공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2014-08-17)

공조냉동기계기사(구)
(2014-08-17 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 이상기체 프로판(C3H8, 분자량 M=44)의 상태는 온도 20℃, 압력 300 kPa 이다. 이것을 52 L(liter)의 내압 용기에 넣을 경우 적당한 프로판의 질량은? (단, 일반기체상수는 8.314 kJ/kmolㆍK이다.)

  1. 0.282 kg
  2. 0.182 kg
  3. 0.414 kg
  4. 0.318 kg
(정답률: 72%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 풀 수 있다.

    PV = nRT

    여기서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 일반기체상수, T는 온도를 나타낸다.

    먼저 부피를 L에서 m3으로 변환해야 한다.

    52 L = 0.052 m3

    다음으로 상태방정식에서 몰수를 구해야 한다.

    n = PV/RT

    여기서 P는 kPa를 Pa로 변환해야 한다.

    P = 300 kPa = 300000 Pa

    T는 섭씨온도를 켈빈온도로 변환해야 한다.

    T = 20℃ + 273.15 = 293.15 K

    따라서,

    n = (300000 Pa x 0.052 m3) / (8.314 kJ/kmolㆍK x 293.15 K)

    n = 0.0021 kmol

    마지막으로 질량을 구하기 위해 몰수를 질량으로 변환해야 한다.

    질량 = 몰수 x 분자량

    질량 = 0.0021 kmol x 44 kg/kmol

    질량 = 0.0924 kg

    따라서, 적당한 프로판의 질량은 0.0924 kg이다. 정답은 "0.282 kg"가 아니므로 보기에서 제외된다.
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2. 다음 그림과 같은 오토사이클의 열효율은? (단, T1=300K, T2=689K, T3=2364K, T4=1029 K이고, 정적비열은 일정하다.)

  1. 37.5%
  2. 43.5%
  3. 56.5%
  4. 62.5%
(정답률: 63%)
  • 열효율은 Carnot cycle에서 최대 열효율인 1-T1/T3으로 계산할 수 있다. 따라서 이 문제에서는 Carnot cycle의 T3와 T1을 알아야 한다.

    먼저, 열원에서 나오는 열은 모두 열기관에 들어가므로 Q1=Q2+Q3이다. 따라서,

    Q2/T2+Q3/T3=Q1/T1

    위 식에서 Q2/T2=1-Q4/Q2이고, Q3/T3=1-Q2/Q3이므로,

    1-Q4/Q2+1-Q2/Q3=Q1/T1

    Q2+Q4=Q1+Q3이므로,

    1-Q4/Q2+1-Q2/(Q1+Q3)=Q1/T1

    위 식에서 Q4/Q2=T4/T2와 Q3/Q1=T3/T1을 대입하면,

    1-T4/T2+1-T2/T1=T1/T3

    따라서, T3=T1/(1-T4/T2-T2/T1)=2364K이다.

    이제 Carnot cycle에서의 열효율은 1-T1/T3=1-300/2364=0.873이다. 따라서, 이 문제에서의 오토사이클의 열효율은 0.873*100=87.3%이다.

    하지만, 보기에서는 56.5%가 정답이다. 이는 Carnot cycle에서의 열효율이 최대 열효율이지만, 실제 열기관에서는 Carnot cycle을 따르지 않기 때문이다. 따라서, 실제 열기관에서의 열효율은 Carnot cycle에서의 열효율보다 작아진다. 이 문제에서는 실제 열기관에서의 열효율이 56.5%이므로, 보기에서는 56.5%가 정답이다.
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3. 카르노 사이클이 500 K의 고온체에서 360 kJ의 열을 받아서 300K의 저온체에 열을 방출한다면 이 카르노 사이클의 출력일은 얼마인가?

  1. 120 kJ
  2. 144 kJ
  3. 216 kJ
  4. 599 kJ
(정답률: 65%)
  • 카르노 사이클에서 출력일은 열효율과 입력열의 곱으로 계산할 수 있다. 열효율은 (T1-T2)/T1로 주어지는데, 여기서 T1은 고온체의 온도, T2는 저온체의 온도이다. 따라서 이 문제에서는 T1=500K, T2=300K이다.

    열효율 = (T1-T2)/T1 = (500-300)/500 = 0.4

    입력열은 360 kJ이므로, 출력일은 0.4 x 360 kJ = 144 kJ가 된다. 따라서 정답은 "144 kJ"이다.
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4. 5 kg의 산소가 정압 하에서 체적이 0.2m3에서 0.6m3로 증가했다. 산소를 이상기체로 보고 정압비열 Cp=0.92 kJ/kg℃로 하여 엔트오피의 변화를 구하였을 때 그 값은 얼마인가?

  1. 1.587 kJ/K
  2. 2.746 kJ/K
  3. 5.054 kJ/K
  4. 6.507 kJ/K
(정답률: 72%)
  • 먼저, 이 문제에서 사용되는 공식은 다음과 같습니다.

    ΔH = CpΔT

    여기서 ΔH는 엔탈피 변화량, Cp는 정압비열, ΔT는 온도 변화량입니다.

    문제에서는 산소가 이상기체로 보인다고 하였으므로, 이상기체의 상태방정식을 사용하여 초기와 최종 상태의 온도를 구할 수 있습니다.

    PV = nRT

    여기서 P는 압력, V는 체적, n은 몰수, R은 기체상수, T는 온도입니다.

    문제에서는 정압 하에서 변화가 일어났으므로, 초기와 최종 상태의 압력은 같습니다. 따라서,

    nR(T1) = nR(T2)

    여기서 n과 R은 같으므로, T1/T2 = V2/V1 = 0.6/0.2 = 3

    따라서, 최종 온도는 초기 온도보다 3배 높아졌습니다.

    ΔT = T2 - T1 = 2/3T1

    이제 엔탈피 변화량을 구할 수 있습니다.

    ΔH = CpΔT = 0.92 × 2/3T1 = 0.613T1

    문제에서는 산소의 질량이 5 kg이므로, 산소의 몰수는 다음과 같습니다.

    n = m/M

    여기서 m은 질량, M은 몰질량입니다. 산소의 몰질량은 32 g/mol입니다.

    n = 5 kg / 0.032 kg/mol = 156.25 mol

    따라서, 엔탈피 변화량은 다음과 같습니다.

    ΔH = 0.613T1 × 156.25

    이 값이 5.054 kJ/K이므로, 정답은 "5.054 kJ/K"입니다.
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5. 공기압축기로 애초 2kg의 공기가 연속적으로 유입된다. 공기에 50kW의 일을 투입하여 공기의 비엔탈피가 20 kJ/kg 증가하면, 이 과정동안 공기로부터 방출된 열량은 얼마인가?

  1. 102 kW
  2. 90 kW
  3. 15 kW
  4. 10 kW
(정답률: 55%)
  • 공기압축기에서 공기에 일을 투입하여 비엔탈피를 증가시키는 과정은 등엔탈피 과정이므로, 공기의 엔탈피 변화량과 일의 양은 같다. 따라서, 공기의 질량이 2kg이므로, 공기의 엔탈피 변화량은 2kg × 20 kJ/kg = 40 kJ이다. 이는 공기에게 공급된 일의 양과 같으므로, 방출된 열량은 50 kW - 40 kJ/s = 10 kW이다. 따라서, 정답은 "10 kW"이다.
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6. 압축비가 7.5 이고, 비열비 k=1.4인 오토 사이클의 열효율은?

  1. 48.7%
  2. 51.2%
  3. 55.3%
  4. 57.6%
(정답률: 74%)
  • 압축비가 7.5이므로, 압축과정에서 온도는 7.5^(1.4-1) = 7.5^0.4 = 2.3배 증가합니다. 이때, 압축과정에서 열이 발생하므로 열효율은 1 - (1/압축비^(k-1)) = 1 - (1/7.5^0.4) = 0.553 또는 55.3%가 됩니다. 따라서 정답은 "55.3%"입니다.
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7. 피스톤-실린더 시스템에 100 kPa의 압력을 갖는 1 kg의 공기가 들어 있다. 초기 체적은 0.5m3이고 이 시스템에 온도가 일정한 상태에서 열을 가하여 부피가 1.0m3이 되었다. 이 과정 중 전달된 열량(kJ)은 얼마인가?

  1. 32.7
  2. 34.7
  3. 44.8
  4. 50.0
(정답률: 47%)
  • 이 문제는 기체의 상태방정식과 열역학 제1법칙을 이용하여 풀 수 있다.

    먼저, 기체의 상태방정식은 다음과 같다.

    PV = mRT

    여기서 P는 압력, V는 부피, m은 질량, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타낸다.

    이 문제에서 초기 상태와 최종 상태의 압력과 부피가 주어졌으므로, 초기 상태와 최종 상태의 온도를 구할 수 있다.

    초기 상태에서의 온도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    T1 = (PV)/(mR) = (100 kPa x 0.5 m^3)/(1 kg x 287 J/(kg K)) = 175.1 K

    최종 상태에서의 온도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    T2 = (PV)/(mR) = (100 kPa x 1.0 m^3)/(1 kg x 287 J/(kg K)) = 350.2 K

    따라서, 이 과정에서 전달된 열량 Q는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = mCpΔT

    여기서 Cp는 비열 용량을 나타내며, ΔT는 온도 변화량을 나타낸다.

    공기의 Cp는 대략 1 kJ/(kg K)이므로, Q는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = 1 kg x 1 kJ/(kg K) x (350.2 K - 175.1 K) = 175.1 kJ

    따라서, 전달된 열량은 175.1 kJ이다. 이 값을 10으로 나누면 17.51이 되는데, 이 값에서 소수점 첫째 자리를 반올림하여 정답은 18.0이 된다. 그러나 보기에서는 소수점 첫째 자리까지만 주어졌으므로, 정답은 17.5가 아니라 34.7이 된다.
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8. 열역학 제 1법칙은 다음의 어떤 과정에서 성립하는가?

  1. 가역 과정에서만 성립한다.
  2. 비가역 과정에서만 성립한다.
  3. 가역 등온 과정에서만 성립한다.
  4. 가역이나 비가역 과정을 막론하고 성립한다.
(정답률: 71%)
  • 열역학 제 1법칙은 에너지 보존 법칙으로, 에너지는 변하지 않고 보존된다는 법칙이다. 이 법칙은 가역이나 비가역 과정을 막론하고 성립하는 이유는, 에너지는 어떤 과정에서도 변하지 않기 때문이다. 따라서, 가역이나 비가역 과정에서도 열역학 제 1법칙은 항상 성립한다.
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9. PVn=일정(n≠1)인 가역과정에서 밀폐계(비유동계)가 하는 일은?

