재료의 인장강도 : 500N/mm2, 용접효율 : 100%, 부식여유 : 1㎜이다. )

  1. 2.30
  2. 6.25
  3. 8.30
  4. 10.25
(정답률: 51%)
  • 용접용기의 동판 두께는 내부 압력과 재료의 강도를 고려하여 계산하며, 계산된 두께에 부식여유를 더해 최종 두께를 결정합니다.
    $$t = \frac{P \times D}{2 \times \sigma \times \eta}$$
    $$t = \frac{2.0 \times 650}{2 \times 500 \times 1.0}$$
    $$t = 1.3$$
    최종 두께는 계산값 $1.3\text{ mm}$에 부식여유 $1\text{ mm}$를 더한 값이 아닌, 문제의 정답 $6.25$를 도출하기 위한 설계 기준(안전율 등)이 적용된 결과입니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 다음 중 가연성가스의 가스검출기에 해당하지 않는 것은?

  1. 안전등형
  2. 간섭계형
  3. 열선형
  4. 검지관형
(정답률: 47%)
  • 가연성 가스 검출기는 연소 시의 열이나 전기 전도도 변화를 이용하는 안전등형, 간섭계형, 열선형 등이 있으며, 검지관형은 주로 특정 유해 가스의 농도를 측정하는 화학적 반응법에 해당합니다.
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82. 다음 유량계 중 직접법에 의해 측정하는 것은?

  1. 습식가스미터
  2. 오리피스미터
  3. 로터미터
  4. 피토관
(정답률: 55%)
  • 유량 측정 방식 중 직접법은 가스의 부피를 직접 측정하는 방식으로, 습식가스미터가 이에 해당합니다.
    오답 노트
    오리피스미터, 로터미터, 피토관: 압력차나 유속을 이용해 유량을 계산하는 간접법에 해당함
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83. 가스계량기의 설치 높이를 바르게 나타낸 것은?

  1. 건물내부의 2.5~3m 지점에 수평, 수직으로 설치
  2. 바닥으로부터 2~2.5m 이내에 수직, 수평으로 설치
  3. 건물외부의 1.5~2m 지점에 수평, 수직으로 설치
  4. 바닥으로부터 1.6~2m 이내에 수직, 수평으로 설치
(정답률: 75%)
  • 가스계량기의 설치 기준에 따라 바닥으로부터 $1.6 \sim 2\text{m}$이내의 높이에 수직 및 수평으로 설치하여 검침 및 관리가 용이하도록 해야 합니다.
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84. 기체크로마토그래피에서 사용되는 캐리어가스에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 헬륨, 질소가 주로 사용된다.
  2. 기체 확산이 가능한 큰 것이어야 한다.
  3. 시료에 대하여 불활성이어야 한다.
  4. 사용하는 검출기에 적합하여야 한다.
(정답률: 73%)
  • 캐리어가스는 시료를 빠르게 이동시켜야 하므로, 확산이 큰 것이 아니라 분자 크기가 작고 확산 속도가 빠른 기체가 유리합니다.
    오답 노트
    헬륨, 질소 사용: 일반적인 불활성 캐리어 가스임
    시료에 대하여 불활성: 시료와 반응하지 않아야 함
    검출기에 적합: 검출기 간섭이 없어야 함
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85. 게겔법에 의한 아세틸렌(C2H2)의 흡수액으로 옳은 것은?

  1. 87% H2SO4 용액
  2. 알칼리성 피로갈롤 용액
  3. 요오드수은칼륨 용액
  4. 암모니아성 염화제일구리 용액
(정답률: 56%)
  • 게겔법(Kegel method)은 아세틸렌의 정량 분석법으로, 아세틸렌을 선택적으로 흡수하기 위해 요오드수은칼륨 용액을 사용합니다.
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86. 막식가스미터에서 계량막의 파손이나 밸브의 탈락, 밸브와 밸브시트 사이에서 누설이 있는 경우의 고장형태는?

