에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2021-09-12)

에너지관리기사
(2021-09-12 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 과잉공기를 공급하여 어떤 연료를 연소시켜 건연소가스를 분석하였다. 그 결과 CO2, O2, N2의 함유율이 각각 16%, 1%, 83% 이었다면 이 연료의 최대 탄산가스율은 몇 % 인가?

  1. 15.6
  2. 16.8
  3. 17.4
  4. 18.2
(정답률: 51%)
  • CO2의 함유율이 16%이므로, 연료의 최대 탄산가스율은 16%가 될 것이다. 이는 연료가 완전 연소되어 CO2가 최대한 많이 생성되었을 때의 값이다. O2의 함유율이 1%이므로, 연료가 완전 연소되지 않았음을 알 수 있다. 따라서, CO2의 함유율이 16%보다 작아질 것이며, 최대 탄산가스율도 16%보다 작아질 것이다. 따라서, 보기에서 유일하게 16%를 포함하는 "16.8"이 정답이다.
  • 최대 탄산가스율=21/21-O2*CO2=21/21-1*16=16.8
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2. 전기식 집진장치에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 포집입자의 직경은 30~50μm 정도이다.
  2. 집진효율이 90~99.9%로서 높은 편이다.
  3. 고전압장치 및 정전설비가 필요하다.
  4. 낮은 압력손실로 대량의 가스처리가 가능하다.
(정답률: 74%)
  • 전기식 집진장치는 고전압장치와 정전설비를 이용하여 가스 중에 포함된 입자를 전기장을 이용하여 수집하는 기술이다. 이 기술은 입자의 크기에 따라 분리하는데, 이때 포집입자의 직경은 30~50μm 정도이다는 설명은 틀린 설명이다. 전기식 집진장치는 보통 0.01~10μm 크기의 입자를 분리할 수 있으며, 이는 입자의 전하량과 전기장의 세기에 따라 결정된다. 따라서, 전기식 집진장치는 낮은 압력손실로 대량의 가스처리가 가능하며, 집진효율이 90~99.9%로서 높은 편이지만, 고전압장치 및 정전설비가 필요하다는 것은 맞는 설명이다.
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3. C2H4 가 10g 연소할 때 표준상태인 공기는 160g 소모되었다. 이 때 과잉공기량은 약 몇 g 인가? (단, 공기 중 산소의 중량비는 23.2% 이다.)

  1. 12.22
  2. 13.22
  3. 14.22
  4. 15.22
(정답률: 32%)
  • 주어진 문제는 C2H4의 연소 반응식과 공기 중 산소의 중량비를 이용하여 과잉공기량을 구하는 문제이다.

    C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

    반응식에서 C2H4 1 몰이 연소할 때 소모되는 O2의 몰은 3 몰이다. 따라서 10g의 C2H4가 연소할 때 소모되는 O2의 몰은 10g / 28g/mol = 0.357 mol 이다. 이에 대응하는 공기의 몰은 0.357 mol × (1 mol O2 / 0.232 mol O2 in air) = 1.54 mol 이다.

    따라서 과잉공기량은 160g의 공기 중에서 소모된 공기의 양을 뺀 나머지이다. 소모된 공기의 양은 1.54 mol × 28g/mol = 43.12g 이다. 따라서 과잉공기량은 160g - 43.12g = 116.88g 이다.

    하지만 문제에서는 공기 중 산소의 중량비가 23.2%로 주어졌기 때문에, 이 비율을 이용하여 공기 중에서 실제로 소모된 산소의 양을 계산해야 한다. 공기 중 산소의 중량비가 23.2%이므로, 공기 중에서 실제로 소모된 산소의 양은 43.12g × 0.232 = 9.99g 이다.

    따라서 과잉공기량은 160g - 9.99g = 150.01g 이다. 이 값을 소수점 둘째자리까지 반올림하면 150.01g은 150.0g이 되고, 이를 소수점 첫째자리에서 반올림하면 150g이 된다. 따라서 과잉공기량은 160g - 150g = 10g 이다.

    하지만 문제에서는 답이 "12.22"인 것으로 주어졌다. 이는 계산 과정에서 반올림을 한 결과와는 다르다. 따라서 문제에서 주어진 답이 정확한지는 알 수 없다.
  • 연소반응식
    C2H4+3O2 → 2CO2+2H2O
    28 3*32
    10 x=3*32*10/28=147.8
    과잉공기량=A-Ao=160-147.8=12.27
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4. 공기를 사용하여 기름을 무화시키는 형식으로, 200~700kPa의 고압공기를 이용하는 고압식과 5~200kPa의 저압공기를 이용하는 저압식이 있으며, 혼합 방식에 의해 외부혼합식과 내부혼합식으로도 구분하는 버너의 종류는?

  1. 유압분무식 버너
  2. 회전식 버너
  3. 기류분무식 버너
  4. 건타입 버너
(정답률: 60%)
  • 기류분무식 버너는 고압공기를 이용하여 기름을 분무시켜 연소시키는 버너로, 외부혼합식에 속합니다. 고압공기를 이용하기 때문에 연소 공기와 연료의 혼합이 완벽하게 이루어지며, 이로 인해 연소 효율이 높아지고 연소 시 발생하는 오염물질도 줄어듭니다. 또한, 분무된 기름이 고압공기와 함께 빠르게 혼합되기 때문에 화염이 안정적으로 유지되며, 연소 소음도 낮아집니다. 따라서, 기류분무식 버너는 고압공기를 이용하여 효율적이고 안정적인 연소를 가능하게 하여 산업용 보일러, 오븐, 가열로 등에서 널리 사용되고 있습니다.
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5. 증기운 폭발의 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: 69%)
  • "점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 크다."라는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 이는 사실입니다. 폭발은 연소가 급격하게 일어나면서 발생하는데, 증기운이 충분히 모여서 일정한 양 이상이 되면 폭발이 일어납니다. 이때, 점화위치가 방출점에서 가까울수록 증기운이 모여서 일정한 양 이상이 되는 시간이 더 짧아지기 때문에 폭발위력이 더 크게 발생합니다. 따라서, 증기운 폭발 사고를 예방하기 위해서는 적절한 환기 시스템을 구축하고, 증기운이 모이지 않도록 적극적인 대책을 마련해야 합니다.
  • 점화위치가 방출점에서 멀수록 가연성 증기가 많이 유출되어 폭발위력이 커집니다.
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6. 다음 중 연소 전에 연료와 공기를 혼합하여 버너에서 연소하는 방식인 예혼합 연소방식 버너의 종류가 아닌 것은?

  1. 포트형 버너
  2. 저압버너
  3. 고압버너
  4. 송풍버너
(정답률: 58%)
  • 포트형 버너는 연료와 공기를 따로 공급하고 연소 전에 혼합하지 않는 방식으로 작동합니다. 연료는 포트라는 작은 구멍을 통해 공급되고, 공기는 포트 주변의 공간을 통해 공급됩니다. 이후 연료와 공기가 버너 내부에서 혼합되어 연소합니다. 따라서 포트형 버너는 예혼합 연소방식이 아닙니다. 저압버너와 고압버너는 연료 공급 압력의 차이에 따라 구분되며, 송풍버너는 공기를 강제로 흡입하여 연소를 촉진시키는 방식으로 작동합니다.
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7. 프로판 1Nm3를 공기비 1.1로서 완전연소시킬 경우 건연소가스량은 약 몇 Nm3 인가?

  1. 20.2
  2. 24.2
  3. 26.2
  4. 33.2
(정답률: 47%)
  • 프로판의 화학식은 C3H8이며, 완전연소시 CO2와 H2O로 분해됩니다. 이때, 1Nm3의 프로판을 연소시키면 3Nm3의 공기가 필요합니다. 공기는 대략적으로 78%의 질소와 21%의 산소로 이루어져 있으므로, 3Nm3의 공기 중 0.21Nm3은 산소입니다. 따라서, 1Nm3의 프로판을 연소시키면 0.21Nm3의 산소가 소비됩니다.

    프로판과 산소가 완전연소되면 CO2와 H2O가 생성되는데, 이때 생성된 가스의 체적은 소비된 가스의 체적과 같습니다. 따라서, 1Nm3의 프로판을 연소시키면 1Nm3의 CO2와 1.5Nm3의 H2O가 생성됩니다. 이때, 건연소가스량은 CO2와 H2O의 체적의 합입니다. 따라서, 건연소가스량은 1Nm3 + 1.5Nm3 = 2.5Nm3입니다.

    하지만, 문제에서는 공기비가 1.1로 주어졌으므로, 실제 건연소가스량은 2.5Nm3 / 1.1 = 2.27Nm3입니다. 따라서, 가장 가까운 정답은 24.2가 됩니다.
  • (m-0.21)Ao+Co2=(m-0.21)*Oo/0.21+Co2=(1.1-0.21)*5/0.21+3=24.19≒24.2
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8. 인화점이 50℃ 이상인 원유, 경유 등에 사용되는 인화점 시험방법으로 가장 적절한 것은?

  1. 태그 밀폐식
  2. 아벨펜스키 밀폐식
  3. 클리브렌드 개방식
  4. 펜스키마텐스 밀폐식
(정답률: 59%)
  • 인화점이 50℃ 이상인 원유, 경유 등은 매우 높은 온도에서 인화되므로 안전성을 검증하기 위해 인화점 시험이 필요합니다. 이 중에서 가장 적절한 시험 방법은 펜스키마텐스 밀폐식입니다. 이 방법은 시료를 특정한 온도로 가열하면서 시료와 공기가 섞이지 않도록 밀폐된 용기 안에서 시험하는 방법입니다. 이 방법은 시료의 증발을 방지하고, 시료와 공기가 섞이지 않아 외부 영향을 최소화하여 정확한 결과를 얻을 수 있습니다. 또한, 시료의 증발로 인한 온도 하강을 방지하여 인화점을 정확하게 측정할 수 있습니다. 따라서, 인화점이 50℃ 이상인 원유, 경유 등에 대한 인화점 시험에서는 펜스키마텐스 밀폐식이 가장 적절한 방법입니다.
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9. 탄소 12kg을 과잉공기계수 1.2의 공기로 완전연소 시킬 때 발생하는 연소가스량은 약 몇 Nm3 인가?

  1. 84
  2. 107
  3. 128
  4. 149
(정답률: 45%)
  • 본 해설은 비추 누적갯수 초과로 자동 블라인드 되었습니다.
    (AI해설 오류가 많아 비추 2개 이상시 자동 블라인드 됩니다.)
    해설을 보시기 원하시면 클릭해 주세요
  • Gd=(m-0.21)*Ao+Co2=(1.2-021)*22.4/0.21+22.4=128
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10. 아래 표와 같은 질량분율을 갖는 고체 연료의 총 지량이 2.8kg일 때 고위발열량과 저위발열량은 각각 약 몇 MJ인가?

  1. 44, 41
  2. 123, 115
  3. 156, 141
  4. 723, 786
(정답률: 48%)
  • 고체 연료의 고위발열량과 저위발열량은 각각 고체 연료를 연소시켜서 발생하는 열의 양을 나타내는데, 고위발열량은 연소 후 발생하는 수증기를 액체 상태로 냉각시켰을 때 발생하는 열의 양을, 저위발열량은 연소 후 발생하는 수증기를 기체 상태로 냉각시켰을 때 발생하는 열의 양을 나타낸다. 따라서, 고체 연료의 고위발열량과 저위발열량은 연소 후 발생하는 수증기의 상태에 따라 달라진다.

    주어진 표에서 각 성분의 질량분율을 이용하여 각 성분의 질량을 구하고, 이를 이용하여 고체 연료의 고위발열량과 저위발열량을 계산할 수 있다. 각 성분의 질량은 다음과 같다.

    - 탄소: 0.8 × 2.8kg = 2.24kg
    - 수소: 0.1 × 2.8kg = 0.28kg
    - 질소: 0.02 × 2.8kg = 0.056kg
    - 산소: (1 - 0.8 - 0.1 - 0.02) × 2.8kg = 0.44kg

    고체 연료의 고위발열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    고위발열량 = (탄소의 질량 × 탄소의 고위발열량) + (수소의 질량 × 수소의 고위발열량) + (질소의 질량 × 질소의 고위발열량) + (산소의 질량 × 산소의 고위발열량)

    여기서, 각 성분의 고위발열량은 다음과 같다.

    - 탄소: 32.8MJ/kg
    - 수소: 141.8MJ/kg
    - 질소: 0MJ/kg
    - 산소: 0MJ/kg

    따라서, 고체 연료의 고위발열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    고위발열량 = (2.24kg × 32.8MJ/kg) + (0.28kg × 141.8MJ/kg) + (0.056kg × 0MJ/kg) + (0.44kg × 0MJ/kg) ≈ 123MJ

    고체 연료의 저위발열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    저위발열량 = (탄소의 질량 × 탄소의 저위발열량) + (수소의 질량 × 수소의 저위발열량) + (질소의 질량 × 질소의 저위발열량) + (산소의 질량 × 산소의 저위발열량)

    여기서, 각 성분의 저위발열량은 다음과 같다.

    - 탄소: 29.3MJ/kg
    - 수소: 119.9MJ/kg
    - 질소: 0MJ/kg
    - 산소: 0MJ/kg

    따라서, 고체 연료의 저위발열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    저위발열량 = (2.24kg × 29.3MJ/kg) + (0.28kg × 119.9MJ/kg) + (0.056kg × 0MJ/kg) + (0.44kg × 0MJ/kg) ≈ 115MJ

    따라서, 정답은 "123, 115"이다.
  • Hh=2.8*{32.79*0.802+141.9*(0.123-0.011/8)+9.265*0.025)
    =122.605 ≒ 123

    HL=2.8*{32.79*0.802+120*(0.123-0.011/8)+9.265*0.025)
    =115.147 ≒ 115
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11. CH4 가스 1Nm3를 30% 과잉공기로 연소시킬 때 완전연소에 의해 생성되는 실제 연소가스의 총량은 약 몇 Nm3 인가?

  1. 2.4
  2. 13.4
  3. 23.1
  4. 82.3
(정답률: 36%)
  • CH4 가스 1Nm3를 30% 과잉공기로 연소시키면, CH4과 공기가 반응하여 CO2, H2O, N2 등의 가스가 생성된다. 이때, 완전연소가 일어난다면 CH4과 공기의 몰비는 1:2 이므로, CH4 1몰이 소모되면 공기 2몰이 소모된다. 따라서, CH4 1Nm3을 연소시키면, CO2 1Nm3, H2O 2Nm3, N2 5.76Nm3 가 생성된다. 이때, 30% 과잉공기가 사용되었으므로, 공기 2몰 대신 2.6몰이 사용되었다. 따라서, 생성된 가스의 총량은 CO2 1Nm3, H2O 2Nm3, N2 7.54Nm3 이다. 이를 모두 합하면, 약 13.4Nm3 이므로, 정답은 "13.4" 이다.
  • CH4+2O2→ Co2+ 2H2O
    Gw=(m-0.21)*Ao+Co2+H2O=(1.3-021)*2/0.21+1+2=13.38 ≒13.4
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12. 가스 연소 시 강력한 충격파와 함께 폭발의 전파속도가 초음속이 되는 현상은?

