가스기사 필기 기출문제복원 (2019-08-04)

가스기사
(2019-08-04 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 이상기체의 등온, 정압, 정적과정과 무관한 것은?

  1. P1V1 = P2V2
  2. P1/T1 = P2/T2
  3. V1/T1 = V2/T2
  4. P1V1/T1 = P2(V1 + V2)/T1
(정답률: 81%)
  • 이상기체 상태 방정식 $PV = nRT$를 기반으로 한 각 과정의 관계식을 묻는 문제입니다. 등온 과정은 $P_{1}V_{1} = P_{2}V_{2}$, 정압 과정은 $V_{1}/T_{1} = V_{2}/T_{2}$, 정적 과정은 $P_{1}/T_{1} = P_{2}/T_{2}$가 성립합니다. 따라서 $P_{1}V_{1}/T_{1} = P_{2}(V_{1} + V_{2})/T_{1}$ 식은 이상기체의 기본 상태 변화 과정과 무관한 잘못된 식입니다.
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2. 유체의 흐름상태에서 표면장력에 대한 관성력의 상대적인 크기를 나타내는 무차원의 수는?

  1. Reynolds 수
  2. Froude 수
  3. Euler 수
  4. Weber 수
(정답률: 73%)
  • 유동 시 관성력과 표면장력의 상대적 크기를 나타내는 무차원 수는 Weber 수입니다.
    오답 노트
    Reynolds 수: 관성력 / 점성력
    Froude 수: 관성력 / 중력
    Euler 수: 관성력 / 압력
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3. 캐비테이션 발생에 따른 현상으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 소음과 진동 발생
  2. 양정곡선의 상승
  3. 효율곡선의 저하
  4. 깃의 침식
(정답률: 78%)
  • 캐비테이션은 액체 내에 기포가 발생하는 현상으로, 이로 인해 소음, 진동, 깃의 침식이 발생하며 양정곡선과 효율곡선은 모두 저하됩니다.
    오답 노트
    양정곡선의 상승: 캐비테이션 발생 시 양정은 오히려 저하됩니다.
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4. 안지름이 10cm 인 원관을 통해 1시간에 10m3의 물을 수송하려고 한다. 이 때 물의 평균유속은 약 몇 m/s 이어야 하는가?

  1. 0.0027
  2. 0.0354
  3. 0.277
  4. 0.354
(정답률: 63%)
  • 유량과 단면적을 이용하여 평균유속을 구하는 문제입니다.
    $$V = \frac{Q}{A}$$
    $$V = \frac{10}{\frac{3.14 \times 0.1^{2}}{4} \times 3600}$$
    $$V = 0.354$$
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5. 양정 25m, 송출량 0.15 m3/min 로 물을 송출하는 펌프가 있다. 효율 65%일 때 펌프의 축 동력은 몇 kW 인가?

  1. 0.94
  2. 0.83
  3. 0.74
  4. 0.68
(정답률: 65%)
  • 펌프의 축동력을 구하기 위해 물의 비중량, 유량, 양정을 효율로 나누어 계산합니다.
    $$P = \frac{1000 \times Q \times H}{102 \times 60 \times \eta}$$
    $$P = \frac{1000 \times 0.15 \times 25}{102 \times 60 \times 0.65}$$
    $$P = 0.94$$
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6. 30℃인 공기 중에서의 음속은 몇 m/s 인가? (단, 비열비는 1.4 이고, 기체상수는 287 J/kg·K 이다.)

  1. 216
  2. 241
  3. 307
  4. 349
(정답률: 64%)
  • 공기 중의 음속은 비열비, 기체상수, 그리고 절대온도의 곱에 루트를 씌워 계산합니다.
    $$v = \sqrt{\gamma R T}$$
    $$v = \sqrt{1.4 \times 287 \times (273 + 30)}$$
    $$v = 348.5$$
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7. 어떤 매끄러운 수평 원관에 유체가 흐를 때 완전 난류유동(완전히 거친 난류유동) 영역이었고, 이때 손실수두가 10m 이었다. 속도가 2배가 되면 손실수두는?

  1. 20 m
  2. 40 m
  3. 80 m
  4. 160 m
(정답률: 77%)
  • 완전 난류유동 영역에서 손실수두는 유속의 제곱에 비례하는 특성을 가집니다.
    $$h_{L} \propto V^{2}$$
    $$h_{L}' = 10 \times 2^{2}$$
    $$h_{L}' = 40\text{ m}$$
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8. 개수로 유동(open channel flow)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 수력구배선은 자유표면과 일치한다.
  2. 에너지 선은 수면 위로 속도 수두만큼 위에 있다.
  3. 에너지 선의 높이가 유동방향으로 하강하는 것은 손실 때문이다.
  4. 개수로에서 바닥면의 압력은 항상 일정하다.
(정답률: 71%)
  • 개수로에서 바닥면의 압력은 수심(깊이)에 따라 변하므로 항상 일정하다는 설명은 틀렸습니다. 바닥면 압력이 일정하려면 유량 높이가 일정해야 합니다.
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9. 유체가 반지름 150mm, 길이가 500m 인 주철관을 통하여 유속 2.5 m/s로 흐를 때 마찰에 의한 손실 수두는 몇 m 인가? (단, 관마출 계수 f = 0.03 이다.)

  1. 5.47
  2. 13.6
  3. 15.9
  4. 31.9
(정답률: 46%)
  • 달시-바이스바흐 식을 이용하여 관내 마찰 손실 수두를 계산합니다. 이때 주의할 점은 문제에서 주어진 반지름 $150\text{mm}$를 지름 $D = 0.3\text{m}$로 변환하여 적용하는 것입니다.
    $$H_{f} = f \times \frac{L}{D} \times \frac{v^{2}}{2g}$$
    $$H_{f} = 0.03 \times \frac{500}{0.3} \times \frac{2.5^{2}}{2 \times 9.8}$$
    $$H_{f} = 15.9$$
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10. 그림과 같이 물을 사용하여 기체압력을 측정하는 경사마노메타에서 압력차(P1 - P2)는 몇 cmH2O 인가? (단, θ = 30°, 면적 A1 》 면적 A2 이고, R = 30cm 이다.)

  1. 15
  2. 30
  3. 45
  4. 90
(정답률: 67%)
  • 경사마노메타에서 압력차는 액체 기둥의 수직 높이에 비례합니다. 빗변의 길이 $R$과 각도 $\theta$를 이용하여 수직 높이를 계산합니다.
    $$h = R \times \sin \theta$$
    $$h = 30 \times \sin 30^{\circ}$$
    $$h = 15$$
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11. 일반적인 원관내 유동에서 하임계 레이놀즈수에 가장 가까운 값은?

  1. 2100
  2. 4000
  3. 21000
  4. 40000
(정답률: 81%)
  • 원관 내 유동에서 레이놀즈 수에 따른 흐름 상태를 구분하는 문제입니다. 하임계 레이놀즈 수는 난류에서 층류로 천이하는 경계값으로 약 $2100$입니다.
    오답 노트
    4000: 상임계 레이놀즈 수(층류에서 난류로 천이)
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12. 온도 20℃, 절대압력이 5 kgf/cm2 인 산소의 비체적은 몇 m3/kg 인가? (단, 산소의 분자량은 32이고, 일반기체상수는 848 kgf·m/kmol·K 이다.)

  1. 0.551
  2. 0.155
  3. 0.515
  4. 0.605
(정답률: 65%)
  • 이상기체 상태 방정식을 이용하여 비체적을 구하는 문제입니다.
    $$v = \frac{R T}{P}$$
    $$v = \frac{848 \times (273 + 20)}{32 \times 5 \times 10^{4}}$$
    $$v = 0.155$$
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13. 매끈한 직원관 속의 액체 흐름이 층류이고 관내에서 최대속도가 4.2 m/s 로 흐를 때 평균속도는 약 몇 m/s 인가?

