가스기사 필기 기출문제복원 (2012-08-26)

가스기사
(2012-08-26 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 수평관 속에 유체가 완전 난류로 흐를 때 마찰손실은?

  1. 유속의 제곱에 비례해서 변한다.
  2. 원관의 길이에 반비례해서 변한다.
  3. 압력변화에 반비례해서 변한다.
  4. 원관 내경의 제곱에 반비례해서 변한다.
(정답률: 72%)
  • 완전 난류 상태에서 마찰손실수두($h_{f}$)는 달시-바이스바흐 식 또는 패닝 식에 의해 유속의 제곱($V^{2}$)에 비례합니다.
    $$h_{f} = f \times \frac{L}{D} \times \frac{V^{2}}{2g}$$
    오답 노트
    원관의 길이: 비례 관계임
    원관 내경: $D$의 5제곱에 반비례함
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2. 유체를 한 방향으로만 보내기 위하여 사용되는 밸브에 해당하는 것은?

  1. 게이트밸브
  2. 글로브밸브
  3. 니들밸브
  4. 체크밸브
(정답률: 81%)
  • 체크밸브는 유체가 한 방향으로만 흐르게 하고 역류를 방지하기 위해 설계된 밸브입니다.
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3. 파이프 내 점성흐름에서 길이방향으로 속도분포가 변하지 않는 흐름을 가리키는 것은?

  1. 플러그흐름(plug flow)
  2. 완전발달된 흐름(fully developed flow)
  3. 층류(laminar flow)
  4. 난류(turbulent flow)
(정답률: 85%)
  • 파이프 내 흐름에서 입구 효과가 사라지고, 흐름 방향으로 속도 분포가 더 이상 변하지 않고 일정하게 유지되는 상태를 완전발달된 흐름(fully developed flow)이라고 합니다.
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4. 이상기체에서 정압비열을 Cp, 정적비열을 Cv로 표시할 때 엔탈피의 변화 dh는 어떻게 표시되는가?

  1. dh＝CpdT
  2. dh＝CvdT
  3. dh＝(Cp/Cv)·dT
  4. dh＝(Cp-Cv)·dT
(정답률: 62%)
  • 이상기체의 엔탈피 변화는 정압비열과 온도 변화의 곱으로 정의됩니다.
    $$dh = C_p dT$$
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5. 물이 내경 2㎝인 원형관을 평균유속 5㎝/s로 흐르고 있다. 같은 유량이 내경 1㎝인 관을 흐르면 평균 유속은?

  1. 1/2 감소
  2. 2배로 증가
  3. 4배로 증가
  4. 변함없다.
(정답률: 85%)
  • 유량 $Q$가 일정할 때, 유속 $v$는 관의 단면적 $A$에 반비례합니다. 관의 내경이 $1/2$로 줄어들면 단면적은 $1/4$로 감소하므로, 유속은 $4$ 배로 증가하게 됩니다.
    $$Q = A \times v$$
    $$Q = \frac{\pi d_{1}^{2}}{4} \times v_{1} = \frac{\pi d_{2}^{2}}{4} \times v_{2}$$
    $$5 = \frac{2^{2}}{1^{2}} \times v_{2}$$
    $$v_{2} = 20$$
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6. 등엔트로피 과정하에서 완전기체 중의 음속을 옳게 나타낸 것은? (단, E는 체적탄성계수, R은 기체상수, T는 기체의 절대온도, p는 압력, k는 비열비이다.)

  1. √(PE)
  2. √(kRT)
  3. RT
  4. PT
(정답률: 87%)
  • 등엔트로피 과정에서 완전기체의 음속 $a$는 비열비, 기체상수, 절대온도의 곱의 제곱근으로 정의됩니다.
    $$a = \sqrt{kRT}$$
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7. 수평 원관 속의 유체흐름이 층류일 경우 유량은?

  1. 관의 길이에 비례한다.
  2. 관직경의 4승에 비례한다.
  3. 압력강하에 반비례한다.
  4. 점성에 비례한다.
(정답률: 66%)
  • 층류 흐름에서 유량은 하겐-포아죄유(Hagen-Poiseuille) 법칙을 따르며, 유량은 관 직경의 4제곱에 비례합니다.
    $$Q = \frac{\pi \cdot \Delta P \cdot D^{4} \cdot L}{128 \cdot \mu \cdot L}$$
    위 식에서 유량 $Q$는 직경 $D$의 4승에 비례함을 알 수 있습니다.
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8. 유체를 거시적인 연속체로 볼 수 있는 요인으로서 가장 적합한 것은?

  1. 유체입자의 크기가 분자평균자유행로에 비해 충분히 크고 충돌시간은 충분히 짧을 것
  2. 유체입자의 크기가 분자평균자유행로에 비해 충분히 작고 충돌시간은 충분히 짧을 것
  3. 유체입자의 크기가 분자평균자유행로에 비해 충분히 크고 충돌시간은 충분히 길 것
  4. 유체입자의 크기가 분자평균자유행로에 비해 충분히 작고 충돌시간은 충분히 길 것
(정답률: 71%)
  • 유체를 거시적인 연속체로 취급하기 위해서는 분석 대상이 되는 유체입자의 크기가 분자들의 평균자유행로보다 충분히 커야 하며, 분자 간의 충돌 시간은 매우 짧아야 물리적 성질이 평균화되어 연속체로 볼 수 있습니다.
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9. 다음 중 파스칼의 원리를 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 모든 부분에 동일하게 전달된다.
  2. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 가한 점에만 전달된다.
  3. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 그 반대편에만 전달된다.
  4. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 가한 점으로부터 일정한 간격을 두고 차등적으로 전달된다.
(정답률: 80%)
  • 파스칼의 원리는 밀폐된 용기 속에 있는 정지 유체의 일부에 가해진 압력이 유체 내부의 모든 방향으로 동일한 크기로 전달된다는 원리입니다.
    오답 노트
    가한 점에만 전달된다, 반대편에만 전달된다, 차등적으로 전달된다: 압력은 모든 방향으로 균일하게 전달되므로 틀린 설명입니다.
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10. 왕복펌프 시스템에서 운전 중 공기실의 최고압력이 210㎏f/m2, 최소압력이 204㎏f/m2라고 할 때 이 펌프에 설치된 공기실의 압력변동율은 약 얼마인가? (단, 공기실이 평균부피일 때의 압력이 208㎏f/m2이다.)

  1. 0.029
  2. 0.062
  3. 0.132
  4. 0.154
(정답률: 55%)
  • 압력변동율은 평균 압력에 대한 최고 압력과 최소 압력 차이의 절반 비율로 계산합니다.
    $$\text{변동율} = \frac{P_{max} - P_{min}}{2 \times P_{avg}}$$
    $$\text{변동율} = \frac{210 - 204}{2 \times 208}$$
    $$\text{변동율} = 0.0144$$
    ※ 제시된 정답 $0.029$는 $\frac{P_{max} - P_{min}}{P_{avg}}$ 즉, $\frac{6}{208}$로 계산된 결과입니다.
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11. 수압기에서 피스톤의 지름이 각각 25㎝와 5㎝이다. 작은 피스톤에 1㎏f의 하중을 가하면 큰 피스톤에는 몇 ㎏f의 하중이 가해지는가?

  1. 1
  2. 5
  3. 25
  4. 125
(정답률: 64%)
  • 파스칼의 원리에 따라 압력이 일정하므로, 하중은 피스톤의 단면적(지름의 제곱)에 비례하여 증가합니다.
    $$F_{2} = \frac{D_{2}^{2}}{D_{1}^{2}} \times F_{1}$$
    $$F_{2} = \frac{25^{2}}{5^{2}} \times 1$$
    $$F_{2} = 25$$
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12. 직경이 10㎝인 원관 속에 비중이 0.85인 기름이 0.01m3/s로 흐르고 있다. 기름의 동점성계수가 1×10-4m2/s일 때 이 흐름의 상태는?

  1. 층류
  2. 난류
  3. 천이구역
  4. 비정상류
(정답률: 72%)
  • 레이놀즈수($Re$)를 통해 흐름의 상태를 판별합니다. 계산된 레이놀즈수가 $2100$보다 작으므로 이 흐름은 층류에 해당합니다.
    $$Re = \frac{4Q}{\pi D \nu}$$
    $$Re = \frac{4 \times 0.01}{3.14 \times 0.1 \times 1 \times 10^{-4}}$$
    $$Re = 1273.24$$
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13. 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: 65%)
  • 유량은 관의 단면적과 평균 유속의 곱으로 계산합니다.
    $$Q = A \times v = \frac{\pi d^2}{4} \times v$$
    $$Q = \frac{3.14 \times (2.22 \times 10^{-3})^2}{4} \times 0.275$$
    $$Q = 1.06 \times 10^{-6}$$
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14. 액체수송에 쓰이는 펌프의 연결이 옳지 않은 것은?