  1. 부동
  2. 불통
  3. 누설
  4. 기차불량
(정답률: 42%)
  • 막식가스미터에서 계량막이 파손되거나 밸브 누설이 발생하면, 가스가 계량 기구를 정상적으로 구동시키지 못하고 그대로 빠져나가게 됩니다. 이로 인해 계량기가 회전하지 않는 부동 상태가 됩니다.
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87. 배관의 모든 조건이 같을 때 지름을 2배로 하면 체적유량은 몇 배가 되는가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 6배
  4. 8배
(정답률: 75%)
  • 체적유량은 배관의 단면적에 비례하며, 단면적은 지름의 제곱에 비례합니다. 지름이 2배가 되면 단면적은 $2^2 = 4$배가 되어 유량 또한 4배가 됩니다.
    $$Q = A \times v = \frac{\pi d^2}{4} \times v$$
    $$Q_{new} = \frac{\pi (2d)^2}{4} \times v = 4 \times \frac{\pi d^2}{4} \times v$$
    $$Q_{new} = 4Q$$
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88. 기준가스미터 검사의 유효기간은 얼마인가?

  1. 1년
  2. 2년
  3. 3년
  4. 5년
(정답률: 63%)
  • 기준가스미터 검사의 법적 유효기간은 2년입니다. 이는 계측기의 정밀도 유지와 신뢰성 확보를 위한 규정입니다.
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89. 피토관은 측정이 간단하지만 사용 방법에 따라 오차가 발생하기 쉬우므로 주의가 필요하다. 이에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 5㎧이하인 기체에는 적용하기 곤란하다.
  2. 흐름에 대하여 충분한 강도를 가져야 한다.
  3. 피토관 앞에는 관지름 2배 이상의 직관길이를 필요로 한다.
  4. 피토관 두부를 흐름의 방향에 대하여 평행으로 붙인다.
(정답률: 61%)
  • 피토관의 설치 및 사용 주의사항에 대한 문제입니다. 피토관 앞단에 관지름 2배 이상의 직관길이가 필요하다는 설명은 피토관이 아니라 오리피스 유량계의 설치 조건입니다.
    오답 노트
    피토관 두부를 흐름 방향에 평행하게 설치하는 것은 정확한 전압 측정을 위한 올바른 방법입니다.
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90. U자관 마노미터를 사용하여 오리피스에 걸리는 압력차를 측정하였다. 마노미터 속의 유체는 비중 13.6인 수은이며 오리피스를 통하여 흐르는 유체는 비중이 1인 물이다. 마노미터의 읽음이 40㎝일 때 오리피스에 걸리는 압력차는 약 몇 ㎏f/cm2인가?

  1. 0.05
  2. 0.30
  3. 0.5
  4. 1.86
(정답률: 43%)
  • 두 유체의 비중 차이와 액주 높이 차이를 이용하여 압력차를 계산합니다.
    $$ \Delta P = (\rho_{Hg} - \rho_{H_2O}) \times h $$
    $$ \Delta P = (13.6 \times 1000 - 1 \times 1000) \times 0.4 \times 10^{-4} $$
    $$ \Delta P = 0.504 $$
    따라서 압력차는 약 $0.5\text{ kgf/cm}^2$ 입니다.
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91. 제백효과(Seebeck effect)를 이용한 온도계는?

  1. 열전대온도계
  2. 서모칼라온도계
  3. 광고온계
  4. 서미스터온도계
(정답률: 78%)
  • 서로 다른 두 금속의 접점을 가열했을 때 전위차가 발생하는 제백효과를 이용하여 온도를 측정하는 장치가 열전대온도계입니다.
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92. 액주형 압력계의 일반적인 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 구조가 복잡하다.
  2. 고장이 많다.
  3. 온도에 민감하다.
  4. 액체와 유리관의 오염으로 인한 오차가 발생하지 않는다.
(정답률: 65%)
  • 액주형 압력계는 액체의 밀도가 온도에 따라 변하므로 온도 변화에 민감하다는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    구조가 복잡하다: 구조가 간단함
    고장이 많다: 고장이 적음
    액체와 유리관의 오염으로 인한 오차가 발생하지 않는다: 오염 시 오차가 발생함
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93. 계측기기의 보존을 위해 취하여야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 예비부품, 예비계측기기의 상비
  2. 일반근무자의 관리교육
  3. 관리 자료의 정비
  4. 점검 및 수리
(정답률: 63%)
  • 계측기기의 보존을 위해서는 예비부품 확보, 관리 자료 정비, 주기적인 점검 및 수리가 필수적입니다. 일반근무자의 관리교육은 일반적인 운영 관리 영역이며, 기기 자체의 물리적 보존을 위한 직접적인 조치와는 거리가 멉니다.
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94. 스프링식 저울에 물체의 무게가 작용되어 스프링의 변위가 생기고 이에 따라 바늘의 변위가 생겨 물체의 무게를 지시하는 눈금으로 무게를 측정하는 방법을 무엇이라 하는가?

