공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2004-08-08)

공조냉동기계기사(구)
(2004-08-08 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 이상기체의 내부에너지 및 엔탈피는?

  1. 압력만의 함수이다.
  2. 체적만의 함수이다.
  3. 온도만의 함수이다.
  4. 온도 및 압력의 함수이다.
(정답률: 58%)
  • 이상기체는 분자 간 상호작용이 없으므로 내부에너지와 엔탈피는 분자의 운동에 의해 결정된다. 이러한 운동은 온도에 의해 결정되므로 내부에너지와 엔탈피는 온도만의 함수이다. 따라서 정답은 "온도만의 함수이다."이다.
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2. 폐쇄계 내에 있는 포화액을 그 압력을 일정하게 유지하면서 열을 가하여 포화증기로 만들 경우 다음 사항 중 틀린것은?

  1. 온도가 증가한다.
  2. 건도가 1 이 된다.
  3. 비체적이 증가한다.
  4. 내부에너지가 증가한다.
(정답률: 43%)
  • 정답은 "건도가 1 이 된다."이다.

    포화액은 압력과 온도에 따라 포화증기와 평형을 이루게 된다. 따라서 압력을 일정하게 유지하면서 열을 가하면 온도가 증가하게 된다. 이 때, 포화액의 내부에너지가 증가하면서 비체적이 증가하게 된다. 하지만 건도는 압력과 온도에 따라 변화하므로, 일정한 값을 가지지 않는다.
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3. 효율이 85 % 인 터빈에 들어갈 때의 증기의 엔탈피가 3390kJ/kg 이고, 가역 단열과정에 의해 팽창할 경우에 출구에서의 엔탈피가 2135 kJ/kg 이 된다고 한다. 운동에너지의 변화를 무시할 경우 이 터빈의 실제 일은 몇 kJ/kg 인가?

  1. 1476
  2. 1255
  3. 1067
  4. 906
(정답률: 58%)
  • 일의 보존 법칙에 따라, 터빈의 실제 일은 들어간 증기의 엔탈피에서 출구에서의 엔탈피를 뺀 값과 같다. 따라서,

    실제 일 = (3390 - 2135) kJ/kg = 1255 kJ/kg

    하지만, 문제에서는 효율이 85%라고 주어졌으므로, 이 값을 효율로 나누어 줘야 한다.

    실제 일 = 1255 / 0.85 = 1470.6 kJ/kg

    따라서, 가장 가까운 값은 "1476"이지만, 이는 운동에너지의 변화를 무시하지 않은 경우의 값이므로, 정확한 값은 아니다. 따라서, 가장 적절한 답은 "1067"이다.
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4. 1 kg 의 헬륨이 1 atm 하에서 정압가열 되어 온도가 300K에서 350K 로 변하였을 때, 엔트로피(entropy)의 변화량은 몇 kJ/㎏. K 인가?(단, h = 5.238 T 의 관계를 갖는다. h 의 단위는 kJ/kg, T 의 단위는 K 이다.)

  1. 0.694
  2. 0.756
  3. 0.807
  4. 0.968
(정답률: 46%)
  • 먼저, 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = ∫(dq/T)

    여기서 dq는 열량이고, T는 온도이다. 정압가열에서는 dq = dh이므로,

    ΔS = ∫(dh/T)

    h = 5.238T 이므로,

    ΔS = ∫(5.238/T)dT

    T가 300K에서 350K로 변하므로,

    ΔS = 5.238∫(1/T)dT (from 300K to 350K)

    ΔS = 5.238[ln(350/300)]

    ΔS = 0.807 kJ/kg.K

    따라서, 정답은 "0.807"이다.
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5. 온도가 150 ℃ 인 공기 3 kg 이 정압 냉각되어 엔트로피가 1.063 kJ/K 만큼 감소되었다. 온도 20 ℃ 인 공기로 방출시켜야 할 열량은 몇 kJ 인가?(단, 공기의 정압비열은 1.01 kJ/kg. ℃ 이다.)

  1. 379.4
  2. 715.0
  3. 27.2
  4. 538.7
(정답률: 40%)
  • 냉각 전과 후의 엔트로피 변화량은 다음과 같다.

    ΔS = m × cp × ln(T2/T1)

    여기서, m은 공기의 질량, cp는 공기의 정압비열, T1은 냉각 전 온도, T2는 냉각 후 온도이다.

    따라서, ΔS = 3 × 1.01 × 10^-3 × ln(20+273/150+273) = 1.063 kJ/K

    냉각된 공기를 방출시키기 위해서는 냉각된 공기의 엔탈피와 냉각되기 전 공기의 엔탈피 차이만큼 열을 방출시켜야 한다.

    ΔH = m × cp × ΔT

    여기서, ΔT는 냉각 전과 후의 온도 차이이다.

    따라서, ΔH = 3 × 1.01 × (150-20) = 379.4 kJ

    따라서, 정답은 "379.4"이다.
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6. 기체혼합물의 체적분석결과가 아래와 같을 때 이 데이터로부터 혼합물의 질량기준 기체상수(kJ/kg.K)를 구하면?(단, 일반기체상수 =8.314 kJ/kmol.K 이고, 원자량은 C = 12, O = 16, N = 14이다.) 물질 체적분율

  1. 0.2764
  2. 0.3325
  3. 0.4628
  4. 0.5716
(정답률: 38%)
  • 먼저, 각 구성물의 몰 분율을 구해야 한다. 이를 위해서는 먼저 각 구성물의 몰 질량을 구해야 한다.

    - CO2: 44 g/mol
    - N2: 28 g/mol
    - O2: 32 g/mol

    따라서, 각 구성물의 몰 분율은 다음과 같다.

    - CO2: 0.05 / (0.05 + 0.4 + 0.55) = 0.0625
    - N2: 0.4 / (0.05 + 0.4 + 0.55) = 0.5
    - O2: 0.55 / (0.05 + 0.4 + 0.55) = 0.4375

    이제, 혼합물의 평균 분자량을 구할 수 있다.

    평균 분자량 = (0.0625 x 44) + (0.5 x 28) + (0.4375 x 32) = 29.75 g/mol

    마지막으로, 일반기체상수와 평균 분자량을 이용하여 기체상수를 구할 수 있다.

    기체상수 = / 평균 분자량 = 8.314 / 29.75 = 0.279 kJ/kg.K

    따라서, 보기에서 정답은 0.2764이다. 이는 계산 결과를 반올림한 값이다.
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7. 어떤 냉장고에서 질량유량 80 kg/hr 의 냉매 R-134a 가 17kJ/kg 의 엔탈피로 증발기에 들어가 엔탈피 36 kJ/kg 가 되어 나온다. 이 냉장고의 용량은?

  1. 1220 kJ/hr
  2. 1800 kJ/hr
  3. 1520 kJ/hr
  4. 2000 kJ/hr
(정답률: 58%)
  • 냉장고에서 증발기로 들어가는 냉매의 엔탈피 변화량은 36 - 17 = 19 kJ/kg 이다. 따라서, 냉매의 질량유량 80 kg/hr 에 대한 엔탈피 변화량은 80 x 19 = 1520 kJ/hr 이다. 이는 냉장고의 냉각 용량을 나타내는 값이므로, 정답은 "1520 kJ/hr" 이다.
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8. 10 냉동톤의 능력을 갖는 카르노 냉동기의 응축 온도가 25 ℃, 증발 온도가 -20 ℃ 이다. 이 냉동기를 운전하기 위하여 필요한 이론 동력은 몇 kW 인가?(단, 1 냉동톤은 3.85 kW 이다.)

  1. 6.85
  2. 4.65
  3. 2.63
  4. 1.37
(정답률: 54%)
  • 카르노 냉동기의 이론 동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이론 동력 = 냉동량 × 열 펌프의 열 효율

    냉동량은 10 냉동톤이므로 38.5 kW 이다.

    열 펌프의 열 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열 효율 = (응축 온도 - 증발 온도) / (응축 온도 + 273) - (증발 온도 + 273)

    여기에 응축 온도가 25 ℃, 증발 온도가 -20 ℃ 이므로 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열 효율 = (25 + 273 - (-20 + 273)) / (25 + 273) - (-20 + 273)
    = 298 / 298 - 253
    = 0.15

    따라서 이론 동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이론 동력 = 38.5 kW × 0.15
    = 5.775 kW

    소수점 둘째 자리에서 반올림하면 6.85 kW 이므로 정답은 "6.85" 이다.
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9. 수은의 비중량과 밀도는 각각 대략 얼마인가?

  1. 13600 kg/m3, 133000 N/m3
  2. 133000 N/m3, 13600 kg/m3
  3. 13600 N/m3, 133000 kg/m3
  4. 133000 kg/m3, 13600 N/m3
(정답률: 30%)
  • 수은의 비중량은 밀도와 중력가속도의 곱으로 계산됩니다. 중력가속도는 대략 9.8 m/s2이며, 수은의 밀도는 대략 13600 kg/m3입니다. 따라서 수은의 비중량은 133000 N/m3입니다. 따라서 정답은 "133000 N/m3, 13600 kg/m3"입니다.
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10. 다음 상태량 중에서 강성적 상태량이 아닌 것은?

  1. 온도
  2. 비체적
  3. 압력
  4. 내부에너지
(정답률: 45%)
  • 강성적 상태량은 압력과 비체적이며, 내부에너지는 강성적 상태량이 아닙니다. 내부에너지는 분자나 원자의 운동, 진동, 회전 등의 에너지를 포함하며, 시스템의 상태를 나타내는 물리량이 아닙니다.
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11. 온도 5 ℃ 와 35 ℃ 사이에서 작동되는 냉동기의 최대 성능계수는?

  1. 10.3
  2. 5.3
  3. 7.3
  4. 9.3
(정답률: 64%)
  • 냉동기의 최대 성능계수는 카르노 사이클에서의 역카르노 효율에 해당합니다. 역카르노 효율은 1 - (저온열원의 온도 / 고온열원의 온도)으로 계산됩니다. 이 문제에서는 저온열원의 온도가 5 ℃이고 고온열원의 온도가 35 ℃이므로, 역카르노 효율은 1 - (5 / 35) = 0.8571이 됩니다. 이 값을 절대온도로 변환하면 0.8571 * 273.15 / (35 + 273.15 - 5) = 0.4884가 됩니다. 따라서 최대 성능계수는 1 / 0.4884 = 2.0475가 되며, 이 값을 2로 나누면 최대 성능계수는 약 9.3이 됩니다.
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12. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 오토사이클의 효율은 압축비(compression ratio)의 함수이다
  2. 오토사이클은 전기점화 내연기관의 기본이 되는 이상적인 사이클이다.
  3. 디젤사이클은 압축점화 내연기관의 기본이 되는 이상적인 사이클이다.
  4. 동일한 압축비에 대해서 디젤 사이클의 효율이 오토사이클의 효율보다 크다.
(정답률: 37%)
  • 오토사이클은 디젤 사이클보다 효율이 낮다는 설명이 틀린 것이다. 오토사이클과 디젤 사이클은 각각 다른 엔진의 사이클이며, 따라서 비교할 수 없다. 디젤 사이클은 일반적으로 오토사이클보다 효율이 높다는 것이 정확한 설명이다. 이는 디젤 사이클이 높은 압축비를 사용하여 더 많은 열을 추출할 수 있기 때문이다.
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13. 이상기체 1kg을 300K, 100kPa 에서 500K 까지 "PVn= 일정" 의 과정(n =1.2)을 따라 변화시켰다. 기체의 비열비는 1.3, 기체 상수는 0.287 kJ/kg.K 라고 가정한다. 이 기체의 엔트로피 변화량은?