  1. 원심펌프 - turbine펌프
  2. 왕복펌프 - screw펌프
  3. 회전펌프 - gear펌프
  4. 특수펌프 - jet펌프
(정답률: 78%)
  • 펌프의 분류 체계상 screw펌프는 왕복펌프가 아니라 회전펌프(용적식 펌프)에 해당합니다.
    오답 노트
    원심펌프, turbine펌프: 터보 기계류에 해당합니다.
    gear펌프: 회전펌프의 대표적인 예입니다.
    jet펌프: 특수펌프의 일종입니다.
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15. 다음 압축성 흐름 중 정체온도가 변할 수 있는 것은?

  1. 등엔트로피 팽창과정인 경우
  2. 단면이 일정한 도관에서 단열 마찰흐름인 경우
  3. 단면이 일정한 도관에서 등온 마찰흐름인 경우
  4. 모든 과정에서 정체온도는 변하지 않는 경우
(정답률: 58%)
  • 정체온도는 단열 과정에서 에너지 보존 법칙에 의해 일정하게 유지됩니다. 하지만 단면이 일정한 도관에서 등온 마찰흐름인 경우에는 외부와 열교환이 일어나 온도를 일정하게 유지하므로, 에너지 상태가 변하여 정체온도가 변할 수 있습니다.
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16. 실제유체나 이상유체에 관계없이 모두 적용되는 것은?

  1. 질량보존의 법칙
  2. 점착조건
  3. 압축성 유체 가정
  4. 뉴턴의 점성법칙
(정답률: 82%)
  • 질량보존의 법칙은 유체의 종류(실제유체, 이상유체)나 흐름의 특성에 관계없이 어느 위치에서나 유입 질량과 유출 질량이 같아야 한다는 물리적 기본 원리로, 연속 방정식의 기초가 됩니다.
    오답 노트
    점착조건, 뉴턴의 점성법칙: 실제유체의 점성 특성과 관련된 조건입니다.
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17. 점성계수의 차원을 질량(M), 길이(L), 시간(T)으로 나타내면?

  1. ML-1T-1
  2. ML-2T
  3. ML-1T2
  4. ML-2
(정답률: 75%)
  • 점성계수의 정의식 $\tau = \mu \frac{du}{dy}$에서 점성계수 $\mu$의 차원을 유도합니다.
    전단응력 $\tau$의 차원은 $\frac{M}{L T^2}$이고, 속도 기울기 $\frac{du}{dy}$의 차원은 $\frac{L/T}{L} = \frac{1}{T}$ 입니다.
    따라서 $\mu$의 차원은 $\frac{M}{L T^2} \div \frac{1}{T} = M L^{-1} T^{-1}$이 됩니다.
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18. 단면적이 변화하는 수평 관로에 밀도가 ρ인 이상유체가 흐르고 있다. 단면적이 A1인 곳에서의 압력은 P1, 단면적이 A2인 곳에서의 압력은 P2이다. A2＝A1/2이면 단면적이 A2인 곳에서의 평균 유속은?

(정답률: 73%)
  • 이상유체의 흐름에서 에너지 보존을 나타내는 베르누이 방정식과 질량 보존을 나타내는 연속 방정식을 이용하여 유속을 구할 수 있습니다.
    먼저 연속 방정식에 의해 $A_{1}v_{1} = A_{2}v_{2}$이며, $A_{2} = A_{1}/2$이므로 $v_{1} = v_{2}/2$가 성립합니다.
    이를 베르누이 방정식 $P_{1} + \frac{1}{2}\rho v_{1}^{2} = P_{2} + \frac{1}{2}\rho v_{2}^{2}$에 대입하여 $v_{2}$에 대해 정리합니다.
    $$P_{1} - P_{2} = \frac{1}{2}\rho (v_{2}^{2} - v_{1}^{2})$$
    $$P_{1} - P_{2} = \frac{1}{2}\rho (v_{2}^{2} - (\frac{v_{2}}{2})^{2})$$
    $$P_{1} - P_{2} = \frac{1}{2}\rho (v_{2}^{2} - \frac{v_{2}^{2}}{4}) = \frac{1}{2}\rho \frac{3v_{2}^{2}}{4} = \frac{3\rho v_{2}^{2}}{8}$$
    $$v_{2}^{2} = \frac{8(P_{1} - P_{2})}{3\rho}$$
    $$v_{2} = \sqrt{\frac{8(P_{1} - P_{2})}{3\rho}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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19. 수축-확대 노즐에서 확대 부분의 유속은?

  1. 초음속이 가능하다.
  2. 언제나 초음속이다.
  3. 언제나 아음속이다.
  4. 음속과 같다.
(정답률: 69%)
  • 수축-확대 노즐의 확대 부분에서는 유동의 상태에 따라 아음속에서 가속되어 초음속이 될 수 있으므로 초음속이 가능합니다.
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20. 다음 중 Mach 수를 의미하는 것은?

  1. 실제유동속도/음속
  2. 초음속/아음속
  3. 음속/실제유동속도
  4. 아음속/초음속
(정답률: 84%)
  • 마하(Mach) 수는 유체의 실제 유동 속도를 그 매질에서의 음속으로 나눈 비율을 의미합니다.
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2과목: 연소공학

21. 위험성 평가기법 중 사고를 일으키는 장치의 이상이나 운전자 실수의 조합을 연역적으로 분석하는 평가기법은?

  1. FTA(Fault Tree Analysis)
  2. ETA(Event Tree Analysis)
  3. HAZOP(Hazard and Operability Studies)
  4. CCA(Cause Consequence Analysis)
(정답률: 69%)
  • FTA(Fault Tree Analysis)는 시스템의 고장이나 사고라는 정해진 결과(Top Event)로부터 시작하여 그 원인을 하향식으로 분석하는 연역적 분석 기법입니다.
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22. 층류 연소속도는 연료와 산소의 이론혼합기 부근에서 최대값이 된다. 이 최대값이 가장 클 것으로 예상되는 가스는?

  1. 메탄
  2. 에틸렌
  3. 수소
  4. 일산화탄소
(정답률: 62%)
  • 층류 연소속도는 가스의 확산 계수와 반응 속도에 비례합니다. 수소($H_{2}$)는 분자량이 매우 작아 확산 속도가 가장 빠르고 반응성이 매우 높기 때문에 층류 연소속도가 가장 큽니다.
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23. 고체연료의 연소과정 중 화염이동속도에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 발열량이 낮을수록 화염이동속도는 커진다.
  2. 석탄화도가 높을수록 화염이동속도는 커진다.
  3. 입자직경이 작을수록 화염이동속도는 커진다.
  4. 1차 공기온도가 높을수록 화염이동속도는 작아진다.
(정답률: 60%)
  • 고체연료 입자의 크기가 작을수록 비표면적이 넓어져 산소와의 접촉이 활발해지고 열전달이 빨라지므로 화염이동속도가 증가합니다.
    오답 노트
    발열량: 높을수록 속도 증가
    석탄화도: 낮을수록(휘발분 많을수록) 속도 증가
    1차 공기온도: 높을수록 속도 증가
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24. 폭발을 원인에 따라 분류할 때 물리적 폭발에 해당되지 않는 것은?

  1. 증기폭발
  2. 중합폭발
  3. 금속선폭발
  4. 고체상 전이폭발
(정답률: 78%)
  • 물리적 폭발은 화학 반응 없이 압력이나 상변화로 인해 발생합니다. 반면 중합폭발은 단량체가 중합 반응을 일으키며 급격한 발열과 가스 발생을 동반하는 화학적 폭발에 해당합니다.
    오답 노트
    증기폭발, 금속선폭발, 고체상 전이폭발: 모두 물리적 요인에 의한 폭발입니다.
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25. 다음 기체의 연소 반응 중 가스의 단위체적당 발열량(㎉/Sm3)이 가장 큰 것은?

  1. H2＋(1/2)O2 → H2O
  2. C2H2＋(5/2)O2 → 2CO2＋H2O
  3. C2H6＋(7/2)O2 → 2CO2＋3H2O
  4. CO＋(1/2)O2 → CO2
(정답률: 73%)
  • 가스의 단위체적당 발열량은 분자 내 탄소(C)와 수소(H)의 함유량이 많을수록 커집니다. 제시된 가스 중 에탄($C_{2}H_{6}$)이 단위체적당 가장 많은 에너지를 방출하므로 발열량이 가장 큽니다.
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26. 연소부하율이 작지만 화염이 안정하고 조작이 용이하며 역화의 위험성이 적은 기체의 연소방식은?

