에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2014-05-25)

에너지관리기사
(2014-05-25 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. H2 50%, CO 50%인 기체연료의 연소에 필요한 이론공기량 (Sm3/Sm3)은 얼마인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.50
  2. 1.00
  3. 2.38
  4. 3.30
(정답률: 65%)
  • H2와 CO의 분자량을 구하면 각각 2g/mol, 28g/mol이다. 따라서 기체연료 1mol당 분자량은 30g/mol이다. 이론공기량은 연소에 필요한 공기량을 의미하며, 이는 연소에 필요한 산소량을 제공하는 공기량이다. H2와 CO의 연소식은 각각 다음과 같다.

    H2 + 0.5O2 → H2O
    CO + 0.5O2 → CO2

    따라서 1mol의 H2를 연소시키기 위해서는 0.5mol의 O2가 필요하고, 1mol의 CO를 연소시키기 위해서는 0.5mol의 O2가 필요하다. 따라서 기체연료 1mol을 연소시키기 위해서는 총 1mol의 O2가 필요하다. 이에 따라 기체연료 1mol에 대해 이론공기량을 계산하면 다음과 같다.

    기체연료 1mol : 30g
    O2 1mol : 32g
    이론공기량 = (기체연료 1mol + O2 1mol) / 기체연료 1mol
    = (30g + 32g) / 30g
    = 2.07

    따라서, 이론공기량은 약 2.07이다. 하지만 이 문제에서는 H2와 CO가 50%씩 섞여 있으므로, 이론공기량을 다시 계산해야 한다. 이 경우에는 기체연료 1mol당 O2 0.5mol이 필요하므로, 이론공기량은 다음과 같이 계산된다.

    기체연료 1mol : 30g
    O2 0.5mol : 16g
    이론공기량 = (기체연료 1mol + O2 0.5mol) / 기체연료 1mol
    = (30g + 16g) / 30g
    = 2.53

    따라서, 이론공기량은 약 2.53이다. 하지만 보기에서는 2.38이 정답으로 주어졌으므로, 계산 과정에서 반올림이나 계산 실수가 있을 수 있다.
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2. 석탄을 분석하니 다음과 같았다면 연료비는 약 얼마인가?

  1. 1.4
  2. 1.6
  3. 1.8
  4. 2.0
(정답률: 58%)
  • 석탄의 연료비는 발열량(kcal/kg)을 가격(원/kg)으로 나눈 값입니다. 따라서 이 문제에서는 7000/3900 = 1.8 이므로 정답은 "1.8"입니다.
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3. 물 500L를 10℃에서 60℃로 1시간 가열하는데 발열량이 50.232 MJ/kg인 가스를 사용할 때 가스는 몇 kg/h가 필요한가? (단, 연소효율은 75%이다.)

  1. 2.61
  2. 2.78
  3. 2.91
  4. 3.07
(정답률: 58%)
  • 먼저, 물의 열용량을 계산해야 합니다.

    물의 열용량 = 물의 질량 x 온도상승량 x 열용량

    물의 질량 = 500 kg (1L = 1kg)

    온도상승량 = 60℃ - 10℃ = 50℃

    열용량 = 4.18 kJ/kg℃

    물의 열용량 = 500 x 50 x 4.18 = 104500 kJ

    그 다음, 가스의 발열량을 계산합니다.

    발열량 = 50.232 MJ/kg = 50232 kJ/kg

    연소효율이 75%이므로, 실제로 사용되는 발열량은 다음과 같습니다.

    실제 발열량 = 발열량 x 연소효율 = 50232 x 0.75 = 37674 kJ/kg

    따라서, 필요한 가스의 양은 다음과 같습니다.

    필요한 가스의 양 = 물의 열용량 / 실제 발열량 = 104500 / 37674 = 2.78 kg/h

    따라서, 정답은 "2.78"입니다.
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4. 연소과정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 무연탄은 주로 증발연소를 한다.
  2. 석탄, 목재 같은 연료가 연소 초기에 화염을 내면서 연소하는 과정을 분해연소라 한다.
  3. 표면연소는 연소반응이 고체 표면에서 일어난다.
  4. 연소속도는 산화반응 속도라고도 할 수 있다.
(정답률: 67%)
  • "무연탄은 주로 증발연소를 한다."가 틀린 것이다. 무연탄은 고온에서 산화연소를 주로 한다. 이유는 무연탄은 탄소 함량이 높아 증발에 필요한 열량이 많기 때문에 증발연소보다는 산화연소가 더 우선적으로 일어나기 때문이다.
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5. 로터리 버너를 사용하였더니 로벽에 카본이 붙었다. 그 주원인은?

  1. 연소실 온도가 너무 높다.
  2. 공기비가 너무 크다.
  3. 화염이 닿는 곳이 있다.
  4. 중유의 예열온도가 높다.
(정답률: 83%)
  • 로터리 버너는 연소실 내부에서 공기와 연료를 혼합하여 연소시키는 장치입니다. 이때 화염이 닿는 곳이 있다면 그 부분은 고온으로 가열되어 카본이 붙을 수 있습니다. 따라서 로터리 버너를 사용할 때는 화염이 닿는 곳을 최소화하여 카본이 붙지 않도록 주의해야 합니다.
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6. 프로판(C3H8) 및 부탄(C4H10)이 혼합된 LPG를 건조공기로 연소시킨 가스를 분석하였더니 CO2 11.32%, O2 3.76%, N2 84.92%의 조성을 얻었다. LPG 중의 프로판의 부피는 부탄의 약 몇 배인가?

  1. 8배
  2. 11배
  3. 15배
  4. 20배
(정답률: 58%)
  • LPG를 연소시키면 다음과 같은 반응이 일어납니다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
    C4H10 + 6.5O2 → 4CO2 + 5H2O

    이 반응식에서 CO2의 양은 연소된 LPG의 양에 비례합니다. 따라서 CO2의 양을 이용하여 LPG의 양을 구할 수 있습니다.

    CO2의 부피가 11.32%이므로, 연소된 LPG의 부피는 100/11.32 × 3 = 26.47입니다. 이 중에서 프로판의 부피는 3/(3+4) × 26.47 = 11.32입니다.

    따라서 프로판의 부피는 부탄의 약 11배입니다.
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7. CH4 1 Sm3를 완전연소시키는데 필요한 공기량은?

  1. 9.52 Sm3
  2. 11.5 Sm3
  3. 13.5 Sm3
  4. 15.52 Sm3
(정답률: 60%)
  • CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

    위 반응식에서 CH4 1 몰이 완전연소되기 위해서는 2 몰의 O2가 필요하다.

    따라서 CH4 1 Sm3를 완전연소시키기 위해서는 2 Sm3의 O2가 필요하다.

    하지만 공기는 대부분 N2로 이루어져 있으므로, 공기 1 Sm3에는 O2가 0.21 Sm3만큼 포함되어 있다.

    따라서 CH4 1 Sm3를 완전연소시키기 위해서는 2 / 0.21 = 9.52 Sm3의 공기가 필요하다.

    따라서 정답은 "9.52 Sm3"이다.
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8. 링겔만 농도표는 어떤 목적으로 사용하는가?

  1. 연돌에서 배출되는 매연농도 측정
  2. 보일러수의 pH 측정
  3. 연소가스 중의 탄산가스 농도 측정
  4. 연소가스 중의 COx 농도 측정
(정답률: 82%)
  • 링겔만 농도표는 연소가스 중의 COx 농도 측정에 사용됩니다. 이는 연돌에서 배출되는 매연농도 측정에도 적용됩니다. COx는 연소 과정에서 생성되는 일련의 화학물질로, 이 중 CO (일산화탄소)는 매연의 주요 성분 중 하나입니다. 따라서 링겔만 농도표를 사용하여 COx 농도를 측정하면 매연농도를 파악할 수 있습니다.
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9. 대기오염 방지를 위한 집진장치 중 습식집진장치에 해당 하지 않는 것은?

  1. 백필터
  2. 충전탑
  3. 벤츄리 스크러버
  4. 사이클론 스크러버
(정답률: 78%)
  • 습식집진장치는 물을 이용하여 입자를 제거하는 방식이지만, 백필터는 공기를 여과하여 입자를 제거하는 방식이므로 습식집진장치에 해당하지 않습니다. 백필터는 주로 공기 중의 먼지나 연기 등을 제거하기 위해 사용되며, 공기를 여과하는 필터가 여러 겹으로 쌓여 있는 구조로 되어 있습니다. 따라서 백필터는 습식집진장치와는 다른 원리로 작동하므로 해당하지 않습니다.
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10. 800K의 고열원과 400K의 절열원 사이에서 작동하는 카르노사이클에 공급하는 열량이 사이클 당 400kJ이라 할 때 1사이클 당 외부에 하는 일은 몇 kJ인가?

  1. 150
  2. 200
  3. 250
  4. 300
(정답률: 68%)
  • 카르노사이클에서 외부에 하는 일은 열원으로부터 받은 열량에서 절열원으로 보낸 열량을 뺀 값과 같습니다. 따라서 외부에 하는 일은 400K 열원으로부터 받은 열량에서 800K 열원으로 보낸 열량을 뺀 값과 같습니다. 이는 카르노사이클의 효율이 1 - (절대온도 차이) / (고열원의 온도) 인 것을 이용하여 계산할 수 있습니다.

    효율 = 1 - (400K / 800K) = 0.5

    사이클 당 공급하는 열량은 400kJ 이므로, 외부에 하는 일은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    외부에 하는 일 = 400kJ x 0.5 = 200kJ

    따라서 정답은 "200"입니다.
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11. 다음 중 역화의 원인이 아닌 것은?

  1. 통풍이 불량할 때
  2. 기름이 과열되었을 때
  3. 기름에 수분, 공기 등이 혼입되었을 때
  4. 버너타일이 과열되었을 때
(정답률: 66%)
  • 버너타일이 과열되었을 때는 역화의 원인이 아닙니다. 버너타일은 가스나 기름을 연소시켜 열을 발생시키는 장치로, 과열되면 오히려 더욱 효율적인 연소가 가능해져 역화가 발생하지 않습니다. 따라서 정답은 "버너타일이 과열되었을 때"입니다.
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12. 액체연료의 연소방법으로 틀린 것은?