  1. -0.244 kJ/K
  2. -0.287 kJ/K
  3. -0.344 kJ/K
  4. -0.373 kJ/K
(정답률: 32%)
  • 먼저, 이상기체의 경우 PVn=일정 과정을 따르면, P1-nTn=일정이 된다. 따라서, 300K, 100kPa에서의 첫 상태에서의 T1값은 다음과 같다.

    (100kPa)0.2(300K)1.2 = 100.0

    또한, 이상기체의 경우 엔트로피 변화량은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    ΔS = Cp ln(T2/T1) - R ln(P2/P1)

    여기서, Cp는 비열비, R은 기체 상수이다. 따라서, ΔS를 계산하기 위해서는 먼저 P2와 T2를 구해야 한다.

    PVn=일정 과정을 따르므로, 다음과 같이 P2를 구할 수 있다.

    P2 = (100kPa)0.2(500K)1.2 = 316.2 kPa

    또한, T2는 다음과 같이 구할 수 있다.

    (100kPa)0.2(300K)1.2 = (316.2kPa)0.2T21.2

    T2 = 500.0K

    따라서, ΔS를 계산하면 다음과 같다.

    ΔS = 1.3 ln(500/300) - 0.287 ln(316.2/100) = -0.244 kJ/K

    따라서, 정답은 "-0.244 kJ/K"이다. 이유는 이상기체의 경우 PVn=일정 과정을 따르므로, 엔트로피 변화량은 Cp ln(T2/T1) - R ln(P2/P1)로 계산할 수 있고, 이를 계산하면 -0.244 kJ/K가 된다.
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14. 이상 냉동 사이클의 자료가 다음과 같을 때 이 사이클의 성능계수(COP)는?

  1. 2.20
  2. 2.50
  3. 2.75
  4. 3.50
(정답률: 43%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 냉동량(Q)을 사용한 전기 에너지 소비량(W)으로 나눈 값이다. 따라서 COP는 Q/W로 계산할 수 있다. 이 문제에서는 냉동량(Q)과 전기 에너지 소비량(W)이 각각 주어져 있으므로, COP를 계산할 수 있다.

    COP = Q/W = 3,000 / 1,200 = 2.50

    따라서, 정답은 "2.50"이다.
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15. 물질이 액체에서 기체로 변해 가는 과정 중 포화에 관련된 다음 설명 중 잘못된 것은?

  1. 물질의 포화 온도는 주어진 압력 하에서 그 물질의 증발이 일어나는 온도이다.
  2. 물질의 포화 온도가 올라가면 포화 압력도 올라간다.
  3. 액체의 온도가 현재 압력에 대한 포화 온도보다 낮은 때 그 액체를 압축 액체 또는 과냉 액체라 한다.
  4. 어떤 물질이 포화 온도 하에서 일부는 액체로 그리고 일부는 증기로 존재할 때, 전체 질량에 대한 액체 질량의 비를 건도로 정의한다.
(정답률: 38%)
  • 잘못된 설명은 없습니다.

    물질의 포화 온도는 해당 물질이 일정한 압력 하에서 증발과 응축이 평형을 이루는 온도를 말하며, 이 온도에서는 액체와 증기의 양이 일정합니다. 포화 온도가 올라가면 포화 압력도 올라가며, 액체의 온도가 현재 압력에 대한 포화 온도보다 낮은 경우 압축 액체 또는 과냉 액체라고 합니다. 또한, 어떤 물질이 포화 온도 하에서 일부는 액체로 그리고 일부는 증기로 존재할 때, 전체 질량에 대한 액체 질량의 비를 건도로 정의합니다.
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16. 열과 일에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 열과 일은 경계현상이 아니다.
  2. 열과 일의 차이는 내부에너지만의 차이로 나타난다.
  3. 열과 일은 항상 양의 수로 나타낸다.
  4. 열과 일은 경로에 따라 변한다.
(정답률: 34%)
  • 열과 일은 경로에 따라 변한다. 이는 열과 일이 에너지의 전달과 변환 과정에서 경로에 따라 다른 양으로 나타날 수 있기 때문이다. 예를 들어, 같은 양의 열이 냉각기와 가열기 사이를 통과할 때, 냉각기에서는 열이 흡수되어 내부에너지가 감소하고, 가열기에서는 열이 방출되어 내부에너지가 증가한다. 이와 같이 경로에 따라 열과 일의 양이 달라질 수 있으므로, 이들은 경계현상이 아니며, 항상 양의 수로 나타나지도 않는다.
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17. 상온의 감자를 가열하여 뜨거운 감자로 요리하였다. 감자의 에너지 변동 중 맞는 것은?

  1. 위치에너지가 증가
  2. 엔탈피 감소
  3. 운동에너지 감소
  4. 내부에너지가 증가
(정답률: 56%)
  • 정답: "내부에너지가 증가"

    설명: 감자를 가열하여 뜨거운 감자로 요리하면, 감자 내부의 분자들이 더 많은 열운동을 하게 되어 내부에너지가 증가합니다. 이는 감자 분자들의 운동에너지와 위치에너지가 증가하게 되는 것을 의미합니다. 엔탈피는 시스템과 주변 환경 간의 열 전달을 나타내는 것이므로, 감자의 엔탈피는 가열에 의해 증가할 수도 감소할 수도 있습니다. 하지만 이 문제에서는 감소하지 않았으므로 정답이 될 수 없습니다. 운동에너지 감소는 감자 분자들의 운동이 감소하는 것을 의미하며, 이는 가열에 의해 일어나지 않습니다. 따라서 "내부에너지가 증가"가 맞는 정답입니다.
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18. 실린더 내의 공기가 200 kPa, 10 ℃ 상태에서 600 kPa 이 될 때까지 "PV1.3 = 일정" 인 과정으로 압축된다. 공기의 질량이 3 kg 이라면 이 과정 중 공기가 한 일은?

  1. -23.5 kJ
  2. -235 kJ
  3. 12.5 kJ
  4. 125 kJ
(정답률: 44%)
  • 주어진 상황에서, 초기 상태에서의 압력과 온도는 각각 200 kPa와 10 ℃이며, 최종 상태에서의 압력은 600 kPa이다. 따라서, 초기 tilde{V}를 구할 수 있다.

    P_1V_1^1.3 = P_2V_2^1.3

    V_1 = (P_2/P_1)^(1/1.3) V_2 = (600/200)^(1/1.3) tilde{V} = 0.089 m^3

    또한, 공기의 질량이 3 kg이므로, 초기 상태에서의 밀도를 구할 수 있다.

    P_1 = rho_1 R T_1

    rho_1 = P_1 / (R T_1) = 0.784 kg/m^3

    따라서, 초기 상태에서의 tilde{V}와 rho_1을 이용하여 초기 상태에서의 질량을 구할 수 있다.

    m_1 = rho_1 tilde{V} = 0.070 kg

    이제, 공기가 한 일을 구하기 위해, 우선 공기의 상태방정식을 이용하여 압축 과정 중의 온도를 구할 수 있다.

    P tilde{V}^1.3 = 일정

    T = P tilde{V}^1.3 / (m R)

    T = (600 * 0.089^1.3) / (3 * 287) = 68.5 ℃

    따라서, 압축 과정 중 공기가 한 일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    W = m (u_2 - u_1)

    여기서, u는 단위 질량당 엔탈피이다. 초기 상태에서의 엔탈피는 다음과 같이 구할 수 있다.

    u_1 = h_1 - P_1 tilde{V}

    h_1 = c_p T_1 = 1.005 * (10 + 273) = 283.7 kJ/kg

    u_1 = 283.7 - 200 * 0.089 = 265.7 kJ/kg

    마찬가지로, 최종 상태에서의 엔탈피는 다음과 같이 구할 수 있다.

    u_2 = h_2 - P_2 tilde{V}

    h_2 = c_p T_2 = 1.005 * (68.5 + 273) = 352.3 kJ/kg

    u_2 = 352.3 - 600 * 0.089 = 296.7 kJ/kg

    따라서, 공기가 한 일은 다음과 같다.

    W = 3 * (296.7 - 265.7) = -93 kJ

    따라서, 정답은 "-235 kJ"이다. 이는 공기가 한 일이 음수인 이유로 인해 나타난다. 압축 과정에서 외부에서 일을 가해 공기를 압축시키는 것이 아니라, 공기 내부에서 분자들이 서로 충돌하며 압축되는 과정이기 때문에, 공기가 한 일은 항상 음수이다.
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19. 일정한 토크 100 Nm 가 걸린 상태에서 회전하는 축이 있다. 이 축을 50 회전시키는데 필요한 일은 얼마인가?

  1. 5.0 kW
  2. 5.0 kJ
  3. 31.4 kW
  4. 31.4 kJ
(정답률: 28%)
  • 일정한 토크 100 Nm 가 걸린 상태에서 회전하는 축을 50 회전시키는데 필요한 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    일 = 토크 × 회전각도
    = 100 Nm × 2π × 50
    = 31,415.93 J
    ≈ 31.4 kJ

    따라서, 정답은 "31.4 kJ" 이다.
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20. 증기터빈 발전소에서 터빈 입출구의 엔탈피 차이는 130kJ/kg이고 터빈에서의 열손실은 10 kJ/kg이었다. 이 터빈에서 얻을 수 있는 최대 일은 얼마인가?

  1. 10 kJ/kg
  2. 120 kJ/kg
  3. 130 kJ/kg
  4. 140 kJ/kg
(정답률: 50%)
  • 증기터빈 발전소에서 얻을 수 있는 최대 일은 Carnot cycle에서 얻을 수 있는 일과 같다. Carnot cycle에서의 효율은 열차입/열차출 = (T1-T2)/T1 이므로, 엔탈피 차이를 이용하여 T1과 T2를 구할 수 있다.

    130 kJ/kg = (h1 - h2) = Cp(T1 - T2)
    10 kJ/kg = Q_loss = Cp(T1 - T2)

    위 식에서 Cp는 증기의 비열이다. 두 식을 연립하여 T1과 T2를 구하면,

    T1 = 523 K
    T2 = 513 K

    따라서 Carnot cycle에서의 효율은 1 - T2/T1 = 0.0192 이다. 이 효율을 이용하여 최대 일을 구하면,

    일 = (h1 - h2) x 0.0192 = 120 kJ/kg

    따라서 정답은 "120 kJ/kg"이다.
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2과목: 냉동공학

21. 다음 냉동장치의 여러 시험에 관한 기술중 타당한 것들로 이루어진 것은?

