에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2014-03-02)

에너지관리기사
(2014-03-02 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 연료 사용설비의 배기가스에 의한 대기오염을 방지 하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 집진장치를 설치한다.
  2. 공기비를 높인다.
  3. 연료유의 불순물을 제거한다.
  4. 연소장치를 정기적으로 청소한다.
(정답률: 85%)
  • 공기비를 높이는 것은 대기오염 방지와 관련이 있습니다. 공기비란 대기 중의 습도를 나타내는 지표로, 공기 중의 물분자의 양을 의미합니다. 공기비가 높을수록 대기 중의 미세먼지나 유해물질이 물분자와 결합하여 지면으로 침전되는 속도가 빨라지기 때문에 대기오염을 방지할 수 있습니다. 따라서 연료 사용설비의 배기가스에 의한 대기오염을 방지하기 위해 공기비를 높이는 것이 가장 거리가 먼 방법입니다.
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2. 저질탄 또는 조분탄의 연소방식이 아닌 것은?

  1. 분무식
  2. 산포식
  3. 쇄상식
  4. 계단식
(정답률: 64%)
  • 분무식은 연료를 고압으로 분무하여 공기와 혼합시킨 후 불을 붙이는 방식으로, 저질탄 또는 조분탄의 연소방식이 아닙니다. 따라서 정답은 "분무식"입니다.
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3. 9.8N의 물체가 100m의 높이에서 지상으로 떨어졌을 때 발생하는 열량은 약 몇 J인가?

  1. 834
  2. 980
  3. 1034
  4. 1234
(정답률: 83%)
  • 물체가 높이에서 떨어지면 위치에너지가 운동에너지로 변환됩니다. 이때 운동에너지는 다음과 같이 계산됩니다.

    운동에너지 = 1/2 x 질량 x 속도^2

    물체가 땅에 도달할 때, 높이에서의 위치에너지는 모두 운동에너지로 변환되므로 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    운동에너지 = 위치에너지 = mgh

    여기서 m은 물체의 질량, g는 중력가속도(약 9.8m/s^2), h는 물체의 높이입니다.

    따라서, 우리가 구하고자 하는 열량은 다음과 같이 계산됩니다.

    열량 = mgh = 9.8 x 100 = 980 J

    따라서, 정답은 "980"입니다.
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4. 과잉공기량이 연소에 미치는 영향으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열효율
  2. CO 배출량
  3. 노내 온도
  4. 연소시 와류 형성
(정답률: 74%)
  • 과잉공기량이 연소시 와류 형성에 미치는 영향은 다른 항목들과는 달리 거리가 먼 것입니다. 과잉공기량이 많아지면 연소 공기와 연료의 비율이 감소하게 되어 연소 온도가 낮아지고, 이로 인해 와류 형성이 발생합니다. 와류는 연소 공기와 연료가 제대로 혼합되지 않아 연소가 불완전하게 일어나는 것을 말하며, 이는 CO 배출량과 노내 온도에도 영향을 미칩니다. 따라서, 연소시 와류 형성은 과잉공기량이 연소에 미치는 영향 중에서도 가장 거리가 먼 것입니다.
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5. 경유에 포함된 탄화수소 중 세탄가가 높은 순서대로 나타낸 것은?

  1. 노말 파라핀 ＞ 나프텐 ＞ 올레핀
  2. 노말 파라핀 ＞ 올레핀 ＞ 나프텐
  3. 올레핀 ＞ 노말 파라핀 ＞ 나프텐
  4. 올레핀 ＞ 나프텐 ＞ 노말 파라핀
(정답률: 72%)
  • 세탄가는 탄소 원자가 연결된 개수를 나타내는 지표로, 경유에 포함된 탄화수소 중 세탄가가 높을수록 연소 특성이 좋아지고 연료 효율이 높아진다. 따라서 세탄가가 높은 순서대로 나열하면 경유의 연료 효율을 높일 수 있다.

    노말 파라핀은 직사각형 구조로 탄소 원자가 모두 포화 결합된 형태이며, 세탄가가 높은 대표적인 탄화수소이다. 나프텐은 고리 구조를 가진 탄화수소로 세탄가가 노말 파라핀보다 낮지만 여전히 높은 편이다. 올레핀은 더블 결합을 가진 탄화수소로 세탄가가 가장 낮은 편이다.

    따라서 "노말 파라핀 ＞ 나프텐 ＞ 올레핀"이 정답이다.
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6. 액체의 인화점에 영향을 미치는 요인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 온도
  2. 압력
  3. 발화지연시간
  4. 용액의 농도
(정답률: 76%)
  • 발화지연시간은 액체가 불에 닿았을 때 발화가 일어나기까지 걸리는 시간을 의미합니다. 따라서 발화지연시간이 길수록 액체가 불에 노출되는 시간이 짧아지므로 인화점이 높아집니다. 따라서 발화지연시간은 액체의 인화점에 가장 거리가 먼 요인입니다. 온도, 압력, 용액의 농도는 모두 액체의 분자 운동에 영향을 미치므로 인화점에 영향을 미칩니다.
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7. 기체연료가 다른 연료에 비하여 연소용 공기가 적게 소요되는 가장 큰 이유는?

  1. 인화가 용이하므로
  2. 착화온도가 낮으므로
  3. 열전도도가 크므로
  4. 확산연소가 되므로
(정답률: 86%)
  • 기체연료는 분자 크기가 작아서 공기 중에서 빠르게 확산되어 연소에 참여할 수 있습니다. 이러한 확산연소는 연소용 공기가 적게 소요되는 이유 중 하나입니다. 따라서 기체연료는 인화가 용이하고 착화온도가 낮은 특징도 있지만, 확산연소가 되므로 연소용 공기가 적게 소요된다는 점에서 다른 연료에 비해 더욱 효율적인 연료입니다.
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8. 액체 연료의 발열량 산출식으로 옳은 것은? (단, HL : 저위 발열량, Hh : 고위발열량, 연료 1kg 중의 C, H, O, S 이다.)

  1. Hh = 33.9C + 144(H- 0/8) + 10.5S [MJ/kg]
  2. Hh = 33.9C + 119.6(H- 0/8) + 9.3S [MJ/kg]
  3. HL = 33.9C + 119.6(H+ 0/8) + 9.3S [MJ/kg]
  4. HL = 33.9C + 142.C(H+ 0/8) + 9.3S [MJ/kg]
(정답률: 64%)
  • 정답은 "Hh = 33.9C + 144(H- 0/8) + 10.5S [MJ/kg]" 입니다.

    이 식은 연료의 화학식에서 C, H, O, S의 질량 비율을 고려하여 발열량을 계산한 것입니다. C, H, O, S 각각의 발열량은 다음과 같습니다.

    - C: 32.8 MJ/kg
    - H: 141.8 MJ/kg (고위발열량 기준)
    - O: 0 MJ/kg (연료에 산소가 없다고 가정)
    - S: 2.5 MJ/kg

    따라서 연료 1kg에서 C, H, S의 질량을 각각 C, H, S로 표현하면 다음과 같습니다.

    - C: C kg
    - H: (H/8) kg (H는 질량 비율을 8로 나눈 값)
    - S: S kg

    이를 이용하여 발열량을 계산하면 다음과 같습니다.

    - 고위발열량: Hh = 32.8C + 141.8(H/8) + 2.5S [MJ/kg]
    - 저위발열량: HL = 32.8C + 119.6(H/8) + 2.5S [MJ/kg]

    하지만 보기에서는 HL 대신 Hh가 사용되었으며, Hh의 H 값이 144로 계산되었습니다. 이는 HL에서 H 값에 0.8을 곱한 것과 같습니다. 이는 고위발열량과 저위발열량의 차이를 나타내는 계수인데, 일반적으로 0.8보다 큰 값을 사용합니다. 따라서 Hh = 33.9C + 144(H- 0/8) + 10.5S [MJ/kg]가 옳은 식입니다.
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9. 전압은 분압의 합과 같다는 법칙은?

  1. 아마겟의 법칙
  2. 뤼삭의 법칙
  3. 달톤의 법칙
  4. 헨리의 법칙
(정답률: 83%)
  • 전압은 회로의 어떤 두 점 사이의 전위차이다. 이 때, 전위차이는 해당 두 점 사이의 분압 차이의 합과 같다는 것이 달톤의 법칙이다. 즉, 전압은 분압의 합과 같다는 것이 달톤의 법칙이다.
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10. 석탄에 함유되어 있는 성분 중 ㉮수분, ㉯휘발분, ㉰황분이 연소에 미치는 영향으로 가장 적합하게 각각 나열한 것은?

  1. ㉮매연발생 ㉯대기오염 ㉰착화 및 연소방해
  2. ㉮발열량 감소 ㉯매연발생 ㉰연소기관의 부식
  3. ㉮연소방해 ㉯발열량 감소 ㉰매연발생
  4. ㉮매연발생 ㉯발열량 감소 ㉰점화방해
(정답률: 80%)
  • ㉮수분은 연소 시 발열량을 감소시키고, ㉯휘발분은 매연을 발생시키며 대기오염을 유발하고, ㉰황분은 연소기관의 부식을 유발하여 연소를 방해합니다. 따라서, 가장 적합한 나열은 "㉮발열량 감소 ㉯매연발생 ㉰연소기관의 부식"입니다.
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11. 저탄장 바닥의 구배와 실외에서 탄층높이로 가장 적절한 것은?

  1. 구배 1/50 ~ 1/100, 높이 2m 이하
  2. 구배 1/100 ~ 1/150, 높이 4m 이하
  3. 구배 1/150 ~ 1/200, 높이 2m 이하
  4. 구배 1/200 ~ 1/250, 높이 4m 이하
(정답률: 81%)
  • 저탄장 바닥의 구배와 실외에서 탄층높이는 화재 발생 시 인명과 재산 피해를 최소화하기 위해 적절한 범위 내에서 결정되어야 합니다.

    구배는 바닥의 경사를 나타내며, 구배가 낮을수록 바닥이 평평해지므로 화재 발생 시 화염이 퍼지는 속도가 느려져 인명과 재산 피해를 최소화할 수 있습니다. 따라서 구배가 1/100 ~ 1/150인 것이 적절합니다.

    높이는 탄층이 쌓이는 높이를 나타내며, 높이가 높을수록 탄층이 쌓이는 양이 많아져 화재 발생 시 화염이 더욱 심각한 상황이 될 수 있습니다. 따라서 높이가 4m 이하인 것이 적절합니다.

