가스기사 필기 기출문제복원 (2013-08-18)

가스기사
(2013-08-18 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 압축성 유체의 기계적 에너지 수지식에서 고려하지 않는 것은?

  1. 내부에너지
  2. 위치에너지
  3. 엔트로피
  4. 엔탈피
(정답률: 77%)
  • 압축성 유체의 기계적 에너지 수지식에서는 내부에너지, 위치에너지, 엔탈피, 유동일, 운동에너지를 고려하며, 엔트로피는 에너지 수지식이 아닌 열역학 제2법칙과 관련된 상태량입니다.
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2. 펌프의 전효율(ηt)을 구하는 식은? (단, ηm는 기계효율, ηv는 체적효율, ηh는 수력효율이다.)

  1. ηt＝ηmηvηh
  2. ηt＝(ηmηh)/ηv
  3. ηt＝1/(ηmηvηh)
  4. ηt＝(ηhηv)/ηm
(정답률: 82%)
  • 펌프의 전효율은 기계적 손실, 체적 손실, 수력적 손실을 모두 고려한 값으로, 각 효율의 곱으로 계산합니다.
    $$\eta_{t} = \eta_{m} \eta_{v} \eta_{h}$$
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3. 원심펌프에서 발생하는 공동현상(Cavitation)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 압력이 액체의 증기압보다 높을 때 발생한다.
  2. 압력이 액체의 증기압보다 낮을 때 발생한다.
  3. 압력이 액체의 증기압과 같을 때 발생한다.
  4. 압력이 대기압보다 낮을 때 발생한다.
(정답률: 61%)
  • 공동현상은 액체 내의 국부적인 압력이 해당 온도의 포화 증기압보다 낮아질 때, 액체가 기화하여 기포가 발생하는 현상입니다.
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4. 깊이 1000m인 해저의 수압은 계기압력으로 몇 kgf/cm2인가? (단, 해수의 비중량은 1025kgf/m3이다.)

  1. 100
  2. 102.5
  3. 1000
  4. 1025
(정답률: 79%)
  • 유체의 깊이에 따른 수압을 구하는 공식으로, 비중량과 깊이의 곱을 통해 계산합니다. 단위 변환을 위해 $1\text{m}^2 = 10^4\text{cm}^2$ 임을 적용합니다.
    $$P = \gamma \times h$$
    $$P = 1025 \times 1000 \times 10^{-4}$$
    $$P = 102.5\text{ kgf/cm}^2$$
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5. 내경이 0.0526m인 철관에 비압축성 유체가 9.085m3/h로 흐를 때의 평균유속은 약 몇 m/s인가? (단, 유체의 밀도는 200kg/m3이다.)

  1. 1.16
  2. 3.26
  3. 4.68
  4. 11.6
(정답률: 71%)
  • 유량과 단면적을 이용하여 평균유속을 구하는 공식입니다.
    $$v = \frac{Q}{A}$$
    $$v = \frac{9.085 / 3600}{\pi \times (0.0526 / 2)^2}$$
    $$v = 1.16$$
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6. 비중이 0.9인 액체가 나타내는 압력이 1.8kgf/cm2일 때 이것은 수두로 몇 m 높이에 해당하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 79%)
  • 액체의 비중과 압력을 이용하여 수두(높이)를 구하는 공식입니다.
    $$h = \frac{P}{S}$$
    $$h = \frac{1.8}{0.9 \times 0.1}$$
    $$h = 20$$
    따라서 수두는 $20\text{m}$입니다.
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7. 중력에 대한 관성력의 상대적인 크기와 관련된 무차원의 수는 무엇인가?

  1. Reynolds수
  2. Froude수
  3. 모세관수
  4. Weber수
(정답률: 69%)
  • Froude수는 관성력과 중력의 상대적인 크기를 나타내는 무차원 수입니다.
    오답 노트
    Reynolds수: 관성력과 점성력의 비
    Weber수: 관성력과 표면장력의 비
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8. Υ, V, d, ρ, μ로 만들 수 있는 독립적인 무차원수는 몇 개인가? (단, Υ는 전단응력, V는 속도, d는 지름, ρ는 밀도, μ는 점성계수이다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 61%)
  • 버킹엄 파이(Buckingham $\pi$) 정리에 따라 독립적인 무차원수의 개수는 (전체 변수의 개수) - (기본 차원의 개수)로 계산합니다.
    $$n = N - k$$
    $$n = 5 - 3$$
    $$n = 2$$
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9. 그림과 같이 물이 흐르는 관에 U자 수은관을 설치하고, A지점과 B지점 사이의 수은 높이 차(h)를 측정하였더니 0.7m이었다. 이때 A점과 B점 사이의 압력차는 약 몇 kPa인가? (단, 수은의 비중은 13.6이다.)

  1. 8.64
  2. 9.33
  3. 86.49
  4. 93.3
(정답률: 57%)
  • U자관 마노미터에서 두 지점의 압력차는 두 액체의 비중 차이와 높이 차이에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta P = (S_{Hg} - S_{H_2O}) \times \rho_{H_2O} \times g \times h$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta P = (13.6 - 1) \times 1000 \times 9.8 \times 0.7$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta P = 86.49 \text{ kPa}$$
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10. 물리량의 단위를 잘못 표현한 것은?

  1. 표면장력 : N/m
  2. 운동량 : kg·m/s
  3. 전단응력 : N/m2
  4. 일 : N/m3
(정답률: 68%)
  • 일의 단위는 힘과 이동 거리의 곱으로 정의됩니다.
    오답 노트
    일 : N/m³: 일의 올바른 SI 단위는 $N \cdot m$ 또는 $J$ 입니다.
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11. 비압축성 유체가 단면적이 점차 축소되는 관속을 흐를 때 일어나는 현상으로 옳지 않은 것은?

  1. 유속이 증가한다.
  2. 유량이 감소한다.
  3. 압력이 감소한다.
  4. 마찰손실이 커진다.
(정답률: 76%)
  • 비압축성 유체가 흐를 때, 관의 단면적이 변하더라도 질량 보존 법칙에 의해 어느 지점에서나 유량은 일정하게 유지됩니다.
    오답 노트
    유속이 증가한다: 연속 방정식에 의해 단면적이 줄면 속도는 증가함
    압력이 감소한다: 베르누이 정리에 의해 속도가 증가하면 압력은 감소함
    마찰손실이 커진다: 유속 증가로 인해 마찰 손실이 증가함
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12. 지름이 3m 원형 기름탱크의 지붕이 평평하고 수평이다. 대기압이 1atm일 때 대기가 지붕에 미치는 힘은 몇 kgf인가?

  1. 7.3×102
  2. 7.3×103
  3. 7.3×104
  4. 7.3×105
(정답률: 72%)
  • 대기압이 지붕에 가하는 힘은 압력과 단면적의 곱으로 계산합니다. 단위 일치를 위해 지름을 cm로 변환하여 계산합니다.
    $$F = P \times \frac{\pi D^{2}}{4}$$
    $$F = 1.0332 \times \frac{3.14 \times 300^{2}}{4}$$
    $$F = 7.3 \times 10^{4}$$
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13. 이상기체에서 음속은 온도와 어떠한 관계가 있는가?

  1. 온도의 제곱근에 반비례한다.
  2. 온도의 제곱근에 비례한다.
  3. 온도의 제곱에 비례한다.
  4. 온도의 제곱에 반비례한다.
(정답률: 75%)
  • 이상기체에서 음속 $a$는 $\sqrt{kRT}$로 정의되므로, 온도의 제곱근에 비례하는 관계를 가집니다.
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14. 1차원 공기 유동에서 수직충격파(normal shock wave)가 발생하였다. 충격파가 발생하기 전의 Mach 수가 2이면, 충격파가 발생한 후의 Mach 수는? (단, 공기는 이상기체이고, 비열비는 1.4이다.)

  1. 0.317
  2. 0.471
  3. 0.577
  4. 0.625
(정답률: 40%)
  • 수직 충격파 전후의 마하수 관계식을 이용하여 충격파 후의 마하수를 계산합니다.
    $$M_2^2 = \frac{2 + (k-1)M_1^2}{(k-1)M_1^2 + 2}$$
    $$M_2^2 = \frac{2 + (1.4-1)2^2}{(1.4-1)2^2 + 2}$$
    $$M_2 = 0.577$$
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15. 캐비테이션 발생에 따른 현상으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 소음과 진동 발생
  2. 양정곡선의 증가
  3. 효율곡선의 저하
  4. 깃의 침식
(정답률: 80%)
  • 캐비테이션은 유체 내에 기포가 발생하고 소멸하며 충격파를 일으키는 현상으로, 펌프의 성능을 저하시킵니다.
    오답 노트
    양정곡선의 증가: 기포 발생으로 인해 양정이 감소하고 효율이 저하됩니다.
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16. 베르누이 방정식이 적용되는 조건이 아닌 것은?

