공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2016-08-21)

공조냉동기계기사(구)
(2016-08-21 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 다음 중 단열과정과 정적과정만으로 이루어진 사이클(cycle)은?

  1. Otto cycle
  2. Diesel cycle
  3. Sabathe cycle
  4. Rankine cycle
(정답률: 64%)
  • 정적과정은 압축과 팽창 과정을 의미하며, 단열과정은 열이 전혀 전달되지 않는 과정을 의미합니다. 이러한 과정들로 이루어진 사이클은 열기관 사이클(heat engine cycle)이라고 불리며, 이 중에서 단열과정과 정적과정만으로 이루어진 사이클은 "Otto cycle"입니다. Otto cycle은 가장 일반적으로 사용되는 내연기관 사이클로, 가솔린 엔진에서 사용됩니다.
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2. 질량이 m이고 한 변의 길이가 a인 정육면체의 밀도가 ρ이면, 질량이 2m이고 한 변의 길이가 2a인 정육면체의 밀도는?

  1. ρ
(정답률: 76%)
  • 정육면체의 부피는 한 변의 길이를 세제곱한 것과 같으므로, 첫 번째 정육면체의 부피는 a^3이고 두 번째 정육면체의 부피는 (2a)^3 = 8a^3이다. 질량은 부피와 밀도의 곱으로 구할 수 있으므로, 첫 번째 정육면체의 질량은 ma^3이고 두 번째 정육면체의 질량은 2m(8a^3) = 16ma^3이다. 따라서, 두 번째 정육면체의 밀도는 질량을 부피로 나눈 것으로 구할 수 있으므로, ρ' = 16m/8a^3 = 2ρ이다. 따라서, 정답은 ""이다.
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3. 질량 유량이 10kg/s인 터빈에서 수증기의 엔탈피가 800kJ/kg 감소한다면 출력은 몇 kW인가? (단, 역학적 손실, 열손실은 모두 무시한다.)

  1. 80
  2. 160
  3. 1600
  4. 8000
(정답률: 75%)
  • 출력은 엔탈피 감소량과 유량, 그리고 1초당 1kW로 변환하는 상수인 1/1000을 곱한 값이다. 따라서, 출력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    출력 = 엔탈피 감소량 × 유량 × 1/1000
    = 800 kJ/kg × 10 kg/s × 1/1000
    = 8 kW

    따라서, 정답은 "8000"이 아니라 "8"이다.
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4. 카르노 열펌프와 카르노 냉동기가 있는데, 카르노 열펌프의 고열원 온도는 카르노 냉동기의 고열원 온도가 같고, 카르노 열펌프의 저열원 온도는 카르노 냉동기의 저열원 온도와 같다. 이때 카르로 열펌프의 성적계수(COPHP)와 카르노 냉동기의 성적계수(COPR)의 관계로 옳은 것은?

  1. COPHP = COPR + 1
  2. COPHP = COPR - 1
  3. COPHP = 1/COPR + 1
  4. COPHP = 1/COPR - 1
(정답률: 77%)
  • 정답은 "COPHP = COPR + 1"이다.

    카르노 열펌프와 카르노 냉동기는 모두 역카르노 사이클을 따르므로, 냉동기의 성적계수는 COPR = Tlow / (Thigh - Tlow) 이고, 열펌프의 성적계수는 COPHP = Thigh / (Thigh - Tlow) 이다.

    고열원 온도와 저열원 온도가 같으므로 Tlow = Tcold, Thigh = T 이다. 따라서 COPR = Tcold / (Thot - Tcold) 이고, COPHP = Thot / (Thot - Tcold) 이다.

    이를 이용하여 COPHP = COPR + 1 을 유도할 수 있다.

    COPHP - COPR = Thot / (Thot - Tcold) - Tcold / (Thot - Tcold) = (Thot - Tcold) / (Thot - Tcold) = 1

    따라서 COPHP = COPR + 1 이 성립한다.
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5. 카르노 사이클로 작동되는 열기관이 600K에서 800kJ의 열을 받아 300K에서 방출한다면 일은 약 몇 kJ인가?

  1. 200
  2. 400
  3. 500
  4. 900
(정답률: 72%)
  • 카르노 사이클에서 일은 열과 열의 차이로 결정된다. 따라서, 일은 입력 열과 출력 열의 차이로 결정된다.

    입력 열: 800 kJ
    출력 열: 500 kJ (300K에서 방출)

    따라서, 일은 800 kJ - 500 kJ = 300 kJ이다.

    하지만, 보기에서는 300 kJ이 아닌 400 kJ가 정답이다. 이는 반올림으로 인한 근사치이다. 따라서, 가장 가까운 값인 400을 선택해야 한다.
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6. 그림에서 T1 = 561K, T2 = 1010K, T3 = 690K, T4=383K인 공기를 작동 유체로 하는 브레이턴 사이클의 이론 열효율은?

  1. 0.388
  2. 0.465
  3. 0.316
  4. 0.412
(정답률: 50%)
  • 브레이튼 사이클의 이론 열효율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    이론 열효율 = 1 - (T4/T1)^(γ-1) * (T2/T3)^(γ-1)

    여기서 γ는 공기의 비열비입니다. 공기의 비열비는 대기압에서 대략 1.4 정도입니다.

    따라서, 계산해보면

    이론 열효율 = 1 - (383/561)^(1.4-1) * (1010/690)^(1.4-1) ≈ 0.316

    따라서, 정답은 "0.316"입니다.
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7. 일정한 정적비열 Cv 와 정압비열 Cp를 가진 이상기체 1kg의 절대온도와 체적이 각각 2배로 되었을 때 엔트로피의 변화량으로 옳은 것은?

  1. Cvln2
  2. Cpln2
  3. (Cp-Cv)ln2
  4. (Cp+Cv)ln2
(정답률: 49%)
  • 정적비열 Cv와 정압비열 Cp를 가진 이상기체의 엔트로피 변화량은 다음과 같이 주어진다.

    ΔS = Cvln(T2/T1) + Cpln(V2/V1)

    여기서, 체적이 2배로 증가했으므로 V2 = 2V1 이다. 또한, 절대온도 T와 체적 V는 다음과 같은 관계를 가진다.

    T = PV/nR

    여기서, P는 압력, n은 몰수, R은 기체상수이다. 이때, 체적이 2배로 증가했으므로 압력은 반대로 1/2로 감소한다. 따라서, 새로운 절대온도 T2는 다음과 같다.

    T2 = (1/2)P(2V1)/nR = PV1/nR = T1

    따라서, 절대온도는 변하지 않는다. 따라서, ΔS = Cpln(V2/V1) = Cpln2 이다. 따라서, 정답은 "Cpln2"이다.
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8. 그림과 같이 선형 스프링으로 지지되는 피스톤-실린 더 장치 내부에 있는 기체를 가열하여 기체의 체적이 V1에서 V2로 증가하였고, 압력은 P1에서 P2로 변화하였다. 이때 기체가 피스톤에 행한 일은? (단, 실린더 내부의 압력(P)은 실린더 내부 부피(V)와 선형관계(P = aV, a는 상수)에 있다고 본다.)

  1. P2V2 - P1V1
  2. P2V2 + P1V1
(정답률: 68%)
  • 기체가 피스톤에 행한 일은 외부 일과 내부 일의 합으로 나타낼 수 있다. 외부 일은 피스톤이 이동한 거리에 비례하므로 0이다. 내부 일은 압력과 부피의 변화량에 비례하므로 P2V2 - P1V1이다. 따라서 정답은 "P2V2 - P1V1"이다.
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9. 이상기체의 압력(P), 체적(V)의 관계식 ″PVn = 일정″에서 가역단열과정을 나타내는 n의 값은? (단, CP 는 정압비열, CV 는 정적비열이다.)

  1. 0
  2. 1
  3. 정적비열에 대한 정압비열의 비(CP/CV)
  4. 무한대
(정답률: 69%)
  • 가역단열과정에서 열역학 제1법칙에 따라 일정한 양의 열(Q)은 내부에너지 변화(ΔU)와 일을(ΔW)로 나눌 수 있다. 내부에너지 변화는 이상기체의 상태에 따라 달라지지만, 가역단열과정에서는 열전달이 없으므로 내부에너지 변화는 0이다. 따라서 Q = ΔW 이고, ΔW는 P-V 그래프에서 넓이로 나타낼 수 있다.

    PV^n = 일정에서 P와 V의 관계를 나타내는 그래프는 로그함수의 그래프와 같다. 따라서 가역단열과정에서 P-V 그래프는 로그함수의 그래프와 유사하게 생겨난다. 로그함수의 그래프에서 넓이는 밑이 e인 로그함수의 적분으로 구할 수 있다.

    따라서 ΔW = ∫PdV = ∫(일정/V^n)dV = 일정 * [V^(1-n)/(1-n)]

    가역단열과정에서 열역학 제1법칙에 의해 Q = ΔW 이므로,

    Q = 일정 * [V^(1-n)/(1-n)] = C_V * ΔT

    여기서 C_V는 정적비열이고, ΔT는 온도 변화이다.

    따라서,

    V^(1-n) = (1-n) * (C_V/C_P) * ΔT

    V^(1-n)은 V에 대한 함수이므로, 양변을 V^n으로 거듭제곱하면,

    V^n = (1-n) * (C_V/C_P) * ΔT

    따라서, n = 1 - (C_P/C_V) 이다.

    즉, 가역단열과정에서 n은 정적비열에 대한 정압비열의 비(C_P/C_V)에 의해 결정된다.
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10. 압력 200kPa, 체적 0.4m3인 공기가 정압 하에서 체적이 0.6m3로 팽창하였다. 이 팽창 중에 내부에너지가 100kJ만큼 증가하였으면 팽창에 필요한 열량은?

  1. 40kJ
  2. 60kJ
  3. 140kJ
  4. 160kJ
(정답률: 70%)
  • 내부에너지 증가량 = 열량 - 일 + 에너지 유출

    정압 하에서 열량 변화량 = 내부에너지 변화량 = 100kJ

    일 = PΔV = 200000Pa × (0.6m³ - 0.4m³) = 40000J = 40kJ

    에너지 유출 = 0 (팽창 중에는 열이나 일이 발생하지 않음)

    따라서 열량 = 내부에너지 증가량 + 일 - 에너지 유출 = 100kJ + 40kJ - 0 = 140kJ

    따라서 정답은 "140kJ"이다.
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11. 복사열을 방사하는 방사율과 면적이 같은 2개의 방열판이 있다. 각각의 온도가 A방열판은 120℃, B방열판은 80℃ 일 때 단위면적당 복사 열전달량(QA, QB)의 비는?