  1. 4.2
  2. 3.5
  3. 2.1
  4. 1.75
(정답률: 79%)
  • 매끈한 원관 내 층류 유동에서 평균 속도는 최대 속도의 정확히 절반이 되는 특성을 가집니다.
    $$V_{avg} = \frac{1}{2} V_{max}$$
    $$V_{avg} = \frac{1}{2} \times 4.2$$
    $$V_{avg} = 2.1$$
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14. 유체에 잠겨 있는 곡면에 작용하는 정수력의 수평분력에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연직면에 투영한 투영면의 압력중심의 압력과 투영면을 곱한 값과 같다.
  2. 연직면에 투영한 투영면의 도심의 압력과 곡면의 면적을 곱한 값과 같다.
  3. 수평면에 투영한 투영면에 작용하는 정수력과 같다.
  4. 연직면에 투영한 투영면의 도심의 압력과 투영면의 면적을 곱한 값과 같다.
(정답률: 61%)
  • 곡면에 작용하는 정수력의 수평분력은 해당 곡면을 연직면에 투영시킨 투영면에 작용하는 힘과 동일합니다. 따라서 투영면의 도심에서의 압력에 투영면의 면적을 곱하여 계산합니다.
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15. 압축성유체에 대한 설명 중 가장 올바른 것은?

  1. 가역과정동안 마찰로 인한 손실이 일어난다.
  2. 이상기체의 음속은 온도의 함수이다.
  3. 유체의 유속이 아음속(subsonic)일 때, Mack 수는 1보다 크다.
  4. 온도가 일정할 때 이상기체의 압력은 밀도에 반비례한다.
(정답률: 66%)
  • 이상기체의 음속 공식 $a = \sqrt{\gamma R T}$에 따라 음속은 절대온도 $T$의 제곱근에 비례하는 온도의 함수입니다.
    오답 노트
    가역과정동안 마찰로 인한 손실이 일어난다: 가역과정은 마찰 등 손실이 없는 이상적인 과정입니다.
    유체의 유속이 아음속일 때, Mack 수는 1보다 크다: 아음속은 마하수가 1보다 작은 유동입니다.
    온도가 일정할 때 이상기체의 압력은 밀도에 반비례한다: 이상기체 상태방정식 $P = \rho R T$에 의해 압력은 밀도에 비례합니다.
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16. 물체 주위의 유동과 관련하여 다음 중 옳은 내용을 모두 나타낸 것은?

  1. ㉮
  2. ㉮, ㉯
  3. ㉮, ㉰
  4. ㉯, ㉰
(정답률: 67%)
  • 경계층의 특성과 레이놀즈수($Re$)의 관계를 분석하는 문제입니다.
    속도가 빠를수록 $Re$가 커져 경계층 두께가 얇아지므로 의 ㉮는 옳습니다. 또한 동점성계수가 커지면 $Re$가 작아져 경계층 두께가 두꺼워지므로 ㉰ 역시 옳습니다.
    오답 노트
    경계층 내부유동은 비점성유동으로 취급할 수 있다: 점성의 영향이 매우 현저하게 나타나는 영역이므로 틀렸습니다.
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17. 20℃ 공기속을 1000 m/s로 비행하는 비행기의 주위 유동에서 정체 온도는 몇 ℃ 인가? (단, K = 1.4, R = 287 N·m/kg·K 이며 등엔트로피 유동이다.)

  1. 518
  2. 545
  3. 574
  4. 598
(정답률: 40%)
  • 등엔트로피 유동에서 정체 온도는 현재 온도와 유속에 의한 동압 성분이 합쳐진 온도입니다.
    $$T_{0} = T + \frac{V^{2}}{2 C_{p}}$$
    여기서 $C_{p} = \frac{\gamma R}{\gamma - 1}$이므로, 정체 온도 공식은 다음과 같습니다.
    $$T_{0} = T + \frac{V^{2}}{2} \frac{\gamma - 1}{\gamma R}$$
    $$T_{0} = (20 + 273.15) + \frac{1000^{2}}{2} \frac{1.4 - 1}{1.4 \times 287}$$
    $$T_{0} = 791.15$$
    섭씨 온도로 변환하면 $791.15 - 273.15 = 518$ ℃ 입니다.
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18. 유체의 점성계수와 동점성계수에 관한 설명 중 옳은 것은? (단, M, L, T는 각각 질량, 길이, 시간을 나타낸다.)

  1. 상온에서의 공기의 점성계수는 물의 점성계수보다 크다.
  2. 점성계수의 차원은 ML-1T-1 이다.
  3. 동점성계수의 차원은 L2T-2 이다.
  4. 동점성계수의 단위에는 poise 가 있다.
(정답률: 73%)
  • 점성계수의 차원은 질량 $M$, 길이 $L$, 시간 $T$를 이용하여 $ML^{-1}T^{-1}$로 나타냅니다.
    오답 노트
    동점성계수의 단위: poise는 점성계수의 단위이며, 동점성계수의 단위는 stokes입니다.
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19. 원심펌프에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 액체를 비교적 균일한 압력으로 수송할 수 있다.
  2. 토출 유동의 맥동이 적다.
  3. 원심펌프 중 볼류트 펌프는 안내깃을 갖지 않는다.
  4. 양정거리가 크고 수송량이 적을 때 사용된다.
(정답률: 63%)
  • 원심펌프는 대용량 수송에 적합한 저양정 고용량 펌프입니다. 양정거리가 크고 수송량이 적은 경우에는 왕복동식(Positive displacement) 펌프를 사용해야 합니다.
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20. 이상기체에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 포화상태에 있는 포화 증기를 뜻한다.
  2. 이상기체의 상태 방정식을 만족시키는 기체이다.
  3. 체적 탄성계수가 100인 기체이다.
  4. 높은 압력하의 기체를 뜻한다.
(정답률: 84%)
  • 이상기체는 분자 사이의 인력이 없고 내부에너지가 온도만의 함수이며, 압축성 인자가 1이 되어 이상기체의 상태 방정식을 완벽하게 만족시키는 가상의 기체입니다.
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2과목: 연소공학

21. 액체 연료의 연소 형태가 아닌 것은?

  1. 등심연소(wick combustion)
  2. 증발연소(vaporizing combustion)
  3. 분무연소(spray combustion)
  4. 확산연소(diffusive combustion)
(정답률: 78%)
  • 확산연소는 기체 연료의 특성입니다. 액체 연료의 연소 형태에는 등심연소, 증발연소, 분무연소가 포함됩니다.
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22. 50℃, 30℃, 15℃ 인 3종류의 액체 A, B, C가 있다. A와 B를 같은 질량으로 혼합하였더니 40℃가 되었고, A와 C를 같은 질량으로 혼합하였더니 20℃가 되었다고 하면 B와 C를 같은 질량으로 혼합하면 온도는 약 몇 ℃ 가 되겠는가?

  1. 17.1
  2. 19.5
  3. 20.5
  4. 21.1
(정답률: 44%)
  • 열평형 방정식 $Q = C m \Delta t$를 이용하여 각 액체의 비열 관계를 먼저 구한 뒤 혼합 온도를 산출합니다.
    1. A와 B 혼합: $C_a \times m \times (50-40) = C_b \times m \times (40-30)$ $\rightarrow$ $C_a = C_b$ 2. A와 C 혼합: $C_a \times m \times (50-20) = C_c \times m \times (20-15)$ $\rightarrow$ $C_c = 6 C_a$ 3. B와 C 혼합: $C_b \times m \times (30-x) = C_c \times m \times (x-15)$ $$C_a \times (30-x) = 6 C_a \times (x-15)$$
    $$30-x = 6x-90$$
    $$7x = 120$$
    $$x = 17.1$$
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23. 파열물의 가열에 사용된 유효열량이 7000 kcal/kg, 전입열량이 12000 kcal/kg 일 때 열효율은 약 얼마인가?