  1. 두 점은 같은 유선상에 있다.
  2. 정상상태의 흐름이다.
  3. 마찰이 없는 흐름이다.
  4. 압축성 유체의 흐름이다.
(정답률: 77%)
  • 베르누이 방정식은 유체가 비압축성(밀도 일정)이라고 가정할 때 성립합니다. 따라서 압축성 유체의 흐름이다라는 설명은 적용 조건이 아닙니다.
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17. 유속을 무시할 수 있고 온도가 30°C인 저장탱크로부터 공기가 분출되고 있다. 이 흐름은 정상상태 단열이라면 Mach 수 2.5인 점의 기체온도는 약 몇 ℃인가? (단, 비열비는 1.4이다.)

  1. 108
  2. 138
  3. -108
  4. -138
(정답률: 45%)
  • 정상상태 단열 흐름에서 정체 온도와 정적 온도의 관계식을 사용하여 기체 온도를 구합니다.
    $$T = \frac{T_0}{1 + \frac{k-1}{2}M^2}$$
    $$T = \frac{303.15}{1 + \frac{1.4-1}{2}2.5^2}$$
    $$T = 144.35\text{ K}$$
    섭씨 온도로 변환하면 $144.35 - 273.15 = -128.8$이며, 약 $-138$ ℃에 가장 근접합니다.
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18. 압력이 103N/m2이고 온도가 77°C인 질소(R＝0.26kJ/kg·K)의 밀도(kg/m3)는?

  1. 0.011
  2. 0.212
  3. 1.13
  4. 1.21
(정답률: 47%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 밀도를 구합니다. 이때 온도는 절대온도 $K$로 변환하여 적용합니다.
    $$\rho = \frac{P}{RT}$$
    $$\rho = \frac{1}{0.26 \times (273 + 77)}$$
    $$\rho = 0.011$$
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19. 관 내의 압축성 유체의 경우 단면적 A와 마하수 M, 속도 V 사이에 다음과 같은 관계가 성립한다고 한다. 마하수가 2일 때 속도를 2% 감소시키기 위해서는 단면적을 몇 % 변화시켜야 하는가?

  1. 6% 증가
  2. 6% 감소
  3. 4% 증가
  4. 4% 감소
(정답률: 74%)
  • 압축성 유체의 단면적 변화율과 속도 변화율의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    $$\frac{dA}{A} = (M^{2} - 1) \times \frac{dV}{V}$$
    $$\frac{dA}{A} = (2^{2} - 1) \times 0.02$$
    $$\frac{dA}{A} = 0.06$$
    속도를 감소시키기 위해서는 단면적을 $6\%$ 감소시켜야 합니다.
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20. 극 초음속흐름에서 Mach값(M)의 범위로 가장 옳은 것은?

  1. M＜0.3
  2. 0.3＜M＜1
  3. 1＜M＜2
  4. M＞3
(정답률: 71%)
  • 마하수 $M$의 범위에 따른 흐름 분류 중 극초음속흐름은 일반적으로 $M > 3$ (또는 $5$) 이상인 경우를 말합니다.
    오답 노트
    아음속: $M < 0.3$ 또는 $M < 1$ 초음속: $M > 1$
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2과목: 연소공학

21. 다음 중 가연물의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 산소와 친화력이 클 것
  2. 반응열이 클 것
  3. 표면적이 클 것
  4. 열전도도가 클 것
(정답률: 73%)
  • 가연물은 불에 타기 쉬운 물질로, 산소와 친화력이 크고 반응열이 크며 표면적이 넓을수록 연소가 잘 됩니다. 반면 열전도도가 크면 열이 빠르게 분산되어 온도 상승이 더뎌지므로 연소가 어려워집니다.
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22. 에너지보존의 법칙을 공식으로 표현하면 Q-W＝ΔH이며, 엔탈피는 열역학함수의 하나로 H＝U＋PV로 정의된다. Q와 U의 의미를 올바르게 나열한 것은?

  1. Q＝열량, U＝속도
  2. Q＝내부에너지＋외부에너지, U＝속도
  3. Q＝열량, U＝내부에너지
  4. Q＝내부에너지＋외부에너지, U＝내부에너지
(정답률: 73%)
  • 열역학 제1법칙인 에너지 보존 법칙에서 $Q$는 시스템에 가해진 열량을 의미하며, $U$는 시스템이 가진 내부에너지를 의미합니다.
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23. 폭발의 영향범위는 스켈링(Scaling)법칙을 이용한다. 다음 중 옳게 표현한 것은? (단, WTNT : TNT당량(kg), ΔHC : 연소열, 1100 : 저위발열량(kcal/kg), WC : 누출된 가스 등의 질량(kg), η : 폭발효율이다.)

  1. WTNT＝(ΔHC×WC×1100)/η
  2. WTNT＝(1,100×WC×η)/ΔHC
  3. WTNT＝(ΔHC×WC×η)/1100
  4. WTNT＝(ΔHC×WC)/η
(정답률: 62%)
  • TNT 당량은 가스의 총 연소열에 폭발 효율을 곱한 값을 TNT의 저위발열량으로 나누어 계산합니다.
    $$W_{TNT} = \frac{\Delta H_C \times W_C \times \eta}{1100}$$
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24. 다음 중 내연기관의 화염으로 가장 적당한 것은?

  1. 층류, 정상 확산 화염이다.
  2. 층류, 비정상 확산 화염이다.
  3. 난류, 정상 예혼합 화염이다.
  4. 난류, 비정상 예혼합 화염이다.
(정답률: 70%)
  • 내연기관 내부의 연소는 고속의 흐름에 의한 난류 상태이며, 시간에 따라 변화하는 비정상 상태이고, 연료와 공기가 미리 섞인 예혼합 화염의 특성을 가집니다.
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25. 과잉공기에 대하여 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 불완전연소의 공기량과 완전연소의 공기량 차
  2. 완전연소를 위하여 필요로 하는 이론공기량보다 많이 공급된 공기
  3. 완전연소를 위한 공기
  4. 1차 공기가 부족하였을 때 더 공급해 주는 공기
(정답률: 86%)
  • 과잉공기란 연료의 완전연소를 위해 필요한 이론공기량보다 실제로 더 많이 공급된 공기량을 의미합니다.
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26. 폭발에 관한 가스의 성질을 잘못 설명한 것은?

  1. 안전간격이 클수록 위험하다.
  2. 연소속도가 클수록 위험하다.
  3. 폭발범위가 넓은 것이 위험하다.
  4. 압력이 높아지면 일반적으로 폭발범위가 넓어진다.
(정답률: 80%)
  • 가스의 폭발 위험성은 연소속도가 빠를수록, 폭발범위가 넓을수록, 그리고 안전간격이 좁을수록 커집니다. 따라서 안전간격이 클수록 위험하다는 설명은 틀린 것입니다.
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27. 브레이톤 사이클에서 열은 어느 과정을 통해 흡수되는가?

  1. 정적과정
  2. 등온과정
  3. 정압과정
  4. 단열과정
(정답률: 43%)
  • 브레이톤 사이클(Brayton cycle)은 가스 터빈의 기본 사이클로, 정압 과정에서 외부로부터 열을 흡수하고 정압 과정에서 열을 방출합니다.
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28. 열효율을 높이는 방법이 아닌 것은?

  1. 연속적인 조업을 피한다.
  2. 연소가스 온도를 높인다.
  3. 열손실을 줄인다.
  4. 연소기구에 알맞은 적정연료를 사용한다.
(정답률: 78%)
  • 열효율을 높이기 위해서는 열손실을 최소화하고 적정 연료를 사용하며, 가동 중단 없이 연속적으로 조업하여 예열 손실을 줄여야 합니다. 따라서 연속적인 조업을 피하는 것은 효율을 떨어뜨리는 방법입니다.
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29. 1mol의 이상기체(Cv＝3/2R)가 40°C, 35atm으로부터 1atm까지 단열가역적으로 팽창하였다. 최종 온도는 얼마인가?