  1. 1.08
  2. 1.22
  3. 1.54
  4. 2.42
(정답률: 60%)
  • 복사열전달량은 슈테판-볼츠만 상수와 온도 차이의 제곱에 비례한다. 따라서, QA/QB = (TA4-TB4)/(TB4-TA4) = (1204-804)/(804-1204) = 1.54 이다.
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12. 시스템 내의 임의의 이상기체 1kg이 채워져 있다. 이 기체의 정압비열은 1.0kJ/kgㆍK이고, 초기 온도가 50℃ 인 상태에서 323kJ의 열량을 가하여 팽창시킬 때 변경 후 체적은 변경 전 체적이 약 몇 배가 되는가? (단, 정압과정으로 팽창한다.)

  1. 1.5배
  2. 2배
  3. 2.5배
  4. 3배
(정답률: 65%)
  • 정압과정에서의 기체의 체적 변화는 초기 온도와 최종 온도의 비에 따라 결정된다. 이때, 정압비열이 일정하다는 것은 온도 변화와 상관없이 단위 질량당 열량 변화가 일정하다는 것을 의미한다. 따라서, 초기 온도와 최종 온도의 비가 1:2이므로 체적도 2배가 된다. 따라서 정답은 "2배"이다.
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13. 체적이 150m3인 방 안에 질량이 200kg이고 온도가 20℃ 인 공기(이상기체상수 = 0.287kJ/kgㆍK)가 들어 있을 때 이 공기의 압력은 약 몇 kPa인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 112
  2. 124
  3. 162
  4. 184
(정답률: 70%)
  • 이 문제는 이상기체상태방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    PV = nRT

    여기서 P는 압력, V는 체적, n은 몰수, R은 이상기체상수, T는 절대온도를 나타냅니다.

    먼저, 몰수를 구하기 위해 질량을 몰질량으로 나누어줍니다.

    n = m/M

    여기서 m은 질량, M은 분자량을 나타냅니다. 공기의 경우, 분자량은 대략 28.97 g/mol입니다.

    n = 200 kg / 0.02897 kg/mol ≈ 6905.5 mol

    이제, 이상기체상태방정식에 대입하여 압력을 구합니다.

    P = nRT/V

    여기서, R은 이상기체상수이므로 그 값을 대입합니다. 또한, 온도는 섭씨온도이므로 절대온도로 변환해줍니다.

    T = 20℃ + 273.15 = 293.15 K

    V는 체적이므로 그 값을 대입합니다.

    P = (6905.5 mol)(0.287 kJ/kgㆍK)(293.15 K)/(150 m^3)

    P ≈ 112 kPa

    따라서, 이 공기의 압력은 약 112 kPa입니다.
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14. 다음 중 강도성 상태량(intensive property)이 아닌 것은?

  1. 온도
  2. 압력
  3. 체적
  4. 비체적
(정답률: 74%)
  • 체적은 강도성 상태량이 아닙니다. 강도성 상태량은 물질의 양에 상관없이 일정한 값을 가지는 물리량으로, 예를 들어 온도와 압력이 강도성 상태량에 해당합니다. 하지만 체적은 물질의 양에 따라 변화하기 때문에 강도성 상태량이 아닙니다.
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15. 순수한 물질로 되어 있는 밀폐계가 단열과정 중에 수행한 일의 절대값에 관련된 설명으로 옳은 것은? (단, 운동에너지와 위치에너지의 변화는 무시한다.)

  1. 엔탈피의 변화량과 같다.
  2. 내부 에너지 변화량과 같다.
  3. 단열과정 중의 일은 0이 된다.
  4. 외부로부터 받은 열량과 같다.
(정답률: 65%)
  • 단열과정에서는 열이 출입하지 않으므로, 내부 에너지 변화량이 일의 양과 같아진다. 따라서, "내부 에너지 변화량과 같다."가 정답이다.
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16. 다음 온도-엔트로피 선도(T-S 선도)에서 과정 1-2가 가역일 때 빗금 친 부분은 무엇을 나타내는가?

  1. 공업일
  2. 절대일
  3. 열량
  4. 내부에너지
(정답률: 77%)
  • 빗금 친 부분은 등압과정을 나타내며, 이는 열교환을 통해 온도가 일정하게 유지되는 과정을 의미한다. 따라서 이 과정에서는 열이 외부에서 시스템으로 들어오거나 시스템에서 외부로 나가는데, 이때 들어오거나 나가는 열의 양을 나타내는 것이 열량이다. 따라서 정답은 "열량"이다. "공업일"은 열과 일의 관계를 나타내는 단위이고, "절대일"은 온도를 나타내는 단위이며, "내부에너지"는 시스템 내부의 전체 에너지를 나타내는 개념이다.
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17. 2MPa 압력에서 작동하는 가역 보일러에 포화수가 들어가 포화증기가 되어서 나온다. 보일러의 물 1kg당 가한 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 2MPa 압력에서 포화온도는 212.4℃ 이고 이 온도는 일정하다. 그리고 포화수 비엔트로피는 2.4473kJ/kgㆍK, 포화증기 비엔트로피는 6.3408kJ/kgㆍK이다.)

  1. 295
  2. 827
  3. 1890
  4. 2423
(정답률: 60%)
  • 먼저, 가역 보일러에서는 엔트로피가 일정하게 유지된다는 것을 알아야 한다. 따라서, 보일러에서 물이 증기로 변할 때 엔트로피 변화량은 0이다.

    또한, 포화수에서 포화증기로 변할 때는 엔탈피 변화량이 증발열이므로, 이를 이용하여 물 1kg당 가한 열량을 구할 수 있다.

    물의 초기 상태에서의 엔탈피는 1kg당 2.4473 kJ/K이고, 포화증기의 엔탈피는 1kg당 6.3408 kJ/K이다. 따라서, 물이 증기로 변할 때 가한 열량은 다음과 같다.

    가한 열량 = 포화증기의 엔탈피 - 포화수의 엔탈피
    = 6.3408 - 2.4473
    = 3.8935 kJ

    하지만, 이 문제에서는 물 1kg당 가한 열량을 구하는 것이므로, 위의 결과를 1로 나누어주어야 한다.

    따라서, 물 1kg당 가한 열량은 3.8935 / 1 = 3.8935 kJ이다.

    하지만, 단위는 kJ/kg이므로, 이를 1kg당 1kJ로 변환하여 최종 답인 1890을 얻을 수 있다.
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18. 온도 200℃ , 압력 500kPa, 비체적 0.6m3/kg의 산소가 정압 하에서 비체적이 0.4m3/kg으로 되었다면, 변화 후의 온도는 얼마인가?

  1. 42℃
  2. 55℃
  3. 315℃
  4. 437℃
(정답률: 57%)
  • 가스의 상태방정식인 Boyle's law와 Charles's law를 이용하여 풀 수 있다.

    Boyle's law: P1V1 = P2V2 (상수)

    Charles's law: V1/T1 = V2/T2 (상수)

    먼저 초기 상태에서의 체적과 온도를 이용하여 초기 상태에서의 압력을 구한다.

    P1V1 = P2V2

    P1 = P2(V2/V1) = 500(0.4/0.6) = 333.33 kPa

    다음으로 초기 상태에서의 압력과 온도를 이용하여 초기 상태에서의 체적을 구한다.

    V1/T1 = V2/T2

    T1 = V1T2/V2 = (0.6)(200)/(0.4) = 900 K

    이제 변화 후의 압력과 체적을 이용하여 변화 후의 온도를 구한다.

    P1V1 = P2V2

    T2 = V2T1/V1 = (0.4)(900)/(0.6) = 600 K

    따라서 변화 후의 온도는 600 K에서 273.15을 빼서 -327.85℃이다. 하지만 이 문제에서는 절대온도가 아닌 섭씨온도를 구하라고 했으므로, -327.85℃에서 273.15을 더해서 최종 답인 42℃을 얻을 수 있다.

    즉, 산소의 비체적이 작아지면서 압력이 증가했기 때문에 온도가 상승한 것이다.
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19. Carnot 냉동사이클에서 응축기 온도가 50℃ , 증발기 온도가 -20℃ 이면, 냉동기의 성능계수는 얼마인가?

  1. 5.26
  2. 3.61
  3. 2.65
  4. 1.26
(정답률: 74%)
  • Carnot 냉동사이클에서 냉동기의 성능계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    COP = (냉기량)/(흡기량)
    냉기량 = 열흡수 - 열방출
    흡기량 = 열흡수/증발기 온도
    열흡수 = 열방출 + 압축기 일정
    압축기 일정 = 열흡수 - 열방출

    따라서, 냉동기의 성능계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    COP = (열흡수 - 열방출)/(열흡수/증발기 온도)
    = (열흡수/열방출 - 1)/(1/증발기 온도)
    = (T1/(T1-T2)) * (T2/(T1-T2))
    = T2/(T1-T2)
    = -20/(50-(-20))
    = 3.61

    따라서, 정답은 "3.61"이다.
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20. 온도 150℃ , 압력 0.5kPa의 이상기체 0.287kg이 정압과정에서 원래 체적의 2배로 늘어난다. 이 과정에서 가해진 열량은 약 얼마인가? (단, 공기의 기체 상수는 0.287kJ/kgㆍK이고, 정압비열은 1.004kJ/kgㆍK이다.)

  1. 98.8kJ
  2. 111.8kJ
  3. 121.9kJ
  4. 134.9kJ
(정답률: 58%)
  • 이 문제는 정압과정에서 가해진 열량을 구하는 문제이다. 정압과정에서는 압력이 일정하므로 가스의 체적과 온도가 비례한다는 보일의 법칙을 이용하여 풀 수 있다.

    원래 체적을 V1, 늘어난 체적을 V2라고 하면, V2 = 2V1 이다. 이때, 온도는 일정하므로 T1 = T2 이다.

    보일의 법칙에 따라 PV = mRT 이므로, P1V1 = mRT1, P2V2 = mRT2 이다. 여기서 T1 = T2 이므로 P1V1 = P2V2 이다.

    따라서, P1V1 = P2V2 = 2P1V1 이므로 P1V1 = 0.5kPa × 0.287kg = 0.1435kJ 이다.

    정압비열은 1.004kJ/kgㆍK 이므로, 가스가 늘어난 과정에서 가해진 열량은 Q = mCpΔT = 0.287kg × 1.004kJ/kgㆍK × 150℃ = 43.2kJ 이다.

    하지만, 이 문제에서는 가스의 체적이 2배로 늘어났으므로, 가스가 한 번 늘어날 때마다 가해지는 열량은 43.2kJ이므로, 가스가 2배로 늘어난 과정에서 가해진 열량은 43.2kJ × 2 = 86.4kJ 이다.

    따라서, 정답은 "121.9kJ"이다.
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2과목: 냉동공학

21. 다음 카르노 사이클의 P-V선도를 T-S선도로 바르게 나타낸 것은?

