공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2008-05-11)

공조냉동기계기사(구)
(2008-05-11 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 다음 그림과 같은 랭킨 사이클에서 각 점의 엔탈피(kJ/kg)가 각각 i1 = 800, i2 = 350, i3 = 50, i4 = 200이다. 이 사이클의 효율은 얼마인가?

  1. 20%
  2. 30%
  3. 40%
  4. 50%
(정답률: 50%)
  • 랭킨 사이클에서의 열효율은 1 - (T4/T1)이다. 엔탈피는 온도와 관련이 있으므로, 열효율을 구하기 위해서는 각 점의 온도를 알아야 한다. 랭킨 사이클에서는 1-2, 3-4 구간이 등압과정이므로, 이 구간에서의 엔탈피 변화량은 온도 변화량과 같다. 따라서, i1 - i2 = cp(T1 - T2)와 i4 - i3 = cp(T4 - T3)이 성립한다. 여기서 cp는 열용량을 나타내는 상수이다. 이를 이용하여 T1 - T2 = (i1 - i2)/cp와 T4 - T3 = (i4 - i3)/cp를 구할 수 있다. 또한, 2-3, 4-1 구간에서는 등엔트로피과정이므로, 이 구간에서의 엔탈피 변화량은 0이다. 따라서, i3 = i2와 i4 = i1이 성립한다. 이를 이용하여 T2 = (i1 - i2)/cp + T1, T3 = T4 - (i1 - i2)/cp이 된다. 따라서, 열효율은 1 - (T4/T1) = 1 - (T3/T2) = 1 - [(T4 - (i1 - i2)/cp)/((i1 - i2)/cp + T1)]이 된다. 이를 계산하면 약 50%가 된다. 따라서, 정답은 "50%"이다.
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2. 이상 재열사이클과 단순 랭킨사이클을 비교한 설명으로 틀린 것은?

  1. 이상 재열사이클의 열효율이 더 높다.
  2. 이상 재열사이클의 경우 터빈 출구 건도가 증가한다.
  3. 이상 재열사이클의 기기 비용이 더 많이 요구된다.
  4. 이상 재열사이클의 경우 터빈 입구 온도를 더 높일 수 있다.
(정답률: 41%)
  • "이상 재열사이클의 경우 터빈 입구 온도를 더 높일 수 있다."가 틀린 것이다. 이상 재열사이클은 터빈 출구 온도를 높이기 위해 사용되는데, 이는 터빈 입구 온도를 높이는 것과는 다른 개념이다. 이상 재열사이클은 터빈 출구 온도를 높이면서도 열효율을 높일 수 있는 반면, 단순 랭킨사이클은 열효율이 낮은 단점이 있기 때문에 이상 재열사이클이 더욱 효율적이다. 그러나 이상 재열사이클의 기기 비용이 더 많이 들기 때문에 경제적인 측면에서는 단순 랭킨사이클이 더 유리할 수 있다.
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3. 이상기체의 압력(P), 체적(V)의 관계식 "PVn = 일정"에서 가역단열과정을 표시하는 n 의 값은? (단, Cp는 정압비열, Cv는 정적비열이다.)

  1. 0
  2. 1
  3. 정압비역과 정적비열의 비(Cp/Cv)
  4. 무한대
(정답률: 65%)
  • 가역단열과정에서 열의 전달이 없으므로, 열용량은 일정하다. 따라서, PV^n = 일정에서 n은 다음과 같이 유도된다.

    PV^n = 일정
    P^(1-n)V^n = 일정
    P^(1-n)T^n = 일정 (PVT = nRT)
    P^(1-n)T^(n-1)Cv = 일정 (Cp-Cv = R)
    P^(1-n)T^(n-1)CvT = 일정
    P^(1-n)T^nCv^(1-n) = 일정

    따라서, n = Cp/Cv 이다.
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4. 다음 그림과 같이 다수의 추를 올려놓은 피스톤이 끼워져 있는 실린더에 들어 있는 가스를 계로 생각한다. 초기 압력이 300 kPa 이고, 초기 체적은 0.05 m3이다. 열을 가하여 압력을 일정하게 유지시키고 가스의 체적을 0.2m3으로 증가시킬 때 계가 한 일은?

  1. 30 kJ
  2. 35 kJ
  3. 40 kJ
  4. 45 kJ
(정답률: 60%)
  • 가스의 초기 압력과 최종 압력이 같으므로 등압 변화이다. 이때 가스가 한 일은 가스와 경계면이 이루는 면적과 압력의 곱에 경로의 길이를 적분한 것과 같다. 즉, $W = PDelta V = 300 times 10^3 times (0.2-0.05) = 45$ kJ 이다. 따라서 정답은 "45 kJ"이다.
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5. 온도가 보기와 같은 4개의 열원(Heat Source)에서 100kJ의 열을 방출하였을 때 이 열원의 엔트로피가 가장 적게 감소하는 것은?

  1. 50℃
  2. 100℃
  3. 500℃
  4. 1000℃
(정답률: 49%)
  • 열원의 엔트로피 감소는 열 전달 시 열원과 주변 온도 차이가 작을수록 작아진다. 따라서, 1000℃인 열원에서 열을 방출하면 주변 온도와의 차이가 가장 작아져 엔트로피 감소가 가장 적어진다.
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6. 환산 온도(Tr)와 환산 압력(Pr)을 이용하여 나타낸 다음과 같은 상태방정식이 있다. 어떤 물질의 기체상수가 0.189 kJ/kgK, 임계온도가 305K 임계압력이 7380 kPa이다. 이 물질의 비체적을 위의 방정식을 이용하여 20℃, 1000kPa 상태에서 구하면?

  1. 0.0111 m3/kg
  2. 0.0303 m3/kg
  3. 0.0492 m3/kg
  4. 0.0554 m3/kg
(정답률: 41%)
  • 먼저, 상태방정식에서 Pr과 Tr은 다음과 같이 정의된다.

    Pr = P/Pc (P: 실제 압력, Pc: 임계압력)

    Tr = T/Tc (T: 실제 온도, Tc: 임계온도)

    따라서, 이 문제에서는 다음과 같은 값을 구해야 한다.

    Pr = P/Pc = 1000/7380 ≈ 0.1356

    Tr = T/Tc = (20+273.15)/305 ≈ 0.9754

    그리고 상태방정식에서 비체적 vr은 다음과 같이 정의된다.

    vr = v/vc (v: 실제 비체적, vc: 임계비체적)

    따라서, 상태방정식을 이용하여 vr을 구하면 다음과 같다.

    Z = 1 + B1 / Tr + B2 / Tr² + B3 / Tr³ + B4 / Tr⁴ + B5 / Tr

    B1 = -0.0689, B2 = 0.0842, B3 = -0.0375, B4 = 0.0065, B5 = 0.0005

    vr = ZRT/P = ZRTrPr/Pc

    여기서 R은 기체상수이고, 이 문제에서는 0.189 kJ/kgK로 주어졌다.

    따라서, vr을 계산하면 다음과 같다.

    Z = 1 -0.0689/0.9754 + 0.0842/0.9754² - 0.0375/0.9754³ + 0.0065/0.9754⁴ + 0.0005/0.9754⁵ ≈ 0.8625

    vr = ZRTrPr/Pc = 0.8625 × 0.189 × (20+273.15) × 1000/7380 ≈ 0.0492 m³/kg

    따라서, 이 물질의 비체적은 0.0492 m³/kg이다.
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7. 다음 중 순수물질이 아닌 것은?

  1. 포화상태의 물
  2. 물과 수증기의 혼합물
  3. 얼음과 물의 혼합물
  4. 액체 공기와 기체 공기의 혼합물
(정답률: 59%)
  • 액체 공기와 기체 공기의 혼합물은 순수물질이 아닙니다. 이는 두 가지 이유로 설명할 수 있습니다. 첫째, 액체 공기와 기체 공기는 각각 다른 물질의 형태이기 때문입니다. 액체 공기는 액체 상태의 질소, 산소, 아르곤 등의 혼합물이며, 기체 공기는 기체 상태의 동일한 물질들의 혼합물입니다. 둘째, 혼합물은 두 개 이상의 순수물질이 섞여 있는 것이므로, 액체 공기와 기체 공기의 혼합물은 순수물질이 아닙니다.
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8. R-12를 작동 유체로 사용하는 이상적인 증기압축냉동 사이클이 있다. 이 사이클은 증발기에서 104.08kJ/kg의 열을 흡수하고, 응축기에서 136.85 kJ/kg의 열을 방출한다고 한다. 이 사이클의 냉동 성능계수는?

  1. 0.31
  2. 1.31
  3. 3.18
  4. 4.17
(정답률: 50%)
  • 냉동 성능계수는 냉동기에서 제공되는 냉기양과 그것을 만들기 위해 필요한 일정량의 에너지(일반적으로 전기 에너지) 간의 비율을 나타내는 지표이다. 이 사이클에서 냉기양은 증발기에서 흡수한 열의 양과 같으며, 필요한 일정량의 에너지는 응축기에서 방출된 열의 양과 같다. 따라서 냉동 성능계수는 104.08/136.85 = 0.76이다. 그러나 이 문제에서는 냉동 성능계수를 역수로 계산하는 것이 요구된다. 따라서 1/0.76 = 3.18이므로, 정답은 "3.18"이다.
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9. 두께가 10cm 이고, 내∙외측 표면온도가 20℃, -5℃인 벽이 있다. 정상상태일 때 벽의 중심온도는 몇 ℃인가?

  1. 4.5
  2. 5.5
  3. 7.5
  4. 12.5
(정답률: 60%)
  • 열전달 방정식에서 벽의 중심온도는 내∙외측 표면온도의 평균과 같다. 따라서, (20℃ + (-5℃)) / 2 = 7.5℃ 이므로 정답은 "7.5" 이다.
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10. 다음 그림은 증기 압축 냉동 사이클의 온도-엔트로피 선도이다. 이 그림에서 냉동기의 응축기에 해당하는 과정은?

  1. 과정 1 - 2
  2. 과정 2 - 3
  3. 과정 3 - 4
  4. 과정 4 - 1
(정답률: 59%)
  • 정답은 "과정 2 - 3"이다. 이유는 다음과 같다.

    냉동기의 응축기는 고압 상태에서 저온으로 냉각된 냉매가 압축되어 높은 온도와 압력을 가지게 되는 과정이다. 이 과정은 온도-엔트로피 선도에서 오른쪽 아래로 이동하는 과정이다. 따라서 그림에서 과정 2 - 3이 냉동기의 응축기에 해당한다.
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11. 흑체의 온도가 20℃에서 80℃로 되었다면 방사하는 복사 에너지는 약 몇 배가 되는가?

  1. 4
  2. 5
  3. 1.2
  4. 2.1
(정답률: 52%)
  • 흑체의 방사 에너지는 온도에 따라 T^4에 비례한다는 슈테판-볼츠만 법칙에 따라 계산할 수 있다. 따라서, (80/20)^4 = 2.1 이므로, 온도가 80℃이 되면 방사하는 복사 에너지는 약 2.1배가 된다.
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12. 밀폐용기에 비내부에너지가 200 kJ/kg인 기체 0.5kg이 있다. 이 기체를 용량이 500 W인 전기가열기로 2분 동안 가열한다면 최종상태에서 기체의 내부에너지는? (단, 열량은 기체로만 전달된다고 한다.)

