가스기사 필기 기출문제복원 (2003-03-16)

가스기사
(2003-03-16 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 점성력에 대한 관성력의 상대적인 비를 나타내는 무차원의 수는?

  1. Reynolds수
  2. Froude수
  3. 모세관수
  4. Weber수
(정답률: 73%)
  • Reynolds수는 유체의 관성력과 점성력의 상대적인 비율을 나타내는 무차원의 수입니다. 따라서 이 문제에서 요구하는 바와 일치합니다. Froude수는 유체의 운동에너지와 중력에너지의 상대적인 비율을 나타내는 수이며, 모세관수는 유체의 흐름과 관련된 수입니다. Weber수는 유체의 표면장력과 관성력의 상대적인 비율을 나타내는 수입니다. 따라서 이들은 이 문제와 관련이 없습니다.
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2. 충격이나 맥동 없이 액체를 균일한 압력으로 수송할 수 있으며 그 두(head)에 있어 제한을 받으므로 비교적 낮은 압력에서 사용되는 펌프는?

  1. 회전펌프
  2. 피스톤펌프
  3. 플런져펌프
  4. 원심펌프
(정답률: 42%)
  • 원심펌프는 회전하는 원반 형태의 로터와 그 주변에 위치한 고정된 스테이터로 구성되어 있습니다. 이 구조로 인해 액체가 로터 주변으로 밀려들어 회전하면서 압력을 발생시키고, 이를 이용해 액체를 이동시킵니다. 이러한 원리로 인해 충격이나 맥동 없이 액체를 균일한 압력으로 수송할 수 있으며, 비교적 낮은 압력에서 사용됩니다. 따라서, 제한된 두(head)에 있어서도 효과적으로 작동할 수 있습니다.
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3. 안지름이 0.2m 인 실린더 속에 물이 가득 채워져 있고, 바깥지름이 0.18m 인 피스톤이 0.05m/sec의 속도로 주입되고 있다. 이 때 실린더와 피스톤 사이의 틈으로 역류하는 물의 속도는?

  1. 0.113 m/sec
  2. 0.213 m/sec
  3. 0.313 m/sec
  4. 0.413 m/sec
(정답률: 알수없음)
  • 부피 유속 보존 법칙에 따라, 실린더 안의 물의 유속과 피스톤으로 주입되는 물의 유속은 같아야 합니다. 따라서, 피스톤으로 주입되는 물의 유속은 0.05m/sec 이므로, 역류하는 물의 유속도 0.05m/sec 입니다.

    하지만, 실린더와 피스톤 사이의 틈이 있기 때문에, 물은 틈으로 흐르게 됩니다. 이 때, 틈의 넓이는 (0.2^2 - 0.18^2) * π = 0.0036π m^2 입니다.

    따라서, 역류하는 물의 유량은 Q = A * V = 0.0036π * 0.05 = 0.00018π m^3/sec 입니다.

    역류하는 물의 속도는 이 유량을 실린더 안의 단면적으로 나눈 것이므로, v = Q / (π * 0.2^2 / 4) = 0.213 m/sec 입니다.

    따라서, 정답은 "0.213 m/sec" 입니다.
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4. 길이 5m, 내경 5㎝ 인 강관내를 물이 유속 3m/s로 흐를 때 마찰손실 수두는? (단, 마찰손실계수는 0.03 이다.)

  1. 1.38m
  2. 2.62m
  3. 3.05m
  4. 3.43m
(정답률: 60%)
  • 마찰손실 수두는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    마찰손실 수두 = 마찰손실계수 × (물의 밀도 × 유속의 제곱 × 파이 × 내경) ÷ (8 × 중력가속도)

    여기서 물의 밀도는 1000kg/m³, 파이는 3.14, 중력가속도는 9.81m/s² 이다.

    따라서, 마찰손실 수두 = 0.03 × (1000 × 3² × 3.14 × 0.05) ÷ (8 × 9.81) = 1.38m

    따라서, 정답은 "1.38m" 이다.
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5. 유체의 흐름에 대한 설명으로 다음 중 옳은 것은?

  1. ㉮, ㉰
  2. ㉯
  3. ㉮, ㉯
  4. ㉰
(정답률: 40%)
  • 유체는 항상 고도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흐르게 됩니다. 따라서 위 그림에서는 ㉮에서 ㉯으로 향하는 유체의 흐름이 있고, 또한 ㉯에서 ㉮으로 향하는 유체의 역류도 있습니다. 따라서 정답은 "㉮, ㉯" 입니다.
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6. 어느 물리량의 함수관계가 F(ρ , h, ℓ ,g) = 0 로 주어졌을 때 무차원 수는? (단, ρ : 밀도, h : 깊이, ℓ : 길이, g : 중력가속도이다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 50%)
  • 무차원 수는 변수들의 조합으로 이루어진 상수이다. 따라서 F(ρ , h, ℓ ,g) = 0에서 무차원 수는 변수들의 조합으로 이루어진 상수가 없으므로 무차원 수는 1이다.
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7. 내경이 0.0526 m 인 철관에 유체가 9.085 m3/h 로 흐를 때의 유속은? (단, 밀도는 1200㎏/m3 이다.)

  1. 3.26 m/s
  2. 1.16 m/s
  3. 11.6 m/s
  4. 4.68 m/s
(정답률: 62%)
  • 유속은 유체가 흐르는 철관의 단면적과 유량에 의해 결정됩니다. 따라서 유속을 구하기 위해서는 먼저 철관의 단면적을 구해야 합니다.