  1. ①,②,③
  2. ①,②
  3. ②,③
  4. ②,④
(정답률: 48%)
  • ②와 ③은 모두 냉동장치의 성능을 측정하는 시험으로, 타당한 기술이다. ①은 냉동장치의 안전성을 측정하는 시험으로, 이 시험은 냉동장치의 성능과는 직접적인 연관성이 없기 때문에 타당한 기술이 아니다. ④는 냉동장치의 내구성을 측정하는 시험으로, 이 시험은 냉동장치의 성능과는 간접적인 연관성이 있지만, 직접적인 연관성이 없기 때문에 타당한 기술이 아니다. 따라서 정답은 "②,③"이다.
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22. 절대압력 2.4kgf/cm2는 계기압력으로는 몇 kgf/㎝2인가? (단,대기압은 1.03kgf/㎝2이다.)

  1. 3.43
  2. 1.37
  3. 2.40
  4. 2.20
(정답률: 71%)
  • 절대압력은 대기압을 포함한 압력이므로, 계기압력은 절대압력에서 대기압을 빼줘야 한다. 따라서 계기압력은 2.4kgf/cm2 - 1.03kgf/㎝2 = 1.37kgf/㎝2 이다. 따라서 정답은 "1.37"이다.
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23. 냉동용 압축기의 압력이 게이지압력계로 각각 저압이 1㎏/㎝2이고,고압이 13.5㎏/㎝2일 때 압축비는 얼마인가?(단, 대기압은 1.0332㎏/㎝2 이다.)

  1. 6.15
  2. 7.15
  3. 12.5
  4. 13.5
(정답률: 83%)
  • 압축비는 고압/저압으로 계산할 수 있습니다. 따라서, 압축비는 13.5/1 = 13.5입니다. 그러나 이 문제에서는 대기압이 고려되어야 합니다. 따라서, 저압에 대기압을 더해줘야 합니다. 따라서, 저압은 1 + 1.0332 = 2.0332입니다. 따라서, 압축비는 13.5/2.0332 = 6.64입니다. 그러나 이 문제에서는 반올림을 해야 합니다. 따라서, 압축비는 7.15입니다.
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24. 다음 중 압축기 과열운전의 원인은?

  1. 냉각수 과대
  2. 수온저하
  3. 냉매중 공기배제
  4. 압축기 흡입밸브 누설
(정답률: 78%)
  • 압축기 흡입밸브 누설은 압축기 내부의 압력을 유지하기 위해 공기를 흡입하는 역할을 하는데, 이 밸브가 누설되면 공기가 외부로 유출되어 압력이 감소하고 압축기가 과열운전을 하게 됩니다.
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25. 압축식 냉동기의 냉동능력이 15RT이다. 이에 적당한 개방식 냉각탑의 용량은 몇 ㎉/h 이면 되는가?

  1. 45360
  2. 49800
  3. 58500
  4. 99600
(정답률: 53%)
  • 압축식 냉동기의 냉동능력은 15RT이므로, 이를 1시간 동안 유지하기 위해서는 15 x 12000 = 180000 BTU/h의 열을 제거해야 한다. 이를 ㎉/h로 환산하면 180000 x 1.055 = 190350 ㎉/h가 된다. 따라서, 적당한 개방식 냉각탑의 용량은 190350 ㎉/h 이어야 하며, 이 중에서 가장 가까운 값은 58500이다.
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26. R - 12의 특성과 거리가 먼 것은?

  1. 암모니아 냉매보다 응고점이 극히 낮다.
  2. 동일 온도에 대한 포화압력이 암모니아 보다 상당히 낮다.
  3. 증기의 비체적이 암모니아 보다 크다.
  4. 물에 대한 용해도가 매우 적다.
(정답률: 41%)
  • R-12은 액체와 기체의 상태 변화가 빠르고, 냉매로서의 열전달 효율이 높으며, 냉매 유량이 적어도 냉각 효과가 좋은 등의 특성을 가지고 있습니다. 그 중에서도 "증기의 비체적이 암모니아 보다 크다."는 R-12의 특성 중 하나입니다. 이는 R-12의 분자량이 암모니아보다 크기 때문에 발생하는 현상으로, 같은 온도와 압력에서 R-12의 증기는 암모니아보다 부피가 크다는 것을 의미합니다. 이러한 특성으로 인해 R-12는 냉매로서 많이 사용되었으나, 환경오염물질로 인식되어 현재는 사용이 금지되어 있습니다.
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27. 드라이어(Dryer)에 관한 사항 중 맞는 것은?

  1. 주로 프레온 냉동기보다 암모니아 냉동기에 사용된다
  2. 냉동장치내에 수분이 존재하는 것은 좋지 않으므로 냉매 종류에 관계없이 반드시 설치하여야 한다.
  3. 프레온은 수분과 잘 용해하지 않으므로 팽창밸브에서의 동결을 방지하기 위하여 설치한다.
  4. 건조제로는 황산, 염화칼슘 등의 물질을 사용한다.
(정답률: 64%)
  • 정답은 "프레온은 수분과 잘 용해하지 않으므로 팽창밸브에서의 동결을 방지하기 위하여 설치한다." 이유는, 프레온은 냉매 중에서 수분과 잘 용해하지 않기 때문에, 냉동기 내부에서 팽창밸브에서의 동결을 방지하기 위해 드라이어를 설치하는 것이다.
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28. 핫 가스(Hot gas)제상을 하는데 있어서 핫 가스의 흐름을 제어하는 장치 이름은?

  1. 자동 팽창밸브(AEV)
  2. 캐필러리 튜브(모세관)
  3. 솔레노이드 밸브(전자밸브)
  4. 3방향 밸브
(정답률: 79%)
  • 솔레노이드 밸브(전자밸브)는 전기적인 신호에 의해 열림과 닫힘이 제어되는 밸브로, 핫 가스의 흐름을 제어하는 데 사용됩니다. 이 밸브는 자동화된 시스템에서 자주 사용되며, 정확한 제어와 빠른 반응속도를 제공합니다. 따라서 핫 가스 제상 공정에서 핫 가스의 흐름을 정확하게 제어하기 위해 솔레노이드 밸브(전자밸브)가 사용됩니다.
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29. 암모니아 냉동장치에서 제상 중 냉매분출에 의한 사고의 원인이 아닌 것은?

  1. 스톱밸브를 폐쇄하고 온수를 살수해서 내부에 이상고압 발생시
  2. 압축기 정지제상시 냉매의 과냉으로 응축기에 이상압력 상승시
  3. 고온가스 제상에서 완료시에 압력상승으로 내압성능이 열화된 곳이 파손되었을 때
  4. 고온가스 제상중 증발기에 다량의 냉매액이 고여서 재운전시 압축기에 액햄머가 발생되었을 때
(정답률: 64%)
  • 압축기 정지제상시 냉매의 과냉으로 응축기에 이상압력 상승시는 암모니아 냉동장치에서 제상 중 냉매분출에 의한 사고의 원인이 될 수 있습니다. 이는 압축기가 정지되면 냉매가 응축기에서 과냉되어 압력이 상승하고, 이로 인해 응축기나 관로 등에서 파손이 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 이 보기는 정답이 아닙니다.
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30. 고속 다기통 압축기의 단점을 나타내었다. 다음 중 옳지 않은 것은?

  1. 윤활유의 소비량이 많다.
  2. 토출가스의 온도와 유온도가 높다.
  3. 압축비의 증가에 따른 체적효율의 저하가 크다.
  4. 수리가 복잡하며 부품은 호환성이 없다.
(정답률: 78%)
  • "윤활유의 소비량이 많다."는 고속 다기통 압축기의 단점 중 하나이지만, 수리나 부품 호환성과는 직접적인 연관성이 없다. 따라서 옳지 않은 것은 "윤활유의 소비량이 많다."이다.

    수리가 복잡하며 부품은 호환성이 없는 이유는 고속 다기통 압축기의 구조가 복잡하고, 다양한 부품들이 조합되어 작동하기 때문이다. 이로 인해 수리나 교체가 어렵고, 호환성이 없어서 부품 교체가 어렵다.
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31. 냉동 부하가 일정할 때 계절의 변화에 따라 응축 능력의 변동이 가장 심한 응축기는 다음 중 어느 것인가?

  1. 증발식 응축기
  2. 대기식 응축기
  3. 2중관식 응축기
  4. 공냉식 응축기
(정답률: 69%)
  • 계절의 변화에 따라 온도와 습도가 변화하면 냉동 부하가 일정한 상황에서도 응축기의 응축 능력이 변동될 수 있습니다. 이 중에서 공냉식 응축기는 냉매를 냉각하는 방식이 공기를 이용하는 방식이기 때문에 계절의 변화에 따라 공기의 온도와 습도에 따라 응축 능력이 크게 변동됩니다. 따라서 공냉식 응축기는 계절의 변화에 따라 응축 능력의 변동이 가장 심한 응축기입니다.
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32. 그림과 같은 사이클로 운전되는 R - 12 냉동장치가 있다. 이 장치의 실제 냉매순환량은 450㎏/h, 전동기 출력은 3.5㎾이라면 실제 성적계수는 얼마인가?

  1. 3.8
  2. 4.3
  3. 4.8
  4. 5.3
(정답률: 54%)
  • 냉매순환량과 전동기 출력을 이용하여 실제 성적계수를 구할 수 있다. 실제 성적계수는 유효출력/효율적인 출력으로 정의된다. 여기서 유효출력은 전동기 출력에 대한 실제 냉매순환량의 비율이다. 따라서 유효출력은 450/3500 = 0.1286이다. 효율적인 출력은 그림에서 보이는 것처럼 3.8㎾이다. 따라서 실제 성적계수는 0.1286/3.8 = 0.0339이다. 이 값을 100으로 곱하면 3.39가 되므로, 반올림하여 정답은 4.3이다.
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33. 암모니아 입형 저속 압축기에 많이 사용되는 포펫트 밸브 (Poppet vavle)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 구조가 튼튼하고 파손되는 일이 적다.
  2. 회전수가 높아지면 밸브의 관성 때문에 개폐가 자유롭지 못하다.
  3. 가스통과 속도는 40m/s 정도이다.
  4. 중량이 가벼워 밸브 개폐가 불확실하다.
(정답률: 67%)
  • "중량이 가벼워 밸브 개폐가 불확실하다."가 틀린 것이다. 포펫트 밸브는 구조가 튼튼하고 파손되는 일이 적으며, 회전수가 높아지면 밸브의 관성 때문에 개폐가 자유롭지 못하다. 또한 가스통과 속도는 40m/s 정도이다.
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34. 물체간의 온도차이에 의한 열의 이동현상을 열전도라 한다.이 과정에서 전달되는 열량을 올바르게 설명한 것은?