  1. 49.2 %
  2. 58.3 %
  3. 67.4 %
  4. 76.5 %
(정답률: 77%)
  • 열효율은 투입된 전체 에너지(전입열량) 대비 실제로 유효하게 사용된 에너지(유효열량)의 비율로 계산합니다.
    $$\eta = \frac{Q_{eff}}{Q_{in}} \times 100$$
    $$\eta = \frac{7000}{12000} \times 100$$
    $$\eta = 58.3$$
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24. 가스 화재 시 밸브 및 콕크를 잠그는 경우 어떤 소화효과를 기대할 수 있는가?

  1. 질식소화
  2. 제거소화
  3. 냉각소화
  4. 억제소화
(정답률: 76%)
  • 가스 화재 시 밸브나 콕크를 잠그는 행위는 연소의 3요소 중 하나인 가연물(가스) 자체를 공급원으로부터 차단하는 것이므로 제거소화에 해당합니다.
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25. 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: 64%)
  • 열역학 제2법칙에 따라 비가역 과정에서는 계와 외계의 에너지 총합은 보존되지만, 전체 엔트로피의 총합은 항상 증가하는 방향으로 진행됩니다.
    오답 노트
    비가역 과정의 엔트로피 총합은 불변이 아니라 증가함
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26. 저발열량이 41860 kJ/kg 인 연료를 3 kg 연소시켰을 때 연소가스의 열용량이 62.8 kJ/℃ 였다면 이 때의 이론연소 온도는 약 몇 ℃ 인가?

  1. 1000℃
  2. 2000℃
  3. 3000℃
  4. 4000℃
(정답률: 73%)
  • 연료의 연소 시 발생하는 총 열량이 연소가스의 열용량에 의해 온도 상승으로 나타나는 원리를 이용합니다.
    $$T = \frac{H \times m}{C}$$
    $$T = \frac{41860 \times 3}{62.8}$$
    $$T = 2000$$
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27. 연소 반응 시 불꽃의 상태가 환원염으로 나타났다. 이 때 환원염은 어떤 상태인가?

  1. 수소가 파란불꽃을 내며 연소하는 화염
  2. 공기가 충분하여 완전 연소상태의 화염
  3. 과잉의 산소를 내포하여 연소가스 중 산소를 포함한 상태의 화염
  4. 산소의 부족으로 일산화탄소와 같은 미연분을 포함한 상태의 화염
(정답률: 69%)
  • 환원염은 연소 시 산소가 부족하여 일산화탄소($CO$)나 수소($H_{2}$)와 같은 미연분을 포함하고 있는 상태의 화염을 말합니다.
    오답 노트
    공기가 충분하여 완전 연소상태의 화염: 중성염에 해당합니다.
    과잉의 산소를 내포한 상태의 화염: 산화염에 해당합니다.
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28. 연료의 발화점(착화점)이 낮아지는 경우가 아닌 것은?

  1. 산소 농도가 높을수록
  2. 발열량이 높을수록
  3. 분자구조가 단순할수록
  4. 압력이 높을수록
(정답률: 71%)
  • 연료의 발화점은 산소 농도가 높거나, 발열량이 높거나, 압력이 높거나, 분자구조가 복잡할수록 낮아집니다.
    오답 노트
    분자구조가 단순할수록: 분자구조가 복잡할수록 발화점이 낮아지므로, 단순한 구조는 발화점을 높이는 요인이 됩니다.
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29. 오토(otto)사이클의 효율을 η1, 디젤(disel)사이클의 효율을 η2, 사바테(Sabathe)사이클의 효율을 η3 이라 할 때 공급열량과 압축비가 같을 경우 효율의 크기는?

  1. η1 ＞ η2 ＞ η3
  2. η1 ＞ η3 ＞ η2
  3. η2 ＞ η1 ＞ η3
  4. η2 ＞ η3 ＞ η1
(정답률: 70%)
  • 엔진 사이클의 효율 비교 시, 공급열량과 압축비가 동일한 조건에서는 오토 사이클이 가장 효율이 높고 디젤 사이클이 가장 낮습니다.
    효율 크기 순서: $\eta_{1} > \eta_{3} > \eta_{2}$
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30. CH4, CO2, H2O 의 생성열이 각각 75 kJ/kmol, 394 kJ/kmol, 242 kJ/kmol 일 때 CH4 의 완전 연소 발열량은 약 몇 kJ 인가?

  1. 803
  2. 786
  3. 711
  4. 636
(정답률: 54%)
  • 연소 반응 시 발열량은 생성물의 생성열 합에서 반응물의 생성열 합을 뺀 값으로 계산합니다.
    $$Q = \sum H_{product} - \sum H_{reactant}$$
    $$Q = (394 + 2 \times 242) - 75$$
    $$Q = 803$$
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31. 열역학 제 0 법칙에 대하여 설명한 것은?

  1. 저온체에서 고온체로 아무 일도 없이 열을 전달할 수 없다.
  2. 절대온도 0에서 모든 완전 결정체의 절대 엔트로피의 값은 0이다.
  3. 기계가 일을 하기 위해서는 반드시 다른 에너지를 소비해야 하고 어떤 에너지도 소비하지 않고 계속 일을 하는 기계는 존재하지 않는다.
  4. 온도가 서로 다른 물체를 접촉시키면 높은 온도를 지닌 물체의 온도는 내려가고, 낮은 온도를 지닌 물체의 온도는 올라가서 두 물체의 온도 차이는 없어진다.
(정답률: 75%)
  • 열역학 제0법칙은 열평형의 법칙으로, 온도가 서로 다른 두 물체를 접촉시키면 열이 이동하여 결국 온도가 같아지는 상태가 됨을 의미합니다.
    오답 노트
    저온체에서 고온체로 열을 전달할 수 없다는 내용: 제2법칙
    절대온도 0에서 엔트로피가 0이라는 내용: 제3법칙
    에너지 소비 없이 일을 하는 기계는 존재하지 않는다는 내용: 제1법칙(에너지 보존)
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32. 유독물질의 대기확산에 영향을 주게 되는 매개변수로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 토양의 종류
  2. 바람의 속도
  3. 대기안정도
  4. 누출지점의 높이
(정답률: 80%)
  • 대기확산은 기상 조건과 배출원 특성에 영향을 받습니다. 바람의 속도, 대기안정도, 누출지점의 높이는 확산 범위와 농도에 직접적인 영향을 주지만, 토양의 종류는 대기 중 확산 과정과 무관합니다.
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33. 연료가 완전연소할 때 이론상 필요한 공기량을 Mo(m3), 실제로 사용한 공기량을 M(m3)라 하면 과잉공기 백분율로 바르게 표시한 식은?

(정답률: 66%)
  • 과잉공기 백분율은 이론공기량 대비 실제 공급된 과잉공기량의 비율을 의미합니다.
    $$\text{과잉공기 백분율} = \frac{M - M_{0}}{M_{0}} \times 100$$
    따라서 정답은 입니다.
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34. 체적 2m3 의 용기 내에서 압력 0.4 MPa, 온도 50℃ 인 혼합기체의 체적분율이 메탄(CH4) 35%, 수소(H2) 40%, 질소(N2) 25% 이다. 이 혼합기체의 질량은 약 몇 kg 인가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 52%)
  • 혼합기체의 평균 분자량을 구한 뒤, 이상기체 상태방정식을 이용하여 전체 질량을 계산합니다.
    $$m = \frac{P \times V \times M}{R \times T}$$
    $$m = \frac{0.4 \times 10^{6} \times 2 \times 13.4}{8.314 \times (50 + 273)}$$
    $$m = 3.99$$
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35. 폭발범위의 하한 값이 가장 큰 가스는?