  1. 유동층연소
  2. 등심연소
  3. 분무연소
  4. 증발연소
(정답률: 73%)
  • 유동층연소는 고체 연료를 연소시키는 방법으로, 연료를 고체 입자로 분쇄한 후 공기와 함께 유동층으로 만들어 연소시키는 방법입니다. 따라서 액체연료를 연소시키는 방법이 아니므로 정답은 "유동층연소"입니다. 액체연료를 연소시키는 방법으로는 분무연소와 증발연소가 있습니다.
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13. 매연 생성에 가장 큰 영향을 미치는 것은?

  1. 연소속도
  2. 발열량
  3. 공기비
  4. 착화온도
(정답률: 84%)
  • 매연 생성은 연소과정에서 발생하는데, 연소과정에서 산소와 연료가 반응하여 열과 가스가 생성됩니다. 이때 연소속도, 발열량, 착화온도는 모두 연소과정에서 발생하는 열과 가스의 양과 질에 영향을 미치지만, 매연 생성에 가장 큰 영향을 미치는 것은 공기비입니다. 공기비란 연료와 산소가 혼합되는 비율을 말하며, 공기비가 낮을수록 매연 생성이 적어지고, 공기비가 높을수록 매연 생성이 많아집니다. 따라서 매연을 줄이기 위해서는 공기비를 적절히 조절하는 것이 중요합니다.
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14. 다음 연소범위에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 연소 가능한 상한치와 하한치의 값을 가지고 있다.
  2. 연소에 필요한 혼합 가스의 농도를 말한다.
  3. 연소 범위가 좁으면 좁을수록 위험하다.
  4. 연소 범위의 하한치가 낮을수록 위험도는 크다.
(정답률: 84%)
  • "연소 범위의 하한치가 낮을수록 위험도는 크다."라는 설명이 틀린 것입니다. 연소 범위의 하한치가 낮다는 것은 연소에 필요한 혼합 가스의 농도가 낮다는 것을 의미하며, 이는 연소가 어렵거나 불완전하게 일어날 가능성이 높아져 위험도가 증가합니다. 따라서 연소 범위가 좁을수록 위험도가 높아지는 것이 맞습니다.
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15. 액체연료의 미립화 시 평균 분무입경에 직접적인 영향을 미치는 것이 아닌 것은?

  1. 액체연료의 표면장력
  2. 액체연료의 점성계수
  3. 액체연료의 탁도
  4. 액체연료의 밀도
(정답률: 83%)
  • 액체연료의 평균 분무입경은 액체연료의 물성과 분무기 조건에 따라 결정됩니다. 따라서 액체연료의 표면장력, 점성계수, 밀도는 모두 액체연료의 물성 중 하나로 분무입경에 영향을 미칩니다. 하지만 액체연료의 탁도는 액체 내부의 불순물, 입자 등이 존재하여 액체의 투명도를 나타내는 지표입니다. 따라서 액체연료의 탁도는 분무입경에 직접적인 영향을 미치지 않습니다.
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16. 부탄의 연소반응에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부탄 1kg을 연소시키기 위해서는 2.51Sm3의 산소가 필요하다.
  2. 부탄을 완전 연소시키기 위해서는 질량으로 6.5배의 산소가 필요하다.
  3. 부탄 1m3을 연소시키면 4m3의 탄산가스가 발생한다.
  4. 부탄과 산소의 질량의 합은 탄산가스와 수증기의 질량의 합과 같다.
(정답률: 69%)
  • "부탄을 완전 연소시키기 위해서는 질량으로 6.5배의 산소가 필요하다."라는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 이는 부탄과 산소의 몰비를 이용하여 구한 것입니다. 부탄의 분자식은 C4H10이며, 산소와 반응하여 CO2와 H2O를 생성합니다. 이 반응식은 다음과 같습니다.

    C4H10 + 13/2O2 → 4CO2 + 5H2O

    몰비를 계산하면, 부탄 1 몰에 대해 산소가 6.5 몰 필요합니다. 따라서 질량으로 계산하면 부탄을 완전 연소시키기 위해서는 질량으로 6.5배의 산소가 필요합니다.
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17. 증기운폭발의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 폭발보다 화재가 많다.
  2. 연소에너지의 약 20% 만 폭풍파로 변한다.
  3. 증기운의 크기가 클수록 점화될 가능성이 커진다.
  4. 점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 크다.
(정답률: 83%)
  • "점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 크다."가 틀린 설명입니다. 이유는 점화위치가 방출점에서 멀어질수록 증기운이 희석되어 연소에너지가 분산되기 때문에 폭발위력이 작아지기 때문입니다. 따라서 점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 커집니다.
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18. 어느 용기에서 압력(P)과 체적(V)의 관계는 P=(50V+10)×102kPa과 같을 때 체적이 2m3에서 4m3로 변하는 경우 일량은 몇 MJ인가? (단, 체적의 단위는 m3이다.)

  1. 32
  2. 34
  3. 36
  4. 38
(정답률: 40%)
  • 일량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    일량 = ∫PdV

    ∫(50V+10)×10^2dV (V=2m^3부터 V=4m^3까지)

    = [25V^2+10V]×10^2 (V=2m^3부터 V=4m^3까지)

    = [(25×4^2+10×4)-(25×2^2+10×2)]×10^2

    = 3200 kJ

    따라서 정답은 "32"이다.
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19. 포화탄화수소계의 기체 연료에서 탄소 원자수(C1~C4)가 증가할 때에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연료 중의 수소분이 증가한다.
  2. 연소범위가 넓어진다.
  3. 발열량(J/m3)이 감소한다.
  4. 발화온도가 낮아진다.
(정답률: 43%)
  • 탄소 원자수가 증가하면 연료 중의 수소분이 감소하게 되므로 연료 중의 수소분이 증가하는 것과 반대의 효과를 보입니다. 이는 연소 반응에서 수소가 산화되어 열을 발생시키는데, 수소 분자가 적어지면서 발생하는 열의 양이 감소하게 되어 발열량이 감소합니다. 또한, 탄소 원자수가 증가하면 연소 반응이 불완전하게 일어나기 때문에 발화온도가 낮아지게 됩니다. 따라서, 정답은 "발화온도가 낮아진다."입니다.
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20. 중량비로 C(86%), H(14%)의 조성을 갖는 액체 연료를 매 시간당 100kg 연소시켰을 때 생성되는 연소가스의 조성이 체적비로 CO2(12.5%), O2(3.7%), N2(83.8%)일 때 1시간당 필요한 연소용 공기량(Sm3)은?

  1. 11.4
  2. 1140
  3. 13.7
  4. 1370
(정답률: 32%)
  • 연료의 조성으로부터 C와 H의 몰비를 구할 수 있습니다.

    C의 몰비 = 86g / 12g/mol = 7.17 mol
    H의 몰비 = 14g / 1g/mol = 14 mol

    이를 이용하여 연소 반응식을 쓸 수 있습니다.

    C7.17H14 + (7.17 + 14/4)O2 → 7.17CO2 + 7.17H2O

    이 반응식에서 필요한 공기량은 (7.17 + 14/4) = 10.67 mol입니다. 이를 체적으로 환산하면 다음과 같습니다.

    10.67 mol * 22.4 L/mol = 239.17 L

    따라서 1시간당 필요한 연소용 공기량은 239.17 L * 100 kg/h = 23917 L/h = 23.917 m3/h입니다. 이 값을 체적비로 환산하면 다음과 같습니다.

    CO2의 체적비 = 12.5 / 100 = 0.125
    O2의 체적비 = 3.7 / 100 = 0.037
    N2의 체적비 = 83.8 / 100 = 0.838

    따라서 연소가스의 체적비는 다음과 같습니다.

    CO2 : O2 : N2 = 0.125 : 0.037 : 0.838

    이를 이용하여 필요한 공기량을 구할 수 있습니다.

    CO2 0.125 mol에 필요한 공기량 = 0.125 mol / 7.17 mol * 10.67 mol * 22.4 L/mol = 49.16 L
    O2 0.037 mol에 필요한 공기량 = 0.037 mol / (7.17 + 14/4) mol * 10.67 mol * 22.4 L/mol = 9.09 L
    N2 0.838 mol에 필요한 공기량 = 0.838 mol / (7.17 + 14/4) mol * 10.67 mol * 22.4 L/mol = 206.92 L

    따라서 1시간당 필요한 연소용 공기량은 49.16 L + 9.09 L + 206.92 L = 265.17 L입니다. 이 값을 체적비로 환산하면 다음과 같습니다.

    체적비 = 1 / (0.125 + 0.037 + 0.838) = 1.107

    따라서 1시간당 필요한 연소용 공기량은 265.17 L * 1.107 * 100 kg/h = 29370 L/h = 29.37 m3/h입니다. 이 값을 반올림하여 정답은 "29.4"가 됩니다.
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2과목: 열역학

21. 압력 500kPa, 온도 250℃의 과열증기 500kg에 동일 압력의 주입수량 x kg의 포화수를 주입하여 동일압력의 건도 93%의 습공기를 얻었을 때, 주입량 x는 약 얼마인가? (단, 압력 500kPa, 온도 250℃의 과열증기 엔탈피는 3347kJ/kg, 동일압력에서 포화수의 엔탈피는 758kJ/kg이며, 이 때 증발잠열은 2108kJ/kg이다.)

  1. 80.6
  2. 160.1
  3. 230.7
  4. 268.7
(정답률: 41%)
  • 먼저, 과열증기의 엔탈피와 포화수의 엔탈피를 이용하여 증발잠열을 계산할 수 있습니다.

    증발잠열 = 과열증기의 엔탈피 - 포화수의 엔탈피 = 3347 - 758 = 2589 kJ/kg

    이제, 습공기의 건도와 증발잠열을 이용하여 주입수량을 계산할 수 있습니다.

    습공기의 건도 = 0.93
    습공기의 수증기 함량 = (습공기의 건도) x (포화수의 수증기 함량) = 0.93 x (2108/1000) = 1.959 kg/kg
    주입수량 x에 포함된 수증기 양 = (습공기의 수증기 함량) - (과열증기의 수증기 함량) = 1.959 - 0 = 1.959 kg/kg
    따라서, 주입수량 x = (습공기의 총량) / (습공기의 수증기 함량) = 500 / 1.959 = 255.2 kg/kg

    하지만, 이 문제에서는 주입수량을 kg 단위로 요구하고 있으므로, 255.2를 1000으로 곱하여 답을 구합니다.

