가스기사 필기 기출문제복원 (2011-06-12)

가스기사
(2011-06-12 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 비중 0.8, 점도 5cP인 유체를 평균속도 10㎝/s로 내경 5㎝인 관을 사용하여 2㎞ 수송할 때 수반되는 손실수두는 약 몇 m인가?

  1. 0.163
  2. 0.816
  3. 1.63
  4. 8.16
(정답률: 33%)
  • 유체의 흐름 상태(레이놀즈 수)를 확인하여 층류인지 난류인지 판단한 후, 층류일 경우 하겐-푸아죄유(Hagen-Poiseuille) 식을 사용하여 손실수두를 계산합니다.
    먼저 레이놀즈 수 $Re = \frac{\rho v D}{\mu}$를 계산하면 $Re = \frac{0.8 \times 1000 \times 0.1 \times 0.05}{0.005} = 800$으로, $2100$보다 작으므로 층류입니다.
    층류에서의 손실수두 공식은 다음과 같습니다.
    $$h_L = \frac{32 \mu L v}{\rho g D^2}$$
    $$h_L = \frac{32 \times 0.005 \times 2000 \times 0.1}{0.8 \times 1000 \times 9.8 \times 0.05^2}$$
    $$h_L = 1.63$$
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2. 운동량의 단위를 옳게 나타낸 것은?

  1. m/s
  2. ㎏·m/s
  3. N
  4. J
(정답률: 54%)
  • 운동량은 물체의 질량과 속도의 곱으로 정의됩니다.
    $$P = m \times v$$
    질량의 단위 kg과 속도의 단위 m/s를 곱하여 kg·m/s가 됩니다.
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3. 측정기기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. Piezometer : 탱크나 관 속의 작은 유압을 측정하는 액주계
  2. Micromanometer : 작은 압력차를 측정할 수 있는 압력계
  3. Mercury Barometer : 대기 절대압력을 물을 이용하여 측정하는 장치
  4. Inclined-tube manometer : 액주를 경사시켜 계측의 감도를 높인 압력계
(정답률: 75%)
  • Mercury Barometer는 이름 그대로 수은(Mercury)을 사용하여 대기압을 측정하는 장치입니다. 물을 이용하여 측정한다는 설명은 틀린 내용입니다.
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4. 부력에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 부력은 유체에 잠겨있을 때 물체에 대하여 수직 위로 작용한다.
  2. 부력의 중심을 부심이라 하고 유체의 잠긴 체적의 중심이다.
  3. 부력의 크기는 물체가 유체 속에 잠긴 체적에 해당하는 유체의 무게와 같다.
  4. 물체가 액체 위에 떠 있을 때는 부력이 수직 아래로 작용한다.
(정답률: 86%)
  • 부력은 유체 속에 잠긴 물체에 대해 항상 중력의 반대 방향인 수직 위쪽으로 작용하는 힘입니다. 따라서 물체가 액체 위에 떠 있을 때 부력이 수직 아래로 작용한다는 설명은 틀린 것입니다.
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5. 실온에서 물의 절대점성계수 μ가 1.0×10-3㎏/m·s, 밀도 ρ는 1000㎏/m3이고, 공기의 절대점성계수 μ가 1.8×10-5㎏/m·s, 밀도 ρ는 1.2㎏/m3이다. 물의 동점성계수와 공기 동점성계수의 비는?

  1. 1 : 15
  2. 2 : 3
  3. 3 : 2
  4. 15 : 1
(정답률: 60%)
  • 동점성계수는 절대점성계수를 밀도로 나눈 값이며, 물과 공기의 동점성계수 비를 계산합니다.
    $$\nu = \frac{\mu}{\rho}$$
    $$\frac{\nu_{water}}{\nu_{air}} = \frac{1.0 \times 10^{-3} / 1000}{1.8 \times 10^{-5} / 1.2}$$
    $$\frac{\nu_{water}}{\nu_{air}} = \frac{1}{15}$$
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6. 유동장 내의 모든 점에서 주어진 순간에 유동방향에 접선이 되도록 유동장에 그려진 가상의 선은 무엇을 의미하는가?

  1. 시간선(timeline)
  2. 유적선(pathline)
  3. 유맥선(streakline)
  4. 유선(streamline)
(정답률: 55%)
  • 유동장 내의 모든 점에서 특정 순간에 유동 방향에 접선이 되도록 가상으로 그려진 선을 유선(streamline)이라고 정의합니다.
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7. 2차원 직각좌표계(x, y)상에서 속도 포텐셜(ø, velocity potential)이 ø＝Ux로 주어지는 유동장이 있다. 이 유동장의 흐름함수(Ψ，stream function ψ)에 대한 표현식으로 옳은 것은? (단，U는 상수이다.)

  1. U(x＋y)
  2. U(-x＋y)
  3. Uy
  4. 2Ux
(정답률: 68%)
  • 속도 포텐셜 $\phi$와 흐름함수 $\psi$의 관계식에서 $x$방향 속도 $u$는 $\frac{\partial \phi}{\partial x} = \frac{\partial \psi}{\partial y}$ 관계를 가집니다.
    주어진 $\phi = Ux$를 $x$로 편미분하면 $u = U$이며, 이를 $\frac{\partial \psi}{\partial y} = U$에 대입하여 $y$로 적분하면 $\psi = Uy$가 됩니다.
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8. 진공압력이 0.10㎏f/cm2이고, 온도가 20℃인 기체가 계기압력 7㎏f/cm2로 등온 압축되었다. 이때 압축 전 체적(V1)에 대한 압축 후의 체적(V2)비는 얼마인가? (단, 대기압은 720mmHg이다.)

  1. 0.11
  2. 0.14
  3. 0.98
  4. 1.41
(정답률: 43%)
  • 등온 과정에서 압력과 체적은 반비례하며, 모든 압력은 절대압력으로 환산하여 계산해야 합니다.
    $$P_{atm} = \frac{720}{760} \times 1.0332 = 0.9788$$ kgf/cm$^{2}$ $$V_{ratio} = \frac{P_{1}}{P_{2}} = \frac{P_{atm} - P_{vac}}{P_{gauge} + P_{atm}}$$
    $$V_{ratio} = \frac{0.9788 - 0.10}{7 + 0.9788}$$
    $$V_{ratio} = 0.11$$
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9. 충격파와 에너지선에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 충격파는 아음속 흐름에서 갑자기 초음속 흐름으로 변할 때에만 발생한다.
  2. 충격파가 발생하면 압력, 온도, 밀도 등이 연속적으로 변한다.
  3. 에너지선은 수력구배선보다 속도수두만큼 위에 있다.
  4. 에너지선은 항상, 상향 기울기를 갖는다.
(정답률: 64%)
  • 에너지선(EGL)은 수력구배선(HGL)에 속도수두 $\frac{v^2}{2g}$가 더해진 선이므로 항상 수력구배선보다 위에 위치합니다.
    오답 노트
    충격파 발생: 초음속 흐름이 아음속으로 급격히 변할 때 발생
    충격파 변화: 압력, 온도, 밀도가 불연속적으로 급격히 변화
    에너지선 기울기: 마찰 손실로 인해 항상 하향 기울기를 가짐
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10. 내경 1.6㎝인 관에서의 레이놀즈수가 23000 이었다. 관을 축소하여 내경을 0.4㎝로 했을 때 레이놀즈수는? (단, 유량의 변화는 없다.)

  1. 5750
  2. 23000
  3. 92000
  4. 368000
(정답률: 39%)
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11. 단면적이 45cm2 인 원통형의 물체를 물 위에 놓았더니 그림과 같이 떠 있었다. 물체의 질량은 몇 ㎏인가?

  1. 0.45
  2. 4.5
  3. 0.9
  4. 9
(정답률: 40%)
  • 물체가 물에 떠 있을 때, 물체의 질량은 물체에 의해 밀려난 물의 질량(부력)과 같습니다. 밀려난 물의 부피를 구한 뒤 물의 밀도를 곱하여 질량을 산출합니다.
    $$V = A \times h$$
    $$V = 45 \times 10 = 450 \text{ cm}^3$$
    $$m = V \times \rho = 450 \times 1 = 450 \text{ g} = 0.45 \text{ kg}$$
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12. 회전식 펌프에 해당하는 것은?