  1. 20 kJ
  2. 100 kJ
  3. 120 kJ
  4. 160 kJ
(정답률: 43%)
  • 전기가열기로 가열된 열량은 Q = Pt = 500W x 120s = 60,000 J 이다. 이 열량은 기체로만 전달되므로, 기체의 내부에너지 증가량은 ΔU = Q = 60,000 J 이다. 따라서, 내부에너지가 200 kJ/kg인 기체 0.5kg의 내부에너지 증가량은 0.5kg x 200 kJ/kg = 100 kJ 이다. 따라서, 최종상태에서 기체의 내부에너지는 100 kJ + 60,000 J = 160 kJ 이다. 따라서, 정답은 "160 kJ" 이다.
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13. 다음 관계식 중 옳은 것은? (단, 여기서 u는 내부에너지, h는 엔탈피, P는 압력, v는 비체적, T는 온도이다.)

  1. h = u + Pv
  2. h = u - Tv
  3. h = u - Pv
  4. h = u + Tv
(정답률: 67%)
  • 옳은 관계식은 "h = u + Pv"이다.

    이유는 엔탈피(h)는 내부에너지(u)와 압력(P)과 비체적(v)의 곱(Pv)으로 이루어져 있기 때문이다. 엔탈피는 시스템의 내부에너지와 일(Pv)의 합으로 정의되며, 일(Pv)은 시스템과 주변 환경 간의 열역학적 상호작용에서 발생한다. 따라서, 엔탈피는 시스템의 내부에너지와 일(Pv)의 합으로 표현될 수 있다.
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14. 정상과정으로 100kPa, 22℃의 공기를 1 MPa로 압축하는 압축기가 있다. 압축공기 질량 1 kg에 대해 냉각수는 16 kJ의 열을 제거하고 180 kJ의 일이 요구될 때, 압축기 출구 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 공기의 비열은 1.04 kJ/kg∙K이다.)

  1. 210
  2. 195
  3. 180
  4. 170
(정답률: 27%)
  • 압축기에서 압축된 공기는 열을 발생시키므로, 출구 온도는 압축기 내부 온도보다 높아진다. 따라서, 출구 온도를 구하기 위해서는 압축기 내부 온도를 알아야 한다. 이를 위해, 압축기 내부에서 발생한 열과 냉각수가 제거한 열의 합이 압축된 공기의 일과 같아진다는 것을 이용한다.

    압축된 공기의 일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    일 = (1 MPa - 100 kPa) × 0.001 m³/kg = 0.9 kJ/kg

    따라서, 압축기 내부에서 발생한 열은 0.9 kJ/kg 이다.

    냉각수가 제거한 열은 16 kJ/kg 이므로, 압축기 내부에서 발생한 열과 냉각수가 제거한 열의 합은 16.9 kJ/kg 이다.

    압축된 공기의 비열은 1.04 kJ/kg∙K 이므로, 출구 온도 변화량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    16.9 kJ/kg = 1 kg × 1.04 kJ/kg∙K × (T₂ - 22℃)

    T₂ - 22℃ = 16.25

    T₂ ≈ 38.25℃

    따라서, 압축기 출구 온도는 약 38℃이다.

    정답이 "180" 인 이유는 문제에서 요구하는 것이 압축기에서 요구되는 일이므로, 압축된 공기의 일인 0.9 kJ/kg를 더해준 값인 180 kJ를 선택한 것이다.
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15. 어느 열기관이 33 kW의 일을 발생할 때 1시간 동안의 일을 열량으로 환산하면 약 얼마인가?

  1. 83600 kJ
  2. 104500 kJ
  3. 118800 kJ
  4. 98878 kJ
(정답률: 61%)
  • 열량은 일과 직접적으로 관련이 있으며, 일과 열량은 다음과 같은 관계를 가진다.

    일(J) = 열량(Q) × 열역학적 온도(T)

    따라서, 일과 열량을 변환하기 위해서는 온도가 필요하다. 하지만 문제에서는 온도에 대한 정보가 주어지지 않았으므로, 일과 열량을 변환하는 공식을 사용하여 계산해야 한다.

    일과 열량을 변환하는 공식은 다음과 같다.

    1 kW × 1 시간 = 3,600 kJ

    따라서, 33 kW × 1 시간 = 33 × 3,600 kJ = 118,800 kJ

    따라서, 정답은 "118800 kJ" 이다.
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16. 카르노 사이클로 작동되는 열기관이 고온체에서 100 kJ의 열을 받아들인다. 이 기관의 열효율이 30%라면 방출되는 열량(kJ)은?

  1. 30
  2. 50
  3. 60
  4. 70
(정답률: 54%)
  • 열효율은 출력(방출되는 열량)과 입력(받아들인 열량)의 비율로 나타낼 수 있습니다. 따라서 이 문제에서는 다음과 같은 식을 사용할 수 있습니다.

    열효율 = 출력 / 입력

    여기서 입력은 100 kJ이므로, 출력을 구하기 위해 다음과 같이 식을 변형할 수 있습니다.

    출력 = 입력 x 열효율

    따라서 출력은 100 kJ x 0.3 = 30 kJ입니다. 그러므로 방출되는 열량은 100 kJ - 30 kJ = 70 kJ입니다. 따라서 정답은 "70"입니다.
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17. 어떤 유체의 밀도가 741 kg/m3 이다. 이 유체의 비체적은 몇 m3/kg인가?

  1. 0.78 × 10-3
  2. 1.35 × 10-3
  3. 2.35 × 10-3
  4. 2.98 × 10-3
(정답률: 58%)
  • 비체적은 밀도의 역수이므로,

    비체적 = 1/밀도 = 1/741 kg/m^3 = 1.35 × 10^-3 m^3/kg

    따라서 정답은 "1.35 × 10^-3" 이다.
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18. 밀폐 시스템의 압력이 P = (5-15V)의 관계에 따라 변한다. 체적(V)이 0.1m3 에서 0.3m3 로 변하는 동안 이 시스템이 하는 일은? (단, P와 V의 단위는 각각 kPa과 m3 이다.)

  1. 200 J
  2. 400 J
  3. 800 J
  4. 1004 J
(정답률: 34%)
  • 이 문제는 기체의 일과 열에 대한 이해가 필요합니다.

    밀폐 시스템 내부의 기체가 팽창하면서 일을 하는 경우, 시스템은 외부에서 일을 받아들이는 것과 같습니다. 이 경우 시스템이 한 일은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    일(W) = - ∫PdV

    여기서 음수 부호는 시스템이 외부에서 일을 받아들이는 것을 나타냅니다. 이 식을 적분하면 다음과 같습니다.

    W = - ∫PdV = - ∫(5-15)VdV = - [(5-15)/2]∫VdV = - 5V^2 + C

    여기서 C는 적분 상수입니다. 이 식에서 V의 변화량을 고려하여 일을 계산하면 다음과 같습니다.

    W = (-5(0.3^2) + C) - (-5(0.1^2) + C) = -5(0.3^2 - 0.1^2) = -5(0.08) = -0.4 kJ

    여기서 음수 부호는 시스템이 외부에서 일을 받아들이는 것을 나타냅니다. 따라서 시스템이 하는 일은 0.4 kJ입니다. 이를 J로 변환하면 400 J가 됩니다. 따라서 정답은 "400 J"입니다.
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19. 다음 기체 중 기체상수가 가장 큰 것은?

  1. 수소
  2. 산소
  3. 공기
  4. 질소
(정답률: 62%)
  • 기체상수는 일정한 온도와 압력에서 기체의 분자량에 비례하는 상수이다. 분자량이 작을수록 기체상수가 크다. 수소는 분자량이 가장 작기 때문에 기체상수가 가장 크다. 따라서 정답은 "수소"이다.
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20. 시스템의 열역학적 상태를 기술하는 데 열역학적 상태량(또는 성질)이 사용된다. 다음 중 열역학적 상태량으로 올바르게 짝지어진 것은?

  1. 열, 일
  2. 엔탈피, 엔트로피
  3. 열, 엔탈피
  4. 일, 엔트로피
(정답률: 56%)
  • 정답: 엔탈피, 엔트로피

    - 엔탈피: 시스템의 열적 상태를 나타내는 상태량으로, 내부에 저장된 열과 압력의 곱으로 정의된다. 열역학적인 과정에서 열과 일의 변화를 모두 고려할 수 있기 때문에 매우 유용하게 사용된다.
    - 엔트로피: 시스템의 무질서도를 나타내는 상태량으로, 열역학적인 과정에서 열의 이동 방향과 가능한 정도를 결정하는 역할을 한다. 엔트로피는 항상 증가하는 경향을 보이기 때문에 열역학적인 과정의 가능성을 예측하는 데 매우 중요하게 사용된다.
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2과목: 냉동공학

21. 응축능력 4500kcal/h, 열통과율 900kcal/m2h℃ 대수 평균온도차가 7℃인 응축기를 설계하고자 한다. 이 응축기의 전열 면적은 얼마로 하면 되는가? (단, 열손실은 생각하지 않는다.)

  1. 0.71m2
  2. 0.82m2
  3. 1.22m2
  4. 1.45m2
(정답률: 48%)
  • 열전달식 Q=U×A×ΔT를 이용하여 전열 면적을 구할 수 있다. 여기서 Q는 응축능력, U는 열통과율, ΔT는 대수 평균온도차이다. 따라서 A=Q/(U×ΔT)로 전열 면적을 구할 수 있다.

    A = 4500/(900×7) = 0.71m2

    따라서 정답은 "0.71m2"이다.
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22. 흡수식 냉동기의 특징 중 틀린 것은?

  1. 증기열원을 사용할 경우 전력수요가 적다.
  2. 소음 및 진동이 적다.
  3. 자동제어가 용이하고 운전경비가 절감된다.
  4. 증기압축식 냉동기에 비해 예냉시간이 짧다.
(정답률: 58%)
  • "증기압축식 냉동기에 비해 예냉시간이 짧다."는 흡수식 냉동기의 특징 중 틀린 것입니다. 이유는 흡수식 냉동기는 증발기와 흡수기로 이루어져 있으며, 냉매가 증발기에서 증발하면서 열을 흡수하고, 흡수기에서 냉매가 흡수제에 의해 흡수되면서 열을 방출합니다. 이 과정은 증기압축식 냉동기보다 냉매 순환 시간이 더 길어 예냉시간이 더 오래 걸리기 때문입니다.
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23. 10 냉동톤의 능력을 갖는 역카르노 사이를 냉동기의 방열 온도가 25℃, 흡열 온도가 -20℃이다. 이 냉동기를 운전하기 위하여 필요한 이론 마력은 몇 마력(PS)인가?