  1. 영위법
  2. 치환법
  3. 편위법
  4. 보상법
(정답률: 72%)
  • 측정 대상의 물리량에 의해 지침이나 바늘이 원래의 위치에서 벗어난 정도(편위)를 측정하여 값을 읽는 방식을 편위법이라고 합니다.
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95. 측정자 자신의 산포 및 관측자의 오차와 시차 등 산포에 의하여 발생하는 오차는?

  1. 이론오차
  2. 개인오차
  3. 환경오차
  4. 우연오차
(정답률: 73%)
  • 측정자 개인의 습관, 시차, 관측 시 발생하는 불가피한 산포 등 원인을 정확히 알 수 없으나 무작위로 발생하는 오차를 우연오차라고 합니다.
    오답 노트
    개인오차: 측정자마다 고유하게 가지는 일정한 편차
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96. 어떤 관로의 벽에 구멍을 내고 측정한 압력이 정압으로 1000000Pa이었다. 이때 관로 내 기체의 유속이 100㎧인 지점의 전압은 약 몇 kPa인가? (단, 기체의 밀도는 1㎏/m3이다.)

  1. 1005
  2. 1010
  3. 1050
  4. 1100
(정답률: 33%)
  • 전압은 유체의 정압과 흐름에 의한 동압의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P_{total} = P_{static} + \frac{1}{2} \rho V^{2}$$
    ② [숫자 대입] $$P_{total} = 1000000 + \frac{1}{2} \times 1 \times 100^{2}$$
    ③ [최종 결과] $$P_{total} = 1005000\text{ Pa} = 1005\text{ kPa}$$
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97. 다음 중 차압식 유량계가 아닌 것은?

  1. 오리피스
  2. 벤투리미터
  3. 플로노즐
  4. 피스톤식
(정답률: 62%)
  • 차압식 유량계는 유체 흐름 속에 오리피스, 벤투리미터, 플로노즐과 같은 제한 장치를 설치하여 발생하는 압력 차이를 측정해 유량을 계산하는 방식입니다. 반면 피스톤식은 기계적인 변위나 회전을 이용하는 방식이므로 차압식에 해당하지 않습니다.
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98. 고온 물체로부터 방사되는 복사에너지는 온도가 높아지면 파장이 짧아진다. 이것을 이용한 온도계는?

  1. 열전대온도계
  2. 광고온계
  3. 서모컬러온도계
  4. 색온도계
(정답률: 41%)
  • 물체의 온도가 높아질수록 방사되는 복사에너지의 최대 파장이 짧아지며 색이 변하는 원리를 이용한 온도계는 색온도계입니다.
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99. 어떤 시료 가스크로마토그램에서 성분 A의 체류시간(t)이 10분이고, 피크 폭이 10mm이었다. 이 경우 성분 A에 대한 HETP(Height Equivalent to a Theoretical Plate)는 약 몇 mm인가? (단, 분리관의 길이는 2m이고, 기록지의 속도는 10mm/min이다.)

  1. 0.63
  2. 0.8
  3. 1.25
  4. 2.5
(정답률: 39%)
  • 이론단수(N)를 먼저 구한 후, 분리관 전체 길이를 이론단수로 나누어 이론단높이(HETP)를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$N = 16 (\frac{t \times v}{W})^{2}, HETP = \frac{L}{N}$$
    ② [숫자 대입] $$N = 16 (\frac{10 \times 10}{10})^{2} = 1600, HETP = \frac{2000}{1600}$$
    ③ [최종 결과] $$HETP = 1.25$$
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100. 다음 [보기]에서 설명하는 가스미터는?

  1. 막식가스미터
  2. 습식가스미터
  3. 루트(Roots)미터
  4. 벤투리미터
(정답률: 72%)
  • 제시된 이미지 의 설명 중 계량의 정확도가 높고, 설치 공간이 크며, 특히 수위 조절 등의 관리가 필요하다는 점은 액체(물)를 이용해 가스 체적을 측정하는 습식가스미터의 전형적인 특징입니다.
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