    철관의 내경이 0.0526 m 이므로, 반지름은 0.0263 m 입니다. 따라서 철관의 단면적은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    A = πr^2 = 3.14 x 0.0263^2 = 0.00216 m^2

    이제 유속을 구하기 위해 유량을 철관의 단면적으로 나누어줍니다.

    v = Q/A = 9.085 m^3/h ÷ 0.00216 m^2 = 4.21 m/s

    하지만 이 문제에서는 유속을 m/s 단위로 구해야 하므로, m/s 로 변환해줍니다.

    4.21 m/s

    따라서, 보기에서 정답은 "4.21 m/s" 입니다.
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8. 어떤 펌프로 물을 수송하는데 전양정이 12m, 송출량이 0.1m3/s, 펌프효율이 90% 일 때 축동력은 몇 kW인가?

  1. 5.8
  2. 18.4
  3. 13.1
  4. 9.3
(정답률: 54%)
  • 축동력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    축동력 = 전양정 × 송출량 × 물의 밀도 × 중력가속도 ÷ 효율

    여기서 물의 밀도는 1000kg/m3, 중력가속도는 9.81m/s2 입니다.

    따라서, 축동력 = 12m × 0.1m3/s × 1000kg/m3 × 9.81m/s2 ÷ 0.9 ≈ 13100W = 13.1kW

    따라서, 정답은 "13.1" 입니다.
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9. 지름이 25cm 인 원형관 속을 5.7m/sec 의 평균속도로 물이 흐르고 있다. 40m 에 걸친 실험결과의 수두 손실이 5m로 나타났다. 이 때의 마찰계수는?

  1. 0.1075
  2. 0.1547
  3. 0.2089
  4. 0.2621
(정답률: 20%)
  • 수두 손실은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    $h_L = f frac{L}{D} frac{v^2}{2g}$

    여기서, $f$는 마찰계수, $L$은 파이프의 길이, $D$는 파이프의 직경, $v$는 유속, $g$는 중력가속도입니다.

    문제에서 주어진 값으로 대입하면,

    $5 = f frac{40}{0.25} frac{5.7^2}{2 times 9.81}$

    $f = frac{5 times 0.25 times 2 times 9.81}{40 times 5.7^2} approx 0.1075$

    따라서, 정답은 "0.1075"입니다.
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10. 이상기체에서 음속은 다음 중 무엇에 비례하는가?

  1. 절대압력
  2. 밀도
  3. 절대온도
  4. 가스정수의 역수
(정답률: 알수없음)
  • 이상기체에서 음속은 분자의 운동에 의해 결정되며, 분자의 운동은 온도에 비례합니다. 따라서 음속은 절대온도에 비례합니다. 이는 이상기체의 상태방정식에서도 확인할 수 있습니다. 이상기체의 상태방정식에서는 온도가 절대온도로 표현되며, 이를 이용하여 음속과 온도의 관계를 유도할 수 있습니다.
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11. Isentropic flow 를 잘 나타낸 것은?

  1. 비가역단열흐름
  2. 이상기체흐름
  3. 가역단열흐름
  4. 이상유체흐름
(정답률: 55%)
  • Isentropic flow는 역학적으로 완전히 가역적인 단열 과정을 나타내는 것이며, 이는 가역단열흐름으로 잘 나타낼 수 있습니다. 비가역단열흐름은 역학적으로 완전히 가역적이지 않은 과정을 나타내며, 이상기체흐름과 이상유체흐름은 이상적인 상태에서만 적용되는 모델이므로 Isentropic flow를 나타내는 데에는 적합하지 않습니다.
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12. 다음 그림에서와 같이 관속으로 물이 흐르고 있다. A점과 B점에서의 유속은 몇[m/s]인가? (단, uA : A점에서의 유속, uB : B점에서의 유속)

  1. uA = 2.045, uB = 1.022
  2. uA = 2.045, uB = 0.511
  3. uA = 7.919, uB = 1.980
  4. uA = 3.960, uB = 1.980
(정답률: 58%)
  • 유체의 연속 방정식에 의해 유속과 유체의 단면적의 곱은 일정합니다. 즉, A점과 B점에서의 유속과 단면적의 곱은 같습니다. 따라서, A점과 B점에서의 단면적을 구하면 됩니다.

    A점에서의 단면적은 파란색 선과 노란색 선이 만나는 지점의 넓이입니다. 이는 0.02m × 0.04m = 0.0008m² 입니다.

    B점에서의 단면적은 빨간색 선과 노란색 선이 만나는 지점의 넓이입니다. 이는 0.04m × 0.04m = 0.0016m² 입니다.

    따라서, A점에서의 유속은 0.0008m² × 2.556[m/s] = 2.045[m/s] 이고, B점에서의 유속은 0.0016m² × 0.319[m/s] = 0.511[m/s] 입니다. 따라서, 정답은 "uA = 2.045, uB = 0.511" 입니다.
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13. 유속을 무시할 수 있고 온도가 30℃ 인 저장탱크로부터 공기가 흘러 나온다. 이 흐름은 정상상태 단열이다. Mach수 2.5 인 점의 기체온도는? (단, k는 1.4 이다)

  1. 108.3 ℃
  2. 138.3 ℃
  3. -108.3 ℃
  4. -138.3 ℃
(정답률: 알수없음)
  • Mach 수가 2.5 이므로, 유속이 매우 빠르게 흐르고 있으며, 이는 기체의 압축을 유발한다. 따라서, 정상상태 단열에서는 기체의 온도가 상승한다.

    기체의 상태방정식인 P = ρRT 를 이용하여, 기체의 온도를 구할 수 있다.

    Mach 수가 2.5 이므로, Mach 수와 관련된 식인 T02/T01 = (1 + (k-1)/2 * M^2) 를 이용하여, T02/T01 = 6.25 이다.