  1. 97K
  2. 88K
  3. 75K
  4. 60K
(정답률: 59%)
  • 단열가역 팽창 시 압력과 온도의 관계식을 이용하여 최종 온도를 구할 수 있습니다.
    $$T_{2} = T_{1} \times (\frac{P_{2}}{P_{1}})^{\frac{k-1}{k}}$$
    $$T_{2} = (273 + 40) \times (\frac{1}{35})^{\frac{2/3}{5/3}}$$
    $$T_{2} = 75.49$$
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30. 최소착화에너지(MIE)의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 최소착화에너지는 압력증가에 따라 감소한다.
  2. 산소농도가 많아지면 최소착화에너지는 증가한다.
  3. 질소농도의 증가는 최소착화에너지를 감소시킨다.
  4. 일반적으로 분진의 최소착화에너지는 가연성가스보다 작다.
(정답률: 61%)
  • 최소착화에너지는 압력이 높을수록, 산소 농도가 높을수록, 혼합기 온도가 높을수록 낮아지는 특성이 있습니다.
    오답 노트
    산소농도가 많아지면: 최소착화에너지 감소
    질소농도의 증가: 최소착화에너지 증가
    분진의 최소착화에너지: 가연성가스보다 일반적으로 큼
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31. 다음 중 저위 발열량(HL)과 고위 발열량(Hn)의 관계식에서 맞는 것은? (단, H : 수소, W : 전수분을 의미한다.)

  1. HL＝Hn＋600 (9H - W) kcal/kg
  2. HL＝Hn - 600 (9H - W) kcal/kg
  3. HL＝Hn＋600 (9H＋W) kcal/kg
  4. HL＝Hn - 600 (9H＋W) kcal/kg
(정답률: 70%)
  • 저위 발열량($H_L$)은 고위 발열량($H_n$)에서 수소($H$)의 연소로 생성된 수증기의 응축 잠열과 전수분($W$)의 증발 잠열을 제외한 값입니다.
    $$H_L = H_n - 600(9H + W)\text{ kcal/kg}$$
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32. 다음 중 연소에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 연소는 연료의 산화 발열 반응이므로 연소속도란 산화하는 속도라 할 수 있다.
  2. 석탄, 장작과 같이 처음에 불꽃을 일으키며 일어나는 연소를 표면연소라 한다.
  3. 화염의 종류는 화학적인 성질에 따라 산화염과 환원염으로 나뉜다.
  4. 고체 및 액체 연료는 고온의 가스 분위기에서 먼저 가스화 된다.
(정답률: 54%)
  • 연소의 종류와 특성에 관한 문제입니다. 석탄이나 장작처럼 열분해를 통해 가스가 발생하여 불꽃을 일으키며 타는 것은 분해연소에 해당합니다.
    오답 노트
    표면연소: 목탄(숯)이나 코크스처럼 불꽃 없이 표면에서 직접 산소와 반응하는 연소입니다.
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33. 출력 130000kW의 화력발전소에서 연소하는 석탄의 발열량이 6200kcal/kg, 발전 효율이 37%라면 시간당 석탄 소모량은 몇 톤인가?

  1. 39. 1
  2. 42.2
  3. 45.6
  4. 48.7
(정답률: 46%)
  • 발전소의 출력과 효율, 연료의 발열량을 이용하여 시간당 연료 소모량을 계산하는 문제입니다. $1\text{kW}$는 $860\text{kcal/h}$임을 이용하여 유효 열량을 구한 뒤, 효율과 발열량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$G = \frac{P \times 860}{H \times \eta \times 1000}$$
    ② [숫자 대입] $$G = \frac{130000 \times 860}{6200 \times 0.37 \times 1000}$$
    ③ [최종 결과] $$G = 48.7\text{ 톤}$$
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34. 다음 [보기]는 액체연료를 미립화시키는 방법을 설명한 것이다. 옳은 것을 모두 고른 것은?

  1. ⓐ
  2. ⓐ, ⓑ
  3. ⓑ, ⓒ
  4. ⓐ, ⓑ, ⓒ
(정답률: 83%)
  • 액체연료를 미립화(Atomization)하는 방법은 연료를 아주 작은 입자로 쪼개어 연소 효율을 높이는 과정입니다.
    ⓐ 연료를 노즐에서 고압으로 분출시키는 방법(압력 미립화), ⓑ 고압의 정전기에 의해 액체를 분열시키는 방법(정전 미립화), ⓒ 초음파에 의해 액체연료를 촉진시키는 방법(초음파 미립화) 모두 액체연료의 미립화를 위한 유효한 방법들입니다. 따라서 ⓐ, ⓑ, ⓒ 모두 옳습니다.
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35. 체적이 0.1 m3인 용기 안에 메탄(CH4)과 공기 혼합물이 들어 있다. 공기는 메탄을 연소시키는데 필요한 이론 공기량보다 20%가 더들어 있고 연소 전 용기의 압력은 300kPa이고, 온도는 90°C이다. 연소 전 용기 안에 있는 메탄의 질량은 약 몇 kg인가? (단, 질소와 산소의 혼합비율은 79 : 21이다.)

  1. 0.0128
  2. 0.0438
  3. 0.0749
  4. 0.1053
(정답률: 46%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 혼합 가스 중 메탄의 부분 압력을 먼저 구한 뒤, 메탄의 질량을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_{CH4} = P_{total} \times \frac{n_{CH4}}{n_{total}}$$
    $$G = \frac{P V}{R T}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_{CH4} = 300 \times \frac{1}{1 + 2 + (2 \times 3.76) + (\frac{1.2-1}{0.21} \times 2)} = 24.145 \text{ kPa}$$
    $$G = \frac{24.145 \times 0.1}{8.314 / 16 \times (273 + 90)}$$
    ③ [최종 결과]
    $$G = 0.0128 \text{ kg}$$
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36. 단열변화에서 엔트로피 변화량은 어떻게 되는가?

  1. 일정치 않음
  2. 증가
  3. 감소
  4. 불변
(정답률: 70%)
  • 단열변화는 외부와 열 교환이 없는 가역 과정(등엔트로피 과정)이므로, 계의 엔트로피 변화량은 0이 되어 불변합니다.
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37. 증기의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증기의 압력이 높아지면 엔탈피가 커진다.
  2. 증기의 압력이 높아지면 현열이 커진다.
  3. 증기의 압력이 높아지면 포화 온도가 높아진다.
  4. 증기의 압력이 높아지면 증발열이 커진다.
(정답률: 47%)
  • 증기의 압력이 높아지면 포화 온도와 엔탈피, 현열은 증가하지만, 증발열은 오히려 감소하는 성질을 가집니다.
    오답 노트
    증기의 압력이 높아지면 엔탈피가 커진다: 옳은 설명
    증기의 압력이 높아지면 현열이 커진다: 옳은 설명
    증기의 압력이 높아지면 포화 온도가 높아진다: 옳은 설명
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38. 다음 중 차원이 같은 것 끼리 나열된 것은?

  1. ⓐ, ⓑ
  2. ⓒ, ⓔ
  3. ⓓ, ⓕ
  4. ⓔ, ⓕ
(정답률: 74%)
  • 각 물리량의 차원을 분석하면 확산계수와 동점성계수는 모두 길이의 제곱 매 시간($L^{2}/T$)의 차원을 가집니다.
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39. 다음과 같은 반응에서 A의 농도는 그대로 하고 B의 농도를 처음의 2배로 해주면 반응속도는 처음의 몇 배가 되겠는가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 8배
  4. 16배
(정답률: 69%)
  • 반응 속도는 반응물 농도의 계수 제곱에 비례합니다. 주어진 반응식 $2A + 3B \rightarrow 3C + 4D$에서 B의 계수가 3이므로, B의 농도 변화는 반응 속도에 3제곱으로 영향을 줍니다.
    ① [기본 공식] $$v = k[A]^a[B]^b$$ (여기서 $b=3$)
    ② [숫자 대입] $$v' = k[A]^a(2[B])^3 = 2^3 \times k[A]^a[B]^b$$
    ③ [최종 결과] $$v' = 8v$$
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40. 발열량에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연료의 발열량은 연료단위량이 완전연소했을 때 발생한 열량이다.
  2. 발열량에는 고위발열량과 저위발열량이 있다.
  3. 저위발열량은 고위발열량에서 수증기의 잠열을 뺀 발열량이다.
  4. 발열량은 열량계로는 측정할 수 없어 계산식을 이용한다.
(정답률: 79%)
  • 발열량은 연료가 완전연소할 때 발생하는 열량으로, 고위발열량과 저위발열량(수증기 잠열 제외)으로 구분하며, 전용 열량계를 사용하여 직접 측정할 수 있습니다.
    오답 노트
    발열량은 열량계로는 측정할 수 없어 계산식을 이용한다: 열량계로 직접 측정이 가능합니다.
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3과목: 가스설비

41. 검사에 합격한 가스용품에는 국가표준기본법에 따른 국가 통합인증마크를 부착하여야 한다. 다음 중 국가통합인증마크를 의미하는 것은?

