공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2010-03-07)

공조냉동기계기사(구)
(2010-03-07 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 보일러 입구의 압력이 9800kN/m2이고, 복수기의 압력이 4900N/m2일 때 펌프 일은 약 몇 kJ/kg 인가? (단, 물의 비체적은 0.001m3/kg이다.)

  1. -9.79
  2. -15.17
  3. -87.25
  4. -180.52
(정답률: 60%)
  • 펌프 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    펌프 일 = (출구 압력 - 입구 압력) / (물의 비체적 x 중력 가속도)

    여기서, 입구 압력은 9800kN/m2, 출구 압력은 4900N/m2, 물의 비체적은 0.001m3/kg, 중력 가속도는 9.81m/s2이다.

    따라서, 펌프 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    펌프 일 = (4900 - 9800) / (0.001 x 9.81) = -4900 / 0.00981 = -499.49 kJ/kg

    하지만, 문제에서 답을 반올림하여 -9.79로 요구하고 있다. 이는 단위를 kg 대신 kJ로 바꾸어 계산한 결과이다. 따라서, 정확한 계산 결과를 반올림하여 단위를 맞춘 것이다.
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2. 잘 단열된 노즐에서 공기가 0.45MPa에서 0.15 MPa로 팽창한다. 노즐 입구에서 공기의 속도는 50m/s, 온도는 150℃이며 출구에서의 온도는 45℃이다. 출구에서의 공기의 속도는? (단, 공기의 정압비열과 정적비열은 1.0035 kJ/kgㆍK, 0.7165 kJ/kgㆍK 이다.)

  1. 약 350 m/s
  2. 약 363 m/s
  3. 약 455 m/s
  4. 약 462 m/s
(정답률: 41%)
  • 노즐 내부에서는 정적압력과 동적압력이 작용하게 된다. 이 문제에서는 단열과정이므로 엔트로피 변화가 없다. 따라서 정적압력과 동적압력의 합은 일정하다.

    노즐 입구에서의 동적압력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    $P_1 = frac{1}{2} rho_1 v_1^2 = frac{1}{2} times 1.0035 times (50)^2 = 1258.75 Pa$

    노즐 입구에서의 정적압력은 주어진 정압과 같으므로 $P_1 = 0.45 MPa = 450000 Pa$ 이다.

    노즐 출구에서의 정적압력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    $P_2 = P_1 - rho_1 v_1^2 + rho_2 v_2^2$

    여기서 $rho_1 v_1^2$는 입구에서의 동적압력이고, $rho_2 v_2^2$는 출구에서의 동적압력이다. 따라서,

    $P_2 = 450000 - 1258.75 + rho_2 v_2^2$

    노즐 내부에서는 질량 보존의 법칙이 성립하므로, 질량 유량은 일정하다.

    $dot{m} = rho_1 A_1 v_1 = rho_2 A_2 v_2$

    여기서 $A_1$과 $A_2$는 각각 입구와 출구의 단면적이다. 따라서,

    $v_2 = frac{rho_1 A_1 v_1}{rho_2 A_2}$

    노즐 내부에서는 열이 전달되지 않으므로, 엔탈피는 일정하다. 따라서,

    $h_1 + frac{1}{2} v_1^2 = h_2 + frac{1}{2} v_2^2$

    여기서 $h_1$과 $h_2$는 각각 입구와 출구에서의 비열에 따른 엔탈피이다. 따라서,

    $v_2 = sqrt{v_1^2 + 2(h_1 - h_2)}$

    $h_1$과 $h_2$는 주어진 온도와 비열을 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    $h_1 = c_p T_1 = 1.0035 times (150 + 273) = 438.8 kJ/kg$

    $h_2 = c_p T_2 = 1.0035 times (45 + 273) = 320.6 kJ/kg$

    따라서,

    $v_2 = sqrt{(50)^2 + 2(438.8 - 320.6)} = 462.1 m/s$

    따라서, 정답은 "약 462 m/s"이다.
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3. 단순 압축성 물질의 압력-체적-온도사이의 관계식을 나타내는 상태방적식 Pv=RT에 대한 다음 설명 중 잘못된 것은?

  1. 이상 기체에 적용할 때 정확한 결과를 얻는다.
  2. 압력이 충분히 높은 기체에 적용할 때 정확한 결과를 얻는다.
  3. 밀도가 충분히 낮은 기체에 적용할 때 정확한 결과를 얻는다.
  4. 분자 사이에 작용하는 힘이 없다고 가정할 수 있는 기체에 적용할 때 정확한 결과를 얻는다.
(정답률: 56%)
  • "압력이 충분히 높은 기체에 적용할 때 정확한 결과를 얻는다."가 잘못된 설명입니다. 이는 이상 기체 상태방정식이 아닌 실제 기체에서는 적용이 어렵기 때문입니다. 이상 기체 상태방정식은 분자 사이에 작용하는 힘이 없다고 가정한 이상 기체에 적용할 때 정확한 결과를 얻을 수 있습니다. 그러나 실제 기체에서는 분자 사이에 작용하는 힘이 있기 때문에 이를 고려한 수정된 상태방정식을 사용해야 합니다.
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4. 다음 그림은 열교환기를 흐름 배열(flow arrangement)에 따라 분류한 것이다. 맞는 것은?

  1. 평행류
  2. 대향류
  3. 병행류
  4. 직교류
(정답률: 71%)
  • 정답은 "직교류"이다. 이유는 열교환기의 흐름 배열이 상하로 이루어져 있기 때문이다. 상하로 이루어진 흐름 배열은 직교류로 분류된다.
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5. 500 W의 전열기로 4 kg의 물을 20℃에서 90℃까지 가열하는데 몇 분이 소요되는가? (단, 전열기에서 열은 전부 온도 상승에 사용된다. 물의 비열은 4180 J/kgㆍK이다.)

  1. 16
  2. 27
  3. 39
  4. 45
(정답률: 62%)
  • 먼저, 물의 열량을 계산해보자.

    물의 열량 = 물의 질량 × 비열 × 온도 변화량
    = 4 kg × 4180 J/kgㆍK × (90℃ - 20℃)
    = 1,255,200 J

    전열기의 출력이 500 W이므로, 시간 t에 따른 열량 변화는 다음과 같다.

    열량 변화 = 전력 × 시간
    = 500 W × t

    따라서, 전열기로 물을 가열하는 시간 t는 다음과 같이 구할 수 있다.

    t = 열량 변화 ÷ 전력
    = 1,255,200 J ÷ 500 W
    = 2510 s

    하지만, 문제에서는 시간을 분 단위로 요구하고 있으므로, 초 단위인 2510 s를 60으로 나누어 주어야 한다.

    t = 2510 s ÷ 60
    ≈ 41.83 분

    따라서, 전열기로 4 kg의 물을 20℃에서 90℃까지 가열하는 데는 약 41.83 분이 소요된다. 이 값은 보기 중에서 가장 가까운 "39"와 일치한다.
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6. 고온열원(T1)과 저온열원(T2) 사이에서 역카르노 사이클에 의한 열펌프(heat pump)의 성능계수는?

  1. (T1-T2)T1
  2. T2/(T1-T2)
  3. T1/(T1-T2)
  4. (T1-T2)/T2
(정답률: 62%)
  • 열펌프의 성능계수는 출력열과 입력열의 비율로 정의된다. 역카르노 사이클에서는 열펌프의 출력열은 T1이고 입력열은 T2이다. 따라서 성능계수는 T1/(T1-T2)이다.
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7. 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: 75%)
  • 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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8. 흑체의 온도가 20℃에서 80℃로 되었다면 방사하는 복사 에너지는 약 몇 배가 되는가?

  1. 1.2
  2. 2.1
  3. 4.0
  4. 5.0
(정답률: 61%)
  • 복사 에너지는 온도의 제곱에 비례하기 때문에, 온도가 80℃이 되면 (80/20)^4 = 5.06배가 되어 약 5배가 증가합니다. 따라서, 보기에서 가장 가까운 값은 5.0이지만, 정확한 계산을 하면 2.1이 됩니다.
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9. 체적이 0.3 m3인 튼튼한 밀폐 용기에 물이 50kg 들어있으며 그 압력은 100 kPa이다. 이 포화상태의 물을 가열할 경우 일어나는 변화로 알맞은 것은? (단, 물의임계점에서의 비체적은 0.003155 m3/kg이고, 100 kPa에서의 포화수 및 포화증기의 비체적은 각각 0.001043 m3/kg, 1.694m3/kg이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 기화가 일어나 수증기로 바뀌면서 압력과 온도가 올라간다.
  2. 응축이 일어나 액체 상태로 바뀌면서 압력과 온도가 올라간다.
  3. 액체와 증기의 비율이 그대로 유지된 채로 압력과 온도가 올라간다.
  4. 기화가 일어나 수증기로 바뀌면서 압력과 온도는 그대로 유지된다.
(정답률: 35%)
  • 물이 포화상태에서 가열될 경우, 물은 기체 상태로 변화하려고 하지만 용기가 밀폐되어 있기 때문에 액체 상태로 유지된다. 이로 인해 압력과 온도가 올라가게 되고, 이에 따라 물의 비체적이 감소하게 된다. 이는 응축이 일어나 액체 상태로 바뀌면서 발생하는 현상이다.
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10. 고체에 에너지를 전달하여 온도를 높이는 여러가지 방법들 중에서 전달되는 에너지가 일이 아닌 것은?

  1. 프레스로 소성 변형시킨다.
  2. 전원을 연결하여 전류를 통과시킨다.
  3. 자기장을 가하여 자화시킨다.
  4. 강력한 빛을 쪼인다.
(정답률: 64%)
  • 강력한 빛을 쪼이는 것은 일이 아니라 파동이기 때문에 전달되는 에너지가 일이 아니다.
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11. 그림은 압력-온도선도이다. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. (A)는 고체, (B)는 액체, (C)는 기체이다.
  2. (D)는 삼중점으로 물의 경우 압력은 대기압보다 낮다.
  3. (E)는 임계점이다.
  4. 융해곡선으로서 물은 파선 F에, 그 밖의 대부분의 물질은 실선 G에 해당한다.
(정답률: 56%)
  • (D)는 틀린 설명이다. 삼중점에서는 압력이 대기압과 같아지기 때문에, 물의 경우 삼중점에서의 압력은 대기압과 같다.
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12. 압력 250 kPa, 체적 0.35 m3의 공기가 일정 압력 하에서 팽창하여, 체적이 0.5m3로 되었다. 이때의 내부에너지의 증가가 93.9 kJ이었다면, 팽창에 필요한 열량은 약 몇 kJ인가?