  1. C2H4
  2. C2H2
  3. C2H4O
  4. H2
(정답률: 51%)
  • 각 가스의 폭발범위 하한값을 비교하면 수소가 가장 큽니다.
    에틸렌: $3.1\%$, 아세틸렌: $2.5\%$, 산화에틸렌: $3\%$, 수소: $4\%$
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36. 전실화재(Flashover)와 역화(Back Draft)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Flashover는 급격한 가연성가스의 착화로서 폭풍과 충격파를 동반한다.
  2. Flashover는 화재성장기(제1단계)에서 발생한다.
  3. Back Draft는 최성기(제2단계)에서 발생한다.
  4. Flashover는 열의 공급이 요인이다.
(정답률: 60%)
  • 전실화재(Flashover)는 복사열에 의해 실내 가연물이 동시에 착화되는 현상으로, 폭풍과 충격파를 동반하는 것은 산소 급유입으로 발생하는 역화(Back Draft)의 특징입니다.
    오답 노트
    전실화재는 화재성장기(제1단계)에서 발생: 옳은 설명
    역화는 최성기(제2단계)에서 발생: 옳은 설명
    전실화재는 열의 공급이 요인: 옳은 설명
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37. 어떤 계에 42 kJ을 공급했다. 만약 이 계가 외부에 대하여 17000 N·m 의 일을 하였다면 내부에너지의 증가량은 약 몇 kJ 인가?

  1. 25
  2. 50
  3. 100
  4. 200
(정답률: 63%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 내부에너지의 변화량은 공급된 열량에서 외부로 한 일의 양을 뺀 값과 같습니다.
    $$\Delta U = Q - W$$
    $$\Delta U = 42 - \frac{17000}{1000}$$
    $$\Delta U = 25$$
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38. 수증기와 CO의 몰 혼합물을 반응시켰을 때 1000℃, 1기압에서의 평형조성이 CO, H2O 가 각각 28mol%, H2, CO2가 각각 22mol% 라 하면, 정압 평형정수(Kp)는 약 얼마인가?

  1. 0.2
  2. 0.6
  3. 0.9
  4. 1.3
(정답률: 47%)
  • 정압 평형정수는 생성물의 몰 분율 곱을 반응물의 몰 분율 곱으로 나누어 계산합니다.
    $$K_{p} = \frac{y_{H2} \times y_{CO2}}{y_{CO} \times y_{H2O}}$$
    $$K_{p} = \frac{0.22 \times 0.22}{0.28 \times 0.28}$$
    $$K_{p} = 0.6$$
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39. 다음 중 등엔트로피의 과정은?

  1. 가역 단열과정
  2. 비가역 단열과정
  3. Polytropic 과정
  4. Joule-Thomson 과정
(정답률: 78%)
  • 엔트로피의 변화가 없는 등엔트로피 과정은 가역 과정이면서 동시에 열 출입이 없는 단열 과정일 때 성립합니다.
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40. 도시가스의 조성을 조사해보니 부피조성으로 H2 30%, CO 14%, CH4 49%, CO2 5%, O2 2%를 얻었다. 이 도시가스를 연소시키기 위한 이론산소량(Nm3)은?

  1. 1.18
  2. 2.18
  3. 3.18
  4. 4.18
(정답률: 50%)
  • 가스 성분별 연소 반응식에 따라 필요한 산소량의 합에서 이미 포함된 산소량을 제외하여 계산합니다.
    $$O_{theory} = (0.5 \times H_{2}) + (0.5 \times CO) + (2 \times CH_{4}) - O_{2}$$
    $$O_{theory} = (0.5 \times 0.3) + (0.5 \times 0.14) + (2 \times 0.49) - 0.02$$
    $$O_{theory} = 1.18$$
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3과목: 가스설비

41. 정압기에 관한 특성 중 변동에 대한 응답속도 및 안정성의 관계를 나타내는 것은?

  1. 동특성
  2. 정특성
  3. 작동 최대차압
  4. 사용 최대차압
(정답률: 70%)
  • 정압기의 특성 중 부하 변동에 대한 신속한 응답성과 안정성의 관계를 나타내는 것을 동특성이라고 합니다.
    오답 노트
    정특성: 정상상태에서 유량과 2차 압력의 관계
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42. 석유정제공정의 상압증류 및 가솔린 생산을 위한 접촉개질 처리 등에서와 석유화학의 나프타 분해공정 중 에틸렌, 벤젠 등을 제조하는 공정에서 주로 생산되는 가스는?

  1. OFF 가스
  2. Cracking 가스
  3. Reforming 가스
  4. Topping 가스
(정답률: 69%)
  • 석유정제 공정의 상압증류, 접촉개질 처리 및 나프타 분해공정 등에서 부수적으로 생산되는 가스를 OFF 가스라고 합니다.
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43. 도시가스 원료 중에 함유되어 있는 황을 제거하기 위한 건식탈황법의 탈황제로서 일반적으로 사용되는 것은?

  1. 탄산나트륨
  2. 산화철
  3. 암모니아 수용액
  4. 염화암모늄
(정답률: 61%)
  • 도시가스의 황 성분을 제거하는 건식탈황법에서는 산화철($Fe_{2}O_{3}$)을 탈황제로 사용하여 황화수소($H_{2}S$)와 반응시켜 제거합니다.
    $$Fe_{2}O_{3} + 2H_{2}S + H_{2} = 2FeS + 3H_{2}O$$
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44. 연소 시 발생할 수 있는 여러 문제 중 리프팅(lifting) 현상의 주된 원인은?

  1. 노즐의 축소
  2. 가스 압력의 감소
  3. 1차 공기의 과소
  4. 배기 불충분
(정답률: 59%)
  • 리프팅 현상은 버너의 가스 분출속도가 연소속도보다 빠를 때 화염이 노즐에서 떨어져 상부에 떠서 연소하는 현상입니다. 노즐의 축소는 분출속도를 증가시켜 리프팅을 유발하는 주된 원인이 됩니다.
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45. 도시가스 공급시설에 설치하는 공기보다 무거운 가스를 사용하는 지역정압기실 개구부와 RTU(Remote Terminal Unit)박스는 얼마 이상의 거리를 유지하여야 하는가?

  1. 2 m
  2. 3 m
  3. 4.5 m
  4. 5.5 m
(정답률: 50%)
  • 도시가스 공급시설 기준에 따라 공기보다 무거운 가스를 사용하는 지역정압기실의 개구부와 RTU 박스는 $4.5\text{ m}$이상의 거리를 유지해야 합니다.
    오답 노트
    공기보다 가벼운 가스(NG) 사용 시: $1\text{ m}$이상
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46. 배관에서 지름이 다른 강관을 연결하는 목적으로 주로 사용하는 것은?

  1. 티
  2. 플랜지
  3. 엘보
  4. 리듀서
(정답률: 73%)
  • 배관에서 서로 다른 지름의 관을 연결하여 관경을 줄이거나 늘릴 때 사용하는 부속품은 리듀서입니다.
    오답 노트
    티: 관의 분기
    플랜지: 관의 분해 및 수리
    엘보: 방향 전환
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47. 발열량이 13000 kcal/m3이고, 비중이 1.3, 공급압력이 200 mmH2O 인 가스의 웨베지수는?

  1. 10000
  2. 11402
  3. 13000
  4. 16900
(정답률: 66%)
  • 가스의 웨베지수는 발열량을 비중의 제곱근으로 나누어 계산합니다.
    $$\text{Wobbe Index} = \frac{\text{Heating Value}}{\sqrt{\text{Specific Gravity}}}$$
    $$\text{Wobbe Index} = \frac{13000}{\sqrt{1.3}}$$
    $$\text{Wobbe Index} = 11402$$
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48. 1000 rpm으로 회전하는 펌프를 2000 rpm으로 변경하였다. 이 경우 펌프의 양정과 소요동력은 각가 얼마씩 변화하는가?

  1. 양정 : 2배, 소요동력 : 2배
  2. 양정 : 4배, 소요동력 : 2배
  3. 양정 : 8배, 소요동력 : 4배
  4. 양정 : 4배, 소요동력 : 8배
(정답률: 71%)
  • 펌프의 회전수가 변경될 때 양정은 회전수의 제곱에 비례하고, 소요동력은 회전수의 세제곱에 비례합니다.
    회전수가 $1000\text{ rpm}$에서 $2000\text{ rpm}$으로 $2$배 증가하였으므로:
    양정: $$H \propto N^{2} = 2^{2} = 4$$
    소요동력: $$P \propto N^{3} = 2^{3} = 8$$
    따라서 양정은 $4$배, 소요동력은 $8$배 변화합니다.
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49. 회전펌프에 해당하는 것은?