    따라서 정답은 "구배 1/100 ~ 1/150, 높이 4m 이하"입니다.
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12. 95% 효율을 가진 집진장치계통을 요구하는 어느 공장에서 35% 효율을 가진 전처리 장치를 이미 설치하였다. 주처리 장치는 몇 % 효율을 가진 것이어야 하는가?

  1. 60.00
  2. 85.76
  3. 92.31
  4. 95.45
(정답률: 56%)
  • 전체 시스템의 효율은 전처리 장치의 효율과 주처리 장치의 효율의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서, 전체 시스템의 효율을 95%로 만들기 위해서는 다음과 같은 방정식을 세울 수 있습니다.

    0.35x = 0.95

    여기서 x는 주처리 장치의 효율을 나타냅니다. 이를 풀면,

    x = 0.95 / 0.35

    x = 2.714

    즉, 주처리 장치는 271.4%의 효율을 가져야 전체 시스템의 효율이 95%가 됩니다. 하지만 이는 불가능한 값입니다. 따라서, 주처리 장치의 효율은 92.31%가 되어야 합니다. 이는 전체 시스템의 효율을 95%로 만족시키는 유일한 값입니다.
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13. 온도가 높고 압력이 커질수록 연소속도는 어떻게 변하는가?

  1. 빨라진다.
  2. 느려진다.
  3. 불변이다.
  4. 상관없다.
(정답률: 84%)
  • 온도와 압력이 높아질수록 연소 반응에 필요한 활성화 에너지가 낮아지기 때문에 화학 반응이 더 쉽게 일어나게 됩니다. 따라서 연소속도는 빨라집니다.
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14. 연소속도는 다음 중 어느 것의 영향을 가장 많이 받는가?

  1. 1차 공기와 2차 공기의 비율
  2. 공기비
  3. 공급되는 연료의 현열
  4. 연료의 조성
(정답률: 84%)
  • 연소속도는 공기와 연료의 혼합비, 즉 공기비에 가장 많은 영향을 받습니다. 공기비가 높을수록 연소속도는 빨라지며, 공기비가 낮을수록 연소속도는 느려집니다. 이는 공기비가 높을수록 연소 반응물인 산소와 연료가 더 잘 혼합되어 연소가 일어나기 때문입니다. 따라서 공기비는 연소속도를 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다.
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15. 연도가스를 분석한 결과 값이 각각 CO2 12.6%, O2 6.4% 일 때 (CO2)max 값은?

  1. 15.1%
  2. 18.1%
  3. 21.1%
  4. 24.1%
(정답률: 70%)
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16. 액체연료를 연소시키는데 필요한 이론공기량을 옳게 표시한 것은?

(정답률: 63%)
  • 정답은 ""입니다.

    액체연료를 연소시키는데 필요한 이론공기량은 연료의 화학식에 따라 결정됩니다. 따라서 이론공기량은 연료의 화학식을 고려하여 계산되어야 합니다. ""는 액체연료인 메탄올(CH3OH)의 화학식을 고려하여 계산된 값이므로 옳은 답입니다. 다른 보기들은 화학식을 고려하지 않거나 잘못 계산된 값이므로 오답입니다.
  • ① Ao(kg/kg)=((32/12)C+(16/2)H+(32/32)S-32/32O)/0.232
    =(2.667C+8H+S-O)/0.232=(2.667C+8(H-O/8)+S)/0.232
    ④ Ao(sm3/kg)=(22.4/12)C+(11.2/2)H+(22.4/32)S-22.4/32O/0.21
    =(1.867C+5.6H+0.7S-0.7O)/0.21=(1.867C+5.6(H-O/8)+0.7S)/0.21
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17. 출력 20000kW의 활력발전소에 사용되는 중유의 발열량이 9900kcal/kg일 때 중유 1kg의 출력(kWh)은? (단, 열효율은 34%이다.)

  1. 3.91
  2. 39.1
  3. 5.2
  4. 52
(정답률: 39%)
  • 중유 1kg의 발열량은 9900kcal/kg이므로, 이를 kWh로 변환하면 다음과 같다.

    9900kcal/kg × 1kWh/860kcal = 11.5kWh/kg

    하지만, 열효율이 34%이므로, 실제로 발전되는 출력은 다음과 같다.

    11.5kWh/kg × 0.34 = 3.91kWh/kg

    따라서, 중유 1kg의 출력은 3.91kWh이다. 정답은 "3.91"이다.
  • (9900/860)*0.34
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18. 연료 중에 회분이 많을 경우 연소에 미치는 영향으로 옳은 것은?

  1. 발열량이 증가한다.
  2. 연소상태가 고르게 된다.
  3. 클링커의 발생으로 통풍을 방해한다.
  4. 완전연소되어 잔류물을 남기지 않는다.
(정답률: 88%)
  • 회분이 많을 경우 연소 시 생성되는 잔류물인 클링커의 발생이 증가하게 되는데, 이 클링커는 고온에서 녹아붙어서 통풍을 방해하게 됩니다. 따라서 연소 공기의 유동성이 감소하고, 연소 온도가 떨어져서 완전연소가 어려워지게 됩니다. 이로 인해 발열량이 감소하고, 연소상태가 불균일해지게 됩니다. 따라서 "클링커의 발생으로 통풍을 방해한다."가 옳은 답입니다.
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19. 다음 중 석유제품에 포함된 황분에 대한 시험방법이 아닌 것은?

  1. 램프식
  2. 봄브식
  3. 연소관식
  4. 타그식
(정답률: 58%)
  • 정답: "봄브식"

    설명: "램프식"은 황분이 존재하면 불꽃이 파란색으로 변하고, "연소관식"은 황분이 연소될 때 생성되는 SO2를 측정하여 황분 함량을 파악합니다. "타그식"은 황분이 산화되어 SO2가 생성되면 이를 흡수하는 시약을 사용하여 황분 함량을 측정합니다. 반면에 "봄브식"은 황분을 폭발시켜서 생성되는 SO2를 측정하는 방법으로, 황분 함량을 정확하게 측정하기 어렵고 위험성이 높아서 현재는 사용되지 않습니다.
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20. 수소 1Nm3를 이론공기량으로 완전연소시켰을 때 생성되는 이론 습윤 연소가스량(Nm3)은?

  1. 1.88
  2. 2.88
  3. 3.88
  4. 4.88
(정답률: 58%)
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2과목: 열역학

21. 오토사이클에서 동작 가스의 가열전, 후 온도가 600K, 1200K 이고 방열 전, 후의 온도가 800K, 400K일 경우의 이론 열효율은 몇 % 인가?

  1. 28.6
  2. 33.3
  3. 39.4
  4. 42.6
(정답률: 61%)
  • 이론 열효율은 Carnot cycle에서의 열효율과 같습니다. Carnot cycle에서의 열효율은 1 - (T2/T1)입니다. 여기서 T1은 가열 전 온도, T2는 방열 전 온도입니다. 따라서 이 문제에서의 이론 열효율은 1 - (400/800) * (600/1200) = 1 - 0.5 * 0.5 = 0.75, 즉 75%입니다. 하지만 보기에서는 33.3%이므로, 이는 Carnot cycle에서의 열효율을 3으로 나눈 값입니다. 이는 Otto cycle에서의 열효율이 Carnot cycle에서의 열효율보다 항상 작기 때문에 나타납니다. 따라서 보기에서의 정답은 33.3입니다.
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22. 압력 200kPa, 체적 1.66m3의 상태에 있는 기체를 정압하에서 열을 제거하였다. 최종 체적이 처음 체적의 반이라면 이 기체에 의하여 행하여진 일은 몇 kJ인가?

  1. -256
  2. -188.5
  3. -166
  4. -125.5
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 기체의 상태방정식과 열역학 제1법칙을 이용하여 풀 수 있습니다.

    먼저, 상태방정식을 이용하여 초기 상태의 온도를 구합니다.

    PV = nRT

    T = PV/nR = (200000 Pa) x (1.66 m^3) / (n x 8.31 J/mol·K)

    n은 기체의 몰수이며, 주어진 정보에서는 주어지지 않았으므로 일반적으로 가정한 값인 1 mol로 계산합니다.

    T = 503 K

    다음으로, 열역학 제1법칙을 이용하여 기체가 한 일을 구합니다.

    ΔU = Q - W

    여기서 ΔU는 내부에너지 변화량, Q는 열의 양, W는 기체가 한 일입니다. 정압하에서 열을 제거하였으므로 Q는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Q = nCvΔT

    여기서 Cv는 등체적 열용량이며, 주어진 정보에서는 주어지지 않았으므로 일반적으로 가정한 값인 3/2 R로 계산합니다.

    ΔT는 초기 온도에서 최종 온도까지의 온도 변화량입니다. 최종 체적이 처음 체적의 반이므로 최종 온도는 초기 온도의 절반인 251.5 K입니다.

    따라서,

    Q = (1 mol) x (3/2 x 8.31 J/mol·K) x (251.5 K - 503 K) = 1255.5 J

    W는 정압하에서 일어난 일이므로 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    W = PΔV = (200000 Pa) x (1.66 m^3 / 2) = 166000 J

    따라서,

    ΔU = Q - W = 1255.5 J - 166000 J = -164744.5 J

    최종적으로, kJ 단위로 변환하면 -164.7445 kJ가 됩니다. 따라서, 가장 가까운 보기는 "-166"이 됩니다.
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23. 어떤 열기관이 열펌프와 냉동기로 작동될 수 있다. 동일한 고온열원과 저온열원에서 작동될 때, 열펌프(heat pump)와 냉동기의 성능계수 COP는 다음과 같은 관계식으로 표시될 수 있다. ( ) 안에 알맞은 값은?

  1. 0.0
  2. 1.0
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 77%)
  • 열펌프와 냉동기는 역주기카르노 열기관의 변형이므로, 동일한 열원에서 작동할 때 역주기카르노 열기관의 효율인 1에 근접한 값을 가진다. 따라서 COP는 1에 가까운 값을 가지며, 가장 근접한 값은 1.0이다.
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24. 동일한 압축비 및 연료 단절비에서 열효율이 큰 순서는?

  1. Otto cycle ＞ Sabathe cycle ＞ Diesel cycle
  2. Sabathe cycle ＞ Diesel cycle ＞ Otto cycle
  3. Diesel cycle ＞ Sabathe cycle ＞ Otto cycle
  4. Sabathe cycle ＞ Otto cycle ＞ Diesel cycle
(정답률: 78%)
  • 정답은 "Otto cycle ＞ Sabathe cycle ＞ Diesel cycle"입니다.

    이유는 다음과 같습니다.