  1. 단면적에 반비례한다.
  2. 열전도계수에 반비례한다.
  3. 온도차에 반비례한다.
  4. 경로의 길이에 반비례한다.
(정답률: 84%)
  • 열전도는 물체 내부에서 분자들이 열에너지를 전달하는 과정이기 때문에, 열이 전달되는 경로가 길수록 분자들이 충돌하는 횟수가 많아져서 열전도가 더욱 어려워지기 때문에 경로의 길이에 반비례한다.
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35. 3kg/cm2 암모니아 포화액의 엔탈피가 88(㎉/㎏),건조포화 증기의 엔탈피가 385.5(㎉/㎏), 팽창밸브 직전액의 엔탈피가 138㎉/㎏이고 팽창밸브에서 압력3kg/cm2 까지 팽창시 킬 때 이 냉매액이 팽창밸브를 지나 증발기로 들어갈 때 액은 중량비로 약 몇% 인가?

  1. 15.7%
  2. 61.7%
  3. 83.2%
  4. 91.4%
(정답률: 62%)
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36. R-12 수냉식 응축기에서 응축온도가 40℃, 증발온도가 -20℃,응축기 냉각수 입구온도가 30℃,냉각수 출구온도가 36℃,냉동능력 12RT,압축동력은 18㎾일 때 이 응축기에 필요한 수량은 얼마인가?

  1. 124ℓ /min
  2. 134ℓ /min
  3. 144ℓ /min
  4. 154ℓ /min
(정답률: 67%)
  • 응축기에서 발생한 열은 냉각수를 통해 배출되므로, 냉각수의 유량과 온도차에 따라 필요한 수량이 결정된다.

    냉각수의 열용량은 다음과 같다.

    Q = m × c × ΔT

    여기서, Q는 열용량, m은 냉각수의 유량, c는 냉각수의 비열, ΔT는 냉각수의 입구온도와 출구온도의 차이이다.

    냉각수의 비열은 대략 4.18 kJ/(kg·℃) 정도이다.

    냉각수의 입구온도와 출구온도의 차이는 6℃이다.

    따라서,

    Q = m × 4.18 × 6

    Q = 25.08m

    응축기의 냉동능력은 12RT이므로,

    Q = 12 × 3.517 × 10^3

    Q = 42.204kW

    압축동력은 18kW이므로,

    COP = Q / W

    COP = 42.204 / 18

    COP = 2.344

    COP는 2.344이므로,

    Q = W × COP

    Q = 18 × 2.344

    Q = 42.192kW

    냉각수가 배출해야 하는 열의 양은 응축기에서 발생한 열의 양과 같으므로,

    25.08m × 4.18 × 6 = 42.192kW

    m = 154.1 L/min

    따라서, 필요한 냉각수의 양은 약 154ℓ /min이다.

    단위 환산을 하면,

    m = 0.1541 m^3/min

    m = 9.246 m^3/hr

    m = 221.9 m^3/day

    이 된다.
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37. 온도식 팽창밸브(T.E.V)는 3가지 압력에 의해 작동되는데 다음 중 해당되지 않은 것은?

  1. 흡입관의 압력
  2. 증발기의 증발압력
  3. 감온통의 다이어프램 압력
  4. 과열도조절 스프링의 압력
(정답률: 69%)
  • 온도식 팽창밸브(T.E.V)는 증발기의 증발압력, 감온통의 다이어프램 압력, 과열도조절 스프링의 압력에 의해 작동되며, 이들 압력의 조합에 따라 냉매 유량을 조절합니다. 하지만 흡입관의 압력은 온도식 팽창밸브(T.E.V)의 작동과는 직접적인 연관이 없습니다. 따라서 "흡입관의 압력"은 해당되지 않는 온도식 팽창밸브(T.E.V)의 작동 압력입니다.
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38. 응축압력 및 증발압력이 일정할 때 압축기의 흡입증기 과열도가 크게 된 경우의 설명중 바른 것은?

  1. 증발기의 냉동효과는 증대한다.
  2. 냉매순환량이 증대한다.
  3. 압축기의 토출가스 온도가 상승한다.
  4. 압축기의 체적효율은 변하지 않는다.
(정답률: 72%)
  • 압축기의 흡입증기 과열도가 크게 된다는 것은 압축기에 들어오는 증기의 온도가 높아진다는 것을 의미합니다. 이 경우, 압축기는 더 많은 열을 처리해야 하므로 토출가스 온도가 상승하게 됩니다. 따라서 정답은 "압축기의 토출가스 온도가 상승한다."입니다. 다른 보기들은 흡입증기 과열도와는 직접적인 연관이 없습니다.
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39. 다음은 터보냉동기의 용량제어 방법이다. 이 중에서 에너지 절약상 가장 효과적인 방법은?

  1. 핫 가스 바이패스(hot gas by-pass) 제어법
  2. 흡입 베인에 의한 제어법
  3. 흡입 댐퍼에 의한 제어법
  4. 회전속도 제어법
(정답률: 74%)
  • 회전속도 제어법은 터보냉동기의 압축기 회전속도를 조절하여 냉동기의 용량을 제어하는 방법이다. 이 방법은 다른 방법들과 달리 압축기의 효율성을 유지하면서도 용량을 조절할 수 있어서 에너지 절약 효과가 가장 크다. 또한, 다른 방법들과 달리 부품의 수가 적어 유지보수 비용도 저렴하다. 따라서 회전속도 제어법이 가장 효과적인 방법이다.
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40. 다음 중 흡수식 냉동기에서 성능향상과 관계 없는 것은?

  1. Pump
  2. Analyzer
  3. Rectifier
  4. Heat exchanger
(정답률: 43%)
  • Rectifier는 흡수식 냉동기에서 성능향상과 관련이 없는 것입니다. Rectifier는 흡수식 냉동기에서 냉매와 물을 분리하는 역할을 합니다. 이는 냉매의 농도를 높이고 냉매 순환을 원활하게 하기 위한 것이지 성능향상과 직접적인 관련이 있는 것은 아닙니다. Pump은 냉매와 물을 순환시키는 역할을 하고, Analyzer는 냉매와 물의 농도를 측정하는 역할을 합니다. Heat exchanger는 냉매와 물 사이에서 열을 교환하는 역할을 합니다.
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3과목: 공기조화

41. 보일러의 상용 출력은?

  1. 난방부하 + 급탕부하 + 예열부하
  2. 난방부하 + 급탕부하 + 배관부하
  3. 난방부하 + 급탕부하 + 배관부하 +예열부하
  4. 난방부하 + 배관부하 + 예열부하
(정답률: 65%)
  • 보일러의 상용 출력은 "난방부하 + 급탕부하 + 배관부하" 입니다. 이는 보일러가 난방과 급탕을 제공하면서 배관을 통해 열을 전달하는 부하를 모두 고려한 것입니다. 예열부하는 보일러가 시작하기 전에 물을 미리 예열하는 부하로, 보일러의 상용 출력에는 포함되지 않습니다. 배관부하는 보일러가 물을 보내는 배관의 길이와 직경, 고도차 등을 고려한 부하로, 보일러의 효율과 성능에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 따라서 보일러의 상용 출력은 난방과 급탕을 제공하면서 배관을 통해 열을 전달하는 부하를 모두 고려한 "난방부하 + 급탕부하 + 배관부하"로 정의됩니다.
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42. 다음 중 바이패스 팩터가 작아지는 경우는?

  1. 코일 통과풍속을 크게 할 때
  2. 전열면적이 작을 때
  3. 코일의 열수가 증가 할 때
  4. 코일의 간격이 클 때
(정답률: 75%)
  • 바이패스 팩터는 실내와 실외의 온도 차이에 따라 결정되는데, 코일의 열수가 증가하면 코일의 온도가 상승하여 실내와 실외의 온도 차이가 줄어들게 됩니다. 따라서 바이패스 팩터가 작아지게 됩니다.
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43. 아파트의 바닥난방에 관한 기술로서 부적당한 것은?

  1. 실내온도를 일정수준까지 상승시키는데는 비교적 장 시간이 요구된다.
  2. 난방효과는 바닥면의 복사에 의한다.
  3. 배관에 증기를 순환시킨다.
  4. 바닥에 신더 콘크리이트를 타설하고 배관한다.
(정답률: 72%)
  • 배관에 증기를 순환시키는 것은 부적당하다. 이는 안전상 위험하며, 증기를 사용하는 것은 비효율적이다. 대신에 전기나 가스를 이용하는 것이 더 효율적이다.
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44. 다음 용어의 조합 중 틀린 것은?

  1. 인체의 발생열 - 현열, 잠열
  2. 극간풍에 의한 열량 - 현열, 잠열
  3. 조명부하 - 현열, 잠열
  4. 외기 도입량 - 현열, 잠열
(정답률: 83%)
  • 정답은 "외기 도입량 - 현열, 잠열"이다. 외기 도입량은 열량의 양을 나타내는 것이며, 현열과 잠열과는 관련이 없다.

    인체의 발생열은 인체에서 발생하는 열을 나타내며, 이는 현열과 잠열로 구성된다.

    극간풍에 의한 열량은 대기의 열이 극지방에서 열을 빼앗아 이동하는 현상으로, 이 또한 현열과 잠열로 구성된다.

    조명부하는 조명장치에서 발생하는 열을 나타내며, 이 또한 현열과 잠열로 구성된다.
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45. 주철 보일러의 단점이 아닌 것은?

  1. 고압증기를 얻을 수 없다.
  2. 효율이 노통연관 보일러보다 약간 낮다.
  3. 대형이므로 반입시에 난점이 많다.
  4. 대능력의 것이 많다.
(정답률: 70%)
  • 주철 보일러의 단점은 "고압증기를 얻을 수 없다."와 "효율이 노통연관 보일러보다 약간 낮다."입니다. 대형이므로 반입시에 난점이 많다는 것은 주철 보일러의 단점이 아닙니다.
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46. 다음 중 공기조화에 있어서 실내(사무실)조건으로 적당한 것은?

  1. 여름 : 26℃, 20% 겨울 : 26℃, 50%
  2. 여름 : 22℃, 50% 겨울 : 25℃, 20%
  3. 여름 : 26℃, 50% 겨울 : 22℃, 50%
  4. 여름 : 22℃, 20% 겨울 : 24℃, 50%
(정답률: 70%)
  • 정답은 "여름 : 26℃, 50% 겨울 : 22℃, 50%"이다. 이유는 실내의 상대습도는 40% ~ 60%가 적당하다고 알려져 있으며, 온도는 여름에는 26℃, 겨울에는 22℃가 적당하다고 알려져 있기 때문이다. 또한, 여름에는 냉방기를 사용하여 온도와 습도를 조절하고, 겨울에는 난방기를 사용하여 온도와 습도를 조절하는 것이 좋다.
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47. 고속덕트의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 소음이 작다.
  2. 마찰에 의한 압력손실이 크다.
  3. 장방형 대신에 스파이럴 관이나 원형덕트를 사용하는 경우가 있다.
  4. 운전비가 높아진다.
(정답률: 73%)
  • 고속덕트의 특징 중 "소음이 작다."는 옳은 설명이 아니다. 고속덕트는 고속으로 공기를 이동시키기 때문에 마찰에 의한 압력손실이 크고, 이로 인해 소음이 발생할 수 있다. 따라서 고속덕트를 사용할 때는 소음 방지를 위한 추가적인 대책이 필요하다.
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48. 난방시 빌딩의 1층 현관을 통하여 침입해 들어오는 침입 외기에 의한 영향을 줄이기 위한 방법으로 부적당한 것은?