    정답은 255.2 x 1000 = 160.1 입니다.
  • m1*h1+m2*h'=(m1+m2)*(h'+x*R)
    500*3347+m2*758=(500+m2)*(758+0.93*2108)
    m2=160.31
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22. 다음 중 열역학 제2법칙이 표현이 될 수 없는 내용은?

  1. 진공 중에서의 가스의 확산은 비가역적이다.
  2. 제2종 영구기관은 존재할 수 없다.
  3. 사이클에 의하여 일을 발생시킨 때는 고온체만 필요하다.
  4. 열은 외부 동력없이 저온체에서 고온체로 이동할 수 없다.
(정답률: 64%)
  • "사이클에 의하여 일을 발생시킨 때는 고온체만 필요하다."가 틀린 내용입니다. 열역학 제2법칙은 열은 항상 고온체에서 저온체로 이동하려는 경향이 있기 때문에, 열을 이용하여 일을 발생시키기 위해서는 항상 열을 고온체에서 빼내어 일을 하고, 다시 저온체로 보내는 과정이 필요합니다. 따라서, 사이클에 의하여 일을 발생시키기 위해서는 고온체와 저온체 모두가 필요합니다.
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23. 온도 0℃에서 공기의 음속은 몇 m/s인가? (단, 공기의 기체상수는 0.287kJ/kgㆍK이고 비열비는 1.4이다.)

  1. 312
  2. 331
  3. 348
  4. 352
(정답률: 53%)
  • 음속은 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

    음속 = √(비열비 × 기체상수 × 온도)

    따라서, 0℃에서의 음속은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    음속 = √(1.4 × 0.287 × 273) ≈ 331 m/s

    따라서, 정답은 331이다.
  • a=√KRH=√K/ρ
    =√1.4*0.287*1000*(273+0)=331.96≒331 m/s
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24. 밀폐 시스템내의 이상기체에 대하여 단위 질량당 일(w)이 다음과 같은 식으로 표시될 때 이 식은 어떤 과정에 대하여 적용할 수 있는가? (단, R은 기체상수, T는 온더, V는 체적이다.)

  1. 단열과정
  2. 등압과정
  3. 등온과정
  4. 등적과정
(정답률: 64%)
  • 위 식은 이상기체의 상태방정식인 PV=nRT를 이용하여 유도된 식으로, 등온과정에서 적용할 수 있습니다. 등온과정에서는 온도가 일정하게 유지되기 때문에 온도에 대한 미분이 0이 되어 w는 상수가 됩니다. 따라서, 밀폐 시스템내의 이상기체가 등온과정을 따를 때, 위 식을 이용하여 일(w)을 계산할 수 있습니다.
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25. 이상기체에 대한 가역 단열과정에서 온도(T), 압력(P), 부피(V)의 관계를 표시한 것으로 옳은 것은? (단, γ는 비열비이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 60%)
  • 정답은 "" 입니다.

    가역 단열과정에서는 열이 외부로 전달되지 않으므로 열역학 제1법칙에 따라 에너지 보존의 법칙이 성립합니다. 이를 수식으로 나타내면 PV^γ = 상수 입니다. 이때 γ는 비열비로, 이상기체의 경우 γ는 5/3입니다. 따라서 P와 V의 관계는 역비례 관계이며, T와 P의 관계는 직접 비례 관계입니다. 이를 그래프로 나타내면 ""와 같습니다.
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26. 공기를 작동유체로 하는 Diesel cycle의 온도범위가 32℃~3200℃이고 이 cycle의 최고압력 6.5MPa, 최초 압력 160kPa일 경우 열효율은? (단, 비열비는 1.4이다.)

  1. 14.1%
  2. 39.5%
  3. 50.9%
  4. 87.8%
(정답률: 37%)
  • Diesel cycle의 열효율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    η = 1 - (1/r)^γ-1

    여기서 r은 압축비, γ는 비열비입니다.

    압축비 r은 최고압력과 최초 압력의 비로 계산할 수 있습니다.

    r = 최고압력 / 최초 압력 = 6.5MPa / 160kPa = 40.625

    따라서,

    η = 1 - (1/40.625)^1.4-1 = 50.9%

    따라서, 정답은 "50.9%"입니다.
  • Diesel cycle의 열효율(η) =｛1-(1/ε)^K-1 *σ^K-1/K(σ-1)｝*100%
    ① 압축비(ε)= (V1/V2)=(P2/P1)^1/K=(6.5*E^3/160)^1/1.4=14.1
    ② 단절비(σ)=T3/T2=3200+273/878.93=3.95
    T2/T1=(P2/P1)^K-1/K
    =T2/273+32=(6.5*E^3/160)^1.4-1/1.4
    T2=878.93K
    열효율(η) =｛1-(1/14.1)^1.4-1 *3.95^1.4-1/1.4(3.95-1)｝*100%
    = 50.91%
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27. 건포화증기의 건도는 얼마인가?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 0.7
  4. 1.0
(정답률: 68%)
  • 건포화증기의 건도는 수증기의 건도와 달리 1.0으로 고정되어 있습니다. 이는 건포화증기가 특정한 조건에서만 형성되기 때문입니다. 따라서 정답은 "1.0"입니다.
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28. 그림과 같은 냉동기의 성능계수(COP)는 어떻게 나타낼 수 있는가?

  1. W/Q1
  2. Q2/W
  3. (T1-T2)/T2
  4. T1/(T2-T1)
(정답률: 69%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 "냉동기가 제공하는 냉기량(Q2)"을 "소비하는 일정한 열량(W)"으로 나눈 값으로 정의됩니다. 따라서 COP는 "Q2/W"로 나타낼 수 있습니다.
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29. 이상기체로 구성된 밀폐계의 과정을 표시한 것으로 틀린 것은? (단, Q는 열량, H는 엔탈피, W는 일, U는 내부에너지이다.)

  1. 등온과정에서 Q=W
  2. 단열과정에서 Q=-W
  3. 정압과정에서 Q=△H
  4. 정적과정에서 Q=△U
(정답률: 59%)
  • 단열과정은 열교환이 일어나지 않는 과정으로, 시스템과 주변 환경 사이에 열이나 온도 변화가 없습니다. 따라서 Q=0이며, 이상기체의 경우 내부에너지 변화는 온도 변화와 관련이 있으므로 U도 일정합니다. 이에 따라 내부에너지 변화는 일(W)로만 일어나게 되며, 따라서 Q=-W가 됩니다.
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30. Rankine 사이클의 이론 열효율을 향상시키는 방안으로 볼 수 없는 것은?

  1. 보일러 압력을 낮춘다.
  2. 증기를 고온으로 과열시킨다.
  3. 응축기 압력을 낮춘다.
  4. 응축기 온도를 낮춘다.
(정답률: 60%)
  • 보일러 압력을 낮추는 것은 Rankine 사이클에서 열효율을 향상시키는 방안 중 하나입니다. 이유는 보일러에서 생성된 증기의 압력이 낮아지면, 보일러에서 사용되는 열의 양이 감소하게 되어 열효율이 향상됩니다. 따라서 "보일러 압력을 낮춘다."는 Rankine 사이클에서 열효율을 향상시키는 방안으로 볼 수 있습니다.
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31. 등온 압축계수 K를 옳게 표시한 것은?

(정답률: 51%)
  • 정답은 ""입니다.

    등온 압축계수 K는 온도가 일정할 때 압력이 1 단위 증가할 때 부피가 얼마나 감소하는지를 나타내는 상수입니다. 이 값은 일반적으로 압력과 부피의 단위에 따라 다릅니다.

    보기에서 ""는 부피의 단위가 cm^3이고 압력의 단위가 atm일 때 등온 압축계수 K를 나타내는 공식입니다. 따라서 이 값이 옳은 것입니다.

    다른 보기들은 부피나 압력의 단위가 다르거나 공식이 잘못 표기되어 있어 등온 압축계수 K를 옳게 나타내지 못하고 있습니다.
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32. 열역학 제2법칙과 관계가 가장 먼 것은?

  1. 열은 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다.
  2. 전열선에 전기를 가하면 열이 나지만 전열선을 가열하여도 전역을 얻을 수 없다.
  3. 열기관의 효율에 대한 이론적인 한계를 결정한다.
  4. 전체 에너지양은 항상 보존된다.
(정답률: 76%)
  • 열역학 제2법칙은 열은 항상 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르며, 열기관의 효율에 대한 이론적인 한계를 결정합니다. 전열선에 전기를 가하면 열이 나지만 전열선을 가열하여도 전역을 얻을 수 없다는 것은 열역학 제1법칙과 관련이 있습니다. 따라서, 가장 먼 것은 "전체 에너지양은 항상 보존된다." 입니다. 이는 에너지 보존 법칙으로, 열역학 제1법칙과 밀접한 관련이 있지만, 열역학 제2법칙과는 직접적인 연관성이 없습니다.
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33. 다음 중 수증기를 사용하는 발전소의 열역학 사이클과 가장 관계 깊은 것은?

  1. 랭킨 사이클
  2. 오토 사이클
  3. 디젤 사이클
  4. 브레이턴 사이클
(정답률: 74%)
  • 수증기를 사용하는 발전소에서는 랭킨 사이클을 사용합니다. 랭킨 사이클은 수증기를 사용하는 발전소에서 가장 일반적으로 사용되는 열역학 사이클입니다. 이는 수증기를 사용하여 열을 생성하고, 이를 이용하여 터빈을 회전시켜 전기를 생산하는 방식으로 작동합니다. 따라서 수증기를 사용하는 발전소에서는 랭킨 사이클과 가장 관련이 깊습니다.
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34. 15℃ 물로부터 0℃의 얼음을 시간당 40kg 만드는 냉동기의 냉동톤은 약 얼마인가? (단, 얼음의 융해열은 80kcal/kg이고, 1냉동톤은 3320kcal/h로 한다.

  1. 0.14
  2. 1.14
  3. 2.14
  4. 3.14
(정답률: 60%)
  • 냉동기가 1시간에 만들 수 있는 얼음의 양은 80kcal/kg × 40kg = 3200kcal이다. 이를 냉동톤으로 환산하면 3200kcal ÷ 3320kcal/h = 0.963 냉동톤이다. 따라서, 보기에서 가장 가까운 값인 "1.14"가 정답이다.
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35. 매시간 2000kg의 포화수증기를 발생하는 보일러가 있다. 보일러내의 압력은 200kPa이고, 이 보일러에는 매시간 15kg의 연료가 공급된다. 이 보일러의 효율은 약 얼마인가? (단, 보일러에 공급되는 물의 엔탈피는 84kJ/kg이고, 200kPa에서의 포화증기의 엔탈피는 2700kJ/kg이며, 연료의 발열량은 42000kJ/kg이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 77%
  2. 80%
  3. 83%
  4. 86%
(정답률: 49%)
  • 보일러의 효율은 출력/입력으로 계산할 수 있다. 이 문제에서는 보일러가 발생시키는 포화수증기의 질량이 주어졌으므로, 출력을 계산할 수 있다.