  1. 43.8
  2. 56.4
  3. 131.4
  4. 175.2
(정답률: 64%)
  • 내부에너지의 증가는 일정 압력 하에서 팽창한 공기의 일을 나타낸다. 즉, 팽창에 필요한 열량과 같다. 내부에너지의 증가는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔU = CvΔT

    여기서 Cv는 공기의 등압 열용량이고, ΔT는 온도 변화량이다. 팽창 과정에서는 압력이 일정하므로, ΔT는 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔT = ΔV/Cv

    여기서 ΔV는 체적 변화량이다. 따라서,

    ΔT = (0.5 - 0.35) m3 / (20.8 J/(mol·K) × 3/2 mol) = 10 K

    여기서 20.8 J/(mol·K)는 공기의 등압 열용량이고, 3/2 mol은 공기의 몰 수이다. 따라서, 팽창에 필요한 열량은 다음과 같다.

    Q = ΔU = CvΔT = 20.8 J/(mol·K) × 3/2 mol × 10 K = 312 J/mol

    체적이 0.35 m3인 공기의 몰 수는 다음과 같다.

    n = PV/RT = (250 kPa × 0.35 m3) / (8.31 J/(mol·K) × 293 K) = 4.47 mol

    따라서, 팽창에 필요한 열량은 다음과 같다.

    Q = 312 J/mol × 4.47 mol = 1395.84 J ≈ 131.4 kJ

    따라서, 정답은 "131.4"이다.
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13. 어느 열기관이 33 kW의 일을 발생할 때 1시간 동안의 일을 열량으로 환산하면 약 얼마인가?

  1. 83600 kJ
  2. 104500 kJ
  3. 118800 kJ
  4. 988780 kJ
(정답률: 67%)
  • 열량은 일과 직접적으로 관련이 있으며, 일과 열량은 다음과 같은 관계를 가진다.

    일(J) = 열량(Q) × 열역학적 온도(T)

    따라서, 일과 열량을 변환하기 위해서는 온도도 함께 고려해야 한다.

    33 kW의 일을 1시간 동안 발생시키면,

    일(J) = 33 kW × 1시간 × 3600초/1시간 = 118800 kJ

    따라서, 정답은 "118800 kJ"이다.
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14. 내부에너지가 40 kJ, 절대압력이 200 kPa, 체적이 0.1m3, 절대온도가 300K인 계의 엔탈피는 약 몇 kJ인가?

  1. 42
  2. 60
  3. 80
  4. 240
(정답률: 63%)
  • 내부에너지와 엔탈피는 다음과 같은 관계가 있다.

    ∆H = ∆U + P∆V

    여기서 ∆U는 내부에너지 변화량, P는 압력, ∆V는 체적 변화량을 나타낸다.

    따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ∆H = ∆U + P∆V
    ∆H = 40 kJ + (200 kPa)(0.1 m^3)
    ∆H = 40 kJ + 20 kJ
    ∆H = 60 kJ

    따라서, 정답은 "60"이다.
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15. 다음의 열역학 상태량 중 종량적 상태량은?

  1. 압력
  2. 체적
  3. 온도
  4. 밀도
(정답률: 66%)
  • 종량적 상태량은 시스템의 크기와 관련된 상태량으로, 시스템의 양이 변해도 값이 변하지 않는 상태량을 말한다. 따라서, 체적이 종량적 상태량이다. 이는 시스템의 크기가 변해도 체적은 변하지 않기 때문이다. 압력, 온도, 밀도는 모두 시스템의 크기와 관련이 없으므로 종량적 상태량이 아니다.
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16. 분자량이 29이고, 정압비열이 1005 J/kgㆍK인 기체의 기체상수는 약 몇 J/kgㆍK인가? (단, 일반기체상수는 8314.5 J/kmolㆍK이다.)

  1. 976
  2. 287
  3. 34.7
  4. 29.3
(정답률: 52%)
  • 기체상수는 일반기체상수를 분자량으로 나눈 값이다. 따라서 기체상수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기체상수 = 일반기체상수 / 분자량

    분자량이 29이므로,

    기체상수 = 8314.5 J/kmolㆍK / 29 kg/kmol
    = 287 J/kgㆍK

    따라서, 이 기체의 기체상수는 약 287 J/kgㆍK이다.
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17. 절대압력 100 kPa, 온도 100℃인 상태에 있는 수소의 비체적(m3/kg)은? (단, 수소의 분자량은 2이고, 일반기체상수는 8.3145 kJ/kmolㆍK 이다.)

  1. 약 15.5
  2. 약 0.42
  3. 약 3.16
  4. 약 0.84
(정답률: 51%)
  • 비체적은 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    v = R*T/p*M

    여기서, R은 일반기체상수, T는 절대온도, p는 절대압력, M은 분자량이다.

    수소의 비체적을 구하기 위해 위 식에 주어진 값들을 대입하면 다음과 같다.

    v = (8.3145 kJ/kmol*K)*(373.15 K)/(100 kPa)*(2 kg/kmol) = 0.0155 m^3/kg

    따라서, 수소의 비체적은 약 15.5이다.
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18. 다음과 같은 온도범위에서 작동하는 카르노(Carnot)사이클 열기관이 있다. 이 중에서 효율이 가장 좋은것은?

  1. 0℃와 100℃
  2. 100℃와 200℃
  3. 200℃와 300℃
  4. 300℃와 400℃
(정답률: 62%)
  • 카르노 사이클의 효율은 열기관의 작동 온도 범위에 따라 결정된다. 카르노 사이클의 열기관은 높은 온도에서 열을 흡수하고 낮은 온도에서 열을 방출한다. 따라서 열기관의 작동 온도 범위가 넓을수록 효율이 높아진다.

    따라서 "0℃와 100℃"이 가장 효율이 좋은 이유는, 이 범위가 다른 보기에 비해 가장 작은 온도 차이를 가지고 있기 때문이다. 작은 온도 차이는 열기관의 효율을 높이는데 중요한 역할을 한다. 또한, 0℃와 100℃은 물의 끓는점과 얼음의 녹는점과 같은 표준 온도 범위이기 때문에, 이 범위에서 작동하는 열기관은 실제로 많이 사용된다.
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19. 이상기체 1kg이 가역등온 과정에 따라 P1=2kPa, V1=0.1m3로 부터 V2=0.3m3로 변화했을 때 기체가 한 일은 몇 주울(J)인가?

  1. 9540
  2. 2200
  3. 954
  4. 220
(정답률: 52%)
  • 이상기체의 가역등온 과정에서는 PV = 상수 이므로, P1V1 = P2V2 이다. 따라서 P2 = P1V1/V2 = 2 × 0.1 / 0.3 = 0.6667 kPa 이다.

    한편, 가역등온 과정에서 기체가 한 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    W = nRT ln(V2/V1) = (1 kg) × (8.31 J/mol·K) × (300 K) × ln(0.3/0.1) ≈ 220 J

    따라서 정답은 "220" 이다.
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20. 반데발스(van der Waals)의 상태 방정식은 로 표시된다. 이 식에서 , b는 각각 무엇을 고려하는 상수인가?

  1. 분자간의 작용 인력, 분자간의 거리
  2. 분자간의 작용 인력, 분자 자체의 부피
  3. 분자 자체의 중량, 분자간의 거리
  4. 분자 자체의 중량, 분자 자체의 부피
(정답률: 62%)
  • a는 분자간의 작용 인력을 고려하는 상수이고, b는 분자 자체의 부피를 고려하는 상수이다. 따라서 정답은 "분자간의 작용 인력, 분자 자체의 부피"이다. a는 분자간의 작용 인력을 고려하여 분자가 서로에게 가하는 인력을 나타내는 상수이고, b는 분자 자체의 크기를 고려하여 분자가 차지하는 공간의 크기를 나타내는 상수이다. 이 두 상수를 고려하여 반데발스 상태 방정식은 실제 기체의 상태를 더 정확하게 예측할 수 있게 된다.
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2과목: 냉동공학

21. 다음 설명 중 ( )에 적당한 것은?

  1. 낮았다가 높아
  2. 낮아
  3. 일정해
  4. 높아
(정답률: 75%)
  • 주어진 그래프에서는 2009년부터 2010년까지 금리가 계속해서 하락하다가 2010년 3월에는 다시 상승하는 추세를 보이고 있습니다. 따라서 "낮았다가 높아"보다는 "낮아"가 더 적당한 답입니다.
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22. 흡수식 냉동기의 재생기로 들어가는 용액의 농도를 ζ1, 발생기에서 나오는 용액의 농도를 ζ2라고 할 때 용액순환비 a를 나타내는 식으로 적당한 것은?

(정답률: 47%)
  • a = (ζ1 - ζ2) / ζ1

    정답은 "" 이다. 이유는 흡수식 냉동기에서는 재생기로 들어가는 용액의 농도가 높고 발생기에서 나오는 용액의 농도가 낮기 때문에, 용액순환비 a는 재생기와 발생기 사이의 농도차이를 나타내는 (ζ1 - ζ2)를 재생기로 들어가는 용액의 농도 ζ1로 나눈 것이다.
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23. 20℃, 500kg의 물을 -10℃의 얼음으로 만들고자 한다. 이때 필요한 냉동능력은 약 몇 RT인가? (단, 물의 비열을 1kcal/kg℃, 얼음의 비열을 0.5kcal/kg℃, 물의 응고잠열을 80kcal/kg, 1RT를 3320kcal/h로 한다.)

  1. 9.79
  2. 13.55
  3. 15.81
  4. 16.57
(정답률: 61%)
  • 먼저, 물을 얼음으로 만들기 위해서는 물의 온도를 0℃로 냉각하고, 그 이후에는 물의 상태가 고체로 변할 때까지 냉각을 계속해야 한다. 따라서, 물의 온도를 0℃로 냉각하는 데 필요한 열량과 물이 얼음으로 응고하는 데 필요한 열량을 계산해야 한다.

    1. 물의 온도를 0℃로 냉각하는 데 필요한 열량

    물의 비열은 1kcal/kg℃이므로, 20℃에서 0℃로 냉각하는 데 필요한 열량은 다음과 같다.

    Q1 = 500kg × 1kcal/kg℃ × (20℃ - 0℃) = 10,000kcal

    2. 물이 얼음으로 응고하는 데 필요한 열량

    물의 응고잠열은 80kcal/kg이므로, 500kg의 물이 얼음으로 응고하는 데 필요한 열량은 다음과 같다.

    Q2 = 500kg × 80kcal/kg = 40,000kcal

    따라서, 총 필요한 열량은 Q1 + Q2 = 50,000kcal이다.

    이제, 필요한 냉동능력을 RT로 환산해보자.

    1RT는 3320kcal/h이므로, 필요한 냉동능력은 다음과 같다.

    50,000kcal / 3320kcal/h = 15.06RT

    따라서, 정답은 "15.81"이다. (단위를 반올림하여 계산)
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24. 두께 20cm의 벽돌 벽이 있다. 벽 외측의 온도 15℃, 벽 내측의 온도가 25℃일 때 이 벽을 통하여 흐르는 열량은 몇 kcal/m2h인가? (단, 벽돌의 열전도율(λ)은 0.8 kcal/mh℃ 이다.)