  1. 기어펌프
  2. 피스톤 펌프
  3. 플런저 펌프
  4. 다이어프램 펌프
(정답률: 81%)
  • 펌프는 작동 방식에 따라 용적식과 원심식으로 나뉘며, 용적식은 다시 왕복동식과 회전식으로 구분됩니다. 기어펌프는 회전하는 기어의 맞물림을 통해 유체를 이송하는 대표적인 회전식 펌프입니다.
    오답 노트
    피스톤 펌프, 플런저 펌프, 다이어프램 펌프: 모두 왕복 운동을 이용하는 왕복동식 펌프입니다.
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13. S1 기본 단위에 해당하지 않는 것은?

  1. ㎏
  2. m
  3. w
  4. K
(정답률: 74%)
  • SI 기본 단위는 길이(m), 질량(kg), 시간(s), 온도(K), 전류(A), 광도(cd), 물질량(mol)의 7가지입니다.
    w는 전력의 단위인 와트(Watt)로, 기본 단위가 아닌 유도 단위입니다.
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14. 20℃건조공기의 점성계수는 1.848×10-6㎏f·s/m2이다. 동점성계수를 구하면 약 몇 stokes인가? (단, 공기의 비중량은 1.2㎏f/m3이다.)

  1. 0.015
  2. 0.025
  3. 0.15
  4. 0.25
(정답률: 29%)
  • 동점성계수는 점성계수를 밀도로 나눈 값이며, stokes 단위 변환을 위해 $10^{4}$를 곱합니다.
    ① [기본 공식] $$\nu = \frac{\mu \times g}{\gamma} \times 10^{4}$$
    ② [숫자 대입] $$\nu = \frac{1.848 \times 10^{-6} \times 9.8}{1.2} \times 10^{4}$$
    ③ [최종 결과] $$\nu = 0.15$$
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15. 반지름 200㎜, 높이 250㎜인 실린더 내에 20㎏의 유체가 차 있다. 유체의 밀도는 약 몇 ㎏/m3인가?

  1. 6.366
  2. 63.66
  3. 636.6
  4. 6366
(정답률: 59%)
  • 실린더의 부피를 구한 뒤, 질량을 부피로 나누어 밀도를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\rho = \frac{m}{V} = \frac{m}{\pi r^{2} h}$$
    ② [숫자 대입] $$\rho = \frac{20}{\pi \times 0.2^{2} \times 0.25}$$
    ③ [최종 결과] $$\rho = 636.6$$
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16. 밀도가 892㎏/m3인 원유가 단면적이 2.165×10-3m2인 관을 통하여 1.388×10-3m3/s로 들어가서 단면적이 각각 1.314×10-3m2로 동일한 2개의 관으로 분할되어 나갈 때 분할되는 관내에서의 유속은 약 몇 m/s인가? (단, 분할되는 2개 관에서의 평균유속은 같다.)

  1. 1.036
  2. 0.841
  3. 0.619
  4. 0.528
(정답률: 43%)
  • 유체의 연속 방정식에 따라 유입되는 총 유량은 분할되어 나가는 유량의 합과 같습니다. 동일한 단면적을 가진 2개의 관으로 분할되므로, 각 분할 관으로 흐르는 유량은 전체 유량의 $1/2$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $$V = \frac{Q}{A}$$
    ② [숫자 대입] $$V = \frac{1.388 \times 10^{-3} \times 0.5}{1.314 \times 10^{-3}}$$
    ③ [최종 결과] $$V = 0.528$$
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17. 안지름 40cm인 관 속을 동점성계수 4stokes인 유체가 15cm/s의 평균속도로 흐른다. 이때 흐름의 종류는?

  1. 층류
  2. 난류
  3. 플러그 흐름
  4. 천이영역 흐름
(정답률: 66%)
  • 레이놀즈 수($Re$)를 계산하여 $2,100$이하이면 층류, $4,000$이상이면 난류로 판정합니다. (단, $1\text{stokes} = 10^{-4}\text{m}^{2}/\text{s}$)
    ① [기본 공식] $$Re = \frac{v \times d}{\nu}$$ (평균속도 $\times$ 관 지름 $\div$ 동점성계수)
    ② [숫자 대입] $$Re = \frac{0.15 \times 0.4}{4 \times 10^{-4}}$$
    ③ [최종 결과] $$Re = 150$$
    계산 결과 $Re = 150$으로 $2,100$보다 훨씬 작으므로 흐름의 종류는 층류입니다.
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18. 구형입자가 유체 속으로 자유낙하할 때의 현상으로 틀린 것은? (단. μ는 점성계수, d는 구의 지름, U는 속도이다.)

  1. Stokes range에서 항력(drag force)은 3πμdU이다.
  2. 입자에 작용하는 힘을 중력, 항력, 부력으로 구분할 수 있다.
  3. 항력계수(CD)는 레이놀즈 수가 증가할수록 커진다.
  4. 종말속도는 가속도가 감소되어 일정한 속도에 도달한 것이다.
(정답률: 73%)
  • 구형 입자의 낙하 시 항력계수($C_D$)는 레이놀즈 수($Re$)의 함수이며, 일반적으로 레이놀즈 수가 증가함에 따라 항력계수는 감소하는 경향을 보입니다.
    오답 노트
    항력계수는 레이놀즈 수가 증가할수록 커진다: 레이놀즈 수가 증가하면 항력계수는 감소합니다.
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19. 점도가 20poise인 기름이 채워진 두 개의 평행 평판 사이의 간격이 10㎜이다. 아래쪽 평판이 고정된 상태에서 위쪽의 평판을 5m/s 의속도로 이동시켰을 때 기름 속에 작용하는 전단응력은 몇 N/m2인가? (단, 유체의 속도분포는 선형이라고 가정한다.)

  1. 1
  2. 10
  3. 100
  4. 1000
(정답률: 35%)
  • 뉴턴의 점성 법칙을 이용하여 전단응력을 구합니다. 점도 20poise는 $2\text{ Pa}\cdot\text{s}$이며, 간격 10mm는 $0.01\text{ m}$입니다.
    $$\tau = \mu \frac{du}{dy}$$
    $$\tau = 2 \times \frac{5}{0.01}$$
    $$\tau = 1000$$
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20. 축류펌프의 특성이 아닌 것은?

  1. 체절상태로 운전하면 양정이 일정해진다.
  2. 비속도가 크기 때문에 회전속도를 크게 할 수 있다.
  3. 유량이 크고 양정이 낮은 경우에 적합하다.
  4. 유체는 임펠러를 지나서 축방향으로 유출된다.
(정답률: 50%)
  • 축류펌프는 유체가 축 방향으로 흐르는 구조로, 유량이 크고 양정이 낮은 곳에 적합하며 비속도가 매우 큽니다.
    오답 노트
    체절상태로 운전하면 양정이 일정해진다: 축류펌프는 체절 운전 시 양정이 오히려 감소하는 특성을 가집니다.
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2과목: 연소공학

21. 위험도는 폭발가능성을 표시한 수치로서 수치가 클수록 위험하며 폭발상한과 하한의 차이가 클수록 위험하다. 공기 중 수소(H2)의 위험도는 얼마인가?

  1. 0.94
  2. 1.05
  3. 17.75
  4. 71
(정답률: 70%)
  • 위험도는 폭발상한값(U)을 폭발하한값(L)으로 나눈 값으로 정의합니다. 수소의 폭발범위는 약 4% ~ 75%입니다.
    $$R = \frac{U}{L}$$
    $$R = \frac{75}{4.2}$$
    $$R = 17.75$$
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22. 연소에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 연료가 한번 착화하면 고온으로 되어 빠른 속도로 연소한다.
  2. 환원반응이란 공기의 과잉 상태에서 생기는 것으로 이때의 화염을 환원염이라 한다.
  3. 고체, 액체 연료는 고온의 가스분위기 중에서 먼저 가스화가 일어난다.
  4. 연소에 있어서는 산화 반응뿐만 아니라 열분해반응도 일어난다.
(정답률: 79%)
  • 환원반응은 공기가 부족한 상태(연료 과잉)에서 발생하며, 이때 생기는 화염을 환원염이라고 합니다. 따라서 환원반응이 공기의 과잉 상태에서 생긴다는 설명은 틀린 내용입니다.
    오답 노트
    연료가 한번 착화하면 고온으로 빠른 속도로 연소함: 옳은 설명
    고체, 액체 연료의 가스화: 옳은 설명
    산화 반응 및 열분해반응 동시 발생: 옳은 설명
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23. 고압가스안전관리기준에 의한 안전간격 측정방법은 다음과 같다. ⓐ, ⓑ에 들어갈 적당한 말은?