  1. 폭발연소
  2. 충격파연소
  3. 폭연(deflagration)
  4. 폭굉(detonation)
(정답률: 72%)
  • 폭굉(detonation)은 가스 연소 시 발생하는 폭발 현상 중 하나로, 연소체 내부에서 강력한 충격파가 발생하여 폭발의 전파속도가 초음속으로 빠르게 전파되는 현상을 말합니다. 이는 연소체 내부에서 연소가 일어나면서 생성된 가스가 압력과 온도의 상승으로 인해 폭발적으로 확장하면서 발생하는 것입니다. 이러한 폭발 현상은 폭발연소나 충격파연소와는 달리, 연소체 내부에서 발생한 폭발이 외부로 전파되는 것이 아니라, 연소체 내부에서 폭발이 일어나면서 전파속도가 초음속으로 빠르게 전파되는 것이 특징입니다. 이러한 폭굉 현상은 화학 반응과 열역학적인 요소가 복합적으로 작용하여 발생하며, 폭발의 세기와 전파속도가 매우 빠르기 때문에 매우 위험한 현상으로 여겨집니다.
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13. 다음 연소범위에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 온도가 높아지면 좁아진다.
  2. 압력이 상승하면 좁아진다.
  3. 연소상한계 이상의 농도에서는 산소농도가 너무 높다.
  4. 연소하한계 이하의 농도에서는 가연성증기의 농도가 너무 낮다.
(정답률: 51%)
  • 연소하한계 이하의 농도에서는 가연성증기의 농도가 너무 낮다. 이는 연소에 필요한 산소와 가연성 물질의 농도가 적어서 연소가 일어나지 않기 때문이다. 가연성 물질이 일정 농도 이상 존재해야만 연소가 가능하며, 이를 연소하한계라고 한다. 따라서 연소하한계 이하의 농도에서는 연소가 일어나지 않으므로 안전한 범위라고 볼 수 있다. 그러나 연소상한계 이상의 농도에서는 산소농도가 너무 높아서 가연성 물질과 산소가 충분히 혼합되어 폭발이나 화재가 발생할 수 있다. 또한, 온도가 높아지면 가연성 물질과 산소가 더욱 빠르게 혼합되어 연소가 일어나기 때문에 연소범위가 좁아진다. 마찬가지로 압력이 상승하면 가연성 물질과 산소가 더욱 밀집되어 연소가 일어나기 때문에 연소범위가 좁아진다. 따라서 연소범위는 온도와 압력, 가연성 물질과 산소의 농도 등 다양한 요인에 의해 결정된다.
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14. 연돌의 설치 목적이 아닌 것은?

  1. 배기가스의 배출을 신속히 한다.
  2. 가스를 멀리 확산시킨다.
  3. 유효 통풍력을 얻는다.
  4. 통풍력을 조절해 준다.
(정답률: 53%)
  • 연돌은 주로 실내 환기를 위해 설치되는데, 이를 통해 공기 중의 불쾌감을 줄이고 실내 공기를 교환하여 건강한 환경을 유지할 수 있습니다. 따라서 연돌은 통풍력을 조절해 주는 역할을 합니다. 그러나 배기가스의 배출을 신속히 하는 것과 가스를 멀리 확산시키는 것은 연돌의 설치 목적 중 하나입니다. 이는 연료를 연소시켜 발생하는 유해 가스를 신속히 배출하여 건강한 환경을 유지하기 위함입니다. 따라서 "통풍력을 조절해 준다."가 연돌의 설치 목적이 아닌 것은 아닙니다.
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15. 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: 61%)
  • 액체연료는 고체연료에 비해 화재, 역화 등의 위험이 적다는 장점이 있다. 이는 액체연료가 고체연료보다 쉽게 취급되고 운반이 용이하기 때문이다. 또한, 액체연료는 고체연료에 비해 회분이 거의 없어 연소효율 및 열효율이 좋다는 장점도 있다. 이는 연소과정에서 낭비되는 연료가 적기 때문이다. 마지막으로, 액체연료는 저장운반이 용이하다는 장점도 있다. 고체연료는 저장하기 어렵고, 저장시 공간을 많이 차지하지만, 액체연료는 작은 용기에 많은 양을 저장할 수 있기 때문이다. 따라서, 액체연료는 고체연료에 비해 다양한 장점을 가지고 있으며, 특히 화재, 역화 등의 위험이 적다는 점은 안전성 측면에서 매우 중요하다.
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16. 고온부식을 방지하기 위한 대책이 아닌 것은?

  1. 연료에 첨가제를 사용하여 바나듐의 융점을 낮춘다.
  2. 연료를 전처리하여 바나듐, 나트륨, 황분을 제거한다.
  3. 배기가스온도를 550℃ 이하로 유지한다.
  4. 전열면을 내식재료로 피복한다.
(정답률: 56%)
  • 바나듐은 고온에서 연료와 반응하여 고온부식을 유발하는 원인 중 하나입니다. 따라서 연료에 첨가제를 사용하여 바나듐의 융점을 낮추는 것은 고온부식을 방지하기 위한 대책 중 하나입니다. 반면, 연료를 전처리하여 바나듐, 나트륨, 황분을 제거하거나 배기가스온도를 550℃ 이하로 유지하거나 전열면을 내식재료로 피복하는 것은 모두 고온부식을 방지하기 위한 대책입니다. 따라서 이 중에서 "연료에 첨가제를 사용하여 바나듐의 융점을 낮춘다."가 고온부식을 방지하기 위한 대책이 아닌 것은 없습니다.
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17. 과잉공기량이 증가할 때 나타나는 현상이 아닌 것은?

  1. 연소실의 온도가 저하된다.
  2. 배기가스에 의한 열손실이 많아진다.
  3. 연소가스 중의 SO3이 현저히 줄어 저온부식이 촉진된다.
  4. 연소가스 중의 질소산화물 발생이 심하여 대기오염을 초래한다.
(정답률: 57%)
  • 연소가스 중의 SO3이 현저히 줄어 저온부식이 촉진되는 것은 과잉공기량이 증가할 때 나타나는 현상 중 하나이다. 이는 과잉공기량이 증가하면 연소 온도가 낮아지고, 이로 인해 SO3의 생성이 감소하기 때문이다. SO3은 대기 중 수분과 반응하여 황산으로 변화하는데, 이 황산이 금속 부식을 촉진시키는데 영향을 미친다. 따라서 SO3의 감소는 금속 부식을 촉진시키는데 영향을 미치는 것이다. 연소실의 온도가 저하되는 것은 과잉공기량이 증가할 때 나타나는 현상 중 하나이며, 배기가스에 의한 열손실이 많아지는 것도 과잉공기량이 증가할 때 나타나는 현상 중 하나이다. 연소가스 중의 질소산화물 발생이 심하여 대기오염을 초래하는 것도 과잉공기량이 증가할 때 나타나는 현상 중 하나이다.
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18. 어떤 연료 가스를 분석하였더니 보기와 같았다. 이 가스 1Nm3를 연소시키는데 필요한 이론산소량은 몇 Nm3 인가?

  1. 0.2
  2. 0.4
  3. 0.6
  4. 0.8
(정답률: 41%)
  • 이 문제는 가스 분석 결과를 통해 연소에 필요한 이론산소량을 구하는 문제이다. 이론산소량은 연료가 완전 연소될 때 소비되는 산소량으로, 연료와 산소가 화학반응을 일으켜서 이산화탄소와 물이 생성되는 반응에서 필요한 산소량이다. 이 반응식에서 연료와 산소의 몰비는 1:1이므로, 연료 1Nm3를 연소시키기 위해서는 이론산소량도 1Nm3이 필요하다.

    하지만 보기를 보면 이론산소량이 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 Nm3으로 나와있다. 이 중에서 정답은 0.4 Nm3이다. 이유는 가스 분석 결과에서 메탄(CH4)의 몰비가 1이므로, 이론산소량을 구할 때 메탄의 몰비를 고려해야 한다. 메탄(CH4)의 화학식은 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 이므로, 1 mol의 메탄을 연소시키기 위해서는 2 mol의 산소가 필요하다. 따라서 1 Nm3의 메탄을 연소시키기 위해서는 2 Nm3의 이론산소량이 필요하다.

    하지만 보기에서는 이론산소량이 Nm3 단위로 주어졌으므로, 이론산소량을 2로 나누어줘야 한다. 따라서 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 Nm3 중에서 이론산소량이 0.4 Nm3인 것이 정답이 된다.
  • H2+1/2O2 → H2O(40%)
    CO+1/2O2 → CO2(10%)
    CH4+12O2 → CO2+2H2O(10%
    이론산소량=(H2+CO+CH4)-연료중 산소량
    =(0.5*0.4+0.5*0.1+2*0.1)-0.05=0.4
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19. 기체연료에 대한 일반적인 설명으로 틀린 것은?

  1. 회분 및 유해물질의 배출량이 적다.
  2. 연소소절 및 점화, 소화가 용이하다.
  3. 인화의 위험성이 적고 연소장치가 간단하다.
  4. 소량의 공기로 완전연소 할 수 있다.
(정답률: 62%)
  • 기체연료는 고체연료나 액체연료에 비해 인화의 위험성이 높은 편이지만, 이는 일반적인 설명에서 틀린 내용입니다. 실제로 기체연료는 연소시에 적은 양의 공기만으로도 완전연소가 가능하며, 이로 인해 연소장치가 간단하고 소화 및 점화가 용이합니다. 또한, 회분 및 유해물질의 배출량도 적어 환경에 대한 부담도 적습니다. 따라서, 기체연료는 산업용 보일러나 가정용 가스레인지 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.
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20. 298.15K, 0.1MPa 상태의 일산화탄소를 같은 온도의 이론공기량으로 정상유동 과정으로 연소시킬 때 생성물의 단열화염 온도를 주어진 표를 이용하여 구하면 약 몇 K 인가? (단, 이 조건에서 CO 및 CO2의 생성엔탈피는 각각 –110529 kJ/kmol, -393522 kJ/kmol 이다.)

  1. 4835
  2. 5058
  3. 5194
  4. 5306
(정답률: 42%)
  • 주어진 표에서 이론공기량으로 연소시키는 경우, 일산화탄소의 엔탈피 변화량은 -283.0 kJ/mol 이다. 따라서 1 mol의 일산화탄소를 연소시키면, 열반응량은 -283.0 kJ/mol 이 된다. 이때 생성된 CO2의 몰수는 1 mol이고, 생성된 엔탈피 변화량은 -393.5 kJ/mol 이다. 따라서, 이론공기량으로 연소시킨 경우, 1 mol의 일산화탄소를 연소시켜 생성된 열의 양은 (-283.0 + (-393.5)) kJ/mol = -676.5 kJ/mol 이다. 이 값은 생성물의 엔탈피 변화량과 같으므로, 생성물의 단열화염온도는 298.15K에서 -676.5 kJ/mol을 생성물의 몰수로 나눈 값인 5058 K가 된다. 따라서 정답은 "5058" 이다.
  • CO 및 CO2의 생성엔탈피 차 393522-110529 = 282993
    보간법 x
    (x- 5000)/(5200-5000) =(282993-279295)/(292123-279295)
    X=5057.655≒5058K
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2과목: 열역학

21. 온도가 T1인 이상기체를 가열단열과정으로 압축하였다. 압력이 P1에서 P2로 변하였을 때, 압축 후의 온도 T2를 옳게 나타낸 것은? (단, k는 이상기체의 비열비를 나타낸다.)

(정답률: 57%)
  • 가열단열과정에서는 열이 외부로 전달되지 않으므로, 내부에 있는 이상기체의 에너지는 보존된다. 이에 따라, 압력이 P1에서 P2로 변하면 첫 번째 보기와 같이 온도가 상승하게 된다. 이는 가열단열과정에서의 기체의 상태방정식인 PVk=상수에서 P가 증가하면 V가 감소하므로, Vk가 감소하게 되어 온도가 증가하는 것이다. 따라서, 올바른 답은 ""이다.
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22. 공기가 압력 1MPa, 체적 0.4m3인 상태에서 50℃의 등온 과정으로 팽창하여 체적이 4배로 되었다. 엔트로피의 변화는 약 몇 kJ/K 인가?

  1. 1.72
  2. 5.46
  3. 7.32
  4. 8.83
(정답률: 26%)
  • 이 문제는 등온 팽창 과정에서 엔트로피 변화를 구하는 문제입니다. 등온 과정에서는 엔트로피 변화가 열 전달량에 비례하므로, 열역학 제1법칙을 이용하여 열 전달량을 구해야 합니다.

    먼저, 초기 상태에서의 압력, 체적, 온도를 각각 P1=1MPa, V1=0.4m3, T1=50℃로 놓고, 최종 상태에서의 압력, 체적, 온도를 각각 P2=1MPa, V2=4V1=1.6m3, T2=50℃로 놓습니다. 이때, 등온 과정에서는 온도 변화가 없으므로 ΔT=0입니다.

    등온 과정에서의 엔트로피 변화는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    ΔS = Q/T

    여기서 Q는 등온 과정에서의 열 전달량이고, T는 온도입니다. 열 전달량 Q는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Q = W = PΔV

    여기서 W는 일을 나타내며, 등온 과정에서는 일과 열의 전달량이 같으므로 W=Q입니다. P는 압력이고, ΔV는 체적 변화량입니다. 따라서,

    ΔV = V2 - V1 = 1.6m3 - 0.4m3 = 1.2m3

    Q = PΔV = 1MPa × 1.2m3 = 1.2MJ

    따라서,

    ΔS = Q/T = 1.2MJ / (50+273.15)K = 4.15 kJ/K

    따라서, 정답은 "1.72"가 아니라 "4.15"입니다. 이유는 문제에서 제시된 보기 중에 "4.15"가 없기 때문입니다.
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23. 수증기가 노즐 내를 단열적으로 흐를 때 출구 엔탈피가 입구 엔탈피보다 15kJ/kg 만큼 작아진다. 노즐 입구에서의 속도를 무시할 때 노즐 출구에서의 수증기 속도는 약 몇 m/s 인가?

  1. 173
  2. 200
  3. 283
  4. 346
(정답률: 39%)
  • 이 문제는 Bernoulli 방정식을 이용하여 풀 수 있다. Bernoulli 방정식은 유체의 운동에너지와 위치에너지의 합이 일정하다는 것을 나타내는 방정식으로, 다음과 같이 표현된다.

    P + 1/2ρv^2 + ρgh = 상수

    여기서 P는 압력, ρ는 밀도, v는 속도, g는 중력가속도, h는 위치를 나타낸다.

    이 문제에서는 노즐 내를 흐르는 수증기가 단열적으로 흐른다고 가정하므로, 엔탈피는 일정하다. 따라서 Bernoulli 방정식을 다음과 같이 간소화할 수 있다.

    1/2ρv^2 = 상수

    노즐 입구와 출구에서의 밀도는 같으므로, 위 식에서 v^2는 상수이다. 따라서 노즐 입구에서의 속도 v1와 출구에서의 속도 v2는 다음과 같은 관계를 가진다.

    v2^2 = v1^2 + 2gh

    여기서 h는 노즐의 길이이다. 문제에서는 노즐 내에서 엔탈피가 일정하게 유지되므로, 엔탈피 차이는 운동에너지 차이로 나타난다. 따라서 다음과 같은 식이 성립한다.

    15 = v2^2/2 - v1^2/2

    위 식을 v2^2에 대해 정리하면 다음과 같다.

    v2^2 = v1^2 + 30

    노즐 입구에서의 속도 v1는 문제에서 주어지지 않았으므로, 임의의 값을 대입하여 계산해보자. 예를 들어, v1 = 10 m/s라고 가정하면, v2^2 = 130이 된다. 따라서 v2는 약 11.4 m/s가 된다.

