가스기사 필기 기출문제복원 (2019-04-27)

가스기사
(2019-04-27 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 기체수송에 사용되는 기계들이 줄 수 있는 압력 차를 크기 순서대로 옳게 나타낸 것은?

  1. 팬(fan) ＜ 압축기 ＜ 송풍기(blower)
  2. 송풍기(blower) ＜ 팬(fan) ＜ 압축기
  3. 팬(fan) ＜ 송풍기(blower) ＜ 압축기
  4. 송풍기(blower) ＜ 압축기 ＜ 팬(fan)
(정답률: 87%)
  • 기체 수송 기계는 발생시킬 수 있는 압력 차이에 따라 팬, 송풍기, 압축기 순으로 구분합니다.
    팬: $10\text{ kPa}$ 미만 $\rightarrow$ 송풍기: $10\text{ kPa}$이상 $\sim 0.1\text{ MPa}$ 미만 $\rightarrow$ 압축기: $0.1\text{ MPa}$이상
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2. 진공압력이 0.10kgf/cm2 이고, 온도가 20℃ 인 기체가 계기압력 7kgf/cm2 로 등온압축되었다. 이때 압축 전 체적(V1)에 대한 압축 후의 체적(V2)의 비는 얼마인가? (단, 대기압은 720 mmHg 이다.)

  1. 0.11
  2. 0.14
  3. 0.98
  4. 1.41
(정답률: 59%)
  • 등온 과정에서 보일의 법칙을 적용하여 체적비를 구합니다. 이때 모든 압력은 절대압력으로 환산해야 합니다.
    $$\frac{V_{2}}{V_{1}} = \frac{P_{1}}{P_{2}}$$
    $$\frac{V_{2}}{V_{1}} = \frac{\frac{720}{760} \times 1.0332 - 0.1}{\frac{720}{760} \times 1.0332 + 7}$$
    $$\frac{V_{2}}{V_{1}} = 0.11$$
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3. 압력 P1에서 체적 V1을 갖는 어떤 액체가 있다. 압력을 P2로 변화시키고 체적이 V2가 될 때, 압력 차이(P2 - P1)를 구하면? (단, 액체의 체적탄성계수는 K로 일정하고, 체적변화는 아주 적다.)

(정답률: 63%)
  • 체적탄성계수 $K$는 압력 변화에 따른 체적 변화의 비율을 나타내는 상수로, 정의식으로부터 압력 차이를 유도합니다.
    $$K = \frac{P}{V} \frac{dV}{dP}$$
    $$P_2 - P_1 = K \frac{V_1 - V_2}{V_1}$$
    $$P_2 - P_1 = K(1 - \frac{V_2}{V_1})$$
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4. 그림과 같이 비중량이 γ1, γ2, γ3인 세 가지의 유체로 채워진 마노미터에서 A 위치와 B 위치의 압력 차이(PB - PA) 는?

  1. -aγ1-bγ2+cγ3
  2. -aγ1+bγ2-cγ3
  3. aγ1-bγ2-cγ3
  4. aγ1-bγ2+cγ3
(정답률: 75%)
  • 마노미터의 압력 평형 원리를 이용하여 A 지점과 B 지점의 압력 차이를 구합니다. 유체의 높이에 따른 압력 변화($P = \gamma h$)를 적용하여 식을 세웁니다.
    $$P_{A} - a\gamma_{1} = P_{B} - b\gamma_{2} + c\gamma_{3}$$
    $$P_{B} - P_{A} = -a\gamma_{1} + b\gamma_{2} - c\gamma_{3}$$
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5. 왕복펌프의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 저속운전에 적합하다.
  2. 같은 유량을 내는 원심펌프에 비하면 일반적으로 대형이다.
  3. 유량은 적어도 되지마 양정이 원심펌프로 미칠 수 없을 만큼 고압을 요구하는 경우는 왕복펌프가 적합하지 않다.
  4. 왕복펌프는 양수작용에 따라 분류하면 단동식과 복동식 및 차동식으로 구분된다.
(정답률: 65%)
  • 왕복펌프는 구조적으로 고압을 생성하는 데 유리하여, 유량이 적더라도 매우 높은 양정이 필요한 경우에 가장 적합한 펌프입니다.
    오답 노트
    고압을 요구하는 경우는 왕복펌프가 적합하지 않다: 왕복펌프는 고압, 고점도 유체 수송에 매우 적합합니다.
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6. 비중량이 30kN/m3인 물체가 물속에서 줄(lpoe)에 매달려 있다. 줄의 장력이 4kN이라고 할 때 물속에 있는 이 물체의 체적은 얼마인가?

  1. 0.198m3
  2. 0.218m3
  3. 0.225m3
  4. 0.246m3
(정답률: 46%)
  • 물체의 비중량과 부력을 이용하여 체적을 구하는 문제입니다. 물체의 무게에서 줄의 장력을 뺀 값이 물의 부력과 같다는 원리를 이용합니다.
    $$V = \frac{T}{\gamma_{obj} - \gamma_{water}}$$
    $$V = \frac{4}{30 - 9.8}$$
    $$V = 0.198\text{m}^3$$
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7. 내경 0.05m 인 강관 속으로 공기가 흐르고 있다. 한쪽 단면에서의 온도는 293K, 압력은 4atm, 평균유속은 75m/s 였다. 이 관의 하부에는 내경 0.08m 의 강관이 접속되어 있는데 이곳의 온도는 303K, 압력은 2atm 이라고 하면 이곳에서의 평균유속은 몇 m/s 인가? (단, 공기는 이상기체이고 정상유동이라 간주한다.)

  1. 14.2
  2. 60.6
  3. 92.8
  4. 397.4
(정답률: 58%)
  • 이상기체의 상태 방정식과 연속 방정식($P_{1}Q_{1}/T_{1} = P_{2}Q_{2}/T_{2}$)을 이용하여 유량 변화를 계산한 후, 나중 단면적으로 나누어 유속을 구합니다.
    $$Q_{1} = \frac{\pi}{4} \times 0.05^{2} \times 75 = 0.1472$$
    $$Q_{2} = \frac{4 \times 0.1472 \times 303}{2 \times 293} = 0.3044$$
    $$V_{2} = \frac{0.3044}{\frac{\pi}{4} \times 0.08^{2}} = 60.6$$
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8. 그림과 같은 덕트에서의 유동이 아음속 유동일 때 속도 및 압력의 유동방향 변화를 옳게 나타낸 것은?

  1. 속도감소, 압력감소
  2. 속도증가, 압력증가
  3. 속도증가, 압력감소
  4. 속도감소, 압력증가
(정답률: 76%)
  • 아음속 유동($M < 1$)에서 덕트의 단면적이 넓어지는 확대부에서는 유속이 감소하고 압력이 증가하는 특성을 가집니다.
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9. 관 내 유체의 급격한 압력 강하에 따라 수중에서 기포가 분리되는 현상은?

  1. 공기바인딩
  2. 감압화
  3. 에어리프트
  4. 캐비테이션
(정답률: 89%)
  • 유체의 압력이 급격히 낮아져 액체 내의 증기압보다 낮아질 때, 액체가 기화하며 기포가 발생하는 현상을 캐비테이션이라고 합니다.
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10. 비중 0.9 인 유체를 10ton/h 의 속도로 20m 높이의 저장탱크에 수송한다. 지름이 일정한 관을 사용할 때 펌프가 유체에 가해 준 일은 몇 kgf·m/kg 인가? (단, 마찰손실은 무시한다.)

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 62%)
  • 마찰 손실을 무시할 때, 펌프가 유체에 가해준 단위 질량당 일은 유체를 들어 올린 높이(양정)와 동일합니다.
    $$W = \rho \times H$$
    $$W = 0.9 \times 20 / 0.9$$
    $$W = 20$$
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11. 공기 속을 초음속으로 날아가는 물체의 마하각(Machangle)이 35° 일 때, 그 물체의 속도는 약 몇 m/s 인가? (단, 음속은 340m/s 이다.)

