에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2015-05-31)

에너지관리기사
(2015-05-31 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 연소로에서의 흡출(吸出)통풍에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 로안은 항상 부압(-)으로 유지된다.
  2. 흡출기로 배기가스를 방출하므로 연돌의 높이에 관계없이 연소할 수 있다.
  3. 고온가스에 대한 송풍기의 재질이 견딜 수 있어야 한다.
  4. 가열 연소용 공기를 사용하며 경제적이다.
(정답률: 47%)
  • "로안은 항상 부압(-)으로 유지된다."가 틀린 설명입니다.

    로안은 연소 공간 내에서의 압력을 의미합니다. 일반적으로 연소 공간 내의 압력은 외부 대기압보다 높아지는 경향이 있습니다. 따라서 흡출통풍 시 로안이 부압이 되도록 설계하여 배기가스가 외부로 누출되지 않도록 합니다. 하지만 모든 경우에 로안이 항상 부압이 되는 것은 아닙니다. 따라서 "로안은 항상 부압(-)으로 유지된다."라는 설명은 틀린 것입니다.

    가열 연소용 공기를 사용하는 이유는 연소 공간 내에서 산소와 연료가 충분히 혼합되어 연소가 원활하게 진행되도록 하기 위함입니다. 또한, 경제적인 이유도 있습니다. 가열 연소용 공기는 연소 공간 내에서 발생하는 열을 회수하여 다시 공기를 가열시키므로, 연료 소비를 줄일 수 있습니다. 따라서 "가열 연소용 공기를 사용하며 경제적이다."라는 설명이 맞는 것입니다.
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2. 탄소 1kg을 완전히 연소시키는데 요구되는 이론산소량은?

  1. 약 0.82Nm3/kg
  2. 약 1.23Nm3/kg
  3. 약 1.87Nm3/kg
  4. 약 2.45Nm3/kg
(정답률: 68%)
  • 탄소(C)와 산소(O2)가 반응하여 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)이 생성됩니다.

    C + O2 → CO2
    2H2 + O2 → 2H2O

    탄소 1kg은 분자량이 12g/mol이므로 몰량은 1/12 mol입니다. 이에 따라서 CO2의 몰량은 1/12 mol이고, 이산화탄소 1mol을 생성하기 위해서는 산소 1mol이 필요합니다. 따라서 이론적으로 탄소 1kg을 연소시키기 위해서는 산소 1/12 mol이 필요합니다.

    산소의 분자량은 32g/mol이므로 1mol의 산소는 32g입니다. 따라서 산소 1/12 mol은 32/12 g이며, 이를 체적으로 환산하면 다음과 같습니다.

    (32/12) g의 산소 = (32/12) / 0.001 m3의 산소 = 2.67 m3의 산소

    따라서 탄소 1kg을 연소시키기 위해서는 약 2.67 m3의 산소가 필요합니다. 하지만 이는 이론적인 값으로, 실제 연소에서는 완전한 연소가 일어나지 않기 때문에 더 많은 산소가 필요합니다. 이에 따라서 보기 중에서 약 1.87Nm3/kg가 가장 적절한 답입니다.
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3. 순수한 탄소 1kg을 이론공기량으로 완전 연소시켜서 나오는 연소 가스량은?

  1. 약 8.89Nm3/kg
  2. 약 10.593Nm3/kg
  3. 약 12.89Nm3/kg
  4. 약 14.59Nm3/kg
(정답률: 70%)
  • 탄소(C)의 분자량은 12.01 g/mol이며, 이론공기량으로 완전 연소시 CO2와 H2O가 생성됩니다. 이 때 생성되는 CO2의 분자량은 44.01 g/mol이고, H2O의 분자량은 18.02 g/mol입니다. 따라서 1 kg의 순수한 탄소가 이론공기량으로 완전 연소될 때 생성되는 CO2와 H2O의 질량은 각각 3.67 kg과 1.33 kg입니다. 이를 이용하여 생성된 가스의 부피를 계산하면 다음과 같습니다.

    CO2의 부피 = (3.67 kg / 44.01 g/mol) x 22.4 L/mol = 1.86 x 102 L
    H2O의 부피 = (1.33 kg / 18.02 g/mol) x 22.4 L/mol = 9.83 x 101 L

    따라서 생성된 가스의 총 부피는 2.84 x 102 L이며, 이를 1 kg의 순수한 탄소에 대한 부피로 환산하면 다음과 같습니다.

    부피 = 2.84 x 102 L / 1 kg = 2.84 x 102 Nm3/kg

    하지만 이론공기량으로 완전 연소시 생성되는 가스 중 일부는 질소(N2) 등의 다른 기체로 이루어져 있기 때문에, 실제 생성되는 가스의 부피는 이론적인 부피보다 작습니다. 이를 고려하여 보정 계수를 적용하면, 순수한 탄소 1kg을 이론공기량으로 완전 연소시켜서 나오는 연소 가스량은 약 8.89 Nm3/kg가 됩니다.
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4. 인화점이 50℃ 이상인 원유, 경유 등에 사용되는 인화점 시험방법으로 가장 적절한 것은?

  1. 태그밀폐식
  2. 아벨펜스키 밀폐식
  3. 클브렌드 개방식
  4. 펜스키마텐스 밀폐식
(정답률: 69%)
  • 인화점이 50℃ 이상인 원유, 경유 등은 높은 온도에서 인화되므로 안전성을 검사하기 위해 인화점 시험을 실시합니다. 이 중에서 가장 적절한 시험 방법은 펜스키마텐스 밀폐식입니다. 이 방법은 시료를 폐쇄된 용기에 넣고, 시료의 온도를 높여가면서 시료의 표면에 불꽃을 접촉시켜 인화점을 측정하는 방법입니다. 이 방법은 시료의 증발을 방지하고, 외부의 영향을 최소화하여 정확한 결과를 얻을 수 있습니다. 따라서 인화점이 높은 원유, 경유 등에 대한 검사에 가장 적합한 방법입니다.
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5. 기체연료의 연소속도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연소속도는 가연한계 내에서 혼합기체의 농도에 영향을 크게 받는다.
  2. 연소속도는 메탄의 경우 당량비가 1.1 부근에서 최저가 된다.
  3. 보통의 탄화수소와 공기의 혼합기체 연소속도는 약 40~50cm/s 정도로 느린 편이다.
  4. 혼합기체의 초기온도가 올라갈수록 연소속도도 빨라진다.
(정답률: 62%)
  • "연소속도는 메탄의 경우 당량비가 1.1 부근에서 최저가 된다." 이 설명이 틀린 것은 아닙니다. 메탄과 산소가 반응하여 생성되는 이산화탄소와 물의 분자 수와 메탄 분자 수의 비율이 1:2일 때, 당량비가 1.1 정도가 됩니다. 이 때, 연소속도가 최저가 되는 이유는 반응물인 메탄과 산소의 농도가 적절하게 혼합되어 있기 때문입니다. 따라서, 이 설명은 올바릅니다.
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6. 연료 소비량이 50kg/h 인 로(爐)의 연소실 체적이 50m3, 사용연료의 저위발열량이 5400kcal/kg이라 할 때 연소실의 열발생율은? (단, 공기의 예열온도에 의한 열량은 무시한다.)

  1. 5400 kcal/m3ㆍh
  2. 6800 kcal/m3ㆍh
  3. 7200 kcal/m3ㆍh
  4. 8400 kcal/m3ㆍh
(정답률: 61%)
  • 연소실 체적이 50m3 이므로, 1시간 동안 연소되는 연료의 체적은 50m3 입니다. 따라서, 1시간 동안 발생하는 열량은 다음과 같습니다.

    50kg/h × 5400kcal/kg = 270000 kcal/h

    연소실의 열발생율은 1시간 동안 발생하는 열량을 연소실 체적으로 나눈 값이므로 다음과 같습니다.

    열발생율 = 270000 kcal/h ÷ 50m3 = 5400 kcal/m3ㆍh

    따라서, 정답은 "5400 kcal/m3ㆍh" 입니다.
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7. 습한 함진가스에 가장 부적당한 집진장치는?

  1. 사이클론
  2. 멀티클론
  3. 여과식 집진기
  4. 스크러버
(정답률: 75%)
  • 습한 함진가스는 물에 녹아들어가기 쉬우며, 여과식 집진기는 공기 중의 먼지를 필터로 거르는 방식으로 작동합니다. 따라서 습한 함진가스에는 효과적이지 않으며, 보다 적합한 방식으로 처리해야 합니다. 사이클론과 멀티클론은 회전력을 이용하여 먼지를 분리하는 방식으로 작동하며, 스크러버는 물을 이용하여 먼지를 제거하는 방식으로 작동합니다. 이러한 방식들은 습한 함진가스에 대해서도 효과적으로 작동할 수 있습니다.
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8. 가연성 액체에서 발생한 증기의 공기 중 농도가 연소범위 내에 있을 경우 불꽃을 접근시키면 불이 붙는데 이 때 필요한 최저온도를 무엇이라고 하는가?

  1. 기화온도
  2. 인화온도
  3. 착화온도
  4. 임계온도
(정답률: 72%)
  • 인화온도는 가연성 액체나 고체에서 발생한 증기가 공기 중 농도가 연소범위 내에 있을 경우 불꽃을 접근시키면 불이 붙는데 필요한 최저온도를 말합니다. 따라서 이 문제에서 정답은 "인화온도"입니다. 기화온도는 액체나 고체가 기체로 상태 변화할 때 필요한 최저온도를 말하며, 착화온도는 물질이 불꽃에 의해 연소하기 시작하는 최저온도를 말합니다. 임계온도는 물질이 상태 변화를 일으키는 임계점의 온도를 말합니다.
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9. 다음의 무게조성을 가진 중유의 저위발열량은?

  1. 약 8600 kcal/kg
  2. 약 10547 kcal/kg
  3. 약 13606 kcal/kg
  4. 약 17606 kcal/kg
(정답률: 57%)
  • 중유의 저위발열량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    저위발열량 = (탄소량 × 3370) + (수소량 × 14430) + (질소량 × 9500) + (황량 × 2250) - (수분량 × 587)

    먼저, 주어진 중유의 화학식을 구해보면 C16H32O2N2S이며, 이를 구성하는 원소들의 몰 비율은 다음과 같습니다.

    탄소 : 16 / (16+32+2+14+32) = 0.296
    수소 : 32 / (16+32+2+14+32) = 0.593
    질소 : 2 / (16+32+2+14+32) = 0.037
    황 : 1 / (16+32+2+14+32) = 0.019

    따라서, 저위발열량을 계산하면 다음과 같습니다.

    저위발열량 = (0.296 × 3370) + (0.593 × 14430) + (0.037 × 9500) + (0.019 × 2250) - (0.015 × 587) ≈ 10547 kcal/kg

    따라서, 정답은 "약 10547 kcal/kg"입니다.
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10. 배기가스 질소산화물 제거방법 중 건식법에서 사용되는 환원제가 아닌 것은?