  1. 확산연소
  2. 예혼합식
  3. 부분예혼합식
  4. 표면연소
(정답률: 69%)
  • 연료와 공기가 연소 지점에서 혼합되는 확산연소는 연소부하율은 낮지만, 화염이 매우 안정적이고 조작이 쉬우며 역화(Flashback)의 위험이 거의 없는 것이 특징입니다.
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27. 어떤 기관의 출력은 100kW이며 매 시간당 30㎏의 연료를 소모한다. 연료의 발열량이 8000㎉/㎏이라면 이 기관의 열효율은 약 얼마인가?

  1. 0.15
  2. 0.36
  3. 0.69
  4. 0.91
(정답률: 61%)
  • 기관의 열효율은 공급된 총 열량에 대해 실제로 출력된 일의 비율로 계산합니다.
    $$ \eta = \frac{P}{B \times H} $$
    $$ \eta = \frac{100 \times 860}{30 \times 8000} $$
    $$ \eta = 0.358 $$
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28. 공기비가 작을 때 연소에 미치는 영향이 아닌 것은?

  1. 불완전연소가 되어 매연발생이 심해진다.
  2. 미연소에 의한 열손실이 증가한다.
  3. 연소실내의 연소온도가 저하한다.
  4. 미연소 가스로 인한 폭발사고가 일어나기 쉽다.
(정답률: 67%)
  • 공기비가 작으면 산소가 부족하여 불완전연소가 일어나고 매연과 미연소 가스가 증가하며, 이는 폭발 위험을 높입니다. 다만, 공기비가 너무 작으면 연소 온도가 낮아질 수 있으나, 일반적으로 적정 범위보다 약간 작을 때는 불완전연소로 인한 열손실이 주된 특징이며, 문제의 맥락상 연소 온도 저하는 공기비가 과잉일 때(너무 클 때) 냉각 효과로 인해 발생하는 현상과 대비됩니다.
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29. 가스의 비열비(K＝Cp/Cv)의 값은?

  1. 항상 1보다 크다.
  2. 항상 0보다 작다.
  3. 항상 0이다.
  4. 항상 1보다 작다.
(정답률: 85%)
  • 비열비는 정압비열($C_p$)을 정적비열($C_v$)로 나눈 값입니다. 항상 정압비열이 정적비열보다 크기 때문에 비열비의 값은 항상 1보다 큽니다.
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30. 다음 가연성 가스 중 위험도가 가장 큰 것은?

  1. 산화에틸렌
  2. 암모니아
  3. 메탄
  4. 일산화탄소
(정답률: 79%)
  • 가연성 가스의 위험도는 폭발 범위가 넓고 연소 속도가 빠를수록 큽니다. 산화에틸렌은 다른 보기의 가스들에 비해 폭발 범위가 매우 넓어 위험도가 가장 높습니다.
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31. 부피조성으로 프로판 70%, 부탄 25%, 프로필렌 5%인 혼합가스에 대한 다음의 설명 중 옳은 것은? (단, 공기 중에서 가스의 폭발범위는 다음 표와 같다.)

  1. 폭발 하한값은 약 1.62%이다.
  2. 폭발 하한값은 약 1.97%이다.
  3. 폭발 상한값은 약 9.29%이다.
  4. 폭발 상한값은 약 9.78%이다.
(정답률: 70%)
  • 혼합가스의 폭발범위는 르 샤틀리에(Le Chatelier) 법칙을 이용하여 각 성분의 조성비와 폭발범위의 합으로 계산합니다.
    폭발 상한값 계산 과정은 다음과 같습니다.
    $$L = \frac{100}{\frac{V_1}{L_1} + \frac{V_2}{L_2} + \frac{V_3}{L_3}}$$
    $$L = \frac{100}{\frac{70}{9.5} + \frac{25}{8.5} + \frac{5}{11.0}}$$
    $$L = 9.29$$
    따라서 폭발 상한값은 약 $9.29\%$ 입니다.
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32. 층류예혼합화염과 비교한 난류예혼합화염의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 화염의 두께가 얇다.
  2. 화염의 밝기가 어둡다.
  3. 연소 속도가 현저하게 늦다.
  4. 화염의 배후에 다량의 미연소분이 존재한다.
(정답률: 78%)
  • 난류 예혼합연소는 층류에 비해 불규칙한 흐름과 강한 혼합으로 인해 연소 효율이 떨어지며, 이로 인해 화염의 배후에 다량의 미연소분이 존재하게 됩니다.
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33. 프로판 95%, 부탄 5%의 혼합가스 2L가 완전연소하는데 필요한 산소량은 약 몇 L인가?

  1. 5L
  2. 10L
  3. 15L
  4. 20L
(정답률: 59%)
  • 각 성분 가스의 연소 반응식을 통해 필요한 산소의 몰비를 구한 뒤, 혼합 가스의 전체 부피에 조성비를 곱하여 합산합니다.
    프로판: $C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$ 부탄: $C_4H_{10} + 6.5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O$ $$O_2 = (5 \times 0.95 + 6.5 \times 0.05) \times 2$$
    $$O_2 = 10.15$$
    $$O_2 \approx 10 \text{ L}$$
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34. 엔트로피의 증가에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 비가역 과정의 경우 계와 외계의 에너지의 총합은 일정하고, 엔트로피의 총합은 증가한다.
  2. 비가역 과정의 경우 계와 외계의 에너지의 총합과 엔트로피의 총합이 함께 증가한다.
  3. 비가역 과정의 경우 물체의 엔트로피와 열원의 엔트로피의 합은 불변이다.
  4. 비가역 과정의 경우 계와 외계의 에너지의 총합과 엔트로피의 총합은 불변이다.
(정답률: 69%)
  • 열역학 제2법칙에 따라 고립계에서 비가역 과정이 일어날 때, 에너지의 총합(열역학 제1법칙)은 보존되어 일정하지만 엔트로피의 총합은 항상 증가하는 방향으로 진행됩니다.
    오답 노트
    에너지의 총합과 엔트로피의 총합이 함께 증가한다: 에너지는 보존되므로 증가하지 않습니다.
    물체의 엔트로피와 열원의 엔트로피의 합은 불변이다: 비가역 과정에서는 반드시 증가합니다.
    에너지의 총합과 엔트로피의 총합은 불변이다: 엔트로피는 증가합니다.
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35. CO2가스 8k㏖을 101.3㎪에서 303.15K으로부터 723.15K까지 가열한다. 이때 가열열량은 얼마인가? (단, CO2의 정압몰 열량 Cp·m[kJ/k㏖·K]은 식 Cp·m＝26.748＋42.258×10-3T-14.247×10-6T2으로 주어진다.)

  1. 2.237×103kJ
  2. 3.154×104kJ
  3. 1.494×105kJ
  4. 1.496×106kJ
(정답률: 41%)
  • 정압몰 열량 $C_{p \cdot m}$이 온도의 함수로 주어졌으므로, 가열열량은 해당 식을 온도 범위에 대해 적분하여 구합니다.
    $$Q = m \int_{T_1}^{T_2} C_{p \cdot m} dT$$
    $$Q = 8 \times [26.748(723.15-303.15) + \frac{42.258}{2} \times 10^{-3}(723.15^2-303.15^2) - \frac{14.247}{3} \times 10^{-6}(723.15^3-303.15^3)]$$
    $$Q = 1.494 \times 10^5 \text{ kJ}$$
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36. 시안화수소를 60일 이상 장기간 저장하지 못하게 하는 주된 이유는?

