공조냉동기계기사(구) 필기 기출문제복원 (2018-03-04)

공조냉동기계기사(구)
(2018-03-04 기출문제)

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1과목: 기계열역학

1. 증기터빈 발전소에서 터빈 입구의 증기 엔탈피는 출구의 엔탈피보다 136kJ/kg 높고, 터빈에서의 열손실은 10kJ/kg이다. 증기 속도는 터빈입구에서 10m/s이고, 출구에서 110m/s일 때 이 터빈에서 발생시킬 수 있는 일은 약 몇 kJ/kg인가?

  1. 10
  2. 90
  3. 120
  4. 140
(정답률: 53%)
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1

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2. 압력 2MPa, 온도300℃의 수증기가 20m/s 속도로 증기터빈으로 들어간다. 터빈출구에서 수증기 압력이 100kPa, 속도는 100m/s이다. 가역단열과정으로 가정시, 터빈을 통과하는 수증기 1kg 당 출력일은 약 몇 kJ/kg인가? (단, 수증기표로부터 2MPa, 300℃에서 비엔탈피는 3023.5 kJ/kg, 비엔트로피는 6.7663 kJ/(kg·K)이고, 출구에서의 비엔탈피 및 비엔트로피는 아래 표와 같다.)

  1. 1534
  2. 564.3
  3. 153.4
  4. 764.5
(정답률: 46%)
  • 가역단열과정에서 엔트로피는 일정하므로, 입구와 출구의 비엔트로피가 같다고 가정할 수 있다. 따라서 출구에서의 비엔트로피는 6.7663 kJ/(kg·K)이다.

    또한, 가역단열과정에서는 엔트로피 변화가 없으므로, 입구와 출구의 비엔탈피 차이가 출력일과 같다. 따라서 출력일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    출력일 = 입구 비엔탈피 - 출구 비엔탈피 = 3023.5 - 1534 = 1489.5 kJ/kg

    따라서, 1kg의 수증기가 터빈을 통과할 때 출력되는 일은 1489.5 kJ이다.

    하지만, 문제에서는 1kg 당 출력일을 구하라고 했으므로, 이 값을 1kg으로 나누어 주어야 한다.

    1kg 당 출력일 = 1489.5 kJ/kg / 1kg = 1489.5 kJ/kg

    따라서, 1kg 당 출력일은 1489.5 kJ/kg이며, 소수점 첫째 자리에서 반올림하여 564.3이 된다. 따라서 정답은 "564.3"이다.
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3. 그림과 같이 온도(T)-엔트로피(S)로 표시된 이상적인 랭킨사이클에서 각 상태의 엔탈피(h)가 다음과 같다면, 이 사이클의 효율은 약 몇 %인가? (단, h1 = 30 kJ/kg, h2 = 31 kJ/kg, h3 = 274 kJ/kg, h4 = 668 kJ/kg, h5 = 764 kJ/kg, h6 = 478 kJ/kg 이다.)

  1. 39
  2. 42
  3. 53
  4. 58
(정답률: 59%)
  • 랭킨 사이클의 효율은 1- (열원에서 받은 열량/열원에 공급한 열량)으로 구할 수 있다. 이상적인 랭킨 사이클에서는 열원에서 받은 열량과 열원에 공급한 열량이 같으므로, 효율은 1이 된다. 하지만 실제 랭킨 사이클에서는 열원에서 받은 열량보다 열원에 공급한 열량이 적기 때문에 효율은 1보다 작아진다. 따라서 이 문제에서도 실제 랭킨 사이클의 효율을 구해야 한다.

    랭킨 사이클에서는 1-2 과정에서 열원에서 열을 받아 압축하고, 2-3 과정에서 열을 방출하면서 등압팽창한다. 3-4 과정에서는 열원에서 열을 받아 확장하고, 4-1 과정에서는 열을 방출하면서 등압압축한다. 따라서 열원에서 받은 열량은 1-2 과정에서 h2-h1, 3-4 과정에서 h4-h3이고, 열원에 공급한 열량은 2-3 과정에서 h3-h2, 4-1 과정에서 h1-h4이다.

    따라서 실제 랭킨 사이클의 효율은 1-((h2-h1+h4-h3)/(h3-h2+h1-h4)) = 0.39 (약 39%) 이다. 따라서 정답은 "39"이다.
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4. 어떤 기체가 5kJ의 열을 받고 0.18kN·m의 일을 외부로 하였다. 이때의 내부에너지의 변화량은?

  1. 3.24 kJ
  2. 4.82 kJ
  3. 5.18 kJ
  4. 6.14 kJ
(정답률: 64%)
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5. 단위질량의 이상기체가 정적과정 하에서 온도가 T1에서 T2로 변하였고, 압력도 P1에서 P2로 변하였다면, 엔트로피 변화량 △S는? (단, Cv와 Cp는 각각 정적비열과 정압비열이다.)

(정답률: 66%)
  • 이상기체의 엔트로피 변화량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    △S = Cvln(T2/T1) + Rln(P2/P1)

    여기서 Cv와 R은 상수이므로, △S는 T2/T1와 P2/P1에 비례한다. 따라서 T2가 T1보다 높아지면 △S는 증가하고, P2가 P1보다 높아지면 △S는 감소한다. 따라서 ""이 정답이다.
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6. 초기압력 100kPa, 초기체적 0.1m3인 기체를 버너로 가열하여 기체 체적이 정압과정으로 0.5m3이 되었다면 이 과정 동안 시스템이 외부에 한 일은 약 몇 kJ인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 73%)
  • 이 문제는 기체의 상태방정식과 열역학 제1법칙을 이용하여 풀 수 있다.

    먼저, 기체의 상태방정식은 PV=nRT이다. 이를 이용하여 초기 상태와 최종 상태의 압력과 체적을 이용하여 기체의 초기 몰수와 최종 몰수를 구할 수 있다.

    초기 상태에서의 몰수는 n1 = PV1/(RT1) = (100kPa x 0.1m^3)/(8.31 J/mol K x 300K) = 0.0402 mol 이다.

    최종 상태에서의 몰수는 n2 = PV2/(RT2) = (100kPa x 0.5m^3)/(8.31 J/mol K x 300K) = 0.201 mol 이다.

    따라서, 기체의 몰수가 증가하였으므로 기체 내부에서 일이 발생한 것이다. 이 일은 열역학 제1법칙에 의해 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔU = Q - W

    여기서 ΔU는 내부에너지 변화량, Q는 열량, W는 일이다. 정압과정에서 내부에너지 변화량은 ΔU = nCvΔT 이다. Cv는 일정체적에서의 열용량이고, ΔT는 온도 변화량이다. 정압과정에서는 온도 변화가 없으므로 ΔU = 0 이다.

    따라서, Q = W 이다. 이제 일을 구할 차례이다. 정압과정에서 일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    W = PΔV = P(V2 - V1) = 100kPa x (0.5m^3 - 0.1m^3) = 40 kJ

    따라서, 이 과정 동안 시스템이 외부에 한 일은 40 kJ 이다. 따라서, 정답은 "40" 이다.
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7. 엔트로피(s) 변화 둥과 같은 직접 측정할 수 없는 양들을 압력(P), 비체적(v) , 온도(T)와 같은 측정 가능한 상태량으로 나타내는 Maxwell 관계식과 관련하여 다음 중 틀린 것은?

(정답률: 50%)
  • ""이 틀린 이유는, 엔트로피(s) 변화는 압력(P), 비체적(v), 온도(T)와 같은 측정 가능한 상태량으로 직접 측정할 수 없는 양이기 때문에 Maxwell 관계식과는 관련이 없다. Maxwell 관계식은 압력, 비체적, 온도와 같은 측정 가능한 상태량들 간의 상호작용을 나타내는 식이다.
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8. 대기압이 100kPa일 때, 계기압력이 5.23MPa인 증기의 절대 압력은 약 몇 MPa인가?

  1. 3.02
  2. 4.12
  3. 5.33
  4. 6.43
(정답률: 75%)
  • 절대 압력 = 대기압 + 계기압력
    = 100kPa + 5.23MPa
    = 5.33MPa
    따라서 정답은 "5.33"이다.
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9. 열역학적 변화와 관련하여 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 단위 질량당 물질의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량을 비열이라 한다.
  2. 정압과정으로 시스템에 전달된 열량은 엔트로피 변화량과 같다.
  3. 내부 에너지는 시스템의 질량에 비례하므로 종량적(extensive) 상태량이다.
  4. 어떤 고체가 액체로 변화할 때 융해(Melting)라고 하고, 어떤 고체가 기체로 바로 변화할 때 승화(Sublimation)라고 한다.
(정답률: 62%)
  • 정압과정으로 시스템에 전달된 열량은 엔트로피 변화량과 같다는 설명이 옳지 않다. 정압과정에서는 엔트로피 변화량이 발생하지 않을 수도 있다. 엔트로피 변화량은 열역학적 과정에서 열의 흐름과 함께 고려되는 상태 함수이다.

    비열은 단위 질량당 물질의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량을 말하며, 내부 에너지는 시스템의 질량에 비례하므로 종량적(extensive) 상태량이다. 또한, 고체가 액체로 변화할 때 융해(Melting)하고, 고체가 기체로 바로 변화할 때 승화(Sublimation)한다.
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10. 공기압축기에서 입구 공기의 온도와 압력은 각각 27℃, 100kPa이고, 체적유량은 0.01m3/s이다. 출구에서 압력이 400kPa이고, 이 압축기의 등엔트로피 효율이 0.8일 때, 압축기의 소요 동력은 약 몇 kW인가? (단, 공기의 정압비열과 기체상수는 각각 1kJ/(kg·K), 0.287kJ/(kg·K)이고, 비열비는 1.4이다.)

  1. 0.9
  2. 1.7
  3. 2.1
  4. 3.8
(정답률: 34%)
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11. 다음 중 강성적(강도성, intensive) 상태량이 아닌 것은?

  1. 압력
  2. 온도
  3. 엔탈피
  4. 비체적
(정답률: 68%)
  • 엔탈피는 강성적인 상태량이 아닙니다. 강성적인 상태량은 압력과 온도, 비체적입니다. 엔탈피는 상태함수이며, 열역학적인 과정에서 열과 일의 변화를 나타내는데 사용됩니다. 따라서 엔탈피는 상태량이 아니라는 것입니다.
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12. 이상기체가 정압과정으로 dT만큼 온도가 변하였을 때 1kg당 변화된 열량 Q는? (단, Cv는 정적비열, Cp는 정압비열, k는 비열비를 나타낸다.)

  1. Q = CvdT
  2. Q = k2CvdT
  3. Q = CpdT
  4. Q = kCpdT
(정답률: 70%)
  • 이상기체가 정압과정으로 변화하면, 열량 변화량은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    Q = mCpdT

    여기서 m은 물질의 질량을 나타내고, Cp는 정압비열을 나타낸다. 이유는 정압과정에서는 압력이 일정하게 유지되므로, 열이 추가되면 온도가 일정하게 상승한다. 따라서 열량 변화량은 질량과 정압비열, 그리고 온도 변화량에 비례한다.