  1. 581
  2. 593
  3. 696
  4. 900
(정답률: 74%)
  • 마하각 $\alpha$와 마하수 $M$의 관계식 $\sin \alpha = \frac{1}{M}$을 이용하여 물체의 속도를 구할 수 있습니다.
    $$V = \frac{C}{\sin \alpha}$$
    $$V = \frac{340}{\sin 35^{\circ}}$$
    $$V = 593$$
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12. 다음 면적이 변하는 도관에서의 흐름에 관한 그림이다. 그림에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. d점에서의 압력비를 임계압력비라고 한다.
  2. gg′ 및 hh′ 는 충격파를 나타낸다.
  3. 선 abc 상의 다른 모든 점에서의 흐름은 아음속이다.
  4. 초음속인 경우 노즐의 확산부의 단면적이 증가하면 속도는 감소한다.
(정답률: 77%)
  • 초음속 흐름에서는 아음속 흐름과 반대로 노즐의 확산부에서 단면적이 증가할 때 속도가 오히려 증가하는 특성을 가집니다.
    오답 노트
    d점에서의 압력비를 임계압력비라고 한다: 맞음
    gg′ 및 hh′ 는 충격파를 나타낸다: 맞음
    선 abc 상의 다른 모든 점에서의 흐름은 아음속이다: 맞음
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13. 지름 5cm 의 관 속을 15cm/s 로 흐르던 물이 지름 10cm 로 급격히 확대되는 관 속으로 흐른다. 이때 확대에 의한 마찰손실 계수는 얼마인가?

  1. 0.25
  2. 0.56
  3. 0.65
  4. 0.75
(정답률: 50%)
  • 급격한 확대관에서의 마찰손실 계수 $K$를 구하는 문제입니다. 확대 손실 계수는 두 단면적의 비율로 결정됩니다.
    $$K = (1 - \frac{A_{1}}{A_{2}})^{2}$$
    지름이 $5\text{ cm}$에서 $10\text{ cm}$로 2배 증가하면, 단면적 $A$는 지름의 제곱에 비례하므로 $\frac{A_{1}}{A_{2}} = (\frac{5}{10})^{2} = \frac{1}{4}$가 됩니다.
    $$K = (1 - \frac{1}{4})^{2}$$
    $$K = 0.5625$$
    따라서 마찰손실 계수는 약 $0.56$ 입니다.
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14. 지름이 400mm 인 공업용 강관에 20℃ 의 공기를 264m3/min 로 수송할 때, 길이 200m 에 대한 손실수두는 약 몇 cm 인가? (단, Darcy-Weisbacg 식의 관마찰계수는 0.1 × 10-3 이다.)

  1. 22
  2. 37
  3. 51
  4. 313
(정답률: 57%)
  • Darcy-Weisbach 식을 사용하여 관로의 손실수두를 계산하는 문제입니다.
    먼저 유량 $Q$를 유속 $V$로 변환합니다.
    $$V = \frac{Q}{A} = \frac{264 / 60}{\pi \times 0.2^{2}}$$
    $$V = 35.014\text{ m/s}$$
    다음으로 손실수두 $h_{f}$를 계산합니다.
    $$h_{f} = f \times \frac{L}{D} \times \frac{V^{2}}{2g}$$
    $$h_{f} = 0.1 \times 10^{-3} \times \frac{200}{0.4} \times \frac{35.014^{2}}{2 \times 9.8}$$
    $$h_{f} = 3.1275\text{ m} = 312.75\text{ cm}$$
    최종 결과는 약 $313\text{ cm}$ 입니다.
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15. 다음 중 등엔트로피 과정은?

  1. 가역 단열 과정
  2. 비가역 등온 과정
  3. 수축과 확대 과정
  4. 마찰이 있는 가역적 과정
(정답률: 89%)
  • 등엔트로피 과정은 가역 과정이면서 동시에 단열 과정인 상태를 말합니다. 즉, 외부와의 열 교환이 없고 마찰 등의 손실이 없는 가역 단열 과정이 정답입니다.
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16. 유체의 점성과 관련된 설명 중 잘못된 것은?

  1. poise 는 점도의 단위이다.
  2. 점도란 흐름에 대한 저항력의 척도이다.
  3. 동점성 계수는 점도/밀도와 같다.
  4. 20℃에서 물의 점도는 1 poise 이다.
(정답률: 83%)
  • 유체의 점성 계수와 단위에 대한 개념 문제입니다. 20℃에서 물의 점도는 $1\text{ cp}$ (centipoise)이며, 이는 $0.01\text{ poise}$에 해당합니다.
    오답 노트
    poise 는 점도의 단위이다: 옳은 설명입니다.
    점도란 흐름에 대한 저항력의 척도이다: 점도의 정의입니다.
    동점성 계수는 점도/밀도와 같다: $\nu = \mu / \rho$ 공식에 따른 옳은 설명입니다.
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17. 단면적이 변화하는 수평 관로에 밀도가 ρ 인 이상유체가 흐르고 있다. 단면적이 A1 인 곳에서의 압력은 P1, 단면적이 A2 이 곳에서의 압력은 P2 이다. 이면 단면적이 A2 인 곳에서의 평균 유속은?

(정답률: 69%)
  • 베르누이 방정식과 연속 방정식을 이용하여 유속을 구하는 문제입니다.
    $$P_{1} + \frac{1}{2}\rho v_{1}^{2} = P_{2} + \frac{1}{2}\rho v_{2}^{2}$$
    연속 방정식에 의해 $v_{1} = v_{2} \frac{A_{2}}{A_{1}}$이며, 조건에서 $A_{2} = \frac{A_{1}}{2}$이므로 $v_{1} = \frac{1}{2}v_{2}$가 됩니다.
    이를 베르누이 식에 대입하면:
    $$P_{1} - P_{2} = \frac{1}{2}\rho (v_{2}^{2} - v_{1}^{2}) = \frac{1}{2}\rho (v_{2}^{2} - (\frac{1}{2}v_{2})^{2}) = \frac{1}{2}\rho \frac{3}{4}v_{2}^{2} = \frac{3}{8}\rho v_{2}^{2}$$
    $$v_{2}^{2} = \frac{8(P_{1} - P_{2})}{3\rho}$$
    $$v_{2} = \sqrt{\frac{8(P_{1} - P_{2})}{3\rho}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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18. 전단응력(shear stress)과 속도구배와의 관계를 나타낸 다음 그림에서 빙햄플라스틱유체(Bingham plastic fluid)를 나타낸 것은?

  1. (1)
  2. (2)
  3. (3)
  4. (4)
(정답률: 72%)
  • 빙햄플라스틱유체는 항복 응력이 존재하여, 특정 임계 전단응력 이상이 되어야만 흐름이 시작되는 비뉴턴 유체입니다. 그래프에서 y축 절편(초기 응력)을 가지고 직선적으로 증가하는 의 (4)번 곡선이 이에 해당합니다.
    오답 노트
    (1) 의가소성 유체: 전단속도가 증가함에 따라 점성이 감소함
    (2) 뉴턴 유체: 원점을 지나는 직선 관계
    (3) 딜레이턴트 유체: 전단속도가 증가함에 따라 점성이 증가함
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19. 완전발달흐름(fully developed flow)에 대한 내용으로 옳은 것은?

  1. 속도분포가 축을 따라 변하지 않는 흐름
  2. 천이영역의 흐름
  3. 완전난류의 흐름
  4. 정상상태의 유체흐름
(정답률: 61%)
  • 완전발달흐름은 관내 유동에서 경계층이 완전히 성장하여, 흐름 방향(축 방향)으로 속도 분포가 더 이상 변하지 않고 일정하게 유지되는 상태를 말합니다.
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20. 유체를 연속체로 취급할 수 있는 조건은?

  1. 유체가 순전히 외력에 의하여 연속적으로 운동을 한다.
  2. 항상 일정한 전단력을 가진다.
  3. 비압축성이며 탄성계수가 적다.
  4. 물체의 특성길이가 분자 간의 평균자유행로보다 훨씬 크다.
(정답률: 66%)
  • 유체를 연속체로 취급하기 위해서는 관찰 대상인 물체의 특성길이가 분자 간의 평균자유행로보다 훨씬 커서, 개별 분자의 운동이 아닌 거시적인 평균값으로 물리량을 정의할 수 있어야 합니다.
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2과목: 연소공학

21. 다음 그림은 카르노 사이클(Carmot cycle)의 과정을 도식으로 나타낸 것이다. 열효율 η를 나타내는 식은?

(정답률: 76%)
  • 카르노 사이클의 열효율은 공급된 열량 $Q_{1}$과 방출된 열량 $Q_{2}$의 차이를 공급된 열량으로 나눈 값으로 정의합니다.
    $$\eta = \frac{Q_{1} - Q_{2}}{Q_{1}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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22. 발열량이 21MJ/kg인 무연탄이 7%의 수분을 포함한다면 무연탄의 발열량은 약 몇 MJ/kg 인가?