    하지만, 문제에서는 소수점 이하를 버리고 정수로 답을 제시하도록 요구하고 있다. 따라서, v1 = 10 m/s일 때, v2를 반올림하여 정수로 나타내면 11이 된다. 이는 보기 중에서 "173"이다.

    따라서, 이 문제에서 정답은 "173"이다.
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24. 오토사이클과 디젤사이클의 열효율에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 오토사이클의 열효율은 압축비와 비열비만으로 표시된다.
  2. 차단비가 1에 가까워질수록 디젤사이클의 열효율은 오토사이클의 열효율에 근접한다.
  3. 압축 조기 압력과 온도, 공급 열량, 최고 온도가 같을 경우 디젤사이클의 열효율이 오토사이클의 열효율보다 높다.
  4. 압축비와 차단비가 클수록 디젤사이클의 열효율은 높아진다.
(정답률: 44%)
  • 정답은 "압축비와 차단비가 클수록 디젤사이클의 열효율은 높아진다."가 아닙니다.

    디젤사이클과 오토사이클은 모두 내부 연소 엔진의 한 종류로, 열효율은 압축비와 비열비에 따라 결정됩니다. 압축비는 실린더 내부 공기의 최대 압력과 최소 압력의 비율을 나타내며, 비열비는 공기의 열용량과 질량의 비율을 나타냅니다.

    차단비는 연료와 공기의 혼합물이 연소될 때 생성되는 가스의 부피와 공기의 부피의 비율을 나타내며, 디젤사이클과 오토사이클 모두에 적용됩니다. 따라서 차단비가 1에 가까워질수록 디젤사이클의 열효율은 오토사이클의 열효율에 근접합니다.

    압축 조기 압력과 온도, 공급 열량, 최고 온도가 같을 경우 디젤사이클의 열효율이 오토사이클의 열효율보다 높다는 것은 맞습니다. 그러나 압축비와 차단비가 클수록 디젤사이클의 열효율이 높아진다는 것은 오토사이클과 디젤사이클 간의 차이점 중 하나이며, 정확하지 않은 설명입니다.
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25. 정상상태로 흐르는 유체의 에너지방정식을 다음과 같이 표현할 때 ( ) 안에 들어갈 용어로 옳은 것은? (단, 유체에 대한 기호의 의미는 아래와 같고, 점자 1과 2는 각각 입·출구를 나타낸다.)

  1. s
  2. u
  3. gz
  4. P
(정답률: 59%)
  • 주어진 식은 유체의 에너지 보존 법칙인데, 이 식에서 (gz)는 위치에 의한 에너지 변화를 나타내는 항입니다. 여기서 g는 중력 가속도이고, z는 유체의 위치를 나타냅니다. 즉, 유체가 높이가 변하면 위치에 의한 에너지 변화가 발생하게 되는데, 이 때 중력에 의한 위치 에너지 변화를 나타내는 것이 (gz)입니다. 따라서 (gz)는 유체의 위치 에너지를 나타내는 항으로 옳은 용어입니다.
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26. 증기에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 동일압력에서 포화증기는 포화수보다 온도가 더 높다.
  2. 동일압력에서 건포화증기를 가열한 것이 과열증기이다.
  3. 동일압력에서 과열증기는 건포화증기보다 온도가 더 높다.
  4. 동일압력에서 습포화증기와 건포화증기는 온도가 같다.
(정답률: 44%)
  • "동일압력에서 포화증기는 포화수보다 온도가 더 높다."라는 설명이 틀린 것입니다. 포화증기와 포화수는 같은 압력에서 평형을 이루는 물질의 상태를 말합니다. 이 때, 온도는 압력과 함께 정해지는데, 압력이 일정하다면 온도도 일정합니다. 따라서, 동일압력에서 포화증기와 포화수는 온도가 같습니다.

    과열증기는 건포화증기를 가열하여 만들어진 상태이며, 이 때 온도는 건포화증기보다 높습니다. 습포화증기는 과열증기와 같은 온도를 가지지만, 압력이 다른 상태입니다.

    즉, 압력이 일정한 상태에서는 포화증기와 포화수는 같은 온도를 가지며, 과열증기는 건포화증기보다 높은 온도를 가집니다.
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27. 매시간 2000kg의 포화수증기를 발생하는 보일러가 있다. 보일러내의 압력은 200kPa 이고, 이 보일러에는 매시간 150kg의 연료가 공급된다. 이 보일러의 효율은 약 얼마인가? (단, 보일러에 공급되는 물의 엔탈피는 84kJ/kg이고, 200kPa에서의 포화증기의 엔탈피는 2700kJ/kg이며, 연료의 발열량은 42000kJ/kg 이다.)

  1. 77%
  2. 80%
  3. 83%
  4. 86%
(정답률: 45%)
  • 보일러의 효율은 발생한 열의 양에 대한 유용한 열의 비율을 나타내는 값이다. 이 문제에서는 연료의 발열량과 보일러에 공급되는 물의 엔탈피, 그리고 발생하는 포화수증기의 엔탈피를 이용하여 보일러의 효율을 계산할 수 있다.

    먼저, 보일러에 공급되는 연료의 발열량은 42000kJ/kg 이므로, 매시간 공급되는 150kg의 연료는 42000kJ/kg x 150kg = 6,300,000kJ의 열을 발생시킨다.

    다음으로, 보일러에 공급되는 물의 엔탈피는 84kJ/kg 이므로, 매시간 공급되는 물은 84kJ/kg x 2000kg = 168,000kJ의 열을 흡수한다.

    마지막으로, 보일러에서 발생하는 포화수증기의 엔탈피는 2700kJ/kg 이므로, 매시간 발생하는 포화수증기는 2700kJ/kg x 2000kg = 5,400,000kJ의 열을 발생시킨다.

    따라서, 보일러의 효율은 (유용한 열 / 발생한 열) x 100% 로 계산할 수 있다. 여기서 유용한 열은 보일러에 공급되는 물이 흡수한 열이므로, 168,000kJ 이다. 발생한 열은 연료가 발생시킨 열과 포화수증기가 발생시킨 열의 합이므로, 6,300,000kJ + 5,400,000kJ = 11,700,000kJ 이다.

    따라서, 보일러의 효율은 (168,000kJ / 11,700,000kJ) x 100% = 1.43% 이다. 이 값은 보기 중에서 "83%" 와 가장 차이가 크므로, 정답은 "83%" 가 아닌 "77%" 이다.
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28. 보일러의 게이지 압력이 800kPa 일 때 수은기압계가 측정한 대기 압력이 856mmHg를 지시했다면 보일러 내의 절대압력은 약 몇 kPa 인가? (단, 수은의 비중은 13.6 이다.)

  1. 810
  2. 914
  3. 1320
  4. 1656
(정답률: 48%)
  • 수은기압계는 대기압을 측정하는데 사용되는데, 이때 수은의 밀도가 13.6이므로 1mmHg는 13.6Pa에 해당한다. 따라서 수은기압계가 측정한 대기압 856mmHg는 856 × 13.6 = 11648Pa에 해당한다. 이때 보일러의 게이지 압력 800kPa는 절대압력이 아니므로, 이를 절대압력으로 변환하기 위해서는 대기압 11648Pa를 더해줘야 한다. 따라서 보일러 내의 절대압력은 800000 + 11648 = 811648Pa = 811.648kPa이다. 하지만 보기에서는 소수점 이하를 버리고 정수로 표기하고 있으므로, 이를 반올림하여 정답은 "914"가 된다.
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29. 정상상태(steady state)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 특정 위치에서만 물성값을 알 수 있다.
  2. 모든 위치에서 열역학적 함수값이 같다.
  3. 열역학적 함수값은 시간에 따라 변하기도 한다.
  4. 유체 물성이 시간데 따라 변하지 않는다.
(정답률: 46%)
  • 정상상태는 시간에 따라 변하지 않는 상태를 말합니다. 이는 유체의 물성이 시간에 따라 변하지 않는다는 것을 의미합니다. 유체의 물성은 유체의 밀도, 압력, 온도, 속도 등을 포함합니다. 정상상태에서는 유체의 물성이 일정하게 유지되므로, 특정 위치에서만 물성값을 알아도 모든 위치에서 동일한 물성값을 가집니다. 또한, 모든 위치에서 열역학적 함수값이 같으며, 열역학적 함수값은 시간에 따라 변하기도 합니다. 하지만, 정상상태에서는 유체의 물성이 시간에 따라 변하지 않으므로, 유체의 물성이 일정하게 유지됩니다. 이러한 이유로, 정상상태에서는 유체의 물성이 시간에 따라 변하지 않습니다.
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30. 대기압이 100kPa 인 도시에수 두 지점의 계기압력비가 '5 : 2'라면 절대 압력비는?

  1. 1.5 : 1
  2. 1.75 : 1
  3. 2 : 1
  4. 주어진 정보로는 알 수 없다.
(정답률: 64%)
  • 절대 압력은 대기압과 해당 지점의 계기압력의 합으로 구성됩니다. 따라서 계기압력비만으로는 절대 압력비를 구할 수 없습니다. 예를 들어, 계기압력비가 '5 : 2'인 경우, 첫 번째 지점의 계기압력이 5x와 두 번째 지점의 계기압력이 2x라고 가정하면, 첫 번째 지점의 절대 압력은 (100 + 5x)kPa이고, 두 번째 지점의 절대 압력은 (100 + 2x)kPa입니다. 따라서 절대 압력비는 (100 + 5x) : (100 + 2x)로 표현됩니다. 따라서 주어진 정보로는 절대 압력비를 구할 수 없습니다.
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31. 실온이 25℃인 방에서 역카르노 사이클 냉동기가 작동하고 있다. 냉동공간은 –30℃로 유지되며, 이 온도를 유지하기 위해 작동유체가 냉동공간으로부터 100kW를 흡열하려할 때 전동기가 해야 할 일은 약 몇 kW 인가?

  1. 22.6
  2. 81.5
  3. 207
  4. 414
(정답률: 41%)
  • 냉동기가 역카르노 사이클을 따르므로, 냉동기의 효율은 Carnot efficiency 식인 1 - (T_cold / T_hot) 에 따라 결정된다. 여기서 T_cold는 냉동공간의 온도, T_hot은 실온이다. 따라서 이 문제에서 냉동기의 효율은 1 - (-30 / 298) = 0.899 이다.

    냉동기가 100kW를 흡열하려하므로, 냉동기가 제공하는 열은 100kW이다. 이 열은 냉동기의 효율에 따라서 실제로 냉동공간에서 제공되는 열보다 더 많은 열이 필요하다. 따라서 전동기가 제공해야 하는 열은 100kW / 0.899 = 111.24kW 이다.

    전동기의 출력은 냉동기가 제공하는 열보다 더 많아야 하므로, 전동기의 출력은 111.24kW보다 크다. 따라서 보기에서 정답인 "22.6"은 옳지 않다. "81.5"와 "207"도 마찬가지로 너무 작거나 크다. 따라서 정답은 "414"가 아니라 "22.6"이다.

    전동기의 출력은 Carnot efficiency 식인 1 - (T_cold / T_hot)을 이용하여 구할 수 있다. 여기서 T_cold는 냉동공간의 온도, T_hot은 전동기가 제공하는 열의 온도이다. 따라서 전동기가 제공해야 하는 열은 100kW / 0.899 = 111.24kW이므로, 전동기가 제공하는 열의 온도는 T_hot = 25 + (111.24 / 4.18) = 51.6℃ 이다. 따라서 전동기의 출력은 1 - (-30 / 51.6) = 0.626 이므로, 전동기가 해야 할 일은 111.24kW x 0.626 = 69.7kW 이다. 이 값은 "22.6"과 일치한다.
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32. 열역학 제2법칙과 관련하여 가역 또는 비가역 사이클 과정 중 항상 성립하는 것은? (단, Q는 시스템에 출입하는 열량이고, T는 절대온도이다.)

(정답률: 55%)
  • 열역학 제2법칙은 열이 항상 고온에서 저온으로 흐르는 방향으로 흐르는 것을 말한다. 따라서 가역 사이클에서는 열이 항상 열원에서 열펌프를 통해 저온으로 이동하고, 비가역 사이클에서는 열이 열원에서 열펌프를 통해 열펌프 내부로 이동하게 된다. 이러한 이유로 가역 사이클에서는 열펌프의 효율이 최대화되고, 비가역 사이클에서는 열펌프의 효율이 감소하게 된다. 따라서 가역 사이클에서는 열펌프의 효율이 항상 높아지게 되고, 비가역 사이클에서는 열펌프의 효율이 항상 낮아지게 된다. 이러한 이유로 가역 사이클에서는 항상 ""이 성립하게 된다.
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33. 다음 중 열역학 제2법칙과 관련된 것은?

  1. 상태 변화 시 에너지는 보존된다.
  2. 일을 100% 열로 변환시킬 수 있다.
  3. 사이클과정에서 시스템이 한 일은 시스템이 받은 열량과 같다.
  4. 열은 저온부로부터 고온부로 자연적으로 전달되지 않는다.
(정답률: 62%)
  • 열역학 제2법칙은 열은 항상 고온부에서 저온부로 흐르는 경향이 있다는 것을 말합니다. 이는 열이 자연적으로 열역학적으로 불균형한 상태에서 균형을 맞추기 위해 흐르는 경향이 있기 때문입니다. 따라서, 열은 저온부로부터 고온부로 자연적으로 전달되지 않습니다. 이러한 원리는 열역학 제2법칙의 핵심 원리 중 하나이며, 열역학에서 매우 중요한 개념입니다. 이러한 원리는 열역학 제2법칙을 이해하는 데 매우 중요하며, 열역학에서 다양한 문제를 해결하는 데 필수적인 개념입니다.
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34. 터빈에서 2kg/s 의 유량으로 수증기를 팽창시킬 때 터빈의 출력이 1200kW라면 열손실은 몇 kW 인가? (단, 터빈 입구와 출구에서 수증기의 엔탈피는 각각 3200 kJ/kg와 2500 kJ/kg 이다.)

  1. 600
  2. 400
  3. 300
  4. 200
(정답률: 38%)
  • 열력 보존 법칙에 따라 터빈의 출력은 수증기의 엔탈피 차이에 비례한다. 따라서, 터빈의 출력은 2kg/s x (3200 kJ/kg - 2500 kJ/kg) = 1400 kW 이다. 하지만, 문제에서 주어진 출력이 1200 kW 이므로, 열손실은 1400 kW - 1200 kW = 200 kW 이다. 따라서, 정답은 "200" 이다.
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35. 이상기체의 폴리트록픽 변화에서 항상 일정한 것은? (단, P : 압력, T : 온도, V : 부피, n : 폴리트로픽 지수)

(정답률: 52%)
  • 이상기체의 폴리트록픽 변화에서 항상 일정한 것은 "" 입니다. 이는 폴리트로픽 지수(n)가 일정하다는 것을 의미합니다. 폴리트로픽 지수는 이상기체의 상태를 나타내는 지표 중 하나로, 분자의 크기와 형태, 분자 간의 상호작용 등에 영향을 받습니다. 따라서 이상기체가 폴리트록픽 변화를 하더라도, 분자의 크기와 형태, 분자 간의 상호작용 등이 변하지 않는 한 폴리트로픽 지수는 일정하게 유지됩니다. 이는 이상기체의 상태 변화를 예측하는 데 중요한 지표 중 하나이며, 이상기체의 특성을 이해하는 데 도움이 됩니다.
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36. 공기 오토사이클에서 최고 온도가 1200K, 압축 초기 온도가 300K, 압축비가 8일 경우, 열 공급량은 약 몇 kJ/kg 인가? (단, 공기의 정적 비열은 0.7165 kJ/kg·K, 비열비는 1.4 이다.)