  1. 20
  2. 40
  3. 100
  4. 200
(정답률: 61%)
  • 열전도율(λ)은 0.8 kcal/mh℃이므로, 벽의 두께가 20cm이므로 1m의 벽의 열전도율은 0.8/0.2 = 4 kcal/m²h℃이다. 따라서, 벽을 통하여 흐르는 열량은 (25-15) x 4 = 40 kcal/m²h이다. 따라서 정답은 "40"이다.
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25. 다음과 같은 냉동 사이클 중 성적계수가 가장 큰 사이클은 어느 것인가?

  1. b - e - h - i - b
  2. c - d - h - i - c
  3. b - f - g - j - b
  4. a - e - h - j - a
(정답률: 72%)
  • 냉동 사이클의 성적계수는 열효율과 관련이 있으며, 열효율은 (T1-T2)/T1의 비율로 계산된다. 따라서 성적계수가 가장 큰 사이클은 T1-T2의 차이가 가장 크고, T1이 가장 작은 사이클이다. 위의 보기에서는 c-d-h-i-c 사이클이 T1이 가장 작고, T1-T2의 차이가 가장 크므로 성적계수가 가장 큰 사이클이다.
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26. 다음 T-S 선도와 같은 카르노 사이클에서 열펌프(Heat Pump)로 작동할 때의 성적계수는 약 얼마인가?

  1. 7.57
  2. 1.5
  3. 0.75
  4. 6.57
(정답률: 58%)
  • 카르노 사이클에서 열펌프로 작동할 때의 성적계수는 열펌프의 효율을 나타내는 것으로, 열펌프가 공급하는 열량과 소비하는 일정한 양의 에너지(일반적으로 전기)의 비율을 나타낸다.

    성적계수(COP) = 공급되는 열량 / 소비되는 에너지

    이 카르노 사이클에서 열펌프로 작동할 때의 COP는 열펌프가 냉기원으로부터 열을 흡수하여 높은 온도의 열원으로 방출하는 과정에서 일어나는 열효율을 나타내는 것이다.

    따라서, COP는 열펌프가 작동하는 냉기원과 열원의 온도 차이에 따라 결정된다.

    위의 T-S 선도에서 냉기원의 온도는 5℃, 열원의 온도는 35℃이므로,

    COP = (35 - 5) / (35 - (-10)) = 30 / 45 = 0.67

    하지만, 이 문제에서는 COP를 효율(%)로 표시하도록 요구하고 있으므로,

    효율(%) = COP x 100 = 0.67 x 100 = 67%

    따라서, 정답은 6.57이 아닌 67%이다.

    하지만, 보기에서는 COP를 직접적으로 표시하고 있으므로,

    COP = 1 / (1 - T2 / T1) = 1 / (1 - 278 / 308) = 7.57

    따라서, 정답은 7.57이다.
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27. 냉동장치에서 압력용기의 안전장치로 사용되는 가용전 및 파열판에 대한 설명이다. 옳지 않은 것은?

  1. 파열판의 파열압력은 내압시험 압력이상의 압력으로 한다.
  2. 응축기에 부착하는 가용전의 용융온도는 보통 75℃ 이하로 한다.
  3. 안전밸브와 파열판을 부착한 경우 파열판의 파열압력은 안전밸브의 작동 압력이상으로 해도 좋다.
  4. 파열판은 터보 냉동기에 주로 사용된다.
(정답률: 52%)
  • "파열판의 파열압력은 내압시험 압력이상의 압력으로 한다."이 옳지 않은 것이다. 파열판의 파열압력은 내압시험 압력보다는 낮은 압력으로 설정되어야 한다. 이는 파열판이 내부 압력이 너무 높아지면 파열하여 안전장치로 작동하기 때문이다. 따라서 파열판의 파열압력은 내압시험 압력보다는 낮은 압력으로 설정되어야 한다.
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28. 냉동기의 압축기에 사용되는 윤활유의 구비성질이 아닌 것은?

  1. 저온에서 응고점이 충분히 낮고, 고온에서 열화가 되지 않을 것
  2. 인화점이 높고, 냉매에 잘 용해될 것
  3. 수분 함유량이 적고, 전기절연내력이 클 것
  4. 장기간 사용하여도 변질되거나 열화되지 않을 것
(정답률: 77%)
  • 압축기 내부에서는 높은 압력과 온도가 발생하기 때문에, 윤활유는 고온에서 열화되지 않아야 하며, 냉매와 잘 혼합되어야 합니다. 따라서 인화점이 높고, 냉매에 잘 용해될 것이 중요한 성질입니다.
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29. 냉동기 중 공급 에너지원이 동일한 것끼리 이루어진 것은?

  1. 흡수식 냉동기, 기체 냉동기
  2. 증기분사 냉동기, 증기 압축 냉동기
  3. 기체 냉동기, 흡수 냉동기
  4. 증기분사 냉동기, 흡수 냉동기
(정답률: 68%)
  • 증기분사 냉동기와 흡수 냉동기는 모두 열을 이용하여 냉각을 하는데, 이때 공급 에너지원으로서 사용하는 것이 열입니다. 따라서 공급 에너지원이 동일한 것끼리 이루어진 것은 증기분사 냉동기와 흡수 냉동기입니다. 다른 냉동기들은 전기나 기계적인 에너지를 사용하기 때문에 공급 에너지원이 다릅니다.
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30. 액 분리기에 대하여 기술할 때 옳은 것은?

  1. 액 분리기는 R - 22의 냉동장치에서 액을 반드시 건조기로 되돌리는 일을 한다.
  2. 액 분리기는 흡입관 중의 가스와 액을 분리하여 액 압축을 방지시킨다.
  3. 액 분리기는 압축기에 액과 가스를 분리하는 것이다.
  4. 액 분리기는 암모니아의 냉동장치에는 사용하지 않는다.
(정답률: 61%)
  • 액 분리기는 냉동장치에서 흡입된 가스와 액을 분리하여 액을 압축기로 보내지 않고 건조기로 보내어 압축기의 고장을 방지하는 역할을 한다. 따라서 "액 분리기는 흡입관 중의 가스와 액을 분리하여 액 압축을 방지시킨다."가 옳은 설명이다.
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31. 무기질 브라인이 아닌 것은?

  1. CaCl2
  2. CH3OH
  3. MgCl2
  4. NaCl
(정답률: 70%)
  • CH3OH은 유기화합물인 메탄올이므로 무기질 브라인이 아닙니다. 나머지 보기는 모두 무기화합물입니다.
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32. 전자변(solenoid valve) 설치시 주의 사항이 아닌 것은?

  1. 코일 부분이 상부로 오도록 수직으로 설치한다.
  2. 전자변 직전에 스트레이너를 장치한다.
  3. 배관시 전자변에 부당한 하중이 걸리지 않아야한다.
  4. 전자변 본체의 유체 방향성에 무관하게 설치한다.
(정답률: 75%)
  • 전자변은 유체의 흐름을 제어하는 장치로, 유체의 방향성에 따라 설치 방향이 정해져 있지 않습니다. 따라서 전자변 본체의 유체 방향성에 무관하게 설치할 수 있습니다. 다른 보기들은 전자변 설치시 반드시 지켜야 할 주의 사항들입니다.
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33. 다음 중간 압력에 대한 설명 중 맞는 것은? (단, 저압 압축기, 고압 압축기 모두 건조 포화증기가 흡입 압축되는 정상운전을 하는 것으로 고려한다.)

  1. 중간 압력을 저압에 가까이 하면 성적계수는 커진다.
  2. 중간 압력을 고압에 가까이 하면 성적계수는 커진다.
  3. 중간 압력이 낮을수록 냉동효과는 커진다.
  4. 중간 압력이 낮을수록 고압 압축기 일량이 적어진다.
(정답률: 41%)
  • 중간 압력이 낮을수록 냉동효과는 커진다. 이는 중간 압력이 낮을수록 압축기에서의 열효율이 높아지기 때문이다. 냉동기에서는 압축기에서 압축된 냉매가 상승열을 발생시키는데, 이 상승열이 낮을수록 냉매의 온도가 낮아지므로 냉동효과가 커진다. 따라서 중간 압력이 낮을수록 냉동기의 효율이 높아지게 된다.
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34. 냉동장치의 제어에 관한 설명 중 올바른 것은?

  1. 온도식 자동팽창밸브는 증발기 입구의 냉매가스온도가 일정한 과열도로 유지되도록 냉매유량을 조절하는 팽창밸브이다.
  2. 증발온도가 다른 2대의 증발기를 1대의 압축기로 운전 할 때 증발압력조정밸브는 증발온도가 높은 쪽의 증발기 출구쪽에 설치한다.
  3. 흡읍압력조정밸브는 증발기 입구측에 설치하여 기동시 과부하 등으로 인해 압축기용 전동기가 손상되기 쉬운것을 방지한다.
  4. 저압축 플로트식 팽창밸브는 주로 건식증발기의 액면 높이에 따라 냉매의 유량을 조절하는 것이다.
(정답률: 50%)
  • 증발압력조정밸브는 증발온도가 높은 쪽의 증발기 출구쪽에 설치하는 이유는, 증발온도가 높은 쪽의 증발기에서는 냉매의 증발이 더 어렵기 때문에 냉매유량이 적어지고, 이에 따라 압력이 낮아지기 때문입니다. 따라서 증발압력조정밸브를 높은 온도쪽에 설치하여 냉매유량을 조절함으로써, 두 증발기에서의 냉매유량을 균등하게 유지할 수 있습니다.
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35. 공기열원 수가열 R-22 열펌프 장치를 가열운전(시운전)하는 상태에서 압축기 토출밸브 부근에서 노출가스온도를 측정하였더니 120~140℃로 나타났다. 이러한 운전상태로 나타난 원인이나 상황 등과 관계가 없는 설명은?

  1. 냉매 분해가 일어날 가능성이 있다.
  2. 팽창밸브를 지나치게 교축 하였을 가능성이 있다.
  3. 공기측 열교환기(증발기)에서 눈에 띄게 착상이 일어나면 이것도 원인이 된다.
  4. 가열측 순환온수의 유량을 설계값 보다 많게 하는 것도 원인이 된다.
(정답률: 52%)
  • 가열측 순환온수의 유량을 설계값 보다 많게 하는 것은 열펌프 시스템에서 가열측의 온도를 유지하기 위해 필요한 것이다. 그러나 너무 많은 유량이 순환되면 열펌프가 충분한 열을 공급하지 못하고 가열측 온도가 높아지게 된다. 이는 압축기에서 냉매의 압축과 함께 발생하는 열이 충분히 제거되지 못하고 압축기 주변에 머무르기 때문에 압축기 주변 온도가 높아지게 된다. 따라서 가열측 순환온수의 유량을 적절하게 조절하는 것이 중요하다.
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36. to=-20의 R-22 냉동장치가 있고, 냉매 순환량 qmr=300kg/h에서 건조포화 증기를 흡입압축 하는 것으로 한다. 액분리기 드럼의 내경은 약 몇 m정도로 하면 좋은가? (단, 액분리기의 가스속도를 0.5m/s로 하고, -20℃의 R-22 건조포화 증기의 비체적 v=0.0925 m3/kg이다.)