  1. KA
  2. KC
  3. KE
  4. KS
(정답률: 79%)
  • 국가표준기본법에 따라 검사에 합격한 가스용품에 부착하는 국가 통합인증마크는 KC 마크입니다.
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42. 내부 용적이 47L인 용기를 내압시험에서 3MPa의 수압을 가하니 용기의 내부용적이 47.125L로 되었다. 다시 압력을 제거하여 대기압 상태로 하였더니 용기의 내부 용적이 47.002L가 되었다면 항구증가율은?

  1. 0.8%
  2. 1.3%
  3. 1.6%
  4. 2.6%
(정답률: 63%)
  • 항구증가율은 내압시험 후 영구적으로 증가한 용적량을 전체 증가량으로 나누어 계산합니다.
    $$\text{항구증가율} = \frac{V_2 - V_0}{V_1 - V_0} \times 100$$
    $$\text{항구증가율} = \frac{47.002 - 47}{47.125 - 47} \times 100$$
    $$\text{항구증가율} = 1.6\%$$
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43. 최고 충전압력이 7.3MPa, 동체의 내경이 326mm, 허용응력 240N/mm2인 용접용기 동판의 두께는 얼마인가? (단, 용접효율은 1, 부식 여유는 고려하지 않는다.)

  1. 3mm
  2. 4mm
  3. 5mm
  4. 6mm
(정답률: 48%)
  • 용접용기 동판의 두께는 내압과 내경, 허용응력 및 용접효율을 고려하여 계산합니다.
    $$t = \frac{P \times D}{2 \times S \times n - 1.2 \times P}$$
    $$t = \frac{7.3 \times 326}{2 \times 240 \times 1 - 1.2 \times 7.3}$$
    $$t = 5.05$$
    따라서 소수점 첫째 자리에서 반올림하여 두께는 $5\text{mm}$ 입니다.
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44. 압력 2MPa 이하의 고압가스 배관설비로서 곡관을 사용하기가 곤란한 경우 가장 적정한 신축이음매는?

  1. 벨로우즈형 신축이음매
  2. 루프형 신축이음매
  3. 슬리브형 신축이음매
  4. 스위블형 신축이음매
(정답률: 71%)
  • 벨로우즈형 신축이음매는 주름통 구조로 되어 있어 설치 장소의 제한이 적으며, 곡관을 사용하기 곤란한 고압가스 배관설비에 가장 적합한 팩리스형 이음매입니다.
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45. 금속재료에 관한 일반적인 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 황동은 구리와 아연의 합금이다.
  2. 뜨임의 목적은 담금질 후 경화된 재료에 연성을 주는 것이다.
  3. 철에 크롬과 니켈을 첨가한 것은 스테인리스강이다.
  4. 청동은 강도는 크나 주조성과 내식성은 좋지 않다.
(정답률: 73%)
  • 청동은 구리와 주석의 합금으로, 내식성과 주조성이 매우 우수한 것이 특징입니다. 따라서 주조성과 내식성이 좋지 않다는 설명은 틀렸습니다.
    오답 노트
    황동: 구리와 아연의 합금이 맞습니다.
    뜨임: 담금질 후 취성을 줄이고 연성을 부여하는 공정이 맞습니다.
    스테인리스강: 철에 크롬과 니켈을 첨가하여 내식성을 높인 강이 맞습니다.
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46. 도로에 매설되어 있는 도시가스 배관의 누출검사방법으로 가장 적절한 것은?

  1. 공기보다 무거운 도시가스는 수소염 이온화식 가스 검지기를 이용하여 누출 유무를 검지할 수 없다.
  2. 배관의 노선상을 50m 간격으로 깊이 50㎝ 이상으로 보링을 하여 수소염 이온화식 가스검지기 등을 이용하여 가스 누출여부를 검사한다.
  3. 배관의 노선상은 적당한 간격을 정하여 누출유무를 검사한다.
  4. 아스팔트 포장 등 도로구조상 보링이 곤란한 경우에는 누출검사를 생략한다.
(정답률: 57%)
  • 도시가스 배관 누출검사는 정해진 기준에 따라 배관 노선상을 $50\text{m}$ 간격으로 깊이 $50\text{cm}$이상 보링하여 수소염 이온화식 가스검지기 등으로 검사하는 것이 가장 적절합니다.
    오답 노트
    공기보다 무거운 도시가스: 수소염 이온화식 검지기로 검지 가능합니다.
    적당한 간격: 구체적인 수치($50\text{m}$)가 기준이 되어야 합니다.
    보링 곤란 시 생략: 주변 맨홀 등을 이용하여 반드시 검사해야 합니다.
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47. 35°C에서 최고 충전압력이 15MPa로 충전된 산소용기의 안전밸브가 작동하기 시작하였다면 이때 산소용기 내의 온도는 약 몇 ℃인가?

  1. 137°C
  2. 142°C
  3. 150°C
  4. 165°C
(정답률: 46%)
  • 안전밸브 작동압력을 먼저 구한 뒤, 샤를의 법칙(정적 과정)을 이용하여 온도 변화를 계산합니다.
    $$P_{2} = P_{1} \times \frac{5}{3} \times \frac{8}{10}$$
    $$P_{2} = 15 \times \frac{5}{3} \times \frac{8}{10}$$
    $$P_{2} = 20\text{ MPa}$$
    작동압력 $20\text{ MPa}$일 때의 온도 $T_{2}$를 구합니다.
    $$T_{2} = \frac{P_{2} \times T_{1}}{P_{1}}$$
    $$T_{2} = \frac{20 \times (273 + 35)}{15}$$
    $$T_{2} = 410.67\text{ K}$$
    섭씨 온도로 변환하면 $410.67 - 273 = 137.67 \approx 137^{\circ}\text{C}$ 입니다.
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48. 다음 중 수소의 공업적 제법이 아닌 것은?

  1. 수성가스법
  2. 석유 분해법
  3. 천연가스 분해법
  4. 하버 보시법
(정답률: 64%)
  • 하버 보시법은 수소와 질소를 반응시켜 암모니아를 합성하는 공정이며, 수소의 제법이 아닙니다.
    오답 노트
    수성가스법, 석유 분해법, 천연가스 분해법: 모두 수소를 생산하는 공업적 제법입니다.
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49. 증기 압축 냉동사이클에서 단열팽창 과정은 어느 곳에서 이루어지는가?

  1. 압축기
  2. 팽창밸브
  3. 응축기
  4. 증발기
(정답률: 71%)
  • 증기 압축 냉동사이클에서 고압의 액체 냉매가 좁은 통로를 통해 갑자기 압력이 낮아지며 온도가 내려가는 단열팽창 과정은 팽창밸브에서 이루어집니다.
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50. LNG에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. LNG의 주성분은 메탄이다.
  2. LNG는 천연가스를 -162°C까지 냉각, 액화한 것이다.
  3. 저온 저장탱크에 저장된 LNG는 대부분 액화하여 사용한다.
  4. 대량의 천연가스를 액화하는 데에는 캐스케이드 사이클이 사용된다.
(정답률: 59%)
  • 저온 저장탱크에 저장된 LNG는 액체 상태로 보관되지만, 실제 사용할 때는 기화기를 통해 기체 상태로 만들어 사용합니다.
    오답 노트
    LNG 주성분: 메탄($\text{CH}_4$)이 주성분입니다.
    액화 온도: $-162\text{°C}$까지 냉각하여 액화합니다.
    액화 방식: 대량 액화 시 캐스케이드 사이클이 사용됩니다.
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51. LNG 저장탱크에서 주로 사용되는 보냉재가 아닌 것은?

  1. 폴리우레탄폼(PUF)
  2. PIR폼
  3. PVC폼
  4. 펄라이트
(정답률: 54%)
  • LNG 저장탱크의 보냉재로는 폴리우레탄폼(PUF), PVC폼, 펄라이트 등이 사용됩니다.
    오답 노트
    PIR폼: 건축물의 지붕, 바닥, 커튼월 등에 사용되는 난연성 단열재입니다.
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52. 일정 압력 이하로 내려가면 가스 분출이 정지되는 구조의 안전밸브는?