  1. 16.43
  2. 17.85
  3. 19.53
  4. 21.12
(정답률: 68%)
  • 수분을 포함한 연료의 발열량은 전체 질량 중 순 연료가 차지하는 비율을 곱하여 계산합니다.
    $$\text{H} = \text{H}_0 \times (1 - \text{W})$$
    $$\text{H} = 21 \times (1 - 0.07)$$
    $$\text{H} = 19.53$$
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23. 최소 점화에너지에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 최소 점화에너지는 유속이 증가할수록 작아진다.
  2. 최소 점화에너지는 혼합기 온도가 상승함에 따라 작아진다.
  3. 최소 점화에너지의 상승은 혼합기 온도 및 유속과는 무관하다.
  4. 최소 점화에너지는 유속 20m/s 까지는 점화에너지가 증가하지 않는다.
(정답률: 70%)
  • 최소 점화에너지는 혼합기의 온도가 높을수록 분자들의 에너지가 커져 점화에 필요한 추가 에너지가 적게 들므로 작아집니다.
    오답 노트
    유속이 증가할수록 작아진다: 유속이 증가하면 열 손실이 커져 오히려 점화에너지가 증가합니다.
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24. 압력 엔탈피 선도에서 등엔트로피 선의 기울기는?

  1. 부피
  2. 온도
  3. 밀도
  4. 압력
(정답률: 60%)
  • 압력-엔탈피($\text{P-h}$) 선도에서 등엔트로피 선은 등비체적선과 일치하므로, 그 기울기는 부피를 의미합니다.
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25. 줄·톰슨 효과를 참조하여 교축과정(throttling process)에서 생기는 현상과 관계없는 것은?

  1. 엔탈피 불변
  2. 압력 강하
  3. 온도 강하
  4. 엔트로피 불변
(정답률: 73%)
  • 교축과정은 단열 팽창 과정으로, 엔탈피는 일정하게 유지되지만 압력과 온도는 강하하며 엔트로피는 항상 증가하는 비가역 과정입니다.
    오답 노트
    엔트로피 불변: 교축과정은 비가역 과정이므로 엔트로피가 증가합니다.
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26. 비중이 0.75 인 휘발유(C8H18) 1L를 완전 연소시키는데 필요한 이론산소량은 약 몇 L 인가?

  1. 1510
  2. 1842
  3. 2486
  4. 2814
(정답률: 57%)
  • 휘발유의 질량을 구한 뒤, 화학 반응식에 따른 이론 산소량을 비례식으로 계산합니다.
    휘발유 질량: $1\text{L} \times 0.75 = 750\text{g}$ 휘발유($\text{C}_8\text{H}_{18}$) 1몰의 질량: $114\text{g}$, 필요 산소량: $12.5\text{mol} \times 22.4\text{L/mol}$ $$\text{Oxygen} = \frac{12.5 \times 22.4 \times 750}{114}$$
    $$\text{Oxygen} = \frac{210000}{114}$$
    $$\text{Oxygen} = 1842.1$$
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27. 1kmol 의 일산화탄소와 2kmol 의 산소로 충전된 용기가 있다. 연소 전 온도는 298K, 압력은 0.1MPa 이고 연소 후 생성물은 냉각되어 1300K 로 되었다. 정상상태에서 완전 연소가 일어났다고 가정했을 때 열전달량은 약 몇 kJ 인가? (단, 반응물 및 생성물의 총엔탈피는 각각 –110529 kJ, -293338 kJ 이다.)

  1. -202397
  2. -230323
  3. -340238
  4. -403867
(정답률: 37%)
  • 정상상태에서의 열전달량은 반응물의 총엔탈피와 생성물의 총엔탈피 차이로 계산합니다.
    $$Q = H_{reactants} - H_{products}$$
    $$Q = -110529 - (-293338)$$
    $$Q = -202397\text{ kJ}$$
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28. 기체가 168kJ의 열을 흡수하면서 동시에 외부로부터 20kJ의 일을 받으면 내부에너지의 변화는 약 몇 kJ 인가?

  1. 20
  2. 148
  3. 168
  4. 188
(정답률: 74%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 내부에너지 변화량은 계에 가해진 열량과 외부에서 받은 일의 합과 같습니다. 외부로부터 일을 받았으므로 일의 부호는 양(+)으로 처리합니다.
    $$\Delta U = Q + W$$
    $$\Delta U = 168 + 20$$
    $$\Delta U = 188\text{ kJ}$$
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29. 열화학반응 시 온도변화와 열전도 범위에 비해 속도변화의 전도 범위가 크다는 것을 나타내는 무차원수는?

  1. 루이스 수(Lewis number)
  2. 러셀 수(Nesselt number)
  3. 프란틀 수(Prandtl number)
  4. 그라쇼프 수(Grashof number)
(정답률: 70%)
  • 프란틀 수는 운동량 확산 계수와 열 확산 계수의 비를 나타내며, 열전도 범위와 속도변화(점성) 전도 범위의 상대적 크기를 결정하는 무차원수입니다.
    오답 노트
    루이스 수: 열 확산과 질량 확산의 상관관계
    그라쇼프 수: 부력과 점성력의 비로 자연대류의 흐름 상태 결정
    러셀 수: 대류 열전달과 전도 열전달의 비
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30. 산소의 기체상수(R) 값은 약 얼마인가?

  1. 260 J/kg·K
  2. 650 J/kg·K
  3. 910 J/kg·K
  4. 1074 J/kg·K
(정답률: 78%)
  • 기체상수 $R$은 일반 기체상수를 해당 기체의 분자량으로 나누어 계산합니다.
    $$R = \frac{R_u}{M}$$
    $$R = \frac{8314}{32}$$
    $$R = 260\text{ J/kg·K}$$
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31. 가연성 가스의 폭발범위에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 일반적으로 압력이 높을수록 폭발범위가 넓어진다.
  2. 가연성 혼합가스의 폭발범위는 고압에서는 상압에 비해 훨씬 넓어진다.
  3. 프로판과 공기의 혼합가스에 불연성가스를 첨가하는 경우 폭발범위는 넓어진다.
  4. 수소와 공기의 혼합가스는 고온에 있어서는 폭발범위가 상온에 비해 훨씬 넓어진다.
(정답률: 83%)
  • 불연성 가스를 첨가하면 가연성 가스의 농도를 희석시켜 연소 반응을 방해하므로, 폭발범위는 오히려 좁아집니다.
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32. 압력이 1기압이고 과열도가 10℃ 인 수증기의 엔탈피는 약 몇 kcal/kg 인가? (단, 100℃의 물의 증발 잠열이 539 kcal/kg 이고, 물의 비열은 1 kcal/kg·℃, 수증기의 비열은 0.45 kcal/kg·℃, 기준 상태는 0℃ 와 1atm 으로 한다.)

  1. 539
  2. 639
  3. 643.5
  4. 653.5
(정답률: 58%)
  • 전체 엔탈피는 물의 현열, 증발 잠열, 그리고 과열 수증기의 현열을 모두 합산하여 구합니다.
    $$H = C_{w} \Delta T_{w} + L + C_{s} \Delta T_{s}$$
    $$H = 1 \times 100 + 539 + 0.45 \times 10$$
    $$H = 643.5$$
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33. 가스의 비열비(k = Cp / Cv)의 값은?

  1. 항상 1 보다 크다.
  2. 항상 0 보다 작다.
  3. 항상 0 이다.
  4. 항상 1 보다 작다.
(정답률: 86%)
  • 비열비는 정압비열($C_{p}$)을 정적비열($C_{v}$)로 나눈 값이며, 항상 정압비열이 정적비열보다 크기 때문에 그 값은 항상 1보다 큽니다.
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34. 어떤 고체연료의 조성은 탄소 71%, 산소 10%, 수소 3.8%, 황 3%, 수분 3%, 기타 성분 9.2%로 되어 있다. 이 연료의 고위발열량(kcal/kg)은 얼마인가?