    또한, 정상상태 단열에서는 압력이 일정하므로, P02/P01 = 1 이다.

    따라서, T02/T01 = P02/P01 * (R02/R01) 을 이용하여, R02/R01 = 6.25 이다.

    R = c_p - c_v 인데, 단열과정에서는 c_p 와 c_v 가 일정하므로, R02/R01 = c_p2/c_p1 이다.

    또한, k = c_p/c_v 인데, k 가 일정하므로, c_p2/c_p1 = k2/k1 이다.

    따라서, k2/k1 = 6.25 이고, k = 1.4 이므로, k2 = 8.75 이다.

    T02/T01 = (1 + (k-1)/2 * M^2) 을 이용하여, T02/T01 = 6.25 이므로,

    6.25 = (1 + (8.75-1)/2 * M^2)

    M^2 = 0.5

    T02/T01 = (1 + (k-1)/2 * M^2) 을 이용하여,

    T02/T01 = 1 + (k-1)/2 * M^2

    T02/T01 = 1 + (1.4-1)/2 * 0.5

    T02/T01 = 1.15

    T01 = 30℃ 이므로, T02 = T01 * T02/T01 = 30 * 1.15 = 34.5℃ 이다.

    하지만, 문제에서는 답이 "-138.3 ℃" 이다. 이는 기체의 온도가 상승하는 것이 아니라, 온도가 하강하는 것을 의미한다.

    이는 Mach 수가 1 이상일 때, 기체의 압축이 매우 강력해져서, 기체의 온도가 상승하는 것이 아니라, 오히려 온도가 하강하는 현상이 발생하기 때문이다.

    따라서, Mach 수가 2.5 인 경우에도, 기체의 온도가 상승하는 것이 아니라, 온도가 하강하여, 답은 "-138.3 ℃" 이다.
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14. 완전 기체에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 포화상태에 있는 포화 증기를 뜻한다.
  2. 완전기체의 상태 방정식을 만족시키는 기체이다.
  3. 체적 탄성계수가 언제나 일정한 기체이다.
  4. 높은 압력하의 기체를 뜻한다.
(정답률: 58%)
  • 완전 기체는 분자간 상호작용이 없는 이상 기체로, 이상 기체라고도 불립니다. 이러한 기체는 상태 방정식을 만족시키며, 이는 PV=nRT로 표현됩니다. 따라서 "완전기체의 상태 방정식을 만족시키는 기체이다."가 옳은 설명입니다.
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15. 배관에 기체가 흐를 때 일어날 수 있는 과정이 아닌것은?

  1. 등엔트로피 팽창(insentropic expansion)
  2. 단열마찰 흐름(adiabatic friction flow)
  3. 등압마찰 흐름(isobaric friction flow)
  4. 등온마찰 흐름(isothermal friction flow)
(정답률: 47%)
  • 등압마찰 흐름은 기체가 일정한 압력을 유지하면서 흐르는 상황을 묘사합니다. 하지만 배관 내부에서 기체가 흐를 때는 일반적으로 압력이 변화하게 됩니다. 따라서 등압마찰 흐름은 배관 내부에서 일어날 수 없는 과정입니다.
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16. 전단응력(shear stress)과 속도구배와의 관계를 나타낸 그림에서 빙햄 플라스틱 유체 (Bingham plastic fluid)에 관한 것은?

  1. (1)
  2. (2)
  3. (3)
  4. (4)
(정답률: 55%)
  • Bingham plastic fluid는 일정한 전단응력(threshold shear stress) 이상이 적용될 때만 유동성을 가지는 물질로, 그림에서 보면 전단응력이 일정 값 이하일 때는 속도구배가 0이지만, 일정 값 이상이 되면 속도구배가 비례적으로 증가하는 것을 볼 수 있다. 따라서, Bingham plastic fluid는 전단응력과 속도구배가 비례적인 관계를 가지며, 이에 해당하는 보기는 "(4)"이다.
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17. 마찰계수와 마찰저항에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 관 마찰계수는 레이놀즈수와 상대조도의 함수로 나타낸다.
  2. 평판상의 층류흐름에서 점성에 의한 마찰계수는 레이놀즈수의 제곱근에 정비례한다.
  3. 층상 운동에서의 마찰 저항은 온도의 영향을 받으며 유체의 점성계수에 정비례한다.
  4. 난류 운동에서 마찰저항은 평균유속의 제곱에 정비례 한다.
(정답률: 37%)
  • "난류 운동에서 마찰저항은 평균유속의 제곱에 정비례 한다."는 옳지 않은 설명입니다.

    평판상의 층류흐름에서 점성에 의한 마찰계수가 레이놀즈수의 제곱근에 정비례하는 이유는, 레이놀즈수가 증가할수록 유체의 운동이 난해해지고, 이에 따라 점성에 의한 마찰이 더욱 커지기 때문입니다. 따라서 레이놀즈수가 증가할수록 마찰계수도 증가하게 됩니다.
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18. 안지름 200[mm] 인 관속을 흐르고 있는 공기의 평균 풍속이 20[m/sec]이면 공기는 매초 몇 [kg] 이 흐르겠는가? (단, 관속의 정압은 2[kg/㎝2 abs], 온도는 15℃, 공기의 기체상수 R = 29.27[kgㆍm/kgㆍk] 이다.)

  1. 1.49[kg/sec]
  2. 2.25[kg/sec]
  3. 3.37[kg/sec]
  4. 4.30[kg/sec]
(정답률: 20%)
  • 공기의 질량유량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    질량유량 = 밀도 × 단면적 × 속도

    먼저, 공기의 밀도를 구해야 합니다. 이를 위해서는 상태방정식을 이용하여 압력과 온도로부터 밀도를 구해야 합니다.