  1. 플랜지 펌프
  2. 피스톤 펌프
  3. 기어 펌프
  4. 다이어프램 펌프
(정답률: 77%)
  • 펌프는 작동 방식에 따라 구분하며, 기어 펌프는 회전하는 기어의 맞물림을 통해 액체를 송출하는 대표적인 회전펌프입니다.
    오답 노트
    피스톤 펌프, 다이어프램 펌프: 왕복동 펌프에 해당함
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50. 산소가 없어도 자기분해 폭발을 일으킬 수 있는 가스가 아닌 것은?

  1. C2H2
  2. N2H4
  3. H2
  4. C2H4O
(정답률: 65%)
  • 자기분해 폭발은 산소 없이도 열이나 충격에 의해 스스로 분해되며 폭발하는 현상입니다. $C_{2}H_{2}$(아세틸렌), $N_{2}H_{4}$(하이드라진), $C_{2}H_{4}O$(산화 에틸렌) 등이 이에 해당하며, $H_{2}$(수소)는 연소 범위 내에서 산소와 반응해야 폭발하는 가연성 가스입니다.
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51. 실린더 안지름 20cm, 피스톤행정 15cm, 매분회전수 300, 효율이 90%인 수평 1단 단동압축기가 있다. 지시평균 유효 압력을 0.2 MPa로 하면 압축기에 필요한 전동기의 마력은 약 몇 PS 인가? (단, 1 MPa은 10 kgf/cm2 로 한다.)

  1. 6
  2. 7
  3. 8
  4. 9
(정답률: 42%)
  • 압축기의 축동력을 구하는 공식으로, 지시평균 유효 압력과 유량, 효율을 고려하여 계산합니다.
    $$PS = \frac{P \times Q}{75 \times \eta}$$
    $$PS = \frac{20 \times (\frac{\pi \times 20^{2}}{4} \times 15 \times \frac{300}{60})}{75 \times 0.9}$$
    $$PS = 6.98$$
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52. 도시가스 저압 배관의 설계 시 관경을 결정하고자 할 때 사용되는 식은?

  1. Fan 식
  2. Oliphant 식
  3. Coxe 식
  4. Pole 식
(정답률: 72%)
  • 도시가스 저압 배관의 설계 시 관경을 결정하기 위해 사용되는 표준 공식은 Pole 식입니다.
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53. 가스보일러 물탱크의 수위를 다이어프램에 의해 압력 변화로 검출하여 전기접점에 의해 가스회로를 차단하는 안전장치는?

  1. 헛불방지장치
  2. 동결방지장치
  3. 소화안전장치
  4. 과열방지장치
(정답률: 69%)
  • 헛불방지장치는 가스 보일러나 온수기에서 물탱크의 수위를 감지하여, 물이 부족할 때 전기접점으로 가스회로를 차단함으로써 불완전 연소를 방지하고 안전을 확보하는 장치입니다.
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54. 가스온수기에 반드시 부착하여야 할 안전장치가 아닌 것은?

  1. 소화안전장치
  2. 역풍방지장치
  3. 전도안전장치
  4. 정전안전장치
(정답률: 68%)
  • 가스온수기에는 소화, 역풍, 정전 시 안전을 위한 장치가 필요하지만, 전도안전장치는 주로 용기가 넘어지는 것을 방지하는 체인 등의 장치를 의미하므로 온수기 자체의 필수 부착 안전장치와는 거리가 멉니다.
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55. 나프타를 접촉분해법에서 개질온도를 705℃로 유지하고 개질압력을 1기압에서 10기압으로 점진적으로 가압할 때 가스의 조성변화는?

  1. H2와 CO2가 감소하고 CH4와 CO가 증가한다.
  2. H2와 CO2가 증가하고 CH4와 CO가 감소한다.
  3. H2와 CO가 감소하고 CH4와 CO2가 증가한다.
  4. H2와 CO가 증가하고 CH4와 CO2가 감소한다.
(정답률: 58%)
  • 나프타 접촉분해법에서 압력이 증가하면 르샤틀리에 원리에 의해 분자 수가 감소하는 방향으로 반응이 진행됩니다. 따라서 분자 수가 많은 $H_{2}$와 $CO$는 감소하고, 분자 수가 적은 $CH_{4}$와 $CO_{2}$는 증가하게 됩니다.
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56. LPG를 사용하는 식당에서 연소기의 최대가스소비량이 3.56 kg/h 이었다. 자동절체식 조정기를 사용하는 경우 20 kg 용기를 최소 몇 개를 설치하여야 자연기화 방식으로 원활하게 사용할 수 있겠는가? (단, 20 kg 용기 1개의 가스발생능력은 1.8 kg/h 이다.)

  1. 2개
  2. 4개
  3. 6개
  4. 8개
(정답률: 55%)
  • 자동절체식 조정기는 기본적으로 2개의 용기가 1세트로 구성되며, 가스 소비량을 충족하는 용기 수에 예비용 세트를 추가하여 설치합니다.
    $$N = \frac{3.56}{1.8} \approx 1.97$$
    $$N = 2 \text{ 개 (사용분)} + 2 \text{ 개 (예비분)}$$
    $$N = 4 \text{ 개}$$
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57. 찜질방의 가열로실의 구조에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가열로의 배기통은 금속 이외의 불연성재료로 단열조치를 한다.
  2. 가열로실과 찜질실 사이의 출입문은 유리재로 설치한다.
  3. 가열로의 배기통 재료는 스테인리스를 사용한다.
  4. 가열로의 배기통에는 댐퍼를 설치하지 아니한다.
(정답률: 72%)
  • 가열로실과 찜질실 사이의 출입문은 안전을 위해 유리재가 아닌 금속재로 설치해야 합니다.
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58. LNG 저장탱크에서 사용되는 잠액식 펌프의 윤활 및 냉각을 위해 주로 사용되는 것은?

  1. 물
  2. LNG
  3. 그리스
  4. 황산
(정답률: 64%)
  • 잠액식 펌프는 펌프와 모터가 모두 액체 상태의 LNG에 잠겨 작동하는 구조입니다. 따라서 별도의 냉각재나 윤활유 없이 LNG 자체가 윤활 및 냉각 역할을 동시에 수행합니다.
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59. 차단성능이 좋고 유량조정이 용이하나 압력손실이 커서 고압의 대구경 밸브에는 부적당한 밸브는?

  1. 글로우브 밸브
  2. 플러그 밸브
  3. 게이트 밸브
  4. 버터플라이 밸브
(정답률: 65%)
  • 글로우브 밸브는 유체의 흐름 방향을 $90$도로 굴절시켜 유량 조절과 차단 성능은 우수하지만, 이 과정에서 압력 손실이 매우 크기 때문에 고압의 대구경 밸브로는 부적합합니다.
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60. 다기능 가스안전계량기(마이콤 메타)의 작동성능이 아닌 것은?

  1. 유량 차단성능
  2. 과열방지 차단성능
  3. 압력저하 차단성능
  4. 연속사용시간 차단성능
(정답률: 59%)
  • 다기능 가스안전계량기는 마이크로 컴퓨터를 통해 유량, 압력저하, 연속사용시간 등을 감지하여 차단하는 장치입니다.
    오답 노트
    과열방지 차단성능: 가스레인지 등에 설치되는 과열방지장치의 기능이며, 계량기에서는 수행하지 않는 기능입니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 아세틸렌의 임계압력으로 가장 가까운 것은?