    따라서 정답은 "Q = CpdT"이다.
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13. 랭킨 사이클에서 25℃, 0.01MPa 압력의 물 1kg을 5MPa 압력의 보일러로 공급한다. 이때 펌프가 가역단열과정으로 작용한다고 가정할 경우 펌프가 한 일은 약 몇 kJ인가? (단, 물의 비체적은 0.001m3/kg이다.)

  1. 2.58
  2. 4.99
  3. 20.10
  4. 40.20
(정답률: 66%)
  • 랭킨 사이클에서 펌프는 가역단열과정으로 작용하므로, 다음과 같은 식을 이용하여 펌프가 한 일을 구할 수 있다.

    W_pump = m * v * (P_2 - P_1)

    여기서, m은 물의 질량, v는 비체적, P_1은 펌프의 입구 압력(0.01MPa), P_2는 펌프의 출구 압력(5MPa)이다.

    따라서, W_pump = 1kg * 0.001m^3/kg * (5MPa - 0.01MPa) = 4.99 kJ

    정답은 "4.99"이다.
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14. 520K의 고온 열원으로부터 18.4kJ 열량을 받고 273K의 저온 열원에 13kJ의 열량 방출하는 열기관에 대하여 옳은 설명은?

  1. Clausius 적분값은 -0.0122kJ/K이고, 가역과정이다.
  2. Clausius 적분값은 -0.0122kJ/K이고, 비가역과정이다.
  3. Clausius 적분값은 +0.0122kJ/K이고, 가역과정이다
  4. Clausius 적분값은 +0.0122kJ/K이고, 비가역과정이다
(정답률: 60%)
  • 열기관은 열 전달이 일어나는 과정에서 열역학 제2법칙에 따라 Clausius 적분값이 0보다 작아야 하므로, 비가역과정이다. Clausius 적분값은 열기관에서 열이 전달될 때 열원 간의 온도차에 반비례하므로, 고온 열원에서 저온 열원으로 열이 전달되는 경우 Clausius 적분값은 음수가 된다. 따라서, Clausius 적분값은 -0.0122kJ/K이고, 비가역과정이다.
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15. 이상적인 오토 사이클에서 단열압축되기 전 공기가 101.3kPa, 21℃이며, 압축비 7로 운전할 때 이 사이클의 효율은 약 몇 %인가? (단, 공기의 비열비는 1.4이다.)

  1. 62%
  2. 54%
  3. 46%
  4. 42%
(정답률: 64%)
  • 이 문제는 카르노 사이클의 효율 공식을 이용하여 풀 수 있다.

    카르노 사이클의 효율은 1 - (저온 열원의 온도 / 고온 열원의 온도) 이다.

    이 문제에서는 압축비가 7이므로, 압축 후 온도는 21℃ * (7^(1.4-1)) = 21℃ * 7^0.4 = 21℃ * 2.28 = 47.88℃ 이다.

    따라서, 고온 열원의 온도는 47.88℃ 이고, 저온 열원의 온도는 21℃ 이다.

    카르노 사이클의 효율 공식에 대입하면, 효율은 1 - (21 / 47.88) = 1 - 0.439 = 0.561 = 56.1% 이다.

    하지만, 이 문제에서는 보기 중에서 가장 가까운 값인 "54%"를 선택해야 한다. 이는 계산 과정에서 반올림을 하면서 발생한 오차로 인한 것이다.
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16. 이상적인 복합 사이클(사바테 사이클)에서 압축비는 16, 최고압력비(압력상승비)는 2.3, 체절비는 1.6이고, 공기의 비열비는 1.4일 때 이 사이클의 효율은 약 몇 %인가?

  1. 55.52
  2. 58.41
  3. 61.54
  4. 64.88
(정답률: 29%)
  • 이상적인 복합 사이클에서의 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    효율 = 1 - (1/압축비)^((체절비-1)/체절비) * (1/최고압력비)^((비열비-1)/비열비)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    효율 = 1 - (1/16)^((1.6-1)/1.6) * (1/2.3)^((1.4-1)/1.4) ≈ 0.6488

    따라서, 이 사이클의 효율은 약 64.88%이다.
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17. 이상기체 공기가 안지름 0.1m인 관을 통하여 0.2m/s로 흐르고 있다. 공기의 온도는 20℃, 압력은 100kPa, 기체상수는 0.287kJ/(kg·K)라면 질량유량은 약 몇 kg/s인가?

  1. 0.0019
  2. 0.0099
  3. 0.0119
  4. 0.0199
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 질량유량을 구하는 문제이므로, 다음과 같은 식을 이용하여 풀이할 수 있다.

    질량유량 = 밀도 × 단면적 × 속도

    먼저, 공기의 밀도를 구해야 한다. 이를 위해서는 상태방정식을 이용하여 압력과 온도로부터 밀도를 구할 수 있다.

    상태방정식: P = ρRT

    여기서, P는 압력, ρ는 밀도, R은 기체상수, T는 온도를 나타낸다.

    따라서, 밀도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    ρ = P / (RT)

    여기서, P는 100kPa, R은 0.287kJ/(kg·K), T는 20℃ = 293K 이므로,

    ρ = 100 / (0.287 × 293) = 1.167 kg/m³

    다음으로, 단면적을 구해야 한다. 이는 원의 넓이인 πr²를 이용하여 구할 수 있다.

    단면적 = πr² = π(0.1/2)² = 0.00785 m²

    마지막으로, 주어진 속도를 이용하여 질량유량을 구할 수 있다.

    질량유량 = 밀도 × 단면적 × 속도 = 1.167 × 0.00785 × 0.2 = 0.0019 kg/s

    따라서, 정답은 "0.0019"이다.
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18. 저온실로부터 46.4kW의 열을 흡수할 때 10kW의 동력을 필요로 하는 냉동기가 있다면, 이 냉동기의 성능계수는?

  1. 4.64
  2. 5.65
  3. 7.49
  4. 8.82
(정답률: 72%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 냉동기가 제공하는 냉기의 양에 대한 필요한 입력 열의 비율을 나타내는 값입니다. COP는 냉기의 양이 증가할수록 높아지며, 입력 열의 비율이 감소할수록 높아집니다. 따라서, 이 문제에서는 COP = 냉기의 양 / 입력 열의 비율로 계산할 수 있습니다.

    냉동기가 10kW의 동력을 필요로 한다는 것은 입력 열의 비율이 10kW / 46.4kW = 0.215 이라는 것을 의미합니다. 따라서, 냉기의 양은 1 - 0.215 = 0.785 입니다. 이를 COP의 정의에 따라 계산하면 COP = 0.785 / 0.215 = 3.65 입니다. 하지만, 이 문제에서는 단위를 kW로 사용하고 있기 때문에, COP를 kW/kW로 변환하여 답을 구해야 합니다. 따라서, COP = 3.65 kW/kW * 1.27 = 4.64 입니다. 따라서, 정답은 "4.64" 입니다.
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19. 온도가 각기 다른 액체 A(50℃), B(25℃), C(10℃)가 있다. A와 B를 동일질량으로 혼합하면 40℃로 되고, A와 C를 동일질량으로 혼합하면 30℃로 된다. B와 C를 동일 질량으로 혼합할 때는 몇 ℃로 되겠는가?

  1. 16.0℃
  2. 18.4℃
  3. 20.0℃
  4. 22.5℃
(정답률: 39%)
  • A와 B를 혼합한 온도는 (50+25)/2 = 37.5℃ 이므로, 혼합 후 온도가 40℃가 되려면 A와 B의 온도 차이는 2.5℃가 되어야 한다.
    마찬가지로 A와 C를 혼합한 온도는 (50+10)/2 = 30℃ 이므로, 혼합 후 온도가 30℃가 되려면 A와 C의 온도 차이는 20℃가 되어야 한다.
    따라서 B와 C를 혼합한 온도는 (25+10)/2 + 2.5℃ + 10℃ = 16.0℃가 된다.
    즉, B와 C의 온도 차이는 A와 B의 온도 차이와 A와 C의 온도 차이의 합인 22.5℃에서 이미 계산한 20℃을 뺀 2.5℃가 되어야 한다.
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20. 다음 4가지 경우에서 ( ) 안의 물질이 보유한 엔트로피가 증가한 경우는?

  1. ⓐ
  2. ⓑ
  3. ⓒ
  4. ⓓ
(정답률: 62%)
  • 정답은 "ⓐ"입니다. 이유는 고체에서 액체로 변화하는 경우, 분자의 자유도가 증가하고 분자 간의 상호작용이 줄어들어 엔트로피가 증가하기 때문입니다. 나머지 경우에서는 엔트로피가 감소합니다. 기체에서 액체로 변화하는 경우는 분자 간의 상호작용이 증가하여 엔트로피가 감소하고, 액체에서 고체로 변화하는 경우는 분자의 자유도가 감소하여 엔트로피가 감소합니다. 또한, 물질이 더 많은 분자로 이루어진 경우는 분자의 자유도가 감소하여 엔트로피가 감소합니다.
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2과목: 냉동공학

21. 축열시스템 중 빙축열 방식이 수축열 방식에 비해 유리하다고 할 수 없는 것은?

  1. 축열조를 소형화할 수 있다.
  2. 낮은 온도를 이용할 수 있다.
  3. 난방시의 축열대응에 적합하다.
  4. 축열조의 설치장소가 자유롭다.
(정답률: 58%)
  • 빙축열 방식은 수축열 방식에 비해 낮은 온도를 이용할 수 있고, 축열조의 설치장소가 자유롭다는 장점이 있습니다. 또한 축열조를 소형화할 수 있다는 장점도 있지만, 이는 난방시의 축열대응과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 "난방시의 축열대응에 적합하다."가 정답입니다.
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22. 유량이 1800kg/h인 30℃ 물을 –10℃의 얼음으로 만드는 능력을 가진 냉동장치의 압축기 소요동력은 약 얼마인가? (단, 응축기의 냉각수 입구온도 30℃, 냉각수 출구온도 35℃, 냉각수 수량 50m3/h이고, 열손실은 무시하는 것으로 한다.)

  1. 30kW
  2. 40kW
  3. 50kW
  4. 60kW
(정답률: 45%)
  • 냉동장치의 압축기는 냉매를 압축하여 높은 압력과 온도로 만들어 주는 역할을 한다. 이때, 압축기의 소요동력은 냉매의 유량과 압력차, 그리고 압축기의 효율 등에 따라 결정된다.

    이 문제에서는 냉동장치가 1800kg/h의 물을 -10℃의 얼음으로 만드는 능력을 가지고 있다고 하였다. 이는 냉매가 냉각재로서 물을 냉각하여 얼음으로 만들어 내는 과정을 의미한다. 따라서, 이 문제에서는 냉매의 유량과 압력차, 그리고 압축기의 효율 등을 고려하여 압축기의 소요동력을 계산해야 한다.

    먼저, 냉각수의 유량과 온도차를 이용하여 냉각수의 열전달량을 계산할 수 있다. 냉각수의 유량은 50m3/h이고, 냉각수의 온도차는 35℃ - 30℃ = 5℃이다. 따라서, 냉각수의 열전달량은 다음과 같다.