  1. 6698
  2. 6782
  3. 7103
  4. 7398
(정답률: 42%)
  • 고체연료의 성분 분석값을 이용하여 고위발열량을 산출하는 듀롱(Dulong) 공식을 적용합니다.
    $$H_{h} = 8100C + 34200(H - \frac{O}{8}) + 2500S$$
    $$H_{h} = 8100 \times 0.71 + 34200(0.038 - \frac{0.10}{8}) + 2500 \times 0.03$$
    $$H_{h} = 6698$$
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35. 다음 중 대기오염 방지기기로 이용되는 것은?

  1. 링겔만
  2. 플레임로드
  3. 레드우드
  4. 스크러버
(정답률: 79%)
  • 스크러버는 세정액을 이용하여 가스 속의 오염 물질을 흡수 또는 제거하는 대표적인 대기오염 방지 장치입니다.
    오답 노트
    링겔만: 연기 농도 측정법
    플레임로드: 점도 측정계
    레드우드: 점도 측정계
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36. 가스 혼합물을 분석한 결과 N2 70%, CO2 15%, O2 11%, CO 4% 의 체적비를 얻었다. 이 혼합물은 10 kPa, 20℃, 0.2m3 인 초기상태로부터 0.1m3으로 실린더 내에서 가역단열 압축할 때 최종 상태의 온도는 약 몇 K 인가? (단, 이 혼합가스의 정적비열은 0.7157 kJ/kg·K 이다.)

  1. 300
  2. 380
  3. 460
  4. 540
(정답률: 55%)
  • 가역단열 압축 과정에서 온도와 부피의 관계식(단열 변화 공식)을 사용하여 최종 온도를 계산합니다.
    $$T_{2} = T_{1} \times (\frac{V_{1}}{V_{2}})^{k-1}$$
    $$T_{2} = 293.15 \times (\frac{0.2}{0.1})^{1.4-1}$$
    $$T_{2} = 380$$
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37. 종합적 안전관리 대상자가 실시하는 가스 안전성평가의 기준에서 정량적 위험성 평가기법에 해당하지 않는 것은?

  1. FTA(Fault Tree Analyis)
  2. ETA(Event Tree Analyis)
  3. CCA(Cause Consequence Analyis)
  4. HAZOP(Hazard and Operability Studies)
(정답률: 78%)
  • 위험성 평가 기법은 수치적으로 사고 확률을 계산하는 정량적 평가와 전문가의 경험과 분석을 통해 위험을 찾는 정성적 평가로 나뉩니다. HAZOP(Hazard and Operability Studies)은 대표적인 정성적 평가 기법입니다.
    오답 노트
    FTA, ETA, CCA: 모두 사고의 확률과 빈도를 계산하는 정량적 평가 기법입니다.
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38. 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: 82%)
  • 수소는 무색, 무취, 무미의 가연성 가스로 확산성이 매우 크고 폭발 위험이 높은 물질입니다.
    오답 노트
    생물체의 호흡에 필수적이며 연료의 연소에 필요하다: 이는 산소($O_{2}$)에 대한 설명입니다.
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39. 다음 보기에서 설명하는 연소 형태로 가장 적절한 것은?

  1. 증발연소
  2. 등심연소
  3. 확산연소
  4. 예혼합연소
(정답률: 75%)
  • 가스와 공기를 버너에서 미리 혼합하여 분사하는 방식으로, 화염면이 자력으로 전파되며 역화의 위험이 있고 연소실 부하율을 높일 수 있는 특징을 가진 예혼합연소에 대한 설명입니다.
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40. 탄소 1kg을 이론공기량으로 완전 연소시켰을 때 발생되는 연소가스양은 약 몇 Nm3 인가?

  1. 8.9
  2. 10.8
  3. 11.2
  4. 22.4
(정답률: 48%)
  • 탄소 $1\text{kg}$ 연소 시 발생하는 이론 공기량과 연소 가스량을 계산하는 문제입니다.
    $$G = \frac{1 \times 22.4}{12 \times 0.21}$$
    $$G = \frac{22.4}{2.52}$$
    $$G = 8.9$$
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3과목: 가스설비

41. 냉동용 특정설비제조시설에서 발생기란 흡수식 냉동설비에 사용하는 발생기에 관계되는 설계온도가 몇 ℃를 넘는 열교환기 및 이들과 유사한 것을 말하는가?

  1. 105℃
  2. 150℃
  3. 200℃
  4. 250℃
(정답률: 57%)
  • KGS CODE AA111 기준에 따라, 냉동용 특정설비제조시설의 발생기는 흡수식 냉동설비에서 설계온도가 $200^{\circ}\text{C}$를 넘는 열교환기 및 이와 유사한 설비를 말합니다.
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42. 아세틸렌에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 반응성이 대단히 크고 분해 시 발열 반응을 한다.
  2. 탄화칼슘에 물을 가하여 만든다.
  3. 액체 아세틸렌보다 고체 아세틸렌에 안정하다.
  4. 폭발범위가 넓은 가연성 기체이다.
(정답률: 58%)
  • 아세틸렌은 반응성이 매우 크고 분해 시 열을 흡수하는 흡열 반응을 하는 기체입니다. 따라서 압축 시 분해 폭발의 위험이 있습니다.
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43. 스프링 작동식과 비교한 파일럿식 정압기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 오프셋이 적다.
  2. 1차 압력변화의 영향이 적다.
  3. 로크업을 적게 할 수 있다.
  4. 구조 및 신호계통이 단순하다.
(정답률: 67%)
  • 파일럿식 정압기는 직동식(스프링 작동식)의 한계를 극복하기 위해 파일럿 정압기를 추가로 부착한 구조이므로, 구조 및 신호계통이 더 복잡합니다.
    오답 노트
    오프셋, 로크업, 1차 압력변화 영향: 파일럿식은 직동식보다 이러한 특성들이 개선되어 더 안정적이고 정밀한 제어가 가능합니다.
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44. 이음매 없는 용기의 제조법 중 이음매 없는 강과을 재료로 사용하는 제조방식은?

  1. 웰딩식
  2. 만네스만식
  3. 에르하르트식
  4. 딥드로잉식
(정답률: 76%)
  • 만네스만식은 저탄소강을 약 $1250^{\circ}\text{C}$로 가열하여 소성 변형시킨 후, 이중원추형 롤의 회전 압축력을 이용해 이음매 없는 강관을 제조하는 대표적인 방식입니다.
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45. 신규 용기의 내압시험 시 전증가량이 100cm3 이었다. 이 용기가 검사에 합격하려면 영구증가량은 몇 cm3 이하이어야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 79%)
  • 용기의 내압시험 합격 기준은 영구증가율이 전증가량의 $10\text{%}$이하가 되어야 합니다.
    $$영구증가량 = 전증가량 \times 0.1$$
    $$영구증가량 = 100 \times 0.1$$
    $$영구증가량 = 10\text{ cm}^3$$
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46. 다음 금속재료에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 강에 P(인)의 함유량이 많으면 신율, 충격치는 저하된다.
  2. 18% Cr, 8% Ni을 함유한 강을 18-8 스테인리스강이라 한다.
  3. 금속가공 중에 생긴 잔류응력을 제거할 때에는 열처리를 한다.
  4. 구리와 주석의 합금은 황동이고, 구리와 아연의 합금은 청동이다.
(정답률: 84%)
  • 구리 합금의 종류를 구분하는 문제입니다. 구리와 아연의 합금은 황동이며, 구리와 주석의 합금은 청동입니다.
    오답 노트
    인(P) 함유량 증가: 신율 및 충격치 저하
    18-8 스테인리스강: $18\text{% Cr}$, $8\text{% Ni}$ 함유
    잔류응력 제거: 열처리 수행
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47. 대체천연가스(SNG) 공정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 원료는 각종 탄화수소이다.
  2. 저온수증기 개질방식을 채택한다.
  3. 천연가스를 대체할 수 있는 제조가스이다.
  4. 메탄을 원료로 하여 공기 중에서 부분연소로 수소 및 일산화탄소의 주성분을 만드는 공정이다.
(정답률: 69%)
  • 대체천연가스(SNG)는 석탄, 바이오매스, 석유 코크스 등 탄소 기반 원료를 수증기 개질, 부분연소, 수첨분해 등을 통해 가스화하고 메탄합성 공정을 거쳐 천연가스와 유사한 성상으로 제조하는 가스입니다. 메탄을 원료로 하여 부분연소시키는 것은 SNG의 제조 원리와 맞지 않습니다.
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48. 부식방지 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 금속을 피복한다.
  2. 선택배류기를 접속시킨다.
  3. 이종의 금속을 접촉시킨다.
  4. 금속표면의 불균일을 없앤다.
(정답률: 84%)
  • 부식을 방지하기 위해서는 금속 표면을 피복하거나, 선택배류기를 접속하고, 표면의 불균일을 제거해야 합니다. 반면, 이종의 금속을 접촉시키면 전위차로 인해 갈바닉 부식이 발생하여 부식이 촉진되므로 이는 잘못된 방법입니다.
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49. 압력용기라 함은 그 내용물이 액화가스인 경우 35℃에서의 압력 또는 설계압력이 얼마 이상인 용기를 말하는가?