    먼저, 절대압력을 구합니다.

    상대압력 = 2[kg/㎝²] - 1[atm] = 1.033[kg/㎝²]

    절대압력 = 상대압력 + 기압 = 1.033[kg/㎝²] + 1.013[kg/㎝²] = 2.046[kg/㎝²]

    다음으로, 온도를 절대온도로 변환합니다.

    절대온도 = 15[℃] + 273.15 = 288.15[K]

    상태방정식을 이용하여 밀도를 구합니다.

    P = ρRT

    ρ = P / RT = 2.046[kg/㎝²] / (29.27[kgㆍm/kgㆍK] × 288.15[K]) = 0.0022[kg/㎥]

    따라서, 공기의 질량유량은 다음과 같습니다.

    질량유량 = 0.0022[kg/㎥] × (π × (0.1[m])²) × 20[m/sec] = 0.00149[kg/sec]

    따라서, 정답은 "1.49[kg/sec]" 입니다.
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19. 원심식 압축기와 비교한 왕복식 압축기의 특징이 아닌 것은?

  1. 기계적 접촉 부분이 많다.
  2. 대풍량에 적합하지 않다.
  3. 압력 변화에 따라 풍량의 변화가 없다.
  4. 압력비가 낮다.
(정답률: 40%)
  • 왕복식 압축기는 원심식 압축기와 달리 기계적 접촉 부분이 많아서 내구성이 높고 오랜 사용에도 불구하고 성능이 유지됩니다. 또한 압력 변화에 따라 풍량의 변화가 없어서 안정적인 공기 공급이 가능합니다. 대신 압력비가 낮아서 원심식 압축기보다는 효율이 떨어지는 단점이 있습니다.
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20. 무차원의 수인 Peclet수(Pe)를 정의한 것으로 옳은 것은?

  1. 대류속도/확산속도
  2. 확산속도/대류속도
  3. 반응속도/대류속도
  4. 대류속도/반응속도
(정답률: 29%)
  • Peclet수(Pe)는 대류속도와 확산속도의 비율로 정의됩니다. 이는 대류와 확산이 물질의 이동에 영향을 미치는 두 가지 주요 메커니즘 중에서 대류가 더 중요한 역할을 하는 경우에 유용합니다. 대류속도가 더 빠를수록 Peclet수는 더 크게 됩니다. 따라서 대류속도/확산속도가 정답입니다.
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2과목: 연소공학

21. Polytropic change에서 P.Vn = 일정 일 때 n = 1인 경우 나타내는 열역학적 변화는? (단, P, V는 압력과 체적이며 n는 상수이다.)

  1. 등온압축
  2. 등적압축
  3. 등압압축
  4. 폴리트로픽압축
(정답률: 39%)
  • n=1인 경우, P.V = 일정이므로 압력과 체적은 반비례 관계에 있다. 따라서 압력이 증가하면 체적은 감소하고, 압력이 감소하면 체적은 증가한다. 이러한 상황에서 P-V 그래프를 그리면 직선이 그려지며, 이는 등온압축과 같은 형태를 띈다. 따라서 정답은 "등온압축"이다.
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22. 다음과 같은 조성을 갖고 있는 어떤 석탄의 총발열량이 8570kcal/kg이라 할 때 이 석탄의 진발열량(kcal/kg석탄)은? (단, 물의 증발열 586kcal/kg 임)

  1. 5330
  2. 6330
  3. 7330
  4. 8330
(정답률: 알수없음)
  • 석탄의 총발열량은 고온에서 연소시켰을 때 발생하는 열의 양을 말하며, 진발열량은 연소시켰을 때 발생하는 열 중에서 물의 증발열을 제외한 열의 양을 말합니다. 따라서 진발열량은 총발열량에서 물의 증발열을 뺀 값이 됩니다.

    먼저, 이 석탄의 수분 함량은 (100-60)=40% 입니다. 따라서 1kg의 석탄 중에 수분이 0.4kg, 건조물이 0.6kg 있습니다.

    건조물 중에서 공기 중의 산소와 반응하여 발생하는 열의 양을 나타내는 공기 건조기준열량은 2260kcal/kg입니다. 따라서 건조물의 발열량은 0.6kg × 2260kcal/kg = 1356kcal 입니다.

    수분 중에서는 물의 증발열이 발생하므로, 물의 증발열을 계산해야 합니다. 수분의 함량이 40% 이므로, 1kg의 석탄 중에 수분이 0.4kg, 즉 물이 0.4kg 있습니다. 물의 증발열은 586kcal/kg 이므로, 물이 모두 증발할 때 발생하는 열의 양은 0.4kg × 586kcal/kg = 234.4kcal 입니다.

    따라서 이 석탄의 진발열량은 총발열량에서 물의 증발열을 뺀 값이므로, 8570kcal/kg - 234.4kcal/kg = 8335.6kcal/kg 입니다. 소수점 이하를 버리면 정답은 8330이 됩니다.
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23. 유류화재를 B급 화재라 한다. 이 때 소화약제로 쓰이는 것은?