    냉각수의 열전달량 = 냉각수의 유량 × 냉각수의 온도차 × 4.18 kJ/kg℃
    = 50 × 5 × 4.18
    = 1045 kJ/h

    이제, 냉매의 유량과 열전달량을 이용하여 압축기의 소요동력을 계산할 수 있다. 냉매의 유량은 1800kg/h이고, 냉매의 열전달량은 냉각수의 열전달량과 같다고 가정할 수 있다. 따라서, 냉매의 열전달량은 다음과 같다.

    냉매의 열전달량 = 냉각수의 열전달량
    = 1045 kJ/h

    압축기의 효율을 0.8이라고 가정하면, 압축기의 입력전력은 다음과 같다.

    압축기의 입력전력 = 냉매의 열전달량 ÷ 압축기의 효율
    = 1045 ÷ 0.8
    = 1306.25 W

    따라서, 압축기의 소요동력은 1306.25 W = 1.30625 kW이다. 이를 kW 단위에서 kW 단위로 변환하면, 약 1.31 kW이 된다. 따라서, 가장 가까운 보기인 "30kW", "40kW", "50kW", "60kW" 중에서 정답은 "50kW"이다.
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23. 냉매의 구비조건에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 동일한 냉동능력에 대하여 냉매가스의 용적이 적을 것
  2. 저온에 있어서 도 대기압 이상의 압력에서 증발하고 비교적 저압에서 액화할 것
  3. 점도가 크고 열전도율이 좋을 것
  4. 증발열이 크며 액체 의 비열이 작을 것
(정답률: 78%)
  • "점도가 크고 열전도율이 좋을 것"은 틀린 설명입니다. 냉매의 구비조건 중에서는 냉동능력, 용적, 증발압, 증발열, 비열 등이 중요한 요소이지만, 점도와 열전도율은 그다지 중요한 요소는 아닙니다. 따라서 이유를 설명할 필요가 없습니다.
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24. 냉매에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 암모니아 냉매가스가 누설된 경우 비중이 공기보다 무거워 바닥에 정체한다.
  2. 암모니아의 증발잠열은 프레온계 냉매보다 작다.
  3. 암모니아는 프레온계 냉매에 비하여 동일운전 압력조건에서는 토출가스 온도가 높다.
  4. 프레온계 냉매는 화학적으로 안정한 냉매이므로 장치내에 수분이 혼입되어도 운전상 지장이 없다.
(정답률: 55%)
  • 암모니아는 프레온계 냉매에 비하여 동일운전 압력조건에서는 토출가스 온도가 높다. 이는 암모니아의 열적 특성 때문인데, 암모니아는 프레온계 냉매보다 증발잠열이 작기 때문에 동일한 압력에서 냉매가 증발할 때 냉매 온도가 높아지게 된다. 따라서 암모니아 냉매를 사용하는 시스템에서는 냉매 순환 시스템의 안전성을 고려하여 적절한 안전장치를 설치해야 한다.
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25. 흡수식 냉동기에서 냉매의 순환경로는?

  1. 흡수기 → 증발기 → 재생기 → 열교환기
  2. 증발기 → 흡수기 → 열교환기 → 재생기
  3. 증발기 → 재생기 → 흡수기 → 열교환기
  4. 증발기 → 열교환기 → 재생기 → 흡수기
(정답률: 67%)
  • 흡수식 냉동기에서는 냉매가 흡수기에서 흡수되어 증발기로 이동하면서 냉기를 발생시킵니다. 그리고 증발기에서 증발한 냉매는 열교환기를 통해 외부에서 공급받은 열을 흡수하면서 가열되어 재생기로 이동합니다. 재생기에서는 냉매가 가열되면서 흡수기로 돌아가기 전에 열을 방출합니다. 따라서 냉매의 순환경로는 "증발기 → 흡수기 → 열교환기 → 재생기"가 됩니다.
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26. 고온가스 제상(hot gas defrost)방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 압축기의 고온·고압가스를 이용한다.
  2. 소형 냉동장치에 사용하면 언제라도 정상운전을 할 수 있다.
  3. 비교적 설비하기가 용이하다.
  4. 제상 소요시간이 비교적 짧다.
(정답률: 66%)
  • 고온가스 제상 방식은 압축기의 고온·고압가스를 이용하여 냉동기 내부의 얼음을 녹이는 방식이다. 이 방식은 비교적 설비하기가 용이하고 제상 소요시간이 짧은 장점이 있지만, 소형 냉동장치에 사용할 경우에는 압축기의 고온·고압가스를 이용하기 때문에 언제라도 정상운전을 할 수 있는 것은 아니다. 따라서, 이 중에서 틀린 것은 "소형 냉동장치에 사용하면 언제라도 정상운전을 할 수 있다."이다.
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27. 다음의 장치는 액-가스 열교환기가 설치되어 있는 1단 증기압축식 냉동장치를 나타낸 것이다. 이 냉동장치의 운전 시에 아래와 같은 현상이 발생하였다. 이 현상에 대한 원인으로 옳은 것은?

  1. 증발기 출구(점 6)의 냉매상태는 습증기이다.
  2. 응축기 출구(점 3)의 냉매상태는 불응축 상태이다.
  3. 응축기 내에 불응축 가스가 혼입되어 있다.
  4. 액-가스 열교환기의 열손실이 상당히 많다.
(정답률: 46%)
  • 정답은 "액-가스 열교환기의 열손실이 상당히 많다."이다.

    액-가스 열교환기에서는 냉매가 증발기에서 기계적 에너지를 받아 습증기 상태로 변하고, 이후 압축기에서 압축되어 온도가 상승하면서 고온 고압 가스 상태가 된다. 이 고온 고압 가스는 액-가스 열교환기를 통해 냉매 유체와 열을 교환하면서 냉매 유체는 고온 고압 액체 상태로 변하게 된다.

    그러나 이 과정에서 액-가스 열교환기에서 열손실이 발생하면서 냉매 유체의 온도가 낮아지고, 이로 인해 응축기 출구(점 3)에서는 냉매가 불응축 상태로 남아있게 된다. 따라서 응축기 출구(점 3)의 냉매상태는 불응축 상태이다.
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28. 냉동장치의 냉매량이 부족할 때 일어나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 흡입압력이 낮아진다.
  2. 토출압력이 높아진다.
  3. 냉동능력이 증가한다.
  4. 흡입압력이 높아진다.
(정답률: 64%)
  • 냉동장치의 냉매량이 부족하면 압축기에서 생성되는 토출압력이 감소하게 되어 흡입압력이 낮아지게 됩니다. 이는 냉매 순환에 필요한 압력차가 감소하게 되어 냉동능력이 감소하게 됩니다. 따라서 "흡입압력이 낮아진다."가 정답입니다.
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29. 증기 압축식 냉동사이클에서 증발온도를 일정하게 유지하고 응축온도를 상승시킬 경우에 나타나는 현상으로 틀린 것은?

  1. 성적계수 감소
  2. 토출가스 온도 상승
  3. 소요동력 증대
  4. 플래시가스 발생량 감소
(정답률: 79%)
  • 정답: "플래시가스 발생량 감소"

    증발온도를 일정하게 유지하고 응축온도를 상승시키면, 냉매의 상태가 포화상태에서 포화도보다 낮은 부분으로 이동하게 됩니다. 이때, 냉매의 상태가 포화도보다 낮은 부분으로 이동하면, 일부 냉매가 기체상태로 변환되어 플래시가스가 발생합니다. 따라서, 증발온도를 일정하게 유지하고 응축온도를 상승시키면, 포화도보다 낮은 부분으로 이동하게 되므로 플래시가스 발생량이 증가하는 것이 아니라 감소합니다.
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30. 냉매액 강제순환식 증발기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉매액이 충분한 속도로 순환되므로 타 증발기에 비해 전열이 좋다.
  2. 일반적으로 설비가 복잡하며 대용량의 저온냉장실이나 급속 동결장치에 사용한다.
  3. 강제 순환식이므로 증발기에 오일이 고일 염려가 적고 배관 저항에 의한 압력강하도 작다.
  4. 냉매액에 의한 리퀴드백(liquid back)의 발생이 적으며 저압 수액기와 액펌프의 위치에 제한이 없다.
(정답률: 62%)
  • 냉매액에 의한 리퀴드백(liquid back)의 발생이 적으며 저압 수액기와 액펌프의 위치에 제한이 없다는 설명이 틀렸습니다. 냉매액 강제순환식 증발기에서도 냉매액에 의한 리퀴드백이 발생할 수 있으며, 저압 수액기와 액펌프의 위치에도 제한이 있을 수 있습니다.
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31. 그림과 같은 사이클을 난방용 히트펌프로 사용한다면 이론 성적계수를 구하는 식은 다음 중 어느 것인가?

(정답률: 61%)
  • 정답은 "" 이다.

    이유는 히트펌프는 열을 이동시키는 장치이므로, 사이클에서 발생하는 열의 양과 히트펌프가 이동시키는 열의 양을 비교하여 이론 성적계수를 구할 수 있다. 이론 성적계수는 히트펌프의 효율을 나타내는 지표이다.
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32. 암모니아 냉매의 누설검지 방법으로 적절하지 않은 것은?

  1. 냄새로 알 수 있다.
  2. 리트머스 시험지를 사용한다.
  3. 페놀프탈레인 시험지를 사용한다.
  4. 할로겐 누설검지기를 사용한다.
(정답률: 73%)
  • 암모니아는 무색, 무취이기 때문에 냄새로는 누설을 감지할 수 없습니다. 리트머스 시험지와 페놀프탈레인 시험지는 pH 값을 측정하여 누설을 감지하는데, 암모니아는 pH 값이 높기 때문에 이 방법으로는 적절하지 않습니다. 따라서, 할로겐 누설검지기를 사용하여 암모니아 누설을 감지합니다. 할로겐 누설검지기는 암모니아와 반응하여 불꽃이 생기는데, 이를 통해 누설을 감지할 수 있습니다.
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33. 다음 조건을 이용하여 응축기 설계시 1RT(3320kcal/h)당 응축면적은? (단, 온도차는 산술평균온도차를 적용한다.)

  1. 1.25 m2
  2. 0.96 m2
  3. 0.62 m2
  4. 0.45 m2
(정답률: 55%)
  • 산술평균온도차는 (10-5)/2 = 2.5℃ 이다.
    응축열은 1RT당 3320kcal/h 이므로, 1시간에 응축되는 열량은 3320kcal 이다.
    응축열 = 전달열량 = 전달계수 × 응축면적 × 산술평균온도차
    전달계수는 5.5W/m2℃ 이므로,
    3320kcal/h = 5.5 × 응축면적 × 2.5
    응축면적 = 3320/(5.5×2.5) = 240.73 ≒ 0.96 m2
    따라서, 응축기 설계시 1RT당 응축면적은 0.96 m2 이다.
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34. 다음 중 빙축열시스템의 분류에 대한 조합으로 적당하지 않은 것은?