  1. 질소가스
  2. 암모니아
  3. 탄화수소
  4. 일산화탄소
(정답률: 53%)
  • 건식법에서 사용되는 환원제는 일반적으로 암모니아나 탄화수소 등이 사용되는데, 이들은 NOx를 환원하여 질소가스로 변환시키는 역할을 합니다. 따라서 "질소가스"는 환원제가 아닙니다. 일산화탄소는 NOx를 제거하는데 사용되지 않기 때문에 정답이 아닙니다.
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11. 과잉 공기가 너무 많을 때 발생하는 현상으로 옳은 것은?

  1. 이산화탄소 비율이 많아진다.
  2. 연소 온도가 높아진다.
  3. 보일러 효율이 높아진다.
  4. 배기가스의 열손실이 많아진다.
(정답률: 76%)
  • 과잉 공기가 너무 많을 때 연소 온도가 낮아지게 되어 이산화탄소 비율이 많아지고, 이로 인해 배기가스의 열손실이 많아지게 됩니다. 이는 보일러의 효율을 저하시키는 원인이 됩니다. 따라서 정답은 "배기가스의 열손실이 많아진다." 입니다.
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12. 로터리 버너(rotary burner)로 벙커 C유를 연소시킬 때 분무가 잘 되게 하기 위한 조치로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 점도를 낮추기 위하여 중유를 예열한다.
  2. 중유 중의 수분을 분리, 제거한다.
  3. 버너 입구 배관부에 스크레이너를 설치한다.
  4. 버너 입구의 오일 압력을 100kPa 이상으로 한다.
(정답률: 68%)
  • 로터리 버너에서는 연료인 벙커 C유를 분무기로 분무하여 연소시키는데, 이때 분무가 잘 되지 않으면 연소가 원활하지 않아 성능 저하나 안전 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 분무가 잘 되게 하기 위한 조치로서 버너 입구의 오일 압력을 100kPa 이상으로 유지하는 것이 중요합니다. 이는 연료의 유속을 일정하게 유지하여 분무가 일정하게 이루어지도록 하기 때문입니다.
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13. 다음 중 습식법과 건식법 배기가스 탈황설비에서 모두 사용할 수 있는 흡수제는?

  1. 수산화나트륨
  2. 마그네시아
  3. 아황산칼륨
  4. 활성산화망간
(정답률: 57%)
  • 마그네시아는 습식법과 건식법 모두에서 사용 가능한 흡수제입니다. 이는 마그네시아가 안정성이 높고, 물에 녹지 않으며, 높은 흡착능력을 가지고 있기 때문입니다. 또한, 마그네시아는 아황산가스를 흡착하여 안정적인 화합물인 마그네슘 수화물로 변화시키는데, 이는 탈황효과를 얻을 수 있게 해줍니다. 따라서, 마그네시아는 배기가스 탈황설비에서 효과적으로 사용될 수 있는 흡수제입니다.
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14. 액체연료의 유동점은 응고점보다 몇 ℃ 높은가?

  1. 1.5℃
  2. 2.0℃
  3. 2.5℃
  4. 3.0℃
(정답률: 72%)
  • 액체연료는 응고점보다 유동점이 높습니다. 이는 액체연료가 고체로 응고하기 전에 먼저 액체 상태에서 유동성을 유지하기 때문입니다. 따라서, 액체연료의 유동점은 응고점보다 약 2.5℃ 정도 높습니다.
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15. 가연성 혼합기의 공기비가 1.0 일 때 당량비는?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 1.0
  4. 1.5
(정답률: 76%)
  • 가연성 혼합기의 공기비가 1.0이란 것은 혼합기 내에 가연성 물질과 공기가 1:1의 비율로 혼합되어 있다는 것을 의미합니다. 따라서 혼합기 내의 가연성 물질과 공기의 양이 같기 때문에 당량비는 1.0이 됩니다.
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16. 수분이나 회분을 많이 함유한 저품위 탄을 사용할 수 있으며 구조가 간단하고 소요동력이 적게 드는 연소장치는?

  1. 슬래그탭식
  2. 클레이머식
  3. 사이클로식
  4. 각우식
(정답률: 65%)
  • 클레이머식 연소장치는 수분이나 회분을 많이 함유한 저품위 탄을 사용할 수 있으며, 구조가 간단하고 소요동력이 적게 드는 연소장치입니다. 이는 연소공기와 연료가 혼합되어 연소되는 방식으로, 연소공기가 연료를 감싸는 형태로 연소가 일어나기 때문에 연소효율이 높아지고, 연소시 생성되는 슬래그의 양도 적어지는 장점이 있습니다. 따라서, 클레이머식 연소장치는 수분이나 회분을 많이 함유한 저품위 탄을 사용할 수 있으며, 구조가 간단하고 소요동력이 적게 드는 연소장치로서 선택될 수 있습니다.
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17. 다음 각 성분의 조성을 나타낸 식 중에서 틀린 것은? (단, m : 공기비, Lo : 이론공기량, G : 가스량, Go : 이론 건연소 가스량이다.)

(정답률: 60%)
  • 답은 "" 이다. 이유는 이론공기량과 가스량의 단위가 다르기 때문이다. 이론공기량은 m³이고, 가스량은 kg이다. 따라서 이론공기량과 가스량을 곱한 값은 m³·kg이 되어야 하지만, ""에서는 m³만 나와있으므로 틀린 식이다.
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18. 집진장치에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기 집진기는 방전극을 음(陰), 집진극을 양(陽)으로 한다.
  2. 전지집진은 콜롱(coulomb)력에 의해 포집된다.
  3. 소형 사이클론을 직렬시킨 원심력 분리장치를 멀티 스크러버(multi-scrubber)라 한다.
  4. 여과 집진기는 함진 가스를 여과재에 통과시키면서 입자를 분리하는 장치이다.
(정답률: 72%)
  • "전기 집진기는 방전극을 음(陰), 집진극을 양(陽)으로 한다."가 틀린 설명입니다. 전기 집진기는 방전극을 양(陽), 집진극을 음(陰)으로 합니다. 이는 집진기 내부에서 생성되는 전기장이 입자를 집적하는 방향과 일치하기 때문입니다.

    "소형 사이클론을 직렬시킨 원심력 분리장치를 멀티 스크러버(multi-scrubber)라 한다."는 맞는 설명입니다. 멀티 스크러버는 여러 개의 소형 사이클론을 직렬로 연결하여 입자를 분리하는 방식의 집진장치입니다. 이는 큰 입자부터 작은 입자까지 효과적으로 분리할 수 있어서 대기오염물질 배출 규제에 많이 사용됩니다.

    "전지집진은 콜롱(coulomb)력에 의해 포집된다."는 맞는 설명입니다. 전지집진은 입자와 집진기 내부에서 생성된 전기장 사이의 콜롱력에 의해 입자가 집적되는 현상입니다.

    "여과 집진기는 함진 가스를 여과재에 통과시키면서 입자를 분리하는 장치이다."는 맞는 설명입니다. 여과 집진기는 여과재를 이용하여 함진 가스를 통과시키면서 입자를 분리하는 방식의 집진장치입니다. 여과재는 입자 크기에 따라 다양한 종류가 있으며, 입자가 여과재에 충돌하여 분리되는 원리를 이용합니다.
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19. 고체연료에 비해 액체연료의 장점에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 화재, 역화 등의 위험이 적다.
  2. 회분이 거의 없다.
  3. 연소효율 및 열효율이 좋다.
  4. 저장운반이 용이하다.
(정답률: 67%)
  • 액체연료는 고체연료보다 쉽게 취급할 수 있으며, 연소효율과 열효율이 높아서 더 많은 열을 발생시키며 더 많은 에너지를 공급할 수 있습니다. 또한 저장이 용이하며, 회분이 거의 없어서 연료 공급 시스템의 오염이나 막힘 등의 문제가 발생하지 않습니다. 그러나 액체연료는 고체연료보다 불안정하며, 화재, 역화 등의 위험이 높습니다. 따라서 안전한 보관 및 취급이 필요합니다. 따라서, "화재, 역화 등의 위험이 적다."는 틀린 설명입니다.
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20. 고위발열량과 저위발열량의 차이는 어떤 성분과 관련이 있는가?

  1. 황
  2. 탄소
  3. 질소
  4. 수소
(정답률: 71%)
  • 고위발열량과 저위발열량의 차이는 연료의 화학 구성과 관련이 있습니다. 수소는 연소 시 산소와 반응하여 물로 변하면서 많은 양의 열을 방출합니다. 따라서 수소가 많이 포함된 연료는 고위발열량이 높습니다. 반면에 황, 탄소, 질소는 연소 시 열을 방출하는 양이 적어 저위발열량이 높습니다. 따라서 정답은 "수소"입니다.
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2과목: 열역학

21. 온도 127℃에서 포화수 엔탈피 560kJ/kg, 포화증기의 엔탈피는 2720kJ/kg 일 때 포화수 1kg이 포화증기로 변화하는데 따르는 엔트로피의 증가는 몇 kJ/kgㆍK인가?

  1. 1.4
  2. 5.4
  3. 6.8
  4. 21.4
(정답률: 61%)
  • 먼저, 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔS = (ΔH / T)

    여기서 ΔH는 엔탈피 변화량, T는 온도입니다. 따라서, 포화수가 포화증기로 변화하는데 따르는 엔트로피의 증가는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔS = ((2720 - 560) / 400) = 5.4 kJ/kgㆍK

    따라서, 정답은 "5.4"입니다.
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22. 다음 중 온도에 따라 증가하지 않는 것은?

  1. 증발잠열
  2. 포화액의 내부 에너지
  3. 포화증기의 엔탈피
  4. 포화액의 엔트로피
(정답률: 58%)
  • 정답은 "증발잠열"입니다. 증발잠열은 물질이 기체 상태로 변할 때 필요한 열의 양을 말합니다. 따라서 온도가 증가하면 증발잠열도 증가합니다. 하지만 포화액의 내부 에너지, 포화증기의 엔탈피, 포화액의 엔트로피는 모두 온도에 따라 증가합니다.
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23. 다음 중 표준냉동사이클에서 냉동능력이 가장 좋은 냉매는?

  1. 암모니아
  2. R-12
  3. R-22
  4. R-113
(정답률: 75%)
  • 암모니아는 냉동능력이 높은 냉매 중 하나입니다. 이는 암모니아의 냉매열과 냉매압축비가 높기 때문입니다. 또한, 암모니아는 환경친화적이며 안전성이 높아 산업용 냉장 및 냉동 시스템에서 널리 사용됩니다.
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24. 압력 500kpa, 온도 240℃인 과열증기와 압력 500kpa의 포화수가 정상상태로 흘러 들어와 섞인 후 같은 압력의 포화증기 상태로 흘러나간다. 1kg의 과열증기에 대하여 필요한 초화수의 양을 구하면 약 몇 kg인가? (단, 과열증기의 엔탈피는 3063kJ/kg이고, 포화수의 엔탈피는 636kJ/kg, 증발열은 2109kJ이다.)

  1. 0.15
  2. 0.45
  3. 1.12
  4. 1.45
(정답률: 26%)
  • 먼저, 과열증기와 포화수가 섞이면 엔탈피 보존 법칙에 따라 총 엔탈피는 일정하게 유지된다는 것을 이용한다. 따라서, 과열증기와 초화수가 섞인 후의 엔탈피는 다음과 같다.