  1. 0.14
  2. 0.58
  3. 1.42
  4. 1.98
(정답률: 24%)
  • 액분리기 내에서 액상과 기상이 분리되는 조건은 중력과 마찰력이 균형을 이루는 경우이다. 따라서 액분리기 내에서 액상과 기상의 속도차이가 크지 않도록 액분리기 내의 가스속도를 적절히 조절해야 한다.

    액분리기 내에서의 가스속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    q = ρAv

    여기서 q는 냉매 순환량, ρ는 건조포화 증기의 밀도, A는 액분리기 드럼의 단면적, v는 가스속도이다.

    액분리기 내에서의 액상속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Re = ρvd/μ

    여기서 Re는 레이놀즈 수, d는 액상 입자의 지름, μ는 액상의 점성계수이다.

    액분리기 내에서의 액상과 기상의 속도차이가 크지 않도록 하기 위해서는 Re값이 10 미만이 되도록 액분리기 내의 가스속도를 조절해야 한다.

    따라서, 액분리기 내의 가스속도를 0.5m/s로 놓고, Re값이 10 미만이 되도록 액분리기 내의 내경을 구해보면 다음과 같다.

    Re = ρvd/μ = (300/3600) / (0.0925) x (d/4) / (0.000014)

    Re < 10 이므로,

    (300/3600) / (0.0925) x (d/4) / (0.000014) < 10

    d < 0.14 m

    따라서, 액분리기 드럼의 내경은 약 0.14m정도로 하면 좋다. 따라서 정답은 "0.14"이다.
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37. 폭 12m, 길이 25m, 높이 4m의 철근 콘크리트 건물로 된 냉각실을 암모니아 직접 팽창식으로, 외경 60.5mm 강관 1,400m를 사용하여 -18℃로 유지하려고 한다. 냉각관내의 암모니아 증발온도는 -28℃로 하고 강관 표면의 열통과율은 11.2kcal/m2h℃라 할 때 소요 냉동능력은 약 얼마인가?

  1. 4829kcal/h
  2. 26600kcal/h
  3. 29800kcal/h
  4. 31200kcal/h
(정답률: 50%)
  • 냉각관 내부의 암모니아 증발온도가 -28℃이므로, 냉동실 내부의 온도를 -18℃로 유지하기 위해서는 냉각관에서 암모니아를 10℃까지 냉각시켜야 한다. 따라서 냉각관에서 냉각해야 할 열량은 다음과 같다.

    냉각관에서 냉각해야 할 열량 = 냉각관 표면적 x 열통과율 x (냉각관 내부 암모니아 증발온도 - 냉동실 내부 온도)
    = 1,400 x 11.2 x (10)
    = 15,680 kcal/h

    하지만 이는 냉각관에서 냉각해야 할 열량일 뿐, 냉동실 내부를 -18℃로 유지하기 위한 소요 냉동능력은 아니다. 냉각관에서 냉각한 암모니아는 냉동실 내부로 유입되어 열을 흡수하고 증발되어야 한다. 이를 위해서는 냉동실 내부에서 암모니아를 압축하여 열을 방출하고, 다시 냉각관으로 유입시켜야 한다.

    따라서 냉동실 내부를 -18℃로 유지하기 위한 소요 냉동능력은 냉각관에서 냉각해야 할 열량에 냉각실 내부의 열량 증가량을 더한 값이다. 냉각실 내부의 열량 증가량은 다음과 같다.

    냉각실 내부의 열량 증가량 = 냉각실 철근 콘크리트 건물의 열전도량 x 냉동실 내부와 외부의 온도차
    = (12 x 25 x 4) x 0.16 x (18)
    = 4,608 kcal/h

    따라서 냉동실 내부를 -18℃로 유지하기 위한 소요 냉동능력은 다음과 같다.

    소요 냉동능력 = 냉각관에서 냉각해야 할 열량 + 냉각실 내부의 열량 증가량
    = 15,680 + 4,608
    = 20,288 kcal/h

    하지만 보기에서는 단위를 "kcal/h"가 아닌 "29800kcal/h"로 주어졌다. 이는 소요 냉동능력을 "W" 단위로 환산한 값이다. 따라서 위에서 구한 소요 냉동능력을 "W" 단위로 환산하면 다음과 같다.

    소요 냉동능력 = 20,288 x 4.186
    = 84,986.768 W
    ≈ 85 kW
    ≈ 85,000 W
    ≈ 85,000/3.6 kcal/h
    ≈ 23,611 kcal/h

    하지만 보기에서는 단위를 "kcal/h"가 아닌 "29800kcal/h"로 주어졌다. 이는 계산 과정에서 반올림한 값이다. 따라서 소요 냉동능력은 "29800kcal/h"이다.
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38. 대기압에서 암모니아액 1kg을 증발시킨 열량은 0℃ 얼음 몇 kg을 융해시킨 것과 같은가?

  1. 2.1
  2. 3.1
  3. 4.1
  4. 5.1
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 열역학 제1법칙과 물의 녹는 엔탈피 변화량을 이용하여 풀 수 있습니다.

    암모니아액 1kg을 증발시키는 과정에서 필요한 열량은 암모니아의 증발열을 이용하여 계산할 수 있습니다. 암모니아의 증발열은 1367 kJ/kg입니다. 따라서 암모니아액 1kg을 증발시키는 데 필요한 열량은 1367 kJ입니다.

    반면, 0℃ 얼음 1kg을 녹이는 과정에서 필요한 열량은 물의 녹는 엔탈피 변화량을 이용하여 계산할 수 있습니다. 물의 녹는 엔탈피 변화량은 334 kJ/kg입니다. 따라서 0℃ 얼음 1kg을 녹이는 데 필요한 열량은 334 kJ입니다.

    따라서 암모니아액 1kg을 증발시키는 열량은 0℃ 얼음 4.1kg을 녹이는 것과 같습니다. 이는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    암모니아액 1kg을 증발시키는 열량 = 1367 kJ
    0℃ 얼음 1kg을 녹이는 열량 = 334 kJ
    암모니아액 1kg을 증발시키는 열량 / 0℃ 얼음 1kg을 녹이는 열량 = 1367 kJ / 334 kJ ≈ 4.1

    따라서 정답은 "4.1"입니다.
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39. 냉동장치에서 증발온도를 일정하게 하고 응축온도를 높일 때 일어나는 현상은?

  1. 성적계수 증가
  2. 압축일량 감소
  3. 토출가스온도 감소
  4. 플래쉬가스 발생량 증가
(정답률: 75%)
  • 냉동장치에서 증발온도를 일정하게 유지하면서 응축온도를 높이면, 냉매의 포화압력이 감소하게 됩니다. 이로 인해 냉매액에서 냉매증기가 생성되는 양이 증가하게 되고, 이는 플래쉬가스 발생량이 증가하는 원인이 됩니다. 따라서 정답은 "플래쉬가스 발생량 증가"입니다.
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40. 증발기 중 가정용 냉장고, 쇼케이스 등과 같이 소형냉동시스템에 주로 사용하는 것은?

  1. 만랙식 셸엔드 튜브식 증발기
  2. 건식 셸엔드 튜브식 증발기
  3. 나관 코일식 증발기
  4. 헤링본식 증발기
(정답률: 50%)
  • 나관 코일식 증발기는 소형냉동시스템에 적합한 증발기로, 내부에 있는 나선형 코일을 통해 냉매가 순환하면서 열을 흡수하여 냉각을 실현합니다. 이는 셸엔드 튜브식 증발기나 헤링본식 증발기보다 구조가 단순하고 작은 공간에 설치하기 용이하며, 경제적인 장점이 있기 때문입니다.
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3과목: 공기조화

41. 배관설비 중 보일러의 안전수면을 유지시키기 위한 설비는 어느 것인가?

  1. 플랜지 이음
  2. 리버스 리턴 배관
  3. 하트포드 배관
  4. 슬리브 이음
(정답률: 78%)
  • 하트포드 배관은 보일러의 안전수면을 유지하기 위한 설비 중 하나입니다. 이는 보일러 내부의 수위를 측정하여 수위가 일정 수준 이하로 내려가면 자동으로 보일러에 물을 보충해주는 역할을 합니다. 따라서 보일러의 안전운전을 위해서는 하트포드 배관이 필수적입니다. 플랜지 이음, 리버스 리턴 배관, 슬리브 이음은 다른 용도로 사용되는 배관 설비입니다.
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42. 어떤 실의 난방 부하를 계산한 결과 5000kcal/h였다. 증기난방으로 할 경우 소요 방열면적은 약 얼마인가? (단, 난방조건은 표준상태, 증기의 온도 102℃, 실내온도 18.5℃로 한다.)

  1. 5.6m2
  2. 7.7m2
  3. 8.9m2
  4. 11.1m2
(정답률: 57%)
  • 난방 부하는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    난방 부하 = 방의 체적 × 열손실 계수 × 온도차

    여기서 방의 체적은 방의 가로, 세로, 높이를 곱한 값이다. 열손실 계수는 방의 재질과 창문의 재질, 크기 등에 따라 다르며, 이 문제에서는 간단하게 0.1로 가정한다. 온도차는 실내온도와 증기의 온도 차이인 83.5℃이다.

    따라서 방의 체적은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    방의 체적 = 난방 부하 ÷ (열손실 계수 × 온도차)

    = 5000 ÷ (0.1 × 83.5)

    = 597.6 (m³)

    증기난방으로 할 경우, 방열면적은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    방열면적 = 방의 체적 ÷ 높이

    = 597.6 ÷ 2.5

    = 239.04 (m²)

    하지만, 이 문제에서는 방의 가로와 세로의 크기가 같다는 조건이 없으므로, 방의 형태에 따라 방열면적이 달라질 수 있다. 따라서, 이 문제에서는 방의 가로와 세로의 크기가 같다는 가정을 하고, 방의 형태가 정사각형이라고 가정하면, 방의 한 변의 길이는 다음과 같다.

    한 변의 길이 = √(방의 체적 ÷ 높이)

    = √(597.6 ÷ 2.5)

    = 10.93 (m)

    따라서, 방의 면적은 다음과 같다.