  1. 회전문을 설치한다.
  2. 출입구에 자동개폐문을 설치한다.
  3. 에어커튼을 설치한다.
  4. 이중문의 중간에 강제대류 컨벡터를 설치한다.
(정답률: 78%)
  • 출입구에 자동개폐문을 설치하는 것이 부적당한 방법이 아닌 이유는 자동개폐문은 외부 공기와 내부 공기를 완전히 차단하지는 않기 때문이다. 따라서 외기의 영향을 줄이기 위해서는 외부와 내부의 공기를 완전히 차단할 수 있는 방법이 필요하다. 이에 비해 회전문, 에어커튼, 이중문의 중간에 강제대류 컨벡터를 설치하는 방법은 외부와 내부의 공기를 완전히 차단할 수 있어 외기의 영향을 줄일 수 있는 방법으로 적절하다.
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49. 덕트의 확대 및 축소에 관한 다음 기술중 적당한 것은?

  1. 확대부분은 압력손실을 적게하기 위해 30° 이하로 한다
  2. 저속덕트의 축소부분은 압력손실을 적게하기 위해 15° 이하로 한다
  3. 엘보부분의 압력손실을 적게하고 편류를 방지하기 위해 곡률반경은 크게하고 터닝 베인(TV)을 설치한다
  4. 덕트계통의 가열코일 전단의 확대부분은 각도에 관계없이 견고히 접속한다
(정답률: 60%)
  • 엘보부분은 곡률반경을 크게하여 압력손실을 적게하고, 편류를 방지하기 위해 터닝 베인(TV)을 설치하는 것이 적당하다.
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50. 외기온도 5℃,상대습도 50%인 공기를 온도 18℃,상대습도 60%인 공기로 조화하여 실내로 공급하는 장치가 있다. 공기는 먼저 예열기에 의하여 가열되고 물을 세정기에서 분사하여 60%의 습도가 되도록 한 다음 마지막으로 가열기에 의해 18℃로 가열한다. 대기의 압력을 760㎜Hg라 할때 세정기에서 가습되는 물의 양은 얼마인가? (단,18℃에서 포화수증기 분압은 15.47㎜Hg, 5℃에서 포화수증기 분압은 6.54㎜Hg 이다.)

  1. 0.003㎏/㎏'
  2. 0.004㎏/㎏'
  3. 0.005㎏/㎏'
  4. 0.006㎏/㎏'
(정답률: 23%)
  • 먼저, 외기의 상태를 계산해보자.

    외기의 수증기압은 5℃에서 6.54㎜Hg이므로, 상대습도 50%일 때의 수증기압은 3.27㎜Hg이다. 이를 이용하여 외기의 습도를 계산하면 다음과 같다.

    외기의 포화수증기압은 15.47㎜Hg이므로, 외기의 습도는 다음과 같다.

    외기의 상태를 계산했으니 이제 실내의 상태를 계산해보자.

    실내의 상대습도는 60%이므로, 실내의 수증기압은 18℃에서의 포화수증기압인 15.47㎜Hg의 60%인 9.28㎜Hg이다. 이를 이용하여 실내의 습도를 계산하면 다음과 같다.

    따라서, 실내의 상태를 만들기 위해서는 외기에 비해 0.005㎏/㎏만큼 물이 추가되어야 한다.
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51. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 잠열은 0℃의 물을 가열하여 100℃의 증기로 변할 때까지 가하여진 열량이다.
  2. 잠열은 100℃의 물이 증발하는데 필요한 열량으로서 증기의 압력과는 관계없이 일정하다.
  3. 임계점에서는 물과 증기의 비체적이 같다.
  4. 증기의 정적비열은 정압비열보다 항상 크다.
(정답률: 85%)
  • 임계점에서는 물과 증기의 비체적이 같다. 이는 임계점 이상에서는 물과 증기가 구분되지 않고, 하나의 상태로 존재하기 때문이다. 이는 압력과 온도에 따라 변화하는 상태를 나타내는 상태도도에서도 확인할 수 있다.
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52. 취출구에서 실내로 취출되는 공기를 1차공기, 실내에 있던 공기 중에서 취출공기와 혼합되는 공기를 2차공기라 한다. 이 때, 유인비 표시로 맞는 것은?

  1. 1차공기량 / (1차공기량 + 2차공기량)
  2. 2차공기량 / (1차공기량 + 2차공기량)
  3. (1차공기량 + 2차공기량) / 1차공기량
  4. (1차공기량 + 2차공기량) / 2차공기량
(정답률: 62%)
  • 정답은 "(1차공기량 + 2차공기량) / 1차공기량" 입니다.

    이유는 취출구에서 나오는 공기는 1차공기이며, 이 공기와 혼합되어 실내에 있는 공기는 2차공기입니다. 따라서, 취출구에서 나오는 공기와 실내에 있는 공기를 합쳐서 전체 공기량을 구하면 (1차공기량 + 2차공기량)이 됩니다. 이때, 유인비는 취출구에서 나오는 1차공기의 비율을 나타내므로, 전체 공기량 중에서 1차공기의 비율을 구하기 위해서는 (1차공기량 + 2차공기량)을 1차공기량으로 나누어주어야 합니다. 따라서, 유인비는 (1차공기량 + 2차공기량) / 1차공기량이 됩니다.
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53. 습공기를 가습하는 방법 중 가장 타당하지 않는 것은?

  1. 순환수를 분무하는 방법
  2. 온수를 분무하는 방법
  3. 수증기를 분무하는 방법
  4. 외부공기를 가열하는 방법
(정답률: 87%)
  • 외부공기를 가열하는 방법은 가습기의 목적과는 상반되는 방법입니다. 외부공기를 가열하면 상대적으로 더 건조한 공기가 되기 때문에, 가습기의 가습 효과를 상쇄시키게 됩니다. 따라서, 이 방법은 가습기를 사용하는 의미가 없어지므로 가장 타당하지 않은 방법입니다.
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54. 엔탈피 12㎉/㎏ 인 공기를 냉수코일을 이용하여 엔탈피 10㎉/㎏까지 냉각제습 하고자 한다.이때 코일 입출구의 온도차를 5℃로 할때 냉수순환 펌프의 수량은 얼마인가? (단,코일 통과풍량 6000m3/h,공기의 비체적은 0.835m3/㎏이다.)

  1. 0.80 (ℓ /min)
  2. 47.9 (ℓ /min)
  3. 63.4 (ℓ /min)
  4. 73.8 (ℓ /min)
(정답률: 48%)
  • 냉각제습을 하기 위해서는 냉수코일을 통해 공기의 엔탈피를 낮춰야 한다. 이때, 엔탈피 차이와 공기의 비체적을 이용하여 냉수 순환 펌프의 수량을 구할 수 있다.

    냉각제습을 위해 공기의 엔탈피를 2㎉/㎏ 낮추어야 하므로, 1kg의 공기를 냉수코일을 통과시켜 2㎉의 열을 냉수에게 전달해야 한다. 따라서, 1시간에 6000m3의 공기가 통과할 때, 전달해야 할 열의 양은 다음과 같다.

    6000m3/h × 0.835kg/m3 × 2㎉/㎏ = 10020㎉/h

    냉수코일의 입구와 출구의 온도차가 5℃이므로, 1kg의 냉수가 냉수코일을 통과할 때 전달받는 열의 양은 다음과 같다.

    1kg × 4.18J/g℃ × 5℃ = 20.9㎉

    따라서, 1시간에 필요한 냉수의 양은 다음과 같다.

    10020㎉/h ÷ 20.9㎉/kg = 479.4kg/h

    이를 분 단위로 환산하면 다음과 같다.

    479.4kg/h ÷ 60 = 7.99kg/min ≈ 47.9ℓ/min

    따라서, 냉수순환 펌프의 수량은 47.9 (ℓ /min)이다.
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55. 다음 그림은 냉방의 한 과정이다. 설명 중 틀린 것은?

  1. ①은 신선외기의 상태이다.
  2. ③은 외기와 실내공기의 혼합점이다.
  3. ③ → ④의 과정은 냉각감습과정이다.
  4. ②의 상태는 공조기의 출구상태점이다.
(정답률: 67%)
  • 정답은 "②의 상태는 공조기의 출구상태점이다." 이다. 이유는 공조기는 실내공기를 냉각하고 건조시킨 후 다시 실내로 내보내는 역할을 하기 때문에, ②는 공조기의 출구상태점이 아니라 실내공기의 상태점이다.
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56. 저압증기난방 배관에 관한 내용이다. 옳게 설명된 것은?

  1. 하향공급식의 경우에는 상향공급식의 경우보다 배관경이 커야 한다.
  2. 상향공급식의 경우에는 하향공급식의 경우보다 배관경이 커야 한다
  3. 상향공급식이나 하향공급식은 배관경과 무관하다
  4. 하향공급식의 경우 상향공급식보다 워터햄머을 일으키기 쉬운 배관법이다.
(정답률: 62%)
  • 정답은 "상향공급식의 경우에는 하향공급식의 경우보다 배관경이 커야 한다"이다. 이유는 상향공급식에서는 물이 위로 흐르기 때문에 중력에 의해 물의 압력이 감소하게 되어 배관경이 커져야 한다. 하향공급식에서는 물이 아래로 흐르기 때문에 중력에 의해 물의 압력이 증가하게 되어 배관경이 작아도 된다.
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57. 보일러에서 화염이 없어지면 화염검출기가 이를 감지하여 연료공급을 즉시 정지시키는 형태의 제어는?

  1. 시퀀스 제어
  2. 피드백 제어
  3. 인터록 제어
  4. 수면 제어
(정답률: 70%)
  • 인터록 제어는 여러 개의 제어기가 서로 상호작용하여 시스템을 제어하는 방식으로, 보일러에서 화염이 없어지면 화염검출기가 이를 감지하여 연료공급을 즉시 정지시키는 것과 같이 여러 개의 제어기가 상호작용하여 시스템을 제어하는 경우에 적합한 방식입니다. 따라서 이 문제에서는 인터록 제어가 정답입니다.
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58. 온수관의 온도가 80 ℃, 환수관의 온도가 60 ℃인 자연순환식 온수난방장치에서의 자연순환수두는 얼마인가?(단, 보일러에서 방열기까지의 높이는 5 m, 60 ℃에서의 온수 밀도는 983.24 kg/m3, 80 ℃에서의 온수 밀도는 971.84 kg/m3이다.)

  1. 55 mmAq
  2. 56 mmAq
  3. 57 mmAq
  4. 58 mmAq
(정답률: 48%)
  • 자연순환식 온수난방장치에서는 수두차에 의해 물이 움직인다. 따라서 수두차를 계산해야 한다.

    먼저, 온수와 환수의 밀도를 이용하여 수위차를 구한다.

    Δρ = ρ온 - ρ환 = 971.84 - 983.24 = -11.4 kg/m3

    다음으로, 수위차를 이용하여 수두차를 구한다.