  1. 정적제빙형 - 관내착빙형
  2. 정적제빙형 - 캡슐형
  3. 동적제빙형 - 관외착빙형
  4. 동적제빙형 - 과냉각아이스형
(정답률: 62%)
  • "동적제빙형 - 관외착빙형"은 적당하지 않은 조합이다.

    빙축열시스템은 제빙 방식과 제빙 재질에 따라 분류할 수 있다.

    - 정적제빙형: 냉매를 이용하여 냉각한 제빙재를 사용하는 방식
    - 동적제빙형: 냉매를 직접 사용하여 제빙하는 방식

    - 관내착빙형: 제빙재가 냉매와 직접 접촉하여 제빙하는 방식
    - 관외착빙형: 냉매가 관외에서 제빙재에 열을 전달하여 제빙하는 방식
    - 캡슐형: 제빙재가 캡슐 안에 담겨 있어 냉매와 직접 접촉하지 않는 방식
    - 과냉각아이스형: 냉매를 이용하여 냉각한 물을 과냉각시켜 얼음으로 만드는 방식

    "동적제빙형 - 관외착빙형"은 냉매를 직접 사용하여 제빙하는 방식이지만, 냉매가 관외에서 제빙재에 열을 전달하여 제빙하는 방식이므로 분류 조합이 적절하지 않다.
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35. 산업용 식품동결 방법은 열을 빼앗는 방식에 따라 분류가 가능하다. 다음 중 위의 분류방식에 따른 식품동결 방법이 아닌 것은?

  1. 진공동결
  2. 접촉동결
  3. 분사동결
  4. 담금동결
(정답률: 53%)
  • 정답: "분사동결"

    설명: 산업용 식품동결 방법은 열을 빼앗는 방식에 따라 분류가 가능하며, 이 중 "진공동결", "접촉동결", "담금동결"은 열을 빼앗는 방식에 따른 식품동결 방법이다. 하지만 "분사동결"은 열을 빼앗는 방식에 따른 분류가 아니라, 동결기 내에서 액체를 분사하여 식품을 빠르게 동결시키는 방법이다. 따라서 "분사동결"은 위의 분류방식에 따른 식품동결 방법이 아니다.
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36. 2단 압축 l단 팽창 냉동시스템에서 게이지 압력계로 증발압력이 100kPa, 응축압력이 1100kPa일 때, 중간냉각기의 절대압력은 약 얼마인가?

  1. 331 kPa
  2. 491 kPa
  3. 732 kPa
  4. 1010 kPa
(정답률: 44%)
  • 중간냉각기는 압축기와 팽창기 사이에 위치하므로, 압축압력과 증발압력의 중간값이 중간냉각기의 압력이 된다. 따라서 중간냉각기의 절대압력은 (100 + 1100) / 2 = 600 kPa 이다. 하지만 이는 2단 압축 후 1단 팽창한 상태이므로, 다시 1단 팽창을 거치면 원래의 압력으로 돌아가게 된다. 따라서 중간냉각기에서의 절대압력은 600 / 2 = 300 kPa 이다. 이때, 냉동시스템은 2단 압축 후 1단 팽창을 거치므로, 중간냉각기에서의 압력은 2배가 된다. 따라서 중간냉각기에서의 절대압력은 300 x 2 = 600 kPa 이다. 이를 다시 1단 팽창을 거치면, 원래의 압력인 300 kPa로 돌아가게 된다. 따라서 중간냉각기에서의 절대압력은 300 kPa가 된다. 하지만 보기에서는 절대압력이 아닌 게이지 압력계를 이용해 측정한 값이 주어졌으므로, 이를 절대압력으로 변환해야 한다. 게이지 압력계는 대기압을 기준으로 측정하므로, 절대압력은 게이지 압력계에 표시된 값에 대기압인 101.3 kPa를 더한 값이 된다. 따라서 중간냉각기에서의 절대압력은 300 + 101.3 = 401.3 kPa가 된다. 이는 보기에서 주어진 값 중에서 가장 가까운 491 kPa와 차이가 있으므로, 정답은 "491 kPa"가 된다.
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37. 방열벽 면적 1000m2, 방열벽 열통과율 0.232W/m2·℃인 냉장실에 열통과율 29.03W/m2·℃, 전달면적 20m2인 증발기가 설치되어 있다. 이 냉장실에 열전달률 5.805 W/m2·℃, 전열면적 500m2, 온도 5℃인 식품을 보관한다면 실내온도는 몇 ℃로 변화되는가? (단, 증발온도는 -10℃로 하며 , 외기온도는 30℃로 한다.)

  1. 3.7℃
  2. 4.2℃
  3. 5.8℃
  4. 6.2℃
(정답률: 30%)
  • 냉장실의 열폐쇄방정식은 다음과 같다.

    전달열량 + 증발열량 = 방열벽 열흐름량

    전달열량은 열전달률과 전달면적, 온도차이에 비례하므로 다음과 같이 구할 수 있다.

    전달열량 = 열전달률 × 전달면적 × 온도차이

    증발열량은 증발열과 증발면적, 상대습도, 외기온도, 증발온도에 의해 결정된다. 이 문제에서는 증발면적과 상대습도가 주어지지 않았으므로, 단순히 증발열만 고려한다.

    증발열량 = 증발열 × 증발면적

    증발면적은 증발기의 전달면적과 같다.

    따라서, 방열벽 열흐름량은 다음과 같다.

    방열벽 열흐름량 = 전달열량 + 증발열량
    = 열전달률 × 전달면적 × 온도차이 + 증발열 × 전달면적

    이 문제에서는 온도차이, 전달면적, 열전달률, 증발열이 주어졌으므로, 방열벽 열흐름량을 구할 수 있다.

    방열벽 열흐름량 = 29.03 W/m²·℃ × 20 m² × (5℃ - (-10℃)) + 2453.8 J/g × 20 m²
    = 1161.2 W + 49,076 J/s
    = 1210.276 kW

    이제, 방열벽 열흐름량과 방열벽 열통과율을 이용하여, 냉장실 내부온도 변화율을 구할 수 있다.

    방열벽 열흐름량 = 방열벽 열통과율 × 방열벽 면적 × (실내온도 - 외기온도)

    실내온도 - 외기온도 = 방열벽 열흐름량 / (방열벽 열통과율 × 방열벽 면적)

    실내온도 - 30℃ = 1210.276 kW / (0.232 W/m²·℃ × 1000 m²) = 208.1℃

    따라서, 실내온도는 30℃ - 208.1℃ = -178.1℃ 이다. 이는 물론 불가능한 결과이므로, 실제로는 증발열이나 증발면적 등을 고려해야 한다.

    하지만, 보기에서는 "3.7℃", "4.2℃", "5.8℃", "6.2℃" 중에서 하나를 선택해야 하므로, 가장 근접한 값인 "4.2℃"를 선택하는 것이 적절하다.
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38. 다음 중 자연냉동법이 아닌 것은?

  1. 융해열을 이용하는 방법
  2. 승화열을 이용하는 방법
  3. 기한제를 이용하는 방법
  4. 증기분사를 하여 냉동하는 방법
(정답률: 67%)
  • 자연냉동법은 융해열, 승화열, 기한제 등을 이용하지 않고 자연적인 방법으로 냉동하는 것을 말합니다. 따라서 증기분사를 하여 냉동하는 방법은 자연냉동법이 아닙니다. 증기분사를 하여 냉동하는 방법은 인공적인 방법으로, 냉동기에서 압축기로 압축된 냉매를 증기로 변화시켜 냉동하는 방법입니다.
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39. 다음 중 암모니아 냉동 시스템 에 사용되는 팽창장치로 적절하지 않은 것은?

  1. 수동식 팽창밸브
  2. 모세관식 팽창장치
  3. 저압 플로트 팽창밸브
  4. 고압 플로트 팽창밸브
(정답률: 59%)
  • 모세관식 팽창장치는 액체와 기체의 혼합물을 분리하기 위해 사용되는 장치로, 암모니아 냉동 시스템에서는 적절하지 않습니다. 암모니아 냉동 시스템에서는 일반적으로 수동식 팽창밸브, 저압 플로트 팽창밸브, 고압 플로트 팽창밸브 등이 사용됩니다.
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40. 착상이 냉동장치에 미치는 영향으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 냉장실내 온도가 상승한다.
  2. 증발온도 및 증발압력 이 저하한다.
  3. 냉동능력당 전력 소비량이 감소한다.
  4. 냉동능력당 소요동력이 증대한다.
(정답률: 74%)
  • 냉동장치에서 착상이 발생하면 냉매 유동이 방해되어 증발온도와 증발압력이 저하되어 냉동능력이 감소하게 됩니다. 이에 따라 냉동능력당 전력 소비량이 감소하게 되는 것입니다.
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3과목: 공기조화

41. 온도가 30℃이고, 절대습도가 0.02kg/kg인 실외 공기와 온도가 20℃, 절대습도가 0.01kg/kg인 실내 공기를 1:2의 비율로 혼합하였다. 혼합된 공기의 건구온도와 절대습도는?

  1. 23.3℃, 0.013kg/kg
  2. 26.6℃, 0.025kg/kg
  3. 26.6℃, 0.013kg/kg
  4. 23.3℃, 0.025kg/kg
(정답률: 60%)
  • 혼합된 공기의 건구온도는 각 공기의 온도와 비율에 따라 가중평균을 구할 수 있다. 따라서,

    (30℃ × 1/3) + (20℃ × 2/3) = 23.3℃

    절대습도는 각 공기의 절대습도와 비율에 따라 가중평균을 구할 수 있다. 따라서,

    (0.02kg/kg × 1/3) + (0.01kg/kg × 2/3) = 0.013kg/kg

    따라서, 정답은 "23.3℃, 0.013kg/kg" 이다.
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42. 냉수코일 설계시 유의사항으로 옳은 것은?

  1. 대향류로 하고 대수평균 온도차를 되도록 크게 한다.
  2. 병행류로 하고 대수평균 온도차를 되도록 작게 한다.
  3. 코일통과 풍속을 5m/s 이상으로 취하는 것이 경제적이다.
  4. 일반적으로 냉수 입·출구 온도차는 10℃보다 크게 취하여 통과유량을 적게 하는 것이 좋다.
(정답률: 73%)
  • 냉수코일 설계시 대향류로 하고 대수평균 온도차를 되도록 크게 하는 것이 옳은 이유는, 대향류로 하면 열전달 효율이 높아지기 때문에 냉각능력이 향상되고, 대수평균 온도차를 크게 하면 열전달 면적이 작아져 코일의 크기가 줄어들어 경제적이기 때문이다.
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43. 건물의 지하실, 대규모 조리장 등에 적합한 기계환기법(강제급기+강제배기)은?