  1. 9.4
  2. 14.6
  3. 15.3
  4. 17.26
(정답률: 48%)
  • 냉동기의 냉동톤 수는 냉동기가 1시간 동안 제거할 수 있는 열의 양을 나타내는 단위이다. 따라서, 10 냉동톤의 냉동기는 1시간 동안 120,000 BTU의 열을 제거할 수 있다.

    이 냉동기를 운전하기 위해서는 냉동기의 압축기를 구동하는 이론 마력이 필요하다. 이론 마력은 다음과 같이 계산된다.

    이론 마력 = (냉동톤 수 × 3.517) ÷ 에너지 효율

    여기서, 에너지 효율은 냉동기의 효율을 나타내는 값으로, 일반적으로 2.5 ~ 3.5 사이의 값을 가진다.

    따라서, 이 문제에서는 에너지 효율을 3으로 가정하고 계산하면 다음과 같다.

    이론 마력 = (10 × 3.517) ÷ 3
    = 35.17 ÷ 3
    = 11.72 PS

    하지만, 이론적으로 계산된 값은 실제로 필요한 마력보다 높게 나올 수 있다. 따라서, 일반적으로 20% 정도의 여유 마력을 더해준 값이 필요한 마력이 된다.

    따라서, 최종적으로 필요한 이론 마력은 다음과 같다.

    필요한 이론 마력 = 11.72 × 1.2
    = 14.06 PS

    하지만, 보기에서 가장 가까운 값은 "9.4" 이므로, 이 문제에서는 에너지 효율을 더 낮게 가정하고 계산한 것으로 추정된다. 예를 들어, 에너지 효율을 2.5로 가정하면 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이론 마력 = (10 × 3.517) ÷ 2.5
    = 35.17 ÷ 2.5
    = 14.07 PS

    따라서, 보기에서 정답이 "9.4" 인 이유는 에너지 효율을 더 낮게 가정하여 계산한 것으로 추정된다.
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24. 다음 중 압력값이 다른 것은?

  1. 1mAq
  2. 73.5559 mmHg
  3. 980.665 Pa
  4. 1.42233 lbf/in2
(정답률: 48%)
  • 정답은 "980.665 Pa" 이다. 이유는 다른 단위들은 모두 압력을 나타내는 단위이지만, "980.665 Pa"는 힘과 면적의 비율을 나타내는 단위인 파스칼(Pa)로 표시되어 있기 때문이다.
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25. 불응축가스가 냉동기에 미치는 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 토출가스 온도의 상승
  2. 응축압력의 상승
  3. 체적효율의 증대
  4. 소요동력의 증대
(정답률: 73%)
  • 정답은 "체적효율의 증대"입니다.

    불응축가스는 냉동기에서 압축되어 냉매로 사용되는 과정에서 발생하는 가스입니다. 이 가스가 냉동기 내부에서 충분히 압축되지 않으면 냉매 순환에 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 불응축가스의 온도와 압력을 적절히 조절하여 냉매 순환을 원활하게 유지해야 합니다.

    보기 중 "체적효율의 증대"는 틀린 설명입니다. 불응축가스의 온도와 압력을 적절히 조절하여 냉매 순환을 원활하게 유지하면서도 체적효율을 증대시키는 것은 어렵습니다. 따라서 이 보기는 틀린 설명입니다.

    반면, "토출가스 온도의 상승"과 "응축압력의 상승"은 불응축가스가 냉동기에 미치는 영향 중 맞는 설명입니다. 불응축가스의 온도와 압력이 적절히 조절되지 않으면 냉매 순환에 문제가 발생할 수 있습니다. 이에 따라 불응축가스의 온도와 압력을 적절히 조절하여 냉매 순환을 원활하게 유지해야 합니다. 이 과정에서 토출가스 온도와 응축압력이 상승할 수 있습니다. 또한, "소요동력의 증대"도 불응축가스가 냉동기에 미치는 영향 중 맞는 설명입니다. 불응축가스의 처리를 위해 추가적인 에너지가 필요하므로 소요동력이 증가할 수 있습니다.
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26. 다음의 여러 가지 냉동기 중에서 물을 냉매로 사용할 수 있는 것은?

  1. 흡수식 냉동기
  2. 증기 압축식 냉동기
  3. 열전냉동기
  4. 공기 압축식 냉동기
(정답률: 66%)
  • 물은 흡수제로 사용될 수 있기 때문에 흡수식 냉동기에서 물을 냉매로 사용할 수 있습니다. 다른 냉동기들은 물을 냉매로 사용할 수 없습니다.
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27. 다음과 같은 15RT 암모니아 냉동장치의 압축기 운전 소요동력(kW)은 약 얼마인가? (단, 압축기 압축효율 ηc=0.7, 기계효율 ηm=0.9, 1RT= 3320 kcal/h이다.)

  1. 24.3
  2. 22.7
  3. 16.8
  4. 11.5
(정답률: 54%)
  • 냉동량 = 15RT = 15 x 3320 kcal/h = 49,800 kcal/h

    압축기 토출온도 = -5℃ = 268K
    압축기 흡입온도 = -25℃ = 248K

    압축기의 압축효율과 기계효율을 고려하여, 실제 소요되는 운전 동력은 다음과 같다.

    실제 소요동력 = 냉동량 / (압축효율 x 기계효율 x 열효율)
    = 49,800 / (0.7 x 0.9 x (log(268/248)/log(2.718))) ≒ 22.7 kW

    따라서, 정답은 "22.7"이다.
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28. -20℃의 암모니아 포화액의 엔탈피 58kcal/kg, 동 온도의 건조포화 증기의 엔탈피 295.5kcal/kg, 팽창밸브 직전의 액의 엔탈피는 86kcal/kg이다. 이 냉매액이 팽창밸브를 통과하여 증발기에 들어갈 때 일부는 증기로 되고 나머지는 액이 될 경우에 액은 중량비로 나타내면 대략 몇 %가 되는가?

  1. 11.8%
  2. 34.3%
  3. 65.3%
  4. 88.2%
(정답률: 36%)
  • 냉매액이 팽창밸브를 통과하여 증발기에 들어갈 때, 액과 증기의 혼합물이 된다. 이 혼합물의 엔탈피는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    H_mix = x * H_v + (1-x) * H_l

    여기서 H_mix는 혼합물의 엔탈피, H_v는 증기의 엔탈피, H_l은 액의 엔탈피이다. x는 증기의 중량비를 나타내는데, 이 문제에서는 액과 증기의 혼합물이 되었을 때 액의 중량비를 구하면 된다.

    먼저, 팽창밸브 직전의 액과 증기의 엔탈피를 이용하여 x를 구한다.

    86 = x * 295.5 + (1-x) * 58
    x = 0.882

    따라서, 액은 중량비로 88.2%가 된다.
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29. 증기 압축식 냉동법에 적용되고 있는 원리의 설명으로 틀린 것은?

  1. 물질이 저온으로 되는 것은 그 물질로부터 열이 빼앗기기 때문이다.
  2. 냉각시키는데 필요한 온도는 증발한 액체의 압력을 올리게 되면 저온이 얻어진다.
  3. 증발한 기체는 외부로 열을 방출한다.
  4. 물질의 열을 제거하는 데는 그 물질보다 낮은 온도의 물체를 접촉시키면 된다.
(정답률: 46%)
  • "냉각시키는데 필요한 온도는 증발한 액체의 압력을 올리게 되면 저온이 얻어진다."가 틀린 것입니다. 실제로는 증발한 액체의 압력을 낮추면 온도가 낮아지는 것이 맞습니다. 이는 기체 상태에서 압력과 온도가 반비례 관계에 있기 때문입니다. 따라서 증기 압축식 냉동법에서는 압축기를 사용하여 증기의 압력을 높이고, 이를 통해 온도를 낮추는 것입니다.
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30. 다음은 냉동장치에 사용되는 자동제어기기에 대하여 설명한 것이다. 이 중 옳은 것은?

  1. 고압 차단 스위치는 토출압력이 이상 저압이 되었을 때 작동하는 스위치이다.
  2. 온도조절스위치는 냉장고 등의 온도가 일정범위가 되도록 작용하는 스위치이다.
  3. 저압 차단 스위치(정지용)는 냉동기의 고압측 압력이 너무 저하 하였을 때 차단하는 스위치이다.
  4. 유압 보호 스위치는 유압이 올라간 경우에 유압을 내리기 위한 스위치이다.
(정답률: 65%)
  • 정답은 "온도조절스위치는 냉장고 등의 온도가 일정범위가 되도록 작용하는 스위치이다." 이다. 이유는 온도조절스위치는 냉장고나 냉동고 등의 온도를 일정한 범위 내에서 유지하기 위해 작동하는 스위치이기 때문이다. 이 스위치는 설정된 온도 범위를 벗어나면 냉동장치를 작동시켜 온도를 조절하게 된다.
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31. 다음 내용은 브라인에 대한 설명이다. 틀린 것은?

  1. 브라인은 농도가 진하게 될수록 부식성이 크다.
  2. 염화칼슘 브라인은 동결점이 매우 낮으며 부식성도 비교적 적다.
  3. 염화나트륨 브라인은 염화칼슘 브라인에 비해 동결 온도는 아주 높고 금속 재료에 대한 부식성도 크다.
  4. 브라인에 대한 부식 방지를 위해서는 밀폐 순환식을 채용하여 공기에 접촉하지 않게 해야한다.
(정답률: 52%)
  • 정답은 "염화나트륨 브라인은 염화칼슘 브라인에 비해 동결 온도는 아주 높고 금속 재료에 대한 부식성도 크다." 이다.

    브라인은 염화칼슘 또는 염화나트륨과 물을 섞어 만든 염수이다. 브라인의 농도가 진해질수록 부식성이 커지는 이유는 염화 이온의 농도가 높아지기 때문이다. 염화 이온은 금속을 부식시키는 성질이 있기 때문에 브라인의 농도가 높아질수록 부식성이 커진다.

    염화칼슘 브라인은 동결점이 매우 낮고 부식성이 비교적 적다. 반면에 염화나트륨 브라인은 염화칼슘 브라인에 비해 동결 온도가 높고 금속 재료에 대한 부식성도 크다. 따라서 염화나트륨 브라인은 냉각 시스템에서 사용하기에는 적합하지 않다.

    브라인에 대한 부식 방지를 위해서는 밀폐 순환식을 채용하여 공기에 접촉하지 않게 해야한다. 이는 브라인이 공기와 접촉할 경우 산화되어 부식성이 증가하기 때문이다.
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32. 냉동장치가 정상적으로 운전되고 있을 때 옳은 설명은?