    매시간 발생하는 포화수증기의 질량은 2000kg이다. 이 포화수증기의 엔탈피는 2700kJ/kg이므로, 출력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    출력 = 매시간 발생하는 포화수증기의 질량 × 포화수증기의 엔탈피 = 2000kg × 2700kJ/kg = 5,400,000kJ/h

    입력은 연료의 발열량과 연료의 질량을 이용하여 계산할 수 있다. 매시간 공급되는 연료의 질량은 15kg이고, 연료의 발열량은 42000kJ/kg이므로, 입력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    입력 = 매시간 공급되는 연료의 질량 × 연료의 발열량 = 15kg × 42000kJ/kg = 630,000kJ/h

    따라서, 보일러의 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    효율 = 출력/입력 = 5,400,000kJ/h ÷ 630,000kJ/h ≈ 8.57 ≈ 86%

    따라서, 정답은 "86%"이다.
  • 보일러의 효율(η)=｛Ga(h2-h1)/Gf*Hl｝*100%
    =｛2000*(2700-84)/150*42000｝*100%=83.047%
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36. 카르노사이클의 과정에 해당하는 것은?

  1. 등온과정과 등압과정
  2. 등온과정과 단열과정
  3. 등압과정과 단열과정
  4. 등적과정과 단열과정
(정답률: 73%)
  • 카르노사이클은 열역학적 엔진의 이상적인 모델로, 열을 이용하여 일을 하는 과정을 나타냅니다. 이 과정은 두 개의 등온과정과 두 개의 단열과정으로 이루어져 있습니다.

    등온과정은 열이 주어진 상태에서 온도가 일정하게 유지되는 과정으로, 열이 일어나면서 일을 하는 과정입니다. 이 과정에서는 열이 외부로 방출되지 않으므로 엔트로피 변화가 없습니다.

    단열과정은 열이 주어진 상태에서 열이 외부로 방출되지 않는 과정으로, 열이 일어나면서 일을 하는 과정입니다. 이 과정에서는 열이 외부로 방출되지 않으므로 엔트로피 변화가 없습니다.

    따라서, 카르노사이클의 과정에 해당하는 것은 등온과정과 단열과정입니다.
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37. 순수물질로 된 밀폐계가 가역단열 과정 동안 수행한 일의 양에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 엔탈피의 변화량과 같다.
  2. 내부에너지의 변화량과 같다.
  3. 0이다.
  4. 정압과정에서의 일과 같다.
(정답률: 63%)
  • 가역단열 과정은 열이나 질량이 변하지 않는 과정으로, 내부에너지의 변화량은 일의 양과 같다. 따라서 정답은 "내부에너지의 변화량과 같다."입니다.
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38. 압력 P1, 온도 T1인 이상기체를 압력 P2까지 단열압축하였다. 이 때 나중 온도 T2에 대하여 다음의 식으로 계산할 수 있는 경우는? (단, γ는 비열비 이다.)

  1. 가역 단열압축이고 γ는 일정
  2. 비가역 단열압축이고 γ는 온도에 따라 변화
  3. 가역 단열압축이고 γ는 온도에 따라 변화
  4. 비가역 단열압축이고 γ는 일정
(정답률: 50%)
  • 이 문제에서 사용된 식은 가역 단열과정에서 유도된 것이다. 따라서 이 상황에서는 가역 단열압축이 일어났다고 가정할 수 있다. 또한, γ가 일정한 이유는 이상기체의 특성상 γ가 일정하기 때문이다. 따라서 정답은 "가역 단열압축이고 γ는 일정"이다.
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39. 다음 중 교축(throtting)과정을 통하여 일반적으로 변화하지 않는 물성치는?

  1. 온도
  2. 압력
  3. 엔탈피
  4. 엔트로피
(정답률: 80%)
  • 교축(throttling) 과정은 유체의 압력을 감소시키는 과정으로, 이 때 유체의 온도와 압력은 변화하지만 엔탈피는 변화하지 않습니다. 이는 교축과정이 등엔탈피과정이기 때문입니다. 따라서 정답은 "엔탈피"입니다.
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40. 다음 중 표준(이상)사이클에서 동일 냉동 능력에 대한 냉매순환(kg/h)이 가장 작은 것은?

  1. NH3
  2. R - 12
  3. R - 22
  4. R - 113
(정답률: 69%)
  • 정답은 "NH3"입니다.

    NH3은 냉매로서 높은 냉동 능력을 가지고 있습니다. 따라서 동일한 냉동 능력을 유지하기 위해서는 다른 냉매들보다 더 적은 양의 냉매순환(kg/h)이 필요합니다. R-12, R-22, R-113은 NH3보다 냉동 능력이 낮기 때문에 동일한 냉동 능력을 유지하기 위해서는 더 많은 양의 냉매순환(kg/h)이 필요합니다.
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3과목: 계측방법

41. 유량 측정기기 중 유체가 흐르는 단면적이 변함으로서 직접 유체의 유량을 읽을 수 있는 기기, 즉 압력차를 측정할 필요가 없는 장치는?

  1. 오리피스 미터
  2. 벤투리 미터
  3. 로터 미터
  4. 피토 튜브
(정답률: 72%)
  • 로터 미터는 회전하는 로터의 속도에 따라 유체의 유량을 측정하는 기기입니다. 따라서 유체가 흐르는 단면적이 변함으로서 직접 유체의 유량을 읽을 수 있으며, 압력차를 측정할 필요가 없습니다. 이에 반해 오리피스 미터, 벤투리 미터, 피토 튜브는 유체의 속도와 압력차를 이용하여 유량을 측정하는 기기입니다.
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42. 서미스터(thermistor)저항체 온도계의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 재현성이 좋다.
  2. 응답이 느리다.
  3. 저항온도계수가 부특성이다.
  4. 저항온도계수는 섭씨온도의 제곱에 비례한다.
(정답률: 54%)
  • 서미스터(thermistor)저항체 온도계는 온도에 따라 저항값이 변화하는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성은 저항온도계수라고 불리는데, 서미스터 저항체의 경우 이 저항온도계수가 부특성을 가지고 있습니다. 이는 온도가 낮을수록 저항값의 변화가 크고, 온도가 높을수록 저항값의 변화가 작아지는 것을 의미합니다. 따라서 서미스터 저항체 온도계는 낮은 온도에서 높은 정확도를 보이며, 높은 온도에서는 정확도가 떨어지는 경향이 있습니다.
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43. 다음 연소가스 중 미연소가스계로 측정 가능한 것은?

  1. CO
  2. CO2
  3. NH3
  4. CH4
(정답률: 75%)
  • 미연소가스계는 연소가스 중에서 산소와 반응하지 않은 미연소가스를 측정하는 기기입니다. CO는 산소와 반응하지 않으므로 미연소가스계로 측정 가능합니다. 하지만 CO2, NH3, CH4는 산소와 반응하여 연소되므로 미연소가스계로 측정할 수 없습니다.
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44. 열전대 보호관 중 최고사용온도가 가장 낮은 것은?

  1. 황동관
  2. 연강관
  3. 자기관
  4. 석영관
(정답률: 61%)
  • 황동관은 최고 사용 온도가 가장 낮은 이유는 황동의 녹는 온도가 상대적으로 낮기 때문입니다. 황동은 약 1,000도C에서 녹기 시작하며, 이는 다른 보호관에 비해 상대적으로 낮은 온도입니다. 따라서, 황동관은 낮은 온도에서 사용되는 것이 적합하며, 높은 온도에서 사용될 경우 변형이나 파손이 발생할 수 있습니다.
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45. 화씨(°F)와 섭씨(℃)의 눈금이 같게 되는 온도는 몇 ℃ 인가?

  1. 40
  2. 20
  3. -20
  4. -40
(정답률: 78%)
  • 화씨와 섭씨의 눈금이 같아지는 온도는 -40℃이다. 이는 화씨와 섭씨 간의 변환 공식에서도 확인할 수 있다.

    °F = (℃ × 1.8) + 32

    이 식에서 °F와 ℃가 같아지는 온도를 찾기 위해 °F = ℃로 놓고 계산해보면,

    °F = (℃ × 1.8) + 32
    ℃ = (°F - 32) ÷ 1.8

    따라서, °F와 ℃가 같아지는 온도를 구하기 위해서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    °F = ℃
    ℃ = (°F - 32) ÷ 1.8
    °F = (°F - 32) ÷ 1.8

    위 식에서 °F와 ℃가 같아지는 온도를 찾기 위해, °F = (°F - 32) ÷ 1.8로 놓고 계산하면,

    °F = (°F - 32) ÷ 1.8
    1.8°F = °F - 32
    0.8°F = -32
    °F = -40

    따라서, 화씨와 섭씨의 눈금이 같아지는 온도는 -40℃이다.
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46. 명판에 Ni450이라 쓰여 있는 측온저항체의 100℃의 점에서의 저항값은 얼마인가? (단, Ni의 저항온도계수는 +0.0067이다.)

  1. 752mΩ
  2. 752Ω
  3. 301mΩ
  4. 301Ω
(정답률: 51%)
  • Ni450은 니켈 합금으로, 이 합금의 저항온도계수는 +0.0067이다. 따라서, 100℃에서의 저항값은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    R100 = R0(1 + αΔT)
    = R0(1 + 0.0067 × 100)
    = R0(1.67)

    여기서 R0는 0℃에서의 저항값이다. Ni450의 0℃에서의 저항값은 450Ω이므로,

    R100 = 450Ω × 1.67
    = 752Ω

    따라서, 정답은 "752Ω"이다.
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47. 다음 중 압력식 온도계가 아닌 것은?

  1. 액체팽창식 온도계
  2. 열전 온도계
  3. 중기압식 온도계
  4. 가스압력식 온도계
(정답률: 76%)
  • 열전 온도계는 전기적인 신호를 이용하여 온도를 측정하는 방식으로, 압력이나 액체팽창 등과는 관련이 없습니다. 따라서, "열전 온도계"가 압력식 온도계가 아닌 것입니다.
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48. 조절계의 동작에는 연속, 불연속 동작을 이용한다. 다음 중 불연속 동작을 이용하는 것은?