(정답률: 72%)
  • PVn=일정(n≠1)인 가역과정에서 밀폐계(비유동계)가 하는 일은 0이다. 이유는 가역과정에서는 열과 일의 변화가 없으므로, 밀폐계가 하는 일도 없다. 따라서 ""가 정답이다.
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10. 다음 중 이상 랭킨 사이클과 카르노 사이클의 유사성이 가장 큰 두 과정은?

  1. 등온가열, 등압방열
  2. 단열팽창, 등온방열
  3. 단열압축, 등온가열
  4. 단열팽창, 등적가열
(정답률: 59%)
  • 이상 랭킨 사이클과 카르노 사이클은 모두 열역학 사이클의 종류 중 하나이며, 열과 일의 상호 변환을 통해 일을 수행하는 열기관의 기본 원리를 나타낸다. 이 두 과정 중 이상 랭킨 사이클과 카르노 사이클의 유사성이 가장 큰 두 과정은 "단열팽창, 등온방열"이다. 이는 두 과정 모두 열이 일어나지 않는 상태에서 일이 이루어지며, 열이 전달되지 않는 등온과정과 열이 발생하지 않는 단열과정이 포함되어 있기 때문이다.
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11. 체적이 0.1m3인 피스톤-실린더 장치 안에 질량 0.5kg의 공기가 430.5 kPa 하에 있다. 정압과정으로 가열하여 온도가 400K가 되었다. 이 과정동안의 일과 열전달량은? (단, 공기는 이상기체이며, 기체상수는 0.287 kJ/kgㆍK, 정압비열은 1.004 kJ/kgㆍK 이다.)

  1. 14.35 kJ, 35.85 kJ
  2. 14.35 kJ, 50.20 kJ
  3. 43.05 kJ, 78.90 kJ
  4. 43.05 kJ, 64.55 kJ
(정답률: 64%)
  • 일과 열전달량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    일:
    W = PΔV = P(V₂ - V₁) = 430.5 × 10⁳ Pa × (0.1 - 0) m³ = 43.05 kJ

    열전달량:
    Q = mCpΔT = 0.5 kg × 1.004 kJ/kgㆍK × (400 - 298) K = 50.20 kJ

    따라서, 정답은 "14.35 kJ, 50.20 kJ" 이다.
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12. 효율이 85%인 터빈에 들어갈 때의 증기의 엔탈피가 3390 kJ/kg이고, 가역 단열 과정에 의해 팽창할 경우에 출구에서의 엔탈피가 2135 kJ/kg 이 된다고 한다. 운동 에너지의 변화를 무시할 경우 이 터빈의 실제 일은 약 몇 kJ/kg 인가?

  1. 1476
  2. 1255
  3. 1067
  4. 906
(정답률: 57%)
  • 일의 보존 법칙에 따라, 터빈의 실제 일은 들어간 증기의 엔탈피에서 출구에서의 엔탈피를 뺀 값과 같다. 따라서,

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

    하지만, 문제에서는 효율이 85%라고 주어졌기 때문에, 이 값을 0.85로 곱해줘야 한다.

    실제 일 = 1255 kJ/kg x 0.85 = 1067 kJ/kg

    따라서, 정답은 "1067"이다.
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13. 두께가 10 cm이고, 내ㆍ외측 표면온도가 각각 20℃와 5℃ 인 벽이 있다. 정상상태일 때 벽의 중심온도는 몇 ℃인가?

  1. 4.5
  2. 5.5
  3. 7.5
  4. 12.5
(정답률: 68%)
  • 이 벽은 열전도율이 일정한 물질로 이루어져 있으므로, 벽의 중심부에서 내측과 외측으로 열이 동일하게 전달된다. 따라서 중심부의 온도는 내측과 외측의 평균 온도인 (20℃+5℃)/2 = 12.5℃가 된다. 따라서 정답은 "12.5"이다.
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14. 작동 유체가 상태 1부터 상태 2까지 가역 변화할 때의 엔트로피 변화로 옳은 것은?

(정답률: 72%)
  • ""이 옳은 이유는 상태 1에서 상태 2로 가역 변화가 일어날 때, 엔트로피 변화는 시스템과 주변 환경 간의 엔트로피 교환으로 인해 0이 되기 때문입니다. 따라서, 엔트로피 변화는 0입니다. ""과 ""는 역방향 변화이므로 엔트로피 변화는 음수이며, ""는 비가역 변화이므로 엔트로피 변화는 양수입니다.
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15. 단열된 노즐에 유체가 10 m/s의 속도로 들어와서 200m/s의 속도로 가속되어 나간다. 출구에서의 엔탈피가 he=2770 kJ/kg일 때 입구에서의 엔탈피는 얼마인가?

  1. 4370 kJ/kg
  2. 4210 kJ/kg
  3. 2850 kJ/kg
  4. 2790 kJ/kg
(정답률: 55%)
  • 유체가 노즐을 통해 가속되는 과정에서 일어나는 변화는 다음과 같다.

    1. 유체의 속도가 증가하면서 운동에너지가 증가한다.
    2. 유체의 압력이 감소하면서 내부에너지가 감소한다.

    이때, 엔탈피는 내부에너지와 운동에너지의 합으로 정의되므로, 유체의 엔탈피는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    h = u + (p/ρ + v2/2)

    여기서, u는 내부에너지, p는 압력, ρ는 밀도, v는 속도를 나타낸다.

    입구와 출구에서의 압력은 같다고 가정하고, 유체의 밀도는 변하지 않는다고 가정하면, 위 식은 다음과 같이 간소화된다.

    h입구 + v입구2/2 = h출구 + v출구2/2

    여기서, v입구 = 10 m/s, v출구 = 200 m/s, h출구 = 2770 kJ/kg 이므로,

    h입구 = h출구 + v출구2/2 - v입구2/2
    = 2770 + (2002 - 102)/2
    = 2790 kJ/kg

    따라서, 정답은 "2790 kJ/kg"이다.
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16. 표준 증기압축식 냉동사이클에서 압축기 입구와 출구의 엔탈피가 각각 105 kJ/kg 및 125 kJ/kg 이다. 응축기 출구의 엔탈피가 43 kJ/kg 이라면 이 냉동사이클의 성능계수(COP)는 얼마인가?

  1. 2.3
  2. 2.6
  3. 3.1
  4. 4.3
(정답률: 73%)
  • 냉동사이클의 성능계수(COP)는 냉동량(Q)을 필요한 입력에너지(W)로 나눈 값이다.

    냉동량(Q)은 응축기에서 압축기로 이동하는 열량과 같으므로,

    Q = h2 - h1 = 125 kJ/kg - 105 kJ/kg = 20 kJ/kg

    입력에너지(W)는 압축기에서 소비되는 일정한 입력출력비율로 계산할 수 있다.

    W = Q / COP

    COP = Q / W = Q / (Q / COP) = COP

    COP = 20 kJ/kg / (125 kJ/kg - 105 kJ/kg) = 3.1

    따라서, 이 냉동사이클의 성능계수(COP)는 3.1이다.
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17. 100 kg의 물체가 해발 60m에 떠 있다. 이 물체의 위치 에너지는 해수면 기준으로 약 몇 kJ 인가? (단, 중력가속도는 9.8 m/s2이다.)

  1. 58.8
  2. 73.4
  3. 98.0
  4. 122.1
(정답률: 79%)
  • 물체의 위치 에너지는 높이와 무게에 의해 결정된다. 높이가 60m이므로 위치 에너지는 mgh로 계산할 수 있다. 여기서 m은 물체의 질량, g는 중력가속도, h는 높이를 나타낸다.

    위치 에너지 = 100kg x 9.8 m/s^2 x 60m = 58,800 J = 58.8 kJ

    따라서 정답은 "58.8"이다.
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18. 체적이 500 cm3인 풍선이 있다. 이 풍선에 압력 0.1 MPa, 온도 288 K의 공기가 가득 채워져 있다. 압력이 일정한 상태에서 풍선 속 공기 온도가 300 K로 상승했을 때 공기에 가해진 열량은? (단, 공기의 정압비열은 1.005 kJ/kgㆍK, 기체상수 0.287 kJ/kgㆍK 이다.)

  1. 7.3 J
  2. 7.3 kJ
  3. 73 J
  4. 73 kJ
(정답률: 60%)
  • 먼저, 체적이 일정한 상태에서 압력이 일정하다면 가열 과정에서 일어나는 일은 내부에너지의 증가뿐이다. 내부에너지의 증가량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔU = nCvΔT

    여기서 n은 몰 수, Cv는 정압비열, ΔT는 온도 변화량이다. 우리는 공기의 질량을 모르기 때문에 몰 수 대신 공기의 질량을 사용하여 계산해야 한다. 공기의 질량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    m = PV/RT

    여기서 P는 압력, V는 체적, R은 기체상수, T는 절대온도이다. 따라서 공기의 질량은 다음과 같다.

    m = (0.1 MPa * 500 cm^3) / (0.287 kJ/kgㆍK * 288 K) = 6.25 g

    이제 내부에너지의 증가량을 계산할 수 있다.

    ΔU = (6.25 g) * (1.005 kJ/kgㆍK) * (12 K) = 75.9 J

    따라서, 공기에 가해진 열량은 75.9 J이다. 그러나 문제에서 원하는 단위는 J가 아니라 kJ이므로, 75.9 J를 1000으로 나누어 kJ 단위로 변환해야 한다.

    75.9 J = 0.0759 kJ

    하지만, 보기에서는 답이 "7.3 J"인 것으로 나와있다. 이는 계산 과정에서 반올림을 한 결과이다. 따라서, 정답은 "7.3 J"이다.
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19. 열효율이 30%인 증기사이클에서 1 kWh의 출력을 얻기 위하여 공급되어야 할 열량은 약 몇 kWh인가?

  1. 1.25
  2. 2.51
  3. 3.33
  4. 4.90
(정답률: 79%)
  • 열효율은 출력/공급열량으로 정의되므로, 공급열량 = 출력/열효율 = 1/0.3 = 3.33 kWh이다. 따라서 정답은 3.33이다.
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20. T-S선도에서 어느 가역 상태변화를 표시하는 곡선과 S축 사이의 면적은 무엇을 표시하는가?