  1. 0.1 MPa
  2. 0.2 MPa
  3. 1 MPa
  4. 2 MPa
(정답률: 62%)
  • 압력용기의 정의 기준은 내용물에 따라 다릅니다. 액화가스의 경우에는 $35\text{℃}$에서의 압력 또는 설계압력이 $0.2\text{ MPa}$이상인 용기를 말하며, 압축가스의 경우에는 $1\text{ MPa}$이상인 용기를 말합니다.
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50. 냄새가 나는 물질(부취제)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. D.M.S는 토양투과성이 아주 우수하다.
  2. T.B.M은 충격(impact)에 가장 약하다.
  3. T.B.M은 메르캅탄류 중에서 내산화성이 우수하다.
  4. T.H.T의 LD50은 6400mg/kg 정도로 거의 무해하다.
(정답률: 65%)
  • 부취제 중 충격(Impact)에 대한 안정성 순서는 $\text{THT} > \text{TBM} > \text{DMS}$ 순입니다.
    오답 노트
    T.B.M은 충격에 가장 약하다: 충격에 가장 약한 물질은 $\text{DMS}$입니다.
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51. 펌프에서 송출압력과 송출유량 사이에 주기적이 변동이 일어나는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 공동 현상
  2. 수격 현상
  3. 서징 현상
  4. 캐비테이션 현상
(정답률: 75%)
  • 서징 현상은 펌프 운전 중 토출량, 양정, 압력이 주기적으로 변동하며 맥동이 발생하는 현상을 말합니다.
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52. 다음 중 가스 액화사이클이 아닌 것은?

  1. 린데 사이클
  2. 클라우드 사이클
  3. 필립스 사이클
  4. 오토 사이클
(정답률: 69%)
  • 린데, 클라우드, 필립스 사이클은 대표적인 가스 액화 사이클입니다.
    오답 노트
    오토 사이클: 가솔린 엔진과 같은 동력기관의 열역학 사이클입니다.
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53. 35℃에서 최고 충전압력이 15MPa로 충전된 산소용기의 안전밸브가 작동하기 시작하였다면 이때 산소용기 내의 온도는 약 몇 ℃ 인가?

  1. 137℃
  2. 142℃
  3. 150℃
  4. 165℃
(정답률: 44%)
  • 가스 용기의 부피가 일정할 때, 압력과 절대온도의 관계를 이용해 안전밸브 작동 시의 온도를 구합니다.
    $$P_{1}V_{1}/T_{1} = P_{2}V_{2}/T_{2}$$
    $$15 \times 308 = 20 \times T_{2}$$
    $$T_{2} = 231$$
    절대온도 $231\text{K}$를 섭씨온도로 변환하면 $231 - 273 = -42$가 나오나, 기존 해설의 안전밸브 작동압력 산식($15 \times 0.8 \times 5/3 = 20\text{MPa}$)과 샤를의 법칙을 적용하여 계산하면 다음과 같습니다.
    $$T_{2} = T_{1} \times (P_{2}/P_{1})$$
    $$T_{2} = 308 \times (20/15)$$
    $$T_{2} = 410.67$$
    섭씨온도로 변환하면 $410.67 - 273 = 137.67$이므로 약 $137\text{℃}$가 됩니다.
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54. 중간매체 방식의 LNG 기화장치에서 중간 열매체로 사용되는 것은?

  1. 폐수
  2. 프로판
  3. 해수
  4. 온수
(정답률: 71%)
  • LNG 기화장치의 중간매체 방식에서는 프로판이나 펜탄($C_{5}H_{12}$)과 같은 물질을 중간 열매체로 사용하여 LNG를 기화시킵니다.
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55. 고압가스 설비의 두께는 상용압력의 몇 배 이상의 압력에서 항복을 일으키지 않아야 하는가?

  1. 1.5배
  2. 2배
  3. 2.5배
  4. 3배
(정답률: 67%)
  • 고압가스 설비의 안전 기준에 따라, 설비의 두께는 상용압력의 2배 이상의 압력에서 항복을 일으키지 않을 만큼 충분한 강도를 가져야 합니다.
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56. 다음 보기에서 설명하는 안전밸브의 종류는?

  1. 가용전식
  2. 중추식
  3. 스프링식
  4. 파열판식
(정답률: 62%)
  • 의 설명처럼 구조가 간단하고 취급이 용이하며, 토출 용량이 커서 압력 상승이 급격한 곳에 적합하고 밸브 시트 누설이 없는 방식은 파열판식 안전밸브의 특징입니다.
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57. 고온 고압에서 수소가스 설비에 탄소강을 사용하면 수소취성을 일으키게 되므로 이것을 방지하기 위하여 첨가하는 금속 원소로 적당하지 않은 것은?

  1. 몰리브덴
  2. 크립톤
  3. 텅스텐
  4. 바나듐
(정답률: 67%)
  • 수소취성을 방지하기 위해 탄소강에 첨가하는 원소는 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐, 티타늄, 크롬 등이 적절하며, 크립톤은 비활성 기체로 금속 합금 원소로 사용되지 않습니다.
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58. 고압식 액화산소 분리장치의 제조과정에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 원료공기는 1.5 ~ 2.0 MPa로 압축된다.
  2. 공기 중의 탄산가스는 실리카겔 등의 흡착제로 제거한다.
  3. 공기압축기 내부윤활유를 광유로 하고 광유는 건조로에서 제거한다.
  4. 액체질소와 액화공기는 상부 탑에 이송되나 이때 아세틸렌 흡착기에서 액체공기 중 아세틸렌과 탄화수소가 제거된다.
(정답률: 57%)
  • 액체질소와 액화공기가 상부 탑으로 이송될 때, 아세틸렌 흡착기를 통해 액체공기 내의 아세틸렌과 탄화수소를 제거하는 과정이 옳습니다.
    오답 노트
    원료공기는 1.5 ~ 2.0 MPa가 아니라 15 ~ 20 MPa로 압축됩니다.
    탄산가스는 실리카겔이 아니라 가성소다 용액을 이용한 탄산가스 흡수기에서 제거합니다.
    광유는 건조로가 아니라 유분리기를 통해 제거해야 폭발 위험을 막을 수 있습니다.
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59. 펌프의 양수량이 2m3/min 이고 배관에서의 전 손실수두가 5m인 펌프로 20m 위로 양수하고자 할 때 펌프의 축동력은 약 몇 kW 인가? (단, 펌프의 효율은 0.87 이다.)

  1. 7.4
  2. 9.4
  3. 11.4
  4. 13.4
(정답률: 65%)
  • 펌프의 축동력을 구하는 공식으로, 양수량, 전양정(실양정 + 손실수두), 효율을 고려하여 계산합니다.
    $$\text{kW} = \frac{\rho \times Q \times H}{102 \times \eta \times 60}$$
    $$\text{kW} = \frac{1000 \times 2 \times (20 + 5)}{102 \times 0.87 \times 60}$$
    $$\text{kW} = 9.4$$
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60. 고압가스저장시설에서 가연성 가스설비를 수리할 때 가스설비 내를 대기압 이하까지 가스치환을 생략하여도 무방한 경우는?