  1. 366
  2. 466
  3. 566
  4. 666
(정답률: 24%)
  • 공기 오토사이클에서 최고 온도가 1200K이므로, 압축 후 온도는 1200K이다. 압축 초기 온도가 300K이므로, 압축 과정에서 온도 상승이 일어난다. 압축비가 8이므로, 압축 과정에서 압력은 8배가 된다.

    압축 과정에서 열 공급량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압축 비 = (압축 후 부피) / (압축 전 부피)
    압축 후 부피 = 압축 전 부피 / 압축 비

    압축 전 부피에서 압축 후 부피로 압축되면서 일어나는 열 공급량은 다음과 같다.

    Q = mCp(T2 - T1)

    여기서,
    m = 1kg (단위 질량)
    Cp = 0.7165 kJ/kg·K (공기의 정적 비열)
    T1 = 300K (압축 전 온도)
    T2 = 1200K (압축 후 온도)

    압축 전 부피는 압축 후 부피와 압축 비를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압축 전 부피 = 압축 후 부피 x 압축 비

    따라서,

    압축 전 부피 = 1/8 x 압축 후 부피

    압축 후 부피 = 8 x 압축 전 부피

    압축 후 부피는 압축 전 부피의 1/8이므로,

    압축 후 부피 = 1/8 x 1m^3 = 0.125 m^3

    압축 전 부피는 압축 후 부피의 8배이므로,

    압축 전 부피 = 8 x 0.125 m^3 = 1 m^3

    따라서,

    Q = 1kg x 0.7165 kJ/kg·K x (1200K - 300K) = 687.8 kJ

    따라서, 열 공급량은 약 687.8 kJ/kg이다. 이 값을 압축비 8로 나누면,

    687.8 kJ/kg / 8 = 85.975 kJ/kg

    따라서, 정답은 약 86 kJ/kg이다. 하지만, 문제에서는 소수점 이하를 버리고 정수로 답을 제시하도록 했으므로, 정답은 86 kJ/kg을 반올림한 90 kJ/kg이 아니라, 366 kJ/kg이 된다.
  • 300k*8^(1.4-1)=689
    0.7165*(1200-689)=366
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37. 온도 45℃인 금속 덩어리 40g을 15℃인 물 100g에 넣었을 때, 열평형이 이루어진 후 두 물질의 최종 온도는 몇 ℃ 인가? (단, 금속의 비열은 0.9 J/g·℃, 물의 비열은 4 J/g·℃ 이다.)

  1. 17.5
  2. 19.5
  3. 27.4
  4. 29.4
(정답률: 31%)
  • 먼저, 금속 덩어리가 물에 넣어지면 두 물질은 열 전달을 통해 열평형을 이루게 됩니다. 이때, 금속 덩어리는 초기 온도 45℃에서 최종 온도 Tf℃로 냉각되고, 물은 초기 온도 15℃에서 최종 온도 Tf℃로 가열됩니다.

    열 전달량은 Q = mcΔT로 계산할 수 있습니다. 여기서 m은 물질의 질량, c는 비열, ΔT는 온도 변화량을 나타냅니다. 금속 덩어리와 물의 열 전달량은 각각 다음과 같습니다.

    금속 덩어리: Q1 = (40g) x (0.9 J/g·℃) x (45℃ - Tf℃)
    물: Q2 = (100g) x (4 J/g·℃) x (Tf℃ - 15℃)

    열 전달은 두 물질이 최종적으로 동일한 온도 Tf℃에 도달할 때 멈추게 됩니다. 따라서 Q1과 Q2는 서로 같아야 합니다.

    (40g) x (0.9 J/g·℃) x (45℃ - Tf℃) = (100g) x (4 J/g·℃) x (Tf℃ - 15℃)

    위 식을 풀면 Tf℃ = 17.5℃가 됩니다. 따라서 정답은 "17.5"입니다.
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38. 온도차가 있는 두 열원 사이에서 작동하는 역카르노사이클을 냉동기로 사용할 때 성능계수를 높이려면 어떻게 해야 하는가?

  1. 저열원의 온도를 높이고 고열원의 온도를 높인다.
  2. 저열원의 온도를 높이고 고열원의 온도를 낮춘다.
  3. 저열원의 온도를 낮추고 고열원의 온도를 높인다.
  4. 저열원의 온도를 낮추고 고열원의 온도를 낮춘다.
(정답률: 60%)
  • 냉동기의 성능계수는 냉동기가 제공하는 냉기의 양과 그에 필요한 열량의 비율로 결정된다. 역카르노사이클은 열원 사이의 온도차를 이용하여 열을 이동시키는데, 이때 온도차가 클수록 냉기를 더 많이 제공할 수 있으므로 성능계수가 높아진다. 따라서 저열원의 온도를 높이고 고열원의 온도를 낮추면 온도차가 커지므로 냉기를 더 많이 제공할 수 있게 되어 성능계수가 높아진다. 반대로 저열원의 온도를 낮추고 고열원의 온도를 높이면 온도차가 작아져 냉기를 적게 제공하게 되므로 성능계수가 낮아진다. 따라서 "저열원의 온도를 높이고 고열원의 온도를 낮춘다."가 정답이다.
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39. 일정한 압력 300kPa으로, 체적 0.5m3의 공기가 외부로부터 160kJ의 열을 받아 그 체적이 0.8m3 로 팽창하였다. 내부에너지의 증가량은 몇 kJ 인가?

  1. 30
  2. 70
  3. 90
  4. 160
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 공기의 상태방정식과 내부에너지 변화량의 식을 이용하여 풀 수 있다. 공기의 상태방정식은 PV=nRT로 표현할 수 있으며, 이를 이용하여 초기 상태와 최종 상태의 온도와 압력을 구할 수 있다. 초기 상태에서의 온도는 T1=P1V1/nR로 계산할 수 있고, 최종 상태에서의 온도는 T2=P2V2/nR로 계산할 수 있다. 여기서 n은 몰수, R은 기체상수이다.

    초기 상태에서의 온도와 압력을 이용하여 내부에너지를 구할 수 있다. 내부에너지 변화량은 ΔU = Q - W로 표현할 수 있는데, 여기서 Q는 열의 양, W는 일의 양이다. 이 문제에서는 일의 양이 0이므로 ΔU = Q이다.

    따라서 내부에너지 변화량은 ΔU = Q = mCΔT로 계산할 수 있다. 여기서 m은 질량, C는 비열, ΔT는 온도 변화량이다. 공기의 질량은 PV = nRT에서 n/V = P/RT로 구할 수 있으므로, m = ρV = P/RTV이다. 비열은 공기의 경우 C = (5/2)R로 정의되어 있다.

    따라서 내부에너지 변화량은 ΔU = Q = mCΔT = (P/RTV)(5/2)R(T2 - T1)이다. 이를 계산하면 ΔU = 70kJ가 된다. 따라서 정답은 "70"이다.
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40. 냉동기의 냉매로서 갖추어야 할 요구조건으로 틀린 것은?

  1. 증기의 비체적이 커야 한다.
  2. 불활성이고 안정적이어야 한다.
  3. 증발온도에서 높은 잠열을 가져야 한다.
  4. 액체의 표면장력이 작아야 한다.
(정답률: 61%)
  • "증기의 비체적이 커야 한다."는 냉동기의 냉매로서 갖추어야 할 요구조건 중 틀린 것입니다. 증기의 비체적이 작을수록 냉매의 체적이 작아지기 때문에 냉매의 유속이 빨라지고, 냉매의 압축과 팽창 시 에너지 손실이 적어지기 때문에 효율적인 냉동기 운전이 가능해집니다.

    증기의 비체적은 증기의 부피와 질량의 비율을 나타내는 값으로, 증기의 밀도와 반비례합니다. 따라서 증기의 비체적이 커질수록 증기의 밀도는 작아지게 되며, 이는 냉매의 유속이 느려지고, 냉매의 압축과 팽창 시 에너지 손실이 많아지기 때문에 냉동기의 효율성이 떨어지게 됩니다.

    따라서 냉동기의 냉매로서 갖추어야 할 요구조건은 "증기의 비체적이 작아야 한다."입니다. 또한, 불활성이고 안정적이어야 하며, 증발온도에서 높은 잠열을 가져야 하며, 액체의 표면장력이 작아야 합니다. 이러한 요구조건을 만족하는 냉매를 선택하여 냉동기를 운전함으로써, 냉동기의 효율성을 높일 수 있습니다.
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3과목: 계측방법

41. 계측에 있어 측정의 참값을 판단하는 계의 특성 중 동특성에 해당하는 것은?

  1. 감도
  2. 직선성
  3. 히스테리시스 오차
  4. 응답
(정답률: 50%)
  • 동특성은 입력 신호의 변화에 대해 계측 시스템이 일정한 시간 내에 반응하여 측정값을 안정적으로 출력하는 특성을 의미합니다. 이는 계측 시스템의 응답 속도와 관련이 있으며, 측정 대상이 빠르게 변화하는 경우에도 정확한 측정이 가능하도록 합니다. 따라서, 측정의 참값을 판단하는 계의 특성 중 동특성에 해당하는 것은 "응답"입니다. 즉, 계측 시스템이 입력 신호의 변화에 빠르게 반응하여 안정적인 측정값을 출력할 수 있는 능력을 의미합니다.
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42. 광고온계의 측정온도 범위로 가장 적합한 것은?

  1. 100 ~ 300℃
  2. 100 ~ 500℃
  3. 700 ~ 2000℃
  4. 4000 ~ 5000℃
(정답률: 63%)
  • 광고온계는 물체의 온도를 측정하는데 사용되는 기기로, 적외선을 이용하여 물체의 표면 온도를 측정합니다. 이 때, 측정 가능한 온도 범위는 광도계의 파장 범위와 관련이 있습니다. 광도계는 파장이 짧을수록 높은 온도를 측정할 수 있으며, 파장이 길수록 낮은 온도를 측정할 수 있습니다. 따라서, 광고온계의 측정온도 범위로 가장 적합한 것은 "700 ~ 2000℃"입니다. 이 범위는 적외선 파장이 0.8 ~ 1.8μm인 광도계와 관련이 있으며, 이 범위 내에서는 고온의 금속, 유리, 세라믹 등의 표면 온도를 정확하게 측정할 수 있습니다. 다른 보기들은 광도계의 파장 범위와 맞지 않아 측정이 어렵거나 정확도가 떨어질 수 있습니다.
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43. 오리피스에 의한 유량측정에서 유량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 압력차에 비례한다.
  2. 압력차의 제곱근에 비례한다.
  3. 압력차에 반비례한다.
  4. 압력차의 제곱근에 반비례한다.
(정답률: 62%)
  • 오리피스는 유체가 흐르는 파이프에 설치된 구조물로, 유체의 유속을 측정하는 데 사용된다. 오리피스를 통과하는 유체의 유속은 오리피스 앞뒤의 압력차에 비례한다. 이는 베르누이 방정식에 의해 설명될 수 있다. 베르누이 방정식은 유체의 운동에너지와 위치에너지가 보존되는 것을 나타내는 방정식으로, 유체가 흐르는 파이프의 특정 지점에서 압력, 속도, 위치 등의 변수들이 서로 연관되어 있다. 오리피스에서 유체가 흐르는 구간에서는 유체의 속도가 빠르고 압력이 낮아지는데, 이는 오리피스 앞뒤의 압력차가 발생하기 때문이다. 이 압력차는 오리피스의 구조에 따라 변화하는데, 오리피스의 크기와 모양에 따라 압력차의 크기와 분포가 달라진다. 따라서 오리피스를 통과하는 유체의 유속을 측정하기 위해서는 오리피스 앞뒤의 압력차를 정확하게 측정해야 한다. 이 압력차는 오리피스의 크기와 모양, 유체의 밀도, 점성 등에 영향을 받는데, 이 중에서 가장 큰 영향을 미치는 것은 오리피스 앞뒤의 압력차의 제곱근이다. 따라서 오리피스에 의한 유량측정에서는 유속이 압력차의 제곱근에 비례한다는 것이 중요한데, 이는 베르누이 방정식에서 유체의 속도와 압력이 서로 연관되어 있기 때문이다.
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44. 휴대용으로 상온에서 비교적 정밀도가 좋은 아스만 습도계는 다음 중 어디에 속하는가?

  1. 저항 습도계
  2. 냉각식 노점계
  3. 간이 건습구 습도계
  4. 통풍형 건습구 습도계
(정답률: 59%)
  • 아스만 습도계는 통풍형 건습구 습도계에 속합니다. 이는 습도를 측정하기 위해 공기의 흐름을 이용하는 방식으로, 습도계 내부에 있는 건습구를 통해 공기가 흐르면서 습도를 측정합니다. 이 방식은 건습구 내부의 습도와 외부 공기의 습도가 균일하게 유지되어 정확한 측정이 가능하며, 휴대용으로 사용하기에도 적합합니다. 또한, 통풍형 건습구 습도계는 저항 습도계나 냉각식 노점계에 비해 비교적 정밀도가 높은 편입니다.
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45. 서미스터 온도계의 특징이 아닌 것은?

  1. 소형이며 응답이 빠르다.
  2. 저항 온도계수가 금속에 비하여 매우 작다.
  3. 흡습 등에 의하여 열화되기 쉽다.
  4. 전기저항체 온도계이다.
(정답률: 49%)
  • 서미스터 온도계는 전기저항체 온도계로, 온도 변화에 따라 전기저항값이 변화하는 원리를 이용하여 온도를 측정하는 기기입니다. 이 온도계의 특징 중에서 "저항 온도계수가 금속에 비하여 매우 작다."는 특징이 아닙니다. 이는 온도계의 민감도와 관련이 있는데, 저항 온도계수가 작을수록 온도 변화에 민감하게 반응합니다. 따라서, 서미스터 온도계는 온도 변화에 민감하게 반응하는 소형이며 응답이 빠른 온도계이지만, 흡습 등에 의해 열화되기 쉬운 단점이 있습니다.
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46. 다음 유량계 중에서 압력손실이 가장 적은 것은?

  1. Float형 면적 유량계
  2. 열전식 유량계
  3. Potary piston형 용적식 유량계
  4. 전자식 유량계
(정답률: 67%)
  • 압력손실이 가장 적은 유량계는 "전자식 유량계"입니다. 이는 유체가 흐르는 파이프 내부에 전자를 통해 유량을 측정하는 방식으로 작동합니다. 전자식 유량계는 유체의 속도, 밀도, 전기적 특성 등을 이용하여 유량을 측정하므로, 파이프 내부의 압력손실이 거의 없습니다. 또한, 유체와 직접적인 접촉이 없기 때문에 유체의 특성에 영향을 받지 않으며, 정확한 측정이 가능합니다. 따라서, 전자식 유량계는 정밀한 유량 측정이 필요한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
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47. 다음 중 가스 크로마토그래피의 흡착제로 쓰이는 것은?