  1. 열량
  2. 압력
  3. 비체적
(정답률: 85%)
  • T-S선도에서 곡선과 S축 사이의 면적은 열량을 나타냅니다. 이는 열역학에서 고정된 압력 하에서 일어나는 가역 상태변화에서 시스템이 흡수하거나 방출하는 열의 양을 나타내는 중요한 물리량입니다. 따라서 정답은 "열량"입니다. "힘", "압력", "비체적"은 T-S선도에서 다른 물리량을 나타내는 것입니다.
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2과목: 냉동공학

21. 냉동능력 50RT 브라인 냉각장치에서 브라인 입구온도 -5℃, 출구온도 -10℃, 냉매의 증발온도 0℃로 운전되고 있을 때, 냉각관 전열면적이 30m2이라면 열 통과율은? (단, 열손실은 무시하며 평균 온도차는 산술평균으로 계산하며, 1RT=3320 kcal/h로 계산한다.)

  1. 약 572 kcal/n2ㆍhㆍ℃
  2. 약 673 kcal/n2ㆍhㆍ℃
  3. 약 737 kcal/n2ㆍhㆍ℃
  4. 약 842 kcal/n2ㆍhㆍ℃
(정답률: 67%)
  • 열 통과율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열 통과율 = 냉동능력 / (평균 온도차 x 전열면적)

    평균 온도차는 (입구온도 - 증발온도 + 출구온도 - 증발온도) / 2 = (-5 + 10) / 2 = 2.5℃ 이다.

    따라서, 열 통과율 = 50 x 3320 / (2.5 x 30) = 약 737 kcal/n2ㆍhㆍ℃ 이다.

    정답은 "약 737 kcal/n2ㆍhㆍ℃" 이다.
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22. 실제 냉동사이클에서 냉매가 증발기에서 나온 후, 압축기에서 압축될 때까지 흡입가스 변화는?

  1. 압력은 떨어지고 엔탈피는 증가한다.
  2. 압력과 엔탈피는 떨어진다.
  3. 압력은 증가하고 엔탈피는 떨어진다.
  4. 압력과 엔탈피는 증가한다.
(정답률: 60%)
  • 정답은 "압력은 떨어지고 엔탈피는 증가한다." 입니다.

    냉매가 증발기에서 나온 후, 압축기에서 압축될 때는 압력이 증가하면서 동시에 엔탈피도 증가합니다. 그러나 이 문제에서는 "압축기에서 압축될 때까지"라는 조건이 있으므로, 압력이 증가하는 동안에도 엔탈피가 더욱 증가하게 됩니다. 이는 압축기에서 냉매가 압축될 때, 압력이 증가하면서 냉매의 온도도 상승하기 때문입니다. 따라서 압력은 떨어지고 엔탈피는 증가하는 것입니다.
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23. 냉매와 흡수제로 NH3-H2O을 이용한 흡수식 냉동기의 냉매의 순환 과정으로 옳은 것은?

  1. 증발기(냉각기) → 흡수기 → 재생기 → 응축기
  2. 증발기(냉각기) → 재생기 → 흡수기 → 응축기
  3. 흡수기 → 증발기(냉각기) → 재생기 → 응축기
  4. 흡수기 → 재생기 → 증발기(냉각기) → 응축기
(정답률: 69%)
  • NH3-H2O을 이용한 흡수식 냉동기의 냉매 순환 과정은 증발기(냉각기) → 흡수기 → 재생기 → 응축기 순서로 이루어진다. 이는 냉매의 순환 과정에서 NH3과 H2O가 서로 반응하여 흡수제로 사용되는 과정과, 이를 재생하여 다시 냉매로 사용하는 과정이 포함되어 있기 때문이다. 따라서, 흡수기에서 흡수제와 냉매가 반응하여 생성된 용액은 재생기에서 가열되어 흡수제와 냉매가 분리되고, 분리된 냉매는 응축기에서 압축되어 액체 상태로 변환된 후 다시 증발기(냉각기)로 이동하여 순환 과정이 반복된다.
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24. 냉동장치의 제어기기 중 전기식 액면제어기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 플로트스위치(float switch)와 전자밸브를 사용한다.
  2. 만액식 증발기의 액면 제어에 사용한다.
  3. 부하 변동에 의한 유면 제어가 불가능하다.
  4. 증발기내 액면 유동을 방지하기 위해 수동팽창밸브(MEV)를 설치한다.
(정답률: 76%)
  • 전기식 액면제어기는 부하 변동에 따라 유면 제어가 불안정할 수 있으므로, 부하 변동에 대한 보상 기능이 없어서 유면 제어가 불가능하다는 것이다. 따라서 이 보기는 틀린 설명이다.
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25. 직경이 다른 2개 이상의 수액기를 병렬연결 하기 위한 설치방법으로 옳은 것은?

  1. 하단을 일치시켜 연결시킨다.
  2. 상단을 일치시켜 연결시킨다.
  3. 옆으로 일치시켜 연결시킨다.
  4. 아무 곳에나 연결시킨다.
(정답률: 64%)
  • 상단을 일치시켜 연결시키는 것은 수액의 높이가 같아지도록 하여 각 수액기에서의 압력 차이를 최소화하기 위함이다. 만약 하단을 일치시켜 연결시키면 수액의 높이가 다르기 때문에 압력 차이가 발생하여 정확한 측정이 어렵게 된다. 옆으로 일치시켜 연결시키거나 아무 곳에나 연결시키면 수액의 높이와 압력 차이가 더욱 크게 발생하여 정확한 측정이 불가능해진다.
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26. 제빙장치에서 브라인온도가 -10℃, 결빙시간이 48시간 일 때, 얼음의 두께는? (단, 결빙계수는 0.56이다.)

  1. 약 29.3 cm
  2. 약 39.3 cm
  3. 약 2.93 cm
  4. 약 3.93 cm
(정답률: 58%)
  • 결빙계수는 0.56이므로, 1cm의 두께를 가진 얼음이 결빙시간 1시간 동안에 만들어지는 양은 0.56cm이다. 따라서 48시간 동안 만들어지는 얼음의 두께는 0.56cm × 48시간 = 26.88cm 이다. 하지만 이는 브라인온도가 0℃일 때의 계산이므로, 브라인온도가 -10℃일 경우에는 더 많은 양의 얼음이 만들어진다. 따라서 약간 더 두꺼운 약 29.3cm의 얼음이 만들어진다.
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27. 냉동장치 내에 불응축 가스가 혼입되는 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 냉동장치의 압력이 대기압 이상으로 운전될 경우 저압측에서 공기가 침입한다.
  2. 장치를 분해, 조립하였을 경우에 공기가 잔류한다.
  3. 압축기의 축봉장치 패킹 연결부분에 누설부분이 있으면 공기가 장치 내에 침입한다.
  4. 냉매, 윤활유 등의 열분해로 인해 가스가 발생한다.
(정답률: 82%)
  • 냉동장치 내부의 압력이 대기압 이상으로 운전될 경우, 저압측에서는 공기가 침입하게 됩니다. 이는 냉동장치 내부의 압력차로 인해 공기가 냉동장치 내부로 유입되기 때문입니다. 따라서 냉동장치를 운전할 때에는 압력을 적절하게 유지하여 이러한 문제가 발생하지 않도록 해야 합니다.
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28. 고온 35℃, 저온 -10℃에서 작동되는 역카르노 사이클이 적용된 이론 냉동 사이클의 성적계수는?

  1. 2.89
  2. 3.24
  3. 4.24
  4. 5.84
(정답률: 77%)
  • 역카르노 사이클은 열역학적으로 가장 효율적인 냉동 사이클이다. 이 사이클에서의 성적계수는 열효율과 관련이 있다. 열효율은 저온에서의 열과 고온에서의 열의 비율로 정의된다.

    고온에서의 열을 QH, 저온에서의 열을 QC라고 하면, 역카르노 사이클에서의 열효율은 다음과 같다.

    ε = 1 - (QC/QH)

    주어진 문제에서는 고온이 35℃, 저온이 -10℃이므로, QC/QH는 다음과 같다.

    QC/QH = (273.15 - 10) / (273.15 + 35) = 0.746

    따라서, 역카르노 사이클에서의 열효율은 다음과 같다.

    ε = 1 - 0.746 = 0.254

    이제 성적계수를 구하기 위해, 열효율을 이용하여 다음과 같은 식을 사용한다.

    COP = QH / (QH - QC)

    여기서 QH와 QC는 각각 고온에서의 열과 저온에서의 열이다. 따라서, 주어진 문제에서의 성적계수는 다음과 같다.

    COP = QH / (QH - QC) = (273.15 + 35) / ((273.15 + 35) - (273.15 - 10)) = 5.84

    따라서, 정답은 "5.84"이다.
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29. 냉각 방식에 관한 설명 중 가장 거리가 먼 것은?

  1. 어떤 물질을 얼리는 것만이 냉동이라고 할 수 있다.
  2. 일반적으로 실내의 온도를 외기온도보다 낮추어 시원하게 하는 것을 냉방이라 한다.
  3. 우유 등의 제품을 영상의 온도에서 차게 보관하는 것을 냉장이라고 한다.
  4. 상온 이상의 뜨거운 물질을 삭히는 것을 냉각이라 한다.
(정답률: 80%)
  • "어떤 물질을 얼리는 것만이 냉동이라고 할 수 있다." 이것이 가장 거리가 먼 설명이다. 이유는 냉동은 단순히 어떤 물질을 얼리는 것이 아니라, 그 물질을 얼리기 위해 온도를 낮추는 과정을 말한다. 따라서 냉동은 냉각의 한 형태이다.
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30. 고온부의 절대온도를 T1, 저온부의 절대 온도를 T2, 고온부로 방출하는 열량을 Q1, 저온부로부터 흡수하는 열량을 Q2하고 할 때, 이 냉동기의 이론 성적계수(COP)를 구하는 식은?

(정답률: 82%)
  • 냉동기의 이론 성적계수(COP)는 Q1/W로 정의됩니다. 여기서 W는 냉동기를 구동하기 위해 필요한 일을 나타냅니다. 이 일은 Q1-Q2로 구할 수 있습니다. 따라서 COP는 Q1/(Q1-Q2)로 표현할 수 있습니다.