  1. 스프링식
  2. 파열식
  3. 가용전식
  4. 박판식
(정답률: 75%)
  • 스프링식 안전밸브는 설정 압력 이상에서 작동하여 가스를 배출하고, 압력이 일정 수준 이하로 내려가면 스프링의 힘으로 밸브가 닫혀 분출이 정지되는 구조입니다.
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53. 일반도시가스사업의 가스공급시설 중 LPG 저장탱크가 설치된 장소와 차량이 통행하는 통로사이에는 방호구조물을 설치하여야 한다. 방호구조물 설치에 대하여 바르게 설명 한 것은?

  1. 높이 30㎝ 이상, 두께 30㎝ 이상의 철근 콘크리트 구조물을 1m 이내의 간격으로 설치한다.
  2. 높이 60㎝ 이상, 두께 30㎝ 이상의 철근 콘크리트 구조물을 1m 이내의 간격으로 설치한다.
  3. 높이 30㎝ 이상, 두께 30㎝ 이상의 철근 콘크리트 구조물을 2m 이내의 간격으로 설치한다.
  4. 높이 60㎝ 이상, 두께 30㎝ 이상의 철근 콘크리트 구조물을 2m 이내의 간격으로 설치한다.
(정답률: 58%)
  • LPG 저장탱크 보호를 위한 방호구조물 설치 기준은 차량 충돌 방지를 위해 높이 $60\text{cm}$이상, 두께 $30\text{cm}$이상의 철근 콘크리트 구조물을 $1\text{m}$이내의 간격으로 설치해야 합니다.
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54. 암모니아 합성가스 분리장치에서 저온에서 디엔류와 반응하여 폭발성의 껌(Gum)상의 물질을 만드는 가스는?

  1. 일산화질소
  2. 벤젠
  3. 탄산가스
  4. 일산화탄소
(정답률: 50%)
  • 암모니아 합성가스 분리장치에서 일산화질소는 저온에서 디엔류와 반응하여 폭발성 껌(Gum)상의 물질을 생성하므로 반드시 완전히 제거해야 합니다.
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55. 고압가스 일반제조시설에 설치하는 각종 가스설비에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 탑류, 저장탱크, 열교환기, 회전기계, 벤트스택 등은 공동으로 접지하여야 한다.
  2. 수평원통형 저장탱크의 가대 지지간격(span)이 8m 이상인 것은 고정식 난간을 설치한다.
  3. 지반의 허용지지력도의 값이 당해 가스설비 등 그 내용물 및 그 기초에 의한 단위면적당 하중을 초과하도록 공사하여야 한다.
  4. 독성가스를 저장탱크에 충전할 때 독성가스가 저장탱크 내용적의 95%를 초과하면 자동적으로 이를 검지할 수 있도록 액면검지장치 등을 설치하여야 한다.
(정답률: 48%)
  • 가스설비 기초 공사 시 지반의 허용지지력도가 설비, 내용물 및 기초에 의한 단위면적당 하중보다 커야 안전하게 지지될 수 있습니다.
    오답 노트
    접지 방법: 탑류, 저장탱크 등은 단독으로 접지
    액면검지장치: 독성가스가 저장탱크 내용적의 90%를 초과할 때 검지
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56. 연소기용 금속플렉시블 호스의 성능시험밤법으로 가장 적정한 것은?

  1. 기밀성능은 0.02MPa, 1분간 공기압에서 실시 후 누출이 없어야 한다.
  2. 내압성능은 0.8MPa, 30초간, 공기압에서 실시 후 누출, 그 밖에 이상이 없어야 한다.
  3. 내비틀림성능은 90° 비틀림을 1회당 5초의 균일한 속도로 좌우 100회 실시하여 파손 등 이상이 없어야 한다.
  4. 내구성능 중 기밀성은 반복부착시험 후 0.05MPa, 30초간 실시 후 누출이 없어야 한다.
(정답률: 37%)
  • 연소기용 금속플렉시블 호스의 기밀성능 시험은 $0.02\text{MPa}$의 공기압으로 1분간 실시하여 누출이 없어야 합니다.
    오답 노트
    내압성능: $1.8\text{MPa}$, 1분간 실시
    내비틀림성능: 90° 비틀림을 1회당 10~12초 속도로 좌우 20회 실시
    내구성능 기밀성: 반복부착시험 후 $0.02\text{MPa}$, 1분간 실시
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57. 터보형 압축기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 연속 토출로 맥동현상이 적다.
  2. 운전 중 서징현상이 발생하지 않는다.
  3. 유량이 커서 설치면적을 적게 차지한다.
  4. 윤활유가 필요 없어 기체에 기름의 혼입이 적다.
(정답률: 54%)
  • 터보형 압축기는 유체의 흐름이 급격히 변하거나 압력 변동이 생길 때, 토출 압력이 흡입 압력보다 낮아져 가스가 역류하는 서징(Surging) 현상이 발생할 수 있습니다.
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58. 가스배관에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. SDR 21 이하의 PE배관은 0.25MPa 이상 0.4MPa 미만의 압력에 사용할 수 있다.
  2. 배관의 규격 중 관의 두께는 스케줄 번호로 표시하는데 스케줄 수 40은 살두께가 두꺼운 관을 말하고, 160 이상은 살두께가 가는 관을 나타낸다.
  3. 강괴에 내재하는 수축공, 국부적으로 접합한 기포나 편석 등의 개재물이 압착되지 않고 층상의 균열로 남아 있어 강에 영향을 주는 현상을 라미네이션이라 한다.
  4. 재료가 일정온도 이하의 저온에서 하중을 변화시키지 않아도 시간의 경과함에 따라 변형이 일어나고 끝내 파단에 이르는 것을 크리프현상이라 하고, 한계온도는 -20°C 이하이다.
(정답률: 70%)
  • 강괴 내부에 수축공, 기포, 편석 등의 개재물이 압착되지 않고 층상 균열로 남아 강재의 품질에 영향을 주는 현상을 라미네이션이라 합니다.
    오답 노트
    SDR 21 이하 PE배관: 0.2MPa 이상 0.4MPa 미만 압력에 사용
    스케줄 번호: 숫자가 클수록 살두께가 두꺼운 관
    크리프 현상: 고온에서 시간 경과에 따라 변형 및 파단되는 현상
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59. 고압의 액체를 분출할 때 그 주변의 액체가 분사류에 따라서 송출되는 구조로서 노즐, 슬로우트, 디퓨져 등으로 구성되어 있는 펌프는?

  1. 마찰펌프
  2. 와류펌프
  3. 기포펌프
  4. 제트펌프
(정답률: 73%)
  • 고압의 액체를 분출하여 주변 액체를 함께 송출하는 구조로, 노즐, 슬로우트, 디퓨져로 구성된 펌프는 제트펌프의 핵심 특징입니다.
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60. 용기내장형 가스난방기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 난방기는 용기와 직결되는 구조로 한다.
  2. 난방기의 콕은 항상 열림 상태를 유지하는 구조로 한다.
  3. 난방기는 버너 후면에 용기를 내장할 수 있는 공간이 있는 것으로 한다.
  4. 난방기 통기구의 면적은 용기 내장실 바닥면적에 대하여 하부는 5%, 상부는 1% 이상으로 한다.
(정답률: 66%)
  • 용기내장형 가스난방기는 안전을 위해 난방기가 용기와 직결되지 아니하는 구조로 제작해야 합니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 가스 안전성평가를 실시할 때 적용하는 안전성평가 기법이 아닌 것은?

  1. 체크리스트기법
  2. 사건수분석기법
  3. 무작위추출기법
  4. 작업자실수분석기법
(정답률: 75%)
  • 가스 안전성평가 기법은 시스템의 위험 요소를 분석하는 체크리스트, 사건수분석(ETA), 작업자실수분석(HRA) 등이 사용됩니다. 무작위추출기법은 통계적 표본 추출 방법일 뿐, 안전성평가를 위한 위험 분석 기법이 아닙니다.
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62. 가연성가스가 폭발할 위험이 있는 농도에 도달할 우려가 있는 장소로서 “2종 장소”에 해당되지 않는 것은?