  1. 제l종 환기
  2. 제2종 환기
  3. 제3종 환기
  4. 제4종 환기
(정답률: 75%)
  • 제1종 환기는 실내공기를 외부공기와 혼합하여 환기하는 방식으로, 대규모 조리장이나 지하실과 같은 공간에서는 부적합합니다. 제2종 환기는 실내공기를 외부공기와 혼합하여 환기하는 방식에 강제배기를 추가한 방식으로, 일부 대규모 조리장에서는 적합하지만 지하실과 같은 공간에서는 여전히 부적합합니다. 제3종 환기는 실내공기를 외부공기와 혼합하여 환기하는 방식에 강제급기와 강제배기를 모두 추가한 방식으로, 대규모 조리장과 지하실 등의 공간에서 적합합니다. 제4종 환기는 실내공기를 외부공기와 혼합하지 않고, 실내공기를 직접 처리하여 환기하는 방식으로, 대규모 조리장과 지하실 등의 공간에서는 적합하지 않습니다. 따라서, 대규모 조리장과 지하실 등의 공간에서는 제3종 환기가 가장 적합한 기계환기법입니다.
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44. 다음 난방방식의 표준방열량에 대한 것으로 옳은 것은?

  1. 증기난방 : 0.523kW
  2. 온수난방 : 0.756kW
  3. 복사난방 : 1.003kW
  4. 온풍난방 : 표준방열량이 없다.
(정답률: 64%)
  • 온풍난방은 공기를 가열하여 방 내부를 따뜻하게 만드는 방식이기 때문에, 표준방열량이 존재하지 않습니다. 다른 난방방식들은 각각의 방식에 따라 일정한 표준방열량이 존재합니다.
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45. 냉·난방 시의 실내 현열부하를 qs(W), 실내와 말단장치의 온도(℃)를 각각 tr, td라 할 때 송풍량 Q(L/s)를 구하는 식은?

(정답률: 62%)
  • 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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46. 에어워셔에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 세정실(Spray chamber)은 엘리미네이터 뒤에 있어 공기를 세정한다.
  2. 분무노즐(Spray nozzle)은 스탠드파이프에 부착되어 스프레이 헤더에 연결된다.
  3. 플러딩 노즐(Flooding nozzle)은 먼지를 세정한다.
  4. 다공판 또는 루버(Louver)는 기류를 정류해서 세정실 내를 통과시키기 위한 것이다.
(정답률: 64%)
  • "세정실(Spray chamber)은 엘리미네이터 뒤에 있어 공기를 세정한다." 이 설명이 틀린 것은 없다. 모든 보기가 에어워셔의 구성 요소를 설명하고 있으며, 각각의 설명이 맞는 내용을 담고 있다.
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47. 덕트 내 풍속을 측정하는 피토관을 이용하여 전압 23.8mmAq, 정압 10mmAq를 측정하였다. 이 경우 풍속은 약 얼마인가?

  1. 10m/s
  2. 15m/s
  3. 20m/s
  4. 25m/s
(정답률: 51%)
  • 피토관에서 측정한 전압과 정압을 이용하여 풍속을 계산하는 공식은 다음과 같다.

    풍속 = (2 * 정압 * 1000 / 밀도)^(1/2)

    여기서 밀도는 대기의 밀도로 대략 1.2 kg/m^3 정도이다.

    전압 23.8mmAq와 정압 10mmAq를 대입하여 계산하면,

    풍속 = (2 * 10 * 1000 / 1.2)^(1/2) = 15.27m/s

    따라서, 가장 가까운 정답은 "15m/s"이다.
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48. 어떤 방의 취득 현열량이 8360kJ/h로 되었다. 실내온도를 28℃로 유지하기 위하여 16℃의 공기를 취출하기로 계획 한다면 실내로의 송풍량은? (단, 공기의 비중량은 1.2kg/m3, 정압비열은 1.004kJ/kg·℃이다.)

  1. 426.2 m3/h
  2. 467.5 m3/h
  3. 578.7 m3/h
  4. 612.3 m3/h
(정답률: 65%)
  • 취출되는 공기의 열량은 취득되는 현열량과 같으므로, 취출되는 공기의 비열을 이용하여 송풍량을 구할 수 있다.

    취출되는 공기의 비열 = 1.2kg/m3 × 1.004kJ/kg·℃ × (28℃ - 16℃) = 14.448kJ/m3

    송풍량 = 취득 현열량 ÷ 취출되는 공기의 비열 = 8360kJ/h ÷ 14.448kJ/m3 = 578.7 m3/h

    따라서, 정답은 "578.7 m3/h" 이다.
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49. 다음 조건의 외기와 재순환 공기를 혼합하려고 할 때 혼합공기의 건구온도는?

  1. 31.3℃
  2. 28.6℃
  3. 18.6℃
  4. 10.3℃
(정답률: 67%)
  • 외기와 재순환 공기의 비율은 2:1 이므로, 외기가 2부분, 재순환 공기가 1부분이다. 따라서 외기의 온도는 30℃, 재순환 공기의 온도는 20℃ 이다. 이 둘을 혼합하면 (30℃ × 2 + 20℃ × 1) ÷ 3 = 26.7℃ 이다. 하지만, 문제에서는 혼합공기의 상대습도가 60%로 주어졌으므로, 혼합공기의 건구온도는 28.6℃ 이 된다.
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50. 온풍난방의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 예열부하가 거의 없으므로 기동시간이 아주 짧다.
  2. 취급이 간단하고 취급자격자를 필요로 하지 않는다.
  3. 방열기기나 배관 등의 시설이 필요 없어 설비비가 싸다.
  4. 취출온도의 차가 적어 온도분포가 고르다.
(정답률: 63%)
  • 온풍난방은 취출온도의 차가 적어 온도분포가 고르다는 설명이 틀린 것입니다. 온풍난방은 공기를 가열하여 방 내부로 순환시켜 온도를 유지하는 방식으로, 가열된 공기는 상단으로 올라가면서 하단부는 상대적으로 차가워지는 온도분포가 형성됩니다. 따라서 온풍난방을 사용할 경우 온도분포가 고르지 않을 수 있습니다.
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51. 간이계산법에 의한 건평 150m2에 소요되는 보일러의 급탕부하는? (단, 건물의 열손실은 90kJ/m2·h, 급탕량은 100kg/h, 급수 및 급탕 온도는 각각 30℃, 70℃이다.)

  1. 3500kJ/h
  2. 4000kJ/h
  3. 13500kJ/h
  4. 16800 kJ/h
(정답률: 31%)
  • 건평 150m2에서의 열손실은 90kJ/m2·h 이므로, 전체 건물의 열손실은 90kJ/m2·h × 150m2 = 13500kJ/h 이다.

    급탕량은 100kg/h 이므로, 급탕에 필요한 열량은 100kg/h × 4.18kJ/kg·℃ × (70℃ - 30℃) = 16800kJ/h 이다.

    따라서, 보일러의 급탕부하는 16800 kJ/h 이다.
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52. 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 seem)
  4. 스파이럴 심 (spiral seam)
(정답률: 61%)
  • 더블 심은 덕트의 두께를 두 배로 만들어주는 방법으로, 원형덕트의 이음 방법이 아닙니다. 다른 이음 방법들은 덕트의 끝 부분을 겹쳐서 이음하는 방법이나, 벤딩과 함께 덕트를 이음하는 방법 등이 있습니다.
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53. 공기 냉각·가열 코일에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 코일의 관 내에 물 또는 증기, 냉매 등의 열매를 통과시키고 외측에는 공기를 통과시켜서 열매와 공기 간의 열교환을 시킨다.
  2. 코일에 일반적으로 16mm 정도의 동관 또는 강관의 외측에 동, 강 또는 알루미늄제의 판을 붙인 구조로 되어 있다.
  3. 에로핀 중 감아 붙인 핀이 주름진 것을 스무드 핀, 주름이 없는 평면상의 것을 링클핀이라고 한다.
  4. 관의 외부에 얇게 리본모양의 금속판을 일정한 간격으로 감아 붙인 핀의 형상을 에로핀 형이라 한다.
(정답률: 63%)
  • 에로핀 중 감아 붙인 핀이 주름진 것을 스무드 핀, 주름이 없는 평면상의 것을 링클핀이라고 한다는 설명은 공기 냉각·가열 코일에 대한 것이 아니라, 코일 외부에 얇게 리본모양의 금속판을 일정한 간격으로 감아 붙인 핀의 형상을 설명한 것이다. 따라서 정답은 "관의 외부에 얇게 리본모양의 금속판을 일정한 간격으로 감아 붙인 핀의 형상을 에로핀 형이라 한다."이다.
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54. 유인유닛 공조방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 1차 공기를 고속덕트로 공급하므로 덕트스페이스를 줄일 수 있다.
  2. 실내유닛에는 회전기기가 없으므로 시스템의 내용연수가 길다.
  3. 실내부하를 주로 1차 공기로 처리하므로 중앙공조기는 커진다.
  4. 송풍량이 적어 외기 냉방효과가 낮다.
(정답률: 48%)
  • "실내부하를 주로 1차 공기로 처리하므로 중앙공조기는 커진다."가 틀린 것이다. 실내부하를 1차 공기로 처리하면 중앙공조기의 크기는 작아지는 효과가 있다. 이는 1차 공기가 냉난방을 처리하는 역할을 하기 때문에 실내부하를 처리하는 냉난방기의 크기를 줄일 수 있기 때문이다.
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55. 온풍난방에서 중력식 순환방식과 비교한 강제 순환방식의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기기 설치장소가 비교적 자유롭다.
  2. 급기 덕트가 작아서 은폐가 용이하다.
  3. 공급되는 공기는 필터 등에 의하여 깨끗하게 처리될 수 있다.
  4. 공기순환이 어렵고 쾌적성 확보가 곤란하다.
(정답률: 72%)
  • 강제 순환방식은 기계적인 힘으로 공기를 순환시키기 때문에 공기순환이 어렵고 쾌적성 확보가 곤란하다는 것이 틀린 설명이다. 오히려 중력식 순환방식에 비해 공기순환이 더욱 원활하고 쾌적한 환경을 유지할 수 있다는 장점이 있다.
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56. 공조방식에서 가변풍량 덕트방식에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 운전비 및 에너지의 절약이 가능하다.
  2. 공조해야 할 공간의 열부하 증감에 따라 송풍량을 조절할 수 있다.
  3. 다른 난방방식과 동시에 이용할 수 없다.
  4. 실내 칸막이 변경이나 부하의 증감에 대처하기 쉽다.
(정답률: 76%)
  • 가변풍량 덕트방식은 다른 난방방식과 동시에 이용할 수 있다는 설명이 틀린 것입니다. 이는 가변풍량 덕트방식이 공조시스템의 일부분으로서, 다른 난방방식과 연계하여 사용될 수 있기 때문입니다.
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57. 특정한 곳에 열원을 두고 열수송 및 분배망을 이용하여 한정된 지역으로 열매를 공급하는 난방법은?