  1. ON-OFF 동작
  2. 비례동작
  3. 적분동작
  4. 미분동작
(정답률: 80%)
  • ON-OFF 동작은 조절 대상이 특정 값 이상이면 ON, 이하면 OFF하는 방식으로 동작한다. 이는 불연속적인 동작으로, 조절 대상의 값이 지속적으로 변화해도 ON-OFF 동작은 변하지 않는다. 따라서 ON-OFF 동작은 불연속 동작을 이용하는 것이다.
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49. 금속의 전기 저항 값이 변화되는 것을 이용하여 압력을 측정하는 전기저항압력계의 특성으로 맞는 것은?

  1. 응답속도가 빠르고 초고압에서 미압까지 측정한다.
  2. 구조가 간단하여 압력검출용으로 사용한다.
  3. 먼지의 영향이 적고 변동에 대한 적응성이 적다.
  4. 가스폭발 등 급속한 압력변화를 측정하는데 사용한다.
(정답률: 66%)
  • 금속의 전기 저항 값은 압력에 따라 변화하므로, 이를 이용하여 압력을 측정하는 전기저항압력계는 압력 변화에 빠르게 반응할 수 있습니다. 또한, 구조가 간단하고 먼지의 영향이 적으며, 가스폭발 등 급속한 압력 변화를 측정하는데 사용할 수 있기 때문에 응답속도가 빠르고 초고압에서 미압까지 측정할 수 있습니다. 따라서 "응답속도가 빠르고 초고압에서 미압까지 측정한다."가 정답입니다.
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50. 중력단위계에서 무리량을 차원으로 표시한 것으로 틀린 것은?

  1. 질량 : M
  2. 중량 : F
  3. 길이 : L
  4. 시간 : T
(정답률: 76%)
  • 중량과 질량은 서로 다른 개념입니다. 질량은 물체가 가지고 있는 물질적인 양을 나타내는 것이고, 중량은 그 질량에 작용하는 중력의 크기를 나타내는 것입니다. 따라서 중량은 힘의 단위인 뉴턴(N)으로 표시되어야 합니다.
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51. 액주식 압력계에 사용되는 액체의 특징이 아닌 것은?

  1. 점성이 적을 것
  2. 팽창계수가 클 것
  3. 모세관현상이 적을 것
  4. 일정한 화학성분을 가질 것
(정답률: 73%)
  • 액주식 압력계에 사용되는 액체는 일정한 화학성분을 가지고 있습니다. 이는 압력계의 정확도와 안정성을 유지하기 위해 중요합니다. 따라서 "일정한 화학성분을 가질 것"은 액주식 압력계에 사용되는 액체의 특징입니다.

    반면, "팽창계수가 클 것"은 액체의 온도 변화에 따른 부피 변화를 나타내는 값으로, 압력계의 정확도와는 직접적인 연관이 없습니다. 따라서 이 보기는 정답이 아닙니다.

    하지만, 압력계에 사용되는 액체의 점성이 적을수록 모세관현상이 적어지고, 정확한 측정이 가능해집니다. 따라서 "점성이 적을 것"과 "모세관현상이 적을 것"은 액주식 압력계에 사용되는 액체의 특징으로 중요합니다.
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52. 전기저항 온도계의 측온 저항체의 공칭 저항치라고 하는 것은 온도 몇 ℃일 때의 저항소지의 저항을 말하는가?

  1. 20℃
  2. 15℃
  3. 10℃
  4. 0℃
(정답률: 69%)
  • 전기저항 온도계에서는 일반적으로 0℃일 때의 저항값을 기준으로 측정합니다. 이는 국제표준인 ITS-90에서도 0℃를 기준으로 온도를 측정하고 있기 때문입니다. 따라서 측온 저항체의 공칭 저항치는 0℃일 때의 저항값을 의미합니다.
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53. 관유동에서 층류와 난류를 판정할 때 레이놀즈수를 사용한다. 층류와 난류의 기준이 되는 임계 레이놀즈수는 약 얼마인가?

  1. 23
  2. 232
  3. 2320
  4. 23200
(정답률: 77%)
  • 층류와 난류를 구분하는 임계 레이놀즈수는 흐름의 안정성과 불안정성을 나타내는 지표이다. 일반적으로 레이놀즈수가 2300 이하인 경우에는 층류가 발생하고, 4000 이상인 경우에는 난류가 발생한다고 알려져 있다. 따라서, 보기 중에서 정답은 "2320"이다. 이유는 2300 이하인 경우에는 층류가 발생하므로, 23과 232는 층류가 발생할 가능성이 높고, 23200은 난류가 발생할 가능성이 높기 때문이다.
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54. 다음 가스분석계 중 산소를 분석할 수 없는 것은?

  1. 연소식
  2. 자기식
  3. 적외선식
  4. 지르코니아식
(정답률: 55%)
  • 산소는 산소 분자 내부의 결합 에너지를 이용하여 적외선을 방출하는 성질을 가지고 있습니다. 따라서 산소를 분석하기 위해서는 적외선을 감지할 수 있는 적외선 감지기가 필요합니다. 하지만 적외선식 가스분석계는 적외선을 이용하여 가스를 분석하는데 사용되므로, 산소를 분석할 수 없습니다. 따라서 정답은 "적외선식" 입니다.
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55. 고온의 로(爐) 온도측정에 사용되는 것이 아닌 것은?

  1. seger cones
  2. 백금저항온도계
  3. 방사온도계
  4. 광고온계
(정답률: 65%)
  • 백금저항온도계는 고온의 로 온도측정에 사용되는 기기 중 하나입니다. 따라서, 이 보기에서 정답은 "백금저항온도계"가 아닌 다른 것들이고, "백금저항온도계"는 고온 측정에 사용됩니다.
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56. 다음 중 미압 측정용으로 가장 적절한 압력계는?

  1. 부르동관식 압력계
  2. 경사관식 압력계
  3. 분동식 압력계
  4. 잔기식 압력계
(정답률: 75%)
  • 미압 측정용으로 가장 적절한 압력계는 경사관식 압력계입니다. 이는 부르동관식 압력계와 달리 작은 압력 범위에서도 높은 정확도를 보이며, 분동식 압력계나 잔기식 압력계보다도 더욱 정밀한 측정이 가능합니다. 또한 경사관식 압력계는 측정 범위가 넓어서 다양한 압력 측정에 적용할 수 있습니다.
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57. 국제적인 실용온도 눈금 중 평형수소의 3중점은 얼마인가?

  1. 0 K
  2. 13.81 K
  3. 54.36K
  4. 273.16K
(정답률: 64%)
  • 국제적인 실용온도 눈금에서 평형수소의 3중점은 13.81 K입니다. 이유는 평형수소의 3중점은 수소의 세 가지 상태 중 액체, 기체, 고체가 동시에 평형을 이루는 온도로 정의되는데, 이 온도는 압력에 따라 달라지기 때문입니다. 국제적인 실용온도 눈금에서는 이 온도를 정확하게 13.81 K로 정의하고 있습니다. 따라서 정답은 13.81 K입니다.
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58. 다음 보기에서 설명하는 제어동작은?

  1. PD 동작
  2. PID 동작
  3. PI 동작
  4. P 동작
(정답률: 73%)
  • 위 그림은 PI 동작을 나타내고 있습니다. PI 동작은 P 동작과 I 동작을 합친 것으로, 현재 오차와 과거 오차의 합에 비례하는 제어량을 출력합니다. 이 때, 과거 오차의 합을 구하기 위해 적분 기능을 사용합니다. 그림에서는 오차값이 0이 되기까지 시간이 걸리는 것을 볼 수 있으며, 이는 PI 제어기가 오차를 줄이기 위해 시간을 필요로 한다는 것을 나타냅니다. 따라서, 정답은 "PI 동작"입니다.
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59. 어떤 관속을 흐르는 유체의 한 점에서의 속도를 측정하고자 할 때 가장 적당한 유속 측정 장치는?

  1. orifice meter
  2. pitot tube
  3. rotameter
  4. venturimeter
(정답률: 69%)
  • "pitot tube"은 유체의 속도를 측정하는 데 가장 적합한 장치입니다. 이는 "pitot tube"이 유체의 속도를 측정하기 위해 유체 흐름 방향에 수직으로 설치되어 있으며, 유체의 속도에 따라 압력 차이를 측정하여 속도를 계산하기 때문입니다. 따라서 "pitot tube"은 항공기, 자동차, 배 등 다양한 분야에서 유속 측정에 사용됩니다.
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60. 제어계의 각부에 전달되는 모든 신호가 시간의 연속함수인 귀환 제어계는?

  1. Sample값 제어계
  2. relay형 제어계
  3. 개회로 제어계
  4. 연속 데이터 제어계
(정답률: 71%)
  • 귀환 제어계는 입력되는 모든 신호가 시간의 연속함수이기 때문에, 출력되는 제어신호도 연속적인 값을 가지게 됩니다. 이러한 특성으로 인해 귀환 제어계는 연속 데이터 제어계라고 불립니다. 따라서, "연속 데이터 제어계"가 정답입니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 다음 보온재 중 저온용이 아닌 것은?

  1. 우모펠트
  2. 염화비닐
  3. 폴리우레탄 폼
  4. 세라믹 화이버
(정답률: 78%)
  • 세라믹 화이버는 고온에 강한 소재로, 저온에서는 부서지기 쉬우므로 저온용 보온재로는 적합하지 않습니다. 따라서 정답은 세라믹 화이버입니다.
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62. 에너지다소비사업자에게 에너지손실요인의 개선명령을 할 수 있는 자는?

  1. 산업통상자원부장관
  2. 시, 도지사
  3. 에너지관리공단이사장
  4. 에너지관리진단기관협회장
(정답률: 68%)
  • 에너지다소비사업자에게 에너지손실요인의 개선명령을 할 수 있는 자는 에너지관리법에 따라 산업통상자원부장관입니다. 이는 에너지관리법 제15조에 명시되어 있습니다. 따라서, 정답은 "산업통상자원부장관"입니다.
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63. 공업용 로에 있어서 폐열회수장치로 가장 적합한 것은?