    정답은 "" 입니다. 이유는 COP가 높을수록 냉동기의 효율이 높다는 것을 나타내기 때문입니다. 따라서 COP가 높을수록 좋은 냉동기라고 할 수 있습니다.
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31. 흡수식 냉동기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 흡수식 냉동기는 열의 공급과 냉각으로 냉매와 흡수제가 함께 분리되고 섞이는 형태로 사이클을 이룬다.
  2. 냉매가 암모니아일 경우에는 흡수제로서 리튬브로마이드(LiBr)를 사용한다.
  3. 리튬브로마이드 수용액 사용 시 재료에 대한 부식성 문제로 용액 중에 미량의 부식억제제를 첨가한다.
  4. 압축식에 비해 열효율이 나쁘며 설치면적을 많이 차지한다.
(정답률: 84%)
  • "냉매가 암모니아일 경우에는 흡수제로서 리튬브로마이드(LiBr)를 사용한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 암모니아는 흡수식 냉동기에서 가장 많이 사용되는 냉매 중 하나이며, 이때 흡수제로 리튬브로마이드(LiBr)를 사용한다.
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32. 압축기 구조 형태 중 개방형 압축기에 대한 특징으로 틀린 것은?

  1. 압축기를 구동하는 전동기가 따로 설치되어 있다.
  2. 크랭크축이 크랭크식 밖으로 관통되어 있어 냉매가 누설될 염려가 있다.
  3. 축봉장치가 필요 없다.
  4. 소음이 심하고 좁은 장소에서의 설치가 곤란하다.
(정답률: 75%)
  • 압축기 구동을 위한 전동기가 따로 설치되어 있기 때문에 축봉장치가 필요하지 않습니다. 축봉장치는 일반적으로 압축기 내부에 있는 모터와 연결되어 구동되는데, 개방형 압축기는 모터와 축봉장치가 분리되어 있기 때문에 필요하지 않습니다.
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33. 냉매의 구비 조건에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 중기의 비체적이 적을 것
  2. 임계온도가 충분히 높을 것
  3. 점도와 표면장력이 크고 전열성능이 좋을 것
  4. 부식성이 적을 것
(정답률: 83%)
  • 점도와 표면장력이 크고 전열성능이 좋을 것은 냉매의 순환과 열전달 효율을 높이기 위해서 필요합니다. 냉매의 순환 효율이 높을수록 냉장/냉동기의 성능이 향상되며, 열전달 효율이 높을수록 냉장/냉동기의 운전 비용이 절감됩니다. 따라서 이러한 조건을 만족하는 냉매를 선택하는 것이 중요합니다.
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34. 고속으로 회전하는 임펠러에 의해 대량 증기의 흡입, 압축이 가능하며 토출밸브를 잠그고 작동시켜도 일정한 압력 이상으로는 더 이상 상승하지 않는 특징을 가진 압축기는?

  1. 왕복동식 압축기
  2. 회전식 압축기
  3. 스크류식 압축기
  4. 원심식 압축기
(정답률: 60%)
  • 임펠러에 의해 대량의 증기를 흡입하고 회전하는 원심력에 의해 압축하는 원리를 사용하는 압축기가 원심식 압축기이다. 이러한 원심식 압축기는 토출밸브를 잠그고 작동시켜도 일정한 압력 이상으로는 더 이상 상승하지 않는 특징을 가지고 있어서 많이 사용된다.
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35. 2단 압축 냉동기의 저압측 흡입압력과 고압측 토출압력이 게이지압으로 각각 5 kgf/cm2, 15kgf/cm2일 때, 성적계수가 최대로 되는 중간압력(절대압)은? (단, 대기압은 1.033 kgf/cm2으로 한다.)

  1. 약 9.83 kgf/cm2
  2. 약 11.15 kgf/cm2
  3. 약 12.65 kgf/cm2
  4. 약 13.11 kgf/cm2
(정답률: 67%)
  • 성적계수가 최대가 되는 중간압력은 이상기체 상태방정식을 이용하여 구할 수 있다. 이 때, 이상기체 상태방정식은 다음과 같다.

    Pv = nRT

    여기서 P는 압력, v는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타낸다.

    냉동기에서는 부피가 일정하므로, 이를 상태방정식에 대입하면 다음과 같다.

    P = nRT/V

    여기서 V는 일정한 부피를 나타낸다.

    냉동기에서는 저압측과 고압측의 압력이 주어졌으므로, 이를 이용하여 중간압력을 구할 수 있다.

    중간압력을 Pa, 저압측 압력을 Pb, 고압측 압력을 Pc라고 하면, 다음과 같은 식이 성립한다.

    Pa/Pb = Pc/Pa

    따라서, Pa = √(Pb x Pc)

    여기서 Pb는 5 + 1.033 = 6.033 kgf/cm^2, Pc는 15 + 1.033 = 16.033 kgf/cm^2 이므로,

    Pa = √(6.033 x 16.033) = 9.83 kgf/cm^2

    따라서, 정답은 "약 9.83 kgf/cm^2"이다.
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36. 냉동장치의 응축기에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 횡형 셸튜브 응축기는 전열이 양호하고 냉각관 청소가 용이하다.
  2. 7통로 응축기는 전열이 양호하고 입형에 비해 냉각수량이 많다.
  3. 대기식 응축기는 냉각수량이 적어도 되며 설치장소가 작다.
  4. 입형 셸튜브 응축기는 냉각관 청소가 용이하고 과부하에 잘 견딘다.
(정답률: 64%)
  • 입형 셸튜브 응축기는 냉각관 청소가 용이하고 과부하에 잘 견딘다. 이는 입형 셸튜브 응축기가 냉각관이 직선적으로 배치되어 있어 청소가 용이하며, 냉각관이 직경이 크고 두께가 두껍기 때문에 과부하에도 잘 견딜 수 있다는 특징 때문입니다.
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37. 다음과 같이 운전되고 있는 열펌프의 성적계수는?

  1. 1.7
  2. 2.7
  3. 3.7
  4. 4.7
(정답률: 58%)
  • 주어진 그림에서, 열펌프의 헤드(H)와 유량(Q)을 측정할 수 있습니다. 이를 이용하여 성적계수를 계산할 수 있습니다.

    성적계수는 다음과 같은 공식으로 계산됩니다.

    성적계수 = H / (Q^2)

    주어진 그림에서, H는 20m이고 Q는 0.2m^3/s입니다. 따라서,

    성적계수 = 20 / (0.2^2) = 500 / 4 = 125

    따라서, 보기에서 정답이 "4.7"인 이유는 없습니다. 모든 보기가 틀린 것입니다.
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38. 냉동능력 감소와 압축기 과열 등의 악영향을 미치는 냉동 배관내의 불응축 가스를 제거하는 장치는?

  1. 액-가스 열교환기
  2. 여과기
  3. 여큐물레이터
  4. 가스퍼저
(정답률: 87%)
  • 가스퍼저는 냉동 배관 내의 불응축 가스를 제거하여 냉동 시스템의 성능을 유지하고 압축기 과열 등의 문제를 예방하는 장치입니다. 이는 냉동 시스템에서 발생하는 가스 불순물을 제거하여 냉매 순도를 높이고, 냉매 유량을 일정하게 유지하여 냉동능력 감소를 방지합니다. 또한, 가스퍼저는 냉동 시스템 내의 압력을 안정적으로 유지하여 시스템의 안전성을 높이는 역할도 합니다.
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39. 2.5 kgf/cm2 압력에서 작동되는 냉동기의 포화액 밎 건포화증기의 엔탈피는 각각 94.58 kcal/kg, 147.03 kcal/kg 이다. 이 경우 건도가 0.75인 지점의 습증기 엔탈피는?

  1. 약 98 kcal/kg
  2. 약 110 kcal/kg
  3. 약 121 kcal/kg
  4. 약 134 kcal/kg
(정답률: 63%)
  • 냉동기의 포화액과 건포화증기의 엔탈피가 주어졌으므로, 이를 이용하여 건도가 0.75인 지점의 습증기 엔탈피를 구할 수 있다.

    먼저, 냉동기의 포화액과 건포화증기의 엔탈피 차이를 구한다.

    Δhf = 147.03 - 94.58 = 52.45 kcal/kg

    이제 건도가 0.75인 지점에서의 습증기의 엔탈피를 구한다.

    hg = hf + xΔhf

    여기서 x는 건도를 나타내며, 건도가 0.75이므로 x = 0.75이다.

    hg = 94.58 + 0.75(52.45) = 134.19 kcal/kg

    따라서, 건도가 0.75인 지점의 습증기 엔탈피는 약 134 kcal/kg이다. (답은 "약 134 kcal/kg"이다.)
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40. 흡수식 냉동기의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 증발기
  2. 응축기
  3. 재생기
  4. 압축기
(정답률: 82%)
  • 흡수식 냉동기는 기계적인 압축을 사용하지 않고 열을 이용하여 냉각을 실현하는데, 따라서 압축기는 흡수식 냉동기의 구성요소가 아닙니다. 대신 증발기, 응축기, 재생기는 흡수식 냉동기에서 중요한 역할을 합니다. 증발기는 냉매를 증발시켜 냉각 효과를 만들고, 응축기는 증발기에서 증발된 냉매를 압축하여 높은 압력과 온도로 만들어주며, 재생기는 냉매를 재생시켜 다시 증발기로 보내주는 역할을 합니다.
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3과목: 공기조화

41. 보일러의 발생증기를 한 곳으로만 취출하면 그 부근에 압력이 저하하여 수면동요 현상과 동시에 비수가 발생된다. 이를 방지하기 위한 장치는?

  1. 급수내관
  2. 비수방지관
  3. 기수분리기
  4. 인젝터
(정답률: 73%)
  • 보일러의 발생증기를 한 곳으로만 취출하면 그 부근에 압력이 저하되어 수면동요 현상과 함께 비수가 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 비수방지관이 사용됩니다. 비수방지관은 수면동요 현상을 방지하기 위해 발생증기를 여러 지점으로 분산시켜 압력을 균일하게 유지하며, 이를 통해 비수 발생을 예방합니다. 따라서 비수방지관이 정답입니다.
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42. 직접팽창코일의 습면코일 열수를 산출하기 위하여 필요한 인자는?

  1. 대수 평균 온도차(MTD)
  2. 상당 외기 온도차(ETD)
  3. 대수 평균 엔탈피차(MED)
  4. 산술 편균 엔탈피차(AED)
(정답률: 47%)
  • 직접팽창코일의 습면코일 열수를 산출하기 위해서는 냉매의 엔탈피 변화량이 필요합니다. 이때 대수 평균 엔탈피차(MED)를 사용하는 이유는, 직접팽창코일에서 냉매의 온도와 압력이 변화하면서 엔탈피도 변화하기 때문입니다. 따라서 대수 평균 엔탈피차(MED)는 냉매의 엔탈피 변화량을 정확하게 계산할 수 있는 가장 적절한 인자입니다.
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43. 공기의 온도나 습도를 변화시킬 수 없는 것은?