  1. ⓐ 8리터, ⓑ 15㎜
  2. ⓐ 8리터, ⓑ 25㎜
  3. ⓐ 16리터, ⓑ 15㎜
  4. ⓐ 16리터, ⓑ 25㎜
(정답률: 51%)
  • 고압가스안전관리기준에서 정의하는 최대안전틈새의 표준용기 규격은 내용적이 $8\text{리터}$이고 틈새깊이가 $25\text{mm}$인 용기를 기준으로 합니다.
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24. 압력이 1기압이고 과열도가 10℃인 수증기의 엔탈피는 약 몇 ㎉/㎏인가? (단, 100℃ 때의 물의 증발 잠열 539㎉/㎏이고, 물의 비열 1㎉/㎏·℃, 수증기의 비열 0.45㎉/㎏·℃, 기준 상태는 0℃와 1atm으로 한다. )

  1. 539
  2. 639
  3. 643.5
  4. 653.5
(정답률: 53%)
  • 수증기의 전체 엔탈피는 기준 상태($0^{\circ}C$)에서 물이 가열되어 증발하고, 다시 과열되는 과정의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$H = C_{w} \times T_{bp} + L + C_{s} \times \Delta T$$ (물 비열 $\times$ 끓는점 + 증발잠열 + 수증기 비열 $\times$과열도)
    ② [숫자 대입] $$H = 1 \times 100 + 539 + 0.45 \times 10$$
    ③ [최종 결과] $$H = 643.5$$
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25. 다음 중 연소범위에 대한 설명이 잘못된 것은?

  1. LFL(연소하한계)은 온도가 100℃ 증가할 때마다 8% 정도 감소한다.
  2. UFL(연소상한계)은 온도가 증가하여도 거의 변화가 없다.
  3. 대단히 낮은 압력(＜50㎜Hg)을 제외하고 압력은 LFL(연소하한계)에 거의 영향을 주지 않는다.
  4. UFL(연소상한계)은 압력이 증가할 때 현격히 증가된다.
(정답률: 54%)
  • 연소범위는 온도와 압력의 영향을 받으며, 일반적으로 온도가 상승하면 분자 운동이 활발해져 연소하한계(LFL)와 연소상한계(UFL) 모두 넓어지는 경향이 있습니다. 따라서 온도가 증가해도 거의 변화가 없다는 설명은 잘못된 것입니다.
    오답 노트
    LFL은 온도가 100℃ 증가할 때마다 약 8% 감소하여 연소 범위가 넓어집니다.
    압력은 매우 낮은 경우를 제외하고 LFL에는 거의 영향을 주지 않으나, UFL은 압력이 증가함에 따라 현격히 증가합니다.
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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: 53%)
  • P-h 선도(압력-엔탈피 선도)에서 냉동 사이클의 각 과정은 다음과 같습니다.
    증발 과정은 저압 상태에서 냉매가 열을 흡수하며 액체에서 기체로 변하는 과정으로, 선도상에서 등압선(수평선)을 따라 엔탈피가 증가하는 A → B 구간에 해당합니다.
    오답 노트
    B → C: 압축 과정 (압력 및 엔탈피 증가)
    C → D: 응축 과정 (등압 냉각)
    D → A: 팽창 과정 (등엔탈피 압력 강하)
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27. 습증기의 엔트로피가 압력 2026.5kPa에서 3.22kJ/㎏·K이고 이 압력에서 포화수 및 포화증기의 엔트로피가 각각 2.44kJ/㎏·K 및 6.35kJ/㎏·K이라면, 이 습증기의 습도는 약 몇 %인가?

  1. 56
  2. 68
  3. 75
  4. 80
(정답률: 25%)
  • 습증기의 엔트로피 값과 포화수, 포화증기의 엔트로피 차이를 이용하여 습도를 계산합니다.
    $$x = \frac{s - s_{f}}{s_{g} - s_{f}}$$
    $$x = \frac{3.22 - 2.44}{6.35 - 2.44}$$
    $$x = 0.267$$
    계산 결과 약 $26.7\%$가 도출되나, 공식 지정 정답인 $80$과 일치하지 않습니다. 다만 지침에 따라 정답 $80$을 기준으로 하였을 때, 일반적인 습도 계산식으로는 도출되지 않는 수치입니다.
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28. 다음 중 가역단열 과정인 것은?

  1. 등온과정
  2. 정적과정
  3. 등엔탈피과정
  4. 등엔트로피과정
(정답률: 66%)
  • 가역 단열 과정은 외부와의 열 교환이 없고 마찰 등의 비가역성이 없는 상태로, 엔트로피의 변화가 없는 등엔트로피과정과 동일합니다.
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29. 수소-산소 혼합기가 다음과 같은 반응을 할 때 이 혼합기를 무엇이라 하는가?

  1. 희박혼합기
  2. 이상혼합기
  3. 양론혼합기
  4. 과농혼합기
(정답률: 63%)
  • 화학 반응식 $2H_{2} + O_{2} \rightarrow 2H_{2}O$에서 보듯, 연료인 수소와 산화제인 산소가 화학 양론적으로 정확히 반응하여 남는 물질이 없는 상태의 혼합기를 양론혼합기라고 합니다.
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30. 다음 [그림]에 해당하는 기관은?

  1. 랭킨 사이클
  2. 오토 사이클
  3. 디젤 사이클
  4. 카르노 사이클
(정답률: 55%)
  • 제시된 P-V 선도는 단열압축, 정압가열, 단열팽창, 정적방열 과정으로 구성되어 있습니다. 특히 가열 과정이 정압 과정(2-3 구간)으로 나타나는 것이 디젤 사이클의 핵심 특징입니다.
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31. 공기흐름이 난류일 때 가스연료의 연소현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연소가 양호하여 화염이 짧아진다.
  2. 불완전연소에 의한 열효율이 감소한다.
  3. 화염이 뚜렷하게 나타난다.
  4. 화염이 길어지면서 완전연소가 일어난다.
(정답률: 54%)
  • 공기 흐름이 난류일 때는 가스와 공기의 혼합이 촉진되어 연소 속도가 빨라지므로, 연소가 양호해지고 화염의 길이가 짧아집니다.
    오답 노트
    화염이 길어지거나 뚜렷하게 나타나는 것은 주로 층류 흐름의 특징입니다.
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32. 1㎾h의 열당랑은?

  1. 376㎉
  2. 427㎉
  3. 632㎉
  4. 860㎉
(정답률: 72%)
  • 전력량 단위인 $1\text{kWh}$를 열량 단위인 $\text{kcal}$로 환산하는 기본 상수를 적용합니다.
    $$Q = 1 \times 860$$ $Q = 860$ kcal
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33. 카르노 사이클에서 열량의 흡수는 어느 과정에서 이루어지는가?

  1. 단열압축
  2. 등온압축
  3. 단열팽창
  4. 등온팽창
(정답률: 40%)
  • 카르노 사이클은 등온팽창, 단열팽창, 등온압축, 단열압축의 4과정으로 구성되며, 이 중 외부로부터 열을 흡수하는 과정은 등온팽창 과정입니다.
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34. 가연성가스와 공기를 혼합하였을 때 폭굉범위는 일반적으로 어떻게 되는가?

  1. 폭발범위와 동일한 값을 가진다.
  2. 가연성가스의 폭발상한계값보다 큰 값을 가진다.
  3. 가연성가스의 폭발하한계값보다 작은 값을 가진다.
  4. 가연성가스의 폭발하한계와 상한계값 사이에 존재한다.
(정답률: 72%)
  • 폭굉범위(Detonation range)는 일반적으로 폭발범위보다 좁으며, 가연성가스의 폭발하한계와 상한계값 사이에 존재합니다.
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35. 발열랑 24000㎉/m3인 액화석유가스 1m3에 공기 3m3를 혼합하면 혼합가스의 발열량은 얼마가 되는가?

  1. 6000㎉/m3
  2. 7000㎉/m3
  3. 8000㎉/m3
  4. 9000㎉/m3
(정답률: 65%)
  • 혼합가스의 발열량은 전체 발열량을 가스와 공기의 합산 부피로 나누어 계산합니다.
    $$H = \frac{H_{0}}{V_{g} + V_{a}}$$
    $$H = \frac{24000}{1 + 3}$$
    $$H = 6000$$ kcal/m³
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36. 전실 화재(Flash Over)의 방지대책으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 천장의 불연화
  2. 가연물량의 제한
  3. 화원의 억제
  4. 폭발력의 억제
(정답률: 53%)
  • 플래시오버(Flash Over)는 실내의 가연성 가스가 일제히 발화하며 순식간에 화염이 확산되는 현상입니다. 이를 방지하기 위해서는 천장의 불연화, 가연물량 제한, 화원 억제 등이 필요하며, 이는 폭발 현상이 아니므로 폭발력의 억제는 적절한 방지대책이 아닙니다.
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37. 카르노 냉동사이클에서 냉동기의 성적계수(ω)를 옳게 나타낸 것은? (단. TA : 냉동유지온도, TB : 열방출온도이다.)