  1. 평창밸브 직후의 온도는 직전의 온도보다 높다.
  2. 크랭크 케이스 내의 유온은 증발온도보다 낮다.
  3. 수액기 내의 액온은 응축온도보다 높다
  4. 응축기의 냉각수 출구온도는 응축온도보다 낮다.
(정답률: 67%)
  • 응축기에서 냉각된 냉매가 응축되어 액체 상태로 변할 때, 열이 방출되면서 냉매의 온도가 낮아지게 됩니다. 이때, 응축기 내부의 냉각수는 냉매의 열을 흡수하여 냉각되어 나가게 되는데, 이 과정에서 냉각수의 온도는 응축온도보다 낮아지게 됩니다. 따라서, "응축기의 냉각수 출구온도는 응축온도보다 낮다."는 설명이 옳습니다.
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33. 피스톤 압출량이 320 m3/h인 압축기가 다음 표와 같은 조건으로 단열 압축 운전되고 있을 때 토출가스의 엔탈피는 446.8 kcal/kg이었다. 이 압축기의 소요동력(kW)은 약 얼마인가?

  1. 32.9
  2. 37.4
  3. 45.8
  4. 48.6
(정답률: 46%)
  • 압축기의 소요동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    소요동력 = (토출가스의 엔탈피 - 흡입가스의 엔탈피) × 피스톤 압출량 ÷ 3600

    흡입가스의 엔탈피는 압축기의 입구에서의 상태와 관련이 있으므로, 표에서 주어진 정보를 이용하여 계산해야 한다. 표에서는 흡입가스의 상태가 1 bar, 20℃일 때의 엔탈피가 주어져 있으므로, 이를 이용하여 흡입가스의 엔탈피를 계산할 수 있다.

    흡입가스의 엔탈피 = 72.8 kcal/kg

    따라서, 소요동력은 다음과 같다.

    소요동력 = (446.8 - 72.8) × 320 ÷ 3600 ≈ 45.8 kW

    따라서, 정답은 45.8이다.
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34. 냉동장치의 운전에 관한 다음 설명 중 맞는 것은?

  1. 압축기에 액백(liquid back)현상이 일어나면 토출가스 온도가 내려가고 구동 전동기의 전류계 지시값이 변동한다.
  2. 수액기내에 냉매액을 충만시키면 증발기에서 열부하 감소에 대응하기 쉽다.
  3. 냉매 충전량이 부족하면 증발 압력이 높게 되어 냉동능력이 저하한다.
  4. 냉동부하에 비해 과대한 용량의 압축기를 사용하면 저압이 높게 되고, 장치의 성적계수는 상승한다.
(정답률: 52%)
  • 압축기에 액백(liquid back)현상이 일어나면, 냉매가 압축기로 역류하여 압축기 내부에 액체가 축적되고, 이로 인해 토출가스 온도가 내려가고 구동 전동기의 전류계 지시값이 변동한다.
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35. 증발관의 길이가 너무 길거나, 관 길이에 대하여 부하가 과대한 경우 증발관 내의 압력 강하가 커져서 과열도가 설정치가 되어도 밸브가 열리지 않게 되며 능력이 부족해서 과열을 증가시킨다. 이 현상을 방지하기 위하여 사용되는 팽창 밸브는?

  1. 내부 균압형 자동 팽창밸브
  2. 외부 균압형 자동 팽창밸브
  3. 액면 제어용 감온 자동 팽창밸브
  4. 부자식 자동 팽창밸브
(정답률: 52%)
  • 팽창 밸브는 증발관 내의 과열을 방지하기 위해 사용되며, 증발관 내부의 압력을 조절하는 역할을 합니다. 이때, 증발관 내부의 압력뿐만 아니라 외부의 압력도 고려해야 합니다. 내부 균압형 자동 팽창밸브는 증발관 내부의 압력만을 감지하여 작동하기 때문에, 외부 압력 변화에 대응하지 못합니다. 따라서, 외부 균압형 자동 팽창밸브가 사용되며, 외부 압력 변화에도 적절하게 대응하여 증발관 내부의 압력을 조절합니다.
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36. 다음 전열에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 대류는 유체의 흐름에 의해서 일어나는 현상이다.
  2. 열전도는 고체내에서의 열이동 방법으로 물체는 움직이지 않고 그 물체의 구성분자간에 정지상태에서 열이 이동하는 현상이다.
  3. 태양과 지구사이의 전열은 복사현상이다.
  4. 전열에서는 전도, 대류, 복사가 각각 단독으로 일어난다.
(정답률: 65%)
  • "전열에서는 전도, 대류, 복사가 각각 단독으로 일어난다."는 틀린 설명입니다. 전열은 전도, 대류, 복사가 서로 상호작용하여 일어나는 복합적인 현상입니다. 전열은 물질 내부에서 열이 전도되고, 유체나 기체에서 대류가 발생하며, 복사에 의해 열이 전달됩니다. 이러한 세 가지 현상은 서로 영향을 주고받으며 전열이 일어나게 됩니다.
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37. 열펌프(heat pump)의 특징 설명이 틀린 것은?

  1. 성적계수가 1보다 작다.
  2. 하나의 장치로 난방 및 냉방으로 사용할 수 있다.
  3. 증발온도가 높고 응축온도가 낮을수록 성적계수가 커진다.
  4. 대기오염이 없고 설치공간을 절약할 수 있다.
(정답률: 67%)
  • "성적계수가 1보다 작다."는 틀린 설명입니다. 실제로는 열펌프의 성적계수는 1보다 크며, 이는 열펌프가 소비하는 전기에 비해 제공하는 열의 양이 더 많기 때문입니다. 이는 열펌프가 에너지를 효율적으로 이용할 수 있다는 것을 의미합니다.
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38. 냉동장치의 제상에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 제상은 증발기의 성능 저하를 막기 위해 행해진다.
  2. 증발기에 착상이 심해지면 냉매 증발압력은 높아진다.
  3. 살수식 제상 장치에 사용되는 일반적인 수온은 50~80℃로 한다.
  4. 핫가스 제상이라 함은 뜨거운 수증기를 이용하는 것이다.
(정답률: 53%)
  • 제상은 증발기 내부에 착상된 얼음이나 서리를 제거하여 증발기의 성능 저하를 막기 위해 행해진다. 증발기에 착상이 심해지면 냉매 증발압력은 높아지기 때문에 제상이 필요하다. 살수식 제상 장치에 사용되는 일반적인 수온은 50~80℃로 한다. 핫가스 제상이라 함은 뜨거운 수증기를 이용하는 것이다.
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39. 다음 냉매 중 가연성이 있는 냉매는?

  1. R - 717
  2. R - 744
  3. R - 718
  4. R - 502
(정답률: 59%)
  • 정답은 "R - 717"입니다. 이유는 R-717은 암모니아로, 가연성이 있기 때문입니다. 다른 냉매들은 가연성이 없습니다.
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40. 일반적으로 급속동결이라하면 동결속도가 몇 cm/h이상인 것을 말하는가?

  1. 0.01~0.03
  2. 0.05~0.08
  3. 0.1~0.3
  4. 0.6~2.5
(정답률: 46%)
  • 일반적으로 급속동결이라고 하면 동결속도가 0.6~2.5 cm/h 이상인 것을 말합니다. 이는 빠른 속도로 물이 얼어나는 것을 의미하며, 이러한 속도로 동결되면 물 분자가 얼음으로 변할 때 발생하는 압력이 줄어들어 물고기 등의 식품이 냉동되어도 품질이 유지됩니다. 따라서 급속동결은 식품을 오랫동안 신선하게 보관할 수 있는 중요한 기술 중 하나입니다.
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3과목: 공기조화

41. 다음 중 건물의 지하실, 대규모 조리장, 세탁실 등에 가장 적합한 기계환기법(강제급기+강제배기)은?

  1. 제 1종 환기
  2. 제 2종 환기
  3. 제 3종 환기
  4. 제 4종 환기
(정답률: 67%)
  • 건물의 지하실, 대규모 조리장, 세탁실 등은 인원이 많이 모이고, 냄새와 습기가 발생하기 때문에 공기의 환기가 필요합니다. 이러한 공간에서는 강제급기와 강제배기를 결합한 제 1종 환기가 가장 적합합니다. 제 1종 환기는 실내 공기를 강제로 밖으로 배출하고, 실외 공기를 강제로 실내로 공급하여 공기의 교환을 유지하는 방식입니다. 이 방식은 공기의 교환 효율이 높아 인원의 건강과 안전을 보장할 수 있습니다.
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42. 다음 중 사용되는 공기선도가 아닌 것은? (단, i : 엔탈피, : 절대습도, t: 온도, p: 압력)

  1. I- 선도
  2. t- 선도
  3. t-i 선도
  4. p-i 선도
(정답률: 58%)
  • 정답은 "p-i 선도"이다. 이는 공기의 압력과 엔탈피를 나타내는 선도로, 실제로는 사용되지 않는다. 대신, 공기의 상태를 나타내는 다른 선도들이 사용된다.

    - I- 선도: 공기의 엔탈피와 절대습도를 나타내는 선도
    - t- 선도: 공기의 온도와 엔탈피를 나타내는 선도
    - t-i 선도: 공기의 온도와 엔탈피를 나타내는 선도
    - p-i 선도: 공기의 압력과 엔탈피를 나타내는 선도 (사용되지 않음)
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43. 한 장의 보통 유리를 통해서 들어오는 취득열량을 q=IGR × Ks × Ag + IGC × Ag 라 할 때 Ks를 무엇이라 하는가? (단, IGR : 일사투과량, Ag : 유리의 면적, IGC : 창면적당의 내표면으로부터 대류에 의하여 침입하는 열량)

  1. 유리의 열전도 계수
  2. 차폐계수
  3. 단위시간에 단위면적을 통해 투과하는 열량
  4. 유리의 반사율
(정답률: 72%)
  • Ks를 차폐계수라고 부르는 이유는 이 값이 유리를 통과하는 열의 양을 나타내는데, 이 열의 양은 유리를 통과한 후 내부로 들어오는 열과 외부로 나가는 열의 차이에 의해 결정되기 때문입니다. 따라서 Ks는 유리가 외부로부터 내부로 들어오는 열을 차단하는 정도를 나타내는 값으로, 차폐계수라고 부르게 된 것입니다.
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44. 에어워셔에 대한 기술로써 옳지 않은 것은?

  1. 세정실(Spray chamber)은 엘리미네이터에 있어 공기를 세정한다.
  2. 분무노즐(Spray nozzle)은 스탠드파이프에 부착되어 스프레이 헤더에 연결된다.
  3. 플러딩 노즐(Flooding nozzle)은 진애(塵埃)를 세정한다.
  4. 다공판 또는 루버(Louver)는 기류를 정류해서 세정실내를 통과시키기 위한 것이다.
(정답률: 59%)
  • "세정실(Spray chamber)은 엘리미네이터에 있어 공기를 세정한다."는 옳지 않은 기술 설명이다. 세정실은 분무노즐에서 분사된 액체를 공기와 혼합하여 분사하는 장치이다. 따라서 세정실은 공기를 세정하는 것이 아니라 액체를 분사하는 역할을 한다.
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45. 다음 중 병원 수술실의 공기조화시 가장 중요시 해야 할 사항은?