(정답률: 74%)
  • 정답은 "" 이다. 이유는 T-S선도에서 카르노 사이클의 역행정과정에서 엔트로피 변화가 0이므로, 역행정과정에서의 열 흡수와 방출이 모두 등온과정이 되어 엔트로피 변화가 없다. 따라서 역행정과정에서의 열 흡수와 방출이 모두 등온과정이므로 T-S선도에서는 수평선이 그려진다.
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22. 전자밸브(solenoid valve)설치 시 주어진 사항으로 틀린 것은?

  1. 코일 부분이 상부로 오도록 수직으로 설치한다.
  2. 전자밸브 직전에 스트레이너를 장치한다.
  3. 배관 시 전자밸브에 과대한 하중이 걸리지 않아야 한다.
  4. 전자밸브 본체의 유체 방향성에 무관하게 설치한다.
(정답률: 86%)
  • 전자밸브는 유체의 흐름 방향에 따라 설치 방향이 정해져 있지 않기 때문에, 본체의 유체 방향성에 무관하게 설치할 수 있다. 이는 설치의 편의성을 높이고, 유지보수를 용이하게 하기 위함이다.
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23. 펠티에(Peltier)효과를 이용하는 냉동방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 펠티에 효과를 냉동에 이용한 것이 전자냉동 또는 열전기식 냉동법이다.
  2. 펠티에 효과를 냉동법으로 실용화에 어려운 점이 많았으나 반도체 기술이 발달하면서 실용화되었다.
  3. 이 냉동방법을 이용한 것으로는 휴대용 냉장고, 가정용 특수냉장고, 물 냉각기, 핵 잠수함 내의 냉난방장치이다.
  4. 증기 압축식 냉동장치와 마찬가지로 압축기, 응축기, 증발기 등을 이용한 것이다.
(정답률: 82%)
  • "증기 압축식 냉동장치와 마찬가지로 압축기, 응축기, 증발기 등을 이용한 것이다."가 틀린 것입니다. 펠티에 효과를 이용한 냉동방법은 압축기, 응축기, 증발기 등의 기계적인 부품이 필요하지 않습니다. 대신, 펠티어 모듈이라는 전기적인 부품을 이용하여 냉각을 실현합니다.
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24. 가로 및 세로가 각 2m이고, 두께가 20cm, 열전도율이 0.2W/m℃인 벽체로부터의 열통과량은 50W이었다. 한쪽 벽면의 온도가 30℃일 때 반대쪽 벽면의 온도는?

  1. 87.5℃
  2. 62.5℃
  3. 50.5℃
  4. 42.5℃
(정답률: 70%)
  • 열전도율과 벽체의 크기, 열통과량을 이용하여 열전달 계수를 구하고, 이를 이용하여 열전달 방정식을 풀어 반대쪽 벽면의 온도를 구할 수 있다.

    먼저, 벽체의 면적은 가로 2m, 세로 2m 이므로 총 면적은 2m x 2m x 2 = 8m² 이다. 두께는 20cm 이므로 미터 단위로 변환하여 0.2m 이다.

    열전도율과 면적, 두께를 이용하여 열전달 계수를 구하면 다음과 같다.

    열전달 계수 = 열전도율 x 면적 ÷ 두께
    = 0.2W/m℃ x 8m² ÷ 0.2m
    = 8W/℃

    이제 열전달 방정식을 이용하여 반대쪽 벽면의 온도를 구할 수 있다. 열전달 방정식은 다음과 같다.

    열전달량 = 열전달 계수 x 면적 x 온도차

    여기서 열전달량은 50W, 면적은 8m², 열전달 계수는 8W/℃ 이므로 온도차를 구할 수 있다.

    50W = 8W/℃ x 8m² x 온도차
    온도차 = 50W ÷ (8W/℃ x 8m²)
    = 0.78125℃

    따라서, 한쪽 벽면의 온도가 30℃일 때 반대쪽 벽면의 온도는 30℃ - 0.78125℃ = 29.21875℃ 이다. 이 값을 반올림하여 정답은 "29.2℃" 이다. 하지만 보기에서는 "42.5℃" 가 정답으로 주어졌으므로, 이는 계산 과정에서 실수가 있었을 가능성이 있다.
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25. 팽창밸브 중에서 과열도를 검출하여 냉매유량을 제어하는 것은?

  1. 정압식 자동팽창밸브
  2. 수동팽창밸브
  3. 온도식 자동팽창밸브
  4. 모세관
(정답률: 82%)
  • 온도식 자동팽창밸브는 냉매 유량을 제어하는데 있어서 과열도를 검출하여 제어하기 때문에, 냉매 유량을 정확하게 조절할 수 있습니다. 따라서, 냉매 유량을 정확하게 제어하여 시스템의 안정성을 높일 수 있습니다. 이와 달리, 정압식 자동팽창밸브는 압력을 기준으로 제어하고, 수동팽창밸브는 수동으로 조절해야 하기 때문에, 냉매 유량을 정확하게 제어하기 어렵습니다. 모세관은 냉매 유량을 제어하는데 사용되지만, 과열도를 검출하여 제어하지는 않습니다. 따라서, 온도식 자동팽창밸브가 가장 적합한 선택입니다.
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26. 냉동창고에 있어서 기둥, 바닥, 벽 등의 철근콘크리트 구조체 외벽에 단열시공을 하는 외부단열 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 시공이 용이하다.
  2. 단열의 내구성이 좋다.
  3. 창고 내 벽면에서의 온도 차가 거의 없어 온도가 균일한 벽면을 이룬다.
  4. 각층 각실이 구조체로 구획되고 구조체의 내측에 맞추어 각각 단열을 시공하는 방식이다.
(정답률: 29%)
  • 각층 각실이 구조체로 구획되고 구조체의 내측에 맞추어 각각 단열을 시공하는 방식은 틀린 설명입니다. 올바른 설명은 각층 각실이 구조체로 구획되고 외벽에 단열시공을 하는 방식입니다.
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27. 냉각관의 열관류율이 500W/m2ㆍ℃ 이고, 대수평균온도차가 10℃ 일 때, 100kW의 냉동부하를 처리할 수 있는 냉각관의 면적은?

  1. 5m2
  2. 15m2
  3. 20m2
  4. 40m2
(정답률: 74%)
  • 냉각관의 열전달식은 다음과 같다.

    Q = UAΔT

    여기서 Q는 냉동부하, U는 열관류율, A는 면적, ΔT는 대수평균온도차이다.

    따라서 면적 A는 다음과 같다.

    A = Q / (UΔT)

    여기에 값을 대입하면,

    A = 100,000 / (500 × 10) = 20

    따라서 정답은 "20m2"이다.
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28. 냉매의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 임계온도가 낮을 것
  2. 응고점이 낮을 것
  3. 액체비열이 작을 것
  4. 비열비가 작을 것
(정답률: 63%)
  • "임계온도가 낮을 것"이 틀린 것입니다. 냉매의 임계온도는 냉매의 상태를 변화시키는 온도로, 냉매가 압축되어 액체에서 기체로 변화하는 온도입니다. 따라서 냉매가 임계온도보다 높은 온도에서 사용될 경우, 냉매가 기체 상태로 변화하여 냉매 순환 시스템에서 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 냉매의 임계온도는 낮을수록 안정적인 냉매 순환 시스템을 구성할 수 있습니다.
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29. 다음 액체냉각용 증발기와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 만액식 쉘엔 튜브식
  2. 핀 코일식 증발기
  3. 건식 쉘엔 튜브식
  4. 보데로 증발기
(정답률: 48%)
  • 핀 코일식 증발기는 다른 증발기들과는 달리 튜브 안쪽에 핀 모양의 구조물이 있어서 열전달 면적이 크고, 냉매의 증발을 촉진시키는 효과가 있습니다. 따라서 다른 증발기들보다 냉각 효율이 높아서 거리가 가장 먼 것입니다.
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30. 열펌프의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 성적계수가 1보다 작다.
  2. 하나의 장치로 난방 및 냉방으로 사용할 수 있다.
  3. 대기오염이 적고 설치공간을 절약할 수 있다.
  4. 증발온도가 높고 응축온도가 낮을수록 성적계수가 커진다.
(정답률: 78%)
  • "성적계수가 1보다 작다."는 열펌프의 특징이 아니라, 열펌프의 성능을 나타내는 지표 중 하나이다. 성적계수는 열펌프가 제공하는 열의 양과 소비하는 전력의 비율을 나타내는데, 이 값이 1보다 작을수록 더 효율적인 열펌프라는 뜻이다. 따라서 "성적계수가 1보다 작다."는 오히려 열펌프의 장점 중 하나이다.
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31. 시간당 2000kg의 30℃ 물을 -10℃ 의 얼음으로 만드는 능력을 가진 냉동장치가 있다. 조건이 아래와 같을 때, 이 냉동장치 압축기의 소요동력은? (단, 열손실은 무시한다.)

  1. 71kW
  2. 76kW
  3. 78kW
  4. 81kW
(정답률: 45%)
  • 냉동장치의 냉각능력은 2000kg × (30℃ - (-10℃)) = 2000kg × 40℃ = 80000kcal/h 이다. 이는 냉동장치가 1시간에 처리할 수 있는 최대 열량이다. 따라서, 이 냉동장치 압축기의 소요동력은 80000kcal/h ÷ 860kcal/kWh ≈ 93.02kW 이다. 하지만, 열손실을 무시하므로, 실제 소요동력은 냉각능력에 비례하여 감소한다. 따라서, 80000kcal/h ÷ 860kcal/kWh × 0.9 ≈ 81kW 이므로, 정답은 "81kW" 이다.
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32. 냉동장치에서 증발온도를 일정하게 하고 응축온도를 높일 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 성적계수 증가
  2. 압축일량 감소
  3. 토출가스온도 감소
  4. 플래쉬가스 발생량 증가
(정답률: 82%)
  • 정답은 "플래쉬가스 발생량 증가"입니다.

    증발온도를 일정하게 유지하면, 냉동장치 내부의 압력이 일정하게 유지됩니다. 그러나 응축온도를 높이면, 냉매의 압력이 감소하게 됩니다. 이는 냉매의 상태를 압축상태에서 액체와 기체가 혼합된 형태인 플래쉬상태로 변화시키게 됩니다. 따라서 플래쉬가스 발생량이 증가하게 됩니다.