  1. 상용의 상태에서 가연성가스의 농도가 연속해서 폭발 하한계 이상으로 되는 장소
  2. 밀폐된 용기가 그 용기의 사고로 인해 파손될 경우에만 가스가 누출할 위험이 있는 장소
  3. 환기장치에 이상이나 사고가 발생한 경우에는 가연성 가스가 체류하여 위험하게 될 우려가 있는 장소
  4. 1종 장소의 주변에서 위험한 농도의 가연성가스가 종종 침입할 우려가 있는 장소
(정답률: 73%)
  • 상용의 상태에서 가연성가스의 농도가 연속해서 폭발 하한계 이상으로 되는 장소는 0종 장소에 해당합니다. 2종 장소는 사고 시에만 가스가 누출되거나, 환기 장치 이상 시 체류할 우려가 있는 장소, 또는 1종 장소 주변에서 가스가 침입할 우려가 있는 장소를 의미합니다.
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63. 고압가스 용기제조 기술기준에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 용기는 열처리(비열처리재료로 제조한 용기의 경우에는 열가공)를 한 후 세척하여 스케일·석유류 그 밖의 이물질을 제거할 것
  2. 용기 동판의 최대 두께와 최소 두께와의 차이는 평균두께의 20% 이하로 할 것
  3. 열처리 재료로 제조하는 용기는 열가공을 한 후 그 재료 및 두께에 따라서 적당한 열처리를 할 것
  4. 초저온용기는 오스테나이트계 스테인리스강 또는 티타늄합금으로 제조할 것
(정답률: 66%)
  • 초저온용기는 오스테나이트계 스테인리스강, 니켈강, 또는 이와 동등 이상의 저온 충격치와 강도를 가진 재료로 제조해야 합니다. 티타늄합금은 일반적인 초저온용기 제조 기준 재료에 해당하지 않습니다.
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64. 고압가스 저장탱크 실내설치의 기준으로 틀린 것은?

  1. 가연성가스 저장탱크실에는 가스누출검지경보장치를 설치한다.
  2. 저장탱크실은 각각 구분하여 설치하고 자연환기시설을 갖춘다.
  3. 저장탱크에 설치한 안전밸브는 지상 5m 이상의 높이에 방출구가 있는 가스방출관을 설치한다.
  4. 저장탱크의 정상부와 저장탱크실 천장과의 거리는 60㎝ 이상으로 한다.
(정답률: 67%)
  • 고압가스 저장탱크 및 처리설비실은 각각 구분하여 설치해야 하며, 자연환기가 아닌 강제통풍시설을 반드시 갖추어야 합니다.
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65. 액화암모니아 100kg을 충전하기 위한 용기의 내용적은? (단, 충전상수 C는 1.86이다.)

  1. 186L
  2. 98L
  3. 73L
  4. 54L
(정답률: 60%)
  • 충전상수를 이용하여 가스 충전량에 따른 용기의 내용적을 계산하는 문제입니다.
    $$V = C \times G$$
    $$V = 1.86 \times 100$$
    $$V = 186$$
    따라서 용기의 내용적은 $186\text{L}$ 입니다.
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66. 가스밸브와 연소기기(가스레인지 등)사이에서 호스가 끊어지거나 빠진 경우 가스가 계속 누출되는 것을 차단하기 위한 안전장치는?

  1. 슬레노이드
  2. 퓨즈콕
  3. 파사트
  4. 플레임로드
(정답률: 75%)
  • 퓨즈콕은 과류차단안전기구가 부착되어 있어, 호스 파손 등으로 인해 규정량 이상의 가스가 갑자기 흐를 경우 자동으로 가스를 차단하여 누출 사고를 방지하는 장치입니다.
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67. 액화석유가스를 용기에 의하여 가스소비자에게 공급할 때의 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 용기가스 소비자에게 액화석유가스를 공급하고자 하는 가스 공급자는 당해 용기가스 소비자와 안전공급계약을 체결한 후 공급하여야 한다.
  2. 다른 가스 공급자와 안전공급계약이 체결된 용기가스 소비자에게는 액화석유가스를 공급할 수 없다.
  3. 안전공급계약을 체결한 가스 공급자는 용기가스 소비자에게 지체 없이 소비설비 안전점검표 및 소비자보장책임보험가입확인서를 교부하여야 한다.
  4. 동일 건축물 내 여러 용기가스 소비자에게 하나의 공급 설비로 액화석유가스를 공급하는 가스 공급자는 그 용기 가스 소비자의 대표자와 안전공급계약을 체결할 수 있다.
(정답률: 71%)
  • 가스공급자는 용기가스 소비자가 공급을 요청할 경우, 다른 가스 공급자와의 안전공급계약 체결 여부 및 그 계약의 해지 상태를 확인한 후 안전공급계약을 체결하여 공급할 수 있습니다. 따라서 다른 가스 공급자와 계약이 체결되어 있다고 해서 무조건 공급할 수 없다는 설명은 틀린 것입니다.
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68. LPG 저장설비에 실시하는 지반조사에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1차 지반조사방법은 이너팅을 실시하는 것을 원칙으로 한다.
  2. 표준관입시험은 N값을 구하는 방법이다.
  3. 배인시험은 최대 토오크 또는 모멘트를 구하는 방법이다.
  4. 평판재하시험은 항복하중 및 극한하중을 구하는 방법이다.
(정답률: 73%)
  • LPG 저장설비의 1차 지반조사방법은 이너팅이 아니라 보링을 실시하는 것을 원칙으로 합니다.
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69. 고압가스용 안전밸브 중 공칭 밸브의 크기가 80A일 때 최소 내압시험 유지시간은?

  1. 60초
  2. 180초
  3. 300초
  4. 540초
(정답률: 59%)
  • 안전밸브의 공칭 크기에 따른 내압시험 유지시간 기준을 적용합니다.
    공칭 밸브 크기가 $80\text{A}$인 경우, $65\text{A}$이상 $200\text{A}$이하 범위에 해당하여 최소 유지시간은 $60$초입니다.
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70. 포스겐의 제독제로 가장 적당한 것은?

  1. 물, 가성소다수용액
  2. 가성소다수용액, 탄산소다수용액
  3. 물, 탄산소다수용액
  4. 가성소다수용액, 소석회
(정답률: 68%)
  • 포스겐의 제독제로는 가성소다수용액과 소석회가 가장 적당합니다.
    오답 노트
    물, 탄산소다수용액: 아황산가스나 염소 등의 제독에 사용됨
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71. 고압가스제조소 내 매몰배관 중간검사 대상 지정개소의 기준으로 옳은 것은?

  1. 검사대상 배관길이 100m 마다 1개소 지정
  2. 검사대상 배관길이 500m 마다 1개소 지정
  3. 검사대상으로 지정한 부분의 길이 합은 검사대상 총 배관길이의 5% 이상
  4. 검사대상으로 지정한 부분의 길이 합은 검사대상 총 배관길이의 7% 이상
(정답률: 56%)
  • 고압가스제조소 내 매몰배관의 중간검사 대상 지정 기준은 검사대상 배관길이 $500\text{m}$ 마다 $1$개소를 지정하는 것이 원칙입니다.
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72. 어떤 탱크의 체적이 0.5m3이고, 이때 온도가 25°C이다. 탱크내의 분자량 24인 이상기체가 10kg이 들어있을 때 이 탱크의 압력은 약 몇 kg/cm2인가? (단, 대기압은 1.033kg/cm2로 한다.)

  1. 19
  2. 21
  3. 25
  4. 27
(정답률: 63%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 탱크 내부의 압력을 구하는 문제입니다.
    $$PV = nRT = \frac{m}{M}RT$$
    $$P = \frac{mRT}{MV}$$
    $$P = \frac{10 \times 8314 \times (273 + 25)}{24 \times 0.5}$$
    $$P = 20.7 \text{ bar} \approx 21 \text{ kg/cm}^2$$
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73. 가스 안전사고를 조사할 때 유의할 사항으로 적합하지 않은 것은?

  1. 재해조사는 발생 후 되도록 빨리 현장이 변경되지 않은 가운데 실시하는 것이 좋다.
  2. 재해에 관계가 있다고 생각되는 것은 물적, 인적인 것을 모두 수립, 조사한다.
  3. 시설의 불안전한 상태나 작업자의 불안전한 행동에 대하여 유의하여 조사한다.
  4. 재해조사에 참가하는 자는 항상 주관적인 입장을 유지하여 조사한다.
(정답률: 83%)
  • 가스 안전사고 조사 시의 기본 원칙에 대한 문제입니다. 재해조사는 객관적인 사실에 근거하여 공정하게 이루어져야 하며, 조사자가 주관적인 입장을 유지하는 것은 적절하지 않습니다.
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74. 독성가스제조시설의 시설기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 독성가스 제조설비에는 그 가스가 누출될 때 이를 흡수 또는 중화할 수 있는 장치를 설치한다.
  2. 독성가스 제조시설에는 풍향계를 설치한다.
  3. 저장능력이 1천 톤 이상의 독성가스 저장탱크 주위에는 방류둑을 설치한다.
  4. 독성가스 저장탱크에는 가스충전량이 그 저장탱크 내용적 90%를 초과하는 것을 방지한다.
(정답률: 63%)
  • 독성가스 제조시설의 방류둑 설치 기준에 관한 문제입니다. 독성가스 제조시설의 방류둑 설치 대상은 저장능력 $5\text{톤}$이상의 저장탱크입니다. 따라서 $1\text{천 톤}$이상이라는 설명은 잘못되었습니다.
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75. 액화석유가스 사용시설 중 배관은 안전상 고정부착되어야 하는데 배관의 관경과 고정거리 간격기준에 관한 것으로 옳은 것은?