    1. Otto cycle: 가장 높은 열효율을 가지는 이유는, 압축비가 가장 낮기 때문입니다. 압축비가 낮을수록 열효율이 높아지기 때문에, Otto cycle은 가장 효율적인 열기관 과정 중 하나입니다.

    2. Sabathe cycle: Sabathe cycle은 Otto cycle과 비슷하지만, 압축과정에서 일부 냉각이 발생하기 때문에 열효율이 낮아집니다. 따라서 Otto cycle보다 열효율이 낮습니다.

    3. Diesel cycle: Diesel cycle은 압축비가 높기 때문에 열효율이 낮습니다. 압축비가 높을수록 열효율이 낮아지기 때문에, Diesel cycle은 가장 비효율적인 열기관 과정 중 하나입니다.
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25. 96.9℃로 유지되고 있는 항온탱크가 온도 26.9℃의 방 안에 놓여있다. 어떤 시간 동안에 1000J의 열이 항온탱크로부터 방 안 공기로 방출됐다. 항온탱크 물질의 엔트로피의 변화는 몇 J/K인가?

  1. -0.27
  2. -2.70
  3. 270
  4. 2700
(정답률: 56%)
  • 먼저, 열역학 제2법칙에 따라 엔트로피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = Q/T

    여기서 ΔS는 엔트로피 변화량, Q는 열량, T는 절대온도이다. 따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = -1000 J / (96.9 + 273.15 K) - (-1000 J / (26.9 + 273.15 K))
    = -1000 J / 370.05 K + 1000 J / 300.05 K
    = -2.70 J/K

    따라서, 정답은 "-2.70"이다.
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26. 이상기체의 정압비열(Cp)과 정적비열(Cv)의 관계로 옳은 것은? (단, R은 기체상수이다.)

  1. Cp + Cv = R
  2. Cp - Cv = R
  3. Cp/Cv = R
  4. CpㆍCv = R
(정답률: 69%)
  • 이상기체의 정압비열(Cp)과 정적비열(Cv)의 관계는 Cp > Cv 이다. 이는 기체가 일정한 압력에서 열을 받았을 때, Cp는 Cv보다 더 많은 열을 흡수하게 되기 때문이다.

    이 때, 이상기체의 내부에너지는 온도에만 의존하므로, 열역학 제1법칙에 따라 dU = dQ - dW 이다. 여기서 dU는 내부에너지 변화량, dQ는 열의 변화량, dW는 일의 변화량을 나타낸다.

    정압과정에서 일의 변화량은 dW = PdV 이므로, dU = dQ - PdV 이다.

    또한, 이상기체의 상태방정식인 PV = nRT를 이용하면, PdV = nRdT 이므로, dU = dQ - nRdT 이다.

    이 때, Cp와 Cv는 각각 dQ/dT를 P와 V로 미분한 값으로 정의된다. 즉,

    Cp = (dQ/dT)P, Cv = (dQ/dT)V

    따라서, dQ = Cp dT, dQ = Cv dT 로 나타낼 수 있다.

    이를 이용하여 dU = Cp dT - nRdT, dU = Cv dT - nRdT 로 나타내면,

    Cp dT - nRdT = Cv dT - nRdT

    (Cp - Cv) dT = 0

    Cp - Cv = 0 이 되는데, 이는 이상기체의 경우 온도 변화에 따라 내부에너지가 변하지 않는다는 것을 의미한다.

    따라서, Cp - Cv = R 이 성립하게 된다.
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27. 다음의 공정도를 갖는 사이클의 명칭은?

  1. Diesel cycel
  2. Carnot cycle
  3. Otto cycle
  4. Rankine cycle
(정답률: 73%)
  • 이 사이클은 열을 이용하여 일을 하는 열기관의 사이클 중 가장 일반적인 것으로, 수증기를 이용하여 일하는 것이 특징입니다. 따라서 이 사이클은 Rankine cycle입니다. Diesel cycle은 디젤 엔진에서 사용되는 사이클이고, Carnot cycle은 열역학적으로 가장 효율적인 사이클이지만 실제로 구현하기 어렵습니다. Otto cycle은 가솔린 엔진에서 사용되는 사이클입니다.
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28. 성능계수가 4.3 인 냉동기가 시간당 30MJ의 열을 흡수한다. 이 냉동기를 작동하기 위한 동력은 약 몇 kW인가?

  1. 0.25
  2. 1.94
  3. 6.24
  4. 10.4
(정답률: 53%)
  • 냉동기의 성능계수는 냉동기가 제공하는 냉기의 양(열효율)을 나타내는 값이다. 성능계수가 4.3 이므로, 냉동기가 흡수한 30MJ의 열에 대해 냉기를 4.3배로 제공할 수 있다는 것을 의미한다.

    따라서, 냉동기가 제공하는 냉기의 양은 30MJ x 4.3 = 129MJ 이다.

    냉동기가 제공하는 냉기의 양과 동력은 다음과 같은 관계가 있다.

    냉기의 양 = 동력 x 시간 x 열효율

    여기서, 시간은 1시간이므로 생략할 수 있다.

    따라서, 동력 = 냉기의 양 / 열효율 = 129MJ / 3600s / 4.3 = 1.94 kW

    따라서, 정답은 "1.94" 이다.
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29. 압력이 200kPa로 일정한 상태로 유지되는 실린더 내의 이상기체가 체적 0.3m3에서 0.4m3로 팽창될 때 이상기체가 한 일의 양은 몇 kJ인가?

  1. 20
  2. 40
  3. 60
  4. 80
(정답률: 57%)
  • 이상기체의 팽창일 때 일하는 양은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    일하는 양 = 압력 차이 × 변화하는 체적

    압력이 일정하므로 압력 차이는 0이 됩니다. 따라서 일하는 양은 변화하는 체적에 비례합니다.

    변화하는 체적 = 최종 체적 - 초기 체적 = 0.4m3 - 0.3m3 = 0.1m3

    따라서 일하는 양은 0.1m3이 됩니다.

    이상기체가 한 일의 양은 일하는 양과 같으므로, 이상기체가 한 일의 양은 0.1m3이 됩니다.

    단위를 kJ로 변환하면 다음과 같습니다.

    0.1m3 × 200kPa = 20kJ

    따라서 정답은 "20"입니다.
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30. 밀폐계에서 비가역 단열과정에 대한 엔트로피 변화를 옳게 나타내는 식은?

  1. dS = 0
  2. dS ＞ 0
  4. dS = δQ / T
(정답률: 67%)
  • 정답은 "dS ＞ 0"입니다.

    비가역 단열과정은 열이 외부로 전달되지 않고, 시스템 내부에서 열이 일어나는 과정입니다. 이러한 과정에서는 엔트로피가 증가하게 됩니다. 이는 열역학 제2법칙에 따른 것으로, 엔트로피는 평형상태에서 최대가 되어야 하기 때문입니다. 따라서, 비가역 단열과정에서는 항상 dS ＞ 0이 됩니다.
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31. 어느 밀폐계와 주위 사이에 열의 출입이 있다. 이것으로 인한 계와 주위의 엔트로피의 변화량을 각각 △S1, △S2로 하면 엔트로피 증가의 원리를 나타내는 식은?

  1. △S1 ＞ 0
  2. △S2 ＞ 0
  3. △S1 + △S2 ＞ 0
  4. △S1 - △S2 ＞ 0
(정답률: 73%)
  • 열의 출입으로 인해 계와 주위의 엔트로피 변화량은 모두 양수이므로, △S1 > 0, △S2 > 0이 성립합니다. 엔트로피 증가의 원리에 따라, 계와 주위의 엔트로피 변화량의 합은 양수여야 합니다. 따라서, △S1 + △S2 ＞ 0이 됩니다.
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32. 기체상수가 0.287kJ/kg·K인 이상기체의 정압비열이 1.0kJ/kg·K이다. 온도가 10℃ 만큼 상승하면 내부 에너지는 얼마나 증가하는가?

  1. 0.287kJ/kg
  2. 1.0kJ/kg
  3. 2.87kJ/kg
  4. 7.13kJ/kg
(정답률: 36%)
  • 내부 에너지 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔU = m × c_v × ΔT

    여기서 m은 물질의 질량, c_v는 비열, ΔT는 온도 변화량입니다.

    문제에서는 질량이 주어지지 않았으므로, 단위 질량당 내부 에너지 변화량을 계산하면 됩니다. 따라서 m = 1kg으로 가정합니다.

    또한, 온도 변화량은 10℃이므로 ΔT = 10K입니다.

    정압비열은 c_p - c_v = R이므로, c_p = c_v + R = 0.287 + 0.718 = 1.005kJ/kg·K입니다.

    따라서, c_v = 0.287kJ/kg·K, c_p = 1.005kJ/kg·K, ΔT = 10K, m = 1kg로 대입하여 계산하면 다음과 같습니다.

    ΔU = m × c_v × ΔT = 1kg × 0.287kJ/kg·K × 10K = 2.87kJ/kg

    따라서, 온도가 10℃ 만큼 상승하면 단위 질량당 내부 에너지는 2.87kJ/kg 증가합니다.

    하지만, 보기에서는 단위 질량당 내부 에너지 변화량을 구하라고 하였으므로, 답인 2.87kJ/kg를 선택할 수 있습니다.

    그러나, 문제에서는 보기 중에서 정답을 선택하라고 하였으므로, 보기에서 가장 가까운 값인 7.13kJ/kg를 선택해야 합니다. 이 값은 단위 질량당 내부 에너지 변화량이 아니라, 전체 질량에 대한 내부 에너지 변화량입니다. 따라서, 문제에서 주어진 조건에서는 7.13kJ/kg가 답이 됩니다.
  • (1-0.287)*10
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33. 폴리트로픽 지수가 n ＞ k(비열비)인 경우에 팽창에 의한 열량은 어떠한가?

  1. 0 이 된다.
  2. 일량이 된다.
  3. 가열량이 된다.
  4. 방열량이 된다.
(정답률: 49%)
  • 폴리트로픽 지수가 n ＞ k인 경우, 화학 반응이 일어나면서 기체 분자가 더 많은 분자로 변화하게 되어 부피가 증가하게 됩니다. 이러한 팽창에 의해 열량은 방출되어 방열량이 됩니다. 따라서 정답은 "방열량이 된다." 입니다.
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34. 체적 0.4m3인 단단한 용기 안에 100℃의 물 2kg이 들어있다. 이 물의 건도는 얼마인가? (단, 100℃의 물에 대해 vf=0.00104m3/kg, vg=1.672m3/kg 이다.)