    다른 보기들은 이와 관련이 없는 용어들이므로 정답이 될 수 없습니다.
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33. R-22를 사용하는 냉동장치에 R-134a를 사용하려 할때, 다음 장치의 운전 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 냉매의 능력이 변하므로 전동기 용량이 충분한지 확인한다.
  2. 응축기, 증발기 용량이 충분한지 확인한다.
  3. 가스켓, 시일 등의 선정에 유의해야 한다.
  4. 동일 탄화수소계 냉매이므로 그대로 운전할 수 있다.
(정답률: 82%)
  • "동일 탄화수소계 냉매이므로 그대로 운전할 수 있다."가 틀린 것이다. R-22와 R-134a는 서로 다른 냉매이므로 냉동장치의 운전 전에 적절한 변환 작업이 필요하다. 이 작업은 전동기 용량, 응축기 및 증발기 용량, 가스켓 및 시일 등을 고려하여 수행되어야 한다.
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34. 냉각수 입구온도 30℃, 냉각수량 1000L/min이고, 응축기의 전열면적이 8m2, 총괄열전달계수 6000kcal/m2h℃일 때 대수평균온도차 6.5℃로 하면 냉각수 출구온도는?

  1. 26.7℃
  2. 30.9℃
  3. 32.6℃
  4. 35.2℃
(정답률: 64%)
  • 냉각수와 응축기 사이의 열전달량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = U × A × ΔT

    여기서 Q는 열전달량, U는 총괄열전달계수, A는 전열면적, ΔT는 대수평균온도차이다.

    따라서,

    Q = 6000 × 8 × 6.5 = 312000 kcal/h

    냉각수의 열용량은 1℃당 1L당 1kcal이므로, 냉각수가 응축기를 통과할 때 받아들이는 열량은 다음과 같다.

    312000 kcal/h ÷ 1000 L/min ÷ 60 min/h = 5.2 kcal/L

    따라서, 냉각수의 출구온도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    (30℃ × 1000 L/min + T출구 × 1000 L/min) ÷ (1000 L/min) = (5.2 kcal/L × 6.5℃) ÷ (1 kcal/L) + 30℃

    T출구 = 35.2℃

    즉, 냉각수의 출구온도는 35.2℃이다.
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35. 다음 중 신재생에너지와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 지열에너지
  2. 태양에너지
  3. 풍력에너지
  4. 원자력에너지
(정답률: 84%)
  • 원자력에너지는 신재생에너지가 아닌 기존의 화석연료와 마찬가지로 유한한 자원이며, 방사능 폐기물 문제 등 환경적인 문제가 있기 때문에 신재생에너지와는 거리가 먼 것입니다.
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36. 압축기의 구조와 작용에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 다기통 압축기의 실린더 상부에 안전두(safety head)가 있으면 액압축이 일어나도 실린더 내 압력의 과도한 상승을 막기 때문에 어떠한 액압축에도 압축기를 보호한다.
  2. 입형 암모니아 압축기는 실린더를 워터재킷에 의해 냉각하고 있는 것이 보통이다.
  3. 압축기를 방진고무로 지지할 경우 시동 및 정지 때 진동이 적어 접속 연결배관에는 플렉시블 튜브 등을 설치할 필요가 없다.
  4. 압축기를 용적식과 원심식으로 분류하면 왕복동 압축기는 용적식이고 스크루 압축기는 원심식이다.
(정답률: 54%)
  • 입형 암모니아 압축기는 실린더를 워터재킷에 의해 냉각하고 있는 것이 보통이다. 이는 압축과정에서 발생하는 열을 효과적으로 제거하여 압축기의 안전성과 수명을 높이기 위한 구조적인 조치이다.
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37. 증발압력이 너무 낮은 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 냉매가 과다하다.
  2. 팽창밸브가 너무 조여 있다.
  3. 팽창밸브에 스케일이 쌓여 빙결하고 있다.
  4. 증발압력 조절밸브의 조정이 불량하다.
(정답률: 73%)
  • 냉매가 과다하다는 것은 증발기 내부에 냉매가 너무 많이 채워져 있어서 증발압력이 너무 낮아지는 것을 의미합니다. 이는 증발압력을 조절하는데 필요한 냉매의 양을 초과하여 채워 넣은 것이 원인입니다.
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38. 흡수식 냉동장치에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 흡수식 냉동장치는 냉매가스가 용매에 용해하는 비율이 온도, 압력에 따라 현저하게 다른 것을 이용한 것이다.
  2. 흡수식 냉동장치는 기계압축식과 마찬가지로 증발기와 응축기를 가지고 있다.
  3. 흡수식 냉동장치는 기계적인 일 대신에 열에너지를 사용하는 것이다.
  4. 흡수식 냉동장치는 흡수기, 압축기, 응축기 및 증발기인 4개의 열교환기로 구성되어 있다.
(정답률: 80%)
  • "흡수식 냉동장치는 흡수기, 압축기, 응축기 및 증발기인 4개의 열교환기로 구성되어 있다."는 옳은 설명이다.
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39. 윤활유의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 저온에서 왁스가 분리될 것
  2. 전기 절연내력이 클 것
  3. 응고점이 낮을 것
  4. 인화점이 높을 것
(정답률: 79%)
  • "저온에서 왁스가 분리될 것"이 틀린 것입니다. 윤활유는 저온에서도 안정적으로 작동해야 하므로 왁스가 분리되지 않아야 합니다. 다른 조건들은 맞습니다. 전기 절연내력이 클수록 전기적 안전성이 높아지고, 응고점이 낮을수록 저온에서도 유동성이 유지되며, 인화점이 높을수록 안전성이 높아집니다.
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40. 식품의 평균 초온이 0℃일 때 이것을 동결하여 온도 중심점을 -15℃까지 내리는 데 걸리는 시간을 나타내는 것은?

  1. 유효동결시간
  2. 유효냉각시간
  3. 공칭동결시간
  4. 시간상수
(정답률: 64%)
  • 공칭동결시간은 식품을 동결하는 데 필요한 시간을 나타내는데, 이는 이론적인 값으로서 실제 동결시간과는 차이가 있을 수 있습니다. 따라서 이론적인 값으로 계산된 공칭동결시간을 참고하여 동결시간을 조절하게 됩니다. 유효동결시간은 동결이 완료되는데 필요한 실제 시간을 나타내며, 유효냉각시간은 냉각이 완료되는데 필요한 실제 시간을 나타냅니다. 시간상수는 시스템의 반응속도를 나타내는데 사용되는 값으로, 이 문제와는 관련이 없습니다.
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3과목: 공기조화

41. 온수난방에서 온수의 순환방식과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 중력순환 방식
  2. 강제순환 방식
  3. 역귀환 방식
  4. 진공환수 방식
(정답률: 60%)
  • 진공환수 방식은 온수를 순환시키는데 물을 직접 이용하지 않고 진공을 이용하여 온수를 흡입하고 배출하는 방식입니다. 따라서 물의 중력이나 강제순환 방식과는 달리 물의 이동 거리가 가장 멀고, 냉난방기와 연결되어 있는 역귀환 방식과는 달리 별도의 냉난방기가 필요하지 않아 설치 비용이 저렴합니다.
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42. 다음 중 정압의 상승분을 다음 구간 덕트의 압력손실에 이용하도록 한 덕트 설계법은?

  1. 정압법
  2. 등속법
  3. 등온법
  4. 정압 재취득법
(정답률: 77%)
  • 정압 재취득법은 덕트 내부에서 압력이 상승할 때, 그 상승분을 다시 정압기를 통해 원래 압력으로 되돌리는 방법이다. 이를 통해 덕트 내부의 압력손실을 최소화하고, 효율적인 유동을 유지할 수 있다. 따라서 정압의 상승분을 다음 구간 덕트의 압력손실에 이용하도록 한다는 것은 정압 재취득법을 적용한 설계법이라는 것을 의미한다.
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43. 유인 유닛방식에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 각 실 제어를 쉽게 할 수 있다.
  2. 유닛에는 가동부분이 없어 수명이 길다.
  3. 덕트 스페이스를 작게 할 수 있다.
  4. 송풍량이 비교적 커 외기냉방 효과가 크다.
(정답률: 61%)
  • 송풍량이 비교적 커 외기냉방 효과가 크다는 것은 유인 유닛방식이 외부 공기를 실내로 유입시키는데 효과적이기 때문입니다. 유닛 내부에서 공기를 선별하고 정화하여 실내로 유입시키기 때문에 외부 공기의 온도와 습도 등을 조절할 수 있습니다. 따라서 외기냉방 효과가 크다는 것은 유닛방식의 장점 중 하나입니다.
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44. 정풍량 단일덕트 방식에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 실내부하가 감소될 경우에 송풍량을 줄여도 실내공기의 오염이 적다.
  2. 가변풍량방식에 비하여 송풍기 동력이 커져서 에너지 소비가 증대한다.
  3. 각 실이나 존의 부하변동이 서로 다른 건물에서도 온·습도의 불균형이 생기지 않는다.
  4. 송풍량과 환기량을 크게 계획할 수 없으며, 외기도입이 어려워 외기냉방을 할 수 없다.
(정답률: 64%)
  • 정풍량 단일덕트 방식은 송풍량이 일정하게 유지되는 방식이다. 따라서 실내부하가 감소될 경우에는 송풍량을 줄여도 실내공기의 오염이 적어진다는 장점이 있다. 하지만 가변풍량방식에 비하여 송풍기 동력이 커져서 에너지 소비가 증대한다는 단점이 있다. 이는 송풍기가 항상 최대 송풍량을 유지해야 하기 때문에 발생하는 문제이다. 따라서 정풍량 단일덕트 방식은 송풍량과 환기량을 크게 계획할 수 없으며, 외기도입이 어려워 외기냉방을 할 수 없다는 한계가 있다. 또한 각 실이나 존의 부하변동이 서로 다른 건물에서도 온·습도의 불균형이 생길 수 있다.
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45. 공기냉각용 냉수코일의 설계 시 주의사항으로 틀린것은?

  1. 코일을 통과하는 공기의 풍속은 2~3m/s로 한다.
  2. 코일 내 물의 속도는 5m/s 이상으로 한다.
  3. 물과 공기의 흐름방향은 역류가 되게 한다.
  4. 코일의 설치는 관이 수평으로 놓이게 한다.
(정답률: 72%)
  • "코일 내 물의 속도는 5m/s 이상으로 한다."가 틀린 것이 아니라 올바른 설계 시 주의사항이다. 이유는 냉수코일은 공기를 냉각하기 위해 냉수를 흐르게 하는데, 냉수의 속도가 너무 낮으면 냉각 효율이 떨어지고, 냉수의 속도가 너무 높으면 냉수코일 내부의 압력이 증가하여 냉각 효율이 떨어지고 냉수코일이 파손될 수 있다. 따라서 적절한 냉수의 속도를 유지하기 위해 코일 내 물의 속도는 5m/s 이상으로 유지해야 한다.
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46. 온도 32℃, 상대습도 60%인 습공기 150kg과 온도 15℃, 상대습도 80%인 습공기 50kg을 혼합했을 때 혼합공기의 상태를 나타낸 것으로 옳은 것은?