  1. 13mm 미만은 1m 마다
  2. 13mm 미만은 2m 마다
  3. 33mm 이상은 2m 마다
  4. 33mm 이상은 4m 마다
(정답률: 54%)
  • 액화석유가스 배관의 관경별 고정거리 간격 기준을 묻는 문제입니다. $13\text{mm}$ 미만은 $1\text{m}$ 마다 고정하는 것이 옳습니다.
    오답 노트
    13mm 이상 33mm 미만: $2\text{m}$ 마다
    33mm 이상: $3\text{m}$ 마다
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76. 액화가스를 차량에 적재하여 운반할 때 일정량 이상이면 운반책임자를 동승하도록 되어 있다. 그 기준량으로 옳지 않은 것은?

  1. C3H8 : 3000kg 이상
  2. Cl2 : 1000kg 이상
  3. NH3 : 2000kg 이상
  4. 02 : 6000kg 이상
(정답률: 60%)
  • 액화가스 운반 시 운반책임자 동승 기준량에 대한 문제입니다. $\text{NH}_3$의 경우 기준량은 $1000\text{kg}$이상이므로, $2000\text{kg}$이상이라고 설명한 내용은 틀린 기준입니다.
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77. 아세틸렌을 용기에 충전할 때에는 미리 용기에 다공질물을 고루 채워야 하는데 이때 다공도는 몇 % 이상이어야 하는지 그 기준값으로 옳은 것은?

  1. 62% 이상
  2. 75% 이상
  3. 92% 이상
  4. 95% 이상
(정답률: 76%)
  • 아세틸렌은 불안정하여 분해 폭발의 위험이 있으므로, 용기 내부에 다공질물을 채워 아세틸렌을 흡수시켜 안정화해야 합니다. 이때 다공질물의 다공도는 $75\%$이상이어야 합니다.
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78. 고압가스 충전용기의 취급 및 운반에 관한 기준으로 틀린 것은?

  1. 넘어짐 등으로 인한 충격을 방지하기 위하여 충전용기를 단단하게 묶을 것
  2. 충격을 최소한으로 방지하기 위하여 고무판가마니 등을 차량 등에 갖추고 이를 사용할 것
  3. 운반중의 충전용기는 항상 45°C 이하로 유지할 것
  4. 차량의 최대적재량을 초과하여 적재하지 아니할 것
(정답률: 82%)
  • 고압가스 충전용기 운반 시 용기 내부 압력 상승으로 인한 위험을 방지하기 위해 운반 중의 온도는 항상 $40^{\circ}C$이하로 유지해야 합니다.
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79. 가스누출경보 및 자동차단장치의 기능에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 경보농도는 가연성가스는 폭발하한계 이하, 독성가스는 TLVTWA 기준농도 이하로 한다.
  2. 경보를 발신한 후에는 원칙적으로 분위기가스 중 가스농도가 변화하여도 계속경보를 울리고 대책을 강구함에 따라 정지되는 것으로 한다.
  3. 경보기의 정밀도는 경보농도 설정치에 대하여 가연성가스용에서는 10% 이하. 독성가스용에서는 ±20% 이하로 한다.
  4. 검지에서 발신까지 걸리는 시간은 경보농도의 1.2배 농도에서 20초 이내로 한다.
(정답률: 48%)
  • 가스누출경보장치는 일단 경보가 발신되면 가스 농도가 변하더라도 조치를 통해 상황이 해결될 때까지 계속 경보를 울려야 합니다.
    오답 노트
    경보농도: 가연성 가스는 폭발하한계의 $1/4$이하로 설정
    정밀도: 가연성 가스 $\pm 25\%$, 독성 가스 $\pm 30\%$이하
    응답시간: 경보농도의 $1.6$배 농도에서 $30$초 이내
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80. 다음 중 공기보다 무거운 가연성가스는?

  1. 메탄
  2. 염소
  3. 부탄
  4. 헬륨
(정답률: 65%)
  • 가스의 비중은 공기의 분자량(약 29)을 기준으로 판단합니다. 부탄의 분자량은 약 58로 공기보다 크기 때문에 공기보다 무거운 가연성 가스입니다.
    오답 노트
    메탄, 헬륨: 분자량이 공기보다 작아 가벼움
    염소: 공기보다 무겁지만 가연성 가스가 아닌 조연성 가스임
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5과목: 가스계측기기

81. 수은이나 기름 위에 부자를 띄워 압력을 측정하는 압력계는?

  1. 액주식 압력계
  2. 탄성식 압력계
  3. 침종식 압력계
  4. 환상천평식 압력계
(정답률: 59%)
  • 침종식 압력계는 아르키메데스의 원리를 이용하여 수은이나 기름 같은 액체 속에 띄운 침종(부자)의 상하 이동 변위를 통해 압력을 측정하는 장치입니다.
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82. 측정치가 일정하지 않고 분포 현상을 일으키는 흩어짐 (dispersi on)이 원인이 되는 오차는?

  1. 개인오차
  2. 환경오차
  3. 이론오차
  4. 우연오차
(정답률: 78%)
  • 우연오차는 측정치가 일정하지 않고 무작위로 분포하는 흩어짐 현상으로 인해 발생하며, 원인을 정확히 알 수 없어 보정이 불가능하므로 여러 번 측정하여 통계적으로 처리하는 오차입니다.
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83. 막식 가스미터의 부동현상에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 가스가 누출되고 있는 고장이다.
  2. 가스가 미터를 통과하지 못하는 고장이다.
  3. 가스가 미터를 통과하지만 지침이 움직이지 않는 고장이다.
  4. 가스가 통과될 때 미터가 이상음을 내는 고장이다.
(정답률: 83%)
  • 막식 가스미터의 부동현상이란 가스가 미터 내부를 정상적으로 통과하고 있음에도 불구하고, 기계적 결함이나 고장으로 인해 지침이 움직이지 않아 계량이 되지 않는 현상을 말합니다.
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84. 가스보일러의 자동연소제어에서 조작량에 해당되지 않는 것은?

  1. 연료량
  2. 증기압력
  3. 연소가스량
  4. 공기량
(정답률: 53%)
  • 가스보일러의 자동연소제어에서 조작량은 제어 목적을 달성하기 위해 직접 조절하는 변수인 연료량, 연소가스량, 공기량입니다. 반면 증기압력은 제어의 대상이 되는 제어량에 해당합니다.
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85. 습식 가스미터의 특징이 아닌 것은?

  1. 계량이 정확하다.
  2. 사용 중 기차의 변동이 크다.
  3. 수위조정이 필요하다.
  4. 설치공간이 크다.
(정답률: 73%)
  • 습식 가스미터는 액체 봉인을 사용하여 기밀성이 좋으므로 계량이 정확하며, 사용 중 기차의 변동이 크지 않은 것이 특징입니다.
    오답 노트
    계량이 정확하다, 수위조정이 필요하다, 설치공간이 크다는 습식 가스미터의 실제 특징입니다.
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86. 1기압, 100°C에서 공기의 밀도(g/L)는? (단, 공기는 N2, O2, Ar이 78%. 21%, 1%를 각각 함유하고 있으며, 분자량은 각각 28, 32, 40이다.)

  1. 0.66
  2. 0.74
  3. 0.88
  4. 0.94
(정답률: 51%)
  • 공기의 평균 분자량을 먼저 구한 뒤, 이상기체 상태 방정식을 이용하여 밀도를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\rho = \frac{P \times M}{R \times T}$$
    ② [숫자 대입] $$\rho = \frac{1 \times (28 \times 0.78 + 32 \times 0.21 + 40 \times 0.01)}{0.082 \times (273 + 100)}$$
    ③ [최종 결과] $$\rho = 0.9468 \approx 0.94$$
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87. 온도측정기를 사용하여 온도를 측정하였더니 250°C 이었다. 참값이 240°C일 때 오차는 얼마인가?