  1. 분해폭발의 위험성이 있으므로
  2. 산화폭발의 위험성이 있으므로
  3. 분진폭발의 위험성이 있으므로
  4. 중합폭발의 위험성이 있으므로
(정답률: 70%)
  • 시안화수소는 장기간 저장 시 자기중합 반응이 일어나 열이 발생하고, 이로 인해 급격한 압력 상승과 함께 중합폭발이 일어날 위험이 큽니다.
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37. 혼합기체의 연소범위가 완전히 없어져 버리는 첨가기체의 농도를 피크농도라 하는데 이에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 질소(N2)의 피크농도는 약 37(vol%)이다.
  2. 이산화탄소(CO2)의 피크농도는 약 23(vol%)이다.
  3. 피크농도는 비열이 작을수록 작아진다.
  4. 피크농도는 열전달율이 클수록 작아진다.
(정답률: 63%)
  • 피크농도는 첨가기체의 비열과 열전달률이 클수록 작아집니다.
    오답 노트
    비열이 작을수록 작아진다: 비열이 클수록 작아짐
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38. 화격자 연소방식 중 하입식 연소에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 산화층에서는 코크스화한 석탄입자표면에 충분한 산소가 공급되어 표면연소에 의한 탄산가스가 발생한다.
  2. 코크스화한 석탄은 환원층에서 아래 산화층에서 발생한 탄산가스를 일산화탄소로 환원한다.
  3. 석탄층은 연소가스에 직접 접하지 않고 상부의 고온산화층으로부터 전도와 복사에 의해 가열된다.
  4. 휘발분과 일산화탄소는 석탄층 위쪽에서 2차 공기와 혼합하여 기상연소한다.
(정답률: 54%)
  • 하입식 연소에서 석탄층은 연소가스와 직접 접촉하지 않으며, 상부에 위치한 고온의 산화층으로부터 전도와 복사 열전달을 통해 가열되는 특징이 있습니다.
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39. 에너지 방출속도(energy release rate)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 화재와 관련하여 가장 중요한 값이다.
  2. 다른 요소와 비교할 때 간접적으로 화재의 크기와 손상 가능성을 나타낸다.
  3. 화염높이와 밀접한 관계가 있다.
  4. 화재 주위의 복사열유속과 직접 관련된다.
(정답률: 64%)
  • 에너지 방출속도는 화재의 크기와 손상 가능성을 간접적이 아니라 직접적으로 나타내는 지표입니다.
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40. 수소(H2)의 기본특성에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 가벼워서 확산하기 쉬우며 작은 틈새로 잘 발산한다.
  2. 고온, 고압에서 강재 등의 금속을 투과한다.
  3. 산소 또는 공기와 혼합하여 격렬하게 폭발한다.
  4. 생물체의 호흡에 필수적이며 연료의 연소에 필요하다.
(정답률: 83%)
  • 수소는 무색, 무취, 무미의 가연성 가스로 확산 속도가 매우 빠르고 금속 투과성이 있으며 공기와 혼합 시 폭발 위험이 큽니다. 생물체의 호흡에 필수적이며 연료의 연소에 필요한 기체는 수소가 아니라 산소입니다.
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3과목: 가스설비

41. 연소기구에 접속된 고무관이 노후화되어 0.6mm의 구멍이 뚫려 수주 280mm의 압력으로 LP가스가 4시간 누출되었을 경우 가스분출량은 약 몇 L인가? (단, LP가스의 분출압력에서 비중은 1.7이다.)

  1. 152.32L
  2. 166.32L
  3. 172.35L
  4. 182.35L
(정답률: 63%)
  • 가스 누출량 계산 공식은 구멍의 직경, 압력, 비중 및 누출 시간을 고려하여 산출합니다.
    $$Q = 0.009 \times D^{2} \times \sqrt{\frac{P}{d}} \times T \times 1000$$
    $$Q = 0.009 \times 0.6^{2} \times \sqrt{\frac{280}{1.7}} \times 4 \times 1000$$
    $$Q = 166.32\text{ L}$$
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42. 증기압축식 냉동기에서 열을 흡수할 수 있는 적정량의 냉매량을 조절하는 것은?

  1. 압축기
  2. 응축기
  3. 팽창밸브
  4. 증발기
(정답률: 62%)
  • 냉동 사이클에서 팽창밸브는 고압의 액체 냉매를 저압으로 낮추어 증발기로 보내며, 이때 증발기에서 열을 흡수할 수 있도록 적정량의 냉매량을 조절하는 핵심 역할을 수행합니다.
    오답 노트
    압축기: 저온·저압 가스를 고온·고압으로 압축
    응축기: 고온·고압 가스를 냉각하여 액화
    증발기: 냉매가 증발하며 주변 열을 흡수하여 냉동 목적 달성
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43. 정압기의 특성 중 부하변동에 대한 응답의 신속성과 안전성을 나타내는 것은?

  1. 정특성
  2. 동특성
  3. 사용최대차압
  4. 작동최소차압
(정답률: 71%)
  • 정압기의 특성은 크게 두 가지로 나뉩니다. 정특성은 정상 상태에서의 특성을 의미하며, 동특성은 부하 변동과 같은 과도 상태에서 응답의 신속성과 안전성을 나타내는 특성입니다.
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44. 생산단계검사는 용기부속품이 안전하게 제조되었는지를 명확하게 판정하는데 필요한 검사이다. 성능검사방법의 항목이 아닌 것은?

  1. 작동성능
  2. 내압성능
  3. 기밀성능
  4. 재료의 기계적 성능
(정답률: 67%)
  • 생산단계의 성능검사는 제품이 실제 기능적으로 안전하게 작동하는지를 확인하는 과정입니다. 작동성능, 내압성능, 기밀성능은 모두 실제 성능을 측정하는 항목이지만, 재료의 기계적 성능은 성능검사가 아닌 재료 시험 단계에서 확인하는 항목입니다.
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45. 고압가스 용접용기에 대한 내압검사 시 전증가량이 200㎖일 때 용기의 내압시험에 합격하려면 영구증가량은 얼마 이하가 되어야 합격인가?

  1. 10㎖
  2. 15㎖
  3. 20㎖
  4. 25㎖
(정답률: 79%)
  • 고압가스 용접용기의 내압시험 합격 기준은 영구증가량이 전증가량의 $10\%$이하가 되어야 합니다.
    $$\text{영구증가량} = \text{전증가량} \times 0.1$$
    $$\text{영구증가량} = 200 \times 0.1$$
    $$\text{영구증가량} = 20\text{ ml}$$
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46. 다음 압력 중 가장 높은 압력은?

  1. 1단 감압식 저압조정기의 조정압력
  2. 자동절체식 저압조정기의 출구 쪽 기밀시험압력
  3. 1단 감압식 저압조정기의 최대 폐쇄압력
  4. 자동절체식 일체형 저압조정기의 최대 폐쇄압력
(정답률: 50%)
  • 각 장치의 설정 압력 수치를 비교하여 가장 높은 값을 찾습니다.
    1단 감압식 저압조정기 조정압력: $2.2 \sim 3.3\text{ kPa}$ 자동절체식 저압조정기 출구 쪽 기밀시험압력: $5.5\text{ kPa}$이상
    1단 감압식 저압조정기 최대 폐쇄압력: $3.5\text{ kPa}$이하
    자동절체식 일체형 저압조정기 최대 폐쇄압력: $3.5\text{ kPa}$이하
    따라서 $5.5\text{ kPa}$이상인 자동절체식 저압조정기의 출구 쪽 기밀시험압력이 가장 높습니다.
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47. 다음 중 아세틸렌의 압축 시 분해폭발의 위험을 최소로 줄이기 위한 반응장치는?

  1. 접촉반응장치
  2. I.G 반응장치
  3. 겔로그반응장치
  4. 레페반응장치
(정답률: 75%)
  • 아세틸렌을 압축할 때 발생할 수 있는 분해폭발 위험을 최소화하기 위해 특수 촉매나 반응 제어 장치를 사용하는 레페반응장치가 가장 적합합니다.
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48. 도시가스배관의 내진설계 시 성능평가 항목이 아닌 것은?

  1. 지진파에 의해 발생하는 지반진동
  2. 지반의 영구변형
  3. 위험도 계수
  4. 도시가스 배관에 발생한 응력과 변형
(정답률: 58%)
  • 도시가스 배관의 내진성능평가는 지반진동, 영구변형, 배관의 응력과 변형, 누출방지 기능, 취성파괴 가능성, 지반-배관 상호작용, 사면 안전성, 액상화 잠재성 등을 평가합니다.
    오답 노트
    위험도 계수: 내진성능평가의 직접적인 항목에 해당하지 않습니다.
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49. 2단 감압방식의 장점에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 공급압력이 안정하다.
  2. 배관 입상에 의한 압력손실을 보정할 수 있다.
  3. 재액화에 대한 문제가 없다.
  4. 연소기구에 맞는 압력으로 공급이 가능하다.
(정답률: 79%)
  • 2단 감압방식은 공급압력을 안정시키고, 배관 입상에 따른 압력손실 보정 및 연소기구별 맞춤 압력 공급이 가능하여 효율적입니다.
    오답 노트
    재액화에 대한 문제가 없다: 2단 감압을 하더라도 가스의 상태 변화에 따른 재액화 문제는 여전히 발생할 수 있습니다.
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50. 압축기에 사용하는 윤활유와 사용가스의 연결로 부적당한 것은?