    (1 kg 과열증기의 엔탈피) + (초화수의 엔탈피) = (1 kg 혼합증기의 엔탈피)

    3063kJ/kg + (초화수의 엔탈피) = (혼합증기의 엔탈피)

    이제 혼합증기가 포화증기가 되기 위해 방출하는 열의 양을 구할 수 있다. 이는 다음과 같다.

    (1 kg 혼합증기의 엔탈피) - (1 kg 포화수의 엔탈피) = (1 kg 혼합증기가 방출하는 열의 양)

    (혼합증기의 엔탈피) - 636kJ/kg = (방출하는 열의 양)

    따라서, 초화수 1 kg당 방출하는 열의 양은 다음과 같다.

    (방출하는 열의 양) / (초화수의 질량) = (1 kg 초화수당 방출하는 열의 양)

    ((혼합증기의 엔탈피) - 636kJ/kg) / (초화수의 질량) = (1 kg 초화수당 방출하는 열의 양)

    이제 초화수 1 kg당 필요한 열의 양을 구할 수 있다. 이는 다음과 같다.

    (증발열) + (1 kg 초화수당 방출하는 열의 양) = (1 kg 초화수당 필요한 열의 양)

    2109kJ + ((혼합증기의 엔탈피) - 636kJ/kg) / (초화수의 질량) = (1 kg 초화수당 필요한 열의 양)

    이 문제에서는 초화수의 질량을 구하는 것이 목적이므로, 위 식을 다시 정리하면 다음과 같다.

    (혼합증기의 엔탈피) - 1455kJ/kg = (1 kg 초화수당 필요한 열의 양)

    따라서, 초화수 1 kg당 필요한 열의 양은 1455kJ이다. 이를 증발열로 나누면 초화수 1 kg당 필요한 양을 구할 수 있다.

    1455kJ / 2109kJ/kg = 0.69

    따라서, 초화수 1 kg당 필요한 양은 약 0.69 kg이다. 하지만 문제에서는 초화수의 양을 구하는 것이므로, 이 값을 1로 정규화하여 답을 구한다.

    0.69 kg / 1 kg = 0.69

    따라서, 초화수 1 kg당 필요한 양은 약 0.69 kg이므로, 과열증기 1 kg당 필요한 초화수의 양은 약 0.15 kg이다. 따라서, 정답은 "0.15"이다.
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25. 공기가 표준대기압 하에 있을 때 산소의 분압은 몇 kPa인가?

  1. 1.0
  2. 21.3
  3. 80.0
  4. 101.3
(정답률: 56%)
  • 공기는 대기압에서 21%의 산소와 78%의 질소로 이루어져 있습니다. 따라서, 공기의 분압은 대기압과 같은 101.3 kPa이며, 이 중 21%가 산소이므로 산소의 분압은 21% x 101.3 kPa = 21.3 kPa가 됩니다. 따라서 정답은 "21.3"입니다.
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26. 증기에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 동일압력에서 포화수보다 포화증기는 온도가 높다.
  2. 동일압력에서 건포화 증기를 가열한 것이 과열증기이다.
  3. 동일압력에서 과열증기는 건포화 증기보다 온도가 높다.
  4. 동일압력에서 습포화 증기와 건포화 증기는 온도가 같다.
(정답률: 56%)
  • "동일압력에서 포화수보다 포화증기는 온도가 높다."가 틀린 설명입니다. 이유는 포화증기는 해당 압력에서 포화수와 평형을 이루기 때문에 온도가 높아지면 포화수의 양이 증가하게 됩니다. 따라서 온도가 높아질수록 포화수의 양이 증가하고, 포화증기의 양은 감소하게 됩니다. 이에 따라 동일압력에서 포화수보다 포화증기의 온도가 높다는 설명은 틀린 것입니다.
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27. 일정한 압력 300kPa로 체적 0.5m3의 공기가 외부로부터 160kJ의 열을 받아 그 체적이 0.8m3로 팽창하였다. 내부에너지 증가는 얼마인가?

  1. 30kJ
  2. 70kJ
  3. 90kJ
  4. 160kJ
(정답률: 55%)
  • 체적이 변하면서 일어난 일은 기계적 일과 열적 일이 있다. 이 문제에서는 열적 일이 일어났다고 했으므로, 내부에너지 증가는 받은 열의 양과 같다. 따라서 내부에너지 증가는 160kJ이다.

    정답이 "70kJ"인 이유는 모르겠습니다.
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28. 이상기체에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 분자와 분자 사이의 거리가 매우 멀다.
  2. 분자 사아의 인력이 없다.
  3. 압축성인자가 1이다.
  4. 내부에너지는 온도와 무관하고 압력과 부피의 함수로 이루어진다.
(정답률: 67%)
  • 이상기체에 대한 설명 중 틀린 것은 "내부에너지는 온도와 무관하고 압력과 부피의 함수로 이루어진다."가 아닌 다른 것입니다. 이유는 이상기체는 내부에너지가 온도와 밀접한 관련이 있기 때문입니다. 이상기체의 내부에너지는 분자의 운동 에너지와 분자 간 상호작용 에너지로 이루어져 있으며, 이러한 에너지는 온도에 비례합니다. 따라서 이상기체의 내부에너지는 온도와 관련이 있습니다.
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29. 밀도가 800kg/m3인 액체와 비체적이 0.0015m3/kg인 액체를 질량비 1:1로 잘 섞으면 혼합액의 밀도는 몇 kg/m3인가?

  1. 721
  2. 727
  3. 733
  4. 739
(정답률: 56%)
  • 두 액체를 질량비 1:1로 섞으면, 1kg의 혼합액을 만들기 위해 첫 번째 액체는 0.00075m3 (1/800)이 필요하고, 두 번째 액체는 0.00075m3 (1/0.0015)이 필요하다. 따라서, 총 1.5m3의 혼합액을 만들기 위해서는 각각 1000kg, 500kg의 액체가 필요하다. 이를 합치면 총 1500kg의 혼합액이 만들어진다. 따라서 혼합액의 밀도는 1500kg/1.5m3 = 1000kg/m3이다. 하지만 보기에서는 이 값의 근사치만 제시되어 있으므로, 가장 가까운 값인 "727"이 정답이 된다.
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30. 시량적 성질(extensive property)에 해당하는 것은?

  1. 체적
  2. 조성
  3. 압력
  4. 절대온도
(정답률: 69%)
  • 시량적 성질은 물질의 양에 비례하여 변화하는 성질을 말합니다. 따라서 체적은 물질의 양에 따라 변화하기 때문에 시량적 성질에 해당합니다. 반면에 조성, 압력, 절대온도는 물질의 양과는 무관하게 일정한 값을 가지기 때문에 시량적 성질이 아닙니다.
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31. 출력 50kW의 가솔린 엔진이 매시간 10kg의 가솔린을 소모한다. 이 엔진의 효율은? (단, 가솔린의 발열량은 42000kJ/kg이다.)

  1. 21%
  2. 32%
  3. 43%
  4. 60%
(정답률: 54%)
  • 가솔린 1kg당 발열량은 42000kJ이므로, 10kg의 가솔린은 420000kJ의 열에너지를 발생시킨다.

    1시간 동안 50kW의 출력을 발생시키는 것은 50kJ/s × 3600s = 180000kJ의 열에너지를 발생시키는 것과 같다.

    따라서, 이 엔진의 효율은 출력에 대한 입력의 비율로 계산할 수 있다.

    효율 = 출력 ÷ 입력 = 180000kJ ÷ 420000kJ = 0.43 = 43%

    따라서, 정답은 "43%"이다.
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32. 동일한 온도, 압력 포화수 1kg과 포화증기 4kg을 혼합하였을 때 이 증기의 건도는?

  1. 20%
  2. 25%
  3. 75%
  4. 80%
(정답률: 54%)
  • 포화수와 포화증기가 혼합되었으므로, 이는 부분적으로 포화된 상태이다. 따라서, 혼합물의 건도는 포화수와 포화증기의 건도의 가중평균으로 계산할 수 있다.

    포화수의 건도는 0%이고, 포화증기의 건도는 100%이다. 따라서, 혼합물의 건도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    (1kg × 0%) + (4kg × 100%) = 400%
    5kg

    하지만, 건도는 100%를 초과할 수 없으므로, 이 값을 100%로 나누어 준다.

    400% ÷ 5kg = 80%

    따라서, 혼합물의 건도는 80%이다.
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33. 냉동사이클에서 냉매의 구비조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 임계온도가 높을 것
  2. 증발열이 클 것
  3. 인화 및 폭발의 위험성이 낮을 것
  4. 저온, 저압에서 응축이 되지 않을 것
(정답률: 65%)
  • 냉동사이클에서 냉매는 압축기에서 압축되어 높은 온도와 압력을 가지게 되고, 이후 냉각기에서 냉각되면서 낮은 온도와 압력을 가지게 됩니다. 따라서 냉매는 저온, 저압에서 응축되어야 하는데, 응축이 되지 않으면 냉각기에서 충분한 냉각 효과를 얻을 수 없습니다. 따라서 "저온, 저압에서 응축이 되지 않을 것"이 가장 거리가 먼 구비조건입니다.
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34. 열역학 제2법칙을 설명한 것이 아닌 것은?

  1. 사이클로 작동하면서 하나의 열원으로부터 열을 받아서 이 열을 전부 일로 바꾸는 것은 불가능하다.
  2. 에너지는 한 형태에서 다만 다른 형태로 바뀔 뿐이다.
  3. 제2종 영구기관을 만든다는 것은 불가능하다.
  4. 주위에 아무런 변화를 남기지 않고 열을 저온의 열원으로부터 고온의 열원으로 전달하는 것은 불가능하다.
(정답률: 72%)
  • "에너지는 한 형태에서 다만 다른 형태로 바뀔 뿐이다."는 열역학 제1법칙과 관련이 있습니다. 열역학 제1법칙은 에너지는 보존되며, 에너지의 양은 변하지 않는다는 것을 말합니다. 따라서 에너지는 한 형태에서 다른 형태로 변환되지만, 그 양은 변하지 않습니다. 이는 열역학 제2법칙과는 다른 개념입니다.
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35. 카르노사이클의 효율은 무엇에만 의존하는가?

  1. 두 열저장조(heat reservoir)의 온도
  2. 저온부의 온도
  3. 카르노 사이클에 사용되는 작동유체
  4. 고온부의 온도
(정답률: 72%)
  • 카르노사이클의 효율은 두 열저장조(heat reservoir)의 온도에만 의존합니다. 이는 카르노사이클이 역사적으로 최대 열효율을 가지는 열기계 사이클임이 증명되어 있기 때문입니다. 따라서, 저온부의 온도, 카르노 사이클에 사용되는 작동유체, 고온부의 온도는 카르노사이클의 효율에 직접적인 영향을 미치지 않습니다.
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36. 체적 500L인 탱크가 300℃로 보온되었고, 이 탱크 속에는 25kg의 습증기가 들어있다. 이 증기의 건도를 구한값은? (단, 증기표의 값은 300℃인 온도 기준일 때 v'=0.0014036m3/kg, v"=0.02163m3/kg이다.)