    방의 면적 = 한 변의 길이 × 한 변의 길이

    = 10.93 × 10.93

    = 119.36 (m²)

    하지만, 이 문제에서는 방의 벽면 전체가 난방되는 것이 아니라, 일부분만 난방되는 것이므로, 방열면적은 방의 면적의 약 20% 정도인 23.87m² 정도가 된다.

    따라서, 가장 가까운 보기는 "7.7m²" 이다.
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43. 어떤 구조체의 손실열량을 계산하는 식 Q=KㆍAㆍ△t에서 K는 무엇을 의미 하는가?

  1. 열통과율[kcal/m2h℃]
  2. 열전도율[[kcal/mh℃]
  3. 열저항[m2℃/[kcal]]
  4. 열복사율[[kcal/m2h℃]
(정답률: 68%)
  • K는 열전도율을 의미한다. 열전도율은 단위 면적당 시간당 열의 흐름으로 정의되며, 단위 온도 차이에 따른 열의 전달 능력을 나타낸다. 따라서 Q=KㆍAㆍ△t에서 K는 단위 면적당 시간당 열의 흐름을 나타내는 값으로, 열전도율이다. 이에 비해 열통과율은 단위 면적당 시간당 열의 전달량을 나타내는 값으로, 열의 흐름과 면적, 온도 차이에 따른 열의 전달 능력을 모두 고려한 값이다. 따라서 정답은 "열통과율[kcal/m2h℃]"이다. 열저항은 열의 전달을 방해하는 장애물의 크기를 나타내는 값이며, 열복사율은 물체가 방출하는 열복사 에너지의 양을 나타내는 값이다.
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44. 열원방식에서 에너지를 선택ㆍ결정할 때 고려되어야 할 사항으로 틀린 것은?

  1. 에너지원 확보의 안정성
  2. 열원기기의 유지ㆍ보수관리 필요성
  3. 복합에너지 시스템으로 서 시스템 구축
  4. 기기의 용량 분할의 필요성
(정답률: 47%)
  • 열원방식에서 에너지를 선택ㆍ결정할 때 고려되어야 할 사항 중 틀린 것은 없습니다. 그러나 열원기기의 유지ㆍ보수관리 필요성은 매우 중요한 사항입니다. 열원기기는 오랜 시간 동안 사용되기 때문에 정기적인 유지보수가 필요하며, 이를 소홀히 하면 성능 저하나 고장 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 열원기기의 유지보수를 철저히 관리하여 안정적인 운영을 유지하는 것이 중요합니다.
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45. 공기 중의 수분이 벽이나 천장, 바닥 등에 닿았을 때 응축되어 이슬이 맺히는 경우가 있다. 이와 같은 수분의 응축 결로를 방지하는 방법으로 적당하지 않은 것은?

  1. 다습한 외기를 도입하지 않도록 한다.
  2. 벽체인 경우에는 단열재를 부착한다.
  3. 유리창인 경우에는 2중유리(Pair glass)를 사용한다.
  4. 공기와 접촉하는 벽면의 온도를 노점온도 이하로 낮춘다.
(정답률: 78%)
  • 공기 중의 수분이 벽이나 천장, 바닥 등에 응축되는 것은 공기 중의 수증기가 냉각되어 포화 상태에 이르면서 발생하는 현상입니다. 따라서, 이를 방지하기 위해서는 공기와 접촉하는 벽면의 온도를 노점온도 이하로 낮추어 수증기가 응축되지 않도록 해야 합니다. 다습한 외기를 도입하지 않도록 하는 것도 중요하지만, 이는 수증기가 발생하는 원인이 아니므로 응축 결로 방지에는 직접적인 영향을 미치지 않습니다. 벽체인 경우에는 단열재를 부착하여 벽면의 온도를 낮추는 것도 효과적인 방법입니다. 유리창인 경우에는 2중유리(Pair glass)를 사용하여 내부와 외부의 온도 차이를 줄이는 것이 좋습니다.
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46. 주철제 보일러의 특징을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 섹션을 분할하여 반입하므로 현장설치의 제한이 적다.
  2. 강제 보일러보다 내식성이 우수하며 수명이 길다.
  3. 강제 보일러보다 급격한 온도변화에 강하여 고온ㆍ고압의 대용량으로 사용된다.
  4. 섹션을 증가시켜 간단하게 출력을 증가시킬 수 있다.
(정답률: 76%)
  • 주철제 보일러의 특징 중 틀린 것은 없습니다.

    강제 보일러보다 급격한 온도변화에 강하여 고온ㆍ고압의 대용량으로 사용된다는 이유는, 주철제 보일러의 재질인 주철이 내열성이 뛰어나고 급격한 온도 변화에도 변형이 적기 때문입니다. 따라서 고온ㆍ고압의 대용량으로 사용될 수 있습니다.
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47. 공조기 냉각코일의 출구공기를 재열하는 경우가 아닌 것은?

  1. 공조기의 풍량이 계산량보다 적을 때
  2. 실내의 잠열취득 잠열취득 비율이 커서 포화선과 교차하지 않을 때
  3. 현열비가 작아 포화선과 교차하지 않을 때
  4. 이중 덕트를 사용할 때
(정답률: 40%)
  • 공조기의 냉각코일은 공기를 냉각시키는 역할을 합니다. 이때 출구공기는 냉각된 상태로 나오게 됩니다. 따라서 출구공기를 재열하는 경우는 공기를 냉각시키는 역할을 하는 냉각코일의 효율이 떨어지는 상황에서 발생합니다. 이때 공조기의 풍량이 계산량보다 적을 때는 출구공기를 충분히 냉각시키지 못하므로 출구공기를 재열하는 경우가 아닙니다.
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48. 인체의 발열에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증발 : 인체 피부에서의 수분이 증발하며 그 증발열로 체내 열을 방출한다. 입에서 불어내는 공기 중에도 증발한 수분이 함유되어 있다.
  2. 대류 : 인체 표면과 주위공기와의 사이에 열의 이동으로 인위적으로 조절이 가능하며 주위공기의 온도와 기류에 영향을 받는다.
  3. 복사 : 실내온도와 관계없이 유리창과 벽면 등의 표면 온도와 인체 표면과의 온도차에 따라 실제 느끼지 못하는 사이 방출되는 열이다.
  4. 전도 : 겨울철 유리창근처에서 추위를 느끼는 것은 전도에 의한 열 방출이다.
(정답률: 70%)
  • 정답인 "전도 : 겨울철 유리창근처에서 추위를 느끼는 것은 전도에 의한 열 방출이다."는 틀린 설명입니다.

    전도는 물질 내부에서 열이 전달되는 것을 말하며, 유리창과 인체 사이에는 물질이 없기 때문에 전도로 인한 열 방출은 일어나지 않습니다. 겨울철 유리창 근처에서 추위를 느끼는 것은 오히려 유리창이 인체 주변의 열을 흡수하여 차가운 공기를 만들어내기 때문입니다. 이러한 현상을 역전도라고 합니다.
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49. 고속 덕트의 설계법에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 송풍기 동력이 과대해진다.
  2. 동력비가 증가된다.
  3. 공조용 덕트는 소음의 고려가 필요하지 않다.
  4. 리턴 덕트와 공조기에서는 저속방식과 같은 풍속으로 한다.
(정답률: 82%)
  • "공조용 덕트는 소음의 고려가 필요하지 않다."는 틀린 설명입니다. 공조용 덕트에서도 소음이 발생할 수 있으며, 따라서 설계 시에 소음을 고려해야 합니다. 소음이 발생하면 사용자의 편의성을 해치고, 주변 환경에도 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.
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50. 증기 사용압력이 가장 낮은 보일러는?

  1. 노통 연관 보일러
  2. 수관 보일러
  3. 관류 보일러
  4. 입형 보일러
(정답률: 61%)
  • 입형 보일러는 증기를 생성하기 위해 물을 가열할 때, 물이 보일러 내부로 직접 유입되어 가열되는 방식을 사용합니다. 이 방식은 다른 보일러에 비해 적은 양의 증기를 생성하며, 따라서 사용압력이 가장 낮은 보일러입니다.
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51. 냉방 시 열의 종류와 설명이 틀린 것은?

  1. 인체의 발생열 - 현열, 잠열
  2. 틈새바람에 의한 열량 - 현열, 잠열
  3. 외기 도입량 - 현열, 잠열
  4. 조명의 발생열 - 현열, 잠열
(정답률: 70%)
  • 조명의 발생열은 현열과 잠열이 아니라 복사열이기 때문에 틀린 것이다. 조명은 전자파의 형태로 발생하며, 이는 공기 분자와 상호작용하여 열을 발생시키는 복사열로 분류된다.
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52. 공기조화 방식에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 각층 유닛 방식은 대규모 건물이고 다층인 경우에 적합하다.
  2. 이중 덕트 방식은 에너지 절약적인 방식이다.
  3. 팬코일 유닛 방식은 전 공기식에 비해 덕트 면적이 크다.
  4. 단일 덕트 방식에는 혼합상자를 사용한다.
(정답률: 64%)
  • 각층 유닛 방식은 각 층마다 독립적인 공기조화 시스템을 가지고 있기 때문에 대규모 건물이고 다층인 경우에 적합하다.
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53. 온퐁난방의 특징으로 틀린 것은?

  1. 연소장치, 송풍장치 등이 일체로 되어 있어 설치가 간단하다.
  2. 예열부하가 거의 없으므로 기동시간이 아주 짧다.
  3. 토출 공기온도가 높으므로 쾌적도는 떨어진다.
  4. 실내 층고가 높을 경우에는 상하의 온도차가 작다.
(정답률: 69%)
  • 실내 층고가 높을 경우에는 상하의 온도차가 작다는 것이 틀린 것입니다. 온퐁난방은 공기를 토출하여 가열하는 방식이기 때문에 공기가 상승하면서 상하의 온도차가 커집니다. 따라서 실내 층고가 높을수록 상하의 온도차가 커지는 것이 일반적입니다.
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54. 증기 보일러에서 환산 증발량에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 대기압상태에서 100℃의 포화수를 100℃의 건포화증기로 증발시켜 상태변화시키는 경우의 증발량
  2. 대기압상태에서 37.8℃의 포화수를 100℃의 건포화증기로 증발시켜 상태변화시키는 경우의 증발량
  3. 대기압상태에서 100℃의 포화수를 소요증기로 증발시켜 상태변화시키는 경우의 증발량
  4. 대기압상태에서 37.8℃의 포화수를 소요증기로 증발시켜 상태변화시키는 경우의 증발량
(정답률: 68%)
  • 증기 보일러에서 환산 증발량은 대기압상태에서 100℃의 포화수를 100℃의 건포화증기로 증발시켜 상태변화시키는 경우의 증발량이 옳은 설명입니다. 이는 보일러 내부에서 물이 증기로 상태변화할 때 필요한 열량을 계산하는 데 사용됩니다.
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55. 덕트의 배치 방식에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 간선덕트 방식은 주덕트인 입상덕트로부터 각 층에서 분기되어 각 취출구로 취출관을 연결한다.
  2. 개별 덕트 방식은 주덕트에서 각개의 취출구로 각개의 덕트를 통해 분산하여 송풍하는 방식으로 각실의 개벽 제어성은 우수하다.
  3. 환상덕트의 방식은 2개의 덕트말단을 루프(loop) 상태로 연결함으로써 덕트말단에 가까운 취출구에서 송풍량의 언밸런스가 발생될 수 있다.
  4. 각개 입상 덕트 방식은 호텔, 오피스빌딩 등 공기ㆍ수 방식인 덕트병용 팬코일 유닛방식이나 유인 유닛방식등에 사용된다.
(정답률: 69%)
  • "환상덕트의 방식은 2개의 덕트말단을 루프(loop) 상태로 연결함으로써 덕트말단에 가까운 취출구에서 송풍량의 언밸런스가 발생될 수 있다."가 틀린 설명입니다. 환상덕트는 루프(loop) 상태로 연결된 2개의 덕트말단 중 하나를 차단하여 송풍량의 언밸런스를 조절하는 방식입니다.
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56. 중앙식 공조방식의 특징이 아닌 것은?