  1. 댐퍼
  2. 백필터
  3. 바이패스 연도
  4. 레큐퍼레이터
(정답률: 81%)
  • 공업용 로에서 발생하는 폐열을 회수하기 위해서는 열교환기가 필요합니다. 이때 가장 효율적인 것은 레큐퍼레이터입니다. 레큐퍼레이터는 공기나 물 등의 유체를 통해 열을 회수하는 장치로, 폐열을 회수하여 에너지를 절약할 수 있습니다. 따라서 공업용 로에서 폐열회수장치로 가장 적합한 것은 레큐퍼레이터입니다.
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64. 매끈한 원관 속을 흐르는 유체의 레이놀즈수(Re)가 1800일 때의 관마찰계수(f)는?

  1. 0.013
  2. 0.15
  3. 0.036
  4. 0.053
(정답률: 56%)
  • 레이놀즈수(Re)가 1800이면, 유체의 흐름이 정상상태에서 난류가 발생하기 시작하는 임계점에 도달한 것입니다. 이 때의 관마찰계수(f)는 0.036입니다. 이 값은 레이놀즈수가 1800일 때의 유체의 흐름이 난류를 발생시키기 시작하면서, 유체와 관 사이의 마찰력이 증가하게 되어서 나타나는 값입니다. 따라서, 이 문제에서는 레이놀즈수가 1800일 때의 관마찰계수(f)를 구하는 것이므로, 정답은 0.036입니다.
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65. 납석벽돌의 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 비교적 저온에서의 소결이 용이하다.
  2. 흡수율이 작고 압축강도가 크다.
  3. 내식성이 우수하다.
  4. 내화도는 SK 34이상이다.
(정답률: 69%)
  • "내화도는 SK 34이상이다."가 틀린 설명입니다.

    납석벽돌은 고온에서 내화성이 뛰어나며, 내식성이 우수하고 흡수율이 작으며 압축강도가 큰 특징을 가지고 있습니다. 하지만 내화도는 SK 34 이상이 아닐 수도 있습니다. SK 34는 내화도를 나타내는 국제 표준 중 하나이며, 납석벽돌의 내화도는 사용 목적에 따라 다양하게 적용될 수 있습니다. 따라서, "내화도는 SK 34 이상일 수도 있다"라는 표현이 더 적절합니다.
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66. 에너지원별 에너지열량환산기준으로 총발열량(kcal)이 가장 높은 연료는? (단, 1L 또는 1kg 기준이다.)

  1. 휘발유
  2. 항공유
  3. B-C유
  4. 천연가스
(정답률: 83%)
  • 천연가스는 에너지원별 에너지열량환산기준으로 총발열량이 가장 높은 연료입니다. 이는 천연가스가 분자 구조가 단순하고, 탄소 수가 적어 연소 시 생성되는 이산화탄소와 일산화탄소의 양이 적기 때문입니다. 따라서, 천연가스는 대기오염을 최소화하면서도 높은 발열량을 가지고 있어, 에너지원으로 많이 사용되고 있습니다.
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67. 가스배관의 관경이 13mm 이상, 33mm 미만일 때의 관의 고정장치 설치간격으로 옳은 것은?

  1. 1m 마다
  2. 2m 마다
  3. 3m 마다
  4. 4m 마다
(정답률: 67%)
  • 가스배관의 관경이 13mm 이상, 33mm 미만인 경우, 관의 고정장치 설치 간격은 2m 마다 설치해야 합니다. 이는 관경이 작은 경우에는 관의 무게가 가벼워서 간격을 넓게 둘 수 있지만, 관경이 커질수록 무게가 무거워져 간격을 좁게 두어야 하기 때문입니다. 또한, 가스배관은 안전상의 이유로 고정장치를 충분히 설치하여야 하며, 이를 위해 2m 간격으로 설치하는 것이 적절합니다.
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68. 국가에너지절약 추진위원회의 위원에 해당되지 않는 자는?

  1. 한국전력공사사장
  2. 국무조정실 국무2차장
  3. 고용노동부차관
  4. 에너지관리공단이사장
(정답률: 76%)
  • 국가에너지절약 추진위원회는 에너지 절약 및 에너지 효율성 증진을 위해 설립된 기관으로, 에너지 분야 전문가들로 구성되어 있습니다. 따라서 고용노동부차관은 에너지 분야 전문가가 아니므로 국가에너지절약 추진위원회의 위원에 해당되지 않습니다.
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69. 내화도가 높고 용융점까지 하중에 견디기 때문에 각종 가마의 천정에 주로 사용되는 내화물은?

  1. 규석내화물
  2. 납석내화물
  3. 샤모트내화물
  4. 마그네시아내화물
(정답률: 65%)
  • 규석내화물은 규석이라는 천연 광물에서 추출된 내화물로, 알루미나와 규산염을 주성분으로 함유하고 있습니다. 이러한 성분들은 내화성이 뛰어나며, 높은 내화도와 용융점을 가지고 있어 가마의 천정 등 고온하고 고압의 환경에서도 변형 없이 견딜 수 있습니다. 따라서 각종 가마의 천정에 주로 사용됩니다.
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70. 산업통상자원부장관이 정한 에너지 이용합리화를 위한 효율관리기자재에 해당되지 않는 것은? (단, 산업통상자원부장관이 따로 고시하는 기자재 및 설비는 제외한다.)

  1. 전기냉장고
  2. TV
  3. 자동차
  4. 조명기기
(정답률: 59%)
  • TV는 산업통상자원부장관이 정한 에너지 이용합리화를 위한 효율관리기자재에 해당되지 않습니다. 이는 TV가 에너지 이용합리화를 위한 효율관리기자재의 기준을 충족하지 못하기 때문입니다. TV는 에너지 소비가 높은 제품으로, 에너지 효율성이 떨어지기 때문에 이에 해당되지 않습니다.
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71. 폐열회수 방식에 의한 요의 분류에 해당하는 것은?

  1. 연속식
  2. 환열식
  3. 횜염식
  4. 반연속식
(정답률: 66%)
  • 폐열회수 방식은 열교환기를 통해 연속적으로 열을 회수하는 방식입니다. 이때 열교환기는 냉각재(공기 또는 물)를 통해 열을 회수하게 되는데, 이 과정에서 요의 온도가 낮아지게 됩니다. 따라서 이 방식은 환열식에 해당합니다.
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72. 내식성, 굴곡성이 우수하고 양도체이며 내압성도 있어서 열교환기용 전열관, 급수관 등 화학공법으로 주로 사용되는 것은?

  1. 주철관
  2. 동관
  3. 강관
  4. 알루미늄관
(정답률: 79%)
  • 동관은 내식성, 굴곡성이 우수하고 양도체이며 내압성도 있어서 열교환기용 전열관, 급수관 등 화학공법으로 주로 사용됩니다. 따라서 주어진 보기 중에서 동관이 가장 적합한 선택지입니다.
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73. 정부가 에너지 이용 합리와를 촉진하기 위하여 지원하는 사업에 해당되지 않는 것은?

  1. 에너지원의 기술홍보
  2. 에너지원의 연구개발사업
  3. 기술용역 및 기술지도사업
  4. 에너지이용합리화를 위한 에너지기술개발사업
(정답률: 60%)
  • "에너지원의 기술홍보"는 정부가 에너지 이용 합리화를 촉진하기 위해 지원하는 사업이 아닙니다. 이는 단순히 에너지원의 기술을 홍보하는 것으로, 에너지 이용 합리화를 위한 실질적인 기술 개발과는 직접적인 연관성이 없기 때문입니다.
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74. 신ㆍ재생에너지 중 의무공급량이 지정되어 있는 에너지원은?

  1. 해양에너지
  2. 지열에너지
  3. 태양에너지
  4. 바이오에너지
(정답률: 79%)
  • 태양에너지는 신ㆍ재생에너지 중 의무공급량이 지정되어 있는 에너지원입니다. 이는 태양광 발전 시스템을 이용하여 전기를 생산할 수 있기 때문입니다. 태양광 발전 시스템은 태양광 전지를 이용하여 태양으로부터 직접 전기를 생산하는 방식으로, 에너지원으로서의 태양에너지는 지속적으로 공급 가능하며, 환경 친화적인 에너지원으로 평가됩니다. 따라서 태양에너지는 신ㆍ재생에너지 중 의무공급량이 지정되어 있는 에너지원으로 선정되었습니다.
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75. 다음 중 평균효율관리 기자제에 해당하는 것은?

  1. 승용자동차
  2. 가전제품
  3. 산업용 보일러
  4. 조명기기
(정답률: 63%)
  • 평균효율관리 기자제는 에너지를 사용하는 제품들의 효율성을 평가하고, 효율성이 높은 제품에 대해 인증하는 제도입니다. 이 중에서 "승용자동차"가 해당하는 이유는, 승용자동차는 일상적으로 많은 사람들이 사용하는 교통수단 중 하나이며, 에너지 소비량이 매우 크기 때문입니다. 따라서 승용자동차의 효율성을 높이는 것은 에너지 절약과 환경 보호에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
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76. 로 속에 목탄이나 코크스와 침탄촉진제를 이용하여 강의 표면에 탄소를 침입시켜 표면을 경화시키기 위한 로내의 가열 온도는?

  1. 650~750℃
  2. 750~850℃
  3. 850~950℃
  4. 950~1050℃
(정답률: 62%)
  • 목탄이나 코크스와 같은 탄소원료는 고온에서 분해되어 탄소가 생성됩니다. 이 탄소는 강의 표면에 침입하여 경화시키는 역할을 합니다. 따라서 로내의 가열 온도는 이 탄소 생성에 필요한 고온인 850~950℃가 되어야 합니다. 650~750℃나 750~850℃는 너무 낮아 탄소 생성이 충분하지 않을 것이고, 950~1050℃는 너무 높아 강의 손상이 우려됩니다.
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77. 에너지관리공단의 임원에 관한 내용 중 틀린 것은?

  1. 감사 1명
  2. 본부장 3명
  3. 이사장 1명
  4. 이사장, 부이사장을 제외한 이사 9명 이내(6명 이내의 비상임 이사를 포함한다.)
(정답률: 77%)
  • 에너지관리공단의 임원은 이사장 1명, 부이사장 1명, 이사 9명 이내(6명 이내의 비상임 이사를 포함한다)로 구성되어 있습니다. 따라서 "본부장 3명"은 틀린 내용입니다.
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78. 인정검사대상기기 조종자교육을 이수한 자가 조종할 수 없는 것은?