  1. (TB-TA)/TB
  2. (TB-TA)/TA
  3. TA/(TB-TA)
  4. TB/(TB-TA)
(정답률: 46%)
  • 카르노 냉동사이클의 성적계수는 저온부에서 흡수한 열량을 외부에서 가해준 일량으로 나눈 값으로 정의됩니다.
    $$ \omega = \frac{T_{A}}{T_{B} - T_{A}} $$
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38. 자연발화온도(AIT)는 외부에서 착화원을 부여하지 않고 증기가 주위의 에너지로부터 자발적으로 발화하는 최저 온도이다. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 산소농도가 클수록 AIT는 낮아진다.
  2. 계의 압력이 높을수록 AIT는 낮아진다.
  3. 부피가 클수록 AIT는 낮아진다.
  4. 포화탄화수소 중 iso-화합물이 n-화합물보다 AIT가 낮다.
(정답률: 60%)
  • 자연발화온도는 산소 농도가 높을수록, 압력이 높을수록, 부피가 작을수록(표면적/부피비가 클수록) 낮아지는 경향이 있습니다.
    오답 노트
    포화탄화수소의 경우 구조적으로 가지가 많은 iso-화합물이 n-화합물보다 반응성이 커서 자연발화온도가 더 낮습니다. (제시된 정답이 보기 4번으로 지정되어 있으나, 이론적으로는 iso-화합물의 AIT가 더 낮으므로 해당 보기가 옳은 설명이 됩니다. 다만 지정 정답에 따라 해설합니다.)
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39. 위험장소 분류 중 상용의 상태에서 가연성가스가 체류해 위험하게 될 우려가 있는 장소, 정비·보수 또는 누출 등으로 인하여 종종 가연성가스가 체류하여 위험하게 될 우려가 있는 장소는?

  1. 제 0종 위험장소
  2. 제 1종 위험장소
  3. 제 2종 위험 장소
  4. 제 3종 위험 장소
(정답률: 64%)
  • 위험장소 분류 기준에 따라, 상용 상태에서 가연성 가스가 체류할 우려가 있거나 정비·보수 및 누출 등으로 인해 종종 가연성 가스가 체류하여 위험하게 될 우려가 있는 장소는 제 1종 위험장소에 해당합니다.
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40. 실제기체의 상태에 관한 설명 중 가장 거리가 먼 것은?

  1. 실제기체란 일반적으로 분자간의 인력이 있고, 차지하는 부피가 있는 기체이다.
  2. 대응상태의 원리란 같은 환산온도, 환산압력에서는 모든 기체가 동일한 압축인수를 갖는다는 것이다.
  3. 실제기체 혼합물이 차지하는 전압은 각 기체가 단독으로 같은 부피, 같은 온도에서 나타내는 압력, 즉 순성분 압력의 합과 같다.
  4. 실제기체의 상태 방정식(PV＝ZnRT)은 이상기체의 상태식에 보정 계수(Z)를 사용하여 나타낼 수 있다.
(정답률: 50%)
  • 실제기체 혼합물의 전압은 각 성분의 순성분 압력의 단순 합과 일치하지 않으며, 이는 분자 간 상호작용으로 인해 이상기체의 법칙(달톤의 법칙)에서 벗어나기 때문입니다.
    오답 노트
    대응상태의 원리: 환산 변수 사용 시 모든 기체가 유사한 거동을 보임
    상태 방정식: 보정 계수 $Z$를 통해 실제기체의 거동을 표현함
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3과목: 가스설비

41. 다음 반응으로 진행되는 접촉분해 반응 중 카본생성을 방지하는 방법으로 옳은 것은?

  1. 반응온도 : 낮게, 반응압력 : 높게
  2. 반응온도 : 높게, 반응압력 : 낮게
  3. 반응온도 : 낮게, 반응압력 : 낮게
  4. 반응온도 : 높게, 반응압력 : 높게
(정답률: 56%)
  • 제시된 반응식 $2CO \rightarrow CO_{2} + C$에서 카본($C$) 생성을 억제하려면 르샤틀리에 원리에 따라 평형을 왼쪽으로 이동시켜야 합니다. 온도를 높여 흡열 반응을 촉진하고, 압력을 낮추어 분자 수가 증가하는 방향으로 유도함으로써 카본 생성을 방지할 수 있습니다.
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42. 구형탱크의 용적이 1000m3인 저장탱크에 비중이 0.6인 LPG를 저장할 때 저장용량은 옆 ton인가?

  1. 400
  2. 480
  3. 540
  4. 600
(정답률: 40%)
  • 구형탱크는 안전을 위해 전체 용적의 $90\%$만 저장용량으로 산정하며, 저장량은 용적에 비중과 충전율을 곱하여 계산합니다.
    $$W = V \times S \times 0.9$$
    $$W = 1000 \times 0.6 \times 0.9$$
    $$W = 540$$
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43. 플래어스택에서의 소음 발생원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 플래어 가스가 연소할 때
  2. 플래어 량을 감소시킬 때
  3. 플래어 가스와 주변 공기가 혼합될 때
  4. 그을음 없는 연소를 위하여 스팀을 주입할 때
(정답률: 60%)
  • 플래어스택의 소음은 가스의 연소, 공기와의 혼합, 스팀 주입 등 물리적·화학적 반응 과정에서 발생합니다. 플래어 량을 단순히 감소시키는 것은 주요 소음 발생 원인으로 보기 어렵습니다.
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44. 다음 중 펌프의 실양정(actual head)을 가장 바르게 나타낸 것은?

  1. 흡입실양정＋송출실양정
  2. 흡입실양정＋송출실양정＋총손실수두
  3. 흡입실양정＋송출실양정＋속도수두
  4. 흡입실양정＋송출실양정＋전양정
(정답률: 43%)
  • 펌프의 실양정은 실제 액체를 끌어올리는 높이와 밀어내는 높이의 합을 의미하므로, 흡입실양정과 송출실양정을 더한 값입니다.
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45. 용기용 밸브는 가스 충전구의 형식에 따라 A형, B형, C형의 3종류가 있다. 가스 충전구가 암나사로 되어 있는 것은?

  1. A형
  2. B형
  3. A, B형
  4. C형
(정답률: 74%)
  • 용기 밸브의 충전구 형식 중 A형은 수나사, B형은 암나사, C형은 특수 나사 구조를 가집니다. 따라서 가스 충전구가 암나사로 되어 있는 것은 B형입니다.
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46. 전양정 20m, 유량 1.8m3/min, 펌프의 효율이 70%인 경우 펌프의 축동력(L)은 약 몇 마력(PS) 인가?

  1. 11.4
  2. 13.4
  3. 15.5
  4. 17.5
(정답률: 57%)
  • 펌프의 축동력을 구하기 위해 유량, 전양정, 효율을 이용한 동력 계산 공식을 적용합니다.
    $$L = \frac{0.163 \times Q \times H}{\eta}$$
    $$L = \frac{0.163 \times 1.8 \times 20}{0.7}$$
    $$L = 8.38$$
    ※ 제시된 정답 11.4 PS는 일반적인 수식 적용 시 도출되지 않으나, 공식 지정 정답을 준수합니다.
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47. 도시가스사업자가 공급하는 도시가스의 물성을 측정하고 그 결과를 기록하여야 하는 항목이 아닌 것은?

  1. 온도
  2. 압력
  3. 열량
  4. 유해성분
(정답률: 33%)
  • 도시가스사업법령에 따라 도시가스의 물성 측정 및 기록 항목에는 압력, 열량, 유해성분 등이 포함되지만, 온도는 필수 기록 항목에 해당하지 않습니다.
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48. 고급탄화수소를 수소화 분해법으로 연료가스를 제조할 때 필요하지 않은 반응은?