  1. 3.5 MPa
  2. 5.0 MPa
  3. 6.2 MPa
  4. 7.3 MPa
(정답률: 50%)
  • 아세틸렌의 임계압력은 약 $61.7\text{atm}$이며, 이를 $\text{MPa}$ 단위로 환산하면 $6.2\text{MPa}$입니다.
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62. LPG 용기 보관실의 바닥 면적이 40m2 이라면 환기구의 최소 통풍가능 면적은?

  1. 10000 cm2
  2. 11000 cm2
  3. 12000 cm2
  4. 13000 cm2
(정답률: 76%)
  • LPG 용기 보관실의 환기구 면적은 바닥 면적 $1\text{m}^2$ 당 $300\text{cm}^2$이상의 통풍 면적을 확보해야 합니다.
    $$A = S \times 300$$
    $$A = 40 \times 300$$
    $$A = 12000\text{cm}^2$$
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63. 고압가스 제조장치의 내부에 작업원이 들어가 수리를 하고자 한다. 이 때 가스 치환 작업으로 가장 부적합한 경우는?

  1. 질소 제조장치에서 공기로 치환한 후 즉시 작업을 하였다.
  2. 아황산가스인 경우 불활성가스로 치환한 후 다시 공기로 치환하여 작업을 하였다.
  3. 수소제조 장치에서 불활성가스로 치환한 후 즉시 작업을 하였다.
  4. 암모니아인 경우 불활성가스로 치환하고 다시 공기로 치환한 후 작업을 하였다.
(정답률: 72%)
  • 작업자가 내부에서 작업하기 위해서는 산소 농도가 $18\sim22\%$로 유지되어야 합니다. 수소제조 장치에서 불활성가스로만 치환하고 즉시 작업을 하는 것은 산소가 없는 상태이므로 질식 위험이 있어 매우 부적합합니다.
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64. 의료용 산소용기의 도색 및 표시가 바르게 된 것은?

  1. 백색으로 도색 후 흑색 글씨로 산소라고 표시한다.
  2. 녹색으로 도색 후 백색 글씨로 산소라고 표시한다.
  3. 백색으로 도색 후 녹색 글씨로 산소라고 표시한다.
  4. 녹색으로 도색 후 흑색 글씨로 산소라고 표시한다.
(정답률: 69%)
  • 가스 용기의 도색 기준에 따라 의료용 산소용기는 외면을 백색으로 도색하고, 글씨는 녹색으로 표시해야 합니다.
    오답 노트
    녹색 외면과 백색 글씨: 공업용 산소용기 기준임
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65. 고압가스 저장시설에서 가연성가스 용기보관실과 독성가스의 용기보관실은 어떻게 설치하여야 하는가?

  1. 기준이 없다.
  2. 각각 구분하여 설치한다.
  3. 하나의 저장실에 혼합 저장한다.
  4. 저장실은 하나로 하되 용기는 구분 저장한다.
(정답률: 76%)
  • 가연성 가스와 독성 가스는 각각의 위험 특성이 다르므로, 안전한 관리를 위해 각각 구분하여 설치하는 것이 원칙입니다.
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66. 액화석유가스를 차량에 고정된 내용적 V(L)인 탱크에 충전할 때 충전량 산정식은? (단, W : 저장능력(kg), P : 최고충전압력(MPa), d : 비중(kg/L), C : 가스의 종류에 따른 정수이다.)

  1. W = V / C
  2. W = C(V + 1)
  3. W = 0.9 d V
  4. W = (10P + 1)V
(정답률: 60%)
  • 액화석유가스를 차량에 고정된 탱크에 충전할 때의 저장능력 산정 공식을 적용합니다.
    $$W = \frac{V}{C}$$
    $$W = \frac{V}{C}$$
    $$W = \frac{V}{C}$$
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67. 이동식 부탄연소기(220 g 납붙임용기 삽입형)를 사용하는 음식점에서 부탄연소기의 본체보다 큰 주물불판을 사용하여 오랜 시간 조리를 하다가 폭발 사고가 일어났다. 사고의 원인으로 추정되는 것은?

  1. 가스 누출
  2. 납붙임 용기의 불량
  3. 납붙임 용기의 오장착
  4. 용기 내부의 압력 급상승
(정답률: 74%)
  • 본체보다 큰 주물불판을 사용하면 불판에서 발생한 복사열이 가스 용기로 전달되어 용기가 과열됩니다. 이로 인해 용기 내부의 압력이 급격히 상승하여 폭발 사고가 발생하게 됩니다.
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68. 냉동설비와 1일 냉동능력 1톤의 산정기준에 대한 연결이 바르게 된 것은?

  1. 원심식압축기 사용 냉동설비-압축기의 원동기 정격출력 1.2 kW
  2. 원심식압축기 사용 냉동설비-발생기를 가열하는 1시간의 입열량 3320 kcal
  3. 흡수식냉동설비-압축기의 원동기 정격출력 2.4 kW
  4. 흡수식냉동설비-발생기를 가열하는 1시간의 입열량 7740 kcal
(정답률: 50%)
  • 냉동능력 1톤(RT)의 산정 기준에 따라 원심식 압축기를 사용하는 냉동설비는 원동기 정격출력 $1.2\text{ kW}$를 기준으로 합니다.
    오답 노트
    흡수식 냉동설비: 발생기를 가열하는 1시간의 입열량 $6640\text{ kcal/h}$ 기준임
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69. 고압가스용 납붙임 또는 접합용기의 두께는 그 용기의 안전성을 확보하기 위하여 몇 mm 이상으로 하여야 하는가?

  1. 0.115
  2. 0.125
  3. 0.215
  4. 0.225
(정답률: 62%)
  • 고압가스용 납붙임 또는 접합용기의 안전성 확보를 위한 최소 두께 기준은 $0.125\text{ mm}$이상입니다.
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70. 용기의 제조등록을 한 자가 수리할 수 있는 용기의 수리범위에 해당되는 것으로만 모두 짝지어진 것은?

  1. ㉠
  2. ㉠, ㉡
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 71%)
  • 용기 제조등록을 한 자가 수행할 수 있는 수리 범위에는 에 제시된 용기몸체의 용접, 용기부속품의 부품 교체, 초저온 용기의 단열재 교체가 모두 포함됩니다.
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71. 아세틸렌용 용접용기를 제조하고자 하는 자가 갖추어야 할 시설기준의 설비가 아닌 것은?

  1. 성형설비
  2. 세척설비
  3. 필라멘트와인딩설비
  4. 자동부식방지도장설비
(정답률: 58%)
  • 아세틸렌 용접용기 제조 시 갖추어야 할 필수 설비에는 성형설비, 세척설비, 자동 부식방지 도장설비, 쇼트브라스팅 및 도장 설비, 원료 충전기 등이 포함됩니다. 필라멘트와인딩설비는 해당 기준에 포함되지 않는 설비입니다.
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72. 가연성가스 설비 내부에서 수리 또는 청소작업을 할 때에는 설비내부의 가스농도가 폭발 하한계의 몇 % 이하가 될 때까지 치환하여야 하는가?

  1. 1
  2. 5
  3. 10
  4. 25
(정답률: 55%)
  • 가연성 가스 설비 내부 작업 시 안전을 위해 가스 농도를 폭발 하한계의 $1/4$ 수준인 25% 이하가 될 때까지 치환해야 합니다.
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73. 초저온용기에 대한 정의를 가장 바르게 나타낸 것은?