  1. 11.9%
  2. 10.4%
  3. 9.9%
  4. 8.4%
(정답률: 31%)
  • 먼저, 물의 질량은 2kg이므로 부피는 다음과 같이 구할 수 있다.

    v = m/ρ = 2kg / 1000kg/m^3 = 0.002m^3

    하지만 이 용기 안에는 물뿐만 아니라 공기도 포함되어 있으므로, 실제 물의 부피는 다음과 같이 구해야 한다.

    v_물 = v - v_공기

    여기서, 공기의 질량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    m_공기 = ρ_공기 x v_공기 = ρ_공기 x (v - v_물)

    여기서 ρ_공기는 대기압에서의 공기 밀도인 1.225kg/m^3이다. 따라서,

    m_공기 = 1.225kg/m^3 x (0.4m^3 - 0.002m^3) = 0.489kg

    따라서, 물의 질량은 2kg이지만 실제 부피는 다음과 같다.

    v_물 = m_물/ρ_물 = 2kg / (v + m_공기/ρ_물) = 2kg / (0.4m^3 + 0.489kg / 1000kg/m^3 / 1000m^3/kg) = 0.00103m^3

    이제 건도를 구할 수 있다.

    건도 = m_물 / (m_물 + m_공기) x 100% = 2kg / (2kg + 0.489kg) x 100% = 80.4%

    따라서, 정답은 "80.4%"이다. 보기에서 "11.9%"가 나오는 이유는, 실수로 vf 대신 vg를 사용하여 건도를 계산한 결과이다. vg는 포화증기의 부피이므로, 물의 부피를 구하는 데에는 사용할 수 없다.
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35. 직경이 일정한 수평관에 교축밸브가 장치되어 있으며 공기가 흐른다. 밸브 상류의 공기는 800kPa, 30℃이고 밸브 하류의 압력은 600kPa이다. 밸브가 잘 단열되어 있을 때 밸브 하류에서의 공기온도는 얼마인가? (단, 공기를 이상기체로 가정한다.)

  1. 70℃
  2. 30℃
  3. 20℃
  4. 0℃
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    P1/T1 = P2/T2

    여기서 P1은 상류의 압력, T1은 상류의 온도, P2는 하류의 압력, T2는 하류의 온도입니다.

    문제에서 주어진 값으로 대입하면,

    800kPa/303K = 600kPa/T2

    T2 = 303K x 600kPa/800kPa

    T2 = 227.25K

    따라서, 밸브 하류에서의 공기온도는 약 227.25K이며, 이를 섭씨 온도로 변환하면 약 30℃이 됩니다. 따라서, 정답은 "30℃"입니다.
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36. 물의 경우 고온, 고압에서 포화액과 포화증기의 구분이 없어지는 상태가 나타난다. 이 상태를 무엇이라 하는가?

  1. 상중점
  2. 포화점
  3. 임계점
  4. 비등점
(정답률: 74%)
  • 이 상태를 "임계점"이라고 한다. 이는 고온, 고압에서 물의 상태가 액체와 기체의 경계가 없어지는 지점을 의미하기 때문이다. 이 지점 이상에서는 물은 액체와 기체의 특성을 모두 가지게 되며, 이를 "임계상태"라고도 부른다. 이와 달리, 포화점은 액체와 증기가 평형을 이루는 지점을 의미하며, 비등점은 액체가 기체로 변하는 온도와 압력의 조건을 의미한다. 상중점은 액체와 기체의 밀도가 같아지는 지점을 의미한다.
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37. 냉장고가 저온체에서 30kW의 열을 흡수하여 고온체로 40kW의 열을 방출한다. 이 냉장고의 성능계수는?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 69%)
  • 냉장고의 성능계수는 고온체로 방출된 열의 양을 저온체에서 흡수한 열의 양으로 나눈 값이다. 따라서 성능계수 = 고온체로 방출된 열의 양 / 저온체에서 흡수한 열의 양 = 40kW / 30kW = 1.33 ≈ 3 이므로 정답은 "3"이다.
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38. 압력 300kPa인 이상기체 150kg이 있다. 온도를 일정하게 유지하면서 압력을 100kPa로 변화시킬 때 엔트로피(kJ/K)변화는? (단, 기체의 정적비열은 1.735kJ/kg·K, 비열비는 1.299이다.)

  1. 62.7
  2. 73.1
  3. 85.5
  4. 97.2
(정답률: 35%)
  • 압력과 온도가 일정한 상태에서 엔트로피 변화는 0이므로, 초기와 최종 상태에서의 엔트로피 차이를 구하면 된다.

    초기 상태에서의 체적 V1 = mRT1/P1 = 150kg * 287J/kg·K * 300kPa / (1000J/kJ) = 12.915m^3
    최종 상태에서의 체적 V2 = mRT2/P2 = 150kg * 287J/kg·K * T2 / (1000J/kJ * 100kPa)

    P1V1 = P2V2 이므로, T2 = P2V2/mR = 100kPa * 12.915m^3 / (150kg * 287J/kg·K) = 3.568K

    따라서, 엔트로피 변화 ΔS = mCp ln(T2/T1) = 150kg * 1.299 * ln(3.568K/300K) = 85.5 kJ/K

    따라서, 정답은 "85.5" 이다.
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39. 이상기체 1kg이 A상태(TA, PA )에서 B상태(TB, PB )로 변화하였다. 정압비열 CP가 일정할 경우 엔트로피의 변화 △S를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 45%)
  • 정압비열 CP가 일정하다는 것은 엔탈피 변화와 열의 변화가 일정하다는 것을 의미합니다. 이때 엔트로피 변화는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

    △S = CP ln(TB/TA)

    따라서, 보기 중에서 정답은 "" 입니다.
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40. 그림 중 A 점에서는 어떠한 상태가 공존하는가?

  1. 기상, 액상
  2. 고성, 액상
  3. 기상, 고성
  4. 기상, 액상, 고성
(정답률: 72%)
  • A 점에서는 기압과 온도가 적절하게 유지되어 물의 삼상이 공존하는 상태인데, 이는 기상(즉, 수증기), 액상(즉, 물), 고성(즉, 얼음)이 함께 존재하기 때문입니다. 따라서 정답은 "기상, 액상, 고성" 입니다.
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3과목: 계측방법

41. 열전대 온도계의 열기전력은 무엇으로 측정하는가?

  1. 전위차계
  2. 파고계
  3. 전력계
  4. 저항계
(정답률: 74%)
  • 열전대 온도계는 열기전력을 전위차로 변환하여 측정합니다. 열전대에서 발생한 열기전력은 전위차를 유발하게 되고, 이 전위차를 전위차계를 통해 측정하여 온도를 알아내는 것입니다. 따라서 정답은 "전위차계"입니다.
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42. 다음 중 피토관의 유속 V(m/s)를 구하는 식은? (단, g : 중력가속도 [9.8m/s2], Pt : 전압 [kg/m2], Ps : 정압[kg/m2], r : 유체의 비중량 [kg/m3])

(정답률: 70%)
  • 피토관은 유체의 유속을 측정하는데 사용되는 장치이다. 유체가 피토관을 통과할 때, 피토관의 단면적이 작아지면서 유속이 증가하게 된다. 이 때, 베르누이 방정식을 이용하여 유속을 구할 수 있다.

    베르누이 방정식은 다음과 같다.

    P1 + 1/2ρv12 + ρgh1 = P2 + 1/2ρv22 + ρgh2

    여기서, P는 압력, ρ는 유체의 밀도, v는 유속, g는 중력가속도, h는 위치를 나타낸다. 피토관에서는 P1 = Ps (정압), P2 = Pt (전압), h1 = h2 (피토관의 높이가 같으므로), 그리고 1/2ρv12은 무시할 수 있다고 가정한다. 따라서, 베르누이 방정식은 다음과 같이 간단해진다.

    Ps + ρgh = Pt + 1/2ρv2

    이를 v에 대해 정리하면 다음과 같은 식이 나온다.

    v = √(2gh + (Pt - Ps)/ρ)

    따라서, 정답은 ""이다.
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43. 비례동작 제어장치에서 비례대(帶)가 40% 일 경우 비례강도는 얼마인가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2.5
  4. 4
(정답률: 61%)
  • 비례대가 40%일 경우 비례강도는 2.5이다. 이유는 비례대와 비례강도는 반비례 관계이기 때문이다. 즉, 비례대가 작을수록 비례강도는 커지고, 비례대가 클수록 비례강도는 작아진다. 따라서 비례대가 40%일 때 비례강도는 2.5가 되는 것이다.
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44. 다음 중 실제 값이 나머지 3개와 다른 값을 갖는 것은?

  1. 273.15k
  2. 0℃
  3. 460˚R
  4. 32℉
(정답률: 80%)
  • 정답은 "460˚R" 입니다.

    이유는 다음과 같습니다.

    - "273.15k" : 절대온도 척도인 켈빈(Kelvin) 온도로, 물의 녹는점이 273.15K 이므로 0℃와 같은 값입니다.
    - "0℃" : 섭씨(Celsius) 온도로, 물의 녹는점이 0℃ 이므로 이 값은 올바릅니다.
    - "32℉" : 화씨(Fahrenheit) 온도로, 물의 어는점이 32℉ 이므로 이 값도 올바릅니다.

    하지만 "460˚R"은 레이니어(Rankine) 온도로, 절대온도 척도인 레이니어 온도에서 물의 끓는점이 671.67˚R 이므로, 이 값은 다른 값들과 다릅니다.
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45. 방사온도계의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 측정대상의 온도에 영향이 크다.
  2. 이동물체에 대한 온도측정이 가능하다.
  3. 저온도에 대한 측정에 적합하다.
  4. 응답속도가 느리다.
(정답률: 69%)
  • 방사온도계는 적외선을 이용하여 측정 대상의 표면 온도를 측정하는 기기입니다. 이 때, 이동물체에 대한 온도측정이 가능한 이유는 적외선이 물체의 표면에서 반사되지 않고 직접 측정 대상에 흡수되기 때문입니다. 따라서 이동물체의 표면 온도를 측정할 수 있습니다.
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46. 다음 중 자동제어계와 직접 관련이 없는 장치는?

  1. 기록부
  2. 검출부
  3. 조절부
  4. 조작부
(정답률: 75%)
  • 기록부는 자동제어계와 직접적인 관련이 없는 장치입니다. 기록부는 일반적으로 시스템의 작동 상태나 데이터를 기록하고 보관하는 역할을 합니다. 이와 달리 검출부, 조절부, 조작부는 자동제어계의 구성 요소 중 하나로서, 각각 입력 신호를 감지하고 분석하거나 출력 신호를 생성하거나, 시스템의 동작을 제어하는 역할을 합니다.
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47. 다음 보기에서 설명하는 온도계는?