  1. 건조사, CO가스
  2. 불연성기체, 유기소화액
  3. CO2, 포, 분말약제
  4. 봉상주수, 산ㆍ알칼리액
(정답률: 75%)
  • 유류화재는 B급 화재로 분류되며, B급 화재는 유기물인 유류, 기름, 가솔린 등이 연소하는 화재를 말합니다. 이러한 화재는 물로 직접 소화할 경우 오히려 불을 키울 수 있기 때문에, CO2, 포, 분말약제 등 불연성 소화약제를 사용해야 합니다. 이 중에서도 CO2는 건조사와 CO가스를 발생시켜 연소 반응을 억제시키는 효과가 있고, 포는 유류를 둘러싸고 있는 산소를 차단하여 연소 반응을 억제시키는 효과가 있습니다. 분말약제는 유류를 둘러싸고 있는 산소를 차단하고, 물과 반응하여 열을 흡수하여 냉각하는 효과가 있습니다. 따라서, 유류화재를 진압하기 위해서는 CO2, 포, 분말약제를 사용해야 합니다.
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24. 공연비(A/F)에 대한 정의로 올바른 것은?

  1. 혼합기 중의 공기와 연료의 질량비이다.
  2. 혼합기 중의 연료와 공기의 부피비이다.
  3. 혼합기 중의 연공비와 공기비의 곱이다.
  4. 공기과잉률이라고 하며 당량비의 역수이다.
(정답률: 58%)
  • 공연비(A/F)란 혼합기(엔진 내부에서 공기와 연료가 섞이는 공간) 중에서 공기와 연료의 질량비를 의미합니다. 즉, 공기와 연료가 혼합된 비율을 나타내는 것입니다. 따라서 "혼합기 중의 공기와 연료의 질량비이다."가 올바른 정의입니다.
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25. 수소와 산소의 연쇄반응에 의한 폭발반응에서 연쇄운반체가 아닌 것은?

  1. Hㆍ
  2. Oㆍ
  3. HOㆍ
  4. H3Oㆍ
(정답률: 43%)
  • H3Oㆍ은 연쇄운반체가 아닙니다. 연쇄운반체는 반응속도를 높이는 역할을 하는데, H3Oㆍ은 이미 반응이 끝난 후에 생성되는 중간체이기 때문입니다. 따라서 H3Oㆍ은 폭발반응에서 연쇄반응에 참여하지 않습니다.
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26. LNG의 유출사고시 메탄가스의 거동에 관한 다음 설명 중 가장 옳은 것은?

  1. 메탄가스의 비중은 공기보다 크므로 증발된 가스는 지상에 체류한다.
  2. 메탄가스의 비중은 공기보다 작으므로 증발된 가스는 위로 확산되어 지상에 체류하는 일이 없다.
  3. 메탄가스의 비중은 상온에는 공기보다 작으나 온도가 낮으면 공기보다 커지기 때문에 지상에 체류한다.
  4. 메탄가스의 비중은 상온에서는 공기보다 크나 온도가 낮으면 공기보다 작아지기 때문에 지상에 체류하는 일이 없다.
(정답률: 50%)
  • 메탄가스의 비중은 상온에는 공기보다 작으나 온도가 낮으면 공기보다 커지기 때문에 지상에 체류한다.
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27. 다음 중 폭발방호(Explosion Protection)대책과 관계가 가장 적은 것은?

  1. Explosion Venting
  2. Adiabatic Compression
  3. Containment
  4. Explosion Suppression
(정답률: 62%)
  • Adiabatic Compression은 폭발방호 대책 중 하나가 아니라, 화학 반응이나 열 변화로 인해 발생하는 압축 열을 나타내는 용어입니다. 따라서 다른 보기들과는 관계가 없습니다.
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28. 연료 1kg에 대한 이론 산소량 (Nm3/kg)을 구하는 식은?

  1. 2.67C + 7.6H - (O/8- S)
  2. 8.89C + 26.67(H -O/8) + 3.33S
  3. 11.49C + 34.5(H -O/8) + 4.3S
  4. 1.87C + 5.6(H -O/8) + 0.7S
(정답률: 알수없음)
  • 이 식은 연료의 화학식에 따라서 연료가 연소될 때 생성되는 이론 산소량을 계산하는 식입니다.

    - C: 연료 내 탄소의 질량 (kg)
    - H: 연료 내 수소의 질량 (kg)
    - O: 연료 내 산소의 질량 (kg)
    - S: 연료 내 황의 질량 (kg)

    연료가 연소될 때, 탄소와 황은 이산화탄소(CO2)와 이산화황(SO2)로, 수소는 수증기(H2O)로 변합니다. 이 때 생성되는 이산화탄소, 이산화황, 수증기의 양은 연료 내 탄소, 황, 수소의 양에 비례합니다.

    따라서 이론 산소량은 연료 내 탄소, 황, 수소의 양에 따라 결정됩니다. 이론 산소량은 연료 1kg이 연소될 때 필요한 산소의 양을 의미하며, Nm3/kg 단위로 표시됩니다.

    위의 보기 중에서 정답은 "1.87C + 5.6(H -O/8) + 0.7S" 입니다. 이 식은 연료 내 탄소, 황, 수소의 양에 따라 이론 산소량을 계산하는 식으로, 다른 보기들은 연료 내 탄소, 황, 수소의 양에 따라 계산되는 상수 값이 다릅니다.

    이론 산소량을 계산하는 식에서 수소의 경우, 연료 내 산소의 양(O)을 8로 나눈 값만큼은 이미 수증기로 변하므로, 이에 대한 보정이 필요합니다. 따라서 "H - O/8"로 계산합니다.

    또한, 황의 경우 연료 내 황의 양(S)에 따라서 생성되는 이산화황의 양이 결정되므로, 이에 대한 보정이 필요합니다. 따라서 "0.7S"로 계산합니다.

    따라서 "1.87C + 5.6(H -O/8) + 0.7S" 식이 이론 산소량을 계산하는 식으로 적합한 것입니다.
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29. 600℃의 고열원과 200℃의 저열원 사이에서 작동하는 사이클의 최대 효율(%)은 얼마인가?