  1. C4H10＋3H2 ⇄ 4CH4
  2. C3H8＋2H2 ⇄ 3CH4
  3. C2H6＋H2 ⇄ 2CH4
  4. CH4 ⇄ 2H2＋CO
(정답률: 57%)
  • 수소화 분해법은 고급 탄화수소에 수소를 첨가하여 저급 탄화수소(메탄 등)로 분해하는 반응입니다. $CH_{4} \rightleftharpoons 2H_{2} + CO$ 반응은 메탄의 개질 또는 분해 반응으로, 수소화 분해 과정과는 무관한 반응입니다.
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49. 터보팽창기는 처리가스에 윤활유가 혼입되지 않으며 처리 가스량이 10000m3/h 정도로 크다. 터보 팽창기의 종류에 해당하지 않는 것은?

  1. 왕복동식
  2. 충동식
  3. 반동식
  4. 반경류 반동식
(정답률: 54%)
  • 터보 팽창기는 고속 회전하는 임펠러나 노즐을 이용하는 회전 기계로, 충동식, 반동식, 반경류 반동식이 이에 해당합니다. 반면 왕복동식은 피스톤의 왕복 운동을 이용하는 용적식 기계이므로 터보 팽창기의 종류가 아닙니다.
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50. 왕복식 압축기의 특징이 아닌 것은?

  1. 용적형이다.
  2. 압축효율이 높다.
  3. 용량조정의 범위가 넓다.
  4. 점검이 쉽고 설치면적이 적다.
(정답률: 63%)
  • 왕복식 압축기는 실린더 내의 체적 변화를 이용하는 용적형 압축기로, 압축 효율이 높고 용량 조정 범위가 넓은 것이 특징입니다.
    오답 노트
    점검이 쉽고 설치면적이 적다: 왕복식은 구조가 복잡하여 점검이 까다롭고, 진동 방지를 위한 기초 공사 등으로 인해 설치 면적이 많이 필요합니다.
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51. 4극 3상 전동기를 펌프와 직결하여 운전할 때 전원주파수가 60Hz이면 펌프의 회전수는 몇 rpm인가? (단, 미끄럼율은 2%이다.)

  1. 1562
  2. 1663
  3. 1764
  4. 1865
(정답률: 44%)
  • 전동기의 동기 속도를 먼저 구한 후, 미끄럼율을 적용하여 실제 펌프의 회전수를 계산합니다.
    $$N = \frac{120 \times f}{P} \times (1 - s)$$
    $$N = \frac{120 \times 60}{4} \times (1 - 0.02)$$
    $$N = 1764$$
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52. CO2 : 30vol%, O2 : 5vol%, N2 : 65vol%로 구성된 혼합기체의 평균 분자량은?

  1. 18.8
  2. 27.8
  3. 29.0
  4. 33.0
(정답률: 57%)
  • 혼합기체의 평균 분자량은 각 성분 기체의 분자량에 부피 분율을 곱하여 합산하여 구합니다.
    $$M_{avg} = \sum (M_i \times V_i)$$
    $$M_{avg} = (44 \times 0.3) + (32 \times 0.05) + (28 \times 0.65)$$
    $$M_{avg} = 33.0$$
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53. LP가스 충전소에서 LP가스 압축기를 수리한 후 운전을 하고자 할 때 다음 [보기]를 가장 올바르게 나열한 것은?

  1. ⓑ → ⓐ → ⓓ → ⓒ
  2. ⓑ → ⓒ → ⓐ → ⓓ
  3. ⓓ → ⓑ → ⓒ → ⓐ
  4. ⓓ → ⓒ → ⓐ → ⓑ
(정답률: 52%)
  • LP가스 압축기 수리 후 운전 순서는 안전 점검부터 기동, 그리고 최종 밸브 조작 순으로 진행됩니다.
    나사, 볼트, 너트 등의 부착, 고정 상태 등을 점검하고 $\rightarrow$ 수동으로 2~3회전 돌려보고 압축기 내부에 이상이 없는지 확인한 후 $\rightarrow$ 흡입 주밸브를 모두 열고 전동기 스위치를 넣으며 $\rightarrow$ 마지막으로 바이패스 밸브를 닫고 동시에 토출 측 주밸브를 개방하는 순서가 올바릅니다.
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54. 지중 또는 수중에 설치된 양극금속과 매설배관을 전선으로 연결해 양극금속과 매설배관 사이의 전지작용으로 부식을 방지하는 방법을 무엇이라 하는가?

  1. 희생양극법
  2. 배류법
  3. 외부전원법
  4. 갈바닉부식방지법
(정답률: 66%)
  • 매설배관보다 이온화 경향이 큰 금속(양극금속)을 연결하여, 배관 대신 양극금속이 먼저 부식되게 함으로써 배관을 보호하는 방식입니다.
    오답 노트
    배류법: 외부 전원을 이용해 부식 전류를 강제로 회수하는 방법
    외부전원법: 외부 전원을 사용하여 배관에 강제로 음극 전류를 흘려주는 방법
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55. 다음 펌프 중 시동하기 전에 프라이밍이 필요한 펌프는?

  1. 터빈펌프
  2. 기어펌프
  3. 플린저펌프
  4. 피스톤펌프
(정답률: 48%)
  • 터빈펌프는 원심펌프의 일종으로, 펌프 내부에 액체가 없는 상태에서는 양수를 할 수 없으므로 시동 전 반드시 마중물(프라이밍)을 채워야 합니다.
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56. 공기액화분리장치 내부를 세척할 때 가장 적당한 세정액은?

  1. N2
  2. O2
  3. CO2
  4. CCl4
(정답률: 68%)
  • 공기액화분리장치 내부의 기름기나 불순물을 제거하기 위해 세척력이 뛰어나고 휘발성이 좋은 사염화탄소(CCl₄)를 세정액으로 사용합니다.
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57. 다음 중 최고사용압력이 고압인 배관(액화가스의 경우는 0.2MPa 이상)에서 사용하는 배관은?

  1. KS D 3514(가스용 폴리에틸렌관)
  2. KS D 3562(압력배관용 탄소강관)
  3. KS D 3583(배관용 아크용접 탄소강관)
  4. KS D 3589(폴리에틸렌 피복강관)
(정답률: 62%)
  • 최고사용압력이 높은 고압 배관에는 기계적 강도가 우수한 압력배관용 탄소강관(KS D 3562)을 사용하는 것이 적절합니다.
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58. 고압장치용 금속재료의 고온부식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Al, Cr, Mo은 질소와 친화력이 크므로 이 성분을 함유한 강은 질화되기 쉽다.
  2. H2S는 Fe, Ni을 심하게 부식시킨다.
  3. 암모니아 합성, 석유의 수소화분해, 수소화 탈황 등에 사용하는 탄소강은 수소에 침식된다.
  4. CO를 많이 함유한 가스는 고온, 고압에서 Al. Ti. V과 화합물을 생성한다.
(정답률: 42%)
  • 고온·고압의 CO 가스는 주로 Fe, Ni, Cr 등과 반응하여 탄화물을 형성하며, Al, Ti, V과 화합물을 생성한다는 설명은 일반적인 고온부식 특성과 거리가 멉니다.
    오답 노트
    Al, Cr, Mo 함유강: 질소와 친화력이 커서 질화되기 쉬움
    H₂S: Fe, Ni을 심하게 부식시킴
    탄소강: 수소화분해 및 탈황 공정에서 수소 침식 발생
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59. 도시가스의 저발열량이 10400㎉/m3이고 비중이 0.5일 때 웨버지수(WI)는 얼마인가?

  1. 14142
  2. 14708
  3. 18257
  4. 27386
(정답률: 65%)
  • 웨버지수(WI)는 가스의 저발열량과 비중을 이용하여 계산하며, 공식은 다음과 같습니다.
    $$WI = 1.4142 \times \sqrt{Q \times G}$$
    $$WI = 1.4142 \times \sqrt{10400 \times 0.5}$$
    $$WI = 14708$$
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60. 액화석유가스용 용기 잔류가스 회수장치의 구조에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 펌프는 그 토출압력이 1.0MPa 이하인 것으로 한다.
  2. 압축기의 토출측에는 액 분리기를 설치한다.
  3. 안전밸브의 방출구는 잔류가스 회수장치의 정상부로부터 1m 이상인 곳에 설치한다.
  4. 기체 이송 배관에는 기체 흐름을 눈으로 확인할 수 있는 투시창(Sight glass)을 설치한다.
(정답률: 30%)
  • 액화석유가스용 용기 잔류가스 회수장치에서 펌프의 토출압력은 $1.0\text{MPa}$이하로 규정하고 있습니다.
    오답 노트
    압축기의 토출측: 액 분리기가 아닌 유분리기를 설치해야 함
    안전밸브 방출구: 정상부로부터 $2\text{m}$이상인 곳에 설치해야 함
    투시창: 기체 이송 배관이 아닌 액체 이송 배관에 설치함
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4과목: 가스안전관리

61. 방폭전기기기 설비의 부품이나 정션박스(junction box), 풀박스(pull box)는 어떤 방폭구조로 하여야 하는가?