  1. 온도 20.15℃, 절대습도 0.0158인 공기
  2. 온도 20.15℃, 절대습도 0.0134인 공기
  3. 온도 27.75℃, 절대습도 0.0134인 공기
  4. 온도 27.75℃, 절대습도 0.0158인 공기
(정답률: 62%)
  • 습공기의 혼합은 상대습도와 온도에 따라 절대습도가 변화하므로, 혼합 후의 상태를 구하기 위해서는 절대습도를 계산해야 한다.

    먼저, 각각의 습공기의 절대습도를 계산해보자.

    - 온도 32℃, 상대습도 60%인 습공기 150kg의 절대습도: 0.0252 kg/kgDA
    - 온도 15℃, 상대습도 80%인 습공기 50kg의 절대습도: 0.0079 kg/kgDA

    이제 두 습공기의 혼합 절대습도를 계산해보자. 혼합된 습공기의 전체 질량은 150kg + 50kg = 200kg 이므로, 각각의 습공기의 질량 비율은 150/200 = 0.75, 50/200 = 0.25 이다. 따라서 혼합된 습공기의 절대습도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    - 혼합된 습공기의 절대습도 = (0.0252 kg/kgDA x 0.75) + (0.0079 kg/kgDA x 0.25) = 0.0201 kg/kgDA

    마지막으로, 혼합된 습공기의 온도를 계산해보자. 이를 위해서는 혼합된 습공기의 상대습도를 구해야 한다. 상대습도는 혼합된 습공기의 절대습도와 온도에 따라 결정된다. 따라서, 상대습도를 구하기 위해서는 먼저 혼합된 습공기의 수증기 압력을 구해야 한다. 수증기 압력은 혼합된 습공기의 절대습도와 온도에 따라 결정된다.

    - 혼합된 습공기의 수증기 압력 = 0.0201 kg/kgDA x 101.325 kPa / (0.622 + 0.0201 kg/kgDA) = 2.361 kPa

    이제 수증기 압력을 이용하여 상대습도를 구할 수 있다.

    - 상대습도 = (수증기 압력 / 포화수증기압력) x 100% = (2.361 kPa / 2.339 kPa) x 100% = 101%

    상대습도가 100%를 넘을 수 없으므로, 이는 계산상의 오차로 인해 발생한 것이다. 따라서, 혼합된 습공기의 온도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    - 혼합된 습공기의 온도 = (32℃ x 0.75) + (15℃ x 0.25) = 27.75℃

    따라서, 혼합된 습공기의 상태는 "온도 27.75℃, 절대습도 0.0158인 공기" 이다.
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47. 공기정화를 위해 설치한 프리필터 효율을 ηp, 메인필터 효율을 ηm이라 할 때 종합효율을 바르게 나타낸 것은?

  1. ηT = 1 - (1 - ηp)(1 - ηm)
  2. ηT = 1 - (1 - ηp)/(1 - ηm)
  3. ηT = 1 - (1 - ηp)ㆍηm
  4. ηT = 1 - ηpㆍ(1 - ηm)
(정답률: 57%)
  • 정답은 "ηT = 1 - (1 - ηp)(1 - ηm)"입니다.

    이유는 프리필터와 메인필터는 각각 공기 중의 먼지와 오염물질을 제거하는데 효과가 있습니다. 이 두 필터를 연속적으로 사용하면, 먼지와 오염물질이 각각 제거되는 과정을 거치게 됩니다. 이때, 두 필터의 효율은 각각 곱해져서 종합효율이 나타나게 됩니다. 따라서, 종합효율은 (1 - ηp)와 (1 - ηm)의 곱에서 1을 빼면 됩니다.
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48. 다음 공조방식 중 냉매방식이 아닌 것은?

  1. 패키지 방식
  2. 팬코일 유닛 방식
  3. 룸 쿨러 방식
  4. 멀티유닛 방식
(정답률: 63%)
  • 냉매방식이 아닌 것은 "룸 쿨러 방식"이다. 룸 쿨러 방식은 냉매를 사용하지 않고 공기를 통해 냉각하는 방식이다. 반면, 패키지 방식, 팬코일 유닛 방식, 멀티유닛 방식은 모두 냉매를 사용하여 냉각하는 방식이다. 팬코일 유닛 방식은 냉매를 통해 냉각한 후 팬코일을 통해 공기를 냉각하는 방식이다.
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49. 습공기의 상태 변화에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 습공기를 냉각하면 건구온도와 습구온도가 감소한다.
  2. 습공기를 냉각·가습하면 상대습도와 절대습도가 증가한다.
  3. 습공기를 등온 감습하면 노점온도와 비체적이 감소한다.
  4. 습공기를 가열하면 습구온도와 상대습도가 증가한다.
(정답률: 61%)
  • "습공기를 가열하면 습구온도와 상대습도가 증가한다."가 틀린 것이다.

    습공기를 가열하면 상대습도는 감소하게 된다. 이는 가열로 인해 공기 내부의 수증기가 더 많이 증발하기 때문이다. 따라서, 습구온도는 증가하지만 상대습도는 감소하게 된다.
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50. 온수난방에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 온수의 체적팽창을 고려하여 팽창탱크를 설치한다.
  2. 보일러가 정지하여도 실내온도의 급격한 강하가 적다.
  3. 밀폐식일 경우 배관의 부식이 많아 수명이 짧다.
  4. 방열기에 공급되는 온수 온도와 유량 조절이 가능하다.
(정답률: 75%)
  • 밀폐식일 경우 배관의 부식이 많아 수명이 짧다는 것은 틀린 설명입니다. 온수난방 시스템에서는 물이 순환하면서 산화되고 부식되는 경우가 있기 때문에, 적절한 방식으로 청소와 유지보수를 해주어야 합니다. 그러나 밀폐식이냐 아니냐와는 직접적인 연관이 없습니다. 따라서, 이 보기가 틀린 이유는 부적절한 내용이 포함되어 있기 때문입니다.
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51. 두께 20mm, 열전도율 40W/mㆍK인 강판의 전달되는 두 면의 온도가 각각 200℃, 50℃ 일 때, 전열면 1m2당 전달되는 열량은?

  1. 125kW
  2. 200kW
  3. 300kW
  4. 420kW
(정답률: 72%)
  • 열전도율은 열이 전달되는 능력을 나타내는 값이므로, 열전도율이 높을수록 열이 빠르게 전달된다. 따라서 이 문제에서는 열전도율이 40W/mㆍK인 강판이 전달하는 열량을 구하는 것이다.

    열전도율이 40W/mㆍK이므로, 1m 두께의 강판에서 1℃ 온도차이가 발생할 때 전달되는 열량은 40W이다. 따라서 150℃의 온도차이가 발생하므로, 1m2당 전달되는 열량은 40W/mㆍK x 150K = 6000W = 6kW이다.

    하지만 이 문제에서는 전달되는 두 면의 온도가 각각 200℃, 50℃이므로, 전달되는 열량은 두 면의 열량을 합한 값이다. 따라서 1m2당 전달되는 열량은 6kW x 2 = 12kW이다.

    하지만 답안지에서는 단위를 kW 대신 kW를 사용하고 있으므로, 12kW를 1000으로 나누어 주면 12kW = 0.012MW이다. 따라서 정답은 "300kW"가 아니라 "12kW"이다.
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52. 보일러의 수위를 제어하는 주된 목적으로 가장 적절한 것은?

  1. 보일러의 급수장치가 동결되지 않도록 하기 위하여
  2. 보일러의 연료공급이 잘 이루어지도록 하기 위하여
  3. 보일러가 과열로 인해 손상되지 않도록 하기 위하여
  4. 보일러에서의 출력을 부하에 따라 조절하기 위하여
(정답률: 66%)
  • 보일러가 과열로 인해 손상되지 않도록 하기 위하여는 보일러 내부의 온도와 수위를 적절하게 조절하여 과열을 방지하고 안전한 운전을 유지하기 위함입니다.
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53. 송풍기의 회전수가 1500rpm인 송풍기의 압력이 300Pa이다. 송풍기 회전수를 2000rpm으로 변경할 경우 송풍기 압력은?

  1. 423.3Pa
  2. 533.3Pa
  3. 623.5 Pa
  4. 713.3Pa
(정답률: 60%)
  • 송풍기의 압력과 회전수는 다음과 같은 관계식으로 연결되어 있다.

    P1/P2 = (N1/N2)^2

    여기서 P1은 초기 압력, N1은 초기 회전수, P2는 변경된 압력, N2는 변경된 회전수를 나타낸다.

    따라서 문제에서 주어진 값에 대입하면 다음과 같다.

    300/P2 = (1500/2000)^2

    300/P2 = 0.5625

    P2 = 300/0.5625

    P2 = 533.3Pa

    따라서 송풍기 회전수를 2000rpm으로 변경할 경우 송풍기 압력은 533.3Pa가 된다.
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54. 환기 종류와 방법에 대한 연결로 틀린 것은?

  1. 제1종 환기 : 급기팬(급기기)과 배기팬(배기기)의 조합
  2. 제2종 환기 : 급기팬(급기기)과 강제 배기팬(배기기)의 조합
  3. 제3종 환기 : 자연급기와 배기팬(배기기)의 조합
  4. 자연환기(중력환기) : 자연급기와 자연배기의 조합
(정답률: 66%)
  • "제2종 환기 : 급기팬(급기기)과 강제 배기팬(배기기)의 조합"이 틀린 것이 아닙니다. 모든 보기는 환기 종류와 방법에 대한 연결을 나타내고 있으며, 제2종 환기는 급기팬과 강제 배기팬의 조합으로 이루어진다는 것이 맞습니다. 따라서 이 문제에서는 틀린 보기가 없습니다.
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55. 덕트 내의 풍속이 8m/s이고 정압이 200Pa일 때, 전압은? (단, 공기밀도는 1.2kg/m3이다.)

  1. 203.9Pa
  2. 218.4Pa
  3. 239.3Pa
  4. 238.4Pa
(정답률: 42%)
  • 전압은 공기의 속도, 밀도, 정압에 의해 결정된다. 전압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전압 = 0.5 x 공기밀도 x 속도2 + 정압

    따라서, 주어진 조건에 따라 전압을 계산하면 다음과 같다.

    전압 = 0.5 x 1.2kg/m3 x (8m/s)2 + 200Pa
    = 238.4Pa

    따라서, 정답은 "238.4Pa"이다.
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56. 습공기의 습도 표시 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 절대습도는 건공기 중에 포함된 수증기량을 나타낸다.
  2. 수증기분압은 절대습도에 반비례 관계가 있다.
  3. 상대습도는 습공기의 수증기 분압과 포화공기의 수증기 분압과의 비로 나타낸다.
  4. 비교습도는 습공기의 절대습도와 포화공기의 절대습도와의 비로 나타낸다.
(정답률: 59%)
  • "수증기분압은 절대습도에 반비례 관계가 있다."가 틀린 것이다. 실제로는 수증기분압은 온도에 비례하는 것이 맞다. 수증기분압은 일정한 온도에서 포화상태일 때의 수증기분압을 의미하며, 이는 온도에 따라 변화한다. 따라서 온도가 높아지면 수증기분압도 높아지고, 절대습도도 높아진다.
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57. 온수의 물을 에어와셔 내에서 분무시킬 때 공기의 상태 변화는?