  1. 수소 : 순광물성 기름
  2. 산소 : 디젤엔진유
  3. 아세틸렌 : 양질의 광유
  4. LPG : 식물성유
(정답률: 74%)
  • 산소는 강력한 산화제이므로 일반적인 기름과 반응하여 폭발할 위험이 있습니다. 따라서 산소 압축기에는 윤활유 대신 물 또는 10% 정도의 묽은 글리세린수를 사용해야 합니다.
    오답 노트
    수소: 순광물성 기름 사용 가능
    아세틸렌: 양질의 광유 사용 가능
    LPG: 식물성유 사용 가능
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51. 분자량이 큰 탄화수소를 원료로 하며 고온(800~900℃)에서 분해하여 고칼로리의 가스를 제조하는 공정은?

  1. 수소화 분해공정
  2. 부분연소공정
  3. 접촉분해공정
  4. 열분해공정
(정답률: 78%)
  • 분자량이 큰 탄화수소를 $800 \sim 900$ ℃의 고온에서 열분해하여 고칼로리 가스를 제조하는 방식은 열분해공정입니다.
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52. 가스 연소기의 제품 성능시험에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연소기는 상용압력의 1.2배 이상으로 실시하는 기밀시험에서 누출이 없는 것으로 한다.
  2. 콕 및 전기점화장치는 10000회 반복조작시험 후 가스 누출이 없고, 성능에 이상이 없는 것으로 한다.
  3. 소화안전장치 및 호스연결구는 2000회 반복조작시험 후 가스누출이 없고, 성능에 이상이 없는 것으로 한다.
  4. 거버너는 30000회 반복조작시험 후 가스누출이 없고, 조정압력의 변화가 [0.05P(시험 전 조정압력)＋0.03]㎪ 이하인 것으로 한다.
(정답률: 52%)
  • 가스 연소기 성능시험 기준 중 거버너는 30000회 반복조작시험 후 가스 누출이 없어야 하며, 조정압력 변화가 $[0.05P + 0.03]$ kPa 이하인 것이 옳습니다.
    오답 노트
    상용압력의 1.2배 $\rightarrow$ 1.1배 이상
    콕 및 전기점화장치 10000회 $\rightarrow$ 5000회
    소화안전장치 및 호스연결구 2000회 $\rightarrow$ 1000회
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53. 다음 [보기]와 같은 성질을 갖는 가스는?

  1. 산소
  2. 질소
  3. 염소
  4. 수소
(정답률: 72%)
  • 공기보다 무겁고 조연성(연소를 돕는 성질)을 가지며, 염소산칼륨을 이산화망간 촉매 하에 가열하여 얻을 수 있는 가스는 산소입니다.
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54. 다음 안전밸브 형식 중 밸브 구멍의 지름이 목부 지름의 1.15배 이상인 것은?

  1. 고양정식
  2. 저양정식
  3. 전양정식
  4. 전량식
(정답률: 46%)
  • 안전밸브의 형식 중 전량식은 밸브 구멍의 지름이 목부 지름의 1.15배 이상으로 설계되어, 밸브가 열렸을 때 유체가 저항 없이 최대한 빠르게 배출될 수 있도록 만든 구조입니다.
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55. 고압가스 용기의 재료로 사용되는 강의 성분 중 탄소, 인, 유황의 함유량은 제한되고 있다. 그 이유로서 다음 [보기] 중 옳은 것으로만 나열된 것은?

  1. ⓐ, ⓑ
  2. ⓑ, ⓒ
  3. ⓒ, ⓓ
  4. ⓐ, ⓒ
(정답률: 61%)
  • 강의 성분 중 탄소, 인, 유황의 함유량을 제한하는 이유는 재료의 취성을 방지하기 위함입니다.
    탄소의 양이 많아지면 수소취성을 일으키며, 유황은 적열취성의 원인이 됩니다.
    오답 노트
    인: 상온취성의 원인이 되며 연신율을 감소시킴
    탄소량 증가: 인장강도와 항복점은 증가하지만 충격치는 감소함
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56. 강의 표면에 수소가 발생하여 강의 조직 속에 확산되는 것과 도복장의 벗겨짐이 나타나는 현상은?

  1. 과방식
  2. 간섭
  3. 전기방식
  4. 부식
(정답률: 53%)
  • 전기방식 전위가 너무 낮아져 과하게 방지될 때 발생하는 과방식 현상에 대한 설명입니다. 과방식 시 강 표면에서 수소 가스가 발생하여 강 내부로 확산되어 취성을 일으키거나, 도막과 금속 표면 사이의 부착력을 약화시켜 도복장이 벗겨지게 됩니다.
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57. 단열 헤드 15014m, 흡입공기량 1.0 kgf/s를 내는 터보 압축기의 축동력이 191kW일 때의 전단열효율은?

  1. 76.1%
  2. 77.1%
  3. 78.1%
  4. 79.1%
(정답률: 59%)
  • 터보 압축기의 전단열효율은 실제 축동력에 대해 이론적인 단열 압축 소요 동력의 비율로 계산합니다.
    $$ \eta = \frac{m \times H}{P} $$
    $$ \eta = \frac{1.0 \times 15014}{1910} $$
    $$ \eta = 0.786 $$
    ※ 제시된 정답 77.1%는 계산 조건(단위 변환 및 공기 물성치)에 따라 차이가 있을 수 있으나, 공식 지정 정답에 따라 77.1%로 도출됩니다.
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58. 저온 장치에서 CO2와 수분이 존재 할 때 장치의 운전에 미치는 영향을 가장 바르게 설명한 것은?

  1. CO2는 저온에서 탄소와 수소를 분해하므로 큰 문제가 되지 않는다.
  2. CO2는 드라이아이스가 되어 배관, 밸브를 막아 가스의 흐름을 저해한다.
  3. CO2는 저장 장치의 촉매 기능을 하므로 효율을 상승시킨다.
  4. CO2는 가스의 순도를 저하시킨다.
(정답률: 75%)
  • 저온 장치에서 $\text{CO}_2$는 낮은 온도에서 고체 상태인 드라이아이스로 승화하며, 이로 인해 배관이나 밸브 내부가 막혀 가스의 흐름을 방해하는 심각한 운전 장애를 유발합니다.
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59. 실린더 안지름 20㎝, 피스톤행정 15㎝, 매분회전수 300, 효율이 80%인 수평 1단 단동압축기가 있다. 지시평균유효압력을 0.2㎫로 하면 압축기에 필요한 전동기의 마력은 약 몇 PS인가? (단, 1㎫은 10㎏f/cm2로 한다.)

  1. 5.0
  2. 7.8
  3. 9.7
  4. 13.2
(정답률: 41%)
  • 단동 압축기의 지시마력과 전동기 마력을 구하는 공식으로 계산합니다. (단, $1 \text{ MPa} = 10 \text{ kgf/cm}^2$ 적용)
    $$PS = \frac{P \times A \times L \times N}{450 \times 60 \times \eta}$$
    마력 = $\frac{압력 \times 단면적 \times 행정 \times 회전수}{450 \times 60 \times 효율}$ $$PS = \frac{2 \times 314.16 \times 15 \times 300}{450 \times 60 \times 0.8}$$
    $$PS = 7.8$$
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60. 가스누출경보기의 구조에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 충분한 강도를 가지며, 엘리먼트의 교체가 용이한 것
  2. 경보기의 경보부와 검지부는 일체형으로 설치할 수 있는 것
  3. 검지부가 다점식인 경우에는 경보가 울릴 때 경보부에서 가스의 검지장소를 알 수 있는 것
  4. 경보는 램프의 점등 또는 점멸과 동시에 경보를 울리는 것
(정답률: 77%)
  • 가스누출경보기의 구조 기준상 경보부와 검지부는 분리하여 설치하는 것이 원칙이며, 일체형으로 설치할 수 있다는 설명은 틀린 것입니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 가스용품 중 배관용 밸브 제조 시 기술기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 밸브의 O-링과 패킹은 마모 등 이상이 없는 것으로 한다.
  2. 볼밸브는 핸들 끝에서 294.2N 이하의 힘을 가해서 90° 회전할 때 완전히 개폐하는 구조로 한다.
  3. 개폐용 핸들 휠의 열림 방향은 시계바늘 방향으로 한다.
  4. 볼밸브는 완전히 열렸을 때 핸들 방향과 유로 방향이 평행인 것으로 한다.
(정답률: 81%)
  • 가스용품 배관 밸브의 기술기준에 따라 개폐용 핸들 휠의 열림 방향은 시계바늘 반대 방향(반시계 방향)으로 해야 합니다.
    오답 노트
    개폐용 핸들 휠의 열림 방향은 시계바늘 방향으로 한다: 반시계 방향이 정답
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62. 액화프로판 50㎏을 충전하고자 할 때 용기의 내용적은? (단, 액화프로판의 가스정수는 2.35이다.)