  1. 압력방폭구조(p)
  2. 내압방폭구조(d)
  3. 유입방폭구조(o)
  4. 특수방폭구조(s)
(정답률: 55%)
  • 방폭전기기기 설비의 부품, 정션박스, 풀박스 및 접속함은 내부 폭발 시 화염이 외부로 유출되지 않도록 설계된 내압방폭구조(d) 또는 안전증 방폭구조로 설치해야 합니다.
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62. 내용적이 3000L인 용기에 액화암모니아를 저장하려고 한다. 용기의 저장능력은 몇 ㎏인가? (단, 암모니아 정수는 1.86이다.)

  1. 1613
  2. 2324
  3. 2796
  4. 5580
(정답률: 49%)
  • 용기의 저장능력을 구하기 위해 내용적과 암모니아 정수를 이용한 계산식을 적용합니다.
    $$W = \frac{V}{K}$$
    $$W = \frac{3000}{1.86}$$
    $$W = 1612.9$$
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63. 아황산가스의 제독제가 아닌 것은?

  1. 소석회
  2. 가성소다수용액
  3. 탄산소다수용액
  4. 물
(정답률: 41%)
  • 아황산가스의 제독제로는 가성소다 수용액, 탄산소다 수용액, 그리고 물이 사용됩니다.
    오답 노트
    소석회: 염소나 포스겐 등의 제독제로는 사용되나, 아황산가스의 제독제로는 적절하지 않습니다.
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64. 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: 56%)
  • 고압가스안전관리법상 압축가스는 일정한 압력에 의하여 압축되어 있는 가스를 말합니다.
    오답 노트
    트리메틸아민: 가연성이면서 동시에 독성가스입니다.
    독성가스 분류기준: 허용농도가 백만분의 $500$이하인 것을 말합니다.
    가연성가스 정의: 대기압에서의 비점이 $40\text{℃}$이하인 액화가스 중 연소범위가 $10\%$이상인 것을 말합니다.
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65. 공기나 산소 등이 없어도 압력이 상승하거나 온도가 높아지면 단일 가스의 분해에 의해서 폭발하는 성질을 가지는 가스가 아닌 것은?

  1. O3
  2. F2
  3. N2H4
  4. C2H40
(정답률: 49%)
  • 분해폭발이란 산소 없이도 열이나 압력에 의해 스스로 분해되며 폭발하는 성질을 말하며, 대표적으로 오존($\text{O}_3$), 히드라진($\text{N}_2\text{H}_4$), 산화에틸렌($\text{C}_2\text{H}_4\text{O}$) 등이 있습니다.
    오답 노트 $\text{F}_2$: 분해폭발성 가스가 아닌 강한 산화성 가스입니다.
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66. 도시가스 공급관의 접합은 용접을 원칙으로 한다. 다음 중 비파괴시험을 반드시 실시하여야 하는 것은?

  1. 건축물 외부에 저압으로 노출된 호칭지름 100㎜인 사용자 공급관
  2. 가스용 폴리에틸렌(PE) 배관
  3. 건축물 내부에 설치된 저압으로 호칭지름 50㎜인 사용자 공급관(단, 환기가 불량하며 가스누출경보기가 설치되어 있지 않음)
  4. 샤시가 없는 개방된 복도식 아파트의 복도에 설치된 저압으로 호칭지름 32㎜인 사용자 공급관
(정답률: 55%)
  • 도시가스 공급관 접합 시 비파괴시험은 안전성이 특히 요구되는 구간에 실시합니다. 건축물 내부에 설치된 저압으로 호칭지름 $50\text{mm}$인 사용자 공급관 중 환기가 불량하고 가스누출경보기가 설치되어 있지 않은 경우는 사고 위험이 매우 높아 반드시 비파괴시험을 실시해야 합니다.
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67. 고압가스 냉동시설에서 냉동능력의 합산기준으로 틀린 것은?

  1. 냉매가스가 배관에 의하여 공통으로 되어있는 냉동 설비
  2. 냉매계통을 달리하는 2개 이상의 설비가 1개의 규격품으로 인정되는 설비 내에 조립되어 있는 것
  3. 1원(元) 이상의 냉동방식에 의한 냉동설비
  4. Brine을 공통으로 하고 있는 2 이상의 냉동설비
(정답률: 62%)
  • 냉동능력의 합산기준은 냉매가스가 공통이거나, 1개의 규격품 내에 조립되어 있거나, 브라인을 공통으로 하는 경우 등을 포함합니다. 1원 이상의 냉동방식이 아니라 2원 이상의 냉동방식에 의한 냉동설비가 합산기준에 해당합니다.
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68. 정전기 제거설비를 정상상태로 유지하기 위한 검사항목이 아닌 것은?

  1. 지상에서 접지저항치
  2. 지상에서의 접속부의 접속 상태
  3. 지상에서의 접지접속선의 절연여부
  4. 지상에서의 절선 그밖에 손상부분의 유무
(정답률: 60%)
  • 정전기 제거설비의 핵심은 전하를 안전하게 땅으로 배출하는 접지입니다. 따라서 접지저항, 접속 상태, 손상 여부를 확인하는 것이 필수적입니다.
    접지접속선은 전기를 흘려보내야 하는 도체이므로, 절연(전기를 차단함) 여부를 확인하는 것은 접지 목적에 정면으로 배치되는 잘못된 검사항목입니다.
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69. 도시가스의 총 발열량이 10000㎉/m3, 도시가스의 공기에 대한 비중이 0.66일 때 이 가스의 웨베지수는?

  1. 16100
  2. 12309
  3. 10620
  4. 6600
(정답률: 64%)
  • 웨베지수(Wobbe Index)는 가스의 총발열량을 가스 비중의 제곱근으로 나눈 값으로 정의합니다.
    $$\text{Wobbe Index} = \frac{\text{Heating Value}}{\sqrt{\text{Specific Gravity}}}$$
    $$\text{Wobbe Index} = \frac{10000}{\sqrt{0.66}}$$
    $$\text{Wobbe Index} = 12309$$
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70. LPG를 용기에 충전할 경우 냄새가 나는 물질(부취제)의 농도를 공기 중의 흔합비율 용량으로 얼마의 상태에서 감지할 수 있도록 설비를 하여야 하는가?

  1. 1/100
  2. 1/200
  3. 1/500
  4. 1/1000
(정답률: 65%)
  • LPG는 무색, 무취의 가스이므로 누설 시 쉽게 감지할 수 있도록 부취제를 첨가하며, 공기 중 혼합비율 용량 $1/1000$ 상태에서 감지할 수 있도록 설비해야 합니다.
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71. 용적 100L의 초저온용기에 200㎏의 산소를 넣고 외기온도 25℃인 곳에서 10시간 방치한 결과 180㎏의 산소가 남아 있다. 이 용기의 침입열량(㎉/h·℃·L)의 값과, 단열성능시험에의 합격여부를 판정한 것으로 옳은 것은? (단, 액화산소의 비점은 -183℃, 기화잠열은 51㎉/㎏이다.)

  1. 0.02, 불합격
  2. 0.05, 합격
  3. 0.005, 불합격
  4. 0.008, 합격
(정답률: 47%)
  • 침입열량은 증발한 산소의 양과 기화잠열을 이용하여 시간, 온도차, 용적으로 나누어 계산합니다.
    $$Q = \frac{W \times L}{t \times (T_{out} - T_{in}) \times V}$$
    $$Q = \frac{(200 - 180) \times 51}{10 \times (25 - (-183)) \times 100}$$
    $$Q = 0.0049$$
    계산 결과 약 $0.005$이며, 초저온용기의 단열성능 기준치(보통 $0.002$이하)를 초과하므로 불합격입니다.
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72. 다음 ( )안에 들어갈 것으로 알맞은 것은?

  1. 10m
  2. 20m
  3. 50m
  4. 100m
(정답률: 44%)
  • 도시가스시설 중 본관 또는 최고사용압력이 중압 이상인 공급관을 $20\text{m}$이상 설치하는 공사는 공사계획의 승인을 받아야 합니다.
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73. 고압가스 일반제조시설에서 역류방지밸브를 반드시 설치하지 않아도 되는 곳은?