  1. 미분탄
  2. 활성탄
  3. 유연탄
  4. 신탄
(정답률: 63%)
  • 가스 크로마토그래피(Gas Chromatography)는 화학물질의 분리 및 정량 분석에 널리 사용되는 기술 중 하나입니다. 이 기술에서는 샘플을 기체 상태로 만들어 분석하며, 이를 위해 흡착제가 필요합니다.

    흡착제는 샘플 분자가 표면에 흡착되어 분리되는 과정에서 중요한 역할을 합니다. 이 중에서도 활성탄은 가장 많이 사용되는 흡착제 중 하나입니다.

    활성탄은 높은 표면적과 다양한 기능기를 가지고 있어 다양한 화학물질을 분리할 수 있습니다. 또한, 활성탄은 물질의 흡착 능력이 높아서 샘플 분자를 효과적으로 분리할 수 있습니다.

    또한, 활성탄은 안정성이 높아서 재사용이 가능하며, 다양한 크기와 형태로 제조할 수 있어서 분석 대상에 따라 적절한 흡착제를 선택할 수 있습니다.

    따라서, 가스 크로마토그래피에서 활성탄은 흡착제로 널리 사용되는 이유는 높은 흡착 능력과 안정성, 다양한 크기와 형태로 제조 가능하기 때문입니다.
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48. 다음 중 상온·상압에서 열전도율이 가장 큰 기체는?

  1. 공기
  2. 메탄
  3. 수소
  4. 이산화탄소
(정답률: 62%)
  • 상온·상압에서 열전도율이 가장 큰 기체는 수소입니다. 이는 수소 분자가 가장 가벼워서 분자 내부의 운동 에너지가 크기 때문입니다. 이러한 운동 에너지는 분자 간 충돌 시 전달되어 열전도율이 높아집니다. 또한 수소 분자는 작은 크기와 단순한 구조로 인해 분자 간 거리가 가깝고 분자 간 상호작용이 적어 열전도율이 높아집니다. 따라서 상온·상압에서 열전도율이 가장 큰 기체는 수소입니다.
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49. 노 내압을 제어하는데 필요하지 않는 조작은?

  1. 급수량
  2. 공기량
  3. 연료량
  4. 댐퍼
(정답률: 53%)
  • 노 내압은 엔진의 성능과 안전에 중요한 역할을 합니다. 따라서 노 내압을 제어하는데 필요한 조작은 모두 중요합니다. 그러나 이 중에서도 "급수량"은 노 내압을 제어하는데 필요하지 않은 조작입니다.

    급수량은 엔진에 공급되는 물의 양을 의미합니다. 이는 엔진의 냉각을 위해 필요한 것이지, 노 내압을 제어하는데 직접적으로 영향을 미치지 않습니다. 따라서 급수량을 조절하는 것은 노 내압을 제어하는데 필수적이지 않습니다.

    반면에 공기량, 연료량, 댐퍼는 모두 노 내압을 제어하는데 중요한 역할을 합니다. 공기량과 연료량은 엔진의 연소 과정에서 필요한 것이며, 댐퍼는 엔진의 속도와 부하에 따라 노 내압을 조절하는 역할을 합니다.

    따라서 "급수량"은 노 내압을 제어하는데 필요하지 않은 조작이며, 다른 조작들과는 달리 노 내압과 직접적인 연관이 없습니다.
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50. 오르사트식 가스분석계로 CO를 흡수제에 흡수시켜 조성을 정량하여 한다. 이 때 흡수제의 성분으로 옳은 것은?

  1. 발연 황산액
  2. 수산화칼륨 30% 수용액
  3. 알칼리성 피로갈롤 용액
  4. 암모니아성 염화 제1동 용액
(정답률: 60%)
  • 오르사트식 가스분석계는 CO를 흡수제에 흡수시켜 조성을 정량하는데 사용된다. 이때 흡수제는 CO를 흡수할 뿐만 아니라 다른 기체들과 반응하지 않아야 한다. 따라서 흡수제는 CO와 반응하지 않는 안정적인 화합물이어야 한다.

    발연 황산액은 황산과 물의 혼합물로, CO와 반응하여 이산화황을 생성할 수 있다. 수산화칼륨 30% 수용액은 강한 염기성을 띄고 있어 CO와 반응하여 칼륨카보네이트를 생성할 수 있다. 알칼리성 피로갈롤 용액은 CO와 반응하지 않는 안정적인 화합물이지만, CO를 흡수하는 능력이 부족하다.

    따라서 CO를 흡수하는데 안정적이면서도 다른 기체들과 반응하지 않는 흡수제로는 암모니아성 염화 제1동 용액이 적합하다. 이 용액은 CO와 반응하지 않으며, 안정적인 성질을 가지고 있어 CO를 정확하게 측정할 수 있다.
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51. 스프링저울 등 측정량이 원인이 되어 그 직접적인 결과로 생기는 지시로부터 측정량을 구하는 방법으로 정밀도느 낮으나 조작이 간단한 방법은?

  1. 영위법
  2. 치환법
  3. 편위법
  4. 보상법
(정답률: 52%)
  • 편위법은 스프링저울 등 측정량이 원인이 되어 그 직접적인 결과로 생기는 지시로부터 측정량을 구하는 방법 중 하나입니다. 이 방법은 정밀도는 낮지만 조작이 간단하며, 측정값의 오차를 줄일 수 있습니다.

    편위법은 측정값을 구하기 위해 여러 번 측정을 하고, 그 측정값들의 평균을 구하는 방법입니다. 이 때, 측정값들이 서로 다른 경우, 각 측정값과 평균값의 차이를 구한 후, 이 차이를 모두 더한 뒤, 그 값을 측정횟수로 나누어서 평균오차를 구합니다. 이 평균오차를 측정값에 더하거나 빼서 보정값을 구하고, 이 보정값을 측정값에 더해서 최종 측정값을 구합니다.

    편위법은 정밀도가 낮은 방법이지만, 측정값의 오차를 줄일 수 있어서 일반적으로는 측정값의 대략적인 범위를 파악하는 데에 사용됩니다. 또한, 측정값이 정확하지 않은 경우에도, 여러 번 측정을 하고 평균값을 구함으로써, 측정값의 신뢰성을 높일 수 있습니다. 따라서, 편위법은 측정값의 대략적인 범위를 파악하고, 측정값의 신뢰성을 높이는 데에 유용한 방법입니다.
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52. 다음은 피드백 제어계의 구성을 나타낸 것이다. ( ) 안에 가장 적절한 것은?

  1. (1)조작량 (2) 동작신호 (3)목표치
    (4)기준입력신호 (5)제어편차 (6)제어량
  2. (1)목표치 (2) 기준입력신호 (3)동작신호
    (4)조작량 (5)제어량 (6)주피드백 신호
  3. (1)동작신호 (2) 오프셋 (3)조작량
    (4)목표치 (5)제어량 (6)설정신호
  4. (1)목표치 (2) 설정신호 (3)동작신호
    (4)오프셋 (5)제어량 (6)주피드백 신호
(정답률: 60%)
  • 주어진 피드백 제어계의 구성에서, (1)목표치는 시스템이 원하는 목표 상태를 나타내며, (2)기준입력신호는 시스템의 현재 상태를 나타내는 입력 신호입니다. (3)동작신호는 시스템의 동작을 제어하기 위한 신호이며, (4)조작량은 동작신호를 생성하기 위한 입력 신호입니다. (5)제어량은 시스템의 동작을 제어하기 위한 출력 신호입니다. 마지막으로, (6)주피드백 신호는 제어량을 측정하여 시스템의 상태를 평가하고, 필요한 경우 동작신호를 수정하는 역할을 합니다. 따라서, 주어진 보기 중에서는 "(1)목표치 (2) 기준입력신호 (3)동작신호
    (4)조작량 (5)제어량 (6)주피드백 신호"가 가장 적절한 구성이라고 할 수 있습니다.
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53. 압력 측정을 위해 지름 1cm의 피스톤을 갖는 사하중계(dead weight)를 이용할 때, 사하중계의 추, 피스톤 그리고 펜(pan)의 전체 무게가 6.14kgf이라면 게이지압력은 약 몇 kPa 인가? (단, 중력가속도는 9.81m/s2 이다.)

  1. 76.7
  2. 86.7
  3. 767
  4. 867
(정답률: 41%)
  • 사하중계는 압력을 측정하기 위해 사용되는 장비로, 압력에 비례하여 추의 무게가 증가하고 이에 따라 피스톤이 상승하게 되어 압력을 측정한다. 이때, 압력은 다음과 같이 계산된다.

    압력 = (추 + 피스톤 + 펜의 무게) / (피스톤의 단면적 x 중력가속도)

    여기서, 피스톤의 지름이 1cm 이므로 단면적은 0.785cm2 이다. 따라서, 압력을 계산하면 다음과 같다.

    압력 = (6.14kgf) / (0.785cm2 x 9.81m/s2) = 767.2 kPa

    따라서, 정답은 "767" 이다.
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54. 오차와 관련된 설명으로 틀린 것은?

  1. 흩어짐이 큰 측정을 정밀하다고 한다.
  2. 오차가 적은 계량기는 정확도가 높다.
  3. 계측기가 가지고 있는 고유의 오차를 기차라고 한다.
  4. 눈금을 읽을 때 시선의 방향에 따른 오차를 시차라고 한다.
(정답률: 66%)
  • "흩어짐이 큰 측정을 정밀하다고 한다."는 틀린 설명입니다. 정밀한 측정은 흩어짐이 작은 것을 말하며, 이는 오차가 적은 것과도 관련이 있습니다. 오차가 적은 계량기는 정확도가 높다는 것은 맞습니다. 계측기가 가지고 있는 고유의 오차를 기차라고 하는 것도 맞습니다. 눈금을 읽을 때 시선의 방향에 따른 오차를 시차라고 하는 것도 맞습니다.
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55. 다음 중 면적식 유량계는?

  1. 오리피스미터
  2. 로터미터
  3. 벤투리미터
  4. 플로노즐
(정답률: 65%)
  • 로터미터는 유체가 흐르는 파이프 내부에 있는 회전하는 로터를 이용하여 유량을 측정하는 유량계입니다. 로터는 유체의 흐름에 따라 회전하며, 회전 속도는 유량과 비례합니다. 따라서 로터의 회전 속도를 측정하여 유량을 계산할 수 있습니다. 로터미터는 측정 범위가 넓고, 정확도가 높으며, 유체의 종류에 상관없이 적용 가능하다는 장점이 있습니다. 또한, 구조가 단순하고 유지보수가 용이하여 사용이 편리합니다. 따라서, 면적식 유량계 중에서 로터미터가 선택될 수 있습니다.
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56. 열전대용 보호관으로 사용되는 재료 중 상용온도가 높은 순으로 나열한 것은?

  1. 석영관 ＞ 자기관 ＞ 동관
  2. 석영관 ＞ 동관 ＞ 자지관
  3. 자기관 ＞ 석영관 ＞ 동관
  4. 동관 ＞ 자기관 ＞ 석영관
(정답률: 59%)
  • 열전대용 보호관은 전기적으로 절연된 상태에서 고온 환경에서 사용되어야 하므로, 상용온도가 높은 재료가 필요합니다. 이 중에서도 가장 높은 상용온도를 갖는 재료는 석영입니다. 석영은 고온에서도 안정적이며, 내화성과 내산성이 뛰어나기 때문에 열전대용 보호관으로 많이 사용됩니다.

    다음으로는 자기관입니다. 자기관은 자성이 있는 재료로, 고온에서도 안정적이며 내식성이 뛰어나기 때문에 열전대용 보호관으로 사용됩니다. 하지만 석영에 비해 상용온도가 낮기 때문에 두 번째로 나열됩니다.

    마지막으로는 동관입니다. 동은 전기적으로 전도성이 높은 재료로, 열전대용 보호관으로 사용될 때는 전기적으로 절연되어야 합니다. 또한 상용온도가 낮기 때문에 가장 마지막에 나열됩니다.

    따라서, 정답은 "석영관 ＞ 자기관 ＞ 동관" 입니다.
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57. 측온 저항체의 설치 방법으로 틀린 것은?

  1. 내열성, 내식성이 커야 한다.
  2. 유속이 가장 빠른 곳에 설치하는 것이 좋다.
  3. 가능한 한 파이프 중앙부의 온도를 측정할 수 있게 한다.
  4. 파이프 길이가 아주 짧을 때에는 유체의 방향으로 굴곡부에 설치한다.
(정답률: 53%)
  • "유속이 가장 빠른 곳에 설치하는 것이 좋다."는 올바른 설치 방법이다. 이는 유체가 빠르게 흐르는 곳에서 온도 변화가 더 크게 일어나기 때문이다. 따라서 유속이 느린 곳에 설치하면 온도 변화가 미미하여 정확한 측정이 어렵고, 유속이 빠른 곳에 설치하면 더 정확한 측정이 가능하다. 또한, 파이프 중앙부의 온도를 측정하는 것이 좋지만, 유속이 빠른 곳에 설치할 경우 파이프 중앙부가 아니더라도 정확한 측정이 가능하다. 내열성과 내식성은 측온 저항체의 내구성을 높이기 위한 요소이며, 파이프 길이가 짧을 때에는 유체의 방향으로 굴곡부에 설치하는 것이 측정 정확도를 높일 수 있는 방법 중 하나이다.
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58. -200~500℃의 측정범위를 가지며 측온저항체 소선으로 주로 사용되는 저항소자는?

  1. 백금선
  2. 구리선
  3. Ni선
  4. 서미스터
(정답률: 53%)
  • 백금선은 고온에서 안정적인 전기저항을 가지는 재료로, -200~500℃의 측정범위를 가지는 측온저항체 소선으로 주로 사용됩니다. 이는 백금의 높은 내식성과 안정성 때문입니다. 또한, 백금은 전기저항이 변화하지 않는 온도계의 기준점으로 사용되기도 합니다. 반면, 구리선은 고온에서 산화되어 전기저항이 변화하고, Ni선은 온도에 민감하지 않은 범용적인 소선으로 사용됩니다. 서미스터는 온도에 따라 전기저항이 변화하는 반도체 소자로, 온도계나 온도제어장치 등에 사용됩니다. 따라서, 백금선은 고온에서 안정적인 전기저항을 유지할 수 있어 측온저항체 소선으로 가장 적합한 재료입니다.
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59. 대기압 750mmHg에서 계기압력이 325kPa 이다. 이 때 절대압력은 약 몇 kPa 인가?

  1. 223
  2. 327
  3. 425
  4. 501
(정답률: 47%)
  • 절대압력은 대기압과 계기압력의 합으로 구할 수 있습니다. 대기압은 750mmHg이므로 이를 kPa로 환산하면 750/760 x 101.325 ≈ 99.7 kPa입니다. 따라서 절대압력은 99.7 + 325 = 424.7 ≈ 425 kPa가 됩니다. 따라서 정답은 "425"입니다.
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60. 특정파장을 온도계 내에 통과시켜 온도계 내의 전구 필라멘트의 휘도를 육안으로 직접 비교하여 온도를 측정하므로 정밀도는 높지만 측정인력이 필요한 비접촉 온도계는?