  1. 가스설비의 내용적이 3m3 일 때
  2. 사람이 그 설비의 안에서 작업할 때
  3. 화기를 사용하는 작업일 때
  4. 가스켓의 교환 등 경미한 작업을 할 때
(정답률: 79%)
  • 가연성 가스설비 수리 시 가스치환을 생략할 수 있는 경우는 설비의 간단한 청소나 가스켓 교환 등 경미한 작업일 때, 화기를 사용하지 않는 작업일 때, 사람이 설비 밖에서 작업할 때, 또는 내용적이 $1\text{m}^3$이하인 경우 등이 해당됩니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 저장탱크에 의한 액화석유가스사용시설에서 배관설비 신축흡수조치 기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 건축물에 노출하여 설치하는 배관의 분기관의 길이는 30cm 이상으로 한다.
  2. 분기관에는 90° 엘보 1개 이상을 포 함하는 굴곡부를 설치한다.
  3. 분기관이 창문을 관통하는 부분에 사용하는 보호관의 내경은 분기관 외경의 1.2배 이상으로 한다.
  4. 11층 이상 20층 이하 건축물의 배관에는 1개소 이상의 곡관을 설치한다.
(정답률: 51%)
  • 건축물에 노출하여 설치하는 배관의 분기관 길이는 $50\text{cm}$이상으로 설치해야 합니다.
    오답 노트
    11층 이상 20층 이하 건축물의 배관에는 1개소 이상의 곡관을 설치하는 것이 맞으며, 20층 이상인 경우 2개소 이상의 곡관을 설치해야 합니다.
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62. 부취제 혼합설비의 이입작업 안전기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 운반차량으로부터 저장탱크에 이입 시 보호의 및 보안경 등의 보호장비를 착용한 후 작업한다.
  2. 부취제가 누출될 수 있는 주변에는 방류둑을 설치한다.
  3. 운반차량은 저장탱크의 외면과 3m 이상 이격거리를 유지한다.
  4. 이입 작업 시에는 안전관리자가 상주하여 이를 확인한다.
(정답률: 63%)
  • 부취제 이입 작업 시에는 운반차량이 고정되도록 자동차 정지목 등을 설치하고, 작업 관계자 외의 출입을 통제하며, 종료 후 잔류 부취제 회수 및 누출 점검을 수행해야 합니다. 부취제가 누출될 수 있는 주변에 방류둑을 설치한다는 내용은 이입 작업의 직접적인 안전기준에 해당하지 않습니다.
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63. 고압가스 특정제조시설에서 플레어스택의 설치위치 및 높이는 플레어스택 바로 밑의 지표면에 미치는 복사열이 몇 kcal/m2·h 이하로 되도록 하여야 하는가?

  1. 2000
  2. 4000
  3. 6000
  4. 8000
(정답률: 72%)
  • 고압가스 특정제조시설의 플레어스택 설치 시, 지표면에 미치는 복사열은 $4000\text{kcal}/\text{m}^2\cdot\text{h}$이하가 되도록 높이와 위치를 결정해야 합니다.
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64. 저장탱크에 액화석유가스를 충전하려면 정전기를 제거한 후 저장탱크 내용적의 몇 %를 넘지 않도록 충전하여야 하는가?

  1. 80%
  2. 85%
  3. 90%
  4. 95%
(정답률: 74%)
  • 저장탱크에 액화석유가스를 충전할 때는 내용적의 $90\%$를 넘지 않도록 충전해야 합니다.
    오답 노트
    소형저장탱크: $85\%$이하
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65. 2개 이상의 탱크를 동일 차량에 고정할 때의 기준으로 틀린 것은?

  1. 탱크의 주밸브는 1개만 설치한다.
  2. 충전관에는 긴급 탈압밸브를 설치한다.
  3. 충전관에는 안전밸브, 압력계를 설치한다.
  4. 탱크와 차량과의 사이를 단단하게 부착하는 조치를 한다.
(정답률: 79%)
  • 2개 이상의 탱크를 동일 차량에 고정할 때는 탱크마다 각각 주밸브를 설치해야 합니다.
    그 외 탱크와 차량 사이의 단단한 부착 조치, 충전관 내 안전밸브, 압력계, 긴급 탈압밸브 설치는 모두 옳은 기준입니다.
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66. 지하에 설치하는 액화석유가스 저장탱크실재료의 규격으로 옳은 것은?

  1. 설계강도 : 25 MPa 이상
  2. 물-결합재비 : 25% 이하
  3. 슬럼프(slump) : 50~150mm
  4. 굵은 골재의 최대 치수 : 25mm
(정답률: 69%)
  • 지하 설치 액화석유가스 저장탱크실 재료 규격상 굵은 골재의 최대 치수는 $25\text{mm}$여야 합니다.
    오답 노트
    설계강도: $21\text{MPa}$이상
    물-결합재비: $50\%$이하
    슬럼프: $120\sim150\text{mm}$
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67. 독성가스 배관을 2중관으로 하여야 하는 독성가스가 아닌 것은?

  1. 포스겐
  2. 염소
  3. 브롬화메탄
  4. 산화에틸렌
(정답률: 63%)
  • 독성가스 배관을 2중관으로 설치해야 하는 대상에는 포스겐, 염소, 산화에틸렌, 황화수소, 시안화수소, 아황산가스, 암모니아, 염화메탄 등이 포함됩니다. 브롬화메탄은 이 대상에 해당하지 않습니다.
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68. 고압가스용기의 보관장소에 용기를 보관할 경우의 준수할 사항 중 틀린 것은?

  1. 충전용기와 잔가스용기는 각각 구분하여 용기보관장소에 놓는다.
  2. 용기보관장소에는 계량기 등 작업에 필요한 물건 외에는 두지 아니한다.
  3. 용기보관장소의 주위 2m 이내에는 화기 또는 인화성물질이나 발화성물질을 두지 아니한다.
  4. 가연성가스 용기보관장소에는 비방폭형 손전등을 사용한다.
(정답률: 80%)
  • 가연성가스 용기보관장소는 폭발 위험이 있는 구역이므로, 전기 스파크로 인한 화재를 방지하기 위해 반드시 방폭형 손전등을 사용해야 합니다.
    오답 노트
    비방폭형 손전등 사용: 폭발 위험으로 인해 반드시 방폭형을 사용해야 함
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69. 다음 중 특정설비가 아닌 것은?

  1. 조정기
  2. 저장탱크
  3. 안전밸브
  4. 긴급차단장치
(정답률: 67%)
  • 특정설비에는 기화장치, 독성가스 배관용 밸브, 역화방지기, 압력용기, 실린더 캐비닛 등이 포함됩니다. 반면 조정기는 특정설비가 아닌 가스용품으로 분류됩니다.
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70. 압축가스의 저장탱크 및 용기 저장능력의 산정식을 옳게 나타낸 것은? (단, Q : 설비의 저장능력[m3], P : 35℃에서의 최고충전압력[MPa], V1 : 설비의 내용적[m3] 이다.)

  2. Q = 1.5 PV1
  3. Q = (1 – P)V1
  4. Q = (10P + 1)V1
(정답률: 77%)
  • 압축가스 저장탱크의 저장능력은 최고충전압력과 내용적의 곱을 통해 산정하며, 압력 단위가 $MPa$일 때의 표준 식을 적용합니다.
    $$Q = (10P + 1)V_{1}$$
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71. 액화석유가스에 첨가하는 냄새가 나는 물질의 측정방법이 아닌 것은?

  1. 오더미터법
  2. 엣지법
  3. 주사기법
  4. 냄새주머니법
(정답률: 67%)
  • 액화석유가스의 누출을 감지하기 위해 첨가하는 부취제의 측정방법으로는 오더미터법, 주사기법, 냄새주머니법, 무취실법이 사용됩니다. 따라서 엣지법은 측정방법에 해당하지 않습니다.
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72. 산소, 아세틸렌 및 수소가스를 제조할 경우의 품질검사 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 검사는 1일 1회 이상 가스제조장에서 실시한다.
  2. 검사는 안전관리부총괄자가 실시한다.
  3. 액체산소를 기화시켜 용기에 충전하는 경우에는 품질검사를 아니할 수 있다.
  4. 검사 결과는 안전관리부총괄자와 안전관리책임자가 함께 확인하고 서명 날인한다.
(정답률: 71%)
  • 가스 제조 시 품질검사는 안전관리책임자가 실시하며, 그 결과에 대해 안전관리부총괄자와 안전관리책임자가 함께 확인하고 서명 날인해야 합니다.
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73. 고압가스 운반차량에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 액화가스를 충전하는 탱크에는 요동을 방지하기 위한 방파판 등을 설치한다.
  2. 허용농도가 200ppm 이하인 독성가스는 전용차량으로 운반한다.
  3. 가스운반 중 누출 등 위해 우려가 있는 경우에는 소방서 및 경찰서에 신고한다.
  4. 질소를 운반하는 차량에는 소화설비를 반드시 휴대하여야 한다.
(정답률: 79%)
  • 질소는 화학적으로 반응하지 않는 불활성 가스이므로 화재 위험이 없어 소화설비를 반드시 휴대할 필요가 없습니다.
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74. 동절기에 습도가 낮은 날 아세티렌 용기밸브를 급히 개방할 경우 발생할 가능성이 가장 높은 것은?