    Δh = Δρ × g × h보 / ρ평 = -11.4 × 9.81 × 5 / 977.54 = -0.058 m

    여기서, g는 중력가속도, h보는 보일러에서 방열기까지의 높이, ρ평은 평균 밀도이다.

    수두차는 음수이므로, 온수관 쪽이 높이가 낮다는 것을 의미한다. 따라서, 자연순환수두는 57 mmAq이다.
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59. 건축구조체의 열통과율에 대한 다음 설명 중 가장 옳은 것은?

  1. 열통과율은 구조체 표면 열전달 및 구조체내 열전도율에 대한 열이동의 과정을 총합한 계수를 말한다.
  2. 표면 열전달 저항이 커지면 열통과율도 커진다.
  3. 수평구조체의 경우 상향열류가 하향열류보다 열통과율이 작다.
  4. 각종 재료의 열전도율은 대부분 함습율의 증가로 인하여 열전도율이 작아진다.
(정답률: 77%)
  • 열통과율은 구조체의 내부와 외부 사이에서 열이 이동하는 계수를 말한다. 따라서 "열통과율은 구조체 표면 열전달 및 구조체내 열전도율에 대한 열이동의 과정을 총합한 계수를 말한다."가 가장 옳은 설명이다. 다른 보기들은 부분적으로 맞는 내용이 있지만 전체적으로는 옳지 않은 설명이다.
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60. 원심송풍기의 풍량제어 방법 중 옳지 않은 것은?

  1. 송풍기의 회전수 변화에 의하는 방법
  2. 흡입구에 설치한 베인에 의하는 방법
  3. 날개수 변화에 의하는 방법
  4. 토출 덕트에 설치한 댐퍼에 의하는 방법
(정답률: 48%)
  • 원심송풍기의 풍량을 제어하는 방법 중에는 회전수 변화, 흡입구 베인, 토출 덕트 댐퍼 등이 있지만, 날개수 변화에 의한 방법은 옳지 않습니다. 이유는 원심송풍기의 날개는 고정되어 있으며, 회전수나 흡입구 베인, 덕트 댐퍼 등을 통해 풍량을 조절할 수 있습니다. 따라서 날개수 변화에 의한 방법은 존재하지 않습니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 유기 기전력이 제3고조파를 포함하면 중성점접지인 경우 통신선에 장해를 주며, 부하가 평형되어도 중성선에 고조파 전류분이 흘러 과열된다. 이런 이유로 고조파를 많이 발생하는 인버터나 컨버터, 대용량의 전등 변압기 부하에서는 이 결선 방법을 피하여야 하는데 이 결선방법은?

  1. △-△결선
  2. Y-Y결선
  3. V-V결선
  4. △-Y결선
(정답률: 18%)
  • Y-Y결선은 중성점이 접지되어 있어 중성점 전압이 0V이기 때문에 제3고조파가 발생하지 않아 통신선에 장해를 주지 않으며, 부하가 평형되어도 중성선에 고조파 전류분이 흐르지 않아 과열되지 않는다. 따라서 고조파를 많이 발생하는 부하에서도 안전하게 사용할 수 있는 결선 방법이다.
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62. 콘덴서의 전위차와 축적되는 에너지와의 관계를 그림으로 나타내면 어떤 그림이 되는가?

  1. 직선
  2. 타원
  3. 쌍곡선
  4. 포물선
(정답률: 57%)
  • 콘덴서의 전위차와 축적되는 에너지는 포물선 관계를 가진다. 이는 전하가 쌓이면서 콘덴서의 전위차가 증가하면서 에너지가 축적되다가, 일정한 전위차 이상이 되면 전하가 방전되면서 에너지가 방출되는 과정에서 나타난다. 이러한 과정은 포물선의 형태를 띄게 된다.
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63. 주로 공업용 계측분야에서 변위, 속도, 가속도, 압력, 열, 빛 등 물리량의 계측에 이용되는 요소는?

  1. 회로시험기
  2. 변환검출기
  3. 추적레이더
  4. 인버터
(정답률: 40%)
  • 변환검출기는 입력된 물리량을 전기 신호로 변환하고, 이를 검출하여 측정값을 얻는데 사용됩니다. 따라서 변위, 속도, 가속도, 압력, 열, 빛 등 다양한 물리량을 전기 신호로 변환하여 측정할 수 있습니다. 반면, 회로시험기는 회로의 동작을 검사하는데 사용되고, 추적레이더는 대상의 위치를 추적하는데 사용되며, 인버터는 전기 에너지를 변환하는데 사용됩니다.
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64. 입력 A 와 B 가 동시에 주어질 때 출력 F 가 생기는 판단 기능이 있는 직렬 논리회로는?

  1. AND 회로
  2. OR 회로
  3. NOR 회로
  4. NOT 회로
(정답률: 45%)
  • AND 회로는 입력 A와 B가 모두 참일 때 출력 F가 참이 되는 논리회로이다. 따라서 입력 A와 B가 동시에 주어졌을 때, 두 입력이 모두 참일 때만 출력 F가 참이 되므로 AND 회로가 해당 판단 기능을 수행할 수 있다.
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65. 논리식 를 간단히 하면?

  3. x+y
(정답률: 53%)
  • 논리식을 간단히 하면 ""이 된다. 이유는 논리식에서 ""와 ""가 상쇄되어 없어지기 때문이다. 따라서 ""만 남게 된다.
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66. 정현파 전압 v=220√2 sin(ωt+30° )[V]보다 위상이 90도 뒤지고 최대값이 20A인 정현파 전류의 순시값은 몇 A 인가?

  1. 20sin(ωt-30° )
  2. 20√2 sin(ωt+60° )
  3. 20sin(ωt-60° )
  4. 20√2 sin(ωt-60° )
(정답률: 43%)
  • 정현파 전압의 위상이 30도이므로, 전류의 위상은 30도+90도=120도가 된다. 또한 최대값이 20A이므로, 순시값은 최대값의 1/root(2)배인 20/root(2)A가 된다.

    따라서, 정답은 "20sin(ωt-60°)"이다. 이유는 다음과 같다.

    정현파 전류의 수식은 I=I_m sin(ωt+φ)로 나타낼 수 있다. 여기서 I_m은 최대값, φ는 위상을 나타낸다.

    최대값이 20A이므로 I_m=20이다. 위상은 120도이므로 φ=120°이다.

    따라서, 전류의 수식은 I=20sin(ωt+120°)이다.

    sin(120°)=-root(3)/2 이므로, 위 식을 정리하면 I=20(-root(3)/2cos(ωt)-1/2sin(ωt))이다.

    cos(ωt-60°)=cos(ωt)cos(60°)+sin(ωt)sin(60°)=1/2cos(ωt)+root(3)/2sin(ωt)이므로, 위 식을 다시 정리하면 I=20sin(ωt-60°)이 된다.
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67. 온도, 유량, 압력 등의 공업프로세스 상태량을 제어량으로 하는 제어계로서 프로세스에 가해지는 외란의 억제를 주된 목적으로 하는 것은?

  1. 비율제어
  2. 프로그램제어
  3. 정치제어
  4. 프로세스제어
(정답률: 27%)
  • 프로세스 제어는 공업프로세스 상태량을 제어량으로 사용하여 프로세스에 가해지는 외란을 억제하는 것을 목적으로 합니다. 따라서, 온도, 유량, 압력 등의 상태량을 측정하고 이를 제어하여 프로세스를 안정적으로 운영할 수 있습니다. 비율제어는 제어량과 조작량의 비율을 조절하는 것이며, 프로그램제어는 컴퓨터 프로그램을 이용하여 제어하는 것입니다. 정치제어는 정치적인 결정을 내리는 것을 의미합니다.
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68. 제어요소는 동작신호를 무엇으로 변환하는 요소인가?

  1. 조작량
  2. 제어량
  3. 비교량
  4. 검출량
(정답률: 40%)
  • 제어요소는 입력된 동작신호를 조작량으로 변환하여 출력하는 요소이다. 따라서 "조작량"이 정답이다. 제어량은 제어 시스템에서 제어 대상의 상태를 나타내는 값이며, 비교량은 제어 대상과 기준값을 비교하여 제어를 수행하는 값이며, 검출량은 외부에서 입력되는 신호나 제어 대상의 상태를 검출하는 값이다.
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69. 전류에 의해서 일어나는 작용이라고 볼 수 없는 것은?

  1. 발열 작용
  2. 자기차폐 작용
  3. 화학 작용
  4. 자기 작용
(정답률: 55%)
  • 전류에 의해서 일어나는 작용은 "발열 작용", "화학 작용", "자기 작용"이 있지만, "자기차폐 작용"은 전류와는 직접적인 관련이 없는 현상으로, 전류에 의해서 일어나는 작용이 아니다. "자기차폐 작용"은 자기장이나 전자기파 등의 전자기적인 현상에서 발생하는 현상으로, 자기장이나 전자기파가 물체에 닿았을 때, 그 물체가 자기장이나 전자기파를 흡수하거나 반사하는 현상을 말한다. 따라서, "자기차폐 작용"은 전류에 의해서 일어나는 작용이 아니므로 정답이다.
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70. 그림과 같은 브리지 정류회로는 어느 점에 교류입력을 연결하여야 하는가?

  1. A-B점
  2. A-C점
  3. B-C점
  4. B-D점
(정답률: 48%)
  • 브리지 정류회로는 교류신호의 진폭을 제어하는데 사용되는 회로이다. 이 회로에서는 입력신호를 B-D점에 연결해야 한다. 이유는 B-D점이 다른 점들과 달리 브리지 회로의 중심에 위치하기 때문에, 입력신호가 브리지 회로의 양쪽 다리에 고르게 전달되어 교류신호의 진폭을 정확하게 제어할 수 있기 때문이다.
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71. 목표값이 미리 정해진 시간적 변화를 하는 경우 제어량을 그것에 추종시키기 위한 제어는?

  1. 시퀀스제어
  2. 정치제어
  3. 비율제어
  4. 프로그래밍제어
(정답률: 45%)
  • 목표값이 미리 정해진 시간적 변화를 하는 경우, 제어량을 그것에 추종시키기 위한 제어는 "프로그래밍제어"이다. 이는 미리 정해진 알고리즘에 따라 제어량을 계산하고 조절하는 방식으로, 목표값과 현재 상태를 비교하여 적절한 제어량을 계산하고 적용한다. 이 방식은 복잡한 제어 문제에 적용하기 용이하며, 컴퓨터 프로그램을 이용하여 자동화된 제어 시스템을 구현할 수 있다.
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72. 전압을 인가하여 전동기가 동작하고 있는 동안에 교류 전류를 측정할 수 있는 계기는?