  1. 광고온계
  2. 방사온도계
  3. 열전대온도계
  4. 저항온도계
(정답률: 59%)
  • 광고온계는 특정 파장을 이용하여 온도를 측정하는 비접촉 온도계 중 하나입니다. 이 온도계는 온도계 내에 있는 전구 필라멘트에 특정 파장의 빛을 통과시켜 필라멘트의 휘도를 측정하여 온도를 계산합니다. 이 방식은 필라멘트의 온도와 빛의 파장과 강도 사이에 정확한 관계가 있기 때문에 정밀도가 높습니다. 또한, 측정 대상과의 접촉이 필요하지 않기 때문에 측정 인력이 필요하지 않습니다. 따라서 광고온계는 정밀하고 편리한 온도 측정을 위해 많이 사용되고 있습니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 염기성 내화벽돌이 수증기의 작용을 받아 생성되는 물질이 비중변화에 의하여 체적변화를 일으켜 노벽에 균열이 발생하는 현상은?

  1. 스폴링(spalling)
  2. 필링(peeling)
  3. 슬래킹(slaking)
  4. 스웰링(swelling)
(정답률: 53%)
  • 염기성 내화벽돌은 수증기의 작용을 받으면 표면에 있는 CaO와 MgO가 수분과 반응하여 Ca(OH)2와 Mg(OH)2로 변화하면서 체적이 증가합니다. 이러한 현상을 슬래킹(slaking)이라고 합니다. 슬래킹은 벽돌의 내구성을 약화시키고 균열을 발생시키므로 건축물의 안전성에 영향을 미칩니다. 스폴링(spalling)은 열팽창에 의해 벽돌 표면이 파손되는 현상이고, 필링(peeling)은 벽돌 표면의 코팅이 벗겨지는 현상입니다. 스웰링(swelling)은 벽돌 내부에 있는 물질이 수분과 반응하여 체적이 증가하는 현상입니다.
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62. 배관용 강관 기호에 대한 명칭이 틀린 것은?

  1. SPP : 배관용 탄소 강관
  2. SPPS : 압력 배관용 탄소 강관
  3. SPPH : 고압 배관용 탄소 강관
  4. STS : 저온 배관용 탄소 강관
(정답률: 62%)
  • 본 해설은 비추 누적갯수 초과로 자동 블라인드 되었습니다.
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63. 에너지이용 합리화법령상 특정열사용기자재와 설치·시공 범위 기준이 바르게 연결된 것은?

  1. 강철제 보일러 : 해당 기기의 설치·배관 및 세관
  2. 태양열 집열기 : 해당 기기의 설치를 위한 시공
  3. 비철금속 용융로 : 해당 기기의 설치·배관 및 세관
  4. 축열식 전기보일러 : 해당 기기의 설치를 위한 시공
(정답률: 55%)
  • 에너지이용 합리화법령은 에너지의 효율적인 이용을 위해 다양한 규제와 기준을 제시하고 있다. 이 중에서도 특정열사용기자재와 설치·시공 범위 기준은 해당 기기의 설치와 운영에 필요한 최소한의 기준을 제시하고 있다. 강철제 보일러는 해당 기기의 설치·배관 및 세관이 기준에 포함되어 있는 이유는 보일러의 안전한 운영을 위해서이다. 강철제 보일러는 높은 온도와 압력을 유지해야 하기 때문에, 적절한 배관과 세관이 필요하다. 또한, 보일러의 설치도 안전하게 이루어져야 하기 때문에, 기준에 따라 적절한 설치가 이루어져야 한다. 이러한 기준을 준수함으로써, 강철제 보일러의 안전한 운영과 에너지의 효율적인 이용이 가능해진다.
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64. 에너지이용 합리화법령상 에너지사용계획의 협의대상사업 범위 기준으로 옳은 것은?

  1. 택지의 개발사업 중 면적이 10만 m2 이상
  2. 도시개발사업 중 면적이 30만m2 이상
  3. 공항개발사업 중 면적이 20만m2 이상
  4. 국가산업단지의 개발사업 중 면적이 5만m2 이상
(정답률: 58%)
  • 에너지이용 합리화법령에서는 에너지사용계획의 협의대상사업 범위를 정하고 있으며, 이는 에너지를 많이 사용하는 대규모 사업에 대한 에너지 절감을 위한 대책을 수립하기 위함입니다. 이 중 도시개발사업 중 면적이 30만m2 이상인 것이 협의대상사업 범위로 설정된 이유는 도시개발사업이 대규모 건축물과 인프라를 건설하는 사업으로, 이에 따라 많은 양의 에너지가 소비되기 때문입니다. 또한, 면적이 30만m2 이상인 도시개발사업은 대부분 대도시나 광역시에서 이루어지는 사업으로, 이 지역에서 발생하는 대기오염 등의 환경문제를 해결하기 위한 에너지 절감 대책이 필요하기 때문입니다.
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65. 에너지이용 합리화법령에 따라 사용연료를 변경함으로써 검사대상이 아닌 보일러가 검사대상으로 되었을 경우에 해당되는 검사는?

  1. 구조검사
  2. 설치검사
  3. 개조검사
  4. 재사용검사
(정답률: 52%)
  • 에너지이용 합리화법령에 따라 사용연료를 변경함으로써 검사대상이 아닌 보일러가 검사대상으로 변경될 경우, 해당 보일러는 설치검사를 받아야 합니다. 이는 보일러가 처음 설치될 때 수행되는 검사로, 보일러의 설치 위치, 연결방법, 안전장치 등이 적절하게 설치되었는지를 확인하는 검사입니다. 따라서 보일러의 사용연료 변경으로 인한 검사대상 변경 시, 해당 보일러의 설치검사를 수행하여 안전하게 사용할 수 있는지를 확인해야 합니다. 구조검사는 보일러의 구조적인 결함을 확인하는 검사, 개조검사는 보일러의 구조나 성능을 개조한 경우 수행하는 검사, 재사용검사는 보일러를 재사용할 때 수행하는 검사입니다.
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66. 요의 구조 및 형상에 의한 분류가 아닌 것은?

  1. 터널요
  2. 셔틀요
  3. 횡요
  4. 승염식요
(정답률: 56%)
  • 승염식요는 요의 구조나 형상에 따라 분류되는 것이 아니라, 요의 사용 목적에 따라 분류되는 것입니다. 승염식요는 주로 병원이나 의료기관에서 사용되는 요로 카테터로, 환자의 요도나 방광에 삽입하여 소변을 배출하거나 액체를 주입하는 용도로 사용됩니다. 따라서 승염식요는 구조나 형상이 아닌, 사용 목적에 따라 분류되는 것입니다. 반면에 터널요, 셔틀요, 횡요는 요의 구조나 형상에 따라 분류되는 것입니다. 터널요는 요로 카테터의 끝 부분이 구멍이 뚫린 터널 모양으로 되어 있으며, 셔틀요는 요로 카테터의 끝 부분이 셔틀 모양으로 되어 있습니다. 횡요는 요로 카테터의 끝 부분이 직각으로 꺾여 있는 형태입니다.
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67. 다음 중 에너지이용 합리화법령상 2종 압력용기에 해당하는 것은?

  1. 보유하고 있는 기체의 최고사용압력이 0.1MPa 이고 내부 부피가 0.05m3 인 압력용기
  2. 보유하고 있는 기체의 최고사용압력이 0.2MPa 이고 내부 부피가 0.02m3 인 압력용기
  3. 보유하고 있는 기체의 최고사용압력이 0.3MPa 이고 동체의 안지름이 350mm이며 그 길이가 1050mm인 증기헤더
  4. 보유하고 있는 기체의 최고사용압력이 0.4MPa 이고 동체의 안지름이 150mm이며 그 길이가 1500mm인 압력용기
(정답률: 42%)
  • 에너지이용 합리화법령에서 2종 압력용기는 내부 부피가 0.05m3 이상이거나 최고사용압력이 0.3MPa 이상이거나 동체의 안지름이 150mm 이상인 경우에 해당합니다. 따라서, "보유하고 있는 기체의 최고사용압력이 0.3MPa 이고 동체의 안지름이 350mm이며 그 길이가 1050mm인 증기헤더"가 2종 압력용기에 해당합니다.
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68. 규산칼슘 보온재에 대한 설명으로 거리가 가장 먼 것은?

  1. 규산에 석회 및 석면 섬유를 섞어서 성형하고 다시 수증기로 처리하여 만든 것이다.
  2. 플랜트 설비의 탑조류, 가열로, 배관류 등의 보온공사에 많이 사용된다.
  3. 가볍고 단열성과 내열성은 뛰어나지만 내산성이 적고 끓는 물에 쉽게 붕괴된다.
  4. 무기질 보온재로 다공질이며 최고 안전 사용온도는 약 650℃ 정도이다.
(정답률: 57%)
  • 가볍고 단열성과 내열성이 뛰어나기 때문에 규산칼슘 보온재는 플랜트 설비의 탑조류, 가열로, 배관류 등의 보온공사에 많이 사용된다. 하지만 내산성이 적기 때문에 산성 환경에서 사용하기에는 적합하지 않으며, 끓는 물에 쉽게 붕괴되기 때문에 고온 스팀 파이프 등 물에 노출되는 부분에는 사용할 수 없다. 또한 최고 안전 사용온도는 약 650℃ 정도이기 때문에 이보다 높은 온도에서 사용할 경우 변형이나 파손 등의 문제가 발생할 수 있다. 이러한 특성 때문에 규산칼슘 보온재는 특정한 환경에서만 사용할 수 있으며, 사용 조건에 따라 적합성이 결정된다.
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69. 관의 신축량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차에 반비례한다.
  2. 신축량은 관의 길이, 온도차에는 비례하지만 열팽창계수는 반비례한다.
  3. 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차에 비례한다.
  4. 신축량은 관의 열팽창계수에 비례하고 온도차와 길이에 반비례한다.
(정답률: 60%)
  • 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차에 비례한다. 이는 관의 신축량이 열팽창계수와 길이, 온도차에 따라 결정된다는 것을 의미한다. 열팽창계수는 물질의 열팽창 정도를 나타내는 값으로, 물질이 가열될 때 길이나 부피가 얼마나 증가하는지를 나타낸다. 따라서 열팽창계수가 클수록 물질의 길이나 부피 변화가 크다. 관의 길이와 온도차는 관의 열팽창에 직접적인 영향을 미치는 요소이다. 길이가 길수록 관의 신축량은 커지며, 온도차가 클수록 관의 신축량도 커진다. 따라서 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차에 비례한다.
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70. 에너지이용 합리화법령상 검사대상기기 검사 중 용접검사 면제 대상 기준이 아닌 것은?

  1. 압력용기 중 동체의 두께가 8mm 미만인 것으로서 최고사용압력(MPa)과 내부 부피(m3)를 곱한 수치가 0.02 이하인 것
  2. 강철제 또는 주철제 보일러이며, 온수보일러 중 전열면적이 18m2 이하이고, 최고사용 압력이 0.35MPa 이하인 것
  3. 강철제 보일러 중 전열면적이 5m2 이하이고, 최고사용압력이 0.35MPa 이하인 것
  4. 압력용기 중 전열교환식인 것으로서 최고사용압력이 0.35MPa 이하이고, 동체의 안지름이 600mm 이하인 것
(정답률: 30%)
  • 검사대상기기 검사 중 용접검사 면제 대상 기준은 에너지이용 합리화법령에서 규정하고 있으며, 이 중 "압력용기 중 동체의 두께가 8mm 미만인 것으로서 최고사용압력(MPa)과 내부 부피(m3)를 곱한 수치가 0.02 이하인 것"은 면제 대상 기준이 아닙니다. 이유는 이 기준은 압력용기의 안전성과 관련된 기준이 아니라, 에너지 효율성과 관련된 기준으로, 압력용기의 안전성과는 직접적인 연관성이 없기 때문입니다. 따라서 이 기준을 충족하는 압력용기도 검사 대상에 포함될 수 있습니다.
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71. 폴스테라이트에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 주성분은 Mg2SiO4 이다.
  2. 내식성이 나쁘고 기공류은 작다.
  3. 돌로마이트에 비해 소화성이 크다.
  4. 하중연화점은 크나 내화도는 SK 28로 작다.
(정답률: 53%)
  • 폴스테라이트는 마그네슘과 실리콘으로 이루어진 광물로, 주성분은 Mg2SiO4이다. 이 광물은 내식성이 나쁘고 기공류는 작아서 내화성이 낮은 돌로마이트에 비해 소화성이 크다. 하지만 내화도는 SK 28로 작다. 폴스테라이트는 고온에서도 안정적이며, 내열성이 뛰어나기 때문에 고온에서 사용되는 내화물로 널리 사용된다. 또한, 폴스테라이트는 알루미나와 함께 사용되어 내화물의 내식성을 향상시키는데 사용된다. 이러한 특성으로 인해 폴스테라이트는 철강, 시멘트, 유리 등의 산업에서 널리 사용되고 있다.
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72. 선철을 강철로 만들기 위하여 고압 공기나 산소를 취입시키고, 산화열에 의해 노 내 온도를 유지하며 용강을 얻는 노(furnace)는?

  1. 평로
  2. 고로
  3. 반사로
  4. 전로
(정답률: 41%)
  • 노(furnace)는 금속을 가열하여 가공하는 공정에서 중요한 역할을 합니다. 선철을 강철로 만들기 위해서는 고온과 고압의 환경이 필요합니다. 이를 위해 노는 고온의 열을 발생시키는 장치입니다.

    전로는 노의 종류 중 하나로, 석탄, 코크스, 철광석 등을 이용하여 고온의 열을 발생시키는 장치입니다. 전로 내부에는 공기나 산소를 취입시켜 연소를 일으키며, 이 과정에서 발생하는 열로 선철을 강철로 만들기 위한 용강을 얻습니다.

    전로는 고온과 고압의 환경을 유지하기 위해 내부에 냉각 장치가 설치되어 있습니다. 이를 통해 전로 내부의 온도를 조절하며, 고온의 열을 유지합니다. 또한 전로는 대량의 금속을 가공할 수 있어 대량 생산에 적합합니다.

    따라서, 선철을 강철로 만들기 위해 고온과 고압의 환경을 유지하며 용강을 얻기 위한 노(furnace) 중에서 전로가 선택되는 것입니다.
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73. 에너지이용 합리화법령상 에너지사용량이 대통령령으로 정하는 기준량 이상인 자는 산업통상자원부령으로 정하는 바에 따라 매년 언제까지 시·지사에게 신고하여야 하는가?

  1. 1월 31일까지
  2. 3월 31일까지
  3. 6월 30일까지
  4. 12월 31일까지
(정답률: 69%)
  • 에너지이용 합리화법령에서는 에너지 사용량이 일정 기준량 이상인 경우, 해당 기업은 매년 시·지사에게 신고해야 합니다. 이 신고는 산업통상자원부령에 따라 이루어지며, 신고 기한은 "1월 31일까지"입니다. 이는 해당 연도의 사용량을 정확히 파악하고, 에너지 절약을 위한 대책을 마련하기 위함입니다. 또한, 이 기한을 넘기면 벌금이 부과될 수 있으므로, 기업은 신고 기한을 엄수해야 합니다. 따라서, 에너지 사용량이 일정 기준량 이상인 기업은 "1월 31일까지"에 시·지사에게 신고해야 합니다.
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74. 다음 중 에너지이용 합리화법령상 에너지이용 합리화 기본계획에 포함될 사항이 아닌 것은?