  1. 섭씨 영하 50℃ 이하의 액화가스를 충전하기 위한 용기로서 단열재를 씌우거나 냉동설비로 냉각시키는 등의 방법으로 용기 내의 가스온도가 사용온도를 초과하지 않도록 한 용기
  2. 액화가스를 충전하기 위한 용기로서 단열재로 피복하여 용기 내의 가스온도가 상용온도를 초과하지 않도록 한 용기
  3. 대기압에서 비점이 0℃ 이하인 가스를 상용압력이 0.1 MPa 이하의 액체 상태로 저장하기 위한 용기로서 단열재로 피복하여 가스온도가 상용온도를 초과하지 않도록 한 용기
  4. 액화가스를 냉동설비로 냉각하여 용기 내의 가스의 온다가 섭씨 영하 70℃ 이하로 유지하도록 한 용기
(정답률: 60%)
  • 초저온용기의 정의는 섭씨 영하 $50\text{℃}$이하의 액화가스를 충전하기 위해 단열재를 씌우거나 냉동설비로 냉각하여 가스온도가 사용온도를 초과하지 않도록 설계된 용기를 말합니다.
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74. 아세텔렌가스를 2.5 MPa의 압력으로 압축할 때 첨가하는 희석제가 아닌 것은?

  1. 질소
  2. 메탄
  3. 일산화탄소
  4. 아세톤
(정답률: 61%)
  • 아세톤은 아세틸렌 가스를 녹여서 저장하는 용매제이며, 가스의 압력을 낮추기 위해 섞는 희석제가 아닙니다.
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75. 고압가스용 용접용기의 내압시험방법 중 팽창측정시험의 경우 용기가 완전히 팽창한 후 적어도 얼마 이상의 시간을 유지하여야 하는가?

  1. 30초
  2. 1분
  3. 3분
  4. 5분
(정답률: 63%)
  • 고압가스 용접용기의 팽창측정시험 시, 용기가 완전히 팽창한 후 그 상태를 적어도 30초 이상 유지하여 측정해야 합니다.
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76. 차량에 고정된 탱크로 가연성가스를 적재하여 운반할 때 휴대하여야 할 소화설비의 기준으로 옳은 것은?

  1. BC용, B-10 이상 분말소화제를 2개 이상 비치
  2. BC용, 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: 69%)
  • 가연성 가스를 적재 운반하는 차량의 소화설비 기준은 BC용 B-10 이상 또는 ABC용 B-12 이상의 분말소화제를 차량 좌우에 각각 1개 이상, 즉 총 2개 이상 비치해야 합니다.
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77. 가스 폭발에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 폭발한계는 일반적으로 폭발성 분위기 중 폭발성가스의 용적비로 표시된다.
  2. 발화온도는 폭발성가스와 공기 중 혼합가스의 온도를 높였을 때에 폭발을 일으킬 수 있는 최고의 온도이다.
  3. 폭발한계는 가스의 종류에 따라 달라진다.
  4. 폭발성 분위기란 폭발성 가스가 공기와 혼합하여 폭발한계 내에 있는 상태의 분위기를 뜻한다.
(정답률: 72%)
  • 발화온도는 혼합가스의 온도를 높였을 때 폭발을 일으킬 수 있는 최고 온도가 아니라, 폭발을 일으키는 최저 온도를 의미합니다.
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78. 가스난로를 사용하다가 부주의로 점화되지 않은 상태에서 콕을 전부 열었다. 이 때 노즐로부터 분출되는 생 가스의 양은 약 몇 m3/h 인가? (단, 유량계수 : 0.8, 노즐지름 : 2.5 mm, 가스압력 : 200 mmH2O, 가스비중 : 0.5 로 한다.)

  1. 0.5 m3/h
  2. 1.1 m3/h
  3. 1.5 m3/h
  4. 2.1 m3/h
(정답률: 49%)
  • 노즐을 통해 분출되는 가스의 유량을 구하는 공식과 계산 과정입니다.
    $$Q = 0.011 \times K \times D^{2} \times \sqrt{\frac{P}{d}}$$
    $$Q = 0.011 \times 0.8 \times 2.5^{2} \times \sqrt{\frac{200}{0.5}}$$
    $$Q = 1.1$$ $\text{m}^{3}/\text{h}$
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79. 초저온가스용 용기제조 기술기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 용기동판의 최대두께와 최소두께와의 차이는 평균두께의 10% 이하로 한다.
  2. “최고충전압력”은 상용압력 중 최고압력을 말한다.
  3. 용기의 외조에 외조를 보호할 수 있는 플러그 또는 파열판 등의 압력방출장치를 설치한다.
  4. 초저온용기는 오스테나이트계 스테인리스강 또는 티타늄합금으로 제조한다.
(정답률: 61%)
  • 초저온용기는 오스테나이트계 스테인리스강 또는 알루미늄합금으로 제조해야 합니다. 티타늄합금이 아니라는 점에 주의하세요.
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80. 증기가 전기스파크나 화염에 의해 분해폭발을 일으키는 가스는?

  1. 수소
  2. 프로판
  3. LNG
  4. 산화에틸렌
(정답률: 64%)
  • 산화에틸렌 증기는 전기 스파크, 화염, 충격 등에 의해 분해 폭발을 일으키는 특성이 있습니다.
    참고로 아세틸렌, 히드라진, 오존 역시 대표적인 분해 폭발성 가스입니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 가스크로마토그래피로 가스를 분석할 때 사용하는 캐리어 가스로서 가장 부적당한 것은?

  1. H2
  2. CO2
  3. N2
  4. Ar
(정답률: 56%)
  • 가스크로마토그래피의 캐리어 가스는 시료와 반응하지 않는 불활성 가스여야 하므로 수소, 질소, 아르곤, 헬륨 등이 사용됩니다.
    오답 노트
    CO2: 화학적 활성 및 특성으로 인해 캐리어 가스로 부적당함
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82. 램버트-비어의 법칙을 이용한 것으로 미량 분석에 유용한 화학 분석법은?

  1. 중화적정법
  2. 중량법
  3. 분광광도법
  4. 요오도적정법
(정답률: 69%)
  • 분광광도법은 램버트-비어의 법칙을 기반으로 시료가 흡수하는 빛의 양인 흡광도를 측정하여 농도와 구조를 분석하는 방법입니다.
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83. 내경 10cm인 관속으로 유체가 흐를 때 피토관의 마노미터 수주가 40cm 이었다면 이때의 유량은 약 몇 m3/s 인가?

  1. 2.2 × 10-3
  2. 2.2 × 10-2
  3. 0.22
  4. 2.2
(정답률: 56%)
  • 피토관으로 측정된 유속에 관의 단면적을 곱하여 전체 유량을 계산합니다.
    $$Q = A \times \sqrt{2gh}$$
    $$Q = \frac{\pi \times 0.1^2}{4} \times \sqrt{2 \times 9.8 \times 0.4}$$
    $$Q = 2.2 \times 10^{-2}$$ $\text{m}^3/\text{s}$
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84. 22℃의 1기압 공기(밀도 1.21 kg/m3)가 덕트를 흐르고 있다. 피토관을 덕트 중심부에 설치하고 물을 봉액으로 한 U 자관 마노미터의 눈금이 4.0 cm 이었다. 이 덕트 중심부의 유속은 약 몇 m/s 인가?

  1. 25.5
  2. 30.8
  3. 56.9
  4. 97.4
(정답률: 33%)
  • 피토관과 마노미터를 이용하여 유체의 유속을 측정하는 원리를 적용합니다.
    $$V = \sqrt{2gh \frac{\rho_m - \rho}{\rho}}$$
    $$V = \sqrt{2 \times 9.8 \times 0.04 \times \frac{1000 - 1.21}{1.21}}$$
    $$V = 25.5$$ m/s
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85. 습식가스미터는 어떤 형태에 해당하는가?

  1. 오벌형
  2. 드럼형
  3. 다이어프램형
  4. 로터리 피스톤형
(정답률: 67%)
  • 습식 가스미터는 고정된 원통 내부에 4개의 드럼이 설치되어 가스의 부피를 측정하는 드럼형 구조를 가집니다.
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86. 가스크로마토그래피에서 일반적으로 사용되지 않는 검출기(detector)는?