  1. 송풍량이 많으므로 실내공기의 오염이 적다.
  2. 리턴 펜을 설치하면 외기내방이 가능하게 된다.
  3. 소형건물에 적합하며 유리하다.
  4. 덕트가 대형이고 개별식에 비해 설치공간이 크다.
(정답률: 74%)
  • 중앙식 공조방식은 송풍량이 많아 실내공기의 오염이 적고, 리턴 펜을 설치하면 외기내방이 가능하며, 덕트가 대형이고 개별식에 비해 설치공간이 크다는 특징이 있습니다. 하지만 소형건물에는 적합하지 않고, 대규모 건물에 적합합니다. 따라서 "소형건물에 적합하며 유리하다."는 올바르지 않은 설명입니다.
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57. 송풍기의 법칙에서 회전속도가 일전하고 직경이 d, 동력이 L인 송풍기의 직경을 d1으로 했을 때 동력 L1을 나타내는 식은?

  1. L1=(d1/d)2L
  2. L1=(d1/d)3L
  3. L1=(d1/d)4L
  4. L1=(d1/d)5L
(정답률: 79%)
  • 송풍기의 법칙에서 동력은 회전속도와 직경의 제곱에 비례한다. 따라서, 동력 L과 직경 d를 가지는 송풍기의 동력 L1과 직경 d1을 가지는 송풍기의 동력은 다음과 같은 관계가 성립한다.

    L1/L = (d1/d)2

    여기서, 직경 대신 직경의 5승을 사용하면 다음과 같은 식이 된다.

    L1/L = (d1/d)5

    따라서, L1=(d1/d)5L 이 된다.
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58. 유효 온도차(상당 외기온도차)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 태양 일사량을 고려한 온도차이다.
  2. 계절, 시각 및 방위에 따라 변화한다.
  3. 실내온도와는 무관하다.
  4. 냉방 부하시에 적용된다.
(정답률: 76%)
  • 유효 온도차는 실외 온도와 실내 온도의 차이를 의미하며, 실내온도와는 무관합니다. 따라서, 실외 온도가 높아지면 유효 온도차가 커지고, 낮아지면 작아집니다. 이는 냉방 부하를 계산할 때 중요한 요소 중 하나입니다.
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59. 습공기선도(t-x선도)상에서 알 수 없는 것은?

  1. 엔탈피
  2. 습구온도
  3. 풍속
  4. 상대습도
(정답률: 74%)
  • 습공기선도(t-x선도)상에서는 대기의 상태를 파악하기 위해 엔탈피, 습구온도, 상대습도 등을 알 수 있지만, 풍속은 알 수 없습니다. 습공기선도는 대기의 수증기와 열의 상태를 파악하는 도구이기 때문에, 대기의 운동 상태인 풍속은 파악할 수 없습니다.
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60. 실내의 사용목적에 적합한 온도 및 습도조건을 일정하게하고 장치의 경제적인 운전을 위하여 각종 기기의 운전, 정지, 냉온수의 유량조절, 송풍량의 조절 등을 하는 자동제어 장치에 직접적으로 해당되지 않는 것은?

  1. 전동 댐퍼
  2. 전자 2방 밸브
  3. 휴미디스탯
  4. 플로트레스 스위치
(정답률: 50%)
  • 플로트레스 스위치는 물의 높이나 수위를 감지하여 자동으로 물의 유입 또는 배출을 제어하는 장치로, 실내의 온도나 습도와는 직접적인 관련이 없기 때문에 자동제어 장치에 해당되지 않습니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 그림과 같은 단자 1, 2사이의 계전기접점회로 논리식은?

  1. {(a+b)d+c}e
  2. {(ab+c)d}+e
  3. {(a+b)c+d}e
  4. (ab+d)c+e
(정답률: 59%)
  • 단자 1과 2 사이에는 a, b, c, d 중 하나가 연결될 수 있으며, 이들은 OR 연산으로 연결되어 있습니다. 그리고 이 OR 연산 결과에 NOT 연산을 취한 값이 e와 AND 연산으로 연결되어 있습니다. 따라서 논리식은 "{(a+b)c+d}e"가 됩니다.
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62. 전기기기의 절연저항 측정에 관한 사항으로 틀린 것은?

  1. 절연저항은 무한대의 값을 갖는 것이 가장 이상적이다.
  2. 메거의 라인(L)단자에 기기의 코일단자를 연결한다.
  3. 메거의 접지(E)단자에 기기 외함을 연결한다.
  4. 절연저항의 측정치는 10Ω 이하가 적당하다.
(정답률: 52%)
  • "절연저항은 무한대의 값을 갖는 것이 가장 이상적이다."가 틀린 것이다. 실제로는 절연저항이 무한대일 경우, 전기기기가 작동하지 않는 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 적절한 값으로 측정해야 한다. 일반적으로 10Ω 이하가 적당한 측정치이다. 이유는 이 값 이하로 측정하면 절연상태가 안전하다고 판단할 수 있기 때문이다.
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63. 타이머를 이용한 난방기구의 제어는 어느 분류에 속하는가?

  1. 공정제어
  2. 시퀀스제어
  3. 수치제어
  4. 피드백제어
(정답률: 60%)
  • 타이머를 이용한 난방기구의 제어는 시간에 따라 일정한 순서대로 작동하는 시퀀스제어에 속합니다. 타이머를 설정하여 일정 시간이 지나면 난방기구가 자동으로 켜지거나 꺼지는 것처럼, 일정한 시간 간격으로 작동하는 제어 방식이 시퀀스제어입니다.
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64. 다음 회로의 임피던스는?

(정답률: 36%)
  • 임피던스는 전압과 전류의 비율로 정의되며, 이 회로에서 전압은 10V, 전류는 2A로 주어졌다. 따라서 임피던스는 10V/2A = 5Ω가 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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65. 그림과 같은 제어에 해당하는 것은?

  1. 개방 제어
  2. 시퀀스 제어
  3. 개루프 제어
  4. 폐루프 제어
(정답률: 57%)
  • 그림에서는 한 방향으로만 흐르는 데이터가 있으며, 이 데이터를 처리하기 위해 일정한 순서로 제어 신호가 발생해야 합니다. 이때, 제어 신호가 일정한 순서로 발생하면서 데이터를 처리하는 것이 "시퀀스 제어"입니다. 그러나 그림에서는 제어 신호가 일정한 순서로 발생하지 않고, 특정 조건이 만족될 때만 제어 신호가 발생하는 것을 볼 수 있습니다. 이러한 경우에는 "폐루프 제어"를 사용합니다. 따라서 정답은 "폐루프 제어"입니다.
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66. 단위에서 Ωㆍsec와 같은 단위는?

  1. F
  2. F/m
  3. H
  4. H/m
(정답률: 46%)
  • Ωㆍsec는 전기적인 회로에서 인덕턴스를 나타내는 단위인 헨리(Henry)와 관련이 있습니다. 따라서 정답은 "H"입니다. 인덕턴스는 전류가 변화할 때 자기장을 생성하여 전압을 유발하는 성질을 가지고 있으며, 이 때문에 시간에 대한 단위인 초(sec)와 함께 사용되어 Ωㆍsec와 같은 단위가 나타납니다.
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67. 운전자가 배치되어 있지 않는 엘리베이터의 자동제어는?

  1. 추종제어
  2. 프로그램제어
  3. 정치제어
  4. 프로세스제어
(정답률: 67%)
  • 운전자가 배치되어 있지 않은 엘리베이터는 자동제어 시스템에 의해 운영되며, 이 시스템은 프로그램제어 방식을 사용합니다. 이는 미리 정해진 프로그램에 따라 엘리베이터의 동작을 제어하는 방식으로, 사전에 설정된 운행 계획에 따라 엘리베이터가 움직입니다. 따라서 운전자의 개입 없이도 안전하고 효율적인 운행이 가능합니다.
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68. 전압을 V, 전류를 I, 저항을 R, 그리고 도체의 비저항을 p라 할 때 옴의 법칙을 나타낸 식은?

  3. V=IR
  4. V=IRp
(정답률: 68%)
  • 옴의 법칙은 전압(V)과 전류(I)는 저항(R)에 비례한다는 것을 나타내는 법칙입니다. 즉, V와 I의 비율이 R과 같다는 것을 나타내는 것이죠. 수식으로 나타내면 V=IR이 됩니다. 따라서 정답은 "V=IR"입니다.
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69. 논리식 에서 작동 설명이 잘못된 것은?

  1. A=1, B=0, C=1 이면 X=1 이다.
  2. A=1, B=1, C=0 이면 X=1 이다.
  3. A=0, B=0, C=0 이면 X=0 이다.
  4. A=0, B=0, C=1 이면 X=1 이다.
(정답률: 50%)
  • 정답은 "A=0, B=0, C=1 이면 X=1 이다." 이다.

    이유는 논리식에서 AND 연산자는 모든 입력값이 1일 때만 출력값이 1이 되기 때문이다. 따라서 A=0, B=0, C=0 일 때는 AND 연산 결과가 0이 되므로 X도 0이 된다. 하지만 A=0, B=0, C=1 일 때는 AND 연산 결과가 0이 아니므로 X는 1이 된다.

    즉, "A=0, B=0, C=0 이면 X=0 이다." 라는 설명은 잘못된 것이다.
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70. 그림과 같은 회로에서 전달함수 를 구하면?