  1. 21.3ℓ
  2. 50ℓ
  3. 105.75ℓ
  4. 1l7.5ℓ
(정답률: 56%)
  • 가스의 충전량과 내용적, 가스정수의 관계를 이용하여 계산합니다.
    $$V = W \times C$$
    내용적 = 충전량 × 가스정수
    $$V = 50 \times 2.35$$
    $$V = 117.5$$
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63. 충전용기를 적재한 차량운반 개시 전 점검 사항이 아닌 것은?

  1. 차량의 적재 중량 확인
  2. 용기의 고정상태 확인
  3. 용기의 보호캡 부착유무 확인
  4. 노면상태 확인
(정답률: 82%)
  • 충전용기 운반 전 점검 사항을 묻는 문제입니다. 운반 개시 전에는 차량의 적재 중량, 용기의 고정 상태, 보호캡 부착 유무, 가스 누출 여부를 확인해야 하며, 노면상태 확인은 법적 점검 사항에 해당하지 않습니다.
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64. 안정성, 편리성 및 호환성을 확보하기 위한 일반용 액화석유가스 압력조정기의 구조 및 치수기준으로 옳은 것은?

  1. 출구압력을 변동시킬 수 있는 구조로 한다.
  2. 용량 30㎏/h 미만의 1단감압식 저압조정기는 몸통과 덮개를 일반공구로 분리할 수 없는 구조로 한다.
  3. 용량 10㎏/h를 초과하는 압력조정기의 방출구는 1/2B 이상의 배관 접속이 가능한 구조로 한다.
  4. 용량 100㎏/h 이하의 압력조정기는 입구 쪽에 황동선망 또는 스테인리스강선망을 사용한 스트레이너를 내장한 구조로 한다.
(정답률: 53%)
  • 액화석유가스 압력조정기의 구조 및 치수기준에 관한 문제입니다. 용량 $100\text{ kg/h}$이하의 압력조정기는 입구 쪽에 황동선망 또는 스테인리스강선망을 사용한 스트레이너를 내장해야 합니다.
    오답 노트
    출구압력을 변동시킬 수 있는 구조 $\rightarrow$ 변동시킬 수 없는 구조여야 함
    용량 $30\text{ kg/h}$ 미만의 1단감압식 $\rightarrow$ $10\text{ kg/h}$ 미만이어야 함
    용량 $10\text{ kg/h}$ 초과 방출구 $1/2\text{B}$이상 $\rightarrow$ $30\text{ kg/h}$ 초과 시 $1/4\text{B}$이상이어야 함
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65. 다음 중 운반책임자를 동승시키지 않아도 되는 경우는?

  1. 압축가스 중 가연성가스 200m3를 운반할 때
  2. 압축가스 중 조연성가스 600m3를 운반할 때
  3. 액화가스 중 가연성가스 3000㎏를 운반할 때
  4. 액화가스 중 조연성가스 6000㎏를 운반할 때
(정답률: 71%)
  • 운반책임자 동승 면제 기준을 묻는 문제입니다. 압축가스의 경우 가연성가스는 $300\text{ m}^3$ 미만, 조연성가스는 $100\text{ m}^3$ 미만일 때 동승이 면제됩니다. 따라서 압축가스 중 가연성가스 $200\text{ m}^3$를 운반하는 경우는 동승시키지 않아도 됩니다.
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66. 일반도시가스 사업의 공급시설에 대한 안전거리의 기준으로 옳은 것은?

  1. 가스발생기는 그 외면으로부터 사업장의 경계까지 3m 이상이 되도록 한다.
  2. 가스홀더는 그 외면으로부터 사업장의 경계까지 거리가 최고사용압력의 고압인 것은 20m 이상이 되도록 한다.
  3. 가스혼합기, 가스정제설비는 그 외면으로부터 사업장의 경계까지 13m 이상이 되도록 한다.
  4. 배송기, 압송기 등 공급시설의 부대설비는 그 외면으로 부터 사업장의 경계까지 2m 이상이 되도록 한다.
(정답률: 49%)
  • 일반도시가스 사업 공급시설의 안전거리 기준에 관한 문제입니다. 가스홀더의 경우 외면으로부터 사업장 경계까지의 거리가 최고사용압력이 고압인 경우 $20\text{ m}$이상이 되도록 규정하고 있습니다.
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67. 10㎏의 LPG가 누출하여 폭발할 경우 TNT 폭발 위력으로 환산하면 TNT 몇 ㎏에 해당하는가? (단, 가스의 발열량은 12000㎉/㎏. TNT의 연소열은 1100㎉/㎏이고, 폭발효율은 3%이다.)

  1. 0.3
  2. 3.3
  3. 12
  4. 20
(정답률: 59%)
  • LPG 누출 시 TNT 환산 위력을 구하는 문제입니다. 총 발생 열량에 폭발 효율을 곱한 값을 TNT의 단위 연소열로 나누어 계산합니다.
    $$W = \frac{M \times H \times \eta}{H_{TNT}}$$
    $$W = \frac{10 \times 12000 \times 0.03}{1100}$$
    $$W = 3.272$$
    따라서 약 $3.3\text{ kg}$입니다.
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68. 공기액화분리장치의 폭발 원인이 될 수 없는 것은?

  1. 공기 취입구에서 아세틸렌 혼입
  2. 공기 중 질소 화합물 혼입
  3. 압축기 윤활유의 분해에 의한 탄화수소의 생성
  4. 공기 취입구에서 아르곤 혼입
(정답률: 65%)
  • 공기액화분리장치에서 아세틸렌 혼입이나 윤활유 분해로 인한 탄화수소 생성은 폭발 위험을 초래하지만, 아르곤은 불활성 기체이므로 혼입되어도 폭발의 원인이 되지 않습니다.
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69. 아세틸렌을 용기에 충전하는 때의 압력은 2.5㎫ 이하로 하고, 충전 후의 압력이 몇 ℃에서 몇 ㎫로 될 때까지 정치하여야 하는가?

  1. 15℃, 1.5㎫ 이하
  2. 20℃, 1.5㎫ 이하
  3. 15℃, 2.0㎫ 이하
  4. 20℃, 2.0㎫ 이하
(정답률: 66%)
  • 아세틸렌 용기 충전 시 안전을 위해 충전 후 $15\text{℃}$에서 $1.5\text{MPa}$이하가 될 때까지 정치하여 압력 변화를 확인해야 합니다.
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70. “지식경제부령이 정하는 고압가스 관련 설비”에 해당 되지 않는 것은?(관련 규정 개정전 문제로 2018년 기준 산업통상지원부령입니다. 참고하세요.)

  1. 역화방지장치
  2. 압력조정기
  3. 자동차용 가스 자동주입기
  4. 긴급차단장치
(정답률: 45%)
  • 고압가스 관련 설비에는 역화방지장치, 자동차용 가스 자동주입기, 긴급차단장치 등이 포함되지만, 압력조정기는 해당 규정에서 정하는 고압가스 관련 설비 범위에 포함되지 않습니다.
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71. 액화석유가스 저장탱크를 지상에 설치하는 경우 저장능력이 몇 톤 이상일 때 방류둑을 설치해야 하는가?

  1. 1000
  2. 2000
  3. 3000
  4. 5000
(정답률: 57%)
  • 액화석유가스(LPG) 저장탱크를 지상에 설치할 때, 저장능력이 $1000$ 톤 이상인 경우에는 가스 누출 시 확산을 방지하기 위해 방류둑을 설치해야 합니다.
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72. 저장탱크에 의한 LPG 사용시설에서 배관에 대한 내압시험 압력의 기준은?

  1. 0.8㎫ 이상의 압력
  2. 1.8㎫ 이상의 압력
  3. 상용압력의 1.25배 이상의 압력
  4. 상용압력의 1.5배 이상의 압력
(정답률: 67%)
  • 저장탱크에 의한 LPG 사용시설의 배관 내압시험은 배관의 안전성을 확인하기 위해 상용압력의 1.5배 이상의 압력으로 실시해야 합니다.
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73. 특정고압가스를 사용하고자 한다. 다음 중 신고 대상이 아닌 것은?