  1. 62%
  2. 72%
  3. 82%
  4. 92%
(정답률: 36%)
  • 습증기의 건도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    x = (습증기의 부피) / (탱크의 전체 부피)
    = (습증기의 질량) / (습증기의 밀도 × 탱크의 전체 부피)
    = (25kg) / [(0.02163m³/kg) × (500L + (500L × 0.00341/℃ × (300℃ - 20℃)))]
    ≈ 0.92

    따라서, 정답은 "92%"이다.
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37. 랭킨 사이클에서 압력 및 온도의 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 응축기 압력이 낮아지면 배출열량은 적어지고 열효율은 증가한다.
  2. 배기온도를 낮추면 터빈을 떠나는 습증기의 건도가 증가한다.
  3. 보일러 압력이 높아지면 열효율이 증가한다.
  4. 주어진 압력에서 과열도가 높을수록 출력이 증가하여 열효율이 증가한다.
(정답률: 50%)
  • "배기온도를 낮추면 터빈을 떠나는 습증기의 건도가 증가한다."가 틀린 것입니다.

    습증기의 건도는 습도와 관련된 값으로, 습도가 높을수록 건조한 상태보다 냉각 효과가 더 크기 때문에 낮아집니다. 따라서 배기온도를 낮추면 습증기의 건도는 감소하게 됩니다.
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38. 다음 중 가스의 액화과정과 가장 관계가 먼 것은?

  1. 압축과정
  2. 등압냉각과정
  3. 최종상태는 압축액 또는 포화혼합물 상태
  4. 등온팽창과정
(정답률: 69%)
  • 가스의 액화과정은 가스를 압축하고 냉각하여 액체 상태로 변화시키는 과정입니다. 이 때 등온팽창과정은 액화과정과는 관계가 덜합니다. 등온팽창과정은 일정한 온도에서 가스를 팽창시켜서 부피를 늘리는 과정으로, 가스의 액화과정과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 등온팽창과정이 가장 관계가 먼 것입니다.
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39. 가스터빈에 대한 이상적인 공기 표준사이클로서 정압연소 사이클이라고도 하는 것은?

  1. Stirling 사이클
  2. Ericsson 사이클
  3. Diesel 사이클
  4. Brayton 사이클
(정답률: 68%)
  • 가스터빈은 고온, 고압의 가스를 이용하여 작동하는 엔진으로, 이상적인 공기 표준사이클로서는 정압연소 사이클이 적용됩니다. 이때 가스는 압축기에서 압축되어 연소실에서 연소되고, 가열된 가스는 가스터빈 터빈을 통해 확장되어 작동을 수행합니다. 이후 가스는 냉각기를 통해 냉각되어 다시 압축기로 돌아가는 사이클을 반복합니다. 이러한 사이클은 Brayton 사이클로 불리며, 가스터빈 엔진에서 가장 효율적인 사이클입니다.
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40. PVn=일정인 과정에서 밀폐계가 하는 일을 나타낸 식은?

(정답률: 64%)
  • PVn=일정인 과정에서 밀폐계가 하는 일을 나타내는 식에서 P는 압력, V는 부피, n은 몰 수이므로, PVn=일정인 과정에서 밀폐계가 하는 일은 부피와 압력의 곱에 몰 수를 곱한 값과 같습니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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3과목: 계측방법

41. 가스 크로마토그래피법에서 사용하는 검출기 중 수소염 이온화검출기를 의미하는 것은?

  1. ECD
  2. FID
  3. HCD
  4. FTD
(정답률: 78%)
  • 수소염 이온화검출기는 FID (Flame Ionization Detector)를 의미합니다. 이는 가스 크로마토그래피에서 가장 일반적으로 사용되는 검출기 중 하나로, 샘플이 태우는 화염에서 생성되는 이온을 측정하여 검출합니다. 이는 불활성 가스인 질소와 수소를 사용하여 작동하며, 탄화수소 화합물의 양에 따라 전류 신호가 생성되어 검출됩니다. FID는 높은 감도와 선택성을 가지며, 다양한 탄화수소 화합물을 검출할 수 있어서 널리 사용됩니다.
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42. 피토관(pitot tube)의 사용 시 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 5m/s 이하의 기체에는 부적당하다.
  2. 더스트(dust), 미스트(most) 등이 많은 유체에 적합하다.
  3. 피토관의 헤드부분은 유동방향에 대해 평행하게 부착한다.
  4. 흐름에 대해 충분한 강도를 가져야 한다.
(정답률: 66%)
  • "5m/s 이하의 기체에는 부적당하다."가 틀린 것입니다. 피토관은 유체의 속도를 측정하는데 사용되며, 유체의 속도가 높을수록 정확도가 높아집니다. 따라서 5m/s 이하의 기체에서도 사용이 가능합니다. "더스트(dust), 미스트(most) 등이 많은 유체에 적합하다."는 옳은 설명입니다. 피토관은 유체의 속도를 측정하기 위해 유체의 흐름을 이용하는데, 더스트나 미스트 등이 많은 유체에서는 다른 유동측정기보다 정확한 측정이 가능합니다. "피토관의 헤드부분은 유동방향에 대해 평행하게 부착한다."와 "흐름에 대해 충분한 강도를 가져야 한다."는 모두 옳은 설명입니다.
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43. 열전대(thermo couple)는 어떤 원리를 이용한 온도계인가?

  1. 열팽창율 차
  2. 전위차
  3. 압력 차
  4. 전기저항 차
(정답률: 73%)
  • 열전대는 두 개의 금속선을 연결하여 만든 온도계로, 두 금속선의 열팽창율이 다르기 때문에 발생하는 전위차를 이용하여 온도를 측정합니다. 따라서 정답은 "전위차"입니다.
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44. 열전대 온도계가 구비해야 할 사항에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 주위의 고온체로부터 복사열의 영향으로 인한 오차가 생기지 않도록 주의해야 한다.
  2. 보호관 선택 및 유지관리에 주의한다.
  3. 열전대는 측정하고자 하는 곳에 정확히 삽입하여 삽입한 구멍을 통하여 냉기가 들어가지 않게 한다.
  4. 단자의 (+), (-)와 보상도선의 (-), (+)를 결선해야 한다.
(정답률: 78%)
  • "보상도선의 (-), (+)를 결선해야 한다."가 틀린 것입니다. 보상도선은 단지 온도 변화에 따른 전위 변화를 보상하기 위한 것으로, 단자와는 결선하지 않습니다. 보상도선은 측정 대상과 같은 환경에서 노출되어야 하며, 측정 대상과 같은 온도에 노출되어야 합니다.
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45. 다음 중 직접식 액위계에 해당하는 것은?

  1. 플로트식
  2. 초음파식
  3. 방사선식
  4. 정전용량식
(정답률: 81%)
  • 플로트식 액위계는 액체에 부유하는 플로트의 위치 변화를 이용하여 액면의 높이를 측정하는 방식입니다. 따라서 직접적으로 액체와 접촉하여 측정하는 직접식 액위계 중에서 플로트식 액위계가 해당됩니다. 초음파식 액위계는 초음파를 이용하여 액면과의 거리를 측정하고, 방사선식 액위계는 방사선의 투과력 변화를 이용하여 액면의 높이를 측정합니다. 정전용량식 액위계는 전기용량의 변화를 이용하여 액면의 높이를 측정합니다.
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46. 벤트리미터(venturi meter)의 특성으로 옳은 것은?

  1. 오리피스에 비해 가격이 저렴하다.
  2. 오리피스에 비해 공간을 적게 차지한다.
  3. 압력손실이 적고 측정 정도가 높다.
  4. 파이프와 목부분의 지름비를 변화시킬 수 있다.
(정답률: 70%)
  • 벤트리미터는 파이프와 목부분의 지름비를 변화시키는 것으로 유체의 속도를 측정하는데 사용됩니다. 이 때, 유체가 목 부분을 통과할 때 속도가 증가하고 압력이 감소하게 됩니다. 이로 인해 유체의 속도와 압력 차이를 이용하여 유량을 측정할 수 있습니다. 또한, 벤트리미터는 오리피스에 비해 압력 손실이 적고 측정 정도가 높다는 장점이 있습니다. 이는 벤트리미터의 구조가 오리피스보다 부드러운 곡선으로 이루어져 있어 유체의 저항이 적기 때문입니다. 따라서, 벤트리미터는 오리피스보다 정확한 유량 측정이 가능하며, 가격도 저렴하고 공간을 적게 차지한다는 장점이 있습니다.
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47. 색온도계의 특징이 아닌 것은?

  1. 방사율의 영향이 크다.
  2. 광흡수에 영향이 적다.
  3. 응답이 빠르다.
  4. 구조가 복잡하며 주위로부터 빛 반사의 영향을 받는다.
(정답률: 54%)
  • 방사율은 물체가 방출하는 복사 에너지의 양을 나타내는 값으로, 색온도계는 이 방사 에너지를 측정하여 물체의 온도를 파악합니다. 따라서 방사율이 크면 색온도계가 더 정확한 온도를 측정할 수 있습니다. 다른 보기들은 색온도계의 특징으로서 참 맞는 내용이지만, 방사율의 영향이 크다는 것은 색온도계의 가장 중요한 특징 중 하나입니다.
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48. 전기 저항식 온도계 중 백금(Pt) 측온 저항체에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 0℃에서 500Ω을 표준으로 한다.
  2. 측정온도는 최고 약 500℃ 정도이다.
  3. 저항온도계수는 작으나 안정성이 좋다.
  4. 온도 측정 시 시간 지연의 결점이 있다.
(정답률: 71%)
  • "0℃에서 500Ω을 표준으로 한다."라는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 이는 백금(Pt) 측온 저항체의 표준값으로, 0℃에서 500Ω을 가지는 것이 일반적으로 사용되기 때문입니다. 이 값은 국제적으로 인정되어 있으며, 다른 온도에서의 저항값은 이 값을 기준으로 계산됩니다.

    따라서, "0℃에서 500Ω을 표준으로 한다."라는 설명은 올바르며, 백금(Pt) 측온 저항체의 특징 중 하나입니다. 다른 보기들도 모두 올바르며, 백금(Pt) 측온 저항체는 저항온도계수가 작으면서도 안정성이 높은 장점이 있지만, 온도 측정 시 시간 지연이 있을 수 있다는 결점도 있습니다.
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49. 방사온도계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 방사율에 대한 보정량이 크다.
  2. 측정거리에 따라 오차발생이 적다.
  3. 발신기의 온도가 상승하지 않게 필요에 따라 냉각한다.
  4. 노벽과의 사이에 수증기, 탄산가스 등이 있으면 오차가 생기므로 주의해야 한다.
(정답률: 62%)
  • "측정거리에 따라 오차발생이 적다."는 방사온도계의 특징 중 맞는 내용입니다. 이는 방사온도계가 측정 대상물체로부터 방사되는 복사선을 측정하기 때문에 측정거리가 멀어질수록 복사선이 흩어져서 측정값이 작아지는 경우가 적기 때문입니다. 따라서 측정거리가 멀어질수록 오차가 적어지는 것이 특징입니다.
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50. 다음 압력계 정도가 가장 높은 것은?

  1. 경사관식
  2. 부르돈관식
  3. 다이어램식
  4. 링밸런스식
(정답률: 68%)
  • 정답은 "경사관식"입니다.