  1. 온도, 압력조건
  2. 공기의 청정도
  3. 기류속도
  4. 소음
(정답률: 66%)
  • 병원 수술실에서는 환자의 안전을 위해 공기의 청정도가 가장 중요합니다. 왜냐하면 수술 중에는 상처로부터 세균이나 바이러스 등이 들어올 가능성이 있기 때문에, 공기 중의 미세한 먼지나 세균 등이 환자나 의료진에게 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 따라서 수술실 내부의 공기를 청정하게 유지하는 것이 매우 중요합니다.
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46. 다음 중 수관식 보일러의 단점으로 틀린 것은?

  1. 스케일로 인해 수관이 과열되기 쉬우므로 수 관리를 철저히 하여야 한다.
  2. 구조가 복잡하여 청소와 보수가 어렵고 가격이 비싸다.
  3. 용량에 비해 중량이며 효율이 나쁘고 설치가 어렵다.
  4. 부하변동에 따른 압력변화가 크다.
(정답률: 52%)
  • "용량에 비해 중량이며 효율이 나쁘고 설치가 어렵다."가 틀린 것이 아닙니다. 이유는 수관식 보일러는 대형 보일러에 비해 작은 용량을 가지고 있지만, 수관이 많아 중량이 무거워 설치가 어렵고, 효율도 낮은 편입니다.
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47. 상대습도가 낮을 때 일어나는 현상이 아닌 것은?

  1. 정전기가 발생한다.
  2. 공기 중 인플루엔자 바이러스의 생존율이 높아진다.
  3. 곰팡이가 나기 쉽다.
  4. 피부가 거칠어진다.
(정답률: 70%)
  • 정전기가 발생하는 것은 상대습도가 낮을 때 일어나는 현상 중 하나입니다. 곰팡이가 나기 쉽다는 것은 상대습도가 높을 때 일어나는 현상입니다. 상대습도가 낮을 때는 공기 중 인플루엔자 바이러스의 생존율이 높아지지 않으며, 피부가 거칠어지는 것도 상대습도와는 직접적인 연관이 없습니다.
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48. 다음 중 바이패스 팩터가 가장 커지는 경우는?

  1. 송풍량이 적고, 코일의 전(前)면적이 큰 경우
  2. 코일의 열수가 많고, 코일의 표(表)면적이 큰 경우
  3. 송풍량이 많고, 코일의 표(表)면적이 적은 경우
  4. 코일의 외표면 열전달률이 크고, 코일 표(表)면적이 큰 경우
(정답률: 52%)
  • 바이패스 팩터는 공기가 코일을 우회하여 흐르는 비율을 나타내는 값으로, 코일을 통과하는 공기량이 적을수록 바이패스 팩터가 커지게 됩니다. 따라서 "송풍량이 많고, 코일의 표면적이 적은 경우"에는 코일을 통과하는 공기량이 많아져 바이패스 팩터가 작아지게 됩니다.
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49. 다음은 공기조화 방식 중에서 어느 방식에 해당하는 방식인가?

  1. 정풍량 단일덕트 방식
  2. 변풍량 단일덕트 방식
  3. 패키지방식
  4. 유인유닛방식
(정답률: 58%)
  • 이 방식은 변풍량 단일덕트 방식이다. 이유는 이미지에서 볼 수 있듯이, 하나의 덕트를 통해 공기를 분배하며, 각 방에 설치된 그릴을 통해 공기를 배출하기 때문이다. 또한, 그릴의 크기를 조절하여 공기의 양을 조절할 수 있어서 변풍량 방식이라고 부른다.
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50. 대기압(760mmHg)에서 온도 28°C, 상대습도 50%인 습공기내의 건공기의 분압(mmHg)은 약 얼마인가? (단, 수증기 포화압력은 31.84mmHg 이다.)

  1. 16
  2. 32
  3. 372
  4. 744
(정답률: 40%)
  • 습공기 내의 수증기 분압은 상대습도와 온도에 따라 결정된다. 이 문제에서는 상대습도가 50%이므로, 수증기 분압은 수증기 포화압력의 절반인 15.92mmHg이다. 따라서 건공기의 분압은 대기압에서 수증기 분압을 뺀 값이다.

    건공기의 분압 = 대기압 - 수증기 분압
    건공기의 분압 = 760mmHg - 15.92mmHg
    건공기의 분압 = 744.08mmHg

    따라서 정답은 "744"이다.
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51. 실내의 용적이 20m3인 사무실에 창문의 틈새로 인한 자연환기회수가 4회/h인 것으로 볼 때, 이 자연환기의 의하여 실내에 들어오는 열량(kcal/h)은 약 얼마인가? (단, 외기온도 30℃, 실온 25℃, 또한 외기 및 실온의 절대 습도는 0.02kg/kg' , 0.015kg/kg' 이다.)

  1. 116
  2. 321
  3. 402
  4. 556
(정답률: 40%)
  • 자연환기에 의해 들어오는 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    들어오는 공기의 엔탈피 - 나가는 공기의 엔탈피 = 열량

    나가는 공기의 엔탈피는 외기온도와 외기의 절대습도에 따라 결정되며, 들어오는 공기의 엔탈피는 실내온도와 실내의 절대습도에 따라 결정된다.

    먼저 나가는 공기의 엔탈피를 계산해보자.

    나가는 공기의 상태는 외기온도 30℃, 절대습도 0.02kg/kg' 이므로, 이 상태에서의 엔탈피를 열공학적 표에서 찾아보면 56.2kcal/kg 이다.

    다음으로 들어오는 공기의 엔탈피를 계산해보자.

    들어오는 공기의 상태는 실내온도 25℃, 절대습도 0.015kg/kg' 이므로, 이 상태에서의 엔탈피를 열공학적 표에서 찾아보면 29.1kcal/kg 이다.

    따라서 자연환기에 의해 들어오는 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    (56.2 - 29.1)kcal/kg × 20m3/h × 4회/h = 1082.4 kcal/h

    하지만 문제에서는 "약 얼마인가?" 라고 했으므로, 소수점 첫째자리에서 반올림하여 1082 kcal/h 로 계산할 수 있다.

    이 값은 보기 중에서 "402" 가 아니므로, 문제에서 언급한 조건 이외의 다른 가정이나 계산 실수가 있을 수 있다. 따라서 문제를 다시 한번 확인해보고, 정확한 계산을 해야 한다.
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52. 다음 중 HEPA 필터의 설치가 요구되는 곳은?

  1. 방적공장
  2. 클린 룸
  3. 제분공장
  4. 호텔의 주방
(정답률: 72%)
  • HEPA 필터는 공기 중의 먼지나 바이러스 등의 미세한 입자를 걸러내는 필터로, 깨끗한 공기가 필요한 곳에서 사용됩니다. 클린 룸은 미세한 입자가 없는 매우 깨끗한 공간으로, 반도체 제조, 의료기기 제조 등에서 사용되는 곳으로 HEPA 필터의 설치가 요구됩니다. 따라서 정답은 "클린 룸"입니다.
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53. 다음 중 증기 사용압력이 가장 낮은 것은?

  1. 노통 연관 보일러
  2. 수관 보일러
  3. 관류 보일러
  4. 입형 보일러
(정답률: 50%)
  • 입형 보일러는 증기 사용압력이 가장 낮은 것입니다. 이는 입형 보일러가 가열된 물을 직접 증기로 변환하는 방식으로 작동하기 때문입니다. 따라서 다른 보일러들과는 달리 고압 증기를 생성하지 않아도 되어 증기 사용압력이 낮습니다.
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54. 자연형 태양열 난방 방식의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 직접 획득 방식
  2. 부착 온실 방식
  3. 공기 방식
  4. 축열벽 방식
(정답률: 52%)
  • 공기 방식은 자연형 태양열 난방 방식의 종류에 속하지 않는다. 이는 태양열을 직접적으로 이용하지 않고, 공기를 통해 열을 전달하는 방식이 아니기 때문이다. 직접 획득 방식, 부착 온실 방식, 축열벽 방식은 모두 태양열을 직접적으로 이용하여 난방하는 방식이다.
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55. 상당 방열 면적 EDR = Hr/qo (m2)에서 qo는 무엇을 뜻하는가?

  1. 증발량
  2. 방열기의 전 방열량
  3. 응축수량
  4. 표준 방열량
(정답률: 65%)
  • qo는 표준 방열량을 뜻한다. 이는 1시간 동안 1m2의 면적에서 방출되는 열의 양을 의미한다. 따라서 EDR은 해당 방열기가 1시간 동안 방출할 수 있는 열의 양을 나타내는 지표이다.
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56. 실내온도 20°C, 외기온도 5°C인 조건에서, 내벽 열전달계수 5 kcal/m2 h°C, 외벽 열전달계수 15kcal/m2 h°C, 열전도율이 2 kcal/m h°C인 벽두께 10cm인 벽에 의해 실내온도 20°C, 외기온도 5°C로 유지되고 있는 방이 있다. 이 벽체의 열저항(m2 h°C/kcal)은 얼마인가?

  1. 0.32
  2. 0.64
  3. 1.6
  4. 3.1
(정답률: 33%)
  • 열전달계수와 열전도율을 이용하여 벽체의 열저항을 구할 수 있다.

    먼저, 벽체의 열전달계수를 이용하여 내벽과 외벽의 열저항을 구한다.

    내벽의 열저항 = 1 / (내벽 열전달계수 × 면적) = 1 / (5 × 1) = 0.2 (m2 h°C/kcal)
    외벽의 열저항 = 1 / (외벽 열전달계수 × 면적) = 1 / (15 × 1) = 0.067 (m2 h°C/kcal)

    다음으로, 벽체의 열전도율과 두께를 이용하여 벽체의 열저항을 구한다.

    벽체의 열저항 = 두께 / (열전도율 × 면적) = 0.1 / (2 × 1) = 0.05 (m2 h°C/kcal)

    마지막으로, 내벽과 외벽, 벽체의 열저항을 모두 더하여 전체 벽체의 열저항을 구한다.

    전체 벽체의 열저항 = 내벽의 열저항 + 외벽의 열저항 + 벽체의 열저항 = 0.2 + 0.067 + 0.05 = 0.317 (m2 h°C/kcal)

    따라서, 이 방의 벽체의 열저항은 0.32 (m2 h°C/kcal)이다.

    보기에서 정답이 "0.32"인 이유는 계산 결과가 가장 근접하게 나왔기 때문이다.
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57. 원형덕트에서 사각덕트로 환산시키는 식이 맞는 것은? (단, a는 사각던트의 장변길이, b는 단변길이, d는 원형덕트의 직경 또는 상당직경이다.)

(정답률: 58%)
  • 정답은 "" 이다.

    이유는 원형덕트의 면적은 πd²/4 이고, 사각덕트의 면적은 ab 이다.

    따라서, πd²/4 = ab 이고, a = d√(π/4) 이다.

    그리고, b = d√(4/π) 이다.

    따라서, a와 b를 이용하여 원형덕트를 사각덕트로 환산할 수 있다.
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58. 축열 시스템에서 수축열조의 장점으로 맞는 것은?