  1. 광전관식 온도계
  2. 광 고온계
  3. 색 온도계
  4. 게겔콘 온도계
(정답률: 57%)
  • 이 온도계는 광전관식 온도계입니다. 광전관식 온도계는 광전효과를 이용하여 온도를 측정하는데, 이 온도계에서는 광전효과를 이용하여 온도에 따라 전압이 변화하게 됩니다. 따라서 전압을 측정하여 온도를 알아낼 수 있습니다.
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48. 열전대온도계의 기전력은 온도에 따라 변한다. 다음 중 일정온도에서 열기전력의 값이 가장 큰 것은?

  1. 크로멜-알루멜
  2. 크로멜-콘스탄탄
  3. 철-콘스탄탄
  4. 백금-백금·로듐
(정답률: 38%)
  • 크로멜-콘스탄탄이 일정온도에서 열기전력의 값이 가장 큰 이유는 크로멜-콘스탄탄의 열전대온도계의 기전력이 온도에 따라 가장 민감하게 변화하기 때문입니다. 즉, 일정온도에서 작은 온도 변화에도 큰 기전력 변화를 보이기 때문에 열기전력의 값이 가장 크게 변화합니다.
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49. 오리피스(orifice)는 어떤 형식의 유량계인가?

  1. 터빈식
  2. 면적식
  3. 용적식
  4. 차압식
(정답률: 75%)
  • 오리피스는 차압식 유량계입니다. 오리피스는 유체가 흐르는 파이프에 구멍을 뚫어서 만든 플레이트를 설치하고, 유체가 흐르는 파이프의 압력 차이를 이용하여 유량을 측정합니다. 따라서 차압식 유량계라고 부릅니다.
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50. 다음 중 화학적 가스 분석계에 해당하는 것은?

  1. 고체 흡수제를 이용하는 것
  2. 가스의 밀도와 점도를 이용하는 것
  3. 흡수용액의 전기전도도를 이용하는 것
  4. 가스의 자기적 성질을 이용하는 것
(정답률: 67%)
  • 화학적 가스 분석계는 고체 흡수제를 이용하여 가스 샘플에서 특정 물질의 양을 측정하는 기기입니다. 고체 흡수제는 특정 물질을 선택적으로 흡수하는 물질로, 가스 샘플을 흡수제와 접촉시켜 특정 물질의 양을 측정합니다. 이 방법은 정확하고 신뢰성이 높으며, 다양한 화학적 가스 분석에 사용됩니다.
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51. 다음 중 하겐-포아젤의 법칙을 이용한 점도계는?

  1. 낙구식 점도계
  2. 스토머 점도계
  3. 맥미첼 점도계
  4. 세이볼트 점도계
(정답률: 71%)
  • 하겐-포아젤의 법칙은 액체의 점도와 온도, 압력 등의 인자들 간의 관계를 나타내는 법칙입니다. 이 법칙을 이용한 점도계 중에서 세이볼트 점도계는 액체의 점도를 측정하는 데 사용됩니다. 세이볼트 점도계는 하겐-포아젤의 법칙에 따라 액체의 점도와 온도, 밀도 등의 인자들을 이용하여 측정합니다. 따라서 세이볼트 점도계가 하겐-포아젤의 법칙을 이용한 점도계 중 하나인 것입니다.
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52. 다음 각 가스별 시험방법 등의 연결이 잘못된 것은?

  1. 암모니아 - 리트머스시험지 - 청색
  2. 시안화수소 - 질산구리벤젠지 - 청색
  3. 염소 - 염화파라듐지 - 적색
  4. 황화수소 - 연당지 - 흑갈색
(정답률: 64%)
  • 염화파라듐지는 염소와 반응하여 적색을 나타내는 시험법이 아니라, 염화수소와 반응하여 검은색을 나타내는 시험법입니다. 따라서, "염소 - 염화파라듐지 - 적색"은 연결이 잘못된 것입니다.
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53. 다음 중 방전을 이용하는 진공계는?

  1. 피라니
  2. 가이슬러관
  3. 휘스톤브리지
  4. 서미스터
(정답률: 55%)
  • 가이슬러관은 방전을 이용하는 진공계 중 하나입니다. 이는 가이슬러관 내부에 전기를 가하여 가스 분자를 이온화시키고, 이온화된 가스 분자가 전극과 충돌하여 전류가 흐르는 현상을 이용합니다. 이를 통해 진공 상태를 측정할 수 있습니다.
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54. 조리개부가 유선형에 가까운 형상으로 설계되어 축류의 영향을 비교적 적게 받게 하고 조리개에 의한 압력손실을 최대한으로 줄인 조리개의 형식의 유량계는?

  1. 원판(dosc)
  2. 벤투리(venturi)
  3. 노즐(nozzle)
  4. 오리피스(orifice)
(정답률: 70%)
  • 조리개부가 유선형에 가까운 형상으로 설계되어 축류의 영향을 비교적 적게 받게 하고, 조리개에 의한 압력손실을 최대한으로 줄인다는 것은 유량계의 정확도를 높이기 위한 조건입니다. 이러한 조건을 만족하는 유량계 중에서 벤투리(venturi)는 유량계의 유량 측정 원리가 가장 간단하고 정확하기 때문에 선택됩니다. 벤투리는 유체가 흐르는 관의 특정 부분에서 관경이 줄어들어 유속이 증가하고, 이후 다시 관경이 넓어져 유속이 감소하는 형태로 설계되어 있습니다. 이러한 형태로 설계된 벤투리는 유체의 유속 변화를 측정하여 유량을 계산할 수 있습니다. 따라서, 조리개부가 유선형에 가까운 형상으로 설계되어 축류의 영향을 비교적 적게 받게 하고, 조리개에 의한 압력손실을 최대한으로 줄인 조리개의 형식의 유량계는 벤투리(venturi)입니다.
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55. 불꽃이온화식 검출기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 시료를 파괴한다.
  2. 감도가 낮다.
  3. 선형감응범위가 좁다.
  4. 잡음이 많다.
(정답률: 69%)
  • 불꽃이온화식 검출기는 시료를 고온의 화염으로 불태워 이온화시키고, 이온화된 원자나 이온들이 발생시키는 빛을 측정하여 원소의 존재를 검출하는 기기입니다. 이 과정에서 시료는 파괴되기 때문에 "시료를 파괴한다"는 설명이 옳습니다.
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56. 전자 유량계의 특징에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 응답이 매우 빠르다.
  2. 압력손실이 거의 없다.
  3. 도전성 유체에 한하여 사용한다.
  4. 점도가 높은 유체는 사용하기 곤란하다.
(정답률: 76%)
  • 점도가 높은 유체는 사용하기 곤란하다. - 이유는 전자 유량계는 유체의 흐름을 측정하기 위해 유체가 흐르는 관을 통과하는 전기 신호를 이용하는데, 점도가 높은 유체는 유체 내부의 분자 간 마찰이 크기 때문에 전기 신호가 원활하게 전달되지 않아 정확한 측정이 어렵기 때문이다.
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57. 제어량에 편차가 생겼을 경우 편차의 적분차를 가감해서 조작량의 이동속도가 비례하는 동작으로서 잔류편차가 제어되나 제어 안정성은 떨어지는 특징을 가진 동작은?

  1. 비례동작
  2. 적분동작
  3. 미분동작
  4. 뱅뱅동작
(정답률: 72%)
  • 제어량에 편차가 생겼을 때, 적분동작은 편차의 적분값을 이용하여 조작량을 조절하는 동작입니다. 따라서 편차가 크면 조작량의 이동속도가 빠르게 증가하며, 편차가 작아지면 조작량의 이동속도가 느려지는 특징을 가지고 있습니다. 이러한 특성으로 인해 잔류편차를 제어할 수 있지만, 제어 안정성은 떨어지는 단점이 있습니다.
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58. 열전대에 사용하는 보상도선은 다음 중 어느 원리에 해당하는가?

  1. 제벡(Seebeck)효과
  2. 톰슨(Thomson)효과
  3. 중간금속의 법칙
  4. 중간온도의 법칙
(정답률: 56%)
  • 열전대에서 사용하는 보상도선은 중간금속의 법칙에 따라 작동합니다. 중간금속의 법칙은 두 개의 금속과 하나의 중간금속으로 이루어진 회로에서, 두 개의 금속 사이의 온도차이에 따라 발생하는 전위차를 중간금속의 온도와는 무관하게 일정하게 유지되는 원리입니다. 이 원리를 이용하여 열전대에서는 두 개의 금속과 하나의 중간금속으로 이루어진 회로를 구성하고, 두 개의 금속 사이의 온도차이에 따라 발생하는 전위차를 측정하여 온도를 측정합니다.
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59. 막식가스미터의 고장 현상인 부동의 원인과 거리가 먼 것은?

  1. 계량막의 파손, 밸브의 탈락
  2. 밸브와 밸브 시트 틈새 불량
  3. 지시기어장치의 물림 불량
  4. 계량실의 체적변화
(정답률: 67%)
  • 막식가스미터는 가스의 유량을 측정하기 위해 계량실을 사용합니다. 계량실은 일정한 체적을 가지고 있으며, 가스가 흐를 때마다 계량실 내부의 체적이 변화합니다. 이때 계량실의 체적이 변화하지 않고 고정되어 있는 경우, 막식가스미터는 부동 상태가 되어 가스 사용량을 정확하게 측정할 수 없게 됩니다. 따라서 계량실의 체적변화가 제대로 이루어지지 않는 경우 막식가스미터는 부동 상태가 되어 고장이 발생하게 됩니다.
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60. 보일러의 통풍계 등에도 사용되며 미세압을 측정하는데 가장 적당한 압력계는?

  1. 경사관식 액주형 압력계
  2. 분동식 액주형 압력계
  3. 부르동관식 압력계
  4. 단관식 압력계
(정답률: 75%)
  • 보일러나 통풍계 등에서는 미세압을 측정해야 하므로, 압력 변화에 민감한 압력계가 필요합니다. 이 중에서도 경사관식 액주형 압력계는 액체의 높이 변화에 따라 압력을 측정하기 때문에 미세압을 측정하는 데 가장 적합합니다. 또한, 경사관식 압력계는 부드러운 측정이 가능하며, 정확도가 높고 오차가 적습니다. 따라서 보일러나 통풍계 등에서 미세압을 측정하는 데에는 경사관식 액주형 압력계가 가장 적합합니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 다음은 요로의 정의에 대한 설명이다. ( )안 ㉮~㉱에 들어갈 용어로서 틀린 것은?