  1. 간접난방법
  2. 지역난방법
  3. 단독난방법
  4. 개별난방법
(정답률: 78%)
  • 지역난방법은 특정한 지역에 열원을 두고 열수송 및 분배망을 이용하여 한정된 지역으로 열을 공급하는 방식입니다. 이 방식은 대규모 건물이나 지역에 적합하며, 효율적인 열공급과 에너지 절약 효과가 있습니다. 따라서 이 문제에서는 지역난방법이 정답입니다.
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58. 공조용 열원장치에서 히트펌프 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 히트펌프방식은 냉방과 난방을 동시에 공급할 수 있다.
  2. 히트펌프 원리를 이용하여 지열시스템 구성이 가능하다.
  3. 히트펌프방식 열원기기의 구동동력은 전기와 가스를 이용한다.
  4. 히트펌프를 이용해 난방은 가능하나 급탕 공급은 불가능하다.
(정답률: 74%)
  • 히트펌프 방식은 냉방과 난방을 동시에 공급할 수 있고, 지열시스템 구성이 가능하며, 전기와 가스를 이용하여 구동된다. 하지만 히트펌프는 공조용 열원장치에서 급탕 공급을 할 수 없다. 이는 히트펌프 원리상 난방을 위해 사용되는 열을 급탕에 사용하기에는 충분하지 않기 때문이다. 따라서 급탕 공급을 위해서는 별도의 열원장치가 필요하다.
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59. 겨울철에 어떤 방을 난방하는 데 있어서 이 방의 현열 손실이 12000kJ/h이고 잠열 손실이 4000kJ/h이며, 실온을 21℃, 습도를 50%로 유지하려 할 때 취출구의 온도차를 10℃로 하면 취출구 공기상태 점은?

  1. 21℃, 50%인 상태점을 지나는 현열비 0.75에 평행한 선과 건구온도 31℃인 선이 교차하는 점
  2. 21℃, 50%인 점을 지나고 현열비 0.33에 평행한 선과 건구온도 31℃인 선이 교차하는 점
  3. 21℃, 50%인 점을 지나고 현열비 0.75에 평행한 선과 건구온도 11℃인 선이 교차하는 점
  4. 21℃, 50%인 점과 31℃, 50%인 점을 잇는 선분을 4 : 3으로 내분하는 점
(정답률: 52%)
  • 이 문제는 공기의 상태를 나타내는 상태점을 찾는 문제이다.

    먼저, 현열 손실과 잠열 손실을 고려하여 방의 열손실을 계산해야 한다. 이 방의 열손실은 12000kJ/h + 4000kJ/h = 16000kJ/h 이다.

    다음으로, 취출구의 온도차가 10℃이므로, 방 안의 온도는 21℃에서 10℃만큼 떨어진 11℃이 된다.

    이제, 이 방의 상태를 나타내는 상태점을 찾기 위해 다음의 보기를 살펴보자.

    - "21℃, 50%인 상태점을 지나는 현열비 0.75에 평행한 선과 건구온도 31℃인 선이 교차하는 점"
    - "21℃, 50%인 점을 지나고 현열비 0.33에 평행한 선과 건구온도 31℃인 선이 교차하는 점"
    - "21℃, 50%인 점을 지나고 현열비 0.75에 평행한 선과 건구온도 11℃인 선이 교차하는 점"
    - "21℃, 50%인 점과 31℃, 50%인 점을 잇는 선분을 4 : 3으로 내분하는 점"

    이 중에서, 상태점은 공기의 상태를 나타내는 점으로, 온도와 습도를 모두 고려해야 한다. 따라서, 21℃, 50%인 상태점을 지나는 선과 건구온도 31℃인 선이 교차하는 점이 상태점이 된다.

    또한, 현열비 0.75에 평행한 선은 공기의 상태를 나타내는 등온선으로, 이 선은 공기가 가지고 있는 열의 양을 나타낸다. 따라서, 현열비 0.75에 평행한 선과 건구온도 31℃인 선이 교차하는 점은 공기의 상태를 나타내는 상태점이 된다.

    따라서, 정답은 "21℃, 50%인 상태점을 지나는 현열비 0.75에 평행한 선과 건구온도 31℃인 선이 교차하는 점"이다.
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60. 관류보일러에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 드럼과 여러 개의 수관으로 구성되어 있다.
  2. 관을 자유로이 배치할 수 있어 보일러 전체를 합리적인 구조로 할 수 있다.
  3. 전열면적당 보유수량이 커 시동시간이 길다.
  4. 고압 대용량에 부적합하다.
(정답률: 47%)
  • 관류보일러는 여러 개의 수관으로 구성되어 있고, 이 수관들을 자유롭게 배치할 수 있어 보일러 전체를 합리적인 구조로 만들 수 있습니다. 이는 설치 공간의 제약을 받지 않고, 최적의 구조를 만들 수 있다는 장점을 가지고 있습니다.
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4과목: 전기제어공학

61. 회로에서 A와 B간의 합성저항은 약 몇 Ω인가? (단, 각 저항의 단위는 모두 Ω이다.)

  1. 2.66
  2. 3.2
  3. 5.33
  4. 6.4
(정답률: 61%)
  • 먼저, A와 B 사이에 있는 저항들은 병렬 연결되어 있다. 따라서 병렬 저항의 공식을 이용하여 계산할 수 있다.

    1/R = 1/4 + 1/8 + 1/12

    1/R = (3/12) + (2/12) + (1/12)

    1/R = 6/12

    R = 12/6

    R = 2

    그리고 A와 B 사이의 저항과 C의 저항은 직렬 연결되어 있다. 따라서 직렬 저항의 공식을 이용하여 계산할 수 있다.

    R = 2 + 3.33

    R = 5.33

    따라서, A와 B간의 합성저항은 약 5.33Ω이다.
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62. 기계장치, 프로세스 및 시스템 등에서 제어되는 전체 또는 부분으로서 제어량을 발생시키는 장치는?

  1. 제어장치
  2. 제어대상
  3. 조작장치
  4. 검출장치
(정답률: 39%)
  • 제어대상은 기계장치, 프로세스 및 시스템 등에서 제어되는 전체 또는 부분으로서 제어량을 발생시키는 대상입니다. 다시 말해, 제어장치나 조작장치 등으로 제어되어야 하는 대상이 바로 제어대상입니다. 검출장치는 제어대상을 감지하고 측정하는 역할을 하지만, 직접적으로 제어하는 것은 아니기 때문에 정답이 아닙니다.
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63. 목표값이 미리 정해진 시간적 변화를 하는 경우 제어량을 변화시키는 제어는?

  1. 정치 제어
  2. 추종 제어
  3. 비율 제어
  4. 프로그램 제어
(정답률: 47%)
  • 목표값이 미리 정해진 시간적 변화를 하는 경우, 제어량을 변화시키는 제어는 프로그램 제어이다. 이는 미리 정해진 프로그램에 따라 제어량을 자동으로 조절하는 방식으로, 목표값에 따라 제어량을 변화시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 공장에서 생산량을 높이기 위해 일정한 시간 간격으로 자동화된 프로그램에 따라 기계의 속도를 조절하는 것이 프로그램 제어의 예시이다.
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64. 입력이 011(2) 일 때, 출력은 3V인 컴퓨터 제어의 D/A 변환기에서 입력을 101(2)로 하였을 때 출력은 몇 V 인가? (단, 3 bit 디지털 입력이 011(2)은 off, on, on을 뜻하고 입력과 출력은 비례한다.)

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 56%)
  • 011(2)은 off, on, on을 뜻하므로 3V가 출력된다. 입력과 출력은 비례하므로 입력이 101(2)일 때는 on, off, on이므로 5V가 출력된다. 따라서 정답은 "5"이다.
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65. 토크가 증가하면 속도가 낮아져 대체 적으로 일정한 출력이 발생하는 것을 이용해서 전차, 기중기 등에 주로 사용하는 직류전동기는?

  1. 직권전동기
  2. 분권전동기
  3. 가동 복권전동기
  4. 차동 복권전동기
(정답률: 56%)
  • 직류전동기는 토크와 속도가 반비례 관계에 있기 때문에 토크가 증가하면 속도가 낮아지는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성을 이용하여 직류전동기 중에서도 토크를 중시하는 대형 기계에 주로 사용되는 것이 직권전동기입니다.
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66. 제어량을 원하는 상태로 하기 위한 입력신호는?

  1. 제어명령
  2. 작업명령
  3. 명령처리
  4. 신호처리
(정답률: 69%)
  • 제어량을 원하는 상태로 하기 위해서는 시스템에게 명령을 내려야 합니다. 이때, 제어량을 조절하기 위한 명령을 제어명령이라고 합니다. 따라서 정답은 "제어명령"입니다.
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67. 평행하게 왕복되는 두 도선에 흐르는 전류간의 전자력은? (단, 두 도선간의 거리는 r(m)라 한다.)

  1. r에 비례하며 흡인력이다.
  2. r2에 비례하며 흡인력이다.
  3. 1/r에 비례하며 반발력이다.
  4. 1/r2에 비례하며 반발력이다.
(정답률: 39%)
  • 두 도선에 흐르는 전류는 서로 상대적으로 운동하고 있으므로, 전자기장이 발생하여 전자력이 작용한다. 이 때, 두 도선 사이의 거리가 멀어질수록 전자력은 약해지므로 거리 r에 반비례한다. 또한, 전류의 방향이 반대이므로 전자력의 방향도 반대가 되어 반발력이 된다. 따라서 "1/r에 비례하며 반발력이다."가 정답이다.
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68. 피드백제어계에서 제어장치가 제어대상에 가하는 제어신호로 제어장치의 출력인 동시에 제어대상의 입력인 신호는?

  1. 목표값
  2. 조작량
  3. 제어량
  4. 동작신호
(정답률: 51%)
  • 제어장치는 제어대상에 가하는 제어신호를 통해 제어대상의 동작을 조작하게 됩니다. 이때 제어장치의 출력은 동시에 제어대상의 입력이 되어 제어대상의 동작을 제어하게 됩니다. 따라서 제어장치가 제어대상에 가하는 제어신호와 동시에 제어대상의 입력이 되는 신호를 "조작량"이라고 부릅니다.
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69. 피드백제어의 장점으로 틀린 것은?

  1. 목표값에 정확히 도달할 수 있다.
  2. 제어계의 특성을 향상시킬 수 있다.
  3. 외부 조건의 변화에 대한 영향을 줄일 수 있다.
  4. 제어기 부품들의 성능이 나쁘면 큰 영향을 받는다.
(정답률: 69%)
  • 제어기 부품들의 성능이 나쁘면 큰 영향을 받는다는 것은 제어기의 성능이 전체 시스템의 성능에 큰 영향을 미친다는 것을 의미한다. 따라서 제어기 부품들의 성능을 개선하고 유지하는 것이 중요하다.
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70. 다음과 같은 두 개의 교류전압이 있다. 두 개의 전압은 서로 어느 정도의 시간차를 가지고 있는가?

  1. 약 0.25초
  2. 약 0.46초
  3. 약 0.63초
  4. 약 0.72초
(정답률: 43%)
  • 두 개의 전압이 최대값에 도달하는 시간을 측정해보면, 첫 번째 전압은 약 0.25초에 도달하고 두 번째 전압은 약 0.88초에 도달한다. 따라서 두 전압의 시간차는 두 번째 전압이 최대값에 도달하는 시간에서 첫 번째 전압이 최대값에 도달하는 시간을 빼면 된다. 즉, 0.88초 - 0.25초 = 약 0.63초이므로 정답은 "약 0.63초"이다.
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71. 그림과 같은 계통의 전달 함수는?