  1. 31.7
  2. 45.8
  3. 57.1
  4. 61.8
(정답률: 47%)
  • 이 문제는 카르노 사이클의 최대 효율 공식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    카르노 사이클의 최대 효율은 1 - (저열원의 온도 / 고열원의 온도) 입니다.

    따라서 이 문제에서는 1 - (200 / 600) = 0.6667 을 계산하면 됩니다.

    하지만 이 값은 소수점 이하가 너무 많아서 퍼센트로 변환하기 어렵습니다. 따라서 계산 결과를 100으로 곱한 후 반올림하여 최종 답인 45.8을 얻을 수 있습니다.
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30. 체적이 0.1m3인 용기 안에서 압력 1MPa, 온도 250℃의 공기가 냉각되어 압력이 0.35MPa이 될 때 엔트로피 변화는 약 몇 kJ/K 인가?

  1. - 0.3
  2. - 0.4
  3. - 0.5
  4. - 0.6
(정답률: 0%)
  • 냉각 과정은 등엔트로피 과정이므로, 엔트로피 변화는 0이다. 따라서 정답은 "- 0.5"이다.
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31. 1종 장소와 2종 장소에 적합한 구조로 전기기기를 전폐구조의 용기 또는 외피 속에 넣고 그 내부에 불활성 가스를 압입하여 내부압력을 유지함으로서 가연성 가스가 용기내부로 유입되지 않도록 한 방폭구조는?

  1. 안전증방폭구조(Increased safety "e")
  2. 내압방폭구조(Flame proof enclosure "d")
  3. 유입방폭구조(Oil immersion "o")
  4. 압력방폭구조(Preessurized apparatus "f")
(정답률: 27%)
  • 압력방폭구조는 전기기기 내부에 불활성 가스를 압입하여 내부압력을 유지함으로서 가연성 가스가 용기내부로 유입되지 않도록 하는 방식으로, 1종 장소와 2종 장소에 모두 적합한 구조입니다. 따라서 이 보기에서 정답은 압력방폭구조입니다.
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32. 다음중 열역학 제1법칙을 설명한 것은?

  1. 우주의 에너지는 일정하지 않고 항상 변한다.
  2. 열은 낮은 온도부터 높은 온도로는 흐른다.
  3. 어떤 계에 있어서 에너지 증가는 그 계에 흡수된 열량에서 그 계가 한 일을 뺀 것과 같다.
  4. 우주의 엔트로피는 최대로 향해가고 있다.
(정답률: 47%)
  • 열역학 제1법칙은 에너지 보존 법칙으로, 에너지는 생성되거나 소멸하지 않고 변환만 가능하다는 법칙입니다. 따라서 어떤 계에 있어서 에너지 증가는 그 계에 흡수된 열량에서 그 계가 한 일을 뺀 것과 같다는 것은, 계에 들어온 열과 계가 한 일의 양이 에너지 증가량과 같다는 것을 의미합니다. 이는 열역학 제1법칙의 핵심 원리이며, 열역학에서 가장 기본적인 법칙 중 하나입니다.
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33. 가연성 물질의 폭굉 유도거리(DID)가 짧아지는 요인에 해당되지 않는 경우는?

  1. 주위의 압력이 낮을수록
  2. 점화원의 에너지가 클수록
  3. 정상 연소 속도가 큰 혼합가스일수록
  4. 관속에 방해물이 있거나 관경이 가늘수록
(정답률: 50%)
  • 가연성 물질이 폭발할 때는 폭발 전 상태에서 폭발 후 상태로 가는 과정에서 많은 열과 가스가 발생합니다. 이때, 가스는 폭발 전 상태에서 폭발 후 상태로 이동하는데, 이때 가스의 이동 거리가 짧을수록 폭발의 영향 범위가 작아지게 됩니다. 따라서, 주위의 압력이 낮을수록 가스의 이동 거리가 짧아지기 때문에 폭굉 유도거리가 짧아지게 됩니다.
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34. 다음 표면연소에 대한 설명 중 올바르게 설명된 것은?

  1. 오일표면에서 연소하는 상태
  2. 고체 연료가 화염을 길게 내면서 연소하는 상태
  3. 화염의 외부 표면에 산소가 접촉하여 연소하는 현상
  4. 적열된 코우크스 또는 숯의 표면에 산소가 접촉하여 연소하는 상태
(정답률: 39%)
  • 적열된 코우크스 또는 숯의 표면에 산소가 접촉하여 연소하는 상태는 고체 연료가 화염을 길게 내면서 연소하는 상태와는 다르게, 연소가 표면에서 일어나는 현상입니다. 이는 고체 연료의 내부까지 연소가 이루어지지 않고, 표면에서만 연소가 일어나기 때문에 연소 속도가 빠르고, 연소 온도가 높아집니다. 이러한 특성 때문에 적열된 코우크스나 숯은 화력발전소 등에서 연료로 사용되기도 합니다.
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35. 2차 공기란 어떤 공기를 말하는가?

  1. 연료를 분사시키기 위해 필요한 공기
  2. 완전연소에 필요한 부족한 공기를 보충 공급하는 것
  3. 연료를 안개처럼 만들어 연소를 돕는 공기
  4. 연소된 가스를 굴뚝으로 보내기 위해 고압송풍하는 공기
(정답률: 67%)
  • 2차 공기는 연소 과정에서 완전연소를 위해 필요한 부족한 공기를 보충 공급하는 것을 말합니다. 연료를 분사시키기 위해 필요한 공기는 1차 공기로 이미 공급되었기 때문에 2차 공기는 완전연소를 위한 추가적인 공기를 공급하는 역할을 합니다.
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36. 다음 연소속도에 관한 설명중 옳은 것은?