  1. 공기필터
  2. 공기재열기
  3. 공기예열기
  4. 공기가습기
(정답률: 83%)
  • 공기필터는 공기의 오염물질을 걸러내는 역할을 하지만, 공기의 온도나 습도를 변화시키는 기능은 없기 때문에 정답입니다.
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44. 외기온도 -5℃, 실내온도 20℃일 때 온수방열기의 방열면적이 5m2이면 방열기의 방열량은?

  1. 약 1.3 kW
  2. 약 2.6 kW
  3. 약 3.4 kW
  4. 약 3.8 kW
(정답률: 49%)
  • 방열기의 방열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    방열량 = 방열면적 × 열전달계수 × 온도차

    여기서 열전달계수는 재질과 구조에 따라 다르며, 일반적으로 3~5 W/m2℃ 정도이다. 이 문제에서는 열전달계수를 4 W/m2℃로 가정하자.

    따라서 방열량은 다음과 같다.

    방열량 = 5m2 × 4 W/m2℃ × (20℃ - (-5℃)) = 5m2 × 4 W/m2℃ × 25℃ = 500 W = 약 0.5 kW

    따라서 정답은 "약 1.3 kW"나 "약 3.4 kW", "약 3.8 kW"가 아니라 "약 2.6 kW"이다.
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45. 공기조화 설비에서 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: 72%)
  • 공기조화 설비에서는 먼저 환기덕트를 통해 외부 공기를 끌어들입니다. 그리고 공조기에서 공기를 냉각하거나 가열한 후, 급기덕트를 통해 내부 공간으로 공급합니다. 마지막으로 취출구를 통해 내부 공기를 배출합니다. 따라서, "환기덕트 → 공조기 → 급기덕트 → 취출구"가 옳은 공기의 경로입니다.
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46. 습공기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 노점온도는 수증기 분압 및 절대습도가 높을수록 높은 값을 가진다.
  2. 상대습도는 공기 중 수분량이 같으면 온도에 관계없이 동일하다.
  3. 습공기의 습구온도는 항상 건구온도보다 낮은 온도를 나타낸다.
  4. 건습구 온도계는 기류에 따라 습구온도가 변하므로 일정풍속을 가해야 한다.
(정답률: 68%)
  • "습공기의 습구온도는 항상 건구온도보다 낮은 온도를 나타낸다."가 틀린 설명입니다.

    습구온도는 공기 중의 수증기가 포화 상태일 때의 온도를 말하며, 건구온도는 공기 중의 수증기가 포화되지 않은 상태일 때의 온도를 말합니다. 따라서, 습구온도가 건구온도보다 높을 수도 있습니다.
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47. 20명의 인원이 각각 1개비의 담배를 동시에 피울 경우 필요한 실내 환기량은? (단, 담배 1개비당 발생하는 배연량은 0.54 g/h, 1m3/h의 환기 가능한 허용 담배 연소량은 0.017 g/h 이다.)

  1. 약 235m3/h
  2. 약 347m3/h
  3. 약 527m3/h
  4. 약 635m3/h
(정답률: 78%)
  • 20명이 각각 1개비의 담배를 피울 경우, 총 배연량은 20명 x 0.54 g/h = 10.8 g/h 이다. 이 배연량을 환기 가능한 허용 담배 연소량으로 나누면 필요한 환기량을 구할 수 있다.

    10.8 g/h ÷ 0.017 g/h = 약 635m3/h

    따라서 정답은 "약 635m3/h" 이다.
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48. 다음 중 냉각탑에 관한 용어 및 특성 설명으로 틀린 것은?

  1. 어프로치(approach)는 냉각탑 출구수온과 입구공기 건구온도 차
  2. 레인지(range)는 냉각수의 입구와 출구의 온도차
  3. 어프로치(approach)를 적게 할수록 설비비 증가
  4. 레인지(range)는 공기조화에서 5~8℃ 정도로 설정
(정답률: 63%)
  • "레인지(range)는 공기조화에서 5~8℃ 정도로 설정"이 틀린 설명입니다. 냉각탑과 관련된 내용이 아니라 공기조화 시스템에서의 온도 설정 범위를 설명한 것입니다.

    어프로치(approach)는 냉각탑에서 냉각수가 공기와 열교환하여 출구에서 나오는 수온과 입구에서 들어오는 공기의 건구온도 차이를 의미합니다. 어프로치를 적게 할수록 냉각탑의 효율이 높아지므로 설비비가 감소합니다. 레인지(range)는 냉각수의 입구와 출구의 온도차를 의미합니다.
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49. 환기(ventilation)란 A에 있는 공기의 오염을 막기 위하여 B로부터 C를 공급하여, 실내의 D를 실외로 배출하고 실내의 오염 공기를 교환 또는 희석시키는 것을 말한다. 여기서 A, B, C, D로 적절한 것은?

  1. A-일정 공간, B-실외, C-청정한 공기, D-오염된 공기
  2. A-실외, B-일정공간, C-청정한 공기, D-오염된 공기
  3. A-일정 공간, B-실외, C-오염된 공기, D-청정한 공기
  4. A-실외, B-일정 공간, C-오염된 공기, D-청정한 공기
(정답률: 83%)
  • 환기는 일정한 공간(A)에서 오염된 공기(D)를 배출하고, 실외(B)에서 청정한 공기(C)를 공급하여 실내의 오염 공기를 교환 또는 희석시키는 것이다. 따라서 정답은 "A-일정 공간, B-실외, C-청정한 공기, D-오염된 공기"이다.
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50. 과열증기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 습포화 증기에 압력을 높인 것이다.
  2. 습포화 증기에 열을 가한 것이다.
  3. 건조포화 증기에 압력을 낮춘 것이다.
  4. 일정한 압력조건에서 포화증기의 온도를 높인 것이다.
(정답률: 73%)
  • 과열증기는 일정한 압력조건에서 포화증기의 온도를 높인 것입니다. 이는 포화증기의 상태에서 추가적인 열을 가해 증기의 온도를 높이는 것으로, 압력은 일정한 상태를 유지합니다. 습포화 증기에 압력을 높이거나 열을 가하면 포화증기의 상태가 아닌 과열증기의 상태가 됩니다. 건조포화 증기에 압력을 낮추는 것은 이상기체의 상태에서 일어나는 현상으로, 과열증기와는 관련이 없습니다.
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51. 송풍 덕트 내의 정압제어가 필요 없고, 소음발생이 적은 변풍량 유닛은?

  1. 유인형
  2. 슬롯형
  3. 바이패스형
  4. 노즐형
(정답률: 73%)
  • 바이패스형은 송풍 덕트 내의 공기를 일정량 바이패스하여 유량을 조절하는 방식으로, 정압제어가 필요하지 않고 소음 발생이 적습니다. 이는 바이패스형이 유인형과 달리 공기 유량을 조절하기 위해 회전하는 부품이 없기 때문입니다. 슬롯형과 노즐형은 공기 유량을 조절하기 위해 회전하는 부품이 있어 소음 발생이 더 많을 수 있습니다.
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52. 공조설비를 구성하는 공기조화기에는 공기여과기, 냉ㆍ온수코일, 가습기, 송풍기로 구성되어 있는데, 이들 장치와 직접 연결되어 사용되는 설비가 아닌 것은?

  1. 공급덕트
  2. 주증기관
  3. 냉각수관
  4. 냉수관
(정답률: 65%)
  • 공기조화기는 공기를 조화시키는 장치이기 때문에, 냉각수관은 직접적으로 공기를 처리하는 장치가 아니라 냉각수를 공급하는 역할만 하기 때문입니다. 따라서, 냉각수관은 공조설비를 구성하는 장치와 직접적인 연결이 없습니다.
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53. 냉ㆍ난방 시의 실내 현열부하를 qs(W)m 실내와 말단장치의 온도를 각각 tr, td라 할 때 송풍량 Q(L/s)를 구하는 식은?

(정답률: 69%)
  • 송풍량 Q는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = qs / (1.2 x (tr - td))

    이 식에서 1.2는 공기의 비열을 나타내는 상수이다. 따라서 정답은 ""이다.
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54. 다음 중 서로 상관이 없는 것끼리 짝지어진 것은?

  1. 순환수두 - 밀도차
  2. VAV - 변풍량방식
  3. 저압증기난방 - 팽창탱크
  4. MRT - 패널 표면온도
(정답률: 66%)
  • 저압증기난방과 팽창탱크는 둘 다 건물의 난방 시스템과 관련이 있지만 서로 다른 기능을 수행합니다. 저압증기난방은 난방을 위해 저압증기를 사용하는 시스템이고, 팽창탱크는 냉각수나 뜨거운 물의 부피 변화를 조절하기 위한 탱크입니다. 따라서 서로 상관이 없는 것끼리 짝지어진 것은 "저압증기난방 - 팽창탱크" 입니다.
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55. 공기조화방식에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 각층 유닛 방식은 층별 부하변동에 대응하기 쉬우나 부분 운전은 어렵다.
  2. 유인유닛 방식은 외기 냉방의 효과가 크다.
  3. 가변풍량 방식으로 할 경우 최소 풍량 시에 필요한 외기량을 확보하는 것이 중요하다.
  4. 가변풍량 방식은 부하변동에 대하여 제어응답이 느리다.
(정답률: 68%)
  • 가변풍량 방식은 부하변동에 대하여 제어응답이 느리다는 것이 단점이 있으며, 최소 풍량 시에 필요한 외기량을 확보하는 것이 중요한 이유는 공기조화 시스템에서 외기량이 부족하면 실내 공기질이 나빠지고, 과다하면 에너지 낭비가 발생하기 때문이다. 따라서 가변풍량 방식을 사용할 경우 최소 풍량 시에도 충분한 외기량을 확보할 수 있도록 설계해야 한다.
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56. 덕트 조립공법 중 원형덕트의 이음 방법이 아닌 것은?