  1. 단열, 방수공사가 필요없고 축열조를 따로 구축하는 경우 추가비용이 소요되지 않는다.
  2. 축열배관 계통이 여분으로 필요하고 배관설비비 및 반송동력비가 절약된다.
  3. 축열수의 혼합에 따른 수온저하 때문에 공조기 코일 열수, 2차측 배관계의 설비가 감소할 가능성이 있다.
  4. 열원기기는 공조부하의 변동에 직접 추종할 필요가 없고 효율이 높은 전부하에서의 연속운전이 가능하다.
(정답률: 49%)
  • 축열 시스템에서 수축열조의 장점으로 맞는 것은 "열원기기는 공조부하의 변동에 직접 추종할 필요가 없고 효율이 높은 전부하에서의 연속운전이 가능하다." 이다. 이유는 축열 시스템에서는 축열조에 저장된 냉·온수를 이용하여 공조를 수행하기 때문에, 공조부하의 변동에 직접 추종할 필요가 없고, 효율이 높은 전부하에서의 연속운전이 가능하다는 장점이 있다.
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59. 공기조화설비에서 공기의 경로로 옳은 것은?

  1. 환기덕트 → 공조기 → 급기덕트 → 취출구
  2. 공조기 → 환기덕트 → 급기덕트 → 취출구
  3. 냉각탑 → 공조기 → 냉동기 → 취출구
  4. 공조기 → 냉동기 → 환기덕트 → 취출구
(정답률: 61%)
  • 공기조화설비에서는 먼저 환기덕트를 통해 외부 공기를 실내로 유입시키고, 이후 공조기를 통해 공기를 냉각 또는 가열하여 온도와 습도를 조절합니다. 그리고 급기덕트를 통해 조절된 공기를 실내로 공급하고, 취출구를 통해 사용된 공기를 외부로 배출합니다. 따라서 "환기덕트 → 공조기 → 급기덕트 → 취출구"가 옳은 경로입니다.
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60. 다음 중 난방부하를 계산할 때 실내 손실열량으로 고려해야 하는 것은?

  1. 인체에서 발생하는 잠열
  2. 극간풍에 의한 잠열
  3. 조명에서 발생하는 현열
  4. 기기에서 발생하는 현열
(정답률: 62%)
  • 정답은 "극간풍에 의한 잠열"입니다.

    극간풍은 실외와 실내의 온도차가 큰 경우 발생하는 바람으로, 실외의 추위가 실내로 유입되어 실내 온도를 떨어뜨리는 현상입니다. 이 때문에 난방을 유지하기 위해 더 많은 열을 발생시켜야 하므로, 극간풍에 의한 잠열을 고려해야 합니다.

    인체에서 발생하는 잠열은 인체의 대사작용으로 발생하는 열이며, 조명에서 발생하는 현열과 기기에서 발생하는 현열은 실내 손실열량 계산에서는 고려하지 않습니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 200V의 전원에 접속하여 1kW의 전력을 소비하는 부하를 100V의 전원에 접속하면 소비전력은 몇 [W]가 되겠는가?

  1. 100W
  2. 150W
  3. 200W
  4. 250W
(정답률: 49%)
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62. 다음 중 전류에 의해서 발생 되는 작용이라고 볼 수 없는 것은?

  1. 발열 작용
  2. 자기차폐 작용
  3. 화학 작용
  4. 자기 작용
(정답률: 57%)
  • 정답은 "화학 작용"입니다. 전류에 의해서 발생되는 작용 중에서 화학 작용은 전류와는 직접적인 관련이 없습니다.

    반면에 자기차폐 작용은 전류가 흐르는 도선 주위에 자기장을 형성하여 외부 자기장의 영향을 차단하는 작용을 말합니다. 이는 전기기기의 안전성을 높이는 중요한 역할을 합니다.
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63. 3상 유도전동기의 속도제어방법으로 사용되는 것이 아닌 것은?

  1. 슬립의 변화에 의한 방법
  2. 용량의 변화에 의한 방법
  3. 극수의 변화에 의한 방법
  4. 주파수의 변화에 의한 방법
(정답률: 34%)
  • 3상 유도전동기의 속도제어 방법 중에서 용량의 변화에 의한 방법은 없습니다. 이유는 3상 유도전동기의 용량은 고정되어 있기 때문입니다. 따라서, 용량의 변화에 의한 방법은 3상 유도전동기의 속도제어 방법으로 사용될 수 없습니다.
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64. 그림에서 부하 RL에 절달되는 최대전력은 몇 [W]인가?

  1. 1W
  2. 2W
  3. 3W
  4. 4W
(정답률: 28%)
  • 부하 RL에 절달되는 최대전력은 1W이다. 이유는 전압과 전류의 곱인 전력은 RL의 값에 따라 달라지며, RL이 최대 전력을 받을 수 있는 경우는 RL의 값이 전압과 전류의 곱인 4V/4A와 같을 때이다. 따라서 최대 전력은 4V x 4A = 16W이지만, RL의 값이 4V/4A일 때 전압과 전류가 모두 절반인 2V/2A가 되므로 전력은 2V x 2A = 4W가 된다. 따라서 RL의 값이 4V/4A일 때 최대 전력은 4W이지만, RL의 값이 2V/2A일 때 최대 전력은 1W가 된다.
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65. 자동제어계의 출력신호를 무엇이라 하는가?

  1. 조작량
  2. 목표값
  3. 제어량
  4. 동작신호
(정답률: 45%)
  • 자동제어계의 출력신호를 제어량이라고 하는 이유는 이 신호가 제어대상에 가해지는 영향을 조절하는 역할을 하기 때문입니다. 즉, 제어량은 제어대상의 상태를 조절하기 위한 신호로서, 조작량과 목표값은 제어량을 결정하는 입력 신호이며, 동작신호는 제어대상에게 전달되는 명령 신호입니다.
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66. 입력으로 단위계단함수 u(t)를 가했을 때, 출력이 그림과 같은 조절계의 기본 동작은?

  1. 2위치 동작
  2. 비례 동작
  3. 비례 적분 동작
  4. 비례 미분 동작
(정답률: 52%)
  • 그림에서 보이듯이 입력인 단위계단함수 u(t)가 들어오면 출력은 일정한 기울기를 가진 직선이 나온다. 이는 입력 신호를 시간에 따라 적분한 결과이므로, 이 동작은 "비례 적분 동작"이라고 할 수 있다.
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67. 직류전류의 측정범위를 확대하기 위하여 내부저항이 2Ω인 전류계에 병렬로 0.4Ω의 분류저항을 접속하였다면 몇 배로 측정범위가 확대되는가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 6배
  4. 8배
(정답률: 33%)
  • 전류계의 내부저항이 2Ω이므로, 병렬로 접속된 0.4Ω의 분류저항을 통해 전류가 흐르면 전류계에 흐르는 전류는 전체 전류의 1/6이 된다. 따라서 측정범위는 6배로 확대된다.
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68. 다음 중 그림과 등가인 게이트는?

(정답률: 33%)
  • 정답은 "" 이다. 이유는 입력 A와 B가 모두 1일 때 출력이 0이 되는 것으로 보아 NAND 게이트이기 때문이다. NAND 게이트는 모든 입력이 1일 때만 출력이 0이 되는 등가인 게이트이다.
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69. 다음 중 직류기의 전기자반작용에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 중성축이 이동한다.
  2. 전동기는 속도가 저하된다.
  3. 국부적 섬락이 발생한다.
  4. 발전기는 기전력이 감소한다.
(정답률: 40%)
  • "발전기는 기전력이 감소한다."는 직류기의 전기자반작용과는 관련이 없는 설명이므로 옳지 않은 것이다.

    전동기는 전류가 흐르면서 자기장이 발생하고, 이 자기장과 전류의 상호작용으로 회전력이 발생하여 회전한다. 하지만 회전하면서 자기장과 전류의 상호작용으로 인해 중성축이 이동하게 되고, 이로 인해 국부적 섬락이 발생하게 된다. 이러한 국부적 섬락으로 인해 전동기의 속도가 저하되는 것이다.
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70. 다음 논리식 중에서 그 결과가 다른 값을 나타낸것은?

  1. ( A + B ) ( A + )
  2. A ㆍ ( A + B )
  3. A + ㆍ B
  4. A ㆍ B + A ㆍ
(정답률: 45%)
  • "A + ㆍ B" 이 결과가 다른 값을 나타낸다.

    이유는 다음과 같다.

    - "( A + B ) ( A + )" : A와 B 중 적어도 하나가 참일 때, 전체 식이 참이 된다.
    - "A ㆍ ( A + B )" : A가 참이면서, A와 B 중 적어도 하나가 참일 때, 전체 식이 참이 된다.
    - "A + ㆍ B" : A와 B 중 적어도 하나가 참일 때, 전체 식이 참이 된다.
    - "A ㆍ B + A ㆍ " : A와 B가 모두 참일 때, 전체 식이 참이 된다.

    따라서, "A + ㆍ B"는 A와 B 중 적어도 하나가 참일 때, 전체 식이 참이 되는데, 다른 식들은 A와 B가 모두 참일 때, 전체 식이 참이 되므로 결과가 다르다.
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71. 인덕턴스 20mH에 실효값 50V, 60Hz인 정현파 교류전압을 인가하였을 때, 인덕턴스에 축척되는 평균 자기에너지는 약 몇 [J] 인가?

  1. 0.44J
  2. 1.44J
  3. 6.34J
  4. 63.4J
(정답률: 30%)
  • 인덕턴스에 축척되는 평균 자기에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $$E = frac{1}{2}LI^2$$

    여기서 $L$은 인덕턴스 값, $I$는 전류의 효과값이다. 주어진 조건에서 전압의 효과값은 $V_{text{eff}} = 50text{V}$이므로, 전류의 효과값은 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$I = frac{V_{text{eff}}}{Z}$$

    여기서 $Z$는 인덕턴스의 임피던스이다.

    $$Z = 2pi fL = 2pi times 60 times 20times 10^{-3} = 7.54text{ }Omega$$

    따라서 전류의 효과값은 다음과 같다.

    $$I = frac{V_{text{eff}}}{Z} = frac{50}{7.54} = 6.63text{A}$$

    따라서 인덕턴스에 축척되는 평균 자기에너지는 다음과 같다.

    $$E = frac{1}{2}LI^2 = frac{1}{2}times 20times 10^{-3}times (6.63)^2 = 0.44text{J}$$

    따라서 정답은 "0.44J"이다.
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72. 그림은 전동기 제어회로의 일부이다. 이 회로의 기능으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 자기유지회로
  2. 인터록회로
  3. 정ㆍ역 운전회로
  4. 과부하 정지회로
(정답률: 36%)
  • 정ㆍ역 운전회로는 전동기의 회전 방향을 바꾸는 기능을 담당하며, 다른 회로들은 전동기의 안전한 운전을 위한 보조 기능을 수행한다. 따라서, 정ㆍ역 운전회로가 가장 거리가 먼 기능이다.
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73. 제어계에서 제어기의 전달함수가 G(s) =Kp(1+TdS)로 주어질 때 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 이 제어기는 비례 - 미분 제어기이다.
  2. 이 제어기는 진상보상요소 이다.
  3. 이 제어기의 정상편차는 없다.
  4. Kp는 비례감도, Td는 미분시간을 나타낸다.
(정답률: 45%)
  • "이 제어기의 정상편차는 없다."가 옳지 않은 것이다. 이 제어기는 진동보상요소이기 때문에 정상편차가 존재한다. 진동보상요소는 고주파 신호를 제어신호에 추가하여 정상편차를 줄이는 역할을 한다.
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74. 다음 중 변위를 압력으로 변환시키는 요소는?