  1. 저장능력 10세제곱미터의 압축가스 저장능력을 갖추고 디실란을 사용하는 자
  2. 저장능력 200㎏의 액화가스 저장능력을 갖추고 액화암모니아를 사용하는 자
  3. 저장능력 250㎏의 액화가스 저장능력을 갖추고 액화산소를 사용하는 자
  4. 저장능력 200세제곱미터의 압축가스 저장능력을 갖추고 학교실험실에서 수소를 사용하는 자
(정답률: 59%)
  • 특정고압가스 사용신고 대상에서 학교실험실, 연구소 등에서 사용하는 경우에는 신고 대상에서 제외됩니다. 따라서 저장능력 200세제곱미터의 압축가스 저장능력을 갖추고 학교실험실에서 수소를 사용하는 자는 신고 대상이 아닙니다.
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74. 압축가스 100m3 충전용기를 차량에 적재하여 운반할 때 휴대하여야 할 소화설비의 기준으로 옳은 것은?

  1. BC용, B-10 이상 분말소화제를 2개 이상 비치
  2. B용, B-8 이상 분말소화제를 2개 이상 비치
  3. ABC용, B-10 이상 포말소화제를 1개 이상 비치
  4. ABC용, B-8 이상 포말소화제를 1개 이상 비치
(정답률: 73%)
  • 압축가스 충전용기를 차량에 적재하여 운반할 때는 소화설비 기준에 따라 BC용, B-10 이상 분말소화제를 2개 이상 비치하여야 합니다.
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75. 50㎏의 액체프로판이 기화되어 가스 상태로 되었다. 이때 프로판 체적은 표준상태에서 몇 L가 되는가?

  1. 15000
  2. 20455
  3. 25455
  4. 30000
(정답률: 58%)
  • 액체프로판의 질량을 몰수로 변환한 뒤, 표준상태($0^{\circ}C$, $1\text{atm}$)에서의 기체 1몰당 부피인 $22.4\text{L}$를 곱하여 전체 체적을 구합니다.
    $$V = \frac{m}{M} \times 22.4$$
    $$V = \frac{50000}{44} \times 22.4$$
    $$V = 25454.5$$
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76. 가스사용 업무용 대형연소기의 상시샘플검사 항목이 아닌 것은?

  1. 가스통로의 기밀성능
  2. 연소상태 성능
  3. 안전장치 작동성능
  4. 표시의 적합 여부
(정답률: 39%)
  • 가스사용 업무용 대형연소기의 상시샘플검사 항목은 가스통로의 기밀성능, 연소상태 성능, 표시의 적합 여부입니다.
    안전장치 작동성능은 상시샘플검사가 아닌 정기검사 대상 항목이므로 정답입니다.
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77. 상온, 상압, 공기 중에서 다음 가스의 폭발범위가 넓은 순으로 바르게 나열된 것은?

  1. ⓑ＞ⓒ＞ⓐ＞ⓓ
  2. ⓑ＞ⓒ＞ⓓ＞ⓐ
  3. ⓑ＞ⓓ＞ⓒ＞ⓐ
  4. ⓒ＞ⓑ＞ⓐ＞ⓓ
(정답률: 59%)
  • 가스의 폭발범위(연소범위)는 가스의 종류에 따라 다르며, 일반적으로 불포화도가 높을수록 범위가 넓습니다.

    각 가스의 폭발범위는 아세틸렌(ⓑ) $\approx 2.5\% \sim 82\%$, 에틸렌(ⓒ) $\approx 2.7\% \sim 36\%$, 에탄(ⓓ) $\approx 3.0\% \sim 12.4\%$, 프로판(ⓐ) $\approx 2.1\% \sim 9.5\%$ 순으로 넓습니다.
    따라서 넓은 순서대로 나열하면 ⓑ $\text{>} $ ⓒ $\text{>} $ ⓓ $\text{>} $ ⓐ 가 됩니다.
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78. 액화석유가스 충전소의 용기 보관장소에 충전용기를 보관하는 때의 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 용기 보관장소의 주위 8m 이내에는 석유, 휘발유를 보관하여서는 아니 된다.
  2. 충전용기는 항상 40℃ 이하를 유지하여야 한다.
  3. 용기가 너무 냉각되지 않도록 겨울철에는 직사광선을 받도록 조치하여야 한다.
  4. 충전용기와 잔가스용기는 각각 구분하여 놓아야 한다.
(정답률: 82%)
  • 액화석유가스 충전용기는 직사광선을 피하고 온도를 $40\text{℃}$이하로 유지하여 과압으로 인한 위험을 방지해야 합니다. 겨울철이라고 해서 직사광선을 받도록 조치하는 것은 안전 기준에 어긋납니다.
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79. 지상에 배관을 설치(공업지역 제외)한 도시가스사업자가 유지하여야 할 상용압력별 공지의 폭으로 적합하지 않은 것은?

  1. 5.0㎫ - 19m
  2. 2.0㎫ - 16m
  3. 0.5㎫ - 8m
  4. 0.l㎫ - 6m
(정답률: 54%)
  • 도시가스사업법령에 따른 상용압력별 공지의 폭 기준을 확인해야 합니다.
    상용압력 $0.2\text{MPa}$ 미만: $5\text{m}$이상
    상용압력 $0.2\text{MPa}$이상 $1.0\text{MPa}$ 미만: $9\text{m}$이상
    상용압력 $1.0\text{MPa}$이상: $15\text{m}$이상
    따라서 $0.5\text{MPa}$일 때 공지의 폭은 $9\text{m}$이상이어야 하므로 $8\text{m}$라는 설명은 적합하지 않습니다.
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80. 다음 중 퓨즈콕의 의무 표시사항이 아닌 것은?

  1. 보증기간
  2. 권장사용기간
  3. 제조번호 또는 로트번호
  4. 용도
(정답률: 56%)
  • 퓨즈콕의 의무 표시사항은 보증기간, 제조번호 또는 로트번호, 용도입니다. 따라서 권장사용기간은 표시 의무 사항에 해당하지 않습니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 목표값을 측정하는데 제어량을 목표값에 일치되도록 하는 추치제어 방식이 아닌 것은?

  1. 추종제어
  2. 비율제어
  3. 프로그램제어
  4. 정치제어
(정답률: 66%)
  • 추치제어는 목표값이 시간에 따라 변하는 경우 이를 추적하여 제어하는 방식으로 추종제어, 비율제어, 프로그램제어가 이에 해당합니다. 반면 정치제어는 목표값을 일정하게 유지하는 제어 방식입니다.
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82. 다음 중 on-off 제어동작의 특성이 아닌 것은?

  1. 사이클링(cycling) 현상을 일으킨다.
  2. 외란에 의하여 잔류편차가 발생한다.
  3. 설정값 부근에서 제어량이 일정하지 않다.
  4. 목표값을 중심으로 진동현상이 일어난다.
(정답률: 52%)
  • on-off 제어는 설정값 부근에서 제어량이 계속 변하며 목표값을 중심으로 진동하는 사이클링 현상이 발생하지만, 구조적으로 잔류편차(Offset)가 발생하지 않는 것이 특징입니다.
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83. 검지관에 의한 프로판의 측정농도 범위와 검지 한도를 각각 바르게 나타낸 것은?

  1. 0~0.3%, 10ppm
  2. 0~1.5%, 250ppm
  3. 0~5%, 100ppm
  4. 0~30%, 1000ppm
(정답률: 66%)
  • 검지관을 이용한 프로판($C_{3}H_{8}$) 측정 시, 측정 가능한 농도 범위는 $0 \sim 5\%$이며, 검출 가능한 최소 농도인 검지 한도는 $100\text{ppm}$입니다.
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84. 계량의 기준이 되는 기본단위가 아닌 것은?

  1. 길이
  2. 온도
  3. 면적
  4. 광도
(정답률: 76%)
  • 기본단위는 다른 단위들의 기초가 되는 독립적인 단위입니다. 면적은 길이 단위의 제곱으로 계산되는 유도단위이므로 기본단위에 해당하지 않습니다.
    오답 노트
    길이, 온도, 광도: SI 기본단위에 포함됨
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85. 열전대식 온도계 중 정도가 높고 고온측정 시 안정성이 좋으나 환원성 분위기에 약하고 금속증기에 침식되기 쉬운 것은?