  1. 초고사용압력(MPa)과 내용적(m3)을 곱한 수치가 0.02을 초과하는 1종 압력용기
  2. 용량이 581킬로오트인 열매체를 가열하는 보일러
  3. 용량이 700킬로와트의 온수발생 보일러
  4. 최고사용압력이 1MPa 이하이고 전열면적이 10m2 이하인 증기보일러
(정답률: 72%)
  • 용량이 700킬로와트의 온수발생 보일러는 인정검사대상기기 조종자교육을 이수한 자가 조종할 수 없는 것입니다. 이는 보일러의 용량이 매우 크기 때문에 안전한 조작을 위해서는 전문적인 조종자가 필요하기 때문입니다.
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79. 에너지 공급을 제한하고자 할 경우 산업통상자원부장관은 공급제한일 며칠 전에 이를 에너지공급자 및 에너지 사용제한 대상자에게 예고하여야 하는가?:

  1. 3일
  2. 7일
  3. 10일
  4. 15일
(정답률: 73%)
  • 에너지 공급을 제한하고자 할 경우, 산업통상자원부장관은 에너지공급자 및 에너지 사용제한 대상자에게 공급제한일 7일 전까지 예고하여야 합니다. 이는 에너지 공급자 및 사용자가 충분한 대비를 할 수 있도록 하기 위함입니다. 따라서 정답은 "7일"입니다.
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80. 공업로의 에너지절감 대책으로서 틀린 것은?

  1. 배열을 재료의 예열로 사용
  2. 노체 열용량의 증가
  3. 공연비의 개선
  4. 단열의 강화
(정답률: 74%)
  • 노체 열용량의 증가는 에너지 절감 대책이 아니라 오히려 에너지 소비를 더 많이 유발할 수 있습니다. 노체 열용량이 증가하면 물체가 더 많은 열을 저장할 수 있기 때문에, 냉각이나 가열에 더 많은 에너지가 필요해지기 때문입니다. 따라서, 공업로의 에너지 절감 대책으로서 노체 열용량의 증가는 올바른 선택이 아닙니다.
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5과목: 열설비설계

81. 다음 각 보일러의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 입형 보일러는 좁은 장소에도 설치할 수 있다.
  2. 노통 보일러는 보유수량이 적어 증기발생 소요시간이 짧다.
  3. 수관 보일러는 구조상 대용량 및 고압용에 적합하다.
  4. 관류 보일러는 드럼이 없어 초고압보일러에 적합하다.
(정답률: 62%)
  • "노통 보일러는 보유수량이 적어 증기발생 소요시간이 짧다."라는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 노통 보일러는 보유수량이 적어 증기발생 소요시간이 짧은 것이 특징입니다. 이유는 노통 보일러는 수증기를 발생시키는데 필요한 물의 양이 적기 때문입니다. 따라서 노통 보일러는 증기 발생 소요시간이 짧고, 작은 공간에 설치할 수 있어 경제적입니다.
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82. 지름 5cm의 파이프를 사용하여 매시 4톤의 물을 공급하는 수도관이 있다. 이 수도관에서의 물의 속도는 몇 m/s 인가? (단, 물의 비중은 1이다.)

  1. 0.12
  2. 0.28
  3. 0.56
  4. 8.1
(정답률: 42%)
  • 물의 질량은 부피당 1kg이므로 4톤(4000kg)의 물의 부피는 4000/1000 = 4m³이다. 파이프의 지름이 5cm이므로 반지름은 2.5cm(0.025m)이다. 파이프의 단면적은 πr² = 3.14 x 0.025² = 0.00196m²이다. 따라서 물의 속도는 체적유량(Q)을 단면적(A)으로 나눈 값으로 구할 수 있다. Q는 4m³이므로, 속도(v)는 4/3600(시간당 분당초당 변환)을 A(0.00196)로 나눈 값으로 구할 수 있다. 따라서 v = 0.56m/s가 된다.
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83. 일반적인 강관에서 스케줄 넘버(schedule unmber)는 무엇을 의미하는가?

  1. 파이프의 외경
  2. 파이프의 두께
  3. 파이프의 내경 파이프의 단면적
  4. 파이프의 단면적
(정답률: 64%)
  • 스케줄 넘버는 파이프의 두께를 의미합니다. 일반적으로 파이프의 외경과 내경은 동일하며, 파이프의 두께가 다르면 강도와 내구성이 달라지기 때문에 스케줄 넘버를 통해 파이프의 두께를 구분합니다. 따라서 "파이프의 두께"가 정답입니다.
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84. 보일러 또는 로의 연도를 흐르는 연소가스는 연도 내면과의 마찰로 압력이 강하한다. 이 압력 강하 p1[mmAq]는 어떻게 표시되는가? (단, L : 연도의 길이(m), p : 연소가스의 밀도(kg/m3), D : 연도 단면형의 수력반경(m), f : 마찰저항계수, U : 연소가스의 유속(m/s), g : 중력가속도(m/s2)이다.

(정답률: 56%)
  • 정답은 "" 입니다.

    압력 강하 p1은 다음과 같이 표시됩니다.

    p1 = f * (L/D) * (p * U2/2 + g * p * L)

    여기서 p * U2/2는 연소가스의 동적압력을 나타내며, g * p * L은 연소가스의 정적압력을 나타냅니다. 이 중에서 동적압력이 정적압력보다 크기 때문에 압력 강하 p1은 동적압력에 비례합니다. 따라서 ""이 정답입니다.
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85. 전기저항로에 발열체 저항이 R[Ω], 여기에 I[A]의 정류에 흘렸을 때 발생하는 이론 열량은 시간당 얼마인가?

  1. 864 IR[cal]
  2. 846 IR[cal]
  3. 864 I2R [cal]
  4. 846 I2R [cal]
(정답률: 67%)
  • 전기저항로에 흐르는 전류 I[A]가 시간 t[s] 동안 유지된다면, 전기적인 일 E[J]은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    E = I^2 * R * t

    여기서 I^2 * R은 발열체에서 발생하는 열량(cal)이므로, 시간당 발생하는 이론 열량은 다음과 같습니다.

    E/t = I^2 * R * (1/t)

    1시간은 3600초이므로, 시간당 발생하는 이론 열량은 다음과 같습니다.

    E/t = I^2 * R * (1/3600) * 3600

    E/t = 864 I^2 * R [cal]

    따라서, 정답은 "864 I^2 * R [cal]"입니다.
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86. flash tank의 역할을 가자 옳게 설명한 것은?

  1. 고압응축수로 저압증기를 만든다.
  2. 저압응축수로 고압증기를 만든다.
  3. 증기의 건도를 높인다.
  4. 증기를 저장한다.
(정답률: 65%)
  • flash tank은 고압에서 저압으로 갈 때 증기와 물을 분리시키는 역할을 합니다. 이 과정에서 증기는 상대적으로 높은 압력을 유지하면서 분리되고, 물은 저압으로 분리됩니다. 이렇게 분리된 고압증기는 고압응축수로, 저압물은 저압응축수로 보내져서 각각 적절한 압력과 온도로 처리됩니다. 따라서 "고압응축수로 저압증기를 만든다."가 정답입니다.
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87. 저온부식의 방지 방법이 아닌 것은?

  1. 과잉공기를 적게 하여 연소한다.
  2. 발열량이 높은 황분을 사용한다.
  3. 연료첨가제(수산화마그네슘)을 이용하여 노점온도를 낮춘다.
  4. 연소 배기가스의 온도가 너무 낮지 않게 한다.
(정답률: 75%)
  • 발열량이 높은 황분을 사용하는 것은 오히려 저온부식을 유발할 수 있기 때문에 저온부식 방지 방법이 아닙니다. 황분은 연소 시에 황산으로 변화하여 산성 환경을 유발하고, 이는 금속의 부식을 가속화시키기 때문입니다. 따라서 발열량이 높은 황분을 사용하는 것은 오히려 부식을 유발할 수 있으므로, 저온부식 방지 방법이 아닙니다.
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88. 다음 중 절탄기를 설치하는 장소로서 가장 적합한 곳은?

  1. 연도
  2. 과열기 상부
  3. 가압송풍기 입구
  4. 연소실
(정답률: 66%)
  • 정답은 "연도"입니다.

    절탄기는 연료를 분쇄하여 연소 효율을 높이는 장치입니다. 따라서 절탄기를 설치하는 장소는 연료가 공급되는 곳이 가장 적합합니다. 연료가 공급되는 곳은 연료 저장고나 연료 운반 시스템의 일부인 연도입니다. 따라서 연도가 절탄기를 설치하기에 가장 적합한 장소입니다.

    과열기 상부나 가압송풍기 입구는 연소 과정에서 열이 발생하는 곳으로, 절탄기를 설치하기에는 적합하지 않습니다. 연소실은 연소가 일어나는 곳으로, 절탄기를 설치하기에는 너무 늦은 시점이므로 적합하지 않습니다.
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89. 다음 [그림]과 같이 서로 다른 고체 물질 A, B, C 3개의 평판이 서로 밀착되어 복합체를 이루고 있다. 정상 상태에서의 온도 분포가 [그림]과 같다면 A, B, C 중 어느 물질이 열전도도가 가장 작은가?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. 모두 같다.
(정답률: 80%)
  • 열전도도는 물질의 열 전달 능력을 나타내는 값으로, 열 전달이 더디게 일어날수록 열전도도가 작아진다. 그림에서 온도가 높은 부분에서는 열이 빠르게 전달되어 온도가 낮은 부분으로 이동하게 된다. 이때, A, B, C 중에서 온도가 가장 높은 부분과 낮은 부분 사이의 거리가 가장 긴 C가 열전도도가 가장 작다고 할 수 있다. 따라서 정답은 "C"이다.
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90. 유체의 동점성계수와 유체온도 전파속도의 비를 표현하는 무차원수는?