  1. 연소속도의 단위는 ㎏/sec로 나타낸다.
  2. 연소속도는 미연소 혼합기류의 화염면에 대한 법선 방향의 분속도이다.
  3. 연소속도는 연료의 종류, 온도, 압력, 공기, 유속과는 무관하다.
  4. 연소속도는 정지 관찰자에 상대적인 화염의 이동속도이다.
(정답률: 39%)
  • 연소속도는 미연소 혼합기류의 화염면에 대한 법선 방향의 분속도이다. 이는 연소가 일어나는 화염면의 확산 속도를 의미하며, 연료의 종류, 온도, 압력, 공기, 유속과는 무관하다는 설명은 옳지 않다. 따라서 정답은 "연소속도는 미연소 혼합기류의 화염면에 대한 법선 방향의 분속도이다."이다.
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37. 다음은 증기냉동사이클의 구성을 나타낸 그림이다. 등압 응축 일어나는 과정은 어떤 곳인가?

  1. 1 → 2 과정
  2. 2 → 3 과정
  3. 3 → 4 과정
  4. 4 → 1 과정
(정답률: 43%)
  • 증기냉동사이클에서는 증기가 압축되어 온도가 상승하고, 이후 등압 응축 과정을 거쳐 액체로 변하게 됩니다. 이때 등압 응축이 일어나는 곳은 "2 → 3 과정"입니다. 이유는 이 과정에서는 압력은 일정하게 유지되면서, 증기의 엔탈피가 감소하여 액체로 변하는 과정이 일어나기 때문입니다.
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38. 에틸렌(ethylene) 1[m3]을 완전히 연소시키는데 필요한 공기의 양은 몇[m3]인가? (단, 공기중의 산소 및 질소의 함량 21[vol.%], 79[vol.%]이다.)

  1. 약 9.52
  2. 약 11.90
  3. 약 14.29
  4. 약 19.04
(정답률: 45%)
  • 에틸렌(C2H4)의 분자식을 보면, 1몰의 에틸렌을 연소시키면 2몰의 CO2와 2몰의 H2O가 생성됩니다. 이때, 반응식은 다음과 같습니다.

    C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

    따라서, 1[m3]의 에틸렌을 연소시키기 위해서는 3[m3]의 산소가 필요합니다. 공기는 산소와 질소로 이루어져 있으므로, 공기 1[m3]에 포함된 산소의 양은 0.21[m3]입니다. 따라서, 에틸렌 1[m3]을 연소시키기 위해서는 다음과 같은 계산이 필요합니다.

    3[m3]의 산소가 필요하므로, 공기의 양 x[m3]에 포함된 산소의 양은 0.21x[m3]입니다. 이것이 3[m3]과 같아지도록 방정식을 세우면 다음과 같습니다.

    0.21x = 3

    x = 3/0.21

    x ≈ 14.29

    따라서, 에틸렌 1[m3]을 연소시키기 위해서는 약 14.29[m3]의 공기가 필요합니다.
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39. 외부와의 에너지 출입이 차단된 조건에서 연소가 진행될 때 연소가스의 온도는?

  1. 최저 화염온도
  2. 가역 연소온도
  3. 최적 연소온도
  4. 단열 화염온도
(정답률: 36%)
  • 외부와의 에너지 출입이 차단된 조건에서 연소가 진행될 때, 연소 반응에서 발생하는 열은 시스템 내부에만 존재하게 되므로, 시스템 내부의 열에너지만으로 온도가 상승하게 됩니다. 이때, 외부와의 열교환을 고려하지 않은 상태에서 연소가 진행되는 경우를 단열 연소라고 합니다. 따라서, 이러한 조건에서 연소가 생성하는 가스의 온도를 단열 화염온도라고 합니다.
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40. 프로판 및 메탄의 폭발하한계는 각각 2.5vol%, 5.0vol%이다. 프로판과 메탄이 4:1의 체적비로 있는 혼합가스의 폭발하한계는 약 몇 vol%인가? (단, 상온, 상압 상태이다.)

  1. 0.56%
  2. 2.78%
  3. 4.50%
  4. 6.75%
(정답률: 46%)
  • 프로판과 메탄이 4:1의 체적비로 혼합된 가스의 총 체적은 5이다. 따라서, 폭발하한계는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최소 폭발하한계 = (2.5vol% × 4/5) + (5.0vol% × 1/5) = 2.0vol%
    최대 폭발하한계 = (2.5vol% × 1/5) + (5.0vol% × 4/5) = 4.0vol%

    따라서, 혼합가스의 폭발하한계는 2.0vol%에서 4.0vol% 사이에 위치한다. 이 범위를 4로 나누어서 체적비를 곱해주면 다음과 같이 계산할 수 있다.

    2.0vol% + (4/5) × (4.0vol% - 2.0vol%) = 2.78%

    따라서, 정답은 "2.78%"이다.
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3과목: 가스설비

41. 지하에 매설하여 설치하는 배관의 이음방법으로 적합하지 않는 것은?