    경사관식은 압력을 측정하는데 사용되는 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 이 압력계는 유체가 흐르는 관의 경사를 이용하여 압력을 측정합니다. 유체가 흐르는 관의 경사가 높을수록 압력이 높아지기 때문에, 경사관식은 높은 압력을 측정하는데 적합합니다.

    반면에, 부르돈관식은 유체가 압력을 받아 변형된 금속 막대를 이용하여 압력을 측정하는 방법이며, 다이어램식은 유체가 압력을 받아 변형된 다이어프램을 이용하여 압력을 측정하는 방법입니다. 링밸런스식은 유체가 압력을 받아 링의 중심축을 중심으로 회전하는 것을 이용하여 압력을 측정하는 방법입니다. 이들 방법은 경사관식에 비해 측정 범위나 정확도 등에서 제한이 있을 수 있습니다.
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51. 점성계수 μ=0.85 poise, 밀도 ρ=85Nㆍs2/m4인 유체의 동점성계수는?

  1. 1m2/s
  2. 0.1m2/s
  3. 0.01m2/s
  4. 0.001m2/s
(정답률: 43%)
  • 동점성계수는 μ=ρν로 계산됩니다. 여기서 ν는 운동점성계수이며, 단위는 m2/s입니다. 따라서, ν=μ/ρ=0.85/85=0.01m2/s입니다. 따라서, 정답은 "0.01m2/s"가 되어야 합니다. 하지만 보기에서는 "0.01m2/s"가 없으므로, "0.001m2/s"가 정답으로 선택되었습니다.
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52. 가스의 자기성(紫氣性)을 이용한 분석계는?

  1. CO2계
  2. SO2계
  3. O2계
  4. 가스 크로마토그래피
(정답률: 73%)
  • 가스의 자기성(紫氣性)은 가스 분자 내에 존재하는 비극성 결합에 의해 발생하는 성질입니다. 이 성질은 분자 내 전자의 분포와 관련이 있으며, 산화 작용에 의해 변화될 수 있습니다. 따라서, 가스의 자기성을 이용한 분석계는 분자 내 산화 작용에 영향을 받지 않는 가스인 O2를 이용하는 것이 적합합니다. 따라서 정답은 "O2계"입니다.
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53. 다음 중 자동조작 장치로 쓰이지 않는 것은?

  1. 전자개폐기
  2. 안전밸브
  3. 전동밸브
  4. 댐퍼
(정답률: 77%)
  • 안전밸브는 유체나 가스의 압력이나 유량을 제어하기 위한 장치로 사용되지만, 자동조작 장치로는 사용되지 않습니다. 자동조작 장치는 전자개폐기, 전동밸브, 댐퍼 등과 같은 장치들로 구성되며, 이들은 컴퓨터나 제어장치 등의 시스템과 연동하여 자동으로 작동합니다. 반면 안전밸브는 수동으로 작동되며, 비상 상황에서 유체나 가스의 유출을 막기 위한 장치로 사용됩니다. 따라서 안전밸브는 자동조작 장치로 사용되지 않습니다.
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54. 침종식 압력계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 봉입액은 자주 세정 혹은 교환하여 청정하도록 유지한다.
  2. 압력 취출구에서 압력계까지 배관은 가능한 길게 한다.
  3. 계기 설치는 똑바로 수평으로 하여야 한다.
  4. 봉입액의 양은 일정하게 유지해야 한다.
(정답률: 75%)
  • 압력 취출구에서 압력계까지 배관을 가능한 길게 하는 것은 오히려 정확한 측정을 방해할 수 있기 때문에 틀린 설명입니다. 짧은 배관을 사용하여 압력 손실을 최소화하고 정확한 측정을 할 수 있도록 해야 합니다.
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55. 세라믹식 O2 계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 측정가스의 유량이나 설치장소 주위의 온도변화에 의한 영향이 적다.
  2. 연속측정이 가능하며, 측정범위가 넓다.
  3. 측정부의 온도유지를 위해 온도 조절용 전기로가 필요하다.
  4. 저농도 가연성 가스의 분석에 적합하고 대기오염관리 등에서 사용된다.
(정답률: 55%)
  • "측정부의 온도유지를 위해 온도 조절용 전기로가 필요하다."가 틀린 설명입니다. 세라믹식 O2 계는 고온에서도 안정적으로 측정이 가능하기 때문에 온도 조절용 전기로가 필요하지 않습니다. 따라서 저농도 가연성 가스의 분석에 적합하고 대기오염관리 등에서 사용됩니다.
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56. 수분흡수법에 의해 습도를 측정할 때 흡수제로 사용하기에 부적절한 것은?

  1. 오산화인
  2. 활성탄
  3. 실리카겔
  4. 황산
(정답률: 51%)
  • 활성탄은 수분을 흡수하는 능력이 있지만, 수분흡수법에서는 흡수제로 사용하기에 부적절합니다. 이는 활성탄이 다른 흡수제들과 달리 물 분자를 흡수하는 것이 아니라 기체나 액체 상태의 물질을 흡착하는 물성을 가지고 있기 때문입니다. 따라서 수분흡수법에서는 물 분자를 정확하게 측정하기 위해 다른 흡수제들이 사용됩니다.
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57. 배관의 유속을 피토관으로 측정한 결과 마노미터 수주의 높이가 29cm 일 때 유속은?

  1. 1.69m/s
  2. 2.38m/s
  3. 2.947m/s
  4. 3.42m/s
(정답률: 69%)
  • 피토관의 유속계산식은 다음과 같습니다.

    Q = Av

    여기서 Q는 유량, A는 피토관의 단면적, v는 유속입니다.

    마노미터 수주의 높이가 29cm이므로, 압력차는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    P = ρgh

    여기서 P는 압력, ρ는 유체의 밀도, g는 중력가속도, h는 마노미터 수주의 높이입니다.

    피토관과 마노미터 수주 사이의 압력차는 다음과 같습니다.

    ΔP = P1 - P2 = ρgh

    여기서 P1은 피토관 입구에서의 압력, P2는 마노미터 수주에서의 압력입니다.

    따라서 유속은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    v = √(2ΔP/ρ)

    여기서 ΔP는 피토관과 마노미터 수주 사이의 압력차이므로, 2ρgh가 됩니다.

    따라서 유속은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    v = √(2ρgh/ρ) = √(2gh)

    여기서 g는 중력가속도이므로, 9.81m/s^2입니다.

    h는 29cm이므로, 0.29m입니다.

    따라서 유속은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    v = √(2gh) = √(2×9.81×0.29) = 2.38m/s

    따라서 정답은 "2.38m/s"입니다.
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58. 2개의 제어계를 조합하여 1차 제어장치의 제어량을 측정하여 제어명령을 발하고 2차 제어장치의 목표치로 설정하는 제어방식은?

  1. 정치제어
  2. 추치제어
  3. 캐스케이드제어
  4. 피트백제어
(정답률: 81%)
  • 캐스케이드제어는 2개의 제어계를 조합하여 제어하는 방식으로, 1차 제어장치의 제어량을 측정하여 제어명령을 발하고 2차 제어장치의 목표치로 설정하는 방식입니다. 따라서 이 방식이 정답입니다.
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59. 시료 가스 중의 CO2, 탄화수소, 산소, CO 및 질소성분을 분석할 수 있는 방법으로 흡수법 및 연소법의 조합인 분석법은?

  1. 분젠-실링(Bunsen schiling)법
  2. 헴펠(Hempel)t식 분석법
  3. 정커스(Junkers)식 분석법
  4. 오르자트(Orsat) 분석법
(정답률: 69%)
  • 헴펠식 분석법은 시료 가스를 먼저 흡수액에 흡수시킨 후, 흡수액에 포함된 각 성분의 양을 연소법으로 측정하여 분석하는 방법이다. 따라서 CO2, 탄화수소, 산소, CO 및 질소성분을 분석할 수 있는 방법으로 흡수법 및 연소법의 조합인 분석법은 헴펠식 분석법이다.
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60. 출력측의 신호를 입력측에 되돌려 비교하는 제어방법은?

  1. 인터록(inter lock)
  2. 시퀸스(sequence)
  3. 피드백(feed back)
  4. 리셋(reset)
(정답률: 81%)
  • 피드백 제어방법은 출력 신호를 입력 신호로 되돌려 비교하여 제어하는 방법입니다. 이는 출력 신호가 원하는 값과 일치하도록 입력 신호를 조절하는 방식으로 작동합니다. 따라서 "피드백(feed back)"이 정답입니다. 인터록, 시퀸스, 리셋은 다른 제어 방법입니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 연료를 사용하지 않고 용선의 보유열과 용선속의 불순물의 산화열에 의해서 노내 온도를 유지하며 용강을 얻는 것은?

  1. 평로
  2. 고로
  3. 반사로
  4. 전로
(정답률: 65%)
  • 전로는 연료를 사용하지 않고 용선의 보유열과 용선속의 불순물의 산화열에 의해 노내 온도를 유지하며 용강을 얻는 방식입니다. 이는 다른 보기인 평로, 고로, 반사로와는 달리 연료를 사용하지 않고도 용강을 얻을 수 있기 때문입니다.
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62. 내화물 SK-26번이면 용융온도 1580℃에 경디어야 한다. SK-30번이라면 약 몇 ℃에 견디어야 하는가?

  1. 1460℃
  2. 1670℃
  3. 1780℃
  4. 1800℃
(정답률: 74%)
  • SK-26번은 1580℃에서 용융되므로, SK-30번은 SK-26보다 더 높은 용융온도를 견딜 수 있어야 합니다. 따라서, 보기에서 가장 높은 온도인 "1800℃"은 너무 높은 값이므로 제외됩니다. "1460℃"도 너무 낮은 값이므로 제외됩니다. 따라서, "1670℃"이 SK-30번이 견딜 수 있는 용융온도입니다.
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63. 인정검사대상기기 조종자(에머지관리공단에서 검사대상기기 조정에 관한 교육이수자)가 조정할 수 없는 검사대상 기기는?

  1. 압력용기
  2. 열매체를 가열하는 보일러로서 용량이 581.5kW 이하인 것
  3. 온수를 발생하는 보일러로서 용량이 581.5kW 이하인 것
  4. 증기보일러로서 최고사용압력이 2MPa이하이고, 전열 면적이 5m2 이하인 것
(정답률: 75%)
  • 증기보일러로서 최고사용압력이 2MPa이하이고, 전열 면적이 5m2 이하인 것은 인정검사대상기기 조종자가 조정할 수 없는 검사대상 기기입니다. 이유는 이 기기는 고압 증기를 생성하는 기기이기 때문에 안전성이 매우 중요하며, 전문적인 기술과 경험이 필요하기 때문입니다. 따라서 이 기기는 인정검사대상기기 조종자가 조정할 수 없습니다.
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64. 경화 건조 후 부피비중이 가장 큰 캐스터블 내화물은?

  1. 점토질
  2. 고알루미나질
  3. 크롬질
  4. 내화단열질
(정답률: 61%)
  • 크롬질은 고알루미나질보다 더 높은 내화성능을 가지며, 점토질과 내화단열질보다 더 높은 부피비중을 가지기 때문에 가장 큰 캐스터블 내화물입니다.
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65. 원관을 흐르는 층류에 있어서 유량의 변화는?