  1. 10
  2. 24
  3. 25
  4. 1.04
(정답률: 68%)
  • 오차는 측정된 값에서 실제 참값을 뺀 값으로 정의합니다.
    ① [기본 공식] $$\text{오차} = \text{측정값} - \text{참값}$$
    ② [숫자 대입] $$\text{오차} = 250 - 240$$
    ③ [최종 결과] $$\text{오차} = 10$$
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88. 관 속을 흐르는 물의 속도를 측정하기 위하여 관의 중심부 아래 피토관을 설치하였다. 이때 피토관 끝에서 측정되는 전압수두는 2.5m이었고 피토관부 옆면에서 측정되는 정압수두가 1.2m이었다. 관속을 흐르는 물의 유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 4
  2. 5
  3. 7
  4. 12
(정답률: 53%)
  • 피토관에서 측정된 전압수두와 정압수두의 차이인 동압수두를 이용하여 유속을 구합니다.
    ① [기본 공식] $$v = \sqrt{2g(h_{total} - h_{static})}$$
    ② [숫자 대입] $$v = \sqrt{2 \times 9.8 \times (2.5 - 1.2)}$$
    ③ [최종 결과] $$v = 5.04 \approx 5$$
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89. 배기가스 100mL를 채취하여 KOH 30% 용액에 흡수된 양이 15mL이었고, 알칼리성 피로카롤 용액을 통과 후 70mL가 남았으며, 암모니아성 염화 제1구리에 흡수된 양은 1mL이었다. 이때 가스 중 CO2, CO, O2는 각각 몇 %인가?

  1. CO2 : 15%, CO : 5%, O2 : 1%
  2. CO2 : 1%, CO : 15%, O2 : 15%
  3. CO2 : 15%, CO : 1%, O2 : 15%
  4. CO2 : 15%, CO : 15%, O2 : 1%
(정답률: 65%)
  • 오르사트 분석법을 이용하여 각 성분의 체적 감량분을 통해 성분율을 계산합니다.
    성분율($\%$) = $\frac{\text{체적감량}}{\text{시료가스량}} \times 100$ ① [기본 공식] $$\text{성분율}(\%) = \frac{\Delta V}{V} \times 100$$
    ② [숫자 대입] $$\text{CO}_{2} = \frac{15}{100} \times 100, \quad \text{CO} = \frac{1}{100} \times 100, \quad \text{O}_{2} = \frac{100-15-1-70}{100} \times 100$$
    ③ [최종 결과] $$\text{CO}_{2} = 15\%, \quad \text{CO} = 1\%, \quad \text{O}_{2} = 14\% \text{ (단, 기존 해설 기준 } 15\%)$$
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90. 가스미터의 구비조건으로 적당하지 않은 것은?

  1. 소형이고 계량용량이 클 것
  2. 가격이 싸고 내구력이 있을 것
  3. 기차의 변동이 클 것
  4. 구조가 간단하고 감도가 예민할 것
(정답률: 79%)
  • 가스미터는 정밀한 측정을 위해 기차의 변동이 작고 안정적이어야 합니다. 따라서 기차의 변동이 클 것이라는 설명은 적절하지 않습니다.
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91. 캐리어가스와 시료성분가스의 열전도도의 차이를 금속필라멘트 또는 서미스터의 저항변화로 검출하는 가스크로마토그래피 검출기는?

  1. TCD
  2. FID
  3. ECD
  4. FPD
(정답률: 65%)
  • TCD(Thermal Conductivity Detector)는 캐리어 가스와 시료 가스의 열전도도 차이를 필라멘트나 서미스터의 저항 변화로 측정하는 열전도형 검출기입니다.
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92. 경사관 압력계에서 P1의 압력을 구하는 식은? (단, γ : 액체의 비중량, P2 : 가는 관의 압력, θ : 경사각, x : 경사관 압력계의 눈금이다.)

  1. P1＝P2 / sinθ
  2. P1＝P2 γ cosθ
  3. P1＝P2＋γX cosθ
  4. P1＝P2＋γX sinθ
(정답률: 70%)
  • 경사관 압력계에서 압력 $P_{1}$은 $P_{2}$에 액체 기둥의 수직 높이에 의한 압력을 더해 구합니다. 이때 수직 높이 $h$는 경사 길이 $x$와 각도 $\theta$를 이용하여 $x \sin \theta$로 나타냅니다.
    $$P_{1} = P_{2} + \gamma h$$
    $$P_{1} = P_{2} + \gamma x \sin \theta$$
    $$P_{1} = P_{2} + \gamma x \sin \theta$$
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93. 유도단위는 어느 단위에서 유도되는가?

  1. 절대단위
  2. 중력단위
  3. 특수단위
  4. 기본단위
(정답률: 72%)
  • 유도단위는 기본단위의 조합이나 기본단위와 다른 유도단위의 조합으로 형성되는 단위입니다. 예를 들어 면적($m^{2}$), 부피($m^{3}$), 속도($m/s$) 등이 이에 해당합니다.
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94. 밸브를 완전히 닫힌 상태로부터 완전히 열린 상태로 움직이는데 필요한 오차의 크기를 의미하는 것은?

  1. 잔류편차
  2. 비례대
  3. 보정
  4. 조작량
(정답률: 62%)
  • 밸브를 완전히 닫힌 상태에서 완전히 열린 상태로 움직이는 데 필요한 오차의 범위를 비례대라고 합니다.
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95. 제어시스템에서 응답이 목표값에 처음으로 도달하는데 걸리는 시간을 의미하는 것은?

  1. 시간지연
  2. 상승시간
  3. 응답시간
  4. 오버슈트
(정답률: 65%)
  • 상승시간은 응답이 목표값의 일정 범위(보통 $10\%$에서 $90\%$)에 처음으로 도달하는 데 걸리는 시간을 의미합니다.
    오답 노트
    시간지연: 목표값의 $50\%$에 도달하는 시간
    오버슈트: 목표값을 초과하여 발생하는 최대 오차
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96. 공기압식 조절계의 구성요소에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 편차를 공기압으로 변환하는 기구를 벨로우즈라고 한다.
  2. 변환된 공기압을 증폭하는 기구를 파일럿밸브라고 한다.
  3. 설정값과 측정값의 편차를 검출하는데 플래퍼가 사용된다.
  4. 각종 제어동작을 부여하는데 노즐과 디스크가 사용된다.
(정답률: 50%)
  • 공기압식 조절계에서 파일럿밸브는 검출부에서 변환된 미세한 공기압 신호를 제어에 필요한 충분한 압력으로 증폭시키는 역할을 합니다.
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97. 제백효과(Seebeck effect)를 이용한 온도계는?

  1. 열전대온도계
  2. 서모컬러온도계
  3. 광고온계
  4. 서미스터온도계
(정답률: 75%)
  • 제백효과는 서로 다른 두 종류의 금속 양단에 온도 차이가 있을 때 기전력이 발생하는 현상이며, 이를 이용해 온도를 측정하는 장치가 열전대온도계입니다.
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98. 다음 중 실측식 가스미터가 아닌 것은?

  1. 오리피스식
  2. 막식
  3. 습식
  4. 루트식
(정답률: 66%)
  • 오리피스식은 가스의 흐름에 의해 발생하는 압력 차이를 이용하여 유량을 측정하는 차압식 유량계입니다.
    오답 노트
    막식, 습식, 루트식: 가스의 부피를 직접 측정하는 실측식 가스미터입니다.
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99. 상대습도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 포화 수증기량과 습가스 수증기와의 중량비를 의미한다.
  2. 온도가 상승하면 상대습도는 증가한다.
  3. 상대습도 100%가 되면 물방울이 생긴다.
  4. 일반적으로 습도라고 하면 상대습도를 말한다.
(정답률: 56%)
  • 상대습도는 현재 온도에서의 포화 수증기량에 대한 실제 수증기량의 비율입니다. 온도가 상승하면 포화 수증기량이 증가하므로, 실제 수증기량이 일정할 때 상대습도는 오히려 감소합니다.
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100. 오리피스 유량계의 측정오차 중 맥동에 의한 영향이 아닌 것은?

  1. 게이지 라인이 배관 내 압력변화를 차압계까지 전달하지 못하는 경우
  2. 차압계의 반응속도가 좋지 않은 경우
  3. 스월(Swirl)이 생기는 경우
  4. SRE(Square Root Error)가 생기는 경우
(정답률: 61%)
  • 맥동은 압력의 주기적인 변동을 의미하며, 스월(Swirl)은 유체의 회전 흐름으로 인해 발생하는 현상으로 맥동과는 무관한 유동 특성입니다.
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