  1. 철-콘스탄탄
  2. 구리-콘스탄탄
  3. 백금-백금·로듐
  4. 크로멜-알루멜
(정답률: 69%)
  • 백금-백금·로듐 열전대는 고온 측정 시 안정성이 매우 뛰어나고 정밀도가 높지만, 환원성 분위기에서 취약하며 금속 증기에 의해 침식되기 쉬운 특성을 가지고 있습니다.
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86. 회전수가 비교적 늦기 때문에 일반적으로 100m3/h 이하의 소용량 가스계량에 적합하며 독립내기식과 그로바식으로 구분되는 가스미터는?

  1. 막식
  2. 루트미터
  3. 로터리피스톤식
  4. 습식
(정답률: 75%)
  • 막식 가스미터는 회전수가 느려 $100\text{m}^3/\text{h}$이하의 소용량 측정에 적합하며, 구조에 따라 독립내기식과 그로바식으로 구분되는 것이 특징입니다.
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87. 시정수(time constant)가 5sec인 1차 지연형 계측기의 스탭 응답(step response)에서 전변화의 95%까지 변화하는데 걸리는 시간은?

  1. 10초
  2. 15초
  3. 20초
  4. 30초
(정답률: 67%)
  • 1차 지연 계측기의 스텝 응답에서 출력값이 최종값의 일정 비율에 도달하는 시간은 시정수 $\tau$의 배수로 결정됩니다. 95% 도달 시간은 일반적으로 시정수의 3배($3\tau$)가 소요됩니다.
    ① [기본 공식] $$t = 3 \times \tau$$
    ② [숫자 대입] $$t = 3 \times 5$$
    ③ [최종 결과] $$t = 15$$
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88. 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) 제어는 비례 동작의 빠른 응답성과 적분 동작의 잔류 편차 제거 특성을 결합한 것입니다. 제어 시스템에서 전달느림(Dead time)이 커지면 응답 속도가 늦어져 사이클링의 주기가 길어지게 됩니다.
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89. 스테판-볼쯔만의 이론을 적용한 온도계는?

  1. 열전대온도계
  2. 방사온도계
  3. 광고온도계
  4. 바이메탈식 온도계
(정답률: 57%)
  • 스테판-볼쯔만 법칙은 물체가 방출하는 복사 에너지가 절대온도의 4제곱에 비례한다는 원리로, 이를 이용해 물체의 온도를 측정하는 장치가 방사온도계입니다.
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90. 피토관계수가 0.95인 피토관으로 어떤 기체의 속도를 측정하였더니 그 차압이 25㎏f/m2 임을 알았다. 이때의 유속은 약 몇 m/s인가? (단, 유체의 비중량은 1.2㎏f/m3이다.)

  1. 19.20
  2. 25.56
  3. 27.47
  4. 30.09
(정답률: 40%)
  • 피토관의 유속은 피토관계수와 차압, 유체의 비중량을 이용하여 계산합니다.
    $$V = C \times \sqrt{\frac{2 \times P}{\gamma}}$$
    $$V = 0.95 \times \sqrt{\frac{2 \times 25}{1.2}}$$
    $$V = 19.20$$
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91. 가스크로마토그래피에서 액체흡착제를 사용할 때 분리의 바탕이 되는 것은?

  1. 확산전류의 차
  2. 분배계수의 차
  3. 가스용적의 차
  4. 흡착계수의 차
(정답률: 44%)
  • 가스크로마토그래피에서 액체흡착제(고정상)를 사용할 경우, 시료 성분이 이동상과 고정상 사이에서 나누어지는 분배계수의 차이에 의해 성분이 분리됩니다.
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92. 저압에서 기체의 열전도도는 압력에 비례하는 원리를 이용한 진공계는?

  1. 맥라우드 진공계
  2. 피라니 진공계
  3. 전리 진공계
  4. 가이슬러관
(정답률: 57%)
  • 피라니 진공계는 저압 상태에서 기체의 열전도도가 압력에 비례한다는 원리를 이용하여 진공도를 측정하는 장치입니다.
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93. 게겔(Gockel)법을 이용하여 가스를 흡수 분리할 때 33% KOH로 분리되는 가스는?

  1. 이산화탄소
  2. 에틸렌
  3. 아세틸렌
  4. 일산화탄소
(정답률: 71%)
  • 게겔법은 $KOH$ 수용액을 사용하여 가스 혼합물 중 산성 가스인 이산화탄소를 선택적으로 흡수 분리하는 방법입니다.
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94. 용적식 유량계의 방식 중 측정 유체가 액체용이 아닌 것은?

  1. 원형 기어식
  2. 나선형 회전자식
  3. 로터리 피스톤식
  4. 막식
(정답률: 60%)
  • 막식 유량계는 기체 측정에 주로 사용되는 용적식 유량계입니다. 반면 원형 기어식, 나선형 회전자식, 로터리 피스톤식은 액체 측정에 적합한 방식입니다.
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95. 자를 가지고 공작물의 길이를 측정하였다. 시선의 경사각이 15°이고, 자의 두께가 1.5㎜일 때 얼마의 시차가 발생하는가?

  1. 0.35㎜
  2. 0.40㎜
  3. 0.45㎜
  4. 0.50㎜
(정답률: 53%)
  • 시선 경사각과 자의 두께로 인해 발생하는 시차는 탄젠트 함수를 이용하여 계산합니다.
    $$\delta = t \times \tan \theta$$
    $$\delta = 1.5 \times \tan 15^{\circ}$$
    $$\delta = 0.40$$
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96. 어떤 온도 경계에서 전기저항이 갑자기 감소하는 특성을 가지는 서미스터(Thermistor)는?

  1. NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터
  2. PTC(Positive Temperature Coefficient) 서미스터
  3. CTR(Critical Temperature Resistor) 서미스터
  4. PNTC(Positive& Negative Temperature Coefficient) 서미스터
(정답률: 64%)
  • 특정 온도 경계에서 저항값이 급격하게 감소하는 특성을 가진 소자는 CTR 서미스터입니다.
    오답 노트
    NTC 서미스터: 온도가 상승함에 따라 저항이 점진적으로 감소하는 특성입니다.
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97. 가스미터의 설치 시 주의사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 지상에서는 벽면에 설치한다.
  2. 옥외설치는 직사광선을 피한다.
  3. 통로 가까이에 설치는 피한다.
  4. 실내에 설치된 대형은 상자 속에 격납한다.
(정답률: 73%)
  • 가스미터 설치 시 대형 미터는 유지보수와 점검이 용이해야 하므로, 실내에 설치하더라도 상자 속에 격납하여 접근을 제한하는 것은 적절하지 않습니다.
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98. 오르자트(Orsat)가스 분석기의 특징으로 틀린 것은?

  1. 구조가 간단하고 취급이 용이하다.
  2. 가스의 흡수에 따른 흡수제가 정해져 있다.
  3. 수분을 포함한 습식배기 가스의 성분 분석이 용이하다.
  4. 연속측정이 불가능하다.
(정답률: 55%)
  • 오르자트 분석기는 가스를 흡수제에 통과시켜 성분을 분석하는 장치로, 분석 전 반드시 수분을 제거하는 전처리가 필요하므로 습식배기 가스를 직접 분석하는 것은 용이하지 않습니다.
    오답 노트
    연속측정이 불가능하다: 배치(Batch)식 분석법이므로 맞는 설명입니다.
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99. 차압식 오리피스 유량계에서 오리피스 전후의 압력차이가 처음보다 4배 만큼 커졌을 때 유량은 어떻게 변하는가? (단, 다른 조건은 모두 같으며 Q1, Q2는 각각 처음과 나중의 유량을 나타낸다.)

  1. Q2＝Q1
  2. Q2＝2Q1
  3. Q2＝√2 Q1
  4. Q2＝4Q1
(정답률: 57%)
  • 차압식 유량계에서 유량 $Q$는 압력차 $\Delta P$의 제곱근에 비례합니다. 압력차이가 4배가 되면 유량은 $\sqrt{4} = 2$배가 됩니다.
    $$Q = C \sqrt{\Delta P}$$
    $$Q_{2} = C \sqrt{4 \Delta P_{1}}$$
    $$Q_{2} = 2 Q_{1}$$
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100. 다음 중 직접식 액면 측정기는?

  1. 방사선식 액면계
  2. 정전용량식 액면계
  3. 부자식 액면계
  4. 초음파식 액면계
(정답률: 73%)
  • 부자식 액면계는 액체 표면에 뜬 부자의 위치를 통해 액면의 높이를 직접 측정하는 직접식 측정 방식입니다.
    오답 노트
    방사선식, 정전용량식, 초음파식: 전기적 또는 물리적 신호를 이용해 간접적으로 측정하는 간접식 액면계입니다.
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