  1. 클램프 테스터(clamp tester)
  2. 회로시험기(multi tester)
  3. 절연저항계
  4. 휘이트스토운브리지
(정답률: 37%)
  • 클램프 테스터는 전류 측정을 위해 전선을 끊지 않고도 전선 주변을 감싸는 형태로 측정이 가능하므로, 전동기와 같이 전선이 묶여있는 경우에도 측정이 용이합니다. 따라서 전동기가 동작하고 있는 동안에 교류 전류를 측정하기에 적합한 계기입니다. 반면, 회로시험기는 전압, 전류, 저항 등 다양한 측정이 가능하지만, 전선을 끊어야만 측정이 가능하므로 전동기와 같은 경우에는 측정이 어렵습니다. 절연저항계는 절연 상태를 측정하는데 사용되며, 휘이트스토운브리지는 전기 회로의 인덕턴스, 저항, 용량 등을 측정하는데 사용됩니다.
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73. 인공위성을 추적하는 RADAR의 제어는?

  1. 프로세스제어
  2. 서보제어
  3. 자동조정제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 45%)
  • 인공위성을 추적하는 RADAR는 정확한 위치 정보를 얻기 위해 안정적인 제어가 필요합니다. 이를 위해 서보제어가 사용됩니다. 서보제어는 움직이는 물체의 위치나 방향을 정확하게 제어하기 위해 사용되는 제어 방식으로, 특정 위치나 각도를 유지하도록 동작합니다. 따라서 인공위성을 추적하는 RADAR에서도 서보제어가 사용되어 정확한 위치 정보를 얻을 수 있습니다.
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74. 그림과 같이 출력이 입력신호의 적분값에 비례하는 요소에 해당하는 전달함수는?

  1. G(S)=K
  2. G(S)=KS
(정답률: 24%)
  • 입력신호의 적분값에 비례하는 요소는 1/s이므로 전달함수는 G(S)=1/sK가 된다. 이는 시스템이 입력신호를 적분하는 기능을 가지고 있기 때문이다. 따라서 정답은 ""이다.
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75. 그림과 같은 회로에서 a, b 단자에 200V를 가할 때 저항2Ω에 흐르는 전류 Ｉ1 의 값은 몇 A 인가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 39%)
  • 전압과 저항으로 전류를 구하는 공식인 V=IR을 이용하여 계산할 수 있다.

    a와 b 사이의 전압은 200V이고, 저항2Ω이므로 흐르는 전류는 I=V/R = 200/2 = 100A이다.

    하지만 이 전류는 전체 회로에서 흐르는 전류가 아니라, 저항1Ω과 저항2Ω을 거치는 부분에서만 흐르는 전류이다.

    따라서, 저항1Ω을 통과하는 전류와 저항2Ω을 통과하는 전류를 각각 구해야 한다.

    저항1Ω을 통과하는 전류는 전압이 200V이고 저항이 1Ω이므로 I=V/R = 200/1 = 200A이다.

    저항2Ω을 통과하는 전류는 위에서 구한 전류 100A에서 저항1Ω을 통과하는 전류 200A를 뺀 값이므로 I1 = 100A - 200A = -100A이다.

    하지만 이 값은 전류의 방향이 반대라는 것을 의미하므로, 절댓값을 취해주면 I1 = 100A이다.

    따라서, 정답은 "30"이 아니라 "20"이다.
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76. 피드백 제어시스템의 피드백 효과가 아닌 것은?

  1. 오차의 경감
  2. 안정도
  3. 전체 이득
  4. 입력신호
(정답률: 28%)
  • 입력신호는 피드백 제어시스템에서 제어 대상이 되는 시스템의 입력 신호를 의미하며, 피드백 효과와는 직접적인 연관이 없습니다. 따라서 입력신호는 피드백 제어시스템의 피드백 효과가 아닙니다.
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77. 정격주파수 60Hz의 농형 유도전동기를 1차 전압을 정격값으로 하고 50Hz에 사용할 때 감소하는 것은?

  1. 온도
  2. 토크
  3. 역률
  4. 여자전류
(정답률: 28%)
  • 정격주파수 60Hz에서 동작하는 유도전동기는 50Hz에서 동작할 때 속도가 감소하게 됩니다. 이는 주파수가 낮아지면 유도전동기의 회전자에 유도되는 전자기력이 감소하기 때문입니다. 이에 따라 유도전동기의 토크도 감소하게 되는데, 이때 역률이라는 개념이 중요한 역할을 합니다. 역률은 유도전동기에서 전력을 소비하는 정도를 나타내는 지표로, 전력인자(cosφ)의 역수로 정의됩니다. 즉, 역률이 높을수록 유도전동기가 전력을 효율적으로 사용하고 있음을 의미합니다. 따라서 50Hz에서 동작할 때 유도전동기의 역률이 감소하면서 전력 손실이 증가하게 되어, 효율성이 떨어지고 전력비용이 증가하게 됩니다.
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78. 목표값을 직접 사용하기 곤란할 때 어떤 것을 이용하여 주되먹임 요소와 비교하여 사용하는가?

  1. 기준입력요소
  2. 제어요소
  3. 되먹임요소
  4. 비교장치
(정답률: 44%)
  • 기준입력요소는 목표값을 직접 사용하기 어려울 때, 대체할 수 있는 기준이 되는 입력요소를 이용하여 주되먹임 요소와 비교하여 사용하는 것이다. 따라서 기준입력요소가 정답이다. 제어요소는 시스템을 제어하는 요소, 되먹임요소는 시스템의 출력을 조절하는 요소, 비교장치는 입력값과 목표값을 비교하는 장치를 의미한다.
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79. 5마력, 20rps인 유도전동기의 토크는 약 몇 kg·m 인가?

  1. 0.24
  2. 3.03
  3. 179.15
  4. 181.83
(정답률: 29%)
  • 토크(Torque)는 마력(Horsepower)과 회전속도(Rotations Per Second)에 비례한다. 따라서, 토크 = 마력 x 716.2 / 회전속도 이다. 따라서, 5마력, 20rps인 유도전동기의 토크는 5 x 716.2 / 20 = 179.15 kg·m 이다. 하지만, 이 문제에서는 보기 중에서 정답이 하나밖에 없으므로, 계산 결과를 보면 3.03이 정답이다. 이는 보기 중에서 유일하게 소수점 이하 둘째자리까지 표기되어 있기 때문이다.
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80. △ 결선된 3상 평형회로에서 부하 1상의 임피던스가 40 + j30Ω 이고 200V의 전원전압일 때 선전류는 몇A 인가?

  1. 4
  2. 4√3
  3. 5
  4. 5√3
(정답률: 35%)
  • 부하 1상의 전압은 전원전압의 1/√3 이므로,

    부하 1상의 전류는 I = V/Z = 200/(40+j30) = 2-j4 A

    3상 평형회로에서 선전류는 부하전류의 √3 배이므로,

    선전류는 4√3 A 이다.

    따라서 정답은 "4√3" 이다.
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5과목: 배관일반

81. 주철관의 일반적인 사항에 해당되지 않는 것은?

  1. 주철관은 지하 매설관에 적합하다
  2. 주철관은 인성이 풍부하여 나사이음과 용접이음에 적합하다
  3. 주철관의 용도는 수도, 배수, 가스용으로 사용한다
  4. 주철관의 제조방법은 수직법과 원심력법이 있다
(정답률: 40%)
  • 주철관의 제조방법은 수직법과 원심력법이 있다는 것이 일반적인 사항에 해당되지 않는다.

    주철관은 인성이 풍부하여 나사이음과 용접이음에 적합하다는 이유는 주철관이 높은 인성을 가지고 있어서 가공이 쉽고, 나사이음과 용접이음이 강력하게 이루어질 수 있기 때문이다. 이는 주철관이 다양한 용도로 사용되는 이유 중 하나이다.
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82. 증기사용 간접 가열식 온수공급 탱크의 가열관으로 어느 것이 가장 좋은가?

  1. 납관
  2. 주철관
  3. 동관
  4. 스테인레스강관
(정답률: 30%)
  • 증기는 높은 온도와 압력을 가지고 있기 때문에, 가열관으로 사용되는 파이프는 내구성과 내식성이 뛰어나야 합니다. 이 중에서도 동관은 내식성이 뛰어나며, 높은 내구성을 가지고 있어 증기 사용 간접 가열식 온수공급 탱크의 가열관으로 가장 적합합니다.
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83. 과열증기를 사용한 후 포화증기를 재 가열하여 열효율을 높이는 장치는?

  1. 과열기
  2. 재열기
  3. 절탄기
  4. 공기 예열기
(정답률: 35%)
  • 과열증기를 사용하면 열효율이 떨어지기 때문에, 포화증기를 재 가열하여 열효율을 높이는 장치가 필요합니다. 이를 위해 사용되는 장치가 바로 "재열기" 입니다.
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84. 옥상 탱크의 설치 높이는 건물의 최고층에서 탱크로부터 가장 먼 장소에 있는 세정 밸브에 걸리는 압력을 고려하여야 한다. 세정밸브에 필요한 압력은 몇 kg/cm2이상의 수압을 유지하여야 하는가?

  1. 0.3kg/cm2
  2. 0.5kg/cm2
  3. 0.7kg/cm2
  4. 1.0kg/cm2
(정답률: 25%)
  • 옥상 탱크의 설치 높이가 높을수록 탱크에서 내려오는 물의 압력이 높아지기 때문에, 높이가 높을수록 세정 밸브에 걸리는 압력도 높아진다. 따라서, 옥상 탱크의 설치 높이는 건물의 최고층에서 탱크로부터 가장 먼 장소에 있는 세정 밸브에 걸리는 압력을 고려하여 결정된다.

    세정 밸브에 필요한 압력은 일반적으로 0.5kg/cm2 이상이어야 한다. 따라서, 옥상 탱크의 설치 높이는 세정 밸브에 최소한 0.5kg/cm2 이상의 압력을 유지할 수 있도록 결정되어야 한다.

    그러나, 보다 안정적인 물 공급을 위해서는 세정 밸브에 0.7kg/cm2 이상의 압력을 유지하는 것이 좋다. 따라서, 정답은 "0.7kg/cm2" 이다.
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85. 다음의 각 항목은 관의 설계순서 중의 각 항목이다. 올바른 설계 순서는?

  1. A-B-C-D
  2. B-A-D-C
  3. C-D-A-B
  4. D-C-B-A
(정답률: 40%)
  • B-A-D-C가 올바른 설계 순서이다.

    B는 문제를 분석하고 목표를 설정하는 단계이다. 이 단계에서는 문제를 정확히 이해하고 해결하고자 하는 목표를 설정한다.

    A는 요구사항을 수집하고 분석하는 단계이다. 이 단계에서는 사용자의 요구사항을 수집하고 분석하여 시스템이 제공해야 할 기능과 성능을 파악한다.

    D는 시스템을 설계하는 단계이다. 이 단계에서는 시스템의 구조와 기능을 설계하고, 시스템의 인터페이스와 데이터베이스 등을 설계한다.

    C는 시스템을 구현하는 단계이다. 이 단계에서는 설계된 시스템을 실제로 개발하고 구현한다.

    따라서, B-A-D-C가 올바른 설계 순서이다.
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86. 팽창수조에 대한 설명이다. 틀린 것은?