  1. 아세톤 증발
  2. 역화방지기 고장
  3. 중합에 의한 폭발
  4. 정전기에 의한 착화 위험
(정답률: 81%)
  • 동절기와 같이 습도가 낮은 환경에서 용기 밸브를 급격히 개폐하면 정전기가 발생하기 쉽습니다. 이 정전기가 점화원이 되어 가스에 착화될 위험이 매우 높으므로 주의해야 합니다.
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75. 일반도시가스사업자 시설의 정압기에 설치되는 안전밸브 분출부의 크기 기준으로 옳은 것은?

  1. 정압기 입구측 압력이 0.5 MPa 이상인 것은 50A 이상
  2. 정압기 입구 압력에 관계없이 80A 이상
  3. 정압기 입구측 압력이 0.5 MPa 미만인 것으로서 설계유량이 1000Nm3/h 이상인 것으로 32A 이상
  4. 정압기 입구측 압력이 0.5 MPa 미만인 것으로서 설계유량이 1000Nm3/h 미만인 것으로 32A 이상
(정답률: 63%)
  • 일반도시가스사업자 시설 정압기 안전밸브 분출부 크기는 입구측 압력과 설계유량에 따라 결정됩니다.
    정압기 입구측 압력이 $0.5\text{ MPa}$이상인 경우에는 $50\text{A}$이상을 설치해야 합니다.
    오답 노트
    입구측 압력이 $0.5\text{ MPa}$ 미만일 때: 설계유량 $1000\text{Nm}^3/\text{h}$이상은 $50\text{A}$이상, $1000\text{Nm}^3/\text{h}$ 미만은 $25\text{A}$이상을 적용합니다.
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76. 가연성 가스를 운반하는 차량의 고정된 탱크에 적재하여 운반하는 경우 비치하여야 하는 분말 소화제는?

  1. BC용, B-3 이상
  2. BC용, B-10 이상
  3. ABC용, B-3 이상
  4. ABC용, B-10 이상
(정답률: 73%)
  • 가연성 가스를 고정 탱크에 적재하여 운반할 때 비치해야 하는 분말 소화제 기준은 BC용 $B-10$이상 또는 ABC용 $B-12$이상입니다.
    오답 노트
    산소 운반 시에는 BC용 $B-8$이상 또는 ABC용 $B-10$이상을 비치합니다.
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77. 장치 운전 중 고압반응기의 플랜지부에서 가연성 가스가 누출되기 시작했을 때 취해야 할 일반적인 대책으로 가장 적절하지 않은 것은?

  1. 화기 사용 금지
  2. 일상 점검 및 운전
  3. 가스 공급의 즉시 정지
  4. 장치 내를 불활성 가스로 치환
(정답률: 82%)
  • 가연성 가스가 누출되는 비상 상황에서는 즉시 가스 공급을 정지하고 화기 금지 및 불활성 가스 치환 등의 긴급 조치를 취해야 하며, 평상시와 같은 일상 점검 및 운전을 계속하는 것은 매우 위험하므로 적절하지 않습니다.
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78. 다음 중 1종 보호시설이 아닌 것은?

  1. 주택
  2. 수용능력 300인 이상의 극장
  3. 국보 제1호인 남대문
  4. 호텔
(정답률: 80%)
  • 1종 보호시설은 호텔, 학교, 300인 이상 수용 극장, 지정문화재 등 다중이용시설이나 중요 시설을 의미하며, 일반 주택은 2종 보호시설에 해당합니다.
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79. 폭발에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 폭발은 급격한 압력의 발생 등으로 심한 음을 내며, 팽창하는 현상으로 화학적인 원인으로만 발생한다.
  2. 발화에는 전기불꽃, 마찰, 정전기 등의 외부 발화원이 반드시 필요하다.
  3. 최소 발화에너지가 큰 혼합가스는 안전간격이 작다.
  4. 아세틸렌, 산화에틸렌, 수소는 산소 중에서 폭굉을 발생하기 쉽다.
(정답률: 66%)
  • 아세틸렌, 산화에틸렌, 수소와 같은 가스들은 산소와 혼합되었을 때 매우 격렬한 반응을 일으켜 폭굉을 발생시키기 쉽습니다.
    오답 노트
    - 폭발은 화학적 원인뿐만 아니라 물리적 원인으로도 발생함
    - 발화에는 외부 발화원 없이 스스로 발화하는 자연발화가 있음
    - 최소 발화에너지가 클수록 안전간격은 커짐
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80. 내용적 40L의 고압용기에 0℃, 100기압의 산소가 충전되어 있다. 이 가스 4kg을 사용하였다면 전압력은 약 몇 기압(atm)이 되겠는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 47%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 충전된 산소의 총 질량을 구한 뒤, 사용 후 남은 질량으로 전압력을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$W = \frac{PVM}{RT}$$
    ② [숫자 대입]
    $$W = \frac{100 \times 40 \times 32}{0.082 \times 273} = 5717.86 \text{ g}$$
    사용 후 압력 공식
    $$P = \frac{WRT}{VM}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = \frac{(5717.86 - 4000) \times 0.082 \times 273}{40 \times 32}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 30.043 \text{ atm}$$
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5과목: 가스계측기기

81. 가스크로마토그램 분석결과 노르말헵탄의 피크높이가 12.0cm, 반높이선 나비가 0.48cm 이고 벤젠의 피크높이가 9.0cm, 반높이선 나비가 0.62cm 였다면 노르말헵탄의 농도는 얼마인가?

  1. 49.20%
  2. 50.79%
  3. 56.47%
  4. 77.42%
(정답률: 53%)
  • 가스크로마토그래피에서 성분의 농도는 (피크 높이 $\times$ 반높이 너비)로 계산한 면적의 비율로 구합니다.
    $$\text{농도} = \frac{H_1 \times W_1}{(H_1 \times W_1) + (H_2 \times W_2)} \times 100$$
    $$\text{농도} = \frac{12.0 \times 0.48}{(12.0 \times 0.48) + (9.0 \times 0.62)} \times 100$$
    $$\text{농도} = 50.79$$
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82. 온도 25℃ 습공기의 노점온도가 19℃일 때 공기의 상대습도는? (단, 포화 증기압 및 수증기 분압은 각각 23.76mmHg, 16.47mmHg 이다.)

  1. 69%
  2. 79%
  3. 83%
  4. 89%
(정답률: 57%)
  • 상대습도는 현재 공기 중의 수증기 분압을 포화 증기압으로 나눈 백분율로 계산합니다.
    $$\phi = \frac{P_w}{P_s} \times 100$$
    $$\phi = \frac{16.47}{23.76} \times 100$$
    $$\phi = 69.3$$
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83. 헴펠식 분석법에서 흡수, 분리되는 성분이 아닌 것은?

  1. CO2
  2. H2
  3. CmHn
  4. O2
(정답률: 71%)
  • 헴펠식 분석법은 가스 성분을 특정 흡수액으로 분리하여 정량하는 방법입니다. $\text{CO}_2$는 $\text{KOH}$, $\text{CmHn}$은 발연황산, $\text{O}_2$는 피로갈롤 용액에 의해 흡수 및 분리되지만, $\text{H}_2$는 해당 분석법에서 분리되는 성분이 아닙니다.
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84. 가스미터의 필요 구비조건이 아닌 것은?

  1. 감도가 예민할 것
  2. 구조가 간단할 것
  3. 소형이고 용량이 작을 것
  4. 정확하게 계량할 수 있을 것
(정답률: 79%)
  • 가스미터는 가스의 유량을 정확하게 측정하는 장치이므로 감도가 예민하고 구조가 간단하며 정확한 계량이 가능해야 합니다. 하지만 용량이 너무 작으면 측정 효율이 떨어지므로 소형이고 용량이 작을 것은 구비조건이 아닙니다.
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85. 피스톤형 압력계 중 분동식 압력계에 사용되는 다음 액체 중 약 3000kg/cm2 이상의 고압측정에 사용되는 것은?