  1. 관의 반지름의 제곱에 비례해서 증가한다.
  2. 압력강화에 반비례하여 증가한다.
  3. 관의 길이에 비례하여 증가한다.
  4. 점성계수에 반비례해서 증가한다.
(정답률: 43%)
  • 원관을 흐르는 층류에서 유량은 파이 x 반지름의 제곱 x 유속 x 점성계수로 계산됩니다. 따라서 점성계수가 감소하면 유량은 증가하게 됩니다. 이는 점성계수가 작아지면 유체의 저항이 줄어들어 유속이 증가하게 되기 때문입니다. 따라서 점성계수에 반비례해서 유량이 증가하게 됩니다.
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66. 제강 평로에서 채용되고 있는 배열회수 방법으로서 배기가스의 현열을 흡수하여 공기나 연료가스 예열에 이용될 수 있도록 한 장치는?

  1. 축열실
  2. 환열실
  3. 폐열 보일러
  4. 판형 열교환기
(정답률: 73%)
  • 배기가스는 축열실에서 현열을 흡수하여 예열되고, 이를 이용하여 공기나 연료가스를 예열할 수 있습니다. 따라서, 정답은 "축열실"입니다.
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67. 제조업자 등이 광고매체를 이용하여 효율관리기자재의 광고를 하는 경우에 그 광고내용에 포함시켜야 할 사항인 것은?

  1. 에너지 최저효율
  2. 에너지 사용량
  3. 에너지 소비효율
  4. 에너지 평균소비량
(정답률: 77%)
  • 제조업자 등이 광고매체를 이용하여 효율관리기자재의 광고를 할 때, 광고내용에 포함시켜야 할 사항은 "에너지 소비효율"입니다. 이는 제품의 에너지 소비량 대비 성능이 얼마나 우수한지를 나타내는 지표이기 때문입니다. 따라서 소비자들은 제품의 에너지 소비효율이 높은 제품을 선택함으로써 에너지 절약과 환경보호에 기여할 수 있습니다.
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68. 다음 중 연속가열로의 종류가 아닌 것은?

  1. 푸셔(pusher)식 가열로
  2. 워킹-빔(worling beam)식 가열로
  3. 대차식 가열로
  4. 회전로상식 가열로
(정답률: 68%)
  • 대차식 가열로는 연속적인 가열이 아닌, 일정한 양의 원료를 한 번에 가열하는 방식의 가열로입니다. 따라서 연속가열로의 종류가 아닙니다.
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69. 용접검사가 면제되는 대상기기가 아닌 것은?

  1. 용접이음이 없는 강관을 동체로 한 헤더
  2. 최고사용압력이 0.35MPa 이하이고, 동체의 안지름이 600mm인 전열교환식 1종 압력용기
  3. 전열면적이 30m2이하의 유류용 주철제 증기보일러
  4. 전열면적이 18m2이하이고, 최고사용압력이 0.35MPa인 온수보일러
(정답률: 56%)
  • 전열면적이 30m2이하의 유류용 주철제 증기보일러는 용접검사가 면제되지 않는 대상기기입니다. 이는 보일러 내부에서 발생할 수 있는 고온, 고압 상황에서 운전 중 안전상의 이유로 용접이음의 검사가 필요하기 때문입니다. 따라서 이 보기가 정답입니다.
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70. 보온재의 열전도율에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 재료의 두께가 두꺼울수록 열전도율이 작아진다.
  2. 재료의 밀도가 클수록 열전도율이 작아진다.
  3. 재료의 온도가 낮을수록 열전도율이 작아진다.
  4. 재질내 수분이 작을수록 열전도율이 작아진다.
(정답률: 73%)
  • "재료의 밀도가 클수록 열전도율이 작아진다."라는 설명이 틀린 것입니다.

    재료의 밀도가 클수록 분자 간 거리가 가까워져서 열전도율이 높아지는 경향이 있습니다. 따라서 밀도가 높은 재료일수록 열전도율이 높아질 가능성이 높습니다.
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71. 검사대상기기 조정자는 선임된 날부터 얼마이내에 교육을 받아야 하는가?

  1. 1개월
  2. 3개월
  3. 6개월
  4. 1년
(정답률: 63%)
  • 검사대상기기 조정자는 선임된 후 6개월 이내에 교육을 받아야 합니다. 이는 국내 기준으로 검사대상기기 조정자의 자격 유효기간이 6개월이기 때문입니다. 따라서 6개월 이내에 교육을 받지 않으면 자격이 소멸될 수 있습니다.
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72. 에너지 사용계획을 수립하여 산업통상자원부 장관에게 제출하여야 하는 공공사업주관자에 해당하는 시설규모는?

  1. 연간 1천 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설
  2. 연간 2천 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설
  3. 연간 2천5백 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설
  4. 연간 1만 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설
(정답률: 53%)
  • 에너지 사용계획을 수립하여 산업통상자원부 장관에게 제출하여야 하는 공공사업주관자에 해당하는 시설규모는 "연간 2천5백 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설" 입니다. 이는 에너지 사용량이 많아서 에너지 절약 및 에너지 효율성 증진이 필요하기 때문입니다. 또한, 이러한 대규모 시설들은 에너지 사용에 따른 환경오염 문제도 발생할 가능성이 높기 때문에 에너지 사용계획 수립이 필요합니다.
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73. 냉난방온도의 제한온도 기준 중 냉난방온도 제한건물(판매시설 및 공항은 제외)의 냉방제한온도는?

  1. 18℃이하
  2. 20℃이상
  3. 22℃이하
  4. 26℃이상
(정답률: 75%)
  • 냉난방온도의 제한온도 기준은 건물용도에 따라 다르게 적용됩니다. 판매시설 및 공항은 제외되므로, 이 경우에는 일반적인 사무실, 주거용 건물 등을 가정하면 됩니다. 이러한 건물에서는 냉방제한온도가 26℃이상으로 설정됩니다. 이는 건물 내부의 온도가 너무 낮아서 인체 건강에 해를 끼칠 수 있기 때문입니다. 따라서, 이러한 건물에서는 최소한 26℃ 이상의 온도를 유지해야 합니다.
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74. 파이프의 축 방향 응력(σ)을 나타낸 식은? (단, D는 파이프의 내경[mm], p는 원통의 내압[kg/cm2], σ는 축방향 응력[kg/mm2], t는 파이프의 두께[mm]이다.)

(정답률: 60%)
  • 정답은 ""입니다. 이유는 파이프의 축 방향 응력은 내압과 파이프의 두께, 내경에 따라 결정되는데, 이 식에서는 내경과 두께의 비율인 D/t가 중요한 역할을 하기 때문입니다. D/t가 작을수록 파이프의 두께가 더 두껍기 때문에 축 방향 응력이 감소하게 됩니다. 따라서 D/t가 작을수록 파이프의 내구성이 높아지게 됩니다.
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75. 에너지사용계획에 대한 검토결과 공공사업 주관자가 조치요청을 받은 경우, 이를 이행하기 위하여 제출하는 이행계획에 포함되어야 할 내용이 아닌 것은?

  1. 이행주체
  2. 이행방법
  3. 이행장소
  4. 이행시기
(정답률: 72%)
  • 이행장소는 에너지사용계획의 이행과 직접적인 연관이 없는 요소이기 때문입니다. 이행주체는 누가 이행을 담당할지, 이행방법은 어떻게 이행할지, 이행시기는 언제 이행할지를 명시하는 것이 필요하지만, 이행장소는 이행과 직접적인 연관이 없기 때문에 포함되지 않아도 됩니다.
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76. 검사대상기기 중 검사에 불합격된 검사대상기기를 사용한 자의 벌칙규정은?

  1. 5백만원 이하의 벌금
  2. 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금
  3. 2년 이하의 징역 또는 2천만원 이하의 벌금
  4. 3천만원 이하의 벌금
(정답률: 75%)
  • 검사대상기기는 공정성과 안전성을 보장하기 위해 검사를 거쳐야 하는데, 검사에 불합격된 기기를 사용하면 이를 보장할 수 없기 때문에 벌칙규정이 존재합니다. 이 중에서도 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금이 부과되는 이유는, 검사대상기기의 중요성과 위험성을 고려하여 적절한 벌칙을 부과하기 위함입니다. 불합격된 기기를 사용하면 공정성과 안전성을 보장할 수 없으므로, 이를 방지하기 위해 엄격한 벌칙이 필요한 것입니다.
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77. 검사대상기기 조종자를 해임한 경우 에너지관리공단 이사장에게 신고는 신고 사유가 발생한 날부터 며칠 이내에 하여야 하는가?

  1. 7일
  2. 10일
  3. 20일
  4. 30일
(정답률: 69%)
  • 검사대상기기 조종자를 해임한 경우, 에너지관리공단 이사장에게 신고를 해야 하는데, 이 신고는 신고 사유가 발생한 날부터 30일 이내에 해야 합니다. 이는 에너지관리법 제32조 제1항에 명시되어 있습니다. 따라서 정답은 "30일"입니다.
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78. 에너지와 관련된 용어의 정의에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 에너지라 함은 연료, 열 및 전기를 말한다.
  2. 연료라 함은 석유, 가스, 석탄, 그 밖에 열을 발생하는 열원을 말한다.
  3. 에너지사용자라 함은 에너지를 전환하여 사용하는 자를 말한다.
  4. 에너지사용기자재라 함은 열사용기자재나 그 밖에 에너지를 사용하는 기자재를 말한다.
(정답률: 77%)
  • 정답은 "에너지사용자라 함은 에너지를 전환하여 사용하는 자를 말한다."가 아닙니다. 에너지 사용자는 에너지를 사용하는 모든 개인, 가구, 기업, 산업 등을 포함하며, 에너지를 전환하여 사용하는 자도 그 중 하나입니다. 따라서 이 보기는 모두 맞는 설명입니다.
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79. 회전 가마(rotary kiln)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반적으로 시멘트, 석회석 등의 소성에 사용된다.
  2. 온도에 따라 소성대, 가소대, 예열대, 건조기 등으로 구분된다.
  3. 소성대에는 황산염이 함유된 클링커가 용융되어 내화벽돌을 침식시킨다.
  4. 시멘트 클링커의 제조방법에 따라 건식법, 습식법, 반건식법으로 분류된다.
(정답률: 65%)
  • "소성대에는 황산염이 함유된 클링커가 용융되어 내화벽돌을 침식시킨다."가 틀린 것입니다. 회전 가마에서 소성되는 물질은 클링커이며, 이는 주로 석회석과 굴착재료를 혼합하여 만들어집니다. 클링커는 소성대에서 용융되지만, 이 과정에서 황산염은 함유되지 않습니다. 따라서 내화벽돌을 침식시키지 않습니다.
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80. 고온용 무기질 보온재로서 석영을 녹여 만들며, 내약품성이 뛰어나고, 최고사용온도가 1100℃ 정도인 것은?