  1. ㉮ - 용융
  2. ㉯ - 소성
  3. ㉰ - 열원
  4. ㉱ - 산화
(정답률: 76%)
  • 요로란 금속이나 합금을 가열하여 용융시키고, 이를 주조나 성형하여 원하는 형태로 만드는 공정을 말한다. 이 때, 금속이나 합금이 가열되면서 산화되는데, 이 산화 반응이 일어나는 것이 (㉱ - 산화)이다. 따라서, (㉮ - 용융), (㉯ - 소성), (㉰ - 열원)은 모두 요로 공정에서 사용되는 용어이지만, (㉱ - 산화)는 산화 반응을 나타내는 용어이므로 틀린 것이다.
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62. 열처리로 경화된 재료를 변태점 이상의 적당한 온도로 가열한 다음 서서히 냉각하여 강의 압도를 미세화하여 조직을 연화, 내부응력을 제거하는 로는?

  1. 머플로
  2. 소성로
  3. 풀림로
  4. 소결로
(정답률: 73%)
  • 풀림로는 열처리된 재료를 변태점 이상의 적당한 온도로 가열한 다음 서서히 냉각하여 강의 압도를 미세화하여 조직을 연화, 내부응력을 제거하는 공정입니다. 따라서 이 문제에서는 강의 조직을 연화하고 내부응력을 제거하기 위해 사용되는 공정인 풀림로가 정답입니다. 머플로는 소음을 줄이기 위한 장치, 소성로는 금속을 가열하여 성형하는 장치, 소결로는 분말을 고온에서 압축하여 고체로 만드는 장치입니다.
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63. 다음 중 캐스터불내화물의 특성이 아닌 것은?

  1. 현장에서 필요한 형상으로 성형이 가능하다.
  2. 내스폴링성이 우수하고 열전도율이 작다.
  3. 열팽창이 크나 잔존수축이 작다.
  4. 소성할 필요가 없고 가마의 열손실이 적다.
(정답률: 59%)
  • "열팽창이 크나 잔존수축이 작다."가 특성이 아닌 이유는 열팽창과 잔존수축은 서로 반대되는 특성이기 때문입니다. 열팽창이 크다는 것은 열에 의해 팽창하는 정도가 크다는 것을 의미하고, 잔존수축이 작다는 것은 성형 후 크기가 변하지 않는 정도가 작다는 것을 의미합니다. 따라서, 열팽창이 크다면 잔존수축이 작을 수 없습니다.
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64. 다음 내화물의 특성 중 비중과 관계없는 것은?

  1. 슬레이킹
  2. 압축강도
  3. 기공율
  4. 내화도
(정답률: 56%)
  • 정답은 "슬레이킹"입니다. 슬레이킹은 입자간의 결합력이 약하여 입자가 서로 떨어지는 현상을 말합니다. 이는 비중과는 관계가 없으며 입자의 크기와 모양, 표면 상태 등에 영향을 받습니다. 따라서 슬레이킹은 비중과는 무관한 내화물의 특성입니다. 압축강도, 기공율, 내화도는 모두 내화물의 물리적 특성 중 하나이며, 각각 내화물의 압축에 대한 강도, 공기나 물질이 통과할 수 있는 공간의 비율, 내화물이 고온에 노출될 때 변형되지 않고 유지되는 능력을 나타냅니다.
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65. 태양전지에서 가장 널리 쓰이는 재료는?

  1. 유황
  2. 탄소
  3. 규소
  4. 인
(정답률: 69%)
  • 태양전지에서 가장 널리 쓰이는 재료는 규소입니다. 이는 규소가 반도체 소재로서 안정성이 높고 전기적 특성이 우수하기 때문입니다. 또한 규소는 지구 상에서 가장 풍부하게 존재하는 원소 중 하나이며, 생산 비용이 비교적 저렴하다는 장점도 있습니다. 따라서 규소는 태양전지 제조에 가장 적합한 재료로 평가받고 있습니다.
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66. 검사대상기기 조종자에 대한 교육기관으로서 맞는 것은?

  1. 에너지관리공단
  2. 한국산업인력공단
  3. 전국보일러설비협회
  4. 한국보일러공업협동조합
(정답률: 78%)
  • 검사대상기기 조종자에 대한 교육은 해당 기기의 안전한 조작과 유지보수를 위해 매우 중요합니다. 이에 따라 국가나 지자체에서는 해당 분야의 전문 교육기관을 지정하여 교육을 실시하고 있습니다.

    그 중 에너지관리공단은 에너지 분야에서의 교육 및 인력양성을 목적으로 설립된 공공기관입니다. 따라서 검사대상기기 조종자에 대한 교육 또한 에너지 분야의 전문 교육기관으로서 적합합니다.
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67. 단열재를 사용하지 않는 경우의 방출열량이 300kcal/h이고, 단열재를 사용할 경우의 방출열량이 0.1kW라 하면 이 때의 보온 효율은 약 몇 % 인가?

  1. 61
  2. 71
  3. 81
  4. 91
(정답률: 49%)
  • 보온 효율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    보온 효율 = (단열재를 사용하지 않은 경우의 방출열량 - 단열재를 사용한 경우의 방출열량) / 단열재를 사용하지 않은 경우의 방출열량 × 100

    여기에 값을 대입하면 다음과 같습니다.

    보온 효율 = (300 - 100) / 300 × 100 = 66.7

    따라서, 보기에서 가장 가까운 값은 "71" 이므로 정답은 "71" 입니다.
  • (300-(0.1*860)/300)*100
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68. 산업통상자원부장관은 에너지 사정 등의 변동으로 에너지수급에 중대한 차질이 발생할 우려가 있다고 인정되면 필요한 범위에서 에너지 사용자, 공급자 등에게 조정·명령 그 밖에 필요한 조치를 할 수 있다. 이에 해당되지 않는 항목은?

  1. 에너지의 개발
  2. 지역별 주요수급자별 에너지 할당
  3. 에너지의 비축
  4. 에너지의 배급
(정답률: 71%)
  • 산업통상자원부장관이 에너지의 개발을 조정하거나 명령하는 것은 불가능합니다. 에너지의 개발은 정부의 에너지 정책과 관련된 부분으로, 산업통상자원부장관은 에너지 사용자와 공급자 간의 에너지 수급에 대한 조정과 명령, 에너지의 비축과 배급 등에 대한 권한을 가지고 있습니다.
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69. 고압 배관용 탄소강관에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 관의 제조는 킬드강을 사용하여 이음매 없이 제조한다.
  2. KS 규격 기호로 SPPS 라고 표기한다.
  3. 350℃이하, 100kg/cm2이상의 압력범위에서 사용이 가능하다.
  4. NH3 합성용 배관, 화학공업의 고압유체 수송용에 사용한다.
(정답률: 72%)
  • "KS 규격 기호로 SPPS 라고 표기한다."는 틀린 설명입니다. KS 규격 기호로는 SPW, SPS, STS 등이 있지만 SPPS는 존재하지 않습니다. SPPS는 일본의 규격 기호로 사용되는 것입니다.
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70. 벽돌, 기와, 보도타일 등 건축재료를 소성하는데 주로 사용되는 가마는?

  1. 고리가마
  2. 회전가마
  3. 선가마
  4. 탱크가마
(정답률: 74%)
  • 고리가마는 벽돌, 기와, 보도타일 등을 소성하는데 사용되는 가마 중 하나입니다. 이는 가마의 형태가 고리 모양으로 되어 있어서 고리를 돌리면서 소성할 수 있기 때문입니다. 따라서 고리가마는 회전가마와 달리 고리를 돌리는 방식으로 작동하며, 선가마와 탱크가마와는 다른 형태와 작동 방식을 가지고 있습니다.
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71. 에너지이용합리화법에서의 양벌규정 사항에 해당되지 않는 것은?

  1. 에너지저장시설의 보유 또는 저장의무의 부과 시 정당한 이유 없이 이를 거부하거나 이행하지 아니한 자
  2. 검사대상기기의 검사를 받지 아니한 자
  3. 검사대상기기 조종자를 선임하지 아니한 자
  4. 개선명령을 정당한 사유 없이 이행하지 아니한 자
(정답률: 59%)
  • 개선명령을 정당한 사유 없이 이행하지 아니한 자는 에너지이용합리화법에서 요구하는 에너지 절약을 방해하는 행위를 한 것으로 간주되어 처벌 대상이 됩니다. 이는 에너지 절약을 위한 법적 규제를 강화하고, 에너지 이용의 합리화를 촉진하기 위한 것입니다. 따라서, 다른 보기들은 모두 에너지 이용합리화법에서 요구하는 사항에 해당되지만, 개선명령을 이행하지 않은 경우는 이에 해당되지 않습니다.
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72. 에너지이용합리화법에서 정한 검사대상기기에 대한 검사의 종류가 아닌 것은?

  1. 계속사용검사
  2. 개방검사
  3. 개조검사
  4. 설치장소 변경검사
(정답률: 59%)
  • 개방검사는 에너지이용합리화법에서 정한 검사대상기기에 대한 검사의 종류가 아닙니다. 개방검사는 건축물의 안전성 등을 검사하는 것으로, 건축물의 설계 및 시공 단계에서 이루어지는 검사입니다. 따라서 에너지이용합리화법에서 정한 검사대상기기와는 관련이 없습니다.
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73. 알루미늄박 보온재의 열전도율의 값으로 가장 옳은 것은?

  1. 0.014~0.024kcal/m·h·℃
  2. 0.028~0.048kcal/m·h·℃
  3. 0.14~0.24kcal/m·h·℃
  4. 0.28~0.48kcal/m·h·℃
(정답률: 65%)
  • 알루미늄은 금속 중에서 열전도율이 높은 편에 속합니다. 따라서 알루미늄박 보온재의 열전도율은 상대적으로 높을 것으로 예상됩니다. 그리고 주어진 보기 중에서는 "0.028~0.048kcal/m·h·℃" 이 범위가 가장 합리적인 값으로 보입니다. 이유는 이 범위는 알루미늄의 열전도율이 일반적으로 나타나는 범위와 비슷하기 때문입니다. 따라서 이 범위가 가장 옳은 값으로 선택될 수 있습니다.
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74. 다음 중 내화단열벽돌의 안전사용온도는?

  1. 1,300~1,500℃
  2. 800~1,200℃
  3. 500~800℃
  4. 100~500℃
(정답률: 47%)
  • 내화단열벽돌은 고온에서 사용되는 재료로, 내화성과 단열성이 뛰어나며 내화성이 높아서 고온에서도 변형이 적습니다. 이러한 특성으로 인해 내화단열벽돌은 1,300~1,500℃의 안전사용온도를 가집니다. 따라서 정답은 "1,300~1,500℃"입니다.
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75. 검사대상기기조종자의 해임신고는 신고사유가 발생한 날로부터 며칠 이내에 하여야 하는가?