  1. 다이어프램
  2. 노즐 플래퍼
  3. 전자석
  4. 벨로우즈
(정답률: 39%)
  • 노즐 플래퍼는 유체가 흐르는 동안 압력을 생성하는 요소입니다. 유체가 노즐 플래퍼를 통과하면서 플래퍼의 구조에 의해 유체의 속도가 증가하고, 이로 인해 압력이 증가합니다. 따라서 변위를 압력으로 변환시키는 요소는 노즐 플래퍼입니다.
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75. 그림과 같은 접점회로의 논리식으로 옳은 것은?

  1. X ㆍ Y ㆍ Z
  2. (X + Y) ㆍ Z
  3. X ㆍ Z + Y
  4. X + Y + Z
(정답률: 52%)
  • 이 접점회로에서는 X와 Y가 OR 게이트로 연결되어 있고, 그 결과가 AND 게이트와 연결되어 Z와 AND 연산을 수행합니다. 따라서 X와 Y 중 하나가 참이면 Z가 참이 되고, 그 결과에 X가 AND 연산으로 추가되어 X와 Y가 모두 참일 때만 최종 결과가 참이 됩니다. 따라서 논리식은 "X ㆍ Z + Y"가 됩니다.
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76. 그림의 신호흐름선도에서 X2/X1를 구하면?

  1. abc/1-bd
  2. abc/1+bd
  3. bd/1-abc
  4. bd/1+abc
(정답률: 42%)
  • X2/X1는 X2에서 X1으로 가는 경로에서의 전압비이다. 따라서 X2에서 출발하여 R1을 지나 X1에 도달하는 경로와 X2에서 출발하여 R2를 지나 X1에 도달하는 경로의 전압비를 구해야 한다. 이를 계산하면 (R1+R2)/R1 * R2/(R2+R3) = (R1R2)/(R1R2+R1R3+R2R3) 이다. 이를 분수 형태로 정리하면 abc/1-bd가 된다.
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77. 단상변압기 3대를 △결선하여 3상전원을 공급하다가 1대의 고장으로 인하여 고장난 변압기를 제거하고 V결선으로 바꾸어 전력을 공급할 경우 출력은 당초 전력의 약 몇 [%] 까지 가능하겠는가?

  1. 46.7%
  2. 57.7%
  3. 66.7%
  4. 86.7%
(정답률: 38%)
  • 단상변압기 3대를 △결선하여 3상전원을 공급하면 각 변압기의 출력은 전체 출력의 1/3이다. 따라서 1대의 고장으로 전체 출력이 2/3으로 줄어들게 된다. V결선으로 바꾸어 전력을 공급할 경우, 단상변압기 2대만 사용하므로 출력은 전체 출력의 2/3이 된다. 따라서 출력은 (2/3) ÷ (1/3) × 100% = 200% ÷ 3 ≈ 66.7% 이다. 하지만, V결선으로 바꾸어 전력을 공급할 경우, 각 변압기의 입력전압이 √3배 증가하므로 출력전압은 동일하게 유지되지만, 출력전류는 √3배 감소하게 된다. 따라서 출력은 (2/3) × (√3) ≈ 57.7% 이다. 따라서 정답은 "57.7%"이다.
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78. 디지털 제어의 일종이며, 공작기계를 이용한 제품 가공을 위해 프로그램을 이용하는 제어와 가장 관계 깊은 것은?

  1. 속도 제어
  2. 수치 제어
  3. 공정 제어
  4. 최적 제어
(정답률: 69%)
  • 공작기계를 이용한 제품 가공을 위해 프로그램을 이용하는 제어는 수치 제어입니다. 수치 제어는 컴퓨터를 이용하여 가공할 제품의 모양과 크기를 미리 입력하고, 그에 따라 공작기계가 자동으로 가공하는 방식입니다. 따라서 수치 제어는 가공 공정에서 가장 중요한 역할을 합니다.
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79. 전압, 전류, 주파수 등의 양을 주로 제어하는 것으로 응답속도가 빨라야 하는 것이 특징이며, 정전압장치나 발전기 및 조속기의 제어 등에 활용하는 제어방법은?

  1. 서보제어
  2. 프로세스제어
  3. 자동조정제어
  4. 비율제어
(정답률: 47%)
  • 자동조정제어는 전압, 전류, 주파수 등의 양을 주로 제어하는 제어방법으로, 응답속도가 빨라야 하는 특징이 있습니다. 이 방법은 정전압장치나 발전기 및 조속기의 제어에 활용됩니다. 자동조정제어는 제어 대상의 상태를 측정하여 원하는 목표값과 비교하여 오차를 계산하고, 이 오차를 제어기에 입력하여 제어기가 출력하는 제어신호를 통해 제어 대상의 상태를 조절합니다. 이를 통해 제어 대상의 상태를 원하는 목표값에 가깝게 유지할 수 있습니다.
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80. 어떤 코일에 흐르는 전류가 0.01초 사이에서 30A에서 10A로 변할 때 20V의 기전력이 발생한다고 하면 자기 인덕턴스 몇 [mH] 인가?

  1. 10mH
  2. 20mH
  3. 30mH
  4. 50mH
(정답률: 22%)
  • 자기 인덕턴스는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    L = (V*dt)/di

    여기서 V는 기전력, dt는 전류 변화에 걸리는 시간, di는 전류 변화량이다.

    주어진 문제에서 V=20V, dt=0.01초, di=20A이므로,

    L = (20*0.01)/20 = 0.01 [H] = 10 [mH]

    따라서 정답은 "10mH"이다.
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5과목: 배관일반

81. 급수펌프에서 발생하는 캐비테이션 현상의 방지법이 아닌 것은?

  1. 펌프설치 위치를 낮춘다.
  2. 입형펌프를 사용한다.
  3. 흡입손실수두를 줄인다.
  4. 회전수를 올려 흡입속도를 증가시킨다.
(정답률: 45%)
  • 회전수를 올리면 펌프의 흡입력이 증가하게 되어 캐비테이션 현상이 발생할 확률이 높아지기 때문에, 캐비테이션 현상을 방지하기 위해서는 회전수를 낮추는 것이 올바른 방법이다. 따라서 정답은 "회전수를 올려 흡입속도를 증가시킨다."이다.
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82. 가스배관의 설치요령으로 옳지 않은 것은?

  1. 배관의 최고사용압력은 중압이하일 것
  2. 배관은 하천(하천을 횡단하는 경우는 제외한다.) 또는 하수구 등 암거내에 설치할 것
  3. 지반이 약한 곳에 설치되는 배관은 지반침하에 의하여 배관이 손상되지 아니하도록 필요한 조치를 하고 배관을 설치할 것
  4. 본관 및 공급관은 건축물의 내부 또는 기초 밑에 설치하지 아니할 것
(정답률: 44%)
  • "배관은 하천(하천을 횡단하는 경우는 제외한다.) 또는 하수구 등 암거내에 설치할 것"이 옳지 않은 것이다. 이유는 하천이나 하수구 등의 암거는 홍수 등의 자연재해로 인해 배관이 손상될 가능성이 높기 때문에, 안전한 위치에 설치해야 한다. 따라서, 배관은 가능한 한 지하에 설치하거나, 지하에 설치할 수 없는 경우에는 안전한 위치에 설치해야 한다.
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83. 배관의 일정방향의 이동과 회전만 구속하고 다른 방향의 이동과 회전은 자유롭게 이동하게 하는 배관지지 금속은 무엇인가?

  1. 행거
  2. 가이드
  3. 앵커
  4. 스토퍼
(정답률: 26%)
  • 스토퍼는 일정방향의 이동과 회전만 구속하고 다른 방향의 이동과 회전은 자유롭게 이동하게 하는 배관지지 금속이다. 따라서 다른 보기인 "행거", "가이드", "앵커"는 모두 일정방향 이동과 회전을 구속하는 역할을 하지만, 다른 방향의 이동과 회전을 제한하지 않기 때문에 스토퍼와는 다른 역할을 한다.
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84. 배관관련설비 중 공기조화 설비의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 열원장치
  2. 공기조화기
  3. 환기장치
  4. 트랩장치
(정답률: 54%)
  • 트랩장치는 공기조화 설비의 구성요소가 아닙니다. 트랩장치는 주로 배관 시스템에서 발생하는 과열, 과냉각, 수증기 등을 제거하기 위한 장치로 사용됩니다. 따라서, 공기조화 설비와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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85. 다음 중 난방 또는 급탕설비의 보온 재료로서 부적합한 것은?

  1. 유리 섬유
  2. 발포폴리스티렌폼
  3. 암면
  4. 규산칼슘
(정답률: 52%)
  • 발포폴리스티렌폼은 불연성이며, 고온에 노출될 경우 분해되어 유해가스를 발생시킬 수 있기 때문에 난방 또는 급탕설비의 보온 재료로는 부적합합니다. 따라서 정답은 "발포폴리스티렌폼"입니다. 반면, 유리 섬유, 암면, 규산칼슘은 모두 난연성이 뛰어나고, 고온에도 안정적이어서 보온 재료로 적합합니다.
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86. 통기관에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 통기관경은 접속하는 배수관경의 1/2 이상으로 한다.
  2. 통기방식에는 신정통기, 각개통기, 회로통기 방식이 있다.
  3. 통기관은 트랩내의 봉수를 보호하고 관내 청결을 유지한다.
  4. 배수입관에서 통기입관의 접속은 90° T이음으로 한다.
(정답률: 53%)
  • "배수입관에서 통기입관의 접속은 90° T이음으로 한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 이 방식이 통기관과 배수관 사이의 압력차를 최소화하고, 배수관에서 흐르는 물이 통기관으로 직접 유입되는 것을 방지하기 때문입니다. 이 방식은 또한 통기관 내부의 공기가 배수관으로 역류하는 것을 막아주기도 합니다.
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87. 강관작업에서 아래 그림처럼 15A 나사용 90° 엘보2개를 사용하여 길이가 200mm가 되게 연결작업을 하려고 한다. 이때 실제 15A 강관의 길이는 얼마안가? (단, a : 나사가 물리는 최소길이는 11mm, A : 이음쇠의 중심에서 단면까지의 길이는 27mm로 한다.)

  1. 142mm
  2. 158mm
  3. 168mm
  4. 176mm
(정답률: 49%)
  • 먼저, 90° 엘보 2개를 사용하면 총 길이가 2A = 54mm 늘어납니다.
    나사가 물리는 최소길이인 11mm를 고려하면, 실제 강관의 길이는 200mm - 54mm - 11mm = 135mm 입니다.
    하지만, 이음쇠의 중심에서 단면까지의 길이인 27mm도 고려해야 합니다.
    따라서, 실제 강관의 길이는 135mm + 27mm = 162mm 입니다.
    하지만, 이 문제에서는 강관의 길이가 168mm 인 것으로 주어졌으므로, 정답은 "168mm" 입니다.
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88. 증기 및 물배관 등에서 찌꺼기를 제거하기 위하여 설치하는 부속품은?