  1. R+Ls+Cs
(정답률: 57%)
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71. PLC의 구성에 해당되지 않는 것은?

  1. 입력장치
  2. 제어장치
  3. 주변용장치
  4. 출력장치
(정답률: 66%)
  • PLC의 구성 요소는 입력장치, 제어장치, 출력장치로 이루어져 있습니다. 주변용장치는 PLC와 연결되어 있지만 PLC의 구성 요소는 아니기 때문에 정답입니다. 주변용장치는 PLC와 함께 사용되어 외부 장치를 제어하거나 모니터링하는 역할을 합니다. 예를 들어, 센서, 모터, 밸브 등이 주변용장치에 해당됩니다.
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72. 그림과 같은 연산증폭기를 사용한 회로의 기능은?

  1. 적분기
  2. 미분기
  3. 가산기
  4. 제한기
(정답률: 57%)
  • 이 회로는 입력 신호를 적분하여 출력하는 기능을 수행합니다. 따라서 이 회로는 "적분기"입니다.
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73. △ 결선된 3상 평형회로에서 부하 1상의 임피던스가 40 + j30Ω 이고 200V의 전원전압일 때 선전류는 몇 [A]인가?

  1. 4
  2. 4√3
  3. 5
  4. 5√3
(정답률: 47%)
  • 부하 1상의 전압은 전원전압의 1/√3 이므로,

    부하 1상의 전류는 I = V/Z = 200/(40+j30) = 4-j3 [A]

    3상 평형회로에서 선전류는 부하전류의 √3 배이므로,

    선전류는 4√3-j3√3 [A]

    이를 복소수 형태에서 크기와 각도로 변환하면,

    선전류의 크기는 |I| = √( (4√3)^2 + (-3)^2 ) = 7 [A]

    선전류의 각도는 θ = arctan(-3/(4√3)) = -22.62°

    따라서, 정답은 "4√3" 이다.
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74. 피드백 제어의 장점이 아닌 것은?

  1. 가장 간단한 제어계로 많이 사용된다.
  2. 외부 조건의 변화에 대한 영향을 줄일 수 있다.
  3. 목표 값을 정확히 달성 할 수 있다.
  4. 제어계의 특성을 향상 시킬 수 있다.
(정답률: 61%)
  • "목표 값을 정확히 달성 할 수 있다."는 피드백 제어의 장점이 맞는 것이므로, 정답은 "가장 간단한 제어계로 많이 사용된다."입니다. 이는 피드백 제어가 기본적인 원리와 구조로 이루어져 있어 구현이 간단하고, 비용이 적게 들어가기 때문입니다. 따라서 많은 분야에서 사용되고 있습니다.
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75. 변압기 Y-Y결선방법의 특성을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 중성점을 접지할 수 있다.
  2. 상전압이 선간전압의 1/√3배가 되므로 절연이 용이하다.
  3. 선로에 제 3조파를 주로 하는 충전전류가 흘러 통신장해가 생긴다.
  4. 단상변압기 3대로 운전하던 중 한대가 고장이 발생해도 V결선 운전이 가능하다.
(정답률: 60%)
  • "선로에 제 3조파를 주로 하는 충전전류가 흘러 통신장해가 생긴다."가 틀린 것입니다.

    변압기 Y-Y결선방법은 중성점을 접지할 수 있어서, 상전압이 선간전압의 1/√3배가 되므로 절연이 용이합니다. 또한, Y-Y결선방법은 단상변압기 3대로 운전하던 중 한대가 고장이 발생해도 V결선 운전이 가능합니다.

    하지만, Y-Y결선방법은 선로에 제 3조파를 주로 하는 충전전류가 흘러 통신장해가 생길 수 있다는 단점이 있습니다.
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76. 사이클링(Cycling)을 일으키는 제어는?

  1. 비례 제어
  2. 적분 제어
  3. 비례적분 제어
  4. ON-OFF 제어
(정답률: 60%)
  • 사이클링은 제어기가 출력값을 지속적으로 변화시키면서 과도하게 반응하는 현상을 말합니다. 이를 방지하기 위해 ON-OFF 제어를 사용합니다. ON-OFF 제어는 출력값이 일정 범위 내에서 유지되다가 일정 기준치를 넘으면 출력값을 반대로 바꾸어 제어하는 방식입니다. 이를 통해 출력값이 지속적으로 변화하지 않고 일정 범위 내에서 유지되므로 사이클링을 방지할 수 있습니다.
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77. 정격주파수 60Hz의 농형 유도전동기의 1차 전압을 정격값으로 하고 50Hz에 사용할 때 낮아지는 것은?

  1. 온도
  2. 토크
  3. 역률
  4. 여자전류
(정답률: 55%)
  • 정격주파수 60Hz에서는 농형 유도전동기의 회전자가 60회전을 하게 되어 전류의 주파수가 60Hz로 일치합니다. 하지만 50Hz에서는 회전자가 50회전을 하게 되므로 전류의 주파수가 60Hz보다 낮아지게 됩니다. 이로 인해 유도전동기의 효율이 떨어지게 되는데, 이것을 나타내는 것이 역률입니다. 역률은 유도전동기의 효율을 나타내는 지표로, 전류의 주파수가 낮아지면 역률이 감소하게 됩니다. 따라서 정답은 "역률"입니다.
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78. 제어대상의 상태를 자동적으로 제어하며, 목표값이 제어공정과 기타의 제한 조건에 순응하면서 가능한 가장 짧은 시간에 요구되는 최종상태까지 가도록 설계하는 제어는?

  1. 디지탈제어
  2. 적응제어
  3. 최적제어
  4. 정치제어
(정답률: 61%)
  • 최적제어는 제어대상의 상태를 자동으로 제어하면서, 목표값과 제한 조건을 순응하며 가능한 가장 짧은 시간에 최종상태에 도달하는 제어 방법입니다. 따라서 최적제어는 다른 제어 방법들보다 더 효율적이고 정확한 제어가 가능합니다. 디지탈제어는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 제어하는 방법이며, 적응제어는 환경이나 상황에 따라 제어 방법을 자동으로 조정하는 방법입니다. 정치제어는 정치적인 목적을 달성하기 위해 제어하는 방법입니다.
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79. 어떤 도체에 10C의 전기량이 이동하여 50J의 일을 했을 경우 전압은?

  1. 0.2[V]
  2. 5[V]
  3. 500[V]
  4. 300[V]
(정답률: 41%)
  • 전압은 일과 전기량의 비율로 정의됩니다. 따라서 전압 = 일 ÷ 전기량 입니다. 문제에서 주어진 정보를 대입하면 전압 = 50J ÷ 10C = 5[V]가 됩니다. 따라서 정답은 "5[V]"입니다.
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80. 권선형 유도전동기의 기동방법으로 가장 적당한 것은?

  1. 전전압기동법
  2. 리액터기동법
  3. 기동보상기법
  4. 2차 저항법
(정답률: 40%)
  • 권선형 유도전동기는 고속 회전시에 안정적인 기동을 위해 2차 저항법을 사용한다. 2차 저항법은 유도전동기의 회전자에 저항을 가해 전류를 제한하여 안정적인 기동을 도와주는 방법이다. 이 방법은 전압을 조절하는 것보다 안정적이며, 회전자의 속도와 부하에 따라 자동으로 조절되기 때문에 유지보수가 쉽다는 장점이 있다. 따라서 권선형 유도전동기의 기동방법으로 2차 저항법이 가장 적당하다.
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5과목: 배관일반

81. 강제순환식 급탕설비의 배관구배는 어느 정도로 하는 것이 좋은가?

  1. 1/100
  2. 1/150
  3. 1/200
  4. 1/250
(정답률: 33%)
  • 강제순환식 급탕설비의 배관구배는 1/200이 좋다. 이는 급탕설비에서 물의 순환속도를 일정하게 유지하기 위해서이다. 만약 배관구배가 너무 작으면 물의 순환속도가 느려져서 물이 뜨거워지는 시간이 길어지고, 반대로 너무 크면 물의 순환속도가 빨라져서 물이 충분히 가열되지 않아 뜨거운 물을 사용할 수 없게 된다. 따라서, 1/200이 적절한 배관구배이다.
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82. 냉매가 메칠크로라이드(CH3Cl)인 경우 사용하여서는 안되는 배관 재료는?

  1. 알루미늄 합금판
  2. 탈산 동관
  3. 탄소강 강관
  4. 스테인리스 강관
(정답률: 39%)
  • 메칠크로라이드는 알루미늄 합금판과 반응하여 부식을 일으키기 때문에, 알루미늄 합금판은 사용하여서는 안됩니다. 따라서 정답은 "알루미늄 합금판"입니다. 탈산 동관, 탄소강 강관, 스테인리스 강관은 메칠크로라이드와 반응하지 않기 때문에 사용이 가능합니다.
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83. 급탕설비에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 중앙식 급탕설비에서의 급탕온도는 일반적으로 60℃를 기준으로 한다.
  2. 증기취입식 기수혼합 가열장치에는 소음을 줄이기 위하여 사이렌서를 설치한다.
  3. 배관과 보일러 또는 저탕탱크와의 접속에는 역류방지기를 설치한다.
  4. 리버스리턴 배관은 배관내 마찰손실수두를 줄이기 위한 방식이다.
(정답률: 51%)
  • "리버스리턴 배관은 배관내 마찰손실수두를 줄이기 위한 방식이다."가 틀린 것이다. 리버스리턴 배관은 냉수와 뜨거운 물이 섞이는 것을 방지하기 위해 사용되는 방식이다. 배관내 마찰손실수두를 줄이기 위한 방식은 다른 방식이다.
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84. 동관의 이음에서 기계의 분해, 점검, 보수를 고려하여 사용하는 이음법은?

  1. 납땜이음
  2. 플라스턴이음
  3. 플레어이음
  4. 소켓이음
(정답률: 65%)
  • 플레어이음은 동관의 이음에서 기계의 분해, 점검, 보수를 고려하여 사용하는 이음법이다. 이는 동관의 끝을 넓게 폭발시켜서 파이프를 삽입하고, 그 후에 넓어진 부분을 다시 원래 크기로 돌려놓는 방식으로 이음을 만든다. 이 방식은 납땜이음이나 플라스턴이음보다 분해, 점검, 보수가 용이하며, 높은 압력에도 높은 신뢰성을 보장한다는 장점이 있다.
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85. 펌프 주위의 배관시 주의할 사랑을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 흡입관의 수평배관은 펌프를 향해 위로 올라가도록 설계한다.
  2. 토출부에 설치한 체크 밸브는 서징현상 방지를 위해 펌프에서 먼 곳에 설치한다.
  3. 흡입구(푸트밸브)는 동수위면에서 관경의 2배 이상 물속으로 들어가게 한다.
  4. 흡입관의 길이는 되도록 짧게하는 것이 좋다.
(정답률: 61%)
  • "토출부에 설치한 체크 밸브는 서징현상 방지를 위해 펌프에서 먼 곳에 설치한다."가 틀린 것이다. 실제로는 토출부에 설치한 체크 밸브는 서징현상 방지를 위해 펌프에서 가까운 곳에 설치한다. 이유는 체크 밸브가 펌프에서 멀리 떨어져 있으면 펌프가 멈추었을 때 체크 밸브 사이에 공기가 들어가게 되어 서징현상이 발생할 수 있기 때문이다.
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86. 역지밸브(check valve)애 대한 기술이다. 틀린 것은?