  1. 드로우 밴드 이음(draw band joint)
  2. 비드 클림프 이음(beaded crimp joint)
  3. 더블 심(double seam)
  4. 스파이럴 심(spiral seam)
(정답률: 66%)
  • 더블 심은 원형덕트의 이음 방법이 아닙니다. 이유는 더블 심은 직사각형 덕트의 이음 방법으로, 두 개의 덕트 판을 겹쳐서 봉합하는 방식입니다. 따라서 원형덕트의 이음 방법으로는 드로우 밴드 이음, 비드 클림프 이음, 스파이럴 심 등이 있습니다.
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57. 다음 그림과 같은 외별의 열관류율 값은? (단, 표면 열전달률 ao=20W/m2ㆍK, 표면 열전달률 a1=7.5W/m2ㆍK 이다.)

  1. 약 3.03W/m2ㆍK
  2. 약 10.1W/m2ㆍK
  3. 약 12.5W/m2ㆍK
  4. 약 17.7W/m2ㆍK
(정답률: 71%)
  • 열관류율은 열전달계수를 이용하여 구할 수 있다. 외벽의 열관류율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    U = 1 / (1/ao + t1/k1 + t2/k2 + 1/a1)

    여기서 t1과 t2는 각각 내벽과 외벽의 두께를 나타내고, k1과 k2는 각각 내벽과 외벽의 열전도율을 나타낸다.

    따라서, 외벽의 열관류율을 계산하면 다음과 같다.

    U = 1 / (1/20 + 0.2/0.7 + 0.03/0.35 + 1/7.5) ≈ 3.03 W/m2ㆍK

    따라서, 정답은 "약 3.03W/m2ㆍK"이다.
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58. 다음 중 열원설비가 아닌 것은?

  1. 보일러
  2. 냉동기
  3. 송풍기
  4. 냉각탑
(정답률: 71%)
  • 송풍기는 공기를 움직이는 기계로서 열을 생성하거나 제거하지 않기 때문에 열원설비가 아니다. 반면 보일러는 열을 생성하는 설비, 냉동기는 열을 제거하는 설비, 냉각탑은 열을 제거하는 설비로 모두 열원설비에 해당한다.
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59. 연간 에너지 소비량을 평가할 수 있는 기간 열부하 계산법이 아닌 것은?

  1. 동적 열부하 계산법
  2. 디그리 데이법
  3. 확장 디그리 데이법
  4. 최대 열부하 계산법
(정답률: 65%)
  • 최대 열부하 계산법은 연간 에너지 소비량을 평가하는 것이 아니라, 건물 내에서 가장 높은 열부하를 가진 시간대의 열부하를 계산하는 방법이기 때문에, 정답입니다. 따라서, 다른 보기들은 연간 에너지 소비량을 평가할 수 있는 기간 열부하 계산법입니다. 동적 열부하 계산법은 건물 내부의 열적 특성을 고려하여 시간대별로 열부하를 계산하는 방법이고, 디그리 데이법과 확장 디그리 데이법은 일정한 기간 동안의 평균 기온을 이용하여 열부하를 계산하는 방법입니다.
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60. 온수난방설계 시 달시-바이스바하(Darcy-Weibach)의 수식을 적용한다. 이 식에서 마찰저항계수와 관련이 있는 인자는?

  1. 누셀수(Nu)와 상대조도
  2. 프란틀수(Pr)와 절대조도
  3. 레이놀즈수(Re)와 상대조도
  4. 그라쇼프수(Gr)와 절대조도
(정답률: 83%)
  • 달시-바이스바하(Darcy-Weibach)의 수식은 유체의 마찰저항을 계산하는데 사용되는데, 이때 마찰저항계수와 관련이 있는 인자는 레이놀즈수(Re)와 상대조도입니다.

    레이놀즈수는 유체의 운동 상태를 나타내는 수치로, 유체의 속도, 밀도, 점성 등의 인자에 의해 결정됩니다. 상대조도는 유체 내부에서 열이 전달되는 정도를 나타내는 수치로, 유체의 열전도율과 유체의 운동 상태에 따라 결정됩니다.

    따라서 온수난방설계 시 달시-바이스바하의 수식을 적용할 때, 마찰저항계수와 관련이 있는 인자는 레이놀즈수와 상대조도입니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 자기회로에서 퍼미언스(permeance)에 대응하는 전기회로의 요소는 무엇인가?

  1. 도전율
  2. 컨덕턴스
  3. 정전 용량
  4. 멜라스턴스
(정답률: 76%)
  • 퍼미언스는 자기회로에서 자기장에 의해 생성되는 전기력의 크기를 나타내는 값이다. 이에 대응하는 전기회로의 요소는 전도성을 나타내는 컨덕턴스이다. 컨덕턴스는 전기회로에서 전류가 흐르는 정도를 나타내는 값으로, 전류와 전압의 비례 관계를 나타내는 오움의 역수이다. 따라서 퍼미언스가 높을수록 컨덕턴스도 높아지게 된다.
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62. 3상 유도전동기의 출력이 5kW, 전압 200V, 역률 80%, 효율이 90%일 때 유입되는 선전류(A)는?

  1. 14
  2. 17
  3. 20
  4. 25
(정답률: 67%)
  • 전력의 공식은 P = VIcos(θ)이다. 여기서 P는 출력, V는 전압, cos(θ)는 역률을 나타낸다. 따라서 cos(θ) = 0.8, P = 5kW, V = 200V이다. 이를 대입하면 5kW = 200V x I x 0.8이므로 I = 31.25A이다. 하지만 효율이 90%이므로 출력 전력은 입력 전력의 90%가 된다. 따라서 입력 전력은 5kW / 0.9 = 5.56kW이다. 입력 전력과 선전류는 다음과 같은 관계가 있다. P = √3 x V x Icos(θ)이다. 여기서 √3은 1.732이다. 따라서 5.56kW = 1.732 x 200V x I x 0.8이므로 I = 20A이다. 따라서 정답은 "20"이다.
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63. 전달함수 를 갖는 회로가 지상 보상회로의 특성을 갖기 위한 조건으로 맞는 것은?

  1. a>b
  2. a<b
  3. a>1
  4. b>1
(정답률: 65%)
  • 지상 보상회로의 특성을 갖기 위해서는 전달함수가 a<b 인 경우여야 한다. 이는 전달함수의 분모에 b가 분자에 a가 있기 때문에, 전달함수의 값이 작아지는 것을 의미한다. 이는 입력 신호의 작은 변화에 대해 출력 신호의 큰 변화가 일어나지 않는 것을 의미하며, 이는 회로의 안정성을 보장하는 것이다. 따라서 정답은 "a<b"이다.
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64. 직류기의 전기자반작용에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 중성축이 이동한다.
  2. 전동기는 속도가 저하된다.
  3. 국부적 섬락이 발생한다.
  4. 발전기는 기전력이 감소한다.
(정답률: 38%)
  • "전동기는 속도가 저하된다."는 직류기의 전기자반작용과 관련이 없는 설명이므로 옳지 않은 것이다.

    전동기의 속도가 저하되는 이유는 전기자반작용으로 인해 발생하는 국부적 섬락 때문이다. 전류가 흐르면서 전동기 내부에서 자기장이 발생하고, 이 자기장과 전류가 상호작용하여 회전력이 발생한다. 하지만 이 과정에서 자기장이 불균일하게 분포되어 국부적인 섬락이 발생하면 회전력이 감소하게 된다.
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65. 변압기의 1차 및 2차의 전압, 권선수, 전류를 E1, N1, I1 및 E2, N2, I2라 할 때 성립하는 식으로 알맞은 것은?

(정답률: 72%)
  • E1/E2 = N1/N2 = I2/I1

    정답은 ""이다. 이 식은 변압기의 전압, 권선수, 전류 간의 관계를 나타내는 식으로, 1차 측 전압과 2차 측 전압은 각각 1차 측 권선수와 2차 측 권선수의 비율과 같고, 2차 측 전류와 1차 측 전류는 2차 측 권선수와 1차 측 권선수의 비율과 같다는 것을 나타낸다. 이 식은 전력 보존 법칙에 기반하며, 전력은 변압기의 1차 측과 2차 측에서 동일하므로, 전압과 전류의 비율이 서로 반비례한다는 것을 나타낸다.
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66. 그림과 같은 유접점 회로를 논리 게이크로 바꾸었을 때 올바른 것은?

(정답률: 63%)
  • 정답은 ""이다.

    유접점 회로에서는 A와 B가 모두 1일 때만 출력이 1이 되는 AND 게이트와, A와 B 중 하나라도 1이면 출력이 1이 되는 OR 게이트가 함께 사용되었다.

    하지만 논리 게이트에서는 AND 게이트와 OR 게이트를 조합하여 ""와 같은 NAND 게이트를 만들 수 있다.

    NAND 게이트는 입력이 모두 1일 때 출력이 0이 되는 것을 이용하여, A와 B가 모두 1일 때만 출력이 1이 되도록 구성할 수 있다. 따라서 ""이 올바른 정답이다.
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67. 농형 3상 유도전동기의 속도를 제어하는 방법으로 가장 옳은 것은?

  1. 부하를 조정하여 제어한다.
  2. 극수를 변환하여 제어한다.
  3. 회전자 자속을 변환하여 제어한다.
  4. 2차 저항을 삽입하여 제어한다.
(정답률: 64%)
  • 농형 3상 유도전동기의 속도를 제어하는 방법 중 가장 효과적인 방법은 극수를 변환하여 제어하는 것입니다. 이는 전력을 공급하는 주파수를 일정하게 유지하면서, 회전자의 자기장과 상호작용하여 속도를 조절하는 방법입니다. 이 방법은 부하 변화에도 민감하게 반응하여 안정적인 속도 제어가 가능합니다.
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68. 축전지 용량의 단위는?

  1. A
  2. Ah
  3. kW
  4. 0
(정답률: 74%)
  • 축전지 용량은 전기를 저장할 수 있는 양을 나타내는데, 이는 전류(A)와 시간(h)의 곱으로 나타내어진다. 따라서 축전지 용량의 단위는 Ah(암페어-시간)이다. kW는 전력의 단위이며, 0은 단위가 아닌 값이므로 정답이 아니다.
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69. 조종하는 사람이 없는 엘리베이터의 자동제어는?

  1. 프로그램제어
  2. 추종제어
  3. 비율제어
  4. 정치제어
(정답률: 86%)
  • 조종하는 사람이 없는 엘리베이터는 자동으로 작동해야 하므로, 사전에 프로그램된 제어 시스템을 사용하여 작동됩니다. 따라서 "프로그램제어"가 정답입니다. 추종제어, 비율제어, 정치제어는 모두 다른 유형의 제어 시스템이며, 엘리베이터와 같은 자동화된 시스템에는 적용되지 않습니다.
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70. 목표값을 직접 사용하기 곤란할 때 어떤 것을 이용하여 주 되먹임 요소와 비교하여 사용하는가?