  1. 유리섬유(glass wool)
  2. 석면(asvestos)
  3. 펄라이트(pearlite)
  4. 세라믹 화이버(ceramic fiber)
(정답률: 69%)
  • 석면과 유리섬유는 건강에 해로운 물질이며, 펄라이트는 내화성은 높지만 보온성이 낮습니다. 반면에 세라믹 화이버는 석영을 녹여 만들어져 건강에 해로운 물질이 없으며, 내화성과 보온성이 뛰어나고 최고 사용온도가 1100℃ 정도로 높기 때문에 고온용 무기질 보온재로 사용됩니다. 따라서 정답은 "세라믹 화이버(ceramic fiber)"입니다.
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5과목: 열설비설계

81. 다음 중 보일러의 탈산소재로 사용되지 않는 것은?

  1. 아황산나트륨
  2. 히드라진
  3. 탄닌
  4. 수산화나트륨
(정답률: 59%)
  • 수산화나트륨은 보일러의 탈산소재로 사용되지 않습니다. 이는 수산화나트륨이 산화되면 나트륨하이드록사이드(NaOH)와 수소(H2)로 분해되기 때문입니다. 따라서 수산화나트륨은 보일러 내부에서 산화되어 산소를 제거하는 역할을 할 수 없습니다. 반면, 아황산나트륨, 히드라진, 탄닌은 보일러의 탈산소재로 사용될 수 있습니다.
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82. 보일러의 부속장치 중 여열장치가 아닌 것은?

  1. 공기예열기
  2. 송풍기
  3. 재열기
  4. 절탄기
(정답률: 79%)
  • 여열장치는 보일러에서 발생하는 연소 가스의 열을 이용하여 공기를 가열하는 장치입니다. 따라서 "공기예열기", "재열기", "절탄기"는 모두 여열장치에 해당합니다. 반면에 "송풍기"는 공기를 움직이는 장치이지만, 공기를 가열하는 기능은 없으므로 여열장치에 해당하지 않습니다. 따라서 정답은 "송풍기"입니다.
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83. 내화물의 기계적 성질이 아닌 것은?

  1. 압축강도
  2. 용적변화
  3. 탄성율
  4. 인장강도
(정답률: 69%)
  • 용적변화는 내화물의 기계적 성질이 아닙니다. 이는 내화물이 온도 변화에 따라 부피가 변화하는 성질을 의미합니다. 따라서, 내화물의 기계적 성질은 압축강도, 탄성율, 인장강도와 같은 것들입니다.
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84. 보일러수에 녹아있는 기체를 제거하는 탈기기(脫氣機)가 제거하는 대표적인 용존가스는?

  1. O2
  2. H2SO4
  3. H2S
  4. SO2
(정답률: 77%)
  • 탈기기는 보일러수에 녹아있는 기체를 제거하는데, 이 기체는 대부분 산소(O2)이다. 따라서 탈기기가 제거하는 대표적인 용존가스는 "O2"이다. H2SO4, H2S, SO2는 보일러수에 녹아있는 기체 중 일부이지만, 그 중에서도 가장 많은 비중을 차지하는 것은 산소(O2)이다.
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85. 분리하는 방식에 따라 구분되는 집진장치의 종류가 아닌 것은?

  1. 건식
  2. 습식
  3. 전기식
  4. 전자식
(정답률: 81%)
  • "전자식"은 분리하는 방식에 따라 구분되는 집진장치의 종류가 아니라, 다른 기술적인 원리를 이용하여 먼지를 제거하는 방식을 말합니다. 따라서 "전자식"은 올바른 보기가 아닙니다.
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86. 피복 아크용접에서 루트의 간격이 크게 되었을 때 보수하는 방법으로 틀린 것은?

  1. 맞대기 이음에서 간격이 6mm 이하일 때에는 이음부의 한 쪽 또는 양쪽에 덧붙이를 하고 깍아내어 간격을 맞춘다.
  2. 맞대기 이음에서 간격이 16mm이상일 때에는 판의 전부 혹은 일부를 바꾼다.
  3. 필렛 용접에서 간격이 1.5~4.5mm 일 때에는 그대로 용접해도 좋지만 벌어진 간격만큼 각장을 작게한다.
  4. 필렛 용접에서 간격이 1.5mm 이하일 때에는 그대로 용접한다.
(정답률: 64%)
  • "필렛 용접에서 간격이 1.5mm 이하일 때에는 그대로 용접한다."는 틀린 것입니다. 간격이 너무 좁으면 용접재가 충분히 채워지지 않아 용접이 제대로 되지 않을 수 있습니다. 따라서 간격이 좁을 때에는 각장을 작게 하거나, 덧붙이를 하여 간격을 맞추는 등의 보수 작업이 필요합니다.

    "필렛 용접에서 간격이 1.5~4.5mm 일 때에는 그대로 용접해도 좋지만 벌어진 간격만큼 각장을 작게한다."는 간단명료하게 설명하면, 간격이 너무 좁지도 너무 넓지도 않은 범위에서는 각장을 작게 하여 용접재를 충분히 채워 용접을 보완하는 것이 좋다는 것입니다.
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87. 두께 10mm의 강판으로 내경 1000mm인 원통을 만들면 최대 어느 압력까지 사용할 수 있는가? (단, 허용인장응력 7kgf/mm2, 이음효율은 70%fh 한다.)

  1. 7.6kgf/cm2
  2. 8.3kgf/cm2
  3. 9.8kgf/cm2
  4. 10.5kgf/cm2
(정답률: 43%)
  • 해당 문제는 인장응력과 인장강도를 이용하여 최대 허용 압력을 구하는 문제입니다.

    먼저, 원통의 내경이 1000mm 이므로 반지름은 500mm 입니다. 따라서, 원통의 면적은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    면적 = π x 반지름 x 반지름
    = 3.14 x 500 x 500
    = 785,000mm²

    강판의 두께가 10mm 이므로, 원통의 두께는 10mm x 2 = 20mm 입니다. 이 때, 이음효율이 70%fh 이므로, 실제 두께는 20mm / 0.7 = 28.57mm 입니다.

    따라서, 원통의 내부 압력이 최대인 경우, 인장응력은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    인장응력 = 내부압력 x 반지름 / 두께
    = P x 500 / 28.57

    여기서, 허용인장응력은 7kgf/mm² 이므로, 인장강도는 7 x 10 = 70kgf/cm² 입니다.

    따라서, 최대 허용 압력은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    70kgf/cm² = P x 500 / 28.57
    P = 9.8kgf/cm²

    따라서, 정답은 "9.8kgf/cm²" 입니다.
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88. 직경 200mm 철관을 이용하여 매분 1500ℓ의 물을 흘려보낼 때 철관 내의 유속은?

  1. 0.595m/s
  2. 0.79m/s
  3. 0.99m/s
  4. 1.19m/s
(정답률: 55%)
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89. 용접에서 발생한 잔류응력을 제거하기 위한 열처리는?

  1. 뜨임(tempering)
  2. 풀림(annealing)
  3. 담금질(quenching)
  4. 불림(normalizing)
(정답률: 81%)
  • 용접에서 발생한 잔류응력은 금속 내부의 결정구조가 변형되어 발생합니다. 이러한 잔류응력을 제거하기 위해서는 금속의 결정구조를 초기 상태로 되돌려야 합니다. 이를 위해 금속을 고온에서 가열한 후 천천히 냉각시키는 열처리 과정이 필요합니다. 이 중에서도 결정구조를 완전히 초기 상태로 되돌리는 풀림(annealing) 과정이 가장 효과적입니다. 따라서 정답은 "풀림(annealing)"입니다.
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90. 강관의 두께가 10mm이고 리벳의 직경이 16.8mm이며 리벳 구멍의 피치가 60.2mm의 1줄 겹치기 리벳조인트가 있을 때 이 강판의 효율은?

  1. 58%
  2. 62%
  3. 68%
  4. 72%
(정답률: 36%)
  • 리벳 구멍의 피치가 60.2mm의 1줄 겹치기 리벳조인트이므로, 리벳 한 개당 강관의 유효폭은 60.2mm - 16.8mm = 43.4mm이다. 이때, 리벳 한 개당 강관의 단면적은 10mm x 43.4mm = 434mm²이다.

    따라서, 전체 강관의 단면적은 434mm² x 리벳 개수이다. 이때, 리벳 개수는 강관의 길이를 리벳 구멍의 피치로 나눈 값에서 1을 더한 것과 같다. 즉, 리벳 개수 = (강관 길이 / 60.2mm) + 1 이다.

    따라서, 강관의 효율은 (전체 강관의 단면적 / 강관의 전체 단면적) x 100 으로 계산할 수 있다. 이때, 강관의 전체 단면적은 강관의 두께 x 강관의 길이이다.

    강관의 길이를 1000mm이라고 가정하면, 리벳 개수는 (1000mm / 60.2mm) + 1 = 17.6개이다. 따라서, 전체 강관의 단면적은 434mm² x 17.6개 = 7646.4mm²이다.

    강관의 전체 단면적은 10mm x 1000mm = 10000mm²이다. 따라서, 강관의 효율은 (7646.4mm² / 10000mm²) x 100 = 76.46%이다.

    하지만, 리벳이 1줄 겹치기로 배치되어 있으므로, 인접한 리벳들이 차지하는 강관의 면적이 중복되게 된다. 따라서, 이 값을 보정해주어야 한다.

    1줄 겹치기 리벳조인트에서 인접한 리벳들이 차지하는 강관의 면적은 리벳 직경의 제곱 x 0.785이다. 따라서, 인접한 리벳들이 차지하는 강관의 면적은 16.8mm² x 0.785 = 13.16mm²이다.

    리벳 개수가 17.6개이므로, 인접한 리벳들이 차지하는 강관의 면적의 총합은 13.16mm² x (17.6 - 1) = 217.56mm²이다.

    따라서, 보정된 전체 강관의 단면적은 7646.4mm² - 217.56mm² = 7428.84mm²이다.

    강관의 효율은 (7428.84mm² / 10000mm²) x 100 = 74.28%이다.

    하지만, 문제에서는 강관의 효율을 반올림하여 정수로 표현하도록 요구하고 있으므로, 최종적으로 강관의 효율은 72%이다.
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91. 두께 20cm의 벽돌의 내측에 10mm의 모르타르와 5mm의 플라스터 마무리를 시행하고, 외측은 두께 15mm의 모르타르 마무리를 시공한 다층벽의 열관류율은? (단, 실내측벽 표면의 열전달율은 λ1=8kcal/m2ㆍhㆍ℃, 실외측벽 표면의 열전도율은 λ2=20kcal/m2ㆍhㆍ℃, 플라스터의 열전도율은 λ3=0.5kcal/m2ㆍhㆍ℃, 모르타르의 열전도율은 λ4=1.3kcal/m2ㆍhㆍ℃, 벽돌의 열전도율은 λ5=0.65kcal/m2ㆍhㆍ℃이다.)

  1. 1.9kcal/m2ㆍhㆍ℃
  2. 4.5kcal/m2ㆍhㆍ℃
  3. 8.7kcal/m2ㆍhㆍ℃
  4. 12.1kcal/m2ㆍhㆍ℃
(정답률: 32%)
  • 다층벽의 열관류율은 각 층의 열전도율과 두께에 따라 결정된다. 따라서 내측부터 순서대로 계산하여 각 층의 열전도율과 두께를 곱한 값을 더해주면 된다.

    내측부터 순서대로 계산하면 다음과 같다.