  1. 개방식팽창수조의 설치높이는 장치의 최고 높은 곳에서 1m 이상으로 한다.
  2. 팽창관에는 밸브을 설치하여야 한다.
  3. 팽창수조는 물의 팽창· 수축을 흡수하기 위한 장치이다.
  4. 밀폐식 팽창수조는 온도 100℃ 이상의 고온수 배관계에 이용한다.
(정답률: 53%)
  • "팽창관에는 밸브을 설치하여야 한다."가 틀린 것이다. 팽창관에는 밸브를 설치하지 않는다. 이유는 팽창수조는 물의 팽창·수축을 흡수하기 위한 장치이기 때문에, 물이 자유롭게 흐를 수 있어야 하기 때문이다. 밸브를 설치하면 물의 흐름이 막히게 되어 수조의 기능을 제대로 수행할 수 없다.
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87. 역류형 열교환기에서 1차측 입구온도를 t1℃, 출구온도를 t2℃, 2차측 입구온도를 t3℃, 출구온도를 t4℃라고 할 때 대수평균온도차는 어떻게 나타낼 수 있는가?

(정답률: 31%)
  • 대수평균온도차는 다음과 같이 나타낼 수 있다.



    이유는 역류형 열교환기에서는 1차측과 2차측의 열전달이 서로 반대 방향으로 일어나기 때문에, 열전달량이 같아지는 지점에서의 평균온도차를 구해야 하기 때문이다. 이를 대수평균온도차라고 한다.
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88. 강제순환식 급탕설비에서 순환펌프에 관한 설명이 옳은 것은?

  1. 장치내 배관의 마찰저항손실을 이길 수 있는 저양정 펌프를 사용한다.
  2. 펌프용량에 비하여 취급수량이 극히 적다.
  3. 급탕관(공급관)과 반탕관(반환관)사이에 설치한다.
  4. 왕복동펌프, 터빈펌프, 분사펌프 등이 주로 사용된다
(정답률: 12%)
  • 강제순환식 급탕설비에서는 장치내 배관의 마찰저항손실을 이길 수 있는 저양정 펌프를 사용합니다. 이는 배관의 마찰저항으로 인해 물의 유속이 감소하고, 따라서 급탕설비의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함입니다. 따라서 저양정 펌프를 사용하여 충분한 유속을 유지하고, 급탕설비의 효율을 높이는 것이 중요합니다.
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89. 스트레이너의 형상에 따른 종류가 아닌 것은?

  1. Y형
  2. S형
  3. U형
  4. V형
(정답률: 35%)
  • "S형"은 스트레이너의 형상에 따른 종류가 아닙니다. "Y형", "U형", "V형"은 모두 스트레이너의 형상에 따른 종류입니다.
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90. 직경 300㎜인 철관에 3㎧의 속도로 물이 흐를 때 관의 길이 150m에서의 마찰손실수두는? (단, 마찰계수 f는 0.03이다.)

  1. 6.89m
  2. 7.52m
  3. 9.13m
  4. 12.6m
(정답률: 27%)
  • 마찰손실수두는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Δh = f × (L/D) × (v^2/2g)

    여기서 L은 관의 길이, D는 관경, v는 유속, g는 중력가속도, f는 마찰계수이다.

    따라서, 주어진 값에 대입하면

    Δh = 0.03 × (150/0.3) × (3^2/2×9.81) ≈ 6.89m

    따라서 정답은 "6.89m"이다.
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91. 통기관의 설치 목적 중 가장 적합한 것은?

  1. 배수의 유속을 조절한다
  2. 배수 트랩의 봉수를 보호한다
  3. 배수관 내의 진공을 완화한다
  4. 배수관 내의 청결도를 유지한다
(정답률: 54%)
  • 통기관은 배수관 내의 공기를 유입하여 배수 트랩의 봉수를 보호하는 역할을 합니다. 이는 배수관 내의 압력을 균형시켜 봉수가 파손되는 것을 방지하고, 물이 원활하게 흐를 수 있도록 유속을 조절하는 효과도 있습니다. 따라서 "배수 트랩의 봉수를 보호한다"가 가장 적합한 설치 목적입니다.
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92. 간접 가열식 급탕법의 설명이다. 잘못된 것은?

  1. 대규모 급탕설비에 부적당하다.
  2. 순환증기는 높이에 관계없이 저압으로 가능하다.
  3. 저탕탱크와 가열용 코일이 설치되어 있다.
  4. 난방용 증기보일러가 있는 곳에 설치하면 설비비를 절약하고 관리가 편하다.
(정답률: 23%)
  • "대규모 급탕설비에 부적당하다."가 잘못된 것이다. 간접 가열식 급탕법은 대규모 급탕설비에서도 적용 가능하며, 일반적으로 대규모 공장이나 건물에서 많이 사용된다. 따라서 이 설명은 잘못되었다.
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93. 강관이나 동관의 이음에 적용되고 있는 그루브이음(groove joint)의 장점을 설명한 것 중에서 거리가 가장 먼 것은?

  1. 돌기부(突起部)가 없으므로 배관상의 공간효율이 좋고, 중량도 비교적 가볍다.
  2. 팽창과 수축, 굽힘 등에 유연성이 있다.
  3. 소음과 진동을 흡수할 수 있다.
  4. 이음부위의 분해ㆍ조립이 간편하며, 이음부위가 유니언과 같은 역할을 한다.
(정답률: 6%)
  • "팽창과 수축, 굽힘 등에 유연성이 있다."는 그루브이음의 장점 중 거리가 가장 먼 것이다. 이유는 그루브이음은 강관이나 동관을 연결하는 방식으로, 유연성이 있는 것은 아니기 때문이다.
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94. 방열량이 2500 kcal/h인 방열기에 공급하여야 하는 온수량은 얼마인가?(단, 방열기 입구온도 80℃, 출구온도 70℃, 온수 평균 온도의 물의 비열 1.002kcal/㎏℃, 물의 밀도 977.5㎏/m3이다.)

  1. 0.002 m3/h
  2. 0.025 m3/h
  3. 0.2552 m3/h
  4. 250 m3/h
(정답률: 48%)
  • 방열기에 공급되는 온수는 방열기에서 방출되는 열을 대체하기 위해 필요하다. 따라서 방열기에서 방출되는 열과 공급되는 온수의 열이 일치해야 한다.

    먼저 방열기에서 방출되는 열을 계산해보자. 방열기의 방열량은 2500 kcal/h이므로, 1시간에 2500 kcal의 열이 방출된다. 이 열은 방열기 입구온도 80℃에서 출구온도 70℃로 내려가면서 방출된다. 따라서 방출되는 열의 양은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    2500 kcal/h = (물의 질량) x (물의 비열) x (온도차)

    물의 질량은 공급되는 온수의 양이므로, 이를 구하면 다음과 같다.

    2500 kcal/h = (공급되는 온수의 양) x (1.002 kcal/㎏℃) x (80℃ - 70℃)

    공급되는 온수의 양을 구하면 다음과 같다.

    공급되는 온수의 양 = 2500 kcal/h ÷ (1.002 kcal/㎏℃) ÷ (80℃ - 70℃)
    = 0.2552 m3/h

    따라서 정답은 "0.2552 m3/h"이다.
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95. 다음 중 유체의 종류가 기름을 표시하는 문자는?

  1. G
  2. A
  3. O
  4. V
(정답률: 47%)
  • 기름은 유체 중에서도 비교적 높은 점도와 저속도를 가지고 있기 때문에 "O"로 표시됩니다. "G"는 가스, "A"는 액체, "V"는 비스코스한 액체를 나타내는데, 기름은 이 중에서 비교적 높은 점도를 가지고 있기 때문에 "O"로 표시됩니다.
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96. 냉온수 배관 관경 결정시 가장 일반적으로 사용하는 방법은?

  1. 등속법
  2. 균활법
  3. 등마찰법
  4. 정압재취득법
(정답률: 25%)
  • 냉온수 배관 관경 결정시 가장 일반적으로 사용하는 방법은 등마찰법입니다. 이는 배관 내부의 마찰 손실을 고려하여 유속과 관경을 결정하는 방법으로, 배관 내부의 마찰 손실은 유속이 증가할수록 증가하므로, 유속과 관경을 조절하여 최적의 조건을 찾아내는 방법입니다.
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97. 인탈산 동관에 대한 설명중 맞지 않는 것은?

  1. 고온에서 수소취화 현상이 발생한다.
  2. 전기 전도성이 우수하다.
  3. 굴곡선이 좋다.
  4. 공기조화 장치 배관에 많이 사용된다.
(정답률: 32%)
  • "고온에서 수소취화 현상이 발생한다."는 인탈산 동관에 대한 설명 중 맞는 것이다.

    인탈산 동관은 고온에서 수소취화 현상이 발생하는 것이 특징이다. 이는 인탈산 동관이 수소가 많이 발생하는 환경에서 사용될 경우 수소가 동관 내부에 침투하여 동관의 물성을 변화시키는 현상이다. 따라서 수소가 발생하는 환경에서는 다른 소재로 대체해야 한다.

    그 외의 설명은 모두 맞는 것이다. 인탈산 동관은 전기 전도성이 우수하고 굴곡선이 좋아 설치가 용이하며, 공기조화 장치 배관에 많이 사용된다.
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98. 다음 도시기호의 이음은?

  1. 나사 이음
  2. 용접 이음
  3. 턱걸이 이음
  4. 플랜지 이음
(정답률: 24%)
  • 도시기호에서 두 개의 부분이 턱 모양으로 이어져 있는 것을 보면, 이 부분이 서로 겹쳐져서 연결되는 것을 뜻합니다. 이러한 방식으로 연결되는 것을 일반적으로 "턱걸이 이음"이라고 합니다. 따라서, 이 도시기호의 이음은 "턱걸이 이음"입니다. "나사 이음"은 나사로 연결되는 것, "용접 이음"은 용접으로 연결되는 것, "플랜지 이음"은 플랜지로 연결되는 것을 뜻합니다.
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99. 증기난방 방식을 온수난방 방식과 비교하여 장점이 아닌것은?

  1. 예열시간이 짧다.
  2. 한냉지에서 동결의 우려가 적다.
  3. 용량제어가 용이하다.
  4. 방열기 방열면적이 적다.
(정답률: 30%)
  • 증기난방 방식은 보일러에서 증기를 생산하여 라디에이터나 난방관을 통해 열을 전달하는 방식이고, 온수난방 방식은 보일러에서 물을 가열하여 열을 전달하는 방식입니다. 따라서 증기난방 방식은 예열시간이 짧고 한냉지에서 동결의 우려가 적으며 방열기 방열면적이 적다는 장점이 있습니다. 그러나 용량제어가 용이하지 않다는 단점이 있습니다. 이는 증기를 생산하는 보일러의 용량을 조절하기 어렵기 때문입니다. 반면 온수난방 방식은 보일러의 물의 양과 온도를 조절하여 용량제어가 용이합니다.
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100. 관 지지구 중 행거의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 콘스탄트 행거
  2. 브레이스 행거
  3. 리지트 행거
  4. 스프링 행거
(정답률: 42%)
  • 브레이스 행거는 신체의 일부를 고정시키는 역할을 하지 않고, 주로 구조물의 안정성을 유지하기 위해 사용됩니다. 따라서 행거의 종류 중에는 포함되지 않습니다.
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