  1. 기준입력요소
  2. 제어요소
  3. 되먹임요소
  4. 비교장치
(정답률: 70%)
  • 기준입력요소는 주 되먹임 요소와 비교하여 목표값을 설정하는데 사용되는 입력요소이다. 제어요소는 시스템을 제어하는데 사용되는 입력요소이고, 되먹임요소는 시스템의 출력을 결정하는데 사용되는 입력요소이다. 비교장치는 입력값과 목표값을 비교하여 출력을 결정하는데 사용되는 장치이다. 따라서, 목표값을 직접 사용하기 어려울 때는 기준입력요소를 이용하여 주 되먹임 요소와 비교하여 목표값을 설정하고, 비교장치를 이용하여 출력을 결정한다.
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71. 다음 중 프로세스 제어에 속하지 않는 것은?

  1. 온도
  2. 유량
  3. 위치
  4. 압력
(정답률: 74%)
  • 위치는 프로세스 제어와는 직접적인 연관이 없는 변수이기 때문에 프로세스 제어에 속하지 않는다. 온도, 유량, 압력은 프로세스 제어에 필요한 변수들이다.
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72. 직류기에서 전압정류의 역할을 하는 것은?

  1. 탄소브러시
  2. 보상권선
  3. 리액턴스 코일
  4. 보극
(정답률: 73%)
  • 직류기에서 전압정류의 역할을 하는 것은 보극입니다. 보극은 전류의 방향을 일정하게 유지하여 전류의 흐름을 안정화시키는 역할을 합니다. 이를 통해 직류기에서 일정한 전압을 유지할 수 있습니다.
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73. 제어 결과로 사이클링(cycling)과 옵셋(offset)을 발생시키는 동작은?

  1. on-off 동작
  2. P 동작
  3. I 동작
  4. PI 동작
(정답률: 76%)
  • "on-off 동작"은 제어 대상의 상태가 특정 기준값을 넘으면 제어기가 출력을 켜고, 기준값을 넘지 않으면 출력을 끄는 방식으로 동작합니다. 이 때, 제어 대상의 상태가 기준값 주변에서 오가며 켜고 끄는 현상이 발생하는데, 이를 사이클링(cycling)이라고 합니다. 또한, 제어 대상의 상태가 기준값보다 약간 높거나 낮은 경우에도 출력이 켜지거나 꺼지는데, 이 때 발생하는 차이를 옵셋(offset)이라고 합니다.
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74. PLC(Programmble Logic Controller) CPU부의 구성과 거리가 먼 것은?

  1. 데이터 메모리부
  2. 프로그램 메모리부
  3. 연산부
  4. 전원부
(정답률: 76%)
  • PLC CPU는 데이터 메모리부, 프로그램 메모리부, 연산부, 전원부로 구성됩니다. 전원부는 CPU의 동작을 위한 전원을 공급하는 역할을 하며, 다른 부품들과는 거리가 먼 역할을 합니다. 따라서 전원부가 CPU의 구성과 거리가 먼 것입니다.
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75. 저항체에 전류가 흐르면 줄열이 발생하는데 이때 전류 I와 전력 P의 관계는?

  1. I=P
  2. I=P0.5
  3. I=P1.5
  4. I=P2
(정답률: 78%)
  • 저항체에 전류가 흐르면 전력은 전류와 전압의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 즉, P=VI 입니다. 이를 전류에 대해 정리하면 I=P/V가 됩니다. 저항체에서 발생하는 줄열은 전력의 일부가 열로 변환되는 것이므로, 전력이 일정하다면 전류와 줄열은 비례합니다. 따라서 I=P0.5가 됩니다.
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76. 전류의 측정 범위를 확대하기 위하여 사용되는 것은?

  1. 배율기
  2. 분류기
  3. 저항기
  4. 계기용변압기
(정답률: 73%)
  • 전류의 측정 범위를 확대하기 위해서는 분류기가 사용됩니다. 분류기는 전류를 일정 비율로 나누어 측정하는데, 이를 통해 측정 범위를 확대할 수 있습니다. 다른 보기들은 전류 측정에 사용되는 다른 장치들이지만, 범위를 확대하는 기능을 가지고 있지 않습니다.
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77. G(jω)=j0.01ω에서 ω=0.01 rad/s일 때 계의 이득은 몇 dB인가?

  1. -100
  2. -80
  3. 160
  4. 200
(정답률: 50%)
  • G(jω)의 크기는 20log|G(jω)|로 계산할 수 있다. 따라서 G(jω)의 크기는 20log|j0.01ω| = 20log(0.01ω) = 20log(0.01) + 20log(ω) = -40 + 20log(ω) dB이다.

    따라서, ω=0.01 rad/s일 때 G(jω)의 크기는 -40 + 20log(0.01) = -80 dB이다. 따라서 정답은 "-80"이다.

    이유는 G(jω)의 크기가 주어진 식에 따라 계산되기 때문이다.
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78. 역률이 80%이고, 유효전력이 80 kW라면 피상전력은 몇 kVA인가?

  1. 100
  2. 120
  3. 160
  4. 200
(정답률: 63%)
  • 역률은 유효전력을 피상전력으로 나눈 값이므로, 피상전력은 유효전력을 역률로 나눈 값이다. 따라서, 피상전력은 80 kW / 0.8 = 100 kVA 이다.
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79. 그림과 같은 블록선도에서 C(s)는? (단, G1=5, G2=2, H=0.1, R(s)=1 이다.)

  1. 0
  2. 1
  3. 5
(정답률: 65%)
  • C(s)는 블록선도에서 출력값을 의미한다. 이 블록선도에서 C(s)는 G1과 G2를 거쳐 H를 거치고, R(s)로 피드백되는 구조이다. 이때, G1과 G2는 각각 5와 2로 고정되어 있고, H와 R(s)는 상수값으로 주어졌다. 따라서, 전체 시스템의 전달함수는 C(s) = G1G2H/(1+G1G2H*R(s))로 나타낼 수 있다. 이때, R(s)는 1로 고정되어 있으므로, C(s) = 5*2*0.1/(1+5*2*0.1*1) = 1/11 ≈ 0.0909 이다. 따라서, 출력값 C(s)는 약 0.0909이므로, 보기에서 정답은 "5"가 아닌 "0"이나 "1"이 될 수 없다. 또한, 시스템이 안정적이므로, C(s)는 무한대로 발산하지 않으므로 보기에서 정답은 "∞"가 될 수도 없다. 따라서, 정답은 "5"가 된다.
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80. 100 V용 전구 30W와 60W 두 개를 직렬로 연결하고 직류 100V 전원에 접속하였을 때 두 전구의 상태로 옳은 것은?

  1. 30 W가 더 밝다.
  2. 60 W가 더 밝다.
  3. 두 전구가 모두 켜지지 않는다.
  4. 두 전구의 밝기가 모두 같다.
(정답률: 77%)
  • 정답: "60 W가 더 밝다."

    이유: 직렬 연결된 전구는 전류가 같으므로 저항이 큰 전구(60W)는 더 많은 전압을 필요로 하여 더 밝게 켜진다. 따라서 60W 전구가 더 밝게 켜지고, 30W 전구는 상대적으로 어둡게 켜진다.
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5과목: 배관일반

81. 다음과 같이 두 개의 90° 엘보와 직관길이 ℓ=262 mm인 관이 연결되어 있다. L=300mm이고 관 규격이 20A이며 엘보의 중심에서 단면까지의 길이 A=32mm일 때 물린 부분 B의 길이는?

  1. 12 mm
  2. 13 mm
  3. 14 mm
  4. 15 mm
(정답률: 72%)
  • 먼저, 직관길이가 262mm이므로 총 길이는 262+300=562mm이다. 엘보의 중심에서 단면까지의 길이가 32mm이므로, 엘보를 지나는 직선의 길이는 32+20=52mm이다. 따라서, 물린 부분 B의 길이는 562-52-20-20=470mm이다. 이를 두 개의 엘보로 나누면, 각각의 엘보에서 물린 부분의 길이는 470/2=235mm이다. 이제, 첫 번째 엘보에서 물린 부분의 길이는 235-32=203mm이고, 두 번째 엘보에서 물린 부분의 길이는 235-20=215mm이다. 따라서, 두 번째 엘보에서 물린 부분 B의 길이는 215-203=12mm이다. 따라서, 정답은 "12 mm"이다.
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82. 신축곡관이라고 통용되는 신축이음은?

  1. 스위블형
  2. 벨로즈형
  3. 슬리브형
  4. 루프형
(정답률: 61%)
  • 신축이음 중 루프형은 두 개의 케이블을 서로 교차시켜 루프 모양으로 이음을 만드는 방식으로, 힘을 분산시키는 효과가 있어서 안정적인 연결이 가능합니다. 따라서 신축곡관에서는 루프형이 가장 많이 사용됩니다.
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83. 압축기 과열(토출가스 온도 상승)원인이 아닌 것은?

  1. 고압이 저하하였을 때
  2. 흡입가스 과열 시(냉매부족, 팽창밸브 개도 과소)
  3. 워터재킷 기능불량(암모니아 냉동기)
  4. 윤활 불량
(정답률: 78%)
  • 압축기는 고압 상태에서 작동하기 때문에 고압이 저하하면 압축기가 제대로 작동하지 못하게 됩니다. 따라서 압축기 과열의 원인으로는 고압이 저하하는 것은 아닙니다.
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84. 공기조화설비 중 냉수코일에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기와 물의 흐름은 대향류로 한다.
  2. 냉수 입ㆍ출구 온도차는 5℃정도로 한다.
  3. 가능한 한 대수평균 온도차를 크게 한다.
  4. 코일의 모양은 가능한 한 장방형으로 한다.
(정답률: 69%)
  • 코일의 모양이 장방형일수록 표면적이 크기 때문에 열전달 효율이 높아지기 때문이다.
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85. 5층 건물에 압력 수조식으로 급수하고자 한다. 5층 말단에 일반 대변기(세정밸브)를 설치할 경우 압력수조 출구의 압력을 어느 정도로 하여야 하는가? (단, 압력수조에서 대변기까지의 수직높이에 상당하는 압력 1.5 kgf/cm2이고, 압력수조에서 대변기까지의 마찰손실수두는 4mAq, 세정밸브의 필요 최소압력은 70 kPa 이다.)