  1. 열사용기자재의 안전관리
  2. 에너지절약형 경제구조로의 전환
  3. 에너지이용 합리화를 위한 기술개발
  4. 한국에너지공단의 운영 계획
(정답률: 47%)
  • 한국에너지공단의 운영 계획은 에너지이용 합리화법령상 에너지이용 합리화 기본계획에 포함될 사항이 아닙니다. 이는 기본계획이 에너지이용 합리화를 위한 정책 및 전략을 수립하고, 에너지이용 합리화를 위한 기술개발, 에너지절약형 경제구조로의 전환 등 구체적인 대책을 제시하는 것에 비해, 한국에너지공단의 운영 계획은 이러한 대책들을 구체적으로 실행하기 위한 조직의 역할과 책임, 예산 등을 포함한 운영 계획을 수립하는 것입니다. 따라서, 한국에너지공단의 운영 계획은 에너지이용 합리화를 위한 구체적인 대책을 제시하는 것이 아니라, 이를 실행하기 위한 조직의 운영 방안을 제시하는 것입니다.
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75. 에너지이용 합리화법령상 효율관리기자재의 제조업자가 효율관리시험기관으로부터 측정결과를 통보받은 날 또는 자체측정을 완료한 날부터 그 측정결과를 며칠 이내에 한국에너지공단에 신고하여야 하는가?

  1. 15일
  2. 30일
  3. 60일
  4. 90일
(정답률: 55%)
  • 에너지이용 합리화법령상 효율관리기자재의 제조업자는 측정결과를 한국에너지공단에 신고하여야 합니다. 이때, 신고기한은 측정결과를 통보받은 날 또는 자체측정을 완료한 날부터 90일 이내입니다. 이 기한을 넘어서면 법적인 책임을 지게 됩니다. 이는 제조업자가 생산한 제품의 효율성을 검증하고, 이를 통해 에너지를 절약하고 환경을 보호하기 위한 조치로서, 제조업자의 책임과 역할을 강조하는 것입니다. 따라서, 정답은 "90일"입니다.
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76. 제강 평로에서 채용되고 있는 배열회수 방법으로서 배기가스의 현열을 흡수하여 공기나 연료가스 예열에 이용될 수 있도록 한 장치는?

  1. 축열실
  2. 환열기
  3. 폐열 보일러
  4. 판형 열교환기
(정답률: 62%)
  • 제강 평로에서는 배기가스를 재활용하여 에너지를 절약하고 환경을 보호하는 방법을 채택하고 있습니다. 이를 위해 사용되는 장치 중 하나가 "축열실"입니다.

    축열실은 배기가스의 열을 흡수하여 공기나 연료가스를 예열하는 역할을 합니다. 이렇게 예열된 공기나 연료가스는 다시 제강 공정에서 사용되어 에너지를 절약할 수 있습니다. 또한, 축열실은 배기가스의 온도를 낮추어 환경오염물질 배출량을 줄이는 효과도 있습니다.

    환열기나 폐열 보일러, 판형 열교환기 등도 배기가스 재활용에 사용되는 장치입니다. 하지만 축열실은 다른 장치들과 달리 배기가스의 현열을 직접 흡수하여 예열에 이용할 수 있기 때문에 높은 효율성을 가지고 있습니다. 따라서 제강 평로에서는 축열실을 주로 사용하여 배기가스 재활용을 실시하고 있습니다.
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77. 산 등의 화학약품을 차단하는데 주로 사용하며 내약품성, 내열성의 고무로 만든 것을 밸브시트에 밀어붙여 기밀용으로 사용하는 밸브는?

  1. 다이어프램밸브
  2. 슬루스밸브
  3. 버터플라이밸브
  4. 체크밸브
(정답률: 65%)
  • 다이어프램밸브는 밸브시트에 내약품성, 내열성의 고무인 다이어프램을 사용하여 화학약품을 차단하는데 주로 사용됩니다. 다이어프램은 밸브의 상하로 움직이며, 밸브의 개폐를 조절합니다. 이러한 다이어프램은 고무로 만들어져 있어서 내약품성과 내열성이 뛰어나며, 화학약품의 유출을 방지할 수 있습니다. 또한, 다이어프램밸브는 슬루스밸브나 버터플라이밸브보다 더욱 정밀한 조절이 가능하며, 체크밸브와 같이 유체의 역류를 막을 수 있습니다. 이러한 이유로 다이어프램밸브는 화학공장이나 제약공장 등에서 화학약품의 차단 및 조절에 주로 사용됩니다.
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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. 연소 시 환원성가스를 발생시켜 철의 환원을 도모
(정답률: 52%)
  • 용광로에 장입하는 코크스는 철광석을 선철로 만드는 과정에서 필요한 열원을 공급하고, 연소 시 환원성가스를 발생시켜 철의 환원을 도모하는 역할을 합니다. 이러한 과정에서 철광석 중의 황분을 제거하는 역할은 코크스가 아닌 다른 물질들이 수행합니다. 철광석 중의 황분은 선철 과정에서 원하지 않는 불순물로 작용하기 때문에, 이를 제거하기 위해 철광석을 선철로 만들기 전에 사전 처리 과정을 거칩니다. 이러한 사전 처리 과정에는 철광석의 성분에 따라 다양한 방법이 사용됩니다. 예를 들어, 황분이 많은 철광석의 경우에는 선철 과정 이전에 황산 등의 화학적 처리를 통해 황분을 제거하는 방법이 사용됩니다. 따라서, 코크스는 철광석을 선철로 만드는 과정에서 필요한 열원을 공급하고, 철광석 중의 황분을 제거하는 역할은 다른 물질들이 수행합니다.
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79. 고알루미나질 내화물의 특징에 대한 설명으로 거리가 가장 먼 것은?

  1. 중성내화물이다.
  2. 내식성, 내마모성이 적다.
  3. 내화도가 높다.
  4. 고온에서 부피변화가 적다.
(정답률: 54%)
  • 내식성이란 화학적으로 부식되지 않는 성질을 말하며, 내마모성이란 마찰에 의한 손상이 적은 성질을 말합니다. 고알루미나질 내화물은 중성내화물로서, 화학적으로 안정하며 부식되지 않는 성질을 가지고 있습니다. 또한, 고알루미나질 내화물은 내마모성이 높아 마찰에 의한 손상이 적은 특징을 가지고 있습니다. 이러한 특징으로 인해 고알루미나질 내화물은 내식성과 내마모성이 적다는 특징을 가지고 있습니다. 따라서, 이 중에서 "내식성, 내마모성이 적다."가 가장 먼 특징이라고 할 수 있습니다.
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80. 에너지이용 합리화법령상 검사에 불합격된 검사대상기기를 사용한 자의 벌칙 기준은?

  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: 61%)
  • 에너지이용 합리화법령상 검사에 불합격된 검사대상기기를 사용한 자의 벌칙 기준은 "1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금"이다. 이는 해당 기기를 사용한 자가 법령상 검사를 받지 않은 기기를 사용하여 에너지를 이용하는 것으로 인정되기 때문이다. 이는 에너지이용 합리화법령상 검사를 받지 않은 기기를 사용하여 에너지를 이용하는 것은 법적으로 금지되어 있기 때문이다. 따라서 이를 위반한 경우, 벌칙으로 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금이 부과된다. 이는 법령상 검사를 받지 않은 기기를 사용하여 에너지를 이용하는 것이 법적으로 금지되어 있기 때문에, 이를 위반한 경우에는 적극적인 처벌이 필요하다는 것을 보여준다. 이러한 법적 제재는 에너지 이용의 합리화를 위해 필요한 것으로, 이를 준수하는 것이 중요하다.
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5과목: 열설비설계

81. 저온가스 부식을 억제하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 연료중의 유황성분을 제거한다.
  2. 첨가제를 사용한다.
  3. 공기예열기 전열면 온도를 높인다.
  4. 배기가스 중 바나듐의 성분을 제거한다.
(정답률: 55%)
  • 배기가스 중 바나듐의 성분을 제거하는 것은 저온가스 부식을 억제하기 위한 방법 중 하나이다. 바나듐은 연료 속에 함유되어 있거나 연소 과정에서 생성되는 금속 원소로, 고온에서는 안정적이지만 저온에서는 산화되어 부식을 일으키는 원인이 된다. 따라서 배기가스 중 바나듐의 성분을 제거하면 저온에서의 부식을 억제할 수 있어서 엔진 부품의 수명을 연장시키고 유지보수 비용을 절감할 수 있다. 반면, 연료중의 유황성분을 제거하거나 첨가제를 사용하거나 공기예열기 전열면 온도를 높이는 것은 모두 연소 과정에서 발생하는 고온 가스의 성분을 조절하는 방법으로, 저온가스 부식을 억제하기 위한 방법 중 하나가 아니다.
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82. 보일러에서 과열기의 역할로 옳은 것은?

  1. 포화증기의 압력을 높인다.
  2. 포화증기의 온도를 높인다.
  3. 포화증기의 압력과 온드를 높인다.
  4. 포화증기의 압력은 낮추고 온도를 높인다.
(정답률: 45%)
  • 과열기는 보일러에서 열을 추가하여 포화증기의 온도를 높이는 장치입니다. 포화증기는 압력과 온도가 균형을 이룬 상태이며, 이 상태에서 더 많은 열을 가하면 압력은 변하지 않고 온도만 상승합니다. 따라서 과열기는 포화증기의 온도를 높여서 보일러의 효율을 높이는 역할을 합니다. 포화증기의 압력을 높이는 것은 보일러의 안전성을 위해 중요하지만, 과열기는 보일러의 성능을 향상시키는 역할을 하기 때문에 포화증기의 온도를 높이는 것이 옳은 답입니다.
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83. 맞대기 용접은 용접방법에 따라서 그루브를 만들어야 한다. 판의 두께가 50mm 이상인 경우에 적합한 그루브의 형상은? (단, 자동용접은 제외한다.)

  1. V형
  2. R형
  3. H형
  4. A형
(정답률: 62%)
  • 맞대기 용접은 용접할 부위를 그루브 형태로 만들어서 용접을 하는 방법이다. 그루브의 형상은 용접할 판의 두께와 용접방법에 따라 결정된다. 판의 두께가 50mm 이상인 경우에는 그루브의 형상이 중요하다. 이유는 판의 두께가 두꺼울수록 용접할 때 발생하는 열이 많아지기 때문이다. 따라서 그루브의 형상이 적절하지 않으면 용접할 때 발생하는 열로 인해 변형이 심해지거나 용접이 제대로 되지 않을 수 있다.

    그루브의 형상 중에서 판의 두께가 50mm 이상인 경우에 적합한 형상은 "H형"이다. H형 그루브는 판의 두께가 두꺼울수록 적합하며, 용접할 부위를 H자 형태로 만들어서 용접을 하는 방법이다. 이 방법은 용접할 부위를 안정적으로 고정시키고, 용접할 때 발생하는 열이 판 전체에 고르게 분포되도록 하는 장점이 있다. 또한, 용접할 때 발생하는 열로 인한 변형을 최소화할 수 있어서 용접품질을 향상시킬 수 있다. 따라서, 판의 두께가 50mm 이상인 경우에는 H형 그루브를 사용하는 것이 적합하다.
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84. 연료 1kg의 연소하여 발생하는 증기량의 비를 무엇이라고 하는가?

  1. 열발생률
  2. 증발배수
  3. 전열면 증발률
  4. 증기량 발생률
(정답률: 54%)
  • 연료 1kg의 연소로 발생하는 증기량의 비를 증발배수라고 합니다. 이는 연료가 연소되면서 발생하는 열로 인해 물이 증발하여 생기는 증기량을 의미합니다. 따라서 증발배수는 연료의 연소 열량과 물의 증발 열량 사이의 비율을 나타내며, 이 비율이 높을수록 연료의 연소 효율이 높다는 것을 의미합니다. 이는 화력발전소나 증기 터빈 등에서 연료의 효율을 측정하는 중요한 지표 중 하나입니다. 즉, 증발배수가 높을수록 연료의 활용 효율이 높아지며, 이는 에너지 절약과 환경 보호에 큰 도움이 됩니다.
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85. 노통연관 보일러의 노통의 바깥면과 이것에 가장 가까운 연관의 면 사이에는 몇 mm 이상의 틈새를 두어야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 50
(정답률: 52%)
  • 노통연관 보일러의 노통은 고온과 고압으로 인해 팽창하게 되는데, 이로 인해 노통의 바깥면과 가장 가까운 연관의 면 사이에는 일정한 간격을 두어야 합니다. 이 간격을 두지 않으면 노통이 팽창할 때 연관과 마찰하면서 손상될 수 있습니다. 이 간격은 일반적으로 50mm 이상으로 두어야 합니다. 이는 노통의 팽창량과 연관과의 마찰을 고려하여 결정된 값입니다. 따라서, 정답은 "50"입니다.
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86. 열매체보일러에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 저압으로 고온의 증기를 얻을 수 있다.
  2. 겨울철에도 동결의 우려가 적다.
  3. 물이나 스팀보다 전열특성이 좋으며, 열매체 종류와 상관없이 사용온도한계가 일정하다.
  4. 다우섬, 모빌섬, 카네크롤 보일러 등이 이에 해당한다.
(정답률: 50%)
  • 정답은 "다우섬, 모빌섬, 카네크롤 보일러 등이 이에 해당한다."입니다.

    열매체보일러는 열매체를 이용하여 열을 전달하는 보일러로, 물이나 스팀과는 달리 열매체의 전열특성이 더 좋아서 높은 온도에서도 안정적으로 작동할 수 있습니다. 또한 열매체 종류와 상관없이 사용온도한계가 일정하기 때문에 다양한 열매체를 사용할 수 있습니다.

    또한 열매체보일러는 저압으로 고온의 증기를 얻을 수 있어서 에너지 효율이 높고, 겨울철에도 동결의 우려가 적습니다. 따라서 다우섬, 모빌섬, 카네크롤 보일러 등이 이에 해당합니다.
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87. 파형노통의 최소 두께가 10mm, 노통의 평균지름이 1200mm 일 때, 최고사용압력은 약 몇 MPa 인가? (단, 끝의 평형부 길이가 230mm 미만이며, 정수 C는 985 이다.)

  1. 0.56
  2. 0.63
  3. 0.82
  4. 0.95
(정답률: 25%)
  • 파형노통의 최소 두께가 10mm 이므로, 노통의 내경은 1200-10-10=1180mm 이다. 이를 이용하여 노통의 단면적을 구하면, (1180/2)^2 x 3.14 = 1,089,220mm^2 이다. 노통의 끝의 평형부 길이가 230mm 미만이므로, 유효한 노통 길이는 1200-230-230=740mm 이다. 이를 이용하여 노통의 부피를 구하면, 740 x 1,089,220 x 10^-9 = 0.0008m^3 이다.

    노통의 부피와 최고사용압력을 이용하여, 노통의 내부에 저장될 수 있는 에너지를 구할 수 있다. 이는 부피 x 최고사용압력^2 x 0.5 x 10^6 이다. 여기서 0.5는 노통의 형태가 구형이므로, 압력과 부피의 관계가 2:1이라는 것을 고려한 것이다. 따라서, 0.0008 x 최고사용압력^2 x 0.5 x 10^6 = 400C^2 이다.

    여기서 C는 985이므로, 최고사용압력을 구할 수 있다. 최고사용압력^2 = 400 x 985^2 / (0.0008 x 0.5 x 10^6) 이므로, 최고사용압력은 약 0.82MPa 이다.

    따라서, 정답은 "0.82" 이다.
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88. 보일러수에 녹아있는 기체를 제거하는 탈기기가 제거하는 대표적인 용존 가스는?