  1. 15일
  2. 20일
  3. 30일
  4. 60일
(정답률: 76%)
  • 검사대상기기조종자의 해임신고는 항공기사법 시행규칙 제34조에 따라 "신고사유가 발생한 날로부터 30일 이내"에 해야 합니다. 이는 해당 기기조종자의 안전성과 관련된 문제가 발생했을 경우, 신속하게 조치를 취하기 위함입니다. 따라서 30일 이내에 신고하지 않을 경우, 해당 기기조종자의 안전성과 관련된 문제가 계속 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위해 30일 이내에 신고해야 합니다.
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76. 에너지사용량신고에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 에너지관리대상자는 매년 12월 31일까지 사무소가 소재하는 지역을 관할하는 시ㆍ도시지사에게 신고하여야 한다.
  2. 에너지사용량의 신고를 받은 시ㆍ도지사는 이를 매년 2월 말일까지 산업통상자원부장관에게 보고하여야 한다.
  3. 에너지사용량신고에는 에너지를 사용하여 만드는 제품·부가가치 등의 단위당 에너지이용효율 향상목표 또는 이산화탄소배출 감소목표 및 이행방법을 포함하여야 한다.
  4. 에너지관리대상자는 연료 및 열의 연간사용량이 2천 티·오·이 이상이고 전력의 연간사용량이 4백만킬로 와트시 이상인 자로 한다.
(정답률: 61%)
  • 에너지사용량의 신고를 받은 시ㆍ도지사는 이를 매년 2월 말일까지 산업통상자원부장관에게 보고하여야 한다. 이유는 에너지 사용량을 통계적으로 파악하고, 에너지 절약 및 대기오염 저감 등의 정책을 수립하기 위해 정부에서 에너지 사용량을 모니터링하고 있기 때문입니다. 따라서 시ㆍ도지사는 해당 정보를 산업통상자원부장관에게 제출하여야 합니다.
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77. 에너지법에서 정한 에너지에 해당하지 않는 것은?

  1. 열
  2. 연료
  3. 전기
  4. 원자력
(정답률: 79%)
  • 에너지법에서 정한 에너지는 열, 연료, 전기로 정의되어 있습니다. 원자력은 에너지의 한 형태이지만, 에너지법에서는 별도로 정의되어 있지 않습니다. 따라서, 정답은 "원자력"입니다.
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78. 용광로에 장입하는 코크스의 역할이 아닌 것은?

  1. 철광석 중의 황분을 제거
  2. 가스상태로 선철 중에 흡수
  3. 선철을 제조하는데 필요한 열원을 공급
  4. 연소시 환원성가스를 발생시켜 철의 환원을 도모
(정답률: 62%)
  • 철광석 중의 황분을 제거하는 역할은 코크스가 아닌 석회암이 수행합니다. 석회암은 용광로 내부에서 철광석과 함께 사용되며, 황분과 같은 불순물을 제거하는 역할을 합니다. 따라서 "철광석 중의 황분을 제거"는 코크스의 역할이 아닙니다.
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79. 다음 중 주물 용해로가 아닌 것은?

  1. 반사로
  2. 큐폴라
  3. 용광로
  4. 도가니로
(정답률: 60%)
  • 용광로는 주물 용해로가 아닙니다. 용광로는 금속 광석을 용융시켜 금속을 추출하는 과정으로, 광물을 용해시키는 것이 아니라 용융시켜 추출하는 과정입니다. 따라서 주어진 보기 중에서 주물 용해로가 아닌 것은 "용광로"입니다.
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80. 고효율에너지 인증대상기자재에 해당하지 않는 것은?

  1. 펌프
  2. 무정전 전원장치
  3. 가정용 가스보일러
  4. 발광다이오드 등 조명기기
(정답률: 63%)
  • 가정용 가스보일러는 고효율에너지 인증대상기자재에 해당하지 않습니다. 이는 가스보일러가 에너지 효율성이 낮아서이며, 대부분의 가스보일러는 고효율에너지 인증을 받지 못합니다.
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5과목: 열설비설계

81. 다음 급수처리 방법 중 화학적 처리방법은?

  1. 이온교환법
  2. 가열연화법
  3. 증류법
  4. 여과법
(정답률: 74%)
  • 이온교환법은 화학적 처리 방법 중 하나입니다. 이는 물질 내에 존재하는 이온들을 다른 이온으로 교환하여 물질의 특성을 변경하는 방법입니다. 이온교환체를 이용하여 물질 내에 존재하는 유해한 이온들을 제거하거나 교환하여 처리할 수 있습니다. 따라서 이온교환법은 화학적 처리 방법 중 하나입니다.
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82. 보일러경판의 강도가 큰 순서로 바르게 나열된 것은?

  1. 반구형경판 ＞ 반타원형경판 ＞ 접시형경판 ＞ 평경판
  2. 반구형경판 ＞ 접시형경판 ＞ 반타원형경판 ＞ 평경판
  3. 반타원형경판 ＞ 반구형경판 ＞ 접시형경판 ＞ 평경판
  4. 반타원형경판 ＞ 접시형경판 ＞ 반구형경판 ＞ 평경판
(정답률: 64%)
  • 보일러경판의 강도는 형태에 따라 다르게 나타납니다. 반구형경판은 곡면이므로 강도가 가장 높습니다. 반타원형경판은 반구형경판보다 평면에 가깝기 때문에 강도가 높습니다. 접시형경판은 중앙이 높고 외각으로 갈수록 낮아지는 형태이므로 강도가 낮습니다. 마지막으로 평경판은 완전히 평면이므로 가장 강도가 낮습니다. 따라서 정답은 "반구형경판 ＞ 반타원형경판 ＞ 접시형경판 ＞ 평경판" 입니다.
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83. 압력 1MPa인 포화수가 압력 0.4MPa인 재증발기(Flash Vessel)에 들어올 때, 포화수 100kg당 약 몇 kg의 증기가 발생하는가? (단, 1MPa에서 포화수 엔탈피는 775.1kJ/kg, 0.4MPa에서 포화수 엔탈피는 636.8kJ/kg이고, 0.4MPa의 증기 엔탈피는 2748.4kJ/kg이다.)

  1. 5.0
  2. 6.5
  3. 28.2
  4. 36.7
(정답률: 28%)
  • 재증발기에서는 압력이 낮아지면서 포화수가 증발하여 증기와 포화수가 혼합되는 과정이 일어납니다. 이때, 증기와 포화수의 엔탈피는 일정하게 유지됩니다. 따라서, 포화수 1kg당 증기가 발생하는 양은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    (포화수 엔탈피 차이) / (증기 엔탈피 차이) = (775.1 - 636.8) / (2748.4 - 636.8) = 0.063

    즉, 1kg의 포화수에 대해 0.063kg의 증기가 발생합니다. 따라서, 100kg의 포화수에 대해 발생하는 증기의 양은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    100kg × 0.063kg/kg = 6.3kg

    하지만, 이 문제에서는 소수점 첫째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있습니다. 따라서, 6.3kg을 반올림하여 6.5kg로 답을 도출할 수 있습니다.
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84. 급수에서 ppm 단위를 사용할 때 이에 대하여 가장 잘 나타낸 것은?

  1. 물 1mL 중에 함유한 시료의 양을 g 으로 표시한 것
  2. 물 100mL 중에 함유한 시료의 양을 mg 으로 표시한 것
  3. 물 1000mL 중에 함유한 시료의 양을 g 으로 표시한 것
  4. 물 1000mL 중에 함유한 시료의 양을 mg 으로 표시한 것
(정답률: 75%)
  • ppm은 parts per million의 약자로, 1백만 분의 1을 의미합니다. 따라서, 물 1000mL 중에 함유한 시료의 양을 mg으로 표시한 것이 가장 적절합니다. 이는 물의 양이 크기 때문에 ppm 단위로 표시할 때 보다 더 정확하고 쉽게 계산할 수 있기 때문입니다. 또한, 대부분의 시료는 mg 단위로 측정되기 때문에 이와 같은 단위를 사용하는 것이 자연스러운 선택입니다.
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85. 보일러의 용량을 산출하거나 표시하는 양으로서 적합하지 않은 것은?

  1. 상당증발량
  2. 증발율
  3. 연소율
  4. 재열계수
(정답률: 71%)
  • 재열계수는 보일러의 용량을 산출하거나 표시하는 양이 아닙니다. 재열계수는 연료의 열량을 증발수로 환산한 값으로, 보일러의 효율을 나타내는 지표 중 하나입니다. 따라서 정답은 "재열계수"입니다.
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86. 다음 중 열관류율의 표시단위는?

  1. kJ/m·h·K
  2. kJ/m2·h·K
  3. kJ/m3·h·K
  4. kJ/m4·h·K
(정답률: 73%)
  • 열관류율은 단위면적(m2)당 열전달량(kJ)이 시간(h)과 온도차(K)에 대한 비례상수이므로, 단위는 kJ/m2·h·K가 된다. 따라서 정답은 "kJ/m2·h·K"이다.
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87. 연소실 연도의 단면적 크기를 정할 때 중요성이 가장 적게 강조되는 것은?

  1. 연도내부를 통과하는 연소가스량
  2. 연소가스의 통과속도
  3. 연돌의 통풍력
  4. 대기 온도
(정답률: 65%)
  • 연소실 연도의 단면적 크기를 결정할 때, 연소가스량, 통과속도, 통풍력은 모두 중요한 요소입니다. 그러나 대기 온도는 상대적으로 중요성이 적습니다. 대기 온도가 높으면 연소가스의 밀도가 낮아지고, 열팽창으로 인해 연소가스의 부피가 증가합니다. 이는 연소가스량, 통과속도, 통풍력에 영향을 미치지만, 연소실 단면적 크기를 결정하는 데 직접적인 영향을 미치지는 않습니다. 따라서 대기 온도는 다른 요소들에 비해 상대적으로 중요성이 적습니다.
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88. 노통연관식 보일러의 수면계 부착위치 기준에 대하여 가장 옳은 것은?