  1. 관내유체의 흐름을 일정한 방향으로 유지하기 위하여 사용한다.
  2. 스윙형, 리프트형, 풋형 등이 있다.
  3. 구조에 따라 수평관, 수직관에 사용할 수 있다.
  4. 필요할 때 수동으로 개폐하여야 한다.
(정답률: 68%)
  • 역지밸브는 관내 유체의 흐름을 일정한 방향으로 유지하기 위해 사용되며, 스윙형, 리프트형, 풋형 등 다양한 구조가 있어 수평관, 수직관에 모두 사용할 수 있습니다. 하지만 역지밸브는 일반적으로 유체가 한 방향으로만 흐르는 경우에 사용되기 때문에, 필요할 때 수동으로 개폐하여야 합니다. 이는 역지밸브가 유체의 흐름을 막는 역할을 하기 때문입니다.
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87. 보온 시공시 외피의 마무리재로서 옥외 노출부에 사용되는 재료로서 가장 적당한 것은?

  1. 면포
  2. 비닐 테이프
  3. 방수 마포
  4. 아연 철판
(정답률: 60%)
  • 보온 시공시 외피의 마무리재로서 옥외 노출부에 사용되는 재료는 내구성과 방수성이 뛰어나야 합니다. 이 중에서도 가장 적합한 재료는 아연 철판입니다. 아연 철판은 내구성이 높고, 방수성이 우수하여 비가 내리거나 습기가 많은 환경에서도 오랜 시간 사용할 수 있습니다. 또한, 외관적으로도 깔끔하고 세련된 느낌을 줄 수 있어서 보온 시공시 외피의 마무리재로서 적합합니다.
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88. 온수난방 배관에서 리버스 리턴(reverse return)방식을 채택하는 이유는?

  1. 온수의 유량 분배를 균일하게 하기 위하여
  2. 배관의 길이를 짧게 하기 위하여
  3. 배관의 신축을 흡수하기 위하여
  4. 온수가 식지 않도록 하기 위하여
(정답률: 70%)
  • 리버스 리턴 방식은 온수난방 시스템에서 온수의 유량 분배를 균일하게 하기 위해 채택됩니다. 이 방식은 온수가 돌아가는 방향을 바꿔서 배관의 끝부분까지 온수가 골고루 흐를 수 있도록 합니다. 이렇게 함으로써 온수가 한쪽으로 몰리는 현상을 방지하고, 온수의 유량을 균일하게 유지할 수 있습니다.
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89. 냉방부하 구분에 있어서 장치부하에 속하지 않는 것은?

  1. 덕트의 열손실
  2. 송풍기부하
  3. 재열부하
  4. 전열부하
(정답률: 35%)
  • 전열부하는 냉방장치의 열교환을 통해 발생하는 열부하로, 냉매의 상태 변화와 관련이 있습니다. 반면, 덕트의 열손실, 송풍기부하, 재열부하는 모두 냉방장치의 구성 요소 중 하나로서, 냉방장치의 작동에 직접적으로 영향을 미치는 부하입니다. 따라서 전열부하는 장치부하에 속하지 않습니다.
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90. 일반적으로 벽체내의배수입관에 연결하여 사용하는 배수 트랩은?

  1. 드럽 트랩
  2. P 트랩
  3. S 트랩
  4. U 트랩
(정답률: 44%)
  • 일반적으로 벽체내의 배수입관에 연결하여 사용하는 배수 트랩은 P 트랩입니다. 이는 배수관에서 발생하는 냄새나 가스를 방지하기 위해 사용되며, P 트랩은 물이 쌓이는 공간과 공기가 통하지 않도록 설계되어 있습니다. 이러한 구조로 인해 냄새나 가스가 건물 내부로 유입되는 것을 막아주며, 물이 쌓이는 공간에 먼지나 이물질이 쌓이는 것을 방지하여 배수관의 원활한 동작을 유지할 수 있습니다.
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91. 신축곡관이라고 통용되는 신축이음은?

  1. 스위블형
  2. 벨로즈형
  3. 슬리브형
  4. 루프형
(정답률: 50%)
  • 신축이음 중 루프형은 두 개의 케이블을 서로 교차시켜 연결하는 방식으로, 케이블의 힘을 분산시키고 강도를 높일 수 있습니다. 이 방식은 스위블형, 벨로즈형, 슬리브형보다 더욱 견고하며, 특히 큰 부하를 견디는데 적합합니다.
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92. 급수설비 중 수평배관의 지지간격이 3m일 경우 강관의 관경은 얼마인가?

  1. 20A 이하
  2. 25~30A
  3. 32~40A
  4. 50~80A
(정답률: 39%)
  • 수평배관의 지지간격이 3m일 경우, 강관의 관경은 수직배관과 달리 수평배관은 중간에 지지대가 없기 때문에 강관의 중심부에서 중력에 의한 굴절이 발생하게 됩니다. 이 굴절이 일어나는 길이는 강관의 관경과 관련이 있으며, 이 길이가 3m를 넘지 않도록 강관의 관경을 결정합니다. 따라서, 수평배관의 지지간격이 3m일 경우 강관의 관경은 50~80A가 됩니다.
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93. 가스 배관내의 유량이 2배로 증가하면 압력손실은 어떻게 되는가?

  1. 압력손실은 2배로 된다.
  2. 압력손실은 4배로 된다.
  3. 압력손실은 8배로 된다.
  4. 압력손실은 16배로 된다.
(정답률: 60%)
  • 가스 유량이 2배로 증가하면, 유속도 2배가 되어 유체의 운동에너지는 4배가 된다. 이에 따라 압력손실은 운동에너지의 변화량에 비례하므로 4배로 증가한다. 따라서 정답은 "압력손실은 4배로 된다."이다.
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94. 지역 냉난방설비에 대하여 잘못 설명된 것은?

  1. 에너지의 효율적 이용 및 배열이용이 가능하다.
  2. 대기오염물질이 증가한다.
  3. 도시의 방재수준의 향상이 가능하다.
  4. 사용자에게는 화재에 대한 염려가 없다.
(정답률: 71%)
  • "대기오염물질이 증가한다."는 잘못된 설명입니다. 지역 냉난방설비는 대기오염물질을 발생시키지 않습니다. 오히려, 전력을 효율적으로 사용하여 환경오염을 줄일 수 있습니다.
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95. 배관설비에서 수압시험 이외의 방법으로 누설시험을 하는 배관은 어느 것인가?

  1. 액화 석유 가스배관
  2. 급수배관
  3. 급탕배관
  4. 실내 소화전 배관
(정답률: 63%)
  • 액화 석유 가스배관은 누설시험을 수압시험 이외의 방법으로 해야하는데, 이는 가스의 특성상 액체 상태에서는 압력이 높아지면 증발하여 가스 상태로 변하므로 수압시험으로는 누설을 확인하기 어렵기 때문입니다. 따라서 액화 석유 가스배관은 가스 누설을 확인하기 위해 다른 방법을 사용해야 합니다.
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96. 관경 300mm, 배관길이 500m의 중랍 가스수송관에서 AㆍB점의 게이지 압력이 3kg/cm2, 2kg/cm2인 경우 가스유량은 약 얼마인가? (단, 가스 비중 0.64, 유량계수 52.31로 한다.)

  1. 10238 m3/h
  2. 20583 m3/h
  3. 38315 m3/h
  4. 40153 m3/h
(정답률: 38%)
  • 가스유량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = C × A × √(2gh) × ρ가스

    여기서,

    Q: 가스유량 (m3/h)
    C: 유량계수 (52.31)
    A: 배관 단면적 (πr2, r=반경)
    g: 중력가속도 (9.81 m/s2)
    h: A점과 B점의 고도차 (m)
    ρ가스: 가스의 밀도 (kg/m3)

    배관 내부 지름이 300mm 이므로, 반경은 0.15m 이다.

    고도차는 배관길이 500m 이므로, h=500m 이다.

    가스의 밀도는 가스 비중 0.64 이므로, 밀도는 0.64 × 1.293 (공기의 밀도) = 0.82752 kg/m3 이다.

    따라서,

    Q = 52.31 × π × 0.152 × √(2 × 9.81 × 500) × 0.82752
    = 38315 m3/h

    따라서, 정답은 "38315 m3/h" 이다.
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97. 소형, 경량으로 설치면적이 적고 효율이 좋으므로 가장 많이 사용되고 있는 냉각탑은?

  1. 대기식 냉각탑
  2. 대향류식 냉각탑
  3. 직교류식 냉각탑
  4. 밀폐식 냉각탑
(정답률: 60%)
  • 대향류식 냉각탑은 소형, 경량으로 설치면적이 적고 효율이 좋아서 가장 많이 사용되고 있습니다. 이는 냉각수가 탑 내부에서 상승하면서 공기와 접촉하여 수증기화되고, 이를 통해 열이 방출되기 때문입니다. 또한, 대기식 냉각탑과 달리 물이 노출되지 않아 물의 증발량이 적어 에너지 손실이 적습니다.
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98. 암모니아 냉매를 사용하는 흡수식 냉동기의 배관재료로 가장 좋은 것은?

  1. 주철관
  2. 동관
  3. 강관
  4. 동합금관
(정답률: 63%)
  • 암모니아는 매우 부식성이 강한 냉매이기 때문에, 냉동기의 배관재료로는 부식에 강한 강관이 가장 적합합니다. 따라서, "강관"이 정답입니다. 주철관은 부식에 취약하고, 동관과 동합금관은 암모니아와 반응하여 부식될 수 있습니다.
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99. 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: 64%)
  • 통기관은 배수관 내의 공기를 유입하여 배수 과정에서 발생하는 진공을 완화하고, 배수 트랩의 봉수를 보호하여 물이 역류하지 않도록 합니다. 따라서, "배수 트랩의 봉수를 보호한다."가 가장 적합한 설치 목적입니다.
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100. 다음 중 동관용 공구가 아닌 것은?

  1. 익스팬더
  2. 사이징 툴
  3. 드레서
  4. 플레어링 툴 세트
(정답률: 62%)
  • 드레서는 동관용 공구가 아닌 것이다. 동관용 공구는 파이프나 튜브 등의 동관을 가공할 때 사용하는 공구로, 익스팬더, 사이징 툴, 플레어링 툴 세트는 모두 동관용 공구에 해당한다. 하지만 드레서는 목재나 금속 등을 깎거나 다듬는 공구로, 동관용 공구가 아니다.
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