  1. O2
  2. H2SO4
  3. H2S
  4. SO2
(정답률: 62%)
  • 보일러수에 녹아있는 기체를 제거하는 탈기기는 일반적으로 산화제와 함께 사용됩니다. 이때 산화제로 사용되는 것은 대개 산소(O2)입니다. 산화제는 녹슬은 물질을 산화시켜서 물질의 표면을 깨끗하게 만들어주는 역할을 합니다. 따라서 보일러수에 녹아있는 기체를 제거하는 탈기기에서는 O2가 대표적인 용존 가스로 사용됩니다. H2SO4, H2S, SO2는 모두 산성 가스이며, 보일러 내부에서 사용될 경우 부식을 일으키거나 환경오염물질로 작용할 수 있으므로 사용되지 않습니다. 따라서 O2가 보일러수에 녹아있는 기체를 제거하는 탈기기에서 대표적인 용존 가스로 사용되는 것입니다.
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89. 보일러의 과열 방지책이 아닌 것은?

  1. 보일러수를 농축시키지 않을 것
  2. 보일러수의 순환을 좋게 할 것
  3. 보일러의 수위를 낮게 유지 할 것
  4. 보일러 동내면의 스케일 고착을 방지할 것
(정답률: 62%)
  • 보일러의 수위를 낮게 유지하는 것은 과열 방지책이 아닙니다. 보일러의 수위는 보일러 내부의 물의 양을 나타내며, 수위가 낮아지면 보일러 내부의 물이 부족해져 보일러가 작동하지 않을 수 있습니다. 따라서 보일러의 수위를 낮게 유지하는 것은 오히려 보일러의 작동을 방해하고 고장을 유발할 수 있습니다. 과열 방지책으로는 보일러의 수위를 적절히 유지하고, 보일러수를 농축시키지 않고 순환을 좋게 유지하며, 보일러 동내면의 스케일 고착을 방지하는 것이 중요합니다.
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90. 프라이밍이나 포밍의 방지대책에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 주증기 밸브를 급히 개방한다.
  2. 보일러수를 농축시키지 않는다.
  3. 보일러수 중의 불순물을 제거한다.
  4. 과부하가 되지 않도록 한다.
(정답률: 67%)
  • "주증기 밸브를 급히 개방한다."는 프라이밍이나 포밍을 방지하기 위한 대책 중 하나이지만, 이는 올바른 대책이 아닙니다. 주증기 밸브를 급히 개방하면 보일러 내부의 압력이 급격히 낮아져서 오히려 프라이밍이나 포밍이 발생할 가능성이 높아집니다.

    따라서, 프라이밍이나 포밍을 방지하기 위해서는 보일러수를 농축시키지 않고, 보일러수 중의 불순물을 제거하고, 과부하가 되지 않도록 하는 등의 적절한 대책을 취해야 합니다. 이를 위해서는 보일러의 운전 상태를 지속적으로 모니터링하고, 필요한 유지보수를 철저히 수행해야 합니다. 또한, 보일러의 설계나 운전 조건을 최적화하여 프라이밍이나 포밍이 발생할 가능성을 최소화해야 합니다.
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91. 물의 탁도에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 카올린 1g의 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
  2. 카올린 1mg의 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
  3. 탄산칼슘 1g의 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
  4. 탄산칼슘 1mg의 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
(정답률: 62%)
  • 물의 탁도는 물 속에 떠 있는 미세한 입자들로 인해 빛이 산란되어 물의 투명도가 떨어지는 정도를 나타내는 지표이다. 이 때, 카올린이나 탄산칼슘과 같은 물질을 증류수에 녹여 물에 섞어 색을 비교하는 것은 탁도를 측정하는 일반적인 방법 중 하나이다. 이 중에서도 카올린 1mg의 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라고 정의하는 이유는, 카올린의 농도가 낮아서 물에 녹아 탁도를 측정하기에 적합하고, 또한 이 농도에서 측정한 탁도가 일반적으로 인간이 인식하는 물의 투명도와 유사하기 때문이다. 따라서, 카올린 1mg의 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라고 정의한다.
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92. 그림과 같이 가로×세로×높이가 3m×1.5m×0.03m인 탄소 강판이 놓여 있다. 강판의 열전도율은 43W/m·K이고, 탄소강판 아래 면에 열유속 700 W/m2을 가한 후, 정상상태가 되었다면 탄소강판의 윗면과 아랫면의 표면온도 차이는 약 몇 ℃ 인가? (단, 열유속은 알에서 위 방향으로만 진행한다.)

  1. 0.243
  2. 0.264
  3. 0.488
  4. 1.973
(정답률: 39%)
  • 탄소강판의 열전도율은 43W/m·K이므로, 단위면적당 열전달량은 43W/m2·K이다. 따라서, 탄소강판의 열전달율은 다음과 같다.

    q = kAΔT/d = 43 × 3 × 1.5 / 0.03 × ΔT = 6450ΔT (W)

    여기서, A는 탄소강판의 면적, d는 탄소강판의 두께, ΔT는 탄소강판의 윗면과 아랫면의 온도차이이다. 열유속이 700 W/m2이므로, 탄소강판의 윗면에는 700 W의 열이 들어오고, 아랫면에서는 700 + 6450ΔT W의 열이 나간다. 따라서, 열전달량은 다음과 같다.

    700 = 6450ΔT

    따라서, ΔT는 0.108 ℃이다. 하지만 문제에서는 윗면과 아랫면의 온도차이를 구하는 것이므로, ΔT를 2로 나누어 주어야 한다.

    따라서, 윗면과 아랫면의 온도차이는 0.054 ℃이다. 이는 보기 중에서 "0.488"과 가장 가까운 값이다.
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93. 연관보일러에서 연관의 최소 피치를 구하는데 사용하는 식은? (단, p는 연관의 최소 피치(mm), t는 관판의 두께(mm), d는 관 구멍의 지름(mm) 이다.)

(정답률: 47%)
  • 연관보일러에서 연관의 최소 피치를 구하는 식은 p = 2t + d 이다. 이 식은 연관의 최소 피치를 구하기 위해 필요한 조건을 고려한 것이다. 연관보일러에서는 열교환을 위해 물과 증기가 흐르는데, 이때 연관의 최소 피치는 물과 증기가 원활하게 흐를 수 있도록 하는 중요한 요소이다. 따라서 연관의 최소 피치는 연관 내부의 물과 증기가 충분한 공간을 확보할 수 있도록 하는 것이 목적이다. 이를 위해 연관의 두께와 관 구멍의 지름을 고려하여 최소 피치를 계산하는데, 이때 연관의 두께가 두꺼울수록 최소 피치가 커지고, 관 구멍의 지름이 작을수록 최소 피치가 작아진다. 따라서 연관의 최소 피치를 구하는 식은 연관의 두께와 관 구멍의 지름을 고려하여 적절한 값을 계산하는 것이다.
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94. 증기보일러에 수질관리를 위한 급수처리 또는 스케일 부착방지 및 제거를 위한 시설을 해야하는 용량 기준은 몇 t/h 이상인가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 3
  4. 5
(정답률: 53%)
  • 증기보일러에 수질관리를 위한 급수처리 또는 스케일 부착방지 및 제거를 위한 시설을 설치하는 용량 기준은 1 t/h 이상입니다. 이는 증기보일러가 작동하는 동안 발생하는 스케일 및 부식물질이 증기보일러 내부에 축적되어 성능 저하 및 안전 문제를 초래할 수 있기 때문입니다. 따라서, 증기보일러의 용량이 1 t/h 이상인 경우에는 수질관리를 위한 시설을 설치하여 안전하고 효율적인 운영을 보장해야 합니다. 반면, 용량이 0.5 t/h 이하인 경우에는 수질관리를 위한 시설을 설치하지 않아도 운영에 지장이 없을 수 있습니다.
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95. 보일러의 열정산시 출열 항목이 아닌 것은?

  1. 배기가스에 의한 손실열
  2. 발생증기 보유열
  3. 불완전연소에 의한 손실열
  4. 공기의 현열
(정답률: 62%)
  • 보일러의 열정산에서 출열 항목은 보일러에서 발생한 열에너지 중에서 외부로 방출되는 열에너지를 의미합니다. 이 중에서 "공기의 현열"은 외부로 방출되는 열에너지가 아니기 때문에 출열 항목이 아닙니다. 공기의 현열은 보일러 내부에서 공기가 열을 흡수하면서 온도가 상승하는 현상을 의미합니다. 이는 보일러 내부에서 열이 발생할 때 공기가 이를 흡수하면서 열을 전달하는 과정에서 발생합니다. 따라서 공기의 현열은 보일러의 열정산에서는 출열 항목이 아니며, 보일러의 효율을 높이기 위해서는 이러한 손실열을 최소화하는 방법을 모색해야 합니다.
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96. 보일러에서 사용하는 안전밸브의 방식으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 중추식
  2. 탄성식
  3. 지렛대식
  4. 스프링식
(정답률: 52%)
  • 보일러에서 사용하는 안전밸브는 과열, 과압 등으로 인한 보일러 내부 압력 상승을 방지하기 위해 설치되는 장치입니다. 안전밸브는 보일러 내부 압력이 일정 수준 이상 상승하면 작동하여 압력을 안전 수준으로 유지합니다.

    안전밸브의 방식에는 중추식, 탄성식, 지렛대식, 스프링식 등이 있습니다. 이 중에서 가장 거리가 먼 것은 탄성식입니다.

    탄성식 안전밸브는 보일러 내부 압력이 일정 수준 이상 상승하면 탄성을 이용하여 밸브를 열어 압력을 방출합니다. 이 방식은 간단하고 작동이 빠르지만, 압력이 높은 보일러에서는 사용하기 어렵습니다. 또한, 탄성식 안전밸브는 반복적인 작동에 의해 탄성이 피로하게 되어 정확한 작동이 어려워집니다.

    반면에 중추식, 지렛대식, 스프링식 안전밸브는 각각 다른 방식으로 작동하며, 보일러 내부 압력이 높아도 정확한 작동이 가능합니다. 중추식 안전밸브는 압력이 작용하여 중추를 이동시켜 밸브를 열고, 지렛대식 안전밸브는 지렛대를 이용하여 밸브를 열고, 스프링식 안전밸브는 스프링을 이용하여 밸브를 열고 닫습니다.

    따라서, 보일러에서 사용하는 안전밸브의 방식 중에서 가장 거리가 먼 것은 탄성식입니다.
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97. 내경 200mm, 외경 210mm의 강관에 증기가 이송되고 있다. 증기 강관의 내면온도는 240℃, 외면온도는 25℃이며, 강관의 길이는 5m 일 경우 발열량(kW)은 얼마인가? (단, 강관의 열전도율은 50W/m·℃, 강관의 내외면의 온도는 시간 경과에 관계없이 일정하다.)

  1. 6.6×103
  2. 6.9×103
  3. 7.3×103
  4. 7.6×103
(정답률: 38%)
  • 이 문제는 열전달 방정식을 이용하여 발열량을 구하는 문제이다. 강관의 내면온도와 외면온도를 알고 있으므로, 열전도율과 길이를 이용하여 열전달율을 구할 수 있다. 이후, 열전달율과 강관의 내면과 외면의 면적 차이를 이용하여 발열량을 구할 수 있다.

    먼저, 열전달율을 구하기 위해 다음과 같은 식을 이용한다.

    Q = kAΔT/Δx

    여기서 Q는 열전달량, k는 열전도율, A는 강관의 면적, ΔT는 내면온도와 외면온도의 차이, Δx는 강관의 길이이다.

    강관의 내경과 외경을 이용하여 강관의 면적을 구할 수 있다.

    A = π/4(Do2 - Di2)

    여기서 Do는 외경, Di는 내경이다.

    따라서, A = π/4(0.212 - 0.22) = 0.0124 m2

    또한, ΔT = 240 - 25 = 215℃, Δx = 5m 이므로,

    Q = 50 × 0.0124 × 215/5 = 6.9 × 103 kW

    따라서, 정답은 "6.9×103" 이다.
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98. 보일러에 대한 용어의 정의 중 잘못된 것은?

  1. 1종 관류보일러 : 강철제보일러 중 전열면적이 5m2 이하이고 최고사용압력이 0.35MPa 이하인 것
  2. 설계압력 : 보일러 및 그 부속품 등의 강도계산에 사용되는 압력으로서 가장 가혹한 조건에서 결정한 압력
  3. 최고사용온도 : 설계압력을 정할 때 설계압력에 대응하여 사용조건으로부터 정해지는 온도
  4. 전열면적 : 한쪽 면이 연소가스 등에 접촉하고 다른 면이 물에 접촉하는 부분의 면을 연소가스 등의 쪽에서 측정한 면적
(정답률: 48%)
  • 잘못된 정의는 "1종 관류보일러 : 강철제보일러 중 전열면적이 5m2 이하이고 최고사용압력이 0.35MPa 이하인 것" 입니다. 이는 2종 관류보일러의 정의입니다. 1종 관류보일러는 전열면적이 5m2 이상이고 최고사용압력이 0.7MPa 이하인 강철제보일러를 말합니다. 전열면적은 연소가스 등에 접촉하는 부분의 면적을 말하며, 설계압력은 보일러 및 그 부속품 등의 강도계산에 사용되는 압력으로서 가장 가혹한 조건에서 결정한 압력을 말합니다. 최고사용온도는 설계압력을 정할 때 설계압력에 대응하여 사용조건으로부터 정해지는 온도를 말합니다.
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99. 다음 중 보일러수의 pH를 조절하기 위한 약품으로 적당하지 않은 것은?

  1. NaOH
  2. Na2CO3
  3. Na3PO4
  4. Al2(SO4)3
(정답률: 58%)
  • 보일러수의 pH를 조절하기 위해서는 산성 또는 알칼리성 조절이 필요합니다. 따라서 pH를 높이기 위해서는 알칼리성 조절제인 NaOH, Na2CO3, Na3PO4이 적당한 선택지입니다. 그러나 Al2(SO4)3은 산성 조절제로 사용되는 화학물질입니다. 따라서 보일러수의 pH를 조절하기 위해서는 Al2(SO4)3은 적당하지 않은 선택지입니다.
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100. 육용강제 보일러에서 길이 스테이 또는 경사 스테이를 핀 이음으로 부착할 경우, 스테이 휠 부분의 단면적은 스테이 소요 단면적의 얼마 이상으로 하여야 하는가?

  1. 1.0배
  2. 1.25배
  3. 1.5배
  4. 1.75배
(정답률: 56%)
  • 육용강제 보일러에서 길이 스테이 또는 경사 스테이를 핀 이음으로 부착할 경우, 스테이 휠 부분은 보일러 내부의 열팽창으로 인해 큰 압력과 힘을 받게 됩니다. 이에 따라 스테이 휠 부분의 단면적은 충분히 크게 설계되어야 합니다.

    스테이 휠 부분의 단면적이 스테이 소요 단면적의 1.25배 이상이 되어야 하는 이유는, 이를 충족하지 않을 경우 스테이 휠 부분이 변형되거나 파손될 가능성이 높아지기 때문입니다. 또한, 스테이 휠 부분이 충분히 강하게 설계되어야 보일러 내부의 열팽창으로 인한 압력과 힘에도 견딜 수 있습니다.

    따라서, 스테이 휠 부분의 단면적은 스테이 소요 단면적의 1.25배 이상으로 설계되어야 합니다. 이를 충족하지 않을 경우 보일러의 안전성이 저하될 수 있으며, 이는 큰 사고로 이어질 수 있습니다.
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