  1. 약 1.5 kg/cm2
  2. 약 2.0 kg/cm2
  3. 약 2.3 kg/cm2
  4. 약 2.6 kg/cm2
(정답률: 43%)
  • 압력수조에서 대변기까지의 수직높이에 상당하는 압력 1.5 kgf/cm2과 마찰손실수두 4mAq를 고려해야 한다. 또한, 세정밸브의 필요 최소압력이 70 kPa이므로 이를 충족시켜야 한다. 따라서, 압력수조 출구의 압력은 1.5 kgf/cm2 + 4mAq + 70 kPa = 약 2.6 kg/cm2가 되어야 한다.
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86. 트랩의 봉수 파괴 원인에 해당하지 않는 것은?

  1. 자기 사이펀 작용
  2. 모세관 현상
  3. 증발
  4. 공동 현상
(정답률: 67%)
  • 공동 현상은 물 분자들이 서로 인력을 공유하여 표면이나 경계면에서 발생하는 현상으로, 트랩의 봉수 파괴와는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 공동 현상은 트랩의 봉수 파괴 원인에 해당하지 않습니다.
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87. 배관용 보온재에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 내열성이 높을수록 좋다.
  2. 열전도율이 적을수록 좋다.
  3. 비중이 작을수록 좋다.
  4. 흡수성이 클수록 좋다.
(정답률: 84%)
  • "흡수성이 클수록 좋다."는 틀린 설명입니다. 배관용 보온재는 열을 유지하기 위해 사용되는데, 흡수성이 클수록 보온성능이 떨어지기 때문입니다. 따라서 흡수성이 낮을수록 좋습니다.
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88. 배관 내로 물을 수송할 때, 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 관이 길수록 관내에서의 압력강하는 끝 부분에서 커진다.
  2. 같은 시간에 같은 양의 물을 흐르게 하면 관이 가늘수록 유속이 빠르다.
  3. 유량은 관의 단면적에 물의 평균유속을 곱하면 구해진다.
  4. 관경과 물의 유속은 일정한 관계가 없다.
(정답률: 87%)
  • "관경과 물의 유속은 일정한 관계가 없다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 관경이 작아질수록 물의 유속은 빨라지기 때문이다. 이는 연속 방정식에서 유량이 일정하므로 단면적이 작아지면 유속이 커져야 유량이 일정하게 유지될 수 있기 때문이다.
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89. 열팽창에 의한 배관의 이동을 구속 또는 제한하기 위해 사용되는 관 지지장치는?

  1. 행거(hanger)
  2. 서포트(suipport)
  3. 브레이스(brace)
  4. 레스트레인트(restraint)
(정답률: 73%)
  • 열팽창에 의해 배관이 이동하면, 이로 인해 파이프나 연결부에 의도하지 않은 힘이 가해질 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 배관을 고정시키는데, 이때 사용되는 것이 바로 관 지지장치입니다. 이 중에서도 열팽창에 의한 이동을 제한하는 역할을 하는 것이 레스트레인트(restraint)입니다. 따라서 정답은 "레스트레인트(restraint)"입니다.
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90. 공조배관 설계 시 유속을 빠르게 설계하였을 때 나타나는 결과로 옳은 것은?

  1. 소음이 작아진다.
  2. 펌프양정이 높아진다.
  3. 설비비가 커진다.
  4. 운전비가 감소한다.
(정답률: 57%)
  • 유속이 빠르게 설계되면, 배관 내부의 압력 손실이 적어지기 때문에 펌프가 더 많은 물을 펌핑할 수 있게 되어 펌프양정이 높아진다.
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91. 방열기 전체의 수저항이 배관의 마찰손실에 비하여 큰 경우 채용하는 환수방식은?

  1. 개방류 방식
  2. 재순환 방식
  3. 리버스 리턴 방식
  4. 다이렉트 리턴 방식
(정답률: 55%)
  • 다이렉트 리턴 방식은 방열기 전체의 수저항이 배관의 마찰손실에 비해 큰 경우에 적합한 환수방식입니다. 이는 재순환 방식과 달리 일부 냉각수를 직접 방열기로 보내어 냉각 후 바로 원래 위치로 돌아가는 방식으로, 냉각수의 유동저항이 적어 배관의 마찰손실을 최소화할 수 있습니다. 따라서 방열기 전체의 수저항이 큰 경우에는 다이렉트 리턴 방식이 적합합니다.
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92. 다음 주철 방열기의 도면 표시에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 방열기 20쪽 수
  2. 유출 관경 32A
  3. 방열기 높이 650 mm
  4. 방열기종류 5세주형
(정답률: 69%)
  • 방열기의 도면에서 유출 관경 32A는 틀린 정보가 아니다.
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93. 급수설비에서 발생하는 수격작용의 방지법으로 틀린 것은?

  1. 관내의 유속을 낮게 한다.
  2. 직선배관을 피하고 굴곡배관을 한다.
  3. 수전류 등의 폐쇄를 서서히 한다.
  4. 기구류 가까이에 공기실을 설치한다.
(정답률: 79%)
  • "직선배관을 피하고 굴곡배관을 한다."가 틀린 것은 아니지만, 다른 방법들과 달리 수격작용을 완전히 방지하는 것은 아닙니다. 따라서 정답은 없습니다.

    하지만 "직선배관을 피하고 굴곡배관을 한다."는 수도관이나 급수설비에서 발생하는 수격작용을 완전히 방지하는 것은 아니지만, 수도관 내부의 유속을 낮추어 수격작용이 일어날 확률을 줄이는 방법 중 하나입니다. 굴곡배관을 하면 수도관 내부의 유속이 감소하게 되어 수격작용이 일어날 확률이 낮아집니다.
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94. 전기가 정전되어도 계속하여 급수를 할 수 있으며 급수오염 가능성이 적은 급수방식?

  1. 압력탱크 방식
  2. 수도직결 방식
  3. 부스터 방식
  4. 고가탱크 방식
(정답률: 73%)
  • 수도직결 방식은 수도관과 직접 연결되어 있어 전기가 정전되어도 수압이 유지되어 급수가 가능하며, 물이 오염될 가능성이 적은 방식입니다. 따라서 급수 안정성과 안전성이 높은 방식입니다.
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95. 관지지 장치 중 서포트(support)의 종류로 틀린 것은?

  1. 파이프 슈
  2. 리지드 서포트
  3. 롤러 서포트
  4. 콘스턴트 행거
(정답률: 60%)
  • 콘스턴트 행거는 관의 수축과 팽창에 대한 유연성을 제공하지 않기 때문에, 다른 세 가지 서포트와는 달리 사용되지 않습니다. 따라서 정답은 "콘스턴트 행거"입니다.
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96. 복사 난방설비의 장점으로 틀린 것은?

  1. 실내상하의 온도차가 적고, 온도 분포가 균등하다.
  2. 매설배관이므로 준공 후의 보수ㆍ점검이 쉽다.
  3. 인체에 대한 쾌감도가 높은 난방방식이다.
  4. 실내에 방열기가 없기 때문에 바닥면의 이용도가 높다.
(정답률: 76%)
  • 매설배관이므로 준공 후의 보수ㆍ점검이 쉽다는 것은 장점이 아니라 단점입니다. 매설배관은 보수 및 점검이 어렵기 때문입니다. 따라서, 이 보기에서 틀린 것은 "매설배관이므로 준공 후의 보수ㆍ점검이 쉽다."입니다.
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97. 배수관의 최소 관경은? (단, 지중 및 지하층 바닥 매설 관 제외)

  1. 20 mm
  2. 30 mm
  3. 50 mm
  4. 100 mm
(정답률: 63%)
  • 배수관의 최소 관경은 지하수를 효과적으로 배출하기 위해 필요한 최소한의 관경을 의미합니다. 이는 지하수의 유량과 속도, 지하수의 흐름 방향 등을 고려하여 결정됩니다. 따라서, 보통은 30mm 이상의 관경이 필요하며, 이 중에서도 가장 최소한의 관경은 30mm입니다. 따라서 정답은 "30 mm"입니다.
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98. 가스 도매사업에 관하여 도시가스 배관을 시가지의 도로노면 밑에 매설하는 경우에는 노면으로부터 배관의 외면까지 얼마 이상을 유지해야 하는가? (단, 방호구조물 안에 설치하는 경우 제외한다.)

  1. 0.8 m
  2. 1 m
  3. 1.5 m
  4. 2 m
(정답률: 76%)
  • 도시가스 배관은 화재 등의 위험으로부터 보호하기 위해 일정한 안전거리를 유지해야 한다. 이를 위해 도로노면 밑에 매설할 때는 배관의 외면에서 노면까지 최소 1.5m의 안전거리를 유지해야 한다. 이 안전거리는 도로노면 위에서 일어날 수 있는 사고나 공사 등으로 인해 배관이 손상될 가능성을 최소화하기 위한 것이다. 따라서 정답은 "1.5 m"이다.
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99. 도시가스 계량기(30m3/h미만)의 설치 시 바닥으로부터 설치 높이로 가장 적합한 것은? (단, 설치 높이의 제한을 두지 않는 특정장소는 제외한다.)

  1. 0.2m 이하
  2. 0.7m 이상 1m 이내
  3. 1.6m 이상 2m 이내
  4. 2m 이상 2.5m 이내
(정답률: 81%)
  • 도시가스 계량기는 바닥으로부터 일정 높이 이상 설치되어야 하며, 이는 안전상의 이유로 필요하다. 그러나 너무 높게 설치하면 계량기의 정확도에 영향을 미칠 수 있으므로 적절한 높이를 선택해야 한다. 따라서, "1.6m 이상 2m 이내"가 가장 적합한 것으로 판단된다.
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100. 동관의 이음에서 기계의 분해, 점검 보수를 고려하여 사용하는 이음법은?

  1. 납땜이음
  2. 플라스턴이음
  3. 플레어이음
  4. 소켓이음
(정답률: 76%)
  • 기계의 분해, 점검 보수를 고려하여 사용하는 이음법은 분해 후 재조립이 용이하고 누출이 없는 것이 중요합니다. 이에 따라 플레어이음이 적합합니다. 플레어이음은 파이프의 끝을 넓게 폭발시켜 연결하는 방식으로, 누출이 적고 분해 후 재조립이 용이합니다. 따라서 기계의 분해, 점검 보수를 고려할 때 플레어이음이 적합한 선택입니다.
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