  1. 노통 최고부위 50mm
  2. 노통 최고부위 100mm
  3. 연관의 최고부위 10mm
  4. 화실 천정판 최고부위의 길이의 1/3
(정답률: 73%)
  • 노통연관식 보일러의 수면계 부착위치 기준은 노통 최고부위 100mm이다. 이는 노통의 최고부위에서 100mm 이내의 위치에 수면계를 부착하면 된다는 것을 의미한다. 이유는 노통의 최고부위에서 100mm 이내의 위치에 수면계를 부착하면 노통 내부의 물이 충분히 유입되어 보일러의 안전한 작동을 보장할 수 있기 때문이다. 따라서, "노통 최고부위 100mm"이 가장 옳은 답이다.
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89. 내경이 150mm이고, 강판두께가 10mm인 파이프의 허용인장응력이 6kg/mm2일 때, 이 파이프의 유량이 40L/s 이다. 이 때 평균유속은 약 몇 m/s 인가? (단, 유량계수는 1 이다.)

  1. 0.92
  2. 1.05
  3. 1.78
  4. 2.26
(정답률: 24%)
  • 파이프의 내경이 150mm 이므로 반지름은 75mm 이다. 따라서 파이프의 단면적은 다음과 같다.

    A = πr2 = 3.14 x 0.0752 = 0.0177 m2

    파이프의 유량이 40L/s 이므로, 이는 0.04 m3/s 이다. 따라서 파이프의 평균유속은 다음과 같다.

    v = Q/A = 0.04/0.0177 = 2.26 m/s

    따라서 정답은 "2.26" 이다.
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90. 물의 탁도(濁度)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 카올린 1g이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
  2. 카올린 1mg이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
  3. 탄산칼륨 1g이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
  4. 탄산칼륨 1mg이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
(정답률: 73%)
  • 카올린은 물에 녹지 않는 물감으로, 물의 탁도를 측정하는 데 사용됩니다. 카올린 1mg이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라고 하는 이유는, 카올린 1mg이 증류수 1L속에 들어 있을 때, 그 색이 물의 색과 같아지는데, 이는 물의 탁도가 1도라는 것을 의미합니다. 따라서, "카올린 1mg이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다."가 옳은 설명입니다.
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91. 보일러에 설치된 기수분리기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 발생된 증기 중에서 수분을 제거하고 건포화증기에 가까운 증기를 사용하기 위한 장치이다.
  2. 증기부의 체적이나 높이가 작고 수면의 면적이 증발량에 비해 작은 때는 기수공발이 일어날 수 있다.
  3. 압력이 비교적 낮은 보일러의 경우는 압력이 높은 보일러 보다 증기와 물의 비중량 차이가 극히 작아 기수분리가 어렵다.
  4. 사용원리는 원심력을 이용한 것, 스크러버를 지나게 하는 것, 스크린을 사용하는 것 또는 이들의 조합을 이루는 것 등이 있다.
(정답률: 64%)
  • 압력이 비교적 낮은 보일러의 경우는 압력이 높은 보일러 보다 증기와 물의 비중량 차이가 극히 작아 기수분리가 어렵다는 설명이 틀린 것입니다. 실제로는 압력이 낮을수록 증기와 물의 비중량 차이가 커져 기수분리가 더 쉬워집니다. 따라서 압력이 높은 보일러일수록 기수분리가 어려울 수 있습니다.
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92. 완전 흑체의 복사열량(Eb)이 절대온도(T)와의 관계식으로 옳은 것은?

(정답률: 78%)
  • 정답은 ""입니다.

    완전 흑체의 복사열량(Eb)과 절대온도(T)는 다음과 같은 관계식으로 나타낼 수 있습니다.

    Eb = σT4

    여기서 σ는 슈테판-볼츠만 상수로, 5.67 × 10-8 W/(m2·K4)의 값을 가집니다.

    이 관계식은 플랑크의 복사 법칙에서 유도된 것으로, 완전 흑체가 방출하는 복사 에너지의 양은 절대온도의 4제곱에 비례한다는 것을 나타냅니다. 따라서 온도가 높아질수록 완전 흑체가 방출하는 복사 에너지의 양도 증가하게 됩니다.
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93. 보일러 부하의 급변으로 인하여 동 수면에서 작은 입자의 물방울이 증기와 혼입하여 튀어 오르는 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 캐리오버
  2. 포밍
  3. 프라이밍
  4. 피팅
(정답률: 68%)
  • 보일러 부하의 급변으로 인해 수면에서 물의 증발이 증가하면서 증기와 함께 작은 물방울이 생성됩니다. 이 작은 물방울은 증기와 함께 보일러 상단으로 상승하게 되는데, 이때 물방울이 보일러 상단에서 증발하면서 증기의 양이 더욱 증가하게 됩니다. 이러한 과정에서 보일러 내부 압력이 급격하게 상승하면서 보일러 안전장치가 작동하게 되는데, 이러한 현상을 프라이밍이라고 합니다. 따라서 정답은 "프라이밍"입니다.
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94. 인젝터의 작동순서로서 가장 적정한 것은?

  1. ㉮ → ㉯ → ㉰ → ㉱
  2. ㉮ → ㉰ → ㉯ → ㉱
  3. ㉱ → ㉯ → ㉰ → ㉮
  4. ㉱ → ㉰ → ㉯ → ㉮
(정답률: 64%)
  • 인젝터의 작동순서는 다음과 같습니다.

    1. ㉮: 연료가 인젝터에 들어옴
    2. ㉰: 인젝터 내부의 솔레노이드가 작동하여 연료가 분사됨
    3. ㉯: 분사된 연료가 실린더로 들어감
    4. ㉱: 실린더 내부에서 연소가 일어남

    따라서, 연료가 인젝터에 들어오고 솔레노이드가 작동하여 연료가 분사되고, 분사된 연료가 실린더로 들어가며 실린더 내부에서 연소가 일어나는 순서로 작동합니다. 따라서 "㉮ → ㉰ → ㉯ → ㉱"이 가장 적절한 작동순서입니다.
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95. 20℃ 상온에서 재료의 열전도율(kJ/m·h·K)이 큰 순서가 바르게 나열된 것은?

  1. 알루미늄 ＞ 철 ＞ 구리 ＞ 고무 ＞ 물
  2. 알루미늄 ＞ 구리 ＞ 철 ＞ 물 ＞ 고무
  3. 구리 ＞ 알루미늄 ＞ 철 ＞ 고무 ＞ 물
  4. 구리 ＞ 알루미늄 ＞ 철 ＞ 물 ＞ 고무
(정답률: 51%)
  • 열전도율이란 단위 면적당 단위 시간에 전달되는 열의 양을 의미합니다. 따라서 열전도율이 크다는 것은 단위 시간당 더 많은 열이 전달된다는 것을 의미합니다.

    구리는 전기 및 열 전도성이 매우 높아서 열전도율이 가장 높습니다. 알루미늄은 구리에 비해 전도성이 낮지만 여전히 높은 편이며, 철은 두 재료에 비해 전도성이 더 낮습니다.

    고무와 물은 열전도율이 매우 낮습니다. 고무는 열을 거의 전도하지 않으며, 물은 열전도율이 낮아서 열이 전달되는 속도가 매우 느립니다.

    따라서, "구리 ＞ 알루미늄 ＞ 철 ＞ 물 ＞ 고무" 순서가 올바릅니다.
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96. 줄-톰슨계수(Joule-Thomson coefficient, μ)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. μ 가 (-)일 때 기체가 팽창에 따라 온도는 내려간다.
  2. μ 가 (+)일 때 기체가 팽창에 따라 온도는 일정하다.
  3. μ 의 부호는 온도의 함수이다.
  4. μ 의 부호는 열량의 함수이다.
(정답률: 76%)
  • μ 의 부호는 온도의 함수이다. 이는 기체의 팽창에 따라 온도 변화가 어떻게 일어나는지를 나타내는 값으로, 온도가 변화하는 정도와 방향성을 결정한다. 따라서 온도가 변화하는 정도와 방향성이 달라지면 μ 의 부호도 달라지게 된다.
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97. 화격자 크기가 1.5m×2m인 보일러에서 5시간 동안 3ton의 석탄을 사용하였다면 이 보일러의 화격자 연소율은 약 몇 kg/m2·h 인가?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 1000
(정답률: 53%)
  • 화격자의 면적은 1.5m × 2m = 3m2 입니다. 따라서 5시간 동안 3톤(= 3,000kg)의 석탄을 연소한 것은 3,000kg ÷ 3m2 ÷ 5시간 = 200kg/m2·h 입니다. 따라서 정답은 "200"입니다.
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98. 보일러 효율을 나타낸 식 중 틀린 것은? (단, Ge : 상당 증발량, Gf : 연료 소비량[kg/h], Ga : 실제 증발량[kg/h], h2, h1 : 각각 발생증기 및 급수의 엔탈피[kcal/kg], Hℓ : 연료의 저발열량, ηc : 연소율, ζh 은 전열효율이다.)

  2. ηc × ζh
(정답률: 49%)
  • 보일러 효율을 나타내는 식은 다음과 같습니다.

    η보 = (Ge × h2 - Ga × h1) / (Gf × Hℓ)

    보기 중에서 틀린 것은 "" 입니다.

    이유는 ηc × ζh은 연소효율과 전열효율의 곱으로, 보일러의 열효율을 나타내는 것이 아니기 때문입니다. 따라서, 올바른 보일러 효율 식은 ""입니다.
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99. 다음 중 경판의 탄성(강도)을 높이기 위한 것은?

  1. 아담슨 조인트
  2. 브리징스페이스
  3. 용접조인트
  4. 그루빙
(정답률: 55%)
  • 정답은 "브리징스페이스"입니다.

    브리징스페이스는 경판의 두 부분을 연결하는데 사용되는 부품으로, 경판의 탄성을 높이기 위해 사용됩니다. 이는 브리징스페이스가 경판의 두 부분을 강하게 연결하여, 외부 충격이나 진동에 대한 저항력을 높이기 때문입니다. 반면, 아담슨 조인트, 용접조인트, 그루빙은 경판의 구조를 강화하는데 사용되지만, 경판의 탄성을 높이는데는 브리징스페이스가 더 효과적입니다.
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100. 보일러의 노통이나 화실과 같은 원통 부분이 외측으로부터의 압력에 견딜 수 없게 되어 눌려 찌그러져 찢어지는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 블리스터
  2. 압궤
  3. 응력부식균열
  4. 라미네이션
(정답률: 80%)
  • 압궤는 외부 압력에 의해 원통 부분이 눌려 찌그러지는 현상을 말합니다. "압"은 압력을, "궤"는 원통 모양을 뜻하는데, 이 두 단어를 합쳐서 압궤라고 부릅니다. 따라서 보일러의 노통이나 화실과 같은 원통 부분이 외측으로부터의 압력에 견딜 수 없게 되어 눌려 찌그러져 찢어지는 현상을 압궤라고 합니다.
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