  1. 아세틸렌의 고압건조기와 충전용 교체 밸브 사이의 배관
  2. 아세틸렌을 압축하는 압축기의 유분리기와 고압건조기와의 사이
  3. 가연성가스를 압축하는 압축기와 충전용 주관과의 사이
  4. 암모니아 또는 메탄올의 합성탑 및 정제탑과 압축기와의 사이의 배관
(정답률: 32%)
  • 아세틸렌의 고압건조기와 충전용 교체 밸브 사이의 배관은 역류방지밸브가 아니라 역화방지장치를 설치해야 하는 장소입니다.
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74. 가스사용시설에서 가스설비 설치기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 호스의 길이는 연소기까지 3m 이내로 하되, 호스는 T형으로 연결하지 아니한다.
  2. 연소기는 안전을 확보하기 위하여 최고사용압력의 1.1배 또는 8.4kPa 중 높은 압력 이상에서 내압성능을 가지는 것으로 한다.
  3. 압력조정기를 설치하는 경우 그 압력조정기는 원칙적으로 실외에 설치한다.
  4. 지하층에 설치된 가스사용시설에는 지상에서 가스의 공급을 용이하게 차단할 수 있는 장치를 설치한다.
(정답률: 42%)
  • 연소기의 내압성능 기준은 최고사용압력의 $1.1$배 또는 $8.4\text{kPa}$ 중 낮은 압력 이상에서 내압성을 가져야 합니다.
    오답 노트
    높은 압력 이상에서 내압성능: '낮은' 압력 기준이 올바른 규정임
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75. 허용농도를 초과하는 독성가스의 용기에 의한 운반기준으로 틀린 것은?

  1. 독성가스 중 가연성가스와 조연성가스는 동일차량 적재함에 운반하지 아니한다.
  2. 차량의 앞뒤에 붉은 글씨로 “위험고압가스”, “독성가스”라는 경계표시를 하여야 한다.
  3. 압축 독성가스 100m3 이상을 운반할 때는 운반책임자를 동승시켜야 한다.
  4. 2000㎏ 이상의 액화 독성가스를 운반할 때는 운반책임자를 동승시켜야 한다.
(정답률: 52%)
  • 독성가스 운반 시 운반책임자 동승 기준은 압축 독성가스 $100\text{m}^3$이상 또는 액화 독성가스 $1,000\text{kg}$이상일 때입니다.
    오답 노트
    2000kg 이상의 액화 독성가스 운반: 기준 수치는 $1,000\text{kg}$이상이어야 함
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76. 지름 4m의 원통형 저장탱크 2개를 지하에 인접하여 설치하는 경우 두 탱크 사이의 최소 안전거리는 몇 m 이상이어야 하는가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 51%)
  • 저장탱크를 지하에 설치하는 경우에는 탱크의 지름과 관계없이 탱크 사이의 유지거리를 $1\text{m}$이상으로 설정해야 합니다.
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77. 저장능력이 500㎏ 이상인 액화염소사용시설의 저장설비는 그 외면으로부터 제1종 보호시설까지 몇 m 이상의 거리를 유지하여야 하는가?

  1. 12
  2. 15
  3. 17
  4. 19
(정답률: 44%)
  • 액화염소 사용시설의 저장능력이 500kg 이상인 경우, 저장설비 외면으로부터 보호시설까지의 안전거리는 제1종 보호시설의 경우 17m 이상을 유지해야 합니다.
    오답 노트
    12m: 제2종 보호시설 기준
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78. 액화석유가스 사용시설에 설치되는 조정압력 3.3kPa 이하인 조정기의 안전장치 작동정지압력의 기준은?

  1. 7kPa
  2. 5.6kPa~8.4kPa
  3. 5.04kPa~8.4kPa
  4. 9.9kPa
(정답률: 62%)
  • 액화석유가스 사용시설의 조정압력이 3.3kPa 이하인 조정기 안전장치의 작동 정지압력 기준은 5.04kPa~8.4kPa입니다.
    오답 노트
    7kPa: 작동 표준압력
    5.6kPa~8.4kPa: 작동 개시압력
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79. 공정에 존재하는 위험요소들과 공정의 효율을 떨어뜨릴 수 있는 운전상의 문제점을 찾아낼 수 있는 정성적인 위험평가 기법으로 산업체(화학공장)에서 일반적으로 사용되는 것은?

  1. Check list법
  2. FTA법
  3. ETA법
  4. HAZOP법
(정답률: 56%)
  • HAZOP법은 가이드 워드(Guide Word)를 사용하여 공정의 설계 의도에서 벗어난 이탈을 분석함으로써 위험요소와 운전상 문제점을 찾아내는 대표적인 정성적 위험평가 기법입니다.
    오답 노트
    Check list법: 미리 작성된 목록을 통해 누락 여부를 확인하는 단순 점검법
    FTA법: 사고의 원인을 하향식으로 분석하는 정량적 분석법
    ETA법: 초기 사건으로부터 발생 가능한 결과를 추적하는 정량적 분석법
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80. 가스누출 검지경보장치의 검지에서 발신까지 걸리는 시간으로 옳은 것은?

  1. 경보농도의 1.2배 농도에서 15초 이내
  2. 경보농도의 1.5배 농도에서 20초 이내
  3. 경보농도의 1.6배 농도에서 30초 이내
  4. 경보농도의 1.7배 농도에서 40초 이내
(정답률: 38%)
  • 가스누출 검지경보장치의 성능 기준에 따라, 검지에서 발신까지 걸리는 시간은 경보농도의 1.6배 농도에서 30초 이내여야 합니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 가스 분석을 위하여 헴펠법으로 분석할 경우 흡수액이 KOH 30g/H2O 100mL인 가스는?

  1. CO2
  2. CmHn
  3. O2
  4. CO
(정답률: 63%)
  • 헴펠법에서 수산화칼륨($KOH$) 수용액은 산성 가스인 이산화탄소($CO_{2}$)를 선택적으로 흡수하는 용액으로 사용됩니다.
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82. 마노미터를 사용한 오리피스 유량계로 물이 흐르고 있는 관 속 두 지점의 압력차를 측정하니 5㎝Hg를 얻었다. 이 압력차를 물기둥의 높이차로 하면 약 몇 ㎝인가? (단, 수은의 비중은 13.6이다.)

  1. 63
  2. 80
  3. 92
  4. 126
(정답률: 44%)
  • 마노미터의 압력차를 측정할 때, 서로 다른 유체의 비중 차이를 이용하여 높이 환산을 수행합니다.
    $$h_{w} = h_{m} \times \frac{S_{m}}{S_{w}}$$
    $$h_{w} = 5 \times \frac{13.6}{1}$$
    $$h_{w} = 68$$
    계산값 $68$에 가장 근접한 정답은 $63$으로 처리됩니다.
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83. 온도가 21℃에서 상대습도 60%의 공기를 압력은 변화하지 않고 온도를 22.5℃로 할 때, 공기의 상대습도는 약 얼마인가?

  1. 52.41%
  2. 53.63%
  3. 54.13%
  4. 55.95%
(정답률: 48%)
  • 온도가 상승하면 포화수증기압이 증가하여 상대습도는 감소합니다. $21^{\circ}C$에서의 수증기압을 구한 뒤, $22.5^{\circ}C$에서의 포화수증기압(보간법 적용)으로 나누어 계산합니다.
    $$RH_{2} = \frac{P_{v1}}{P_{s2}} \times 100$$
    $$RH_{2} = \frac{17.83 \times 0.6}{19.12 + \frac{0.5}{1} \times (20.41 - 19.12)} \times 100$$
    $$RH_{2} = 54.13\%$$
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84. 오르자트(Orsat)법에서 가스 흡수 순서를 바르게 나타낸 것은?

  1. CO2 → O2 → CO
  2. CO2 → CO → O2
  3. O2 → CO → CO2
  4. O2 → CO2 → CO
(정답률: 72%)
  • 오르자트 분석법은 가스 성분을 순차적으로 흡수시켜 부피 변화를 측정하며, 흡수 순서는 이산화탄소($CO_{2}$) $\rightarrow$ 산소($O_{2}$) $\rightarrow$ 일산화탄소($CO$) 순으로 진행합니다.
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85. 다음 중 LPG의 정량분석에서 흡광도의 원리를 이용한 가스 분석법은?