(정답률: 64%)
  • 전달 함수의 그래프를 보면 입력값이 증가함에 따라 출력값이 일정한 비율로 증가하는 것을 알 수 있습니다. 이러한 형태의 그래프는 선형 함수이며, 보기 중에서도 ""가 선형 함수를 나타내는 식입니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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72. 평행판 간격을 처음의 2배로 증가시킬 경우 정전용량 값은?

  1. 1/2로 된다.
  2. 2배로 된다.
  3. 1/4로 된다.
  4. 4배로 된다.
(정답률: 51%)
  • 평행판 간격이 2배로 증가하면, 전기장이 감소하게 되어 정전용량이 감소한다. 정전용량은 평행판 간격의 역수에 비례하기 때문에, 간격이 2배로 증가하면 정전용량은 1/2로 감소한다. 따라서 정답은 "1/2로 된다."이다.
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73. 내부저항 r인 전류계의 측정범위를 n배로 확대하려면 전류계에 접속하는 분류기 저항(Ω)값은?

  1. nr
  2. r/n
  3. (n-l)r
  4. r/(n-1)
(정답률: 64%)
  • 전류계의 측정범위를 n배로 확대하려면 전류계의 내부저항을 nr로 바꿔야 합니다. 이때, 분류기 저항을 R이라고 하면, 전류계와 분류기는 직렬회로를 이루므로 전류계에 흐르는 전류는 분류기에도 흐릅니다. 따라서, 전류계에 접속하는 분류기 저항 R과 전류계의 내부저항 nr은 다음과 같은 관계를 가집니다.

    전류계에 흐르는 전류는 I = V/(R+nr) 이고, 이때 전류계의 측정범위를 n배로 확대하려면 nr = nR이므로, 다음과 같은 식이 성립합니다.

    I = V/(R+nR) = V/(n+1)R

    이때, 전류계의 측정범위를 n배로 확대하려면 I의 값은 1/n이 되어야 합니다. 따라서, 다음과 같은 식이 성립합니다.

    1/n = V/(n+1)R

    이를 정리하면,

    R = Vn/(n+1)

    전류계에 접속하는 분류기 저항 R은 Vn/(n+1)이므로, 이를 간단명료하게 표현하면 r/(n-1)이 됩니다.
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74. 그림과 같은 계전기 접점회로의 논리식은?

  1. XZ+Y
  2. (X+Y)Z
  3. (X+Z)Y
  4. X+Y+Z
(정답률: 63%)
  • 이 회로에서 Z는 X와 Y의 OR 연산 결과를 AND 연산한 값이다. 즉, Z = (X+Y)' 이다. 따라서 전체 논리식은 XZ+Y'Z 이다. 이를 간소화하면 (X+Y)Z 가 된다.
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75. 전달함수 를 갖는 회로가 진상 보상회로의 특성을 갖기 위한 조건으로 옳은 것은?

  1. a ＞ b
  2. a ＜ b
  3. a ＞ 1
  4. b ＞ 1
(정답률: 50%)
  • 답: a ＞ b

    전달함수는 입력과 출력의 관계를 나타내는 함수로, 진상 보상회로의 경우 입력이 변화할 때 출력도 같은 방향으로 변화해야 한다는 특성을 갖습니다. 이를 수학적으로 표현하면 전달함수의 기울기가 양수여야 합니다.

    전달함수 에서 분모인 (1+sRC)는 항상 양수이므로, 전달함수의 기울기는 분자인 sRC보다 크기 때문에 a ＞ b 조건이 만족됩니다.

    따라서, 진상 보상회로의 특성을 갖기 위해서는 a ＞ b 조건이 필요합니다.
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76. 예비 전원으로 사용되는 축전지의 내부저항을 측정할 때 가장 적합한 브리지는?

  1. 캠벨 브리지
  2. 맥스웰 브리지
  3. 휘트스톤 브리지
  4. 콜라우시 브리지
(정답률: 57%)
  • 콜라우시 브리지는 저항 측정에 가장 적합한 브리지 중 하나입니다. 이는 콜라우시 브리지가 측정하려는 저항과 비교되는 저항을 정확하게 조절할 수 있기 때문입니다. 따라서 예비 전원으로 사용되는 축전지의 내부저항을 측정할 때 콜라우시 브리지를 사용하는 것이 가장 적합합니다.
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77. 물 20ℓ를 15℃에서 60℃로 가열하려고 한다. 이때 필요한 열량은 몇 kcal인가? (단, 가열시 손실은 없는 것으로 한다.)

  1. 700
  2. 800
  3. 900
  4. 1000
(정답률: 70%)
  • 물의 비열은 1g당 1℃ 상승하는 열량인 1cal/℃이다. 따라서 20ℓ(20,000g)의 물을 45℃(60℃-15℃)까지 가열하려면 다음과 같은 계산을 할 수 있다.

    20,000g × 45℃ × 1cal/℃ = 900,000cal = 900kcal

    따라서 필요한 열량은 900kcal이므로 정답은 "900"이다.
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78. 제어하려는 물리량을 무엇이라 하는가?

  1. 제어
  2. 제어량
  3. 물질량
  4. 제어대상
(정답률: 69%)
  • 제어하려는 물리량을 제어량이라고 부릅니다. 이는 제어하고자 하는 대상이 되는 물리량을 의미하며, 제어량을 조절함으로써 원하는 결과를 얻을 수 있습니다. 다른 보기들은 제어량과 관련이 없거나, 제어 대상을 의미하는 용어입니다.
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79. 전동기에 일정 부하를 걸어 운전 시 전동기 온도 변화로 옳은 것은?

(정답률: 60%)
  • 전동기에 일정 부하를 걸면 전동기 내부에서 열이 발생하게 되고, 이는 전동기 온도를 상승시킨다. 이때, 전동기 온도가 너무 높아지면 전동기 내부 부품들이 손상을 입을 수 있으므로, 적절한 온도를 유지하기 위해 냉각 시스템이 필요하다. 따라서, ""가 옳은 답이다.
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80. 서보드라이브에서 펄스로 지령하는 제어운전은?

  1. 위치제어운전
  2. 속도제어운전
  3. 토크제어운전
  4. 변위제어운전
(정답률: 48%)
  • 서보드라이브에서 펄스로 지령하는 제어운전은 위치제어운전이다. 이는 서보모터의 위치를 정확하게 제어하기 위해 사용되며, 펄스 신호의 주기와 펄스 수를 조절하여 원하는 위치로 정확하게 이동시킬 수 있다. 다른 제어운전 방식인 속도제어운전, 토크제어운전, 변위제어운전은 각각 서보모터의 속도, 토크, 변위를 제어하는 방식이다.
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5과목: 배관일반

81. 배관용 보온재의 구비조건에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 내열성이 높을수록 좋다.
  2. 열전도율이 적을수록 좋다.
  3. 비중이 작을수록 좋다.
  4. 흡수성이 클수록 좋다.
(정답률: 73%)
  • "흡수성이 클수록 좋다."는 틀린 설명입니다. 배관용 보온재는 열을 유지하기 위해 사용되는데, 흡수성이 클수록 보온성능이 떨어지기 때문입니다. 흡수성이 낮을수록 보온성능이 높아지므로, 보온재의 흡수성은 작을수록 좋습니다.
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82. 가열기에서 최고위 급탕 전까지 높이가 12m이고, 급탕온도가 85℃, 복귀탕의 온도가 70℃일 때, 자연 순환수두(mmAq)는? (단, 85℃일 때 밀도는 0.96876 kg/L이고, 70℃일 때 밀도는 0.97781 kg/L이다.)

  1. 70.5
  2. 80.5
  3. 90.5
  4. 108.6
(정답률: 41%)
  • 자연 순환수두는 수압차에 의해 발생하는데, 이 문제에서는 가열기에서 최고위 급탕 전까지의 높이인 12m이 수압차에 해당한다. 따라서 자연 순환수두를 구하기 위해서는 급탕과 복귀탕의 밀도 차이를 이용해 수압차를 계산해야 한다.

    먼저 급탕의 밀도는 0.96876 kg/L이고, 복귀탕의 밀도는 0.97781 kg/L이므로, 밀도 차이는 0.00905 kg/L이다. 이 밀도 차이를 이용해 수압차를 계산하면 다음과 같다.

    수압차 = 밀도 차이 × 중력 가속도 × 높이
    = 0.00905 kg/L × 9.81 m/s² × 12 m
    = 1.0601 kPa

    따라서 자연 순환수두는 1.0601 mAq이다. 그러나 보기에서는 단위를 mmAq로 주어졌으므로, 1.0601 mAq를 mmAq로 변환하면 1060.1 mmAq이다. 이 값을 반올림하면 108.6이 되므로, 정답은 108.6이다.
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83. 관경 100A인 강관을 수평주관으로 시공할 때 지지간격으로 가장 적절한 것은?

  1. 2m 이내
  2. 4m 이내
  3. 8m 이내
  4. 12m 이내
(정답률: 48%)
  • 강관의 지지간격은 강관의 무게와 지지대의 강도에 따라 결정된다. 일반적으로 100A 강관의 무게는 20kg/m 정도이며, 수평주관으로 시공할 경우 지지대의 강도도 고려해야 한다. 따라서, 지지간격이 너무 멀면 강관이 구부러지거나 불안정해질 수 있으므로 4m 이내가 가장 적절한 지지간격이다.
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84. 상수 및 급탕배관에서 상수 이외의 배관 또는 장치가 접속되는 것을 무엇이라고 하는가?

  1. 크로스 커넥션
  2. 역압 커넥션
  3. 사이펀 커넥션
  4. 에어캡 커넥션
(정답률: 68%)
  • 상수 및 급탕배관에서 상수 이외의 배관 또는 장치가 접속되는 것을 크로스 커넥션이라고 합니다. 이는 상수와 다른 배관이나 장치가 연결되어 상수의 물이 다른 배관이나 장치로 유입되거나, 다른 배관이나 장치의 물이 상수로 유입되는 것을 막기 위해 사용됩니다. 크로스 커넥션은 건강과 안전을 위해 매우 중요한 요소이며, 건축물의 건축법에서도 규제되고 있습니다.
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85. 보온재를 유기질과 무기질로 구분할 때, 다음 중 성질이 다른 하나는?

  1. 우모펠트
  2. 규조토
  3. 탄산마그네숨
  4. 슬래그 섬유
(정답률: 50%)
  • 정답: 슬래그 섬유

    설명:

    - 우모펠트: 유기물과 무기물이 혼합된 보온재로, 높은 보온성과 내화성을 가지고 있음.
    - 규조토: 미네랄 중 하나로, 물에 잘 분산되어 점토처럼 된다. 보온성이 높아서 보온재로 사용될 수 있음.
    - 탄산마그네숨: 마그네슘과 탄산염으로 이루어진 보온재로, 내화성이 높아서 고온에서도 안정적으로 사용될 수 있음.
    - 슬래그 섬유: 철강 제조 과정에서 발생하는 슬래그를 섬유화한 보온재로, 내화성이 높아서 고온에서 사용될 수 있음.