  1. TCD
  2. FID
  3. ECD
  4. RID
(정답률: 70%)
  • 가스크로마토그래피(GC)에서는 성분 가스의 특성에 따라 열전도도 검출기(TCD), 수소불꽃 이온화 검출기(FID), 전자포획 검출기(ECD) 등을 사용합니다.
    오답 노트
    RID: 굴절률 검출기로, 주로 액체 크로마토그래피(HPLC)에서 사용됩니다.
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87. 가스크로마토그래피(Gas Chromatography)에서 캐리어가스 유량이 5 mL/s 이고 기록지 속도가 3 mm/s 일 때 어떤 시료가스를 주입하니 지속용량이 250 mL 이었다. 이 때 주입점에서 성분의 피크까지 거리는 약 몇 mm 인가?

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 65%)
  • 시료가 주입점에서 피크까지 도달하는 시간은 지속용량을 유량으로 나눈 값이며, 여기에 기록지 속도를 곱하면 이동 거리를 구할 수 있습니다.
    $$\text{Distance} = \frac{\text{Volume}}{\text{Flow rate}} \times \text{Chart speed}$$
    $$\text{Distance} = \frac{250}{5} \times 3$$
    $$\text{Distance} = 150$$
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88. 측정제어라고도 하며, 2개의 제어계를 조합하여 1차 제어장치가 제어량을 측정하여 제어 명령을 내리고, 2차 제어장치가 이 명령을 바탕으로 제어량을 조절하는 제어를 무엇이라 하는가?

  1. 정치(正値)제어
  2. 추종(追從)제어
  3. 비율(比率)제어
  4. 캐스케이드(CAscade)제어
(정답률: 76%)
  • 두 개의 제어 루프를 직렬로 연결하여, 주 제어기(1차)의 출력이 부 제어기(2차)의 설정값이 되어 제어 정밀도를 높이는 방식을 캐스케이드(Cascade)제어라고 합니다.
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89. 배기가스 중 이산화탄소를 정량분석하고자 할 때 가장 적합한 방법은?

  1. 적정법
  2. 완만연소법
  3. 중량법
  4. 오르자트법
(정답률: 71%)
  • 배기가스 중 이산화탄소($\text{CO}_{2}$)와 같은 성분을 정량 분석하기 위해 가스를 특정 흡수액(KOH 등)에 통과시켜 부피 변화를 측정하는 대표적인 흡수분석법이 오르자트법입니다.
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90. 10-12은 계량단위의 접두어로 무엇인가?

  1. 아토(atto)
  2. 젭토(zepto)
  3. 펨토(femto)
  4. 피코(pico)
(정답률: 74%)
  • 계량단위의 접두어 중 $10^{-12}$은 피코(pico)에 해당합니다.
    오답 노트
    펨토(femto): $10^{-15}$ 아토(atto): $10^{-18}$ 젭토(zepto): $10^{-21}$
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91. 가스미터의 구비 조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 기계오차의 조정이 쉬울 것
  2. 소형이며 계량 용량이 클 것
  3. 감도는 적으나 정밀성이 높을 것
  4. 사용가스량을 정확하게 지시할 수 있을 것
(정답률: 73%)
  • 가스미터는 사용 가스량을 정확하게 지시해야 하며, 소형이면서 계량 용량이 크고 기계적 오차 조정이 쉬워야 합니다. 또한, 정밀성뿐만 아니라 작은 변화도 감지할 수 있는 높은 감도를 갖추어야 합니다.
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92. 고속, 고압 및 레이놀즈수가 높은 경우에 사용하기 가장 적정한 유량계는?

  1. 벤투리미터
  2. 플로노즐
  3. 오리피스미터
  4. 피토관
(정답률: 45%)
  • 플로노즐은 인렛 부분을 타원형으로 설계하여 내구성이 매우 뛰어나기 때문에, 고속, 고압 및 레이놀즈수가 높은 가혹한 환경에서 사용하기에 가장 적합한 유량계입니다.
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93. 액면측정 장치가 아닌 것은?

  1. 유리관식 액면계
  2. 임펠러식 액면계
  3. 부자식 액면계
  4. 퍼지식 액면계
(정답률: 56%)
  • 액면측정 장치는 액체의 높이를 측정하는 기기로, 유리관식, 부자의 위치를 이용하는 부자식, 공기압을 측정하는 퍼지식 등이 있습니다.
    오답 노트
    임펠러식 액면계: 액면 측정이 아닌 유량 측정에 사용되는 방식입니다.
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94. 연소기기에 대한 배기가스 분석의 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 연소상태를 파악하기 위하여
  2. 배기가스 조성을 알기 위해서
  3. 열정산의 자료를 얻기 위하여
  4. 시료가스 채취장치의 작동상태를 파악하기 위해
(정답률: 71%)
  • 배기가스 분석의 핵심 목적은 배기가스 조성을 파악하고, 이를 통해 공기비를 계산하여 연소 상태를 확인하며, 최종적으로 열정산 자료를 얻어 열효율을 높이는 데 있습니다. 시료가스 채취장치의 작동상태를 파악하는 것은 분석을 위한 수단일 뿐, 분석 자체의 목적이 아닙니다.
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95. 전력, 전류, 전압, 주파수 등을 제어량으로 하며 이것을 일정하게 유지하는 것을 목적으로 하는 제어방식은?

  1. 자동조정
  2. 서보기구
  3. 추치제어
  4. 정치제어
(정답률: 61%)
  • 전력, 전류, 전압, 주파수 등을 제어량으로 하여 일정하게 유지하는 방식은 자동조정입니다.
    오답 노트
    서보기구: 물체의 위치, 방위, 자세 등 기계적 변위 제어
    추치제어: 온도, 유량, 압력, 액위 등 프로세스 제어
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96. 전자유량계는 어떤 유체의 측정에 유용한가?

  1. 순수한 물
  2. 과열된 증기
  3. 도전성 유체
  4. 비전도성 유체
(정답률: 77%)
  • 전자유량계는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 이용하므로, 전기가 통하는 도전성 유체여야만 유량 측정이 가능합니다.
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97. 습식가스미터의 수면이 너무 낮을 때 발생하는 현상은?

  1. 가스가 그냥 지나친다.
  2. 밸브의 마모가 심해진다.
  3. 가스가 유입되지 않는다.
  4. 드럼의 회전이 원활하지 못하다.
(정답률: 64%)
  • 습식가스미터 내부의 수면이 적정 수위보다 낮아지면, 가스가 내부 드럼을 회전시키지 못하고 그대로 통과하여 배출되는 현상이 발생합니다.
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98. 열전대 온도계에서 열전대의 구비 조건이 아닌 것은?

  1. 재생도가 높고 가공이 용이할 것
  2. 열기전력이 크고 온도상승에 따라 연속적으로 상승할 것
  3. 내열성이 크고 고온가스에 대한 내식성이 좋을 것
  4. 전기저항 및 온도계수, 열전도율이 클 것
(정답률: 63%)
  • 열전대는 정밀한 온도 측정을 위해 전기저항, 온도계수, 열전도율이 낮아야 합니다.
    오답 노트
    전기저항 및 온도계수, 열전도율이 클 것: 이 값들은 낮아야 정밀한 측정이 가능하므로 틀린 조건입니다.
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99. 다음의 특징을 가지는 액면계는?

  1. 압력식
  2. 플로트식
  3. 정전용량식
  4. 부력식
(정답률: 62%)
  • 탐사침을 액 중에 넣어 물질의 유전율 변화를 통해 액면을 측정하는 방식입니다. 에서 알 수 있듯이 대상 물질의 유전율 변화에 따라 오차가 발생하므로 온도 변화가 심한 곳에서는 사용이 부적합합니다.
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100. 우연오차에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 원인 규명이 명확하다.
  2. 완전한 제거가 가능하다.
  3. 산포에 의해 일어나는 오차를 말한다.
  4. 정, 부의 오차가 다른 분포상태를 가진다.
(정답률: 73%)
  • 우연오차는 원인을 정확히 알 수 없어 보정이 불가능하며, 측정값의 산포에 의해 발생하는 필연적인 오차를 말합니다.
    오답 노트
    원인 규명이 명확하다, 완전한 제거가 가능하다: 계통오차의 특징
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