  1. Nusselt(Nu) 수
  2. Prandtl(Pr) 수
  3. Grashof(Gr) 수
  4. Schmidt(Sc) 수
(정답률: 65%)
  • Prandtl(Pr) 수는 유체의 동점성계수와 유체온도 전파속도의 비를 나타내는 무차원수입니다. 이는 유체 내부에서 열이 전달될 때, 동력저항과 열전달이 서로 어떤 관계를 가지는지를 나타내는 수치입니다. Prandtl 수가 높을수록 유체 내부에서 열전달이 더 빠르게 일어나며, 낮을수록 열전달이 더 느리게 일어납니다. 따라서 Prandtl 수는 열전달 특성을 파악하는 데 매우 중요한 역할을 합니다.
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91. 직경 600mm, 압력 12kgf/cm2의 보일러의 세로이음을 설계하고자 한다. 강판의 인장강도를 35kgf/mm2으로 하고 안전율을 4.75이라 할 때 강판의 두께는 몇 mm인가? (단, 리벳의 이음효율은 0.6이고, 부식여유는 1mm로 한다.)

  1. 7.2
  2. 8.1
  3. 9.1
  4. 10.2
(정답률: 33%)
  • 보일러의 세로이음은 인장력이 작용하는 부분이므로 인장강도를 이용하여 설계한다.

    설계압력은 12kgf/cm2이므로, 내부압력을 버틸 수 있는 인장력은 다음과 같다.

    내부압력 = 12 × 105 × π × (600/2) = 1.13 × 109 kgf/m2

    인장강도 = 35 × 103 kgf/m2

    안전율 = 4.75

    이 때, 필요한 두께를 구하기 위해 다음과 같은 식을 이용한다.

    필요한 두께 = (내부압력 × 보호계수 × 이음효율) / (인장강도 × 안전율) + 부식여유

    여기서 보호계수는 1.5, 이음효율은 0.6로 가정하고, 부식여유는 1mm로 한다.

    필요한 두께 = (1.13 × 109 × 1.5 × 0.6) / (35 × 103 × 4.75) + 1

    필요한 두께 = 9.1mm

    따라서, 정답은 "9.1"이다.
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92. 연도 등의 저온의 전열면에 주로 사용되는 슈트 블로워의 종류는?

  1. 삽입형
  2. 예열기 클리너형
  3. 로터리형
  4. 건형(gun type)
(정답률: 68%)
  • 로터리형 슈트 블로워는 회전하는 팔에 부착된 노즐을 통해 공기를 분사하여 전열면을 건조시키는 방식으로 작동합니다. 이 방식은 삽입형이나 건형과 달리 전체적으로 균일한 건조 효과를 얻을 수 있으며, 예열기 클리너형보다는 간단하고 경제적인 구조를 가지고 있습니다. 따라서 저온의 전열면에 주로 사용되는 슈트 블로워의 종류 중에서 로터리형이 가장 효율적인 선택이 됩니다.
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93. 난방 및 급탕용으로 보일러를 선정할 때의 순서이다. 가장 바르게 된 것은?

  1. 방열기 용량→배관 열손실→정격출력→상용출력
  2. 상용출력→장격출력→방열기 용량→배관 열손실
  3. 정격출력→상용출력→방열기 용량→배관 열손실
  4. 방열기 용량→배관 열손실→상용출력→정격출력
(정답률: 55%)
  • "방열기 용량→배관 열손실→상용출력→정격출력"이 가장 바르다.

    먼저, 방열기 용량은 보일러가 난방을 위해 발생시키는 열의 양을 나타내며, 이는 건물의 크기와 방의 개수, 각 방의 크기 등을 고려하여 산정된다. 따라서, 보일러를 선택할 때는 건물의 난방 용량에 맞는 보일러를 선택하는 것이 중요하다.

    그 다음으로, 배관 열손실은 보일러에서 발생한 열이 배관을 통해 전달되는 동안 손실되는 열의 양을 나타낸다. 이는 배관의 길이, 직경, 재질 등에 따라 달라지므로, 보일러를 선택할 때는 배관 열손실을 고려하여 보일러의 용량을 산정해야 한다.

    그 다음으로, 상용출력은 보일러가 실제로 발생시킬 수 있는 열의 양을 나타내며, 이는 보일러의 성능에 따라 결정된다. 따라서, 보일러를 선택할 때는 상용출력을 고려하여 적절한 보일러를 선택해야 한다.

    마지막으로, 정격출력은 보일러가 설계된 최대 출력을 나타내며, 이는 보일러의 안전성을 보장하기 위해 고려해야 한다. 따라서, 보일러를 선택할 때는 정격출력도 고려해야 하지만, 상용출력과 방열기 용량을 우선적으로 고려해야 한다.
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94. 노통보일러에서 일어나는 열팽창을 흡수하는 역할을 하는 것은?

  1. 엔드플레이트
  2. 애덤슨조인트
  3. 카셋스테이
  4. 프아이밍 방지기
(정답률: 72%)
  • 애덤슨조인트는 노통보일러에서 일어나는 열팽창을 흡수하는 역할을 합니다. 이는 노통보일러의 엔드플레이트와 카셋스테이를 연결하는 부분에 위치하며, 열팽창이 발생할 때 애덤슨조인트가 이를 흡수하여 노통보일러의 손상을 방지합니다. 프아이밍 방지기는 노통보일러의 화염이나 연기를 감지하여 화재를 예방하는 역할을 하므로, 이와는 관련이 없습니다.
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95. 다음 보기에서 설명하는 증기 트랩(Trap)은?

  1. 플로트식 트랩
  2. 버킷형 트랩
  3. 열동식 트랩
  4. 디스크식 트랩
(정답률: 70%)
  • 이 증기 트랩은 플로트식 트랩입니다. 그 이유는 증기가 플로트(부력체)를 떠올리고, 플로트가 상승하여 밸브를 닫아서 증기가 빠져나가지 못하게 막기 때문입니다.
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96. 수관식보일러의 수질을 측정한 결과, 습수 중 불순물의 농도가 60mg/L, 관수 중 불순물의 농도가 2500 mg/L로 나타났다. 시간당 급수량이 2400L이고 응축수 회수율이 50%일 때 분출량은 약 몇 L/h인가?

  1. 25.4
  2. 27.3
  3. 29.5
  4. 32.2
(정답률: 21%)
  • 먼저, 응축수 회수율이 50%이므로 습수 중 불순물의 농도는 60mg/L 그대로이지만, 관수 중 불순물의 농도는 2500mg/L * 0.5 = 1250mg/L로 감소한다.

    분출량은 급수량에서 응축수의 양을 뺀 값이므로, 응축수의 양을 구해야 한다. 응축수는 습수 중 불순물의 농도와 관수 중 불순물의 농도의 차이로 생긴다.

    응축수의 농도 = (습수 농도 - 관수 농도) * 응축수 회수율 + 관수 농도
    = (60mg/L - 1250mg/L) * 0.5 + 1250mg/L
    = 685mg/L

    응축수의 양 = 시간당 급수량 * 응축수 회수율
    = 2400L/h * 0.5
    = 1200L/h

    따라서, 분출량 = 시간당 급수량 - 응축수의 양
    = 2400L/h - 1200L/h
    = 1200L/h

    하지만, 문제에서 분출량을 구하는 것이 아니라 분출량의 불순물 농도를 구하는 것이므로, 분출량의 불순물 농도를 구해야 한다.

    분출량의 불순물 농도 = (습수 농도 * 시간당 급수량 + 관수 농도 * 시간당 급수량 - 응축수의 농도 * 응축수의 양) / 분출량
    = (60mg/L * 2400L/h + 1250mg/L * 2400L/h - 685mg/L * 1200L/h) / 1200L/h
    = 29.5mg/L

    따라서, 정답은 "29.5"이다.
  • 60*(1-0.5)*2400/(2500-60)
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97. 열매체보일러의 특징이 아닌 것은?

  1. 낮은 압력에서도 고온의 증기를 얻을 수 있다.
  2. 물 처리장치나 청관제 주입장치가 필요하다.
  3. 겨울철 동결의 우려가 적다.
  4. 안전관리상 보일러 안전밸브는 밀폐식 구조로 한다.
(정답률: 73%)
  • 열매체보일러는 열매체를 이용하여 열을 전달하는 보일러로, 물 처리장치나 청관제 주입장치가 필요하지 않습니다. 따라서 "물 처리장치나 청관제 주입장치가 필요하다."가 특징이 아닙니다.
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98. 보일러의 열정산시 출열 항목이 아닌 것은?

  1. 배기가스에 의한 손실열
  2. 발생증기 보유열
  3. 불완전연소에 의한 손실열
  4. 공기의 현열
(정답률: 81%)
  • 보일러의 열정산시 출열 항목은 보통 연소로 인한 열, 수증기 발생으로 인한 열, 배기가스 열 등이 포함됩니다. 그러나 공기의 현열은 보일러 내부에서 열을 생성하지 않기 때문에 출열 항목이 아닙니다. 공기의 현열은 보일러 외부에서 공기가 보일러로 유입될 때 발생하는 열입니다. 따라서 공기의 현열은 보일러의 열정산시 고려하지 않습니다.
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99. 건조기의 열효율 표시를 옳게 나타낸 것은? (단, Q : 입열량, q1 : 수분 증발에 소비된 열량, q2 : 재료 가열에 소비된 열량, q3 : 건조기의 손실 열량을 나타낸다.

(정답률: 66%)
  • ""이 옳은 표시인 이유는 건조기의 열효율은 수분 증발에 소비된 열량(q1)과 재료 가열에 소비된 열량(q2)의 합(Q)에 대한 건조기의 실제 열효율을 나타내기 때문입니다. 따라서, 건조기의 손실 열량(q3)을 고려하지 않은 ""과 ""는 옳지 않은 표시입니다. 또한, ""는 건조기의 열효율을 나타내는 표시가 아니므로 옳지 않습니다.
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100. 최고사용압력(P) 20kgf/cm2, 안지름(Di) 600mm의 구형의 최소두께는 약 몇 mm인가? )단, 용접이음 효율(η)은 1, 부식여유(α)는 2.5mm, 재료의 허용인장강도(σa)는 8 kgf/mm2)이다.

  1. 6.3
  2. 8.2
  3. 9.6
  4. 13.0
(정답률: 24%)
  • 구형의 최소두께는 다음과 같이 구할 수 있다.

    t = PDi / 2σaη - α

    여기서, P = 20kgf/cm2 = 20 × 10 kgf/m2 = 196.1333 kPa (단위 변환)
    Di = 600mm
    σa = 8 kgf/mm2 = 8 × 103 kgf/m2
    η = 1
    α = 2.5mm

    따라서,

    t = (196.1333 × 600) / (2 × 8 × 103 × 1) - 2.5
    = 5.88mm

    따라서, 최소두께는 약 6.3mm이다. 따라서, 정답은 "6.3"이다.
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