  1. 모빌유
  2. 스핀들유
  3. 피자마유
  4. 경유
(정답률: 68%)
  • 분동식 압력계에서는 측정하려는 압력 범위에 따라 사용하는 액체의 종류가 달라집니다. $3000\text{kg/cm}^2$이상의 고압 측정에는 점도가 큰 모빌유를 사용하여 안정적인 측정이 가능하게 합니다.
    오답 노트
    경유: $40\sim100\text{kg}$ 범위 측정
    피자마유, 스핀들유: $100\sim1000\text{kg}$ 범위 측정
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86. 연소식 O2 계에서 산소측정용 촉매로 주로 사용되는 것은?

  1. 팔라듐
  2. 탄소
  3. 구리
  4. 니켈
(정답률: 60%)
  • 연소식 $O_{2}$ 계는 가연성 가스와 산소를 혼합하여 촉매 연소시킬 때 발생하는 반응열의 변화로 농도를 측정하며, 이때 촉매로 팔라듐(Pd)이 주로 사용됩니다.
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87. 가스미터의 종류별 특징을 연결한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 습식 가스미터 – 유량 측정이 정확하다.
  2. 막식 가스미터 – 소용량의 계량에 적합하고 가격이 저렴하다.
  3. 루트미터 – 대용량의 가스측정에 쓰인다.
  4. 오리피스 미터 – 유량 측정이 정확하고 압력 손실도 거의 없고 내구성이 좋다.
(정답률: 77%)
  • 오리피스 미터는 유체 흐름에 장애물을 설치하여 압력 차를 측정하는 방식으로, 구조상 압력 손실이 크다는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    습식 가스미터: 유량 측정 정밀도가 높음
    막식 가스미터: 소용량 계량에 적합하며 저렴함
    루트미터: 대용량 가스 측정에 사용됨
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88. 가스의 폭발 등 급속한 압력변화를 측정하거나 엔진의 지시계로 사용하는 압력계는?

  1. 피에즈 전기압력계
  2. 경사관식 압력계
  3. 침종식 압력계
  4. 벨로우즈식 압력계
(정답률: 70%)
  • 피에즈 전기압력계는 결정체에 압력을 가했을 때 발생하는 기전력이 압력에 비례하는 압전 효과를 이용하므로, 가스 폭발과 같은 급격한 압력 변화 측정에 적합합니다.
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89. 다음 중 기본단위는?

  1. 에너지
  2. 물질량
  3. 압력
  4. 주파수
(정답률: 65%)
  • SI 기본단위는 길이(m), 질량(kg), 시간(s), 전류(A), 물질량(mol), 온도(K), 광도(cd)의 7가지로 정의됩니다. 따라서 물질량이 기본단위에 해당합니다.
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90. 가스의 화학반응을 이용한 분석계는?

  1. 세라믹 O2계
  2. 가스크로마토그래피
  3. 오르자트 가스분석계
  4. 용액전도율식 분석계
(정답률: 64%)
  • 오르자트 가스분석계는 특정 성분을 흡수하는 용액 흡수제를 이용하여 가스 시료 내의 산소, 일산화탄소, 이산화탄소 함량을 측정하는 대표적인 화학 반응 분석계입니다.
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91. 가스크로마토그램에서 A, B 두 성분의 보유시간은 각각 1분 50초와 2분 20초이고 피이크 폭은 다 같이 30초 였다. 이 경우 분리도는 얼마인가?

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 56%)
  • 두 성분의 보유시간 차이와 피크 폭을 이용하여 분리도를 계산합니다.
    $$R = \frac{2(t_{2} - t_{1})}{W_{1} + W_{2}}$$
    $$R = \frac{2(140 - 110)}{30 + 30}$$
    $$R = 1.0$$
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92. 막식 가스미터의 선정 시 고려해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 사용 최대유량
  2. 감도유량
  3. 사용가스의 종류
  4. 설치 높이
(정답률: 75%)
  • 막식 가스미터 선정 시에는 측정 정밀도와 관련된 사용 최대유량, 감도유량, 가스의 화학적 성질에 따른 사용가스의 종류를 고려해야 합니다.
    오답 노트
    설치 높이: 기기의 성능 선정 기준이 아닌 유지보수 편의성을 위한 고려 사항입니다.
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93. 오프셋(잔류편차)이 있는 제어는?

  1. I 제어
  2. P 제어
  3. D 제어
  4. PID 제어
(정답률: 76%)
  • P 제어(비례 제어)는 조작량이 편차에 비례하여 결정되므로, 설정값에 도달하기 전 편차가 0이 되면 조작량이 일정해져 목표값과 실제값 사이에 오프셋(잔류편차)이 반드시 발생합니다.
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94. 고온, 고압의 액체나 고점도의 부식성액체 저장탱크에 가장 적합한 간접식 액면계는?

  1. 유리관식
  2. 방사선식
  3. 플로트식
  4. 검척식
(정답률: 69%)
  • 방사선식 액면계는 액체에 직접 접촉하지 않고 방사선의 투과량 변화를 감지하여 측정하는 방식입니다. 따라서 직접 측정이 곤란한 고온, 고압의 액체나 부식성 액체 저장탱크에 가장 적합합니다.
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95. 실온 22℃, 습도 45%, 기압 765mmHg 인 공기의 증기 분압(Pw)은 약 몇 mmHg 인가? (단, 공기의 가스 상수는 29.27 kg·m/kg·K, 22℃에서 포화 압력(Ps)은 18.66 mmHg 이다.)

  1. 4.1
  2. 8.4
  3. 14.3
  4. 16.7
(정답률: 53%)
  • 공기의 증기 분압은 포화 압력에 상대 습도를 곱하여 계산합니다.
    $$P_w = P_s \times H$$
    $$P_w = 18.66 \times 0.45$$
    $$P_w = 8.4$$
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96. 응답이 목표값에 처음오로 도달하는데 걸리는 시간을 나타내는 것은?

  1. 상승시간
  2. 응답시간
  3. 시간지연
  4. 오버슈트
(정답률: 64%)
  • 상승시간은 응답이 지정된 작은 값(보통 10%)에서 큰 값(보통 90%)까지 상승하여 목표값에 도달하는 데 소요되는 시간을 의미합니다.
    오답 노트
    지연시간: 목표값의 50%에 도달하는 데 걸리는 시간
    시간정수: 목표값의 63%에 도달하는 데 걸리는 시간
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97. 일반적인 열전대 온도계의 종류가 아닌 것은?

  1. 백금 - 백금·로듐
  2. 크로멜 - 알루멜
  3. 철 - 콘스탄탄
  4. 백금 – 알루멜
(정답률: 74%)
  • 일반적인 열전대 조합으로는 백금-백금·로듐, 크로멜-알루멜, 철-콘스탄탄 등이 사용되며, 백금-알루멜은 표준적인 열전대 조합에 해당하지 않습니다.
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98. 열전대 온도계의 작동 원리는?

  1. 열기전력
  2. 전기저항
  3. 방사에너지
  4. 압력팽창
(정답률: 83%)
  • 열전대 온도계는 서로 다른 두 종류의 금속선을 접합하여 두 접점에 온도 차를 주었을 때 기전력이 발생하는 제베크 효과(Seebeck effect)를 이용하므로, 작동 원리는 열기전력입니다.
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99. 제어계의 과도응답에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 입력신호에 대한 출력신호의 시간적 변화이다.
  2. 입력신호에 대한 출력신호가 목표치보다 크게 나타나는 것이다.
  3. 입력신호에 대한 출력신호가 목표치보다 작게 나타나는 것이다.
  4. 입력신호에 대한 출력신호가 과도하게 지연되어 나타나는 것이다.
(정답률: 46%)
  • 제어계의 과도응답은 시스템이 입력 신호의 변화에 반응하여 새로운 정상 상태에 도달하기까지 나타나는 시간 영역에서의 응답, 즉 입력신호에 대한 출력신호의 시간적 변화를 의미합니다.
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100. 적외선 가스분석기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 선택성이 우수하다.
  2. 연속분석이 가능하다.
  3. 측정농도 범위가 넓다.
  4. 대칭 2원자 분자의 분석에 적합하다.
(정답률: 77%)
  • 적외선 가스분석기는 분자 진동 시 쌍극자 모멘트의 변화가 있어야 적외선을 흡수합니다. 따라서 $H_{2}$, $O_{2}$, $Cl_{2}$와 같은 대칭 2원자 분자나 단원자 분자는 적외선을 흡수하지 않아 분석이 불가능합니다.
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