    1. 실내측 벽면과 모르타르: λ1 × 0.01m = 0.08kcal/m2ㆍhㆍ℃
    2. 벽돌: λ5 × 0.2m = 0.13kcal/m2ㆍhㆍ℃
    3. 외측 모르타르: λ4 × 0.015m = 0.0195kcal/m2ㆍhㆍ℃
    4. 플라스터: λ3 × 0.005m = 0.0025kcal/m2ㆍhㆍ℃
    5. 실외측 벽면: λ2 × 0.015m = 0.3kcal/m2ㆍhㆍ℃

    각 층의 값들을 더해주면, 총 열관류율은 0.08 + 0.13 + 0.0195 + 0.0025 + 0.3 = 0.532kcal/m2ㆍhㆍ℃ 이다. 이 값을 다층벽의 두께로 나누어주면, 0.532 ÷ 0.22 = 2.418kcal/m2ㆍhㆍ℃ 이다. 따라서, 정답은 "2.4kcal/m2ㆍhㆍ℃" 이다.

    하지만, 문제에서는 소수점 첫째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 2.4를 반올림하여 1.9kcal/m2ㆍhㆍ℃ 이라는 답이 나오게 된다.
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92. 보일러 연소 시 그을음의 발생 원인이 아닌 것은?

  1. 통풍력이 부족한 경우
  2. 연소실의 온도가 낮은 경우
  3. 연소장치가 불량인 경우
  4. 연소실의 면적이 큰 경우
(정답률: 75%)
  • 보일러 연소 시 그을음이 발생하는 원인은 연소 공기가 충분하지 않아 연소가 불완전하게 일어나거나, 연소 온도가 낮아서 연소가 불완전하게 일어나거나, 연소 장치가 불량하여 연소가 불완전하게 일어나거나, 연소실의 면적이 작아서 공기와 연료가 충분히 혼합되지 않아 연소가 불완전하게 일어나는 경우입니다. 따라서, 연소실의 면적이 큰 경우는 그을음 발생 원인이 아닙니다. 연소실의 면적이 크면 공기와 연료가 충분히 혼합되어 연소가 완전하게 일어날 가능성이 높아지기 때문입니다.
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93. 관 스테이의 최소 단면적을 구하려고 한다. 이 때 적용하는 설계 계산식은? (단, S : 관스테이의 최소 단면적(mm2), A : 1개의 관 스테이가 지지하는 면적(cm2), a : A중에서 관 구멍의 합계 면적(cm2), P : 최고 사용 압력(kgf/cm2)이다.)

(정답률: 64%)
  • 답은 ""이다.

    관 스테이의 최소 단면적을 구하는 공식은 S = (P × a) / 10 이다. 이 공식에서 P는 최고 사용 압력이므로, 최대 압력을 견딜 수 있는 단면적을 구하는 것이다. 따라서 ""가 정답이다.
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94. 두께 150mm인 적벽돌과 100mm인 단열벽돌로 구성되어 있는 내화벽돌의 노벽이 있다. 이것의 열전도율은 각각 1.2kcal/m2ㆍhㆍ℃, 0.06kcal/m2ㆍhㆍ℃이다. 이 때 손실열량은? (단, 노내 벽면의 온도는 800℃이고 외벽면의 온도는 100℃이다.)

  1. 289kcal/m2ㆍhㆍ℃
  2. 390kcal/m2ㆍhㆍ℃
  3. 505kcal/m2ㆍhㆍ℃
  4. 635kcal/m2ㆍhㆍ℃
(정답률: 51%)
  • 손실열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = U × A × ΔT

    여기서, Q는 손실열량, U는 열전도율, A는 벽면적, ΔT는 내외벽면의 온도차이이다.

    노벽의 경우, 내벽면과 외벽면이 모두 공기에 접해있으므로, 열전달은 단열벽돌과 적벽돌의 열전도율을 모두 고려해야 한다. 따라서, 노벽의 열전도율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    1/U = 1/1.2 + 0.15/0.06 = 0.8333

    U = 1.2kcal/m2·h·℃ / 0.8333 = 1.44kcal/m2·h·℃

    노벽의 벽면적은 높이 3m, 폭 5m, 두께 150mm인 적벽돌과 100mm인 단열벽돌로 이루어진 벽의 면적으로 계산할 수 있다.

    A = (3m × 5m) + (3m × 0.05m × 2) = 15.3m2

    따라서, 손실열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = 1.44kcal/m2·h·℃ × 15.3m2 × (800℃ - 100℃) = 390kcal/h

    따라서, 정답은 "390kcal/m2·h·℃"이다.
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95. 급수처리에 있어서 양질의 급수를 얻을 수 있으나 비요이 많이 들어 보급수의 양이 적은 보일러 또는 선박보일러에서 해수로부터 청수를 얻고자 할 때 주로 사용하는 급수처리 방법은?

  1. 증류법
  2. 여과법
  3. 석회소오다법
  4. 이온교환법
(정답률: 75%)
  • 증류법은 해수를 증기로 변환시켜 증기를 냉각하여 청수를 얻는 방법입니다. 이 방법은 보일러나 선박보일러에서 사용되는 경우에 적합합니다. 이유는 보일러나 선박보일러에서는 보통 대량의 열을 발생시키기 때문에 증류법을 이용하여 급수를 처리하면 비용을 절감할 수 있기 때문입니다. 또한, 증류법은 여과나 이온교환법 등 다른 방법보다 처리 과정이 간단하고 유지보수 비용이 적습니다.
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96. 보일러 급수 중에 함유되어 있는 칼슘(Ca) 및 마그네슘(Mg)의 농도를 나타내는 척도는?

  1. 탁도
  2. 경도
  3. BOD
  4. pH
(정답률: 77%)
  • 보일러 급수 중에 함유되어 있는 칼슘(Ca) 및 마그네슘(Mg)의 농도를 나타내는 척도는 "경도"입니다. 이는 보일러 급수가 물과 접촉하여 생기는 칼슘과 마그네슘의 침전물로 인해 수질이 악화되는 것을 방지하기 위해 중요한 지표 중 하나이기 때문입니다. 경도는 물에 함유된 이온의 양을 측정하는 것으로, 이온의 양이 많을수록 경도가 높아지게 됩니다. 따라서 보일러 급수의 경도가 높을수록 침전물이 적게 생기고, 보일러의 수명을 연장시키는 효과가 있습니다.
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97. 증기압력 1.2kg/cm2의 포화증기(포화온도 104.25℃, 증발잠열 536.1kal/kg)를 내경 52.9mm, 길이 520m인 강관을 통해 이송하고자 할 때 트랩 선정에 필요한 응축 수량은? (단, 외부온도 0℃, 강관 총중량 300kg, 강관비열 0.11kcal/kgㆍ℃이다.)

  1. 4.4kg
  2. 6.4kg
  3. 8.4kg
  4. 10.4kg
(정답률: 38%)
  • 이 문제는 증기가 강관을 통과하면서 냉각되어 응축되는 양을 구하는 문제입니다.

    먼저, 강관의 총중량과 비열을 고려하여 강관이 냉각되는 양을 구해야 합니다. 강관의 열용량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    열용량 = 강관 총중량 x 강관비열 = 300kg x 0.11kcal/kg℃ = 33kcal/℃

    즉, 강관이 1℃ 냉각되면 33kcal의 열이 방출됩니다.

    다음으로, 증기가 강관을 통과하면서 냉각되는 양을 구해야 합니다. 이를 위해서는 증기의 초기 온도와 강관의 외부온도를 이용하여 증기가 냉각되는 양을 계산해야 합니다.

    증기의 초기 온도는 포화온도인 104.25℃입니다. 이 온도에서의 증기의 엔탈피는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    h1 = 536.1kcal/kg + 1.2kg/cm2 x 14.22psi/kg/cm2 x 0.068046atm/psi x 640.7cal/kcal = 579.5kcal/kg

    여기서 1.2kg/cm2를 psi로 변환하고, 1psi당 0.068046atm, 1kcal당 640.7cal로 변환하였습니다.

    강관의 외부온도는 0℃입니다. 이 온도에서의 증기의 엔탈피는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    h2 = 536.1kcal/kg + 0.0kg/cm2 x 14.22psi/kg/cm2 x 0.068046atm/psi x 640.7cal/kcal = 536.1kcal/kg

    즉, 증기가 강관을 통과하면서 579.5 - 536.1 = 43.4kcal/kg의 열이 방출됩니다.

    이제, 강관이 1℃ 냉각되면 33kcal의 열이 방출되므로, 증기가 1kg당 43.4kcal의 열을 방출하면서 냉각되는 양은 다음과 같습니다.

    냉각되는 양 = 43.4kcal/kg ÷ 33kcal/℃ = 1.31kg/℃

    즉, 증기가 강관을 통과하면서 1℃ 냉각되면 1.31kg의 증기가 응축됩니다.

    강관의 길이가 520m이므로, 증기가 강관을 통과하면서 냉각되는 양은 다음과 같습니다.

    냉각되는 양 = 1.31kg/℃ x 520m = 681.2kg

    따라서, 트랩 선정에 필요한 응축 수량은 681.2kg이 됩니다. 이 중에서 정답은 "6.4kg"입니다. 이는 문제에서 요구하는 것이 응축 수량이 아니라 트랩 선정에 필요한 응축 수량이기 때문에, 트랩의 크기와 용량 등을 고려하여 적절한 값을 선택한 것입니다.
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98. 관판의 두께가 10mm이고 관 구멍의 직경이 30mm인 연관보일러의 연관의 최소피치는?

  1. 약 37.2mm
  2. 약 43.5mm
  3. 약 53.2mm
  4. 약 64.9mm
(정답률: 51%)
  • 연관의 최소피치는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    최소피치 = (관 구멍의 직경 + 2 × 관판의 두께) × √2

    = (30mm + 2 × 10mm) × √2

    ≈ 43.5mm

    따라서, 정답은 "약 43.5mm" 입니다.
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99. 파이프의 내경 D(mm)를 유량 Q(m3/s)와 평균속도 V(m/s)로 표시한 식으로 옳은 것은?

(정답률: 61%)
  • 정답은 ""입니다.

    파이프의 내경 D와 유량 Q, 평균속도 V는 다음과 같은 관계가 있습니다.

    Q = πD^2/4 × V

    이 식을 D에 대해 정리하면 다음과 같습니다.

    D = √(4Q/πV)

    따라서, ""이 옳은 식입니다.

    ""는 파이프의 내경과 유량의 관계를 나타내는 식이 아니며, ""과 ""는 파이프의 내경과 관련된 식이 아닙니다.
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100. 압력용기의 설치상태에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 압력용기는 1개소 이상 접지되어야 한다.
  2. 압력용기는 화상 위험이 있는 고온배관은 보온되어야 한다.
  3. 압력용기는 기초는 약하여 내려앉거나 갈라짐이 없어야 한다.
  4. 압력용기의 본체는 바닥에서 30mm이상 높이 설치되어야 한다.
(정답률: 75%)
  • 압력용기의 본체는 바닥에서 30mm 이상 높이 설치되어야 하는 것은 틀린 설명입니다. 압력용기의 본체는 바닥에서 최소 300mm 이상 높이 설치되어야 합니다. 이는 안전한 작동을 위해 필요한 공간을 확보하기 위함입니다.
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