  1. 절대습도 강하
  2. 건구온도 상승
  3. 건구온도 강하
  4. 습구온도 일정
(정답률: 51%)
  • 온수를 분무시키는 과정에서 공기는 물의 증기압에 의해 포화되게 되고, 이로 인해 공기의 상대습도가 높아지게 됩니다. 이에 따라 공기의 건구온도는 상승하게 되는데, 이는 물의 증발 열이 공기에 흡수되어 온도가 낮아지는 것과 반대의 현상입니다. 따라서 온수를 분무시키는 과정에서는 공기의 건구온도가 강하게 낮아지게 됩니다.
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58. 다음 중 전공기방식이 아닌 것은?

  1. 이중 덕트 방식
  2. 단일 덕트 방식
  3. 멀티존 유닛 방식
  4. 유인 유닛 방식
(정답률: 65%)
  • 유인 유닛 방식은 전공기가 아닌 것입니다. 이 방식은 공기를 유인하여 냉난방기를 작동시키는 방식으로, 전공기가 아닌 유인기를 사용합니다. 다른 방식들은 모두 전공기를 사용하여 공기를 처리합니다.
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59. 보일러의 집진장치 중 사이클론 집진기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연료유에 적정량의 물을 첨가하여 연소시킴으로써 완전연소를 촉진시키는 방법
  2. 배기가스에 분무수를 접촉시켜 공해물질을 흡수, 용해, 응축작용에 의해 제거하는 방법
  3. 연소가스에 고압의 직류전기를 방전하여 가스를 이온화시켜 가스 중 미립자를 집진시키는 방법
  4. 배기가스를 동심원통의 접선방향으로 선회시켜 입자를 원심력에 의해 분리배출하는 방법
(정답률: 60%)
  • 사이클론 집진기는 배기가스를 동심원통의 접선방향으로 선회시켜 입자를 원심력에 의해 분리배출하는 방법입니다. 즉, 공기와 먼지가 회전하는 원통형 구조물 안에서 회전력에 의해 중심에서 멀어지면서 먼지가 분리되어 배출되는 방식입니다.
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60. 아래 습공기 선도에 나타낸 과정과 일치하는 장치도는?

(정답률: 79%)
  • 습공기 선도에서는 공기가 압축되어 냉각되고, 그 후에 확장되어 가열되는 과정이 나타나고 있습니다. 이러한 과정을 수행하는 장치는 열력학적 냉각기(Thermoelectric Cooler)입니다. 이 장치는 전기를 통해 열을 이동시키는 효과를 이용하여 공기를 냉각하고 가열합니다. 이 중에서도 ""가 정답인 이유는, 이 장치가 습공기 선도에서 나타난 과정과 가장 일치하기 때문입니다. 즉, 이 장치는 압축된 공기를 냉각하고, 그 후에 확장된 공기를 가열하는 과정을 수행할 수 있습니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 유도전동기의 속도제어 방법이 아닌 것은?

  1. 극수변환법
  2. 역률제어법
  3. 2차 여자제어법
  4. 전원전압제어법
(정답률: 40%)
  • 역률제어법은 유도전동기의 속도를 제어하는 방법이 아닙니다. 역률제어법은 유도전동기의 효율을 높이기 위해 사용되는 제어 방법으로, 유도전동기의 출력을 일정하게 유지하면서 전력 인자를 조절하여 효율을 높이는 방법입니다. 따라서, 이 보기에서 정답은 "역률제어법"입니다.
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62. 변압기 절연내력시험이 아닌 것은?

  1. 가압시험
  2. 유도시험
  3. 절연저항시험
  4. 충격전압시험
(정답률: 44%)
  • 변압기 절연내력시험은 변압기의 절연체에 고전압을 가하여 절연내력을 측정하는 시험이지만, 절연저항시험은 절연체의 내전압을 측정하여 절연상태를 판단하는 시험이기 때문에 변압기 절연내력시험이 아닙니다.
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63. 전압을 V, 전류를 I, 저항을 R, 그리고 도체의 비저항을 ρ라 할 때 옴의 법칙을 나타낸 식은?

  1. V = R/I
  2. V = I/R
  3. V = IR
  4. V = IRρ
(정답률: 79%)
  • 옴의 법칙은 전압(V)은 전류(I)와 저항(R)의 곱으로 나타낼 수 있다는 것을 말합니다. 이는 전류가 흐르는 도체에서 전압이 발생하는 원리를 나타내는 것으로, 전압은 전류와 저항에 비례하며, 전류와 저항이 커질수록 전압도 커지게 됩니다. 따라서 옳은 정답은 "V = IR" 입니다.
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64. 그림의 블록선도에서 C(s)/R(s)를 구하면?

  1. G1G2/1+G1G2G3G4
  2. G3G4/1+G1G2G3G4
  3. G1+G2/1+G1G2+G3G4
  4. G1G2/1+G1G2+G3G4
(정답률: 70%)
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65. G(jω) = e-jω0.4 일 때 ω = 2.5rad/sec에서의 위상각은 약 몇 도인가?

  1. 28.6
  2. 42.9
  3. 57.3
  4. 71.5
(정답률: 46%)
  • G(jω) = e-jω0.4 에서 ω = 2.5rad/sec 일 때,

    G(j2.5) = e-j(2.5)(0.4) = e-j1

    위상각은 e-j1의 극좌표에서의 각도이므로, 약 -57.3도이다.

    따라서 정답은 "57.3"이다.

    이유는 e-j1의 극좌표에서의 각도가 -57.3도이기 때문이다.
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66. 제어기의 설명 중 틀린 것은?

  1. P 제어기 : 잔류편차 발생
  2. I 제어기 : 잔류편차 소멸
  3. D 제어기 : 오차예측제어
  4. PD 제어기 : 응답속도 지연
(정답률: 75%)
  • PD 제어기는 P 제어기와 D 제어기를 결합한 것으로, 오차의 크기와 변화율을 모두 고려하여 제어를 수행한다. 따라서 PD 제어기의 설명 중 "응답속도 지연"은 틀린 설명이다. PD 제어기는 P 제어기와 D 제어기의 장점을 결합한 것으로, 응답속도가 빠르고 안정적인 제어가 가능하다.
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67. 동작신호에 따라 제어 대상을 제어하기 위하여 조작량으로 변환하는 장치는?

  1. 제어요소
  2. 외란요소
  3. 피드백요소
  4. 기준입력요소
(정답률: 60%)
  • 동작신호에 따라 제어 대상을 제어하기 위해서는 제어요소가 필요합니다. 제어요소는 입력 신호를 조작량으로 변환하여 제어 대상에게 전달하는 역할을 합니다. 이를 통해 원하는 동작을 수행할 수 있습니다. 다른 보기들은 제어 시스템에서 중요한 역할을 하지만, 이 문제에서는 동작신호를 제어 대상에게 전달하기 위한 장치를 찾는 것이므로 제어요소가 정답입니다.
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68. 변압기유로 사용되는 절연유에 요구되는 특성으로 틀린 것은?

  1. 점도가 클 것
  2. 인화점이 높을 것
  3. 응고점이 낮을 것
  4. 절연내력이 클 것
(정답률: 78%)
  • 변압기유는 고온, 고압, 고전압 등의 환경에서 사용되므로 안정적인 절연성과 내구성이 요구됩니다. 따라서 점도가 클수록 유체의 안정성이 높아지고, 유체가 흐르는 속도에 따른 저항이 커져 안정적인 절연성을 유지할 수 있습니다. 따라서 "점도가 클 것"이 틀린 것입니다.
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69. 주파수 응답에 필요한 입력은?

  1. 계단 입력
  2. 램프 입력
  3. 임펄스 입력
  4. 정현파 입력
(정답률: 52%)
  • 주파수 응답은 시스템이 입력 신호의 주파수에 따라 어떻게 반응하는지를 나타내는 것이므로, 입력 신호는 반드시 주파수 성분을 가지고 있어야 한다. 따라서 주파수 응답에 필요한 입력은 주파수 성분을 가지고 있는 신호여야 하며, 이 중에서도 가장 단순하면서도 널리 사용되는 신호가 정현파 입력이다.
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70. 유도전동기를 유도발전기로 동작시켜 그 발생 전력을 전원으로 반환하여 제동하는 유도전동기 제동방식은?

  1. 발전제동
  2. 역상제동
  3. 단상제동
  4. 회생제동
(정답률: 59%)
  • 유도전동기를 회전시키는 동안 유도발전기가 발생시키는 전력을 전원으로 반환하여 제동하는 방식이 회생제동이다. 이 방식은 유도전동기가 회전하는 동안 발생하는 에너지를 전원으로 돌려주기 때문에, 전력을 절약할 수 있고, 또한 유도전동기의 부하를 줄여서 유지보수 비용을 절감할 수 있다. 따라서, 회생제동은 경제적이고 효율적인 제동 방식으로 널리 사용된다.
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71. 배율기(multiplier)의 설명으로 틀린 것은?

  1. 전압계와 병렬로 접속한다.
  2. 전압계의 측정범위가 확대된다.
  3. 저항에 생기는 전압강하원리를 이용한다.
  4. 배율기의 저항은 전압계 내부 저항보다 크다.
(정답률: 53%)
  • "전압계와 병렬로 접속한다."가 틀린 설명입니다. 배율기는 전압계와 직렬로 접속하여 사용합니다. 이는 전압계의 측정범위를 확대시키기 위한 것입니다. 배율기는 저항에 생기는 전압강하원리를 이용하여 전압을 측정합니다. 또한 배율기의 저항은 전압계 내부 저항보다 크기 때문에 전압계의 측정범위를 확대시킬 수 있습니다.
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72. SCR에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. PNPN소자이다.
  2. 스위칭 소자이다.
  3. 양방향성 사이리스터이다.
  4. 직류나 교류의 전력제어용으로 사용된다.
(정답률: 69%)
  • SCR은 양방향성 사이리스터가 아니라 단방향성 사이리스터이다. SCR은 양방향으로 전류를 흐르게 할 수는 있지만, 제어 신호는 단방향으로만 작용한다. 따라서 SCR은 단방향성 사이리스터로 분류된다.
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73. 그림과 같은 논리회로의 출력 X0에 해당하는 것은?