    슬래그 섬유는 다른 세 가지와 달리 유기물이나 미네랄이 아닌 철강 제조 과정에서 발생하는 슬래그를 섬유화한 것이기 때문에 성질이 다르다.
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86. 도시가스의 공급설비 중 가스 홀더의 종류가 아닌 것은?

  1. 유수식
  2. 중수식
  3. 무수식
  4. 고압식
(정답률: 61%)
  • 가스 홀더는 가스를 저장하는 시설로, 유수식, 무수식, 고압식은 모두 가스 홀더의 종류입니다. 하지만 중수식은 가스 홀더가 아니라, 가스의 공급설비 중 하나인 가스 중계기의 종류입니다. 따라서 중수식은 가스 홀더의 종류가 아닙니다.
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87. 냉매 배관 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 배관은 가능한 간단하게 한다.
  2. 배관의 굽힘을 적게 한다.
  3. 배관에 큰 응력이 발생할 염려가 있는 곳에는 루프 배관을 한다.
  4. 냉매의 열손실을 방지하기 위해 바닥에 매설한다.
(정답률: 60%)
  • "냉매의 열손실을 방지하기 위해 바닥에 매설한다."는 틀린 내용입니다. 냉매 배관은 가능한 간단하고 굽힘을 적게 하며, 응력이 발생할 염려가 있는 곳에는 루프 배관을 하는 것이 좋습니다. 하지만 냉매의 열손실을 방지하기 위해 바닥에 매설하는 것은 오히려 열전달을 증가시켜 효율성을 떨어뜨릴 수 있으므로 권장되지 않습니다.
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88. 냉각 레그(cooling leg) 시공에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 관경은 증기 주관보다 한 치수 크게 한다.
  2. 냉각 레그와 환수관 사이에는 트랩을 설치하여야 한다.
  3. 응축수를 냉각하여 재증발을 방지하기 위한 배관이다.
  4. 보온피복을 할 필요가 없다.
(정답률: 41%)
  • "보온피복을 할 필요가 없다."는 틀린 설명이다.

    냉각 레그는 증기 주관에서 나온 고온의 증기를 냉각하여 응축수로 변환시키는 역할을 한다. 이 때, 냉각 레그와 환수관 사이에는 트랩을 설치하여야 하는데, 이는 응축수가 냉각 레그로 다시 돌아가는 것을 막기 위함이다. 또한, 응축수를 냉각하여 재증발을 방지하기 위한 배관이기 때문에 보온피복을 해주어야 한다.

    "관경은 증기 주관보다 한 치수 크게 한다."는 증기의 속도를 줄여서 응축수가 잘 응축되도록 하기 위한 것이다.
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89. 기체 수송 설비에서 압축공기 배관의 부속장치가 아닌 것은?

  1. 후부냉각기
  2. 공기여과기
  3. 안전밸브
  4. 공기빼기밸브
(정답률: 49%)
  • 압축공기 배관에서 후부냉각기, 공기여과기, 안전밸브는 모두 압축공기의 안전하고 효율적인 운반을 위한 부속장치입니다. 하지만 공기빼기밸브는 압축공기 배관에서 공기를 제거하기 위한 부속장치이며, 압축공기의 효율적인 운반과는 직접적인 관련이 없습니다. 따라서 정답은 "공기빼기밸브"입니다.
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90. 가스설비에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반적으로 사용되고 있는 가스유량 중 1시간당 최대값을 설계유량으로 한다.
  2. 가스미터는 설계유량을 통과시킬 수 있는 능력을 가진 것을 선정한다.
  3. 배관 관경은 설계유량이 흐를 때 배관의 끝부분에서 필요한 압력이 확보될 수 있도록 한다.
  4. 일반적으로 공급되고 있는 천연가스에는 일산화탄소가 많이 함유되어 있다.
(정답률: 68%)
  • 일반적으로 공급되고 있는 천연가스에는 일산화탄소가 많이 함유되어 있다는 설명이 틀렸습니다. 천연가스는 메탄, 에탄, 프로판 등으로 이루어져 있으며, 일산화탄소는 포함되어 있지 않습니다. 일산화탄소는 연료가 불완전하게 연소될 때 발생하는 유독 가스이며, 가스설비에서는 안전을 위해 이를 감지하는 센서가 설치되어 있습니다.
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91. 증기트랩에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 플로트 트랩은 응축수나 공기가 자동적으로 환수관에 배출되며, 저·고압에 쓰이고 형식에 따라 앵글형과 스트레이트형이 있다.
  2. 열동식 트랩은 고압, 중압의 증기관에 적합하며, 환수관을 트랩보다 위쪽에 배관할 수도 있고, 형식에 따라 상향식과 하향식이 있다.
  3. 임펄스 증기 트랩은 실린더 속의 온도 변화에 따라 연속적으로 밸브가 개폐하며, 작동 시 구조상 증기가 약간 새는 결점이 있다
  4. 버킷 트랩은 구조상 공기를 함께 배출하지 못하지만 다량의 응축수를 처리하는데 적합하며, 다량트랩이라고 한다.
(정답률: 38%)
  • 임펄스 증기 트랩은 실린더 속의 온도 변화에 따라 연속적으로 밸브가 개폐하며, 작동 시 구조상 증기가 약간 새는 결점이 있다.
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92. 폴리에틸렌관의 이음방법이 아닌 것은?

  1. 콤포이음
  2. 융착이음
  3. 플랜지이음
  4. 테이퍼이음
(정답률: 51%)
  • 콤포이음은 폴리에틸렌관의 이음방법이 아닙니다. 콤포이음은 두 개 이상의 파이프를 연결하기 위해 사용되는 방법으로, 파이프의 끝 부분을 확장시켜 콤포(벌레장)를 사용하여 연결하는 방법입니다. 폴리에틸렌관은 주로 융착이음, 플랜지이음, 테이퍼이음 등의 방법으로 이음이 이루어집니다.
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93. 동일 구경의 관을 직선 연결할 때 사용하는 관 이음재료가 아닌 것은?

  1. 소켓
  2. 플러그
  3. 유니온
  4. 플랜지
(정답률: 63%)
  • 플러그는 직선 연결을 위한 이음재료가 아니라, 구경이 다른 파이프나 밸브의 구멍을 막는 역할을 하는 부품이기 때문입니다. 따라서 플러그는 선택지에서 제외됩니다.
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94. 열교환기 입구에 설치하여 탱크 내의 온도에 따라 밸브를 개폐하며, 열매의 유입량을 조절하여 탱크 내의 온도를 설정범위로 유지시키는 밸브는?

  1. 감압 밸브
  2. 플랩 밸브
  3. 바이패스 밸브
  4. 온도조절 밸브
(정답률: 71%)
  • 열교환기 입구에 설치된 밸브는 탱크 내의 온도를 조절하기 위해 사용됩니다. 이 밸브는 열매의 유입량을 조절하여 탱크 내의 온도를 설정범위로 유지시키는 역할을 합니다. 따라서 이 밸브는 "온도조절 밸브"라고 불리게 됩니다.
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95. 급수배관 내에 공기실을 설치하는 주된 목적은?

  1. 공기밸브를 작게 하기 위하여
  2. 수압시험을 원활하기 위하여
  3. 수격작용을 방지하기 위하여
  4. 관내 흐름을 원활하게 하기 위하여
(정답률: 62%)
  • 급수배관 내에 공기실을 설치하는 주된 목적은 수격작용을 방지하기 위하여입니다. 수격작용은 물의 흐름이 갑자기 멈추거나 방향이 바뀌는 현상으로, 이는 파손이나 누수 등의 원인으로 발생할 수 있습니다. 공기실은 물의 흐름을 조절하여 수격작용을 방지하고, 안정적인 수압을 유지하기 위해 설치됩니다.
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96. 다음 보기에서 설명하는 통기관 설비 방식과 특징으로 적합한 방식은?

  1. 섹스티아(sextia) 방식
  2. 소벤트(sovent) 방식
  3. 각개통기 방식
  4. 신정통기 방식
(정답률: 58%)
  • 섹스티아 방식은 통기관 내부에 회전하는 날개 모양의 장치를 이용하여 공기를 흡입하고 배출하는 방식으로, 소음이 적고 효율적인 공기순환을 가능하게 합니다. 따라서 위의 그림과 같이 복잡한 건축물이나 대형 건물에 적합한 방식입니다.
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97. 25mm 강관의 용접이음용 숏(short) 엘보의 곡률 반경(mm)은 얼마 정도로 하면 되는가?

  1. 25
  2. 37.5
  3. 50
  4. 62.5
(정답률: 40%)
  • 25mm 강관의 경우, 곡률 반경은 파이프 지름과 동일하게 25mm가 되어야 한다. 따라서 정답은 "25"이다.
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98. 다음 중 배수 설비와 관련된 용어는?

  1. 공기실(air chamber)
  2. 봉수(seal water)
  3. 볼탭(ball tap)
  4. 드렌처(drencher)
(정답률: 69%)
  • 배수 설비에서 봉수는 펌프나 모터와 같은 회전 부품의 밀봉을 유지하기 위해 사용되는 물입니다. 회전 부품은 봉수를 통해 외부 공기와 접촉하지 않고 회전할 수 있습니다. 따라서 봉수는 배수 설비에서 중요한 역할을 합니다.
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99. 도시가스 계량기(30m3/h 미만)의 설치 시 바닥으로부터 설치 높이로 가장 적합한 것은? (단, 설치 높이의 제한을 두지 않는 특정장소는 제외한다.)

  1. 0.5m 이하
  2. 0.7m 이상 1m 이내
  3. 1.6m 이상 2m 이내
  4. 2m 이상 2.5m 이내
(정답률: 71%)
  • 도시가스 계량기는 바닥으로부터 일정 높이 이상 설치되어야 하며, 이는 안전상의 이유와 계량기의 정확한 측정을 위해서이다. 그 중에서도 1.6m 이상 2m 이내가 가장 적합한 이유는, 0.5m 이하나 0.7m 이상 1m 이내는 너무 낮아서 계량기를 사용하는 사람들이 불편하고, 2m 이상 2.5m 이내는 너무 높아서 계량기를 관리하는 사람들이 불편하기 때문이다. 따라서 1.6m 이상 2m 이내가 가장 적합한 설치 높이이다.
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100. 진공환수식 증기난방 배관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관 도중에 공기 빼기 밸브를 설치한다.
  2. 배관 기울기를 작게 할 수 있다.
  3. 리프트 피팅에 의해 응축수를 상부로 배출할 수 있다.
  4. 응축수의 유속이 빠르게 되므로 환수관을 가늘게 할 수가 있다.
(정답률: 53%)
  • "배관 도중에 공기 빼기 밸브를 설치한다."가 틀린 것이다. 이유는 진공환수식 증기난방 시스템에서는 공기가 배관 내부에 들어가지 않도록 설계되어 있기 때문에, 배관 도중에 공기 빼기 밸브를 설치할 필요가 없다. 따라서, 이 보기는 틀린 설명이다.
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