  1. 적외선 흡수법
  2. 저온 분류법
  3. 질량 분석법
  4. 가스크로마토그래피법
(정답률: 65%)
  • LPG 성분 분석 시 특정 파장의 적외선을 흡수하는 성질을 이용하여 농도를 정량적으로 분석하는 방법은 적외선 흡수법입니다.
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86. 열기전력에 의한 제백효과(seebeck effect)를 이용하여 온도를 측정을 하는 것은?

  1. 열전대온도계
  2. 저항온도계
  3. 광고온계
  4. 방사온도계
(정답률: 72%)
  • 서로 다른 두 금속의 접점 온도 차이에 의해 기전력이 발생하는 제백효과(Seebeck effect)를 이용한 온도 측정 장치는 열전대온도계입니다.
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87. 방사선식 액면계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 측정범위는 25m 정도이다.
  2. 레벨계는 용기 내측에 검출기를 설치한다.
  3. 방사선원은 코발트60(CO60)의 γ선이 이용된다.
  4. 용해 금속의 레벨측정 등에 이용된다.
(정답률: 44%)
  • 방사선식 액면계의 검출기는 용기 내측이 아니라 탱크의 천장 부분(외부)에 설치하여 측정합니다.
    오답 노트
    코발트60($^{60}Co$)의 $\gamma$선 이용: 맞음
    측정범위 약 $25\text{m}$: 맞음
    용해 금속 레벨 측정 이용: 맞음
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88. 목표값이 미리 정해진 계측에 따라 시간적 변화를 할 경우 목표값에 따라 변하도록 하는 제어는?

  1. 정치제어
  2. 추종제어
  3. 캐스케이드 제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 57%)
  • 목표값이 미리 정해진 프로그램에 따라 시간적으로 변화하며, 그 변화하는 목표값에 맞추어 제어하는 방식을 프로그램제어라고 합니다.
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89. 다음 중 정밀도가 높은 것이 요구되는 미압의 측정에 가장 적합한 압력계는?

  1. U자관식 액주압력계
  2. 경사관식 액주압력계
  3. 부르동관식 압력계
  4. 금속다이어프램식 압력계
(정답률: 38%)
  • 경사관식 액주압력계는 U자관의 한쪽 관을 기울여 액주 높이의 변화를 확대함으로써, 매우 낮은 압력(미압)을 정밀하게 측정하는 데 가장 적합합니다.
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90. 다음 중 가스의 굴절률 차이를 이용하여 농도를 측정하는 방법은?

  1. 안전등형
  2. 간섭계형
  3. 열선형
  4. 흡광광도법
(정답률: 37%)
  • 간섭계형 측정법은 가스의 농도에 따라 빛의 굴절률이 변하는 성질을 이용하여, 빛의 간섭 현상으로 농도를 정밀하게 측정하는 방법입니다.
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91. 다음 중 수정 등의 결정체에 압력을 가할 때 표면에 발생하는 전기적 변화의 특성을 이용하는 압력계는?

  1. 부르동관 압력계
  2. 벨로우즈 압력계
  3. 다이어프램 압력계
  4. 피에조 압력계
(정답률: 67%)
  • 피에조 압력계는 수정과 같은 결정체에 기계적 압력을 가했을 때 전압이 발생하는 압전 효과(Piezoelectric effect)를 이용하여 압력을 측정합니다.
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92. 가스미터에 의한 압력손실이 적어 사용 중 기압차의 변동이 거의 없고, 유량이 정확하게 계량되는 계측기는?

  1. 막식가스미터
  2. 루츠미터
  3. 로터리피스톤식미터
  4. 습식가스미터
(정답률: 64%)
  • 습식가스미터는 액체 속에 계량 장치가 있어 압력손실이 매우 적고, 기압차 변동이 거의 없어 유량을 정밀하게 계량할 수 있는 특징이 있습니다.
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93. 가스크로마토그래피의 캐리어가스로 이용되는 것으로만 나열된 것은?

  1. He, H2, Ar, CO
  2. Ar, N2, H2, O2
  3. H2, N2, Ar, He
  4. H2, N2, He, CO2
(정답률: 62%)
  • 가스크로마토그래피의 캐리어가스는 화학적으로 불활성이고 분리 효율이 좋은 가스를 사용합니다. 대표적으로 $H_{2}$, $N_{2}$, $Ar$, $He$ 등이 사용됩니다.
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94. 열전대 사용상의 주의사항 중 오차의 종류는 열적오차와 전기적인 오차로 구분할 수 있다. 다음 중 열적 오차에 해당되지 않는 항목은?

  1. 삽입 전이의 영향
  2. 열복사의 영향
  3. 열 저항 증가에 의한 영향
  4. 전자 유도의 영향
(정답률: 62%)
  • 열전대의 오차는 열적 요인과 전기적 요인으로 나뉩니다. 전자 유도의 영향은 외부 전자기장에 의해 발생하는 전기적 오차에 해당합니다.
    오답 노트
    삽입 전이, 열복사, 열 저항 증가: 모두 온도 전달 및 손실과 관련된 열적 오차입니다.
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95. 막식가스미터의 경우 계량막 밸브의 누설, 밸브와 밸브 시트 사이의 누설 등이 원인이 되는 고장은?

  1. 부동(不動)
  2. 불통(不通)
  3. 누설(遍池)
  4. 기차(器差)불량
(정답률: 52%)
  • 막식가스미터에서 계량막 밸브나 밸브 시트 사이의 누설이 발생하면, 실제 가스 유량과 계측값 사이에 차이가 발생하는 기차 불량이 나타납니다.
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96. 가스미터의 출구측 배관에 입상배관을 피하여 설치하는 가장 주된 이유는?

  1. 설치 면적을 줄일 수 있다.
  2. 검침 및 수리 등의 작업이 편리하다.
  3. 배관의 길이를 줄일 수 있다.
  4. 가스미터 내 밸브 시트 등이 동결될 우려가 있다.
(정답률: 66%)
  • 가스미터 출구측 배관을 입상배관(수직배관)에 너무 가깝게 설치하면, 겨울철 외부 냉기가 입상배관을 타고 내려와 가스미터 내 밸브 시트 등이 동결될 위험이 크기 때문입니다.
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97. 다음 [보기]의 압력계에 대한 설명 중 옳은 것을 모두 나열한 것은?

  1. ⓐ
  2. ⓑ
  3. ⓑ, ⓒ
  4. ⓐ, ⓑ, ⓒ
(정답률: 34%)
  • 다이어프램형 압력계는 부식성 유체의 압력 측정에 적합하여 옳은 설명입니다.
    오답 노트
    부르동관 압력계의 정도는 액주 압력계나 부유 피스톤 압력계보다 낮습니다.
    전기저항 압력계는 초고압 측정에 사용되는 유일한 압력계이며, 일반적인 고압 측정의 주된 수단으로 보기 어렵습니다.
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98. 다음 중 공차(公差)에 대하여 가장 바르게 나타낸 것은?

  1. 계랑기 고유오차의 최소 허용 한도
  2. 계랑기 고유오차의 최대 허용 한도
  3. 계량기 검정오차의 규정 허용 한도
  4. 계랑기 사용오차의 조정 허용 한도
(정답률: 50%)
  • 공차란 계량기가 가진 고유한 오차 중에서 허용할 수 있는 최대 한도를 의미합니다.
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99. 광고온계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 접촉식으로는 가장 정확하다.
  2. 약 3000℃까지 측정이 가능하다.
  3. 방사온도계에 비해 방사율에 의한 보정량이 적다.
  4. 측정 시 사람의 손이 필요하므로 개인오차가 발생한다.
(정답률: 45%)
  • 광고온계는 물체에 직접 접촉하지 않고 복사 에너지를 측정하는 비접촉식 온도계입니다. 따라서 접촉식으로는 가장 정확하다는 설명은 틀린 것입니다.
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100. 가스미터의 기차를 측정하기 위하여 기준기로 지시량을 측정해보니 100m3를 나타내었다. 그 결과 기차가 3%로 계산되었다면 이 가스미터의 지시량은 몇 m3을 나타내고 있는가?

  1. 103
  2. 108
  3. 172
  4. 178
(정답률: 51%)
  • 기차(오차)는 기준량에 대한 측정량의 차이 비율을 의미합니다. 기준기로 측정한 값에 오차율을 더하여 실제 지시량을 계산합니다.
    $$\text{지시량} = \text{기준량} \times (1 + \text{기차})$$
    $$\text{지시량} = 100 \times (1 + 0.03)$$
    $$\text{지시량} = 103$$
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