  1. (ABC) + (DEF)
  2. (ABC) + (D + E + F)
  3. (A + B + C)(D + E + F)
  4. (A + B + C) + (D + E + F)
(정답률: 52%)
  • 그림의 논리회로는 OR 게이트와 AND 게이트로 이루어져 있습니다. OR 게이트는 입력 중 하나 이상이 1이면 출력이 1이 되고, AND 게이트는 입력이 모두 1일 때 출력이 1이 됩니다.

    그림에서는 두 개의 OR 게이트와 한 개의 AND 게이트로 이루어진 구조를 가지고 있습니다.

    먼저, OR 게이트의 입력 A, B, C는 모두 0이 아니면 출력이 1이 됩니다. 따라서 "(A + B + C)"는 입력 A, B, C 중 하나 이상이 1일 때 1이 되는 식입니다.

    그리고, OR 게이트의 입력 D, E, F도 마찬가지로 모두 0이 아니면 출력이 1이 됩니다. 따라서 "(D + E + F)"는 입력 D, E, F 중 하나 이상이 1일 때 1이 되는 식입니다.

    이제, 두 개의 OR 게이트의 출력이 AND 게이트의 입력으로 들어가게 됩니다. AND 게이트는 입력이 모두 1일 때 1이 되므로, "(A + B + C)"와 "(D + E + F)"가 모두 1일 때 출력이 1이 됩니다.

    따라서, 전체 논리식은 "(A + B + C) + (D + E + F)"가 됩니다.
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74. 자기장의 세기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 단위 길이당 기자력과 같다.
  2. 수직단면의 자력선 밀도와 같다.
  3. 단위자극에 작용하는 힘과 같다.
  4. 자속밀도에 투자율을 곱한 것과 같다.
(정답률: 49%)
  • "자기장의 세기에 대한 설명으로 틀린 것은?"에 대한 답은 없습니다. 모든 보기는 맞는 설명입니다.

    "자속밀도에 투자율을 곱한 것과 같다."는 자기장의 세기를 나타내는 다른 방법 중 하나입니다. 자속밀도는 자기장 내에서 단위 부피당 자기력선의 개수를 나타내는 값이며, 투자율은 자기장 내에서 자기력선이 투과하는 면적의 비율을 나타내는 값입니다. 따라서 자속밀도에 투자율을 곱하면 자기장의 세기를 나타내는 값이 됩니다.
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75. 다음의 제어기기에서 압력을 변위로 변환하는 변환 요소가 아닌 것은?

  1. 스프링
  2. 벨로스
  3. 다이어프램
  4. 노즐플래퍼
(정답률: 62%)
  • 노즐플래퍼는 압력을 제어하기 위한 요소로 사용되며, 압력을 변위로 변환하는 요소가 아닙니다. 스프링, 벨로스, 다이어프램은 모두 압력을 변위로 변환하는 요소로 사용됩니다.
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76. 역률에 관한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 역률은 으로 계산할 수 있다.
  2. 역률을 이용하여 교류전력의 효율을 알 수 있다.
  3. 역률이 클수록 유효전력보다 무효전력이 커진다.
  4. 교류회로의 전압과 전류의 위상차에 코사인(cos)을 취한 값이다.
(정답률: 72%)
  • "역률이 클수록 유효전력보다 무효전력이 커진다."는 틀린 설명입니다. 역률이 클수록 유효전력과 무효전력의 비율이 커지며, 유효전력은 일정하게 유지됩니다. 역률이 1에 가까울수록 전력이 효율적으로 사용되고, 역률이 작을수록 전력의 낭비가 커집니다. 이는 역률이 전력의 효율성을 나타내는 지표이기 때문입니다.
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77. 역률 0.85 , 전류 50A, 유효전력 28kW인 3상 평형 부하의 전압은 약 몇 V 인가?

  1. 300
  2. 380
  3. 476
  4. 660
(정답률: 57%)
  • 유효전력과 역률을 이용하여 피상전력을 구하고, 피상전력과 전류를 이용하여 전압을 구할 수 있다.

    피상전력 = 유효전력 / 역률 = 28kW / 0.85 = 32.94kVA

    3상 부하의 경우, 전류는 선간 전류이므로 전류와 전압 사이의 관계는 √3을 곱해야 한다.

    전압 = 피상전력 / (√3 × 전류) = 32.94kVA / (√3 × 50A) ≈ 380V

    따라서, 정답은 "380"이다.
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78. 200V, 2kW 전열기에서 전열선의 길이를 1/2로 할경우 소비전력은 몇 kW인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 56%)
  • 전열선의 길이가 1/2로 줄어들면 전체 저항이 1/4로 감소하게 됩니다. 따라서 소비전력은 (전압의 제곱) / 저항으로 계산하면 됩니다. 전압은 200V로 일정하므로 저항이 1/4로 감소하면 소비전력은 2kW * (1/4) = 0.5kW가 됩니다. 따라서 정답은 "3"이 아닌 "4"입니다.
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79. PLC(programmable Logic Controller)의 출력부에 설치하는 것이 아닌 것은?

  1. 전자개폐기
  2. 열동계전기
  3. 시그널램프
  4. 솔레노이드밸브
(정답률: 59%)
  • PLC의 출력부는 디지털 출력 신호를 제어하는 장치들로 구성되어 있습니다. 따라서, "열동계전기"는 PLC의 출력부에 설치하는 것이 아닙니다. "열동계전기"는 온도를 측정하고 제어하기 위한 장치로서, PLC의 입력부에 설치될 수 있습니다.
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80. 자동제어계의 출력신호를 무엇이라 하는가?

  1. 조작량
  2. 목표값
  3. 제어량
  4. 동작신호
(정답률: 40%)
  • 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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5과목: 배관일반

81. 온수난방 설비의 온수배관 시공법에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기가 고일 염려가 있는 곳에는 공기배출을 고려한다.
  2. 수평배관에서 관의 지름을 바꿀 때에는 편심레듀서를 사용한다.
  3. 배관재료는 내열성을 고려한다.
  4. 팽창관에는 슬루스 밸브를 설치한다.
(정답률: 78%)
  • "팽창관에는 슬루스 밸브를 설치한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 팽창관은 온수난방 설비에서 열팽창을 흡수하기 위한 중요한 부품이며, 슬루스 밸브는 팽창관 내부의 공기를 배출하고, 필요에 따라 수위를 조절할 수 있는 밸브이다. 따라서 온수난방 설비에서 팽창관에는 슬루스 밸브를 설치하는 것이 일반적이다.
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82. 염화비닐관의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 내식성이 우수하다.
  2. 열팽창률이 작다.
  3. 가공성이 우수하다.
  4. 가볍고 관의 마찰저항이 적다.
(정답률: 73%)
  • 열팽창률이 작다는 설명이 틀린 것입니다. 염화비닐관은 내식성이 우수하고 가공성이 우수하며 가볍고 관의 마찰저항이 적은 특징을 가지고 있습니다. 그러나 열에 대한 민감도가 높아 열팽창률이 크다는 단점이 있습니다. 따라서 열에 노출되는 환경에서는 사용이 제한될 수 있습니다.
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83. 강관의 용접 접합법으로 적합하지 않은 것은?

  1. 맞대기용접
  2. 슬리브용접
  3. 플랜지용접
  4. 플라스턴용접
(정답률: 68%)
  • 플라스턴용접은 강관의 용접 접합법으로 적합하지 않습니다. 이유는 플라스턴용접은 전기적 방법으로 용접을 하기 때문에 강관의 용접에는 적합하지 않습니다. 강관의 용접에는 맞대기용접, 슬리브용접, 플랜지용접 등이 적합합니다.
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84. 통기관의 종류에서 최상부의 배수 수평관이 배수 수직관에 접속된 위치보다도 더욱 위로 배수 수직관을 끌어 올려 대기 중에 개구하여 사용하는 통기관은?

  1. 각개 통기관
  2. 루프 통기관
  3. 신정 통기관
  4. 도피 통기관
(정답률: 61%)
  • 신정 통기관은 최상부의 배수 수평관이 배수 수직관에 접속된 위치보다도 더욱 위로 배수 수직관을 끌어 올려 대기 중에 개구하여 사용하는 통기관이다. 다른 보기인 각개 통기관, 루프 통기관, 도피 통기관은 이와 다른 형태의 통기관이다.
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85. 배관에서 금속의 산화부식 방지법 중 칼로라이징(calorizing)법이란?

  1. 크롬(Cr)을 분말상태로 배관외부에 침투시키는 방법
  2. 규소(Si)를 분말상태로 배관외부에 침투시키는 방법
  3. 알루미늄(Al)을 분말상태로 배관외부에 침투시키는 방법
  4. 구리(Cu)를 분말상태로 배관외부에 침투시키는 방법
(정답률: 63%)
  • 칼로라이징(calorizing)법은 알루미늄(Al)을 분말상태로 배관외부에 침투시키는 방법이다. 이는 알루미늄이 고온에서 산화되어 알루미나(Al2O3)가 생성되는 성질을 이용하여 배관의 표면을 알루미나로 덮어서 산화부식을 방지하는 방법이다.
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86. 밀폐 배관계에서는 압력계획이 필요하다. 압력계획을 하는 이유로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 운전 중 배관계 내에 대기압보다 낮은 개소가 있으면 접속부에서 공기를 흡입할 우려가 있기 때문에
  2. 운전 중 수온에 알맞은 최소압력 이상으로 유지하지 않으면 순환수 비등이나 플래시 현상 발생우려가 있기 때문에
  3. 수온의 변화에 의한 체적의 팽창·수축으로 배관 각부에 악영향을 미치기 때문에
  4. 펌프의 운전으로 배관계 각 부의 압력이 감소하므로 수격작용, 공기정체 등의 문제가 생기기 때문에
(정답률: 57%)
  • 밀폐 배관계에서는 압력이 유지되어야 하는데, 펌프의 운전으로 인해 배관계 각 부의 압력이 감소하면 수격작용, 공기정체 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 압력계획이 필요하다.
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87. 고압 배관용 탄소 강관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 9.8MPa이상에 사용하는 고압용 강관이다.
  2. KS 규격기호로 SPPH라고 표시한다.
  3. 치수는 호칭지름 × 호칭두께(Sch No) × 바깥지름으로 표시하며, 림드강을 사용하여 만든다.
  4. 350℃ 이하에서 내연기관용 연료분사관, 화학공업의 고압배관용으로 사용된다.
(정답률: 64%)
  • "치수는 호칭지름 × 호칭두께(Sch No) × 바깥지름으로 표시하며, 림드강을 사용하여 만든다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 고압 배관용 탄소 강관의 특징 중 하나로, 호칭지름, 호칭두께, 바깥지름 등의 치수를 표시하는 방법과 림드강을 사용하여 만든다는 것이 포함되어 있기 때문입니다.
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88. 동관의 외경 산출공식으로 바르게 표시된 것은?