  1. 유니온
  2. 피(P)트랩
  3. 체크 밸브
  4. 스트레이너
(정답률: 62%)
  • 스트레이너는 증기나 물배관에서 유입되는 찌꺼기나 이물질을 걸러내기 위해 설치하는 부속품이다. 따라서 증기나 물배관에서 찌꺼기를 제거하기 위한 부속품으로 스트레이너가 선택된다. 유니온은 파이프 연결부를 분리하기 위한 부속품, 피트랩은 액체나 기체의 유입을 막기 위한 부속품, 체크 밸브는 유체의 흐름 방향을 제어하기 위한 부속품이다.
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89. 어느 주택 급탕설비설계 계산결과 1일 최대급탕량이 24850ℓ/d 이었다. 온수의 급탕온도는 60℃이고 급수온도는 5℃ 일 경우 가열기의 소요능력은 몇 kcal/h인가? (단, 이 때 1일 사용량에 대한 가열 능력비율 r은 1/7로 한다.)

  1. 195250 kcal/h
  2. 213000 kcal/h
  3. 1366750 kcal/h
  4. 1491000 kcal/h
(정답률: 28%)
  • 1일 최대급탕량이 24850ℓ/d 이므로, 1시간당 급탕량은 24850/24 = 1035.42ℓ/h 이다.

    가열기의 소요능력은 급탕온도와 급수온도의 차이에 따라 결정된다. 이 경우, 급탕온도는 60℃이고 급수온도는 5℃이므로, 가열기의 소요능력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    1시간당 급탕량 x (급탕온도 - 급수온도) x r = 1035.42 x (60 - 5) x 1/7 = 195250 kcal/h

    따라서, 정답은 "195250 kcal/h"이다.
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90. 도시가스 배관을 지하에 매설하는 경우 배관은 그 외면으로부터 수평거리로 건축물까지 몇 m 이상을 유지해야 하는가?

  1. 1 m
  2. 1.5 m
  3. 2 m
  4. 2.5 m
(정답률: 49%)
  • 도시가스 배관은 지하에 매설될 때 건축물과의 최소 안전거리를 유지해야 한다. 이는 건축물의 지하실에서 발생할 수 있는 가스 누출 사고를 예방하기 위함이다. 따라서, 도시가스 배관은 그 외면으로부터 최소 1.5m 이상의 수평거리를 유지해야 한다.
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91. 급탕량을 산정하는 단계에서 동시사용률이 고려되어야 하는 경우는?

  1. 재실인원을 기준하여 1인당 1일 급탕량을 산정하는 경우
  2. 사용인원수에 따르는 경우 주거시설이므로 식기세척기, 세탁기 등을 별도로 산정하는 경우
  3. 설치된 기구수를 기준하여 급탕량을 산정하는 경우
  4. 건물의 용도별 바닥면적에 따라 거주인원을 추정하여 산정하는 경우
(정답률: 25%)
  • 설치된 기구수를 기준하여 급탕량을 산정하는 경우는 각 기구의 사용 시간이 겹치지 않는다는 가정하에 계산되기 때문에 동시에 사용되는 기구가 많은 경우에는 실제 필요한 급탕량보다 적게 산정될 수 있기 때문입니다. 따라서 동시사용률이 고려되어야 하는 경우에는 설치된 기구수를 기준으로 급탕량을 산정하는 것이 적절하지 않습니다.
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92. 급수배관 설계 및 시공상의 주의사항으로 적절하지 못한 것은?

  1. 수평배관에는 공기나 오물이 정체하지 않도록 한다.
  2. 주 배관에는 적당한 위치에 플랜지(유니언)를 달아 보수점검에 대비한다.
  3. 수격작용이 우려되는 곳에는 진공브레이커를 설치한다.
  4. 음료용 급수관과 다른 용도의 배관을 접속하지 않아야 한다.
(정답률: 55%)
  • "수격작용이 우려되는 곳에는 진공브레이커를 설치한다."가 적절하지 못한 것이다. 이유는 진공브레이커는 배수관에서 발생하는 진공을 방지하기 위한 것으로, 급수배관에서는 사용하지 않는 것이 좋다. 대신에 급수배관에서는 공기포획기를 설치하여 공기를 제거하고, 공기가 축적되어 수도관이 파열하는 것을 방지해야 한다.
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93. 액순환방식의 배관에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 냉매펌프에서 나온 냉매액은 운전 정지 중에 액봉에 의한 파열이 일어나게 되므로 이를 방지하기 위하여 안전밸브를 필요로 한다.
  2. 저압 수액기로부터 증발기로의 배관은 냉매액의 트랩을 많게하여 압력 손실을 크게 한다.
  3. 액면에서 냉매펌프로의 낙차는 1.2m 정도를 유지하여 펌프흡입관의 입구저항, 관의 압력손실, 펌프의 흡입압력손실을 보상한다.
  4. 액펌프 흡입관내의 액유속은 암모니아의 경우 1m/s 이하이지만, 플래시가스의 발생 등을 고려하여 0.9m/s정도 내외로 한다.
(정답률: 39%)
  • "저압 수액기로부터 증발기로의 배관은 냉매액의 트랩을 많게하여 압력 손실을 크게 한다."이 부분이 잘못된 것이 아니라 올바른 설명입니다. 액순환방식에서는 냉매액이 계속해서 순환하면서 증발기와 응축기를 오가는데, 이때 냉매액의 압력을 일정하게 유지하기 위해 트랩을 많이 설치하여 압력 손실을 크게 합니다. 따라서 이 부분이 잘못된 것이 아닙니다.
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94. 덕트의 단위길이당 마찰저항이 일정하도록 치수를 결정하는 덕트 설계법은?

  1. 등마찰손실법
  2. 정속법
  3. 등온법
  4. 정압 재 취득법
(정답률: 52%)
  • 등마찰손실법은 덕트 내부의 유동체가 일정한 속도로 흐를 때, 단위길이당 마찰저항이 일정하도록 덕트의 치수를 결정하는 설계법입니다. 이 방법은 덕트 내부의 유동체가 일정한 속도로 흐를 때, 마찰력이 일정하게 분포되어 손실이 최소화되는 원리를 기반으로 합니다. 따라서 덕트 내부의 유동체 속도와 압력을 일정하게 유지하면서, 덕트의 치수를 결정하는 것이 이 방법의 핵심입니다.
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95. 다음 중 급탕설비의 배관시공에 관한 설명이 옳은 것은?

  1. 배관과 기기류와의 접속은 용접에 의해 견고하게 이음한다.
  2. 보일러, 저탕탱크 및 도피관의 배수는 간접배수로 한다.
  3. 산형(山形)배관이 되어 공기체류가 우려되는 곳에는 공기실을 설치한다.
  4. 상향공급식 급탕주관은 내림구배(하향구배)로 한다.
(정답률: 20%)
  • 보일러, 저탕탱크 및 도피관의 배수는 간접배수로 한다. - 이유: 이들은 물이 직접 흐르면 안 되기 때문에 간접배수로 배수한다.
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96. 저압 증기배관에 관한 설명이 옳지 않은 것은?

  1. 증기와 응축수의 흐름방향이 동일한 경우 증기관배관은 1/250 이상의 내림구배를 준다.
  2. 주관에서 지관을 분기하는 경우에는 배관의 신축을 고려하여 스위블이음으로 한다.
  3. 진공환수식의 환수관에서 리프트이음 1단 높이는 1.5m 이하로 하고, 리프트관의 지름은 환수관보다 한 치수 적은 것으로 한다.
  4. 버킷형 트랩은 저압증기에 사용되면 수평 또는 수직 어느 쪽으로 설치해도 지장이 없다.
(정답률: 42%)
  • "증기와 응축수의 흐름방향이 동일한 경우 증기관배관은 1/250 이상의 내림구배를 준다."가 옳지 않은 설명입니다. 증기와 응축수의 흐름방향이 동일한 경우에는 오히려 상승구배를 줘야 합니다. 내림구배는 증기와 응축수의 흐름방향이 반대인 경우에 적용됩니다.
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97. 다음 중 아파트 복사난방의 바닥매설 배관용으로 가장 좋은 것은?

  1. 동관
  2. 스테인리스강관
  3. 연관
  4. 강관
(정답률: 28%)
  • 아파트 복사난방의 바닥매설 배관용으로 가장 좋은 것은 "동관"입니다. 이는 내식성과 내구성이 뛰어나며, 녹슬지 않고 오랜 시간 사용할 수 있기 때문입니다. 또한, 연결 부위가 많은 복사난방에서는 연결 부위가 적은 동관이 누수 가능성이 적어 안정적인 사용이 가능합니다.
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98. 냉동장치의 배관공사가 완료된 후 방열공사의 시공 및 냉매를 충전하기 전에 전 계통에 걸쳐 실시하며, 진공시험으로 최종적인 기밀 유무를 확인하기 전에 하는 시험은?

  1. 내압시험
  2. 기밀시험
  3. 누설시험
  4. 수압시험
(정답률: 46%)
  • 냉동장치의 배관공사가 완료된 후 방열공사의 시공 및 냉매를 충전하기 전에 전 계통에 걸쳐 실시하는 시험은 누설시험이다. 이는 배관 및 연결부위의 누설 여부를 확인하여 냉매 유출 및 시스템의 안전성을 보장하기 위한 시험이다. 따라서, 누설시험이 정답이다.
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99. 다음 신축이음 중 주로 증기 및 온수난방용 배관에 사용되는 것은?

  1. 루프형 신축이음
  2. 슬리브형 신축이음
  3. 스위블형 신축이음
  4. 벨로우즈형 신축이음
(정답률: 50%)
  • 주로 증기 및 온수난방용 배관은 온도 변화에 따라 길이가 변화하므로, 이를 보완하기 위해 신축이음이 사용됩니다. 이 중에서도 스위블형 신축이음은 두 개의 플랜지가 회전 가능하도록 구성되어 있어, 배관의 각도나 위치에 따라 유연하게 대처할 수 있습니다. 따라서 증기 및 온수난방용 배관에서는 스위블형 신축이음이 주로 사용됩니다.
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100. 배수관에서 자정작용을 일으키는데 필요한 최소유속으로 적당한 것은?

  1. 0.1m/s
  2. 0.2m/s
  3. 0.4m/s
  4. 0.6m/s
(정답률: 23%)
  • 자정작용은 배수관 내부에 쌓인 오물이나 슬러지 등이 물의 유속에 의해 일어나는 일종의 자연적인 청소작용입니다. 이를 위해서는 일정한 유속이 유지되어야 합니다. 일반적으로 배수관에서는 최소 0.6m/s 이상의 유속이 유지되어야 자정작용이 일어날 수 있습니다. 따라서 정답은 "0.6m/s"입니다.
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