  1. 외경 = 호칭경(인치) + 1/8(인치)
  2. 외경 = 호칭경(인치) × 25.4
  3. 외경 = 호칭경(인치) + 1/4(인치)
  4. 외경 = 호칭경(인치) × 3/4 + 1/8(인치)
(정답률: 63%)
  • 정답은 "외경 = 호칭경(인치) + 1/8(인치)"이다.

    이유는 호칭경은 실제 지름보다 약간 작게 측정되기 때문에, 이를 보완하기 위해 1/8인치를 더해주는 것이다. 예를 들어, 호칭경이 1인치인 경우, 실제 지름은 1.125인치가 된다. 따라서 외경을 구할 때에는 이 보정값을 더해주어야 한다.
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89. 배수트랩의 봉수파괴 원인 중 트랩 출구 수직배관부에 머리카락이나 실 등이 걸려서 봉수가 파괴되는 현상과 관련된 작용은?

  1. 사이펀작용
  2. 모세관작용
  3. 흡인작용
  4. 토출작용
(정답률: 67%)
  • 머리카락이나 실 등이 걸려서 봉수가 파괴되는 현상은 모세관작용과 관련이 있습니다. 모세관작용은 작은 관(모세관) 안에서 액체가 움직일 때 생기는 현상으로, 표면장력과 접촉면적이 작아지면서 액체가 작은 구멍으로 흘러들어가는 현상입니다. 이러한 모세관작용으로 인해 머리카락이나 실 등이 봉수 출구 수직배관부에 걸리면, 봉수 안의 액체가 모세관작용에 의해 빠르게 흘러들어가면서 봉수가 파괴되는 것입니다.
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90. 60℃ 의 물 200L와 15℃ 의 물 100L를 혼합하였을 때 최종온도는?

  1. 35℃
  2. 40℃
  3. 45℃
  4. 50℃
(정답률: 72%)
  • 물의 온도와 양에 따른 열의 양은 다음과 같은 관계식으로 나타낼 수 있습니다.

    열의 양 = 물의 양 × 물의 온도 × 1

    따라서, 60℃의 물 200L와 15℃의 물 100L를 혼합하면 다음과 같은 식이 성립합니다.

    (60 × 200 + 15 × 100) ÷ (200 + 100) = 45

    즉, 두 물의 열의 양을 합한 후, 전체 물의 양으로 나누어 평균 온도를 구하면 최종 온도는 45℃가 됩니다.
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91. 가스 사용시설의 배관설비 기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관의 재료와 두께는 사용하는 도시가스의 종류, 온도, 압력에 적절한 것일 것
  2. 배관을 지하에 매설하는 경우에는 지면으로부터 0.6m 이상의 거리를 유지할 것
  3. 배관은 누출된 도시가스가 체류되지 않고 부식의 우려가 없도록 안전하게 설치할 것
  4. 배관은 움직이지 않도록 고정하되 호칭지름이 13mm 미만의 것에는 2m마다, 33mm 이상의 것에는 5m마다 고정장치를 할 것
(정답률: 72%)
  • 배관의 호칭지름이 13mm 이상 33mm 미만인 경우에는 2m마다 고정장치를 할 것이 아니라, 3m마다 고정장치를 해야 한다는 것이 틀린 것이다.
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92. 강관작업에서 아래 그림처럼 15A 나사용 90° 엘보 2개를 사용하여 길이가 200mm가 되게 연결 작업을 하려고 한다. 이때 실제 15A 강관의 길이는? (단, a : 나사가 물리는 최소길이는 11mm, A : 이음쇠의 중심에서 단면까지의 길이는 27mm로 한다.)

  1. 142mm
  2. 158mm
  3. 168mm
  4. 176mm
(정답률: 67%)
  • 먼저, 90° 엘보 2개를 사용하면 총 길이가 2A = 54mm 늘어납니다. 그리고 나사가 물리는 최소길이인 a = 11mm 를 고려해야 합니다. 따라서, 실제 강관의 길이는 200mm - 54mm - 11mm = 135mm 입니다. 하지만, 강관의 길이는 이음쇠의 중심에서 단면까지의 길이인 A = 27mm 만큼 더해져야 합니다. 따라서, 실제 강관의 길이는 135mm + 27mm = 162mm 입니다. 하지만, 보기에서는 168mm 이 정답으로 주어졌으므로, 이는 계산상의 오차로 인한 값일 가능성이 높습니다.
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93. 급탕배관 시공에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관의 굽힘 부분에는 벨로스 이음을 한다.
  2. 하향식 급탕주관의 최상부에는 공기빼기 장치를 설치한다.
  3. 팽창관의 관경은 겨울철 동결을 고려하여 25A 이상으로 한다.
  4. 단관식 급탕배관 방식에는 상향배관, 하향배관 방식이 있다.
(정답률: 66%)
  • "배관의 굽힘 부분에는 벨로스 이음을 한다."이 틀린 것이다. 배관의 굽힘 부분에는 일반적으로 벨로우(벨로스) 부분이 사용된다. 이는 배관의 길이 변화에 따른 변형을 흡수하기 위한 것이다. 벨로우 부분은 벨로우 캡과 벨로우 본으로 구성되어 있다. 벨로우 캡은 벨로우 부분을 감싸주는 캡 형태의 부품이며, 벨로우 본은 캡과 연결되어 배관의 길이 변화에 따라 늘어나거나 줄어들 수 있는 탄성 부품이다.
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94. 통기관의 설치 목적으로 가장 적절한 것은?

  1. 배수의 유속을 조절한다.
  2. 배수 트랩의 봉수를 보호한다.
  3. 배수관 내의 진공을 완화한다.
  4. 배수관 내의 청결도를 유지한다.
(정답률: 63%)
  • 통기관은 배수관 내의 공기를 유입하여 배수 트랩의 봉수를 보호하는 역할을 합니다. 배수 트랩은 물이 흐르는 동안 물과 함께 공기도 함께 흐르는데, 이때 통기관을 통해 공기를 유입하면 봉수가 파괴되는 것을 방지할 수 있습니다. 따라서 "배수 트랩의 봉수를 보호한다."가 가장 적절한 설치 목적입니다.
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95. 급수방식 중 압력탱크 방식의 특징으로 틀린 것은?

  1. 높은 곳에 탱크를 설치할 필요가 없으므로 건축물의 구조를 강화할 필요가 없다.
  2. 탱크의 설치위치에 제한을 받지 않는다.
  3. 조작상 최고, 최저의 압력차가 없으므로 급수압이 일정하다.
  4. 옥상탱크에 비해 펌프의 양정이 길어야하므로 시설비가 많이 든다.
(정답률: 53%)
  • "옥상탱크에 비해 펌프의 양정이 길어야하므로 시설비가 많이 든다."가 틀린 것입니다. 압력탱크 방식은 탱크 내부에 공기압을 유지하면서 물을 저장하고, 일정 압력 이하가 되면 자동으로 펌프가 가동되어 물을 공급합니다. 따라서 펌프의 양정이 길어지는 것은 아니며, 시설비도 비교적 적게 듭니다.
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96. 일반적으로 배관계의 지지에 필요한 조건으로 틀린것은?

  1. 관과 관내 유체 및 그 부속장치, 단열피복 등의 합계 중량을 지지하는데 충분해야 한다.
  2. 온도변화에 의한 관의 신축에 대하여 적응할 수 있어야 한다.
  3. 수격현상 또는 외부에서의 진동, 동요에 대해서 견고하게 대응할 수 있어야 한다.
  4. 배관계의 소음이나 진동에 의한 영향을 다른 배관계에 전달하여야 한다.
(정답률: 80%)
  • 배관계의 소음이나 진동에 의한 영향을 다른 배관계에 전달하여야 한다는 것은 올바른 조건입니다. 이는 인접한 배관계나 건물 구조물 등에 소음이나 진동이 전달되어 불편을 초래할 수 있기 때문입니다. 따라서 지지 설계 시 이러한 영향을 최소화할 수 있는 방법을 고려해야 합니다.
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97. 냉매배관 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 굽힘부의 굽힘반경을 작게 한다.
  2. 배관 속에 기름이 고이지 않도록 한다.
  3. 배관에 큰 응력 발생의 염려가 있는 곳에는 루프형 배관을 해 준다.
  4. 다른 배관과 달라서 벽 관통 시에는 슬리브를 사용하여 보온 피복한다.
(정답률: 74%)
  • "굽힘부의 굽힘반경을 작게 한다."가 틀린 것이 아니라 올바른 주의사항이다. 굽힘부의 굽힘반경을 작게 하면 배관이 더욱 유연해지고, 설치 및 유지보수가 용이해진다. 이는 배관의 변형을 최소화하고, 응력 집중을 방지하여 배관의 수명을 연장시키는 효과가 있다.
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98. 지역난방의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 대기 오염물질이 증가한다.
  2. 도시의 방재수준 향상이 가능하다.
  3. 사용자에게는 화재에 대한 우려가 적다.
  4. 대규모 열원기기를 이용한 에너지의 효율적 이용이 가능하다.
(정답률: 77%)
  • "사용자에게는 화재에 대한 우려가 적다."가 틀린 것이다. 지역난방은 중앙에서 열을 생산하고 이를 지하나 지상으로 연결된 파이프를 통해 건물에 전달하여 난방하는 시스템이다. 이 때, 파이프가 녹거나 파열되어 물이 새어나오면 화재의 위험이 있으므로 사용자는 화재에 대한 우려가 있을 수 있다. 대기 오염물질이 증가하는 이유는 지역난방 시스템에서 발생하는 연기, 먼지, 이산화탄소 등의 오염물질이 건물 주변에 농축되기 때문이다.
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99. 동관작업용 사이징 툴(sizing tool)공구에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 동관의 확관용 공구
  2. 동관의 끝부분을 원형으로 정형하는 공구
  3. 동관의 끝을 나팔형으로 만드는 공구
  4. 동관 절단 후 생긴 거스러미를 제거하는 공구
(정답률: 69%)
  • 동관작업용 사이징 툴은 동관의 끝부분을 원형으로 정형하는 공구입니다.
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100. 급탕배관 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 구배는 중력순환식인 경우 1/150 , 강제순환식에서는 1/200 로 한다.
  2. 배관의 굽힘 부분에는 스위블 이음으로 접합한다.
  3. 상향배관인 경우 급탕관은 하향구배로 한다.
  4. 플랜지에 사용되는 패킹은 내열성재료를 사용한다.
(정답률: 67%)
  • "상향배관인 경우 급탕관은 하향구배로 한다."가 틀린 것이다. 실제로는 상향배관인 경우 급탕관도 상향구배로 한다. 이유는 상향배관에서는 물이 위로 흐르기 때문에 급탕관도 상향구배로 설치해야 한다.
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