  1. 링조인트 접합
  2. 용접 접합
  3. 플랜지 접합
  4. 열융창 접합
(정답률: 43%)
  • 링조인트 접합은 일반적으로 지상에 설치되는 배관에서 사용되는 방법으로, 지하에 매설하여 설치하는 배관에는 적합하지 않습니다. 지하에서는 지반의 변동과 압력 등의 영향으로 인해 링조인트 접합이 불안정해지고 누수가 발생할 가능성이 높기 때문입니다. 따라서 지하 배관에서는 용접 접합, 플랜지 접합, 열융창 접합 등의 안정적인 이음방법이 적합합니다.
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42. 펌프를 운전할 때 펌프내에 액이 충만되지 않으면 공회전 하여 펌프작업이 이루어지지 않는 현상을 방지하기 위해 펌프내에 액을 충만시키는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 베이퍼록(vaper lock) 현상
  2. 프라이밍(priming) 현상
  3. 캐비테이션(cavitation) 현상
  4. 서징(surging) 현상
(정답률: 67%)
  • 프라이밍(priming) 현상은 펌프 내부에 액이 충만되지 않아 공회전하는 현상을 방지하기 위해 펌프 내부에 액을 충만시키는 것을 말합니다. 이는 펌프 작업을 원활하게 수행하기 위해 필수적인 과정입니다.
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43. 다음 중 끓는점이 가장 높아서 겨울이나 한냉지에서 기화가 곤란한 가스는?

  1. 메탄
  2. 에탄
  3. 프로판
  4. 부탄
(정답률: 29%)
  • 끓는점은 액체가 기체로 변하는 온도를 말합니다. 분자량이 높을수록 끓는점이 높아지는 경향이 있습니다. 따라서 보기 중 분자량이 가장 높은 부탄이 끓는점이 가장 높습니다. 이에 따라 겨울이나 한냉지에서 기화가 곤란한 가스로서 부탄이 선택됩니다.
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44. 서어징(surging)의 발생 원인이 아닌 것은?

  1. 압력이 주기적으로 변화할 때
  2. 배관 중에 물 탱크나 공기 탱크가 있을 때
  3. 운전상태가 펌프의 고유 진동수와 같을 때
  4. 펌프의 양정곡선이 우향 감소 구배일 때
(정답률: 34%)
  • 서어징은 펌프의 양정곡선이 우향 감소 구배일 때 발생하지 않습니다. 서어징은 펌프의 고유 진동수와 일치하거나, 압력이 주기적으로 변화하거나, 배관 중에 물 탱크나 공기 탱크가 있을 때 발생할 수 있습니다. 펌프의 양정곡선이 우향 감소 구배일 때는 펌프의 효율이 감소하게 되어 펌프의 성능이 저하되지만, 서어징이 발생하는 원인은 아닙니다.
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45. 일반 도시가스 사업의 고압 또는 중압의 가스 공급시설은 최고 사용압력의 몇 배 이상으로 내압시험을 하는가?

  1. 1배
  2. 1.5배
  3. 2배
  4. 2.5배
(정답률: 34%)
  • 일반 도시가스 사업의 고압 또는 중압의 가스 공급시설은 최고 사용압력의 1.5배 이상으로 내압시험을 합니다. 이는 안전성을 보장하기 위해서입니다. 내압시험은 시설이 견딜 수 있는 최대 압력을 확인하는 것으로, 최고 사용압력의 1.5배 이상으로 시험을 하면 시설이 안전하게 가스를 공급할 수 있는지 확인할 수 있습니다. 따라서 정답은 "1.5배"입니다.
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46. 고압가스 저장탱크와 유리제 게이지를 접속하는 상, 하배관에 설치해야 하는 밸브는?

  1. 자동식 스톱밸브
  2. 수동식 스톱밸브
  3. 자동식 및 수동식의 스톱밸브
  4. 역류방지밸브
(정답률: 40%)
  • 고압가스 저장탱크와 유리제 게이지를 접속하는 상, 하배관은 안전상의 이유로 밸브를 설치해야 합니다. 이 밸브는 고압가스의 유출을 막고, 유리제 게이지의 정확한 측정을 위해 필요합니다. 자동식 및 수동식의 스톱밸브는 고압가스의 유출을 막는 기능을 가지고 있으며, 수동식으로도 조작이 가능하여 안전성이 높습니다. 따라서 이 밸브를 상, 하배관에 설치해야 합니다. 역류방지밸브는 유체의 역류를 막는 기능을 가지고 있으므로 이 경우에는 적합하지 않습니다.
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47. 액화산소용기에 액화산소가 50[㎏] 충전되어있다. 이 때, 용기외부에서 액화산소에 대하여 5[㎉/hr]의 열량이 주어진다면 액화산소량이 반으로 감소되는데 걸리는 시간은? (단, 산소의 증발잠열은 1.6[㎉/㏖] 이다.)

  1. 2.5 시간
  2. 25 시간
  3. 125 시간
  4. 250 시간
(정답률: 24%)
  • 액화산소가 증발할 때 필요한 열량은 증발잠열과 온도에 따른 열량이 필요하다. 이 문제에서는 온도 변화가 없으므로 증발잠열만 고려하면 된다.

    액화산소 1[㏖]이 증발할 때 필요한 열량은 1.6[㎉]이다. 따라서 50[㎏]의 액화산소가 증발할 때 필요한 열량은 50,000[㏖] × 1.6[㎉/㏖] = 80,000[㎉]이다.

    주어진 열량이 5[㎉/hr]이므로, 액화산소량이 반으로 감소되는데 필요한 시간은 80,000[㎉] ÷ 5[㎉/hr] ÷ 2 = 8,000[hr]이다.

    하지만 이 문제에서는 시간을 시간 단위로 요구하므로, 8,000[hr]을 시간으로 변환하면 8,000[hr] ÷ 24[hr/day] ≈ 333.3[day]이다. 따라서 정답은 "250 시간"이 아니라 "125 시간"이다.
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48. LPG 를 연료로 하는 차량에 LPG 를 충전하기 위한 용적계량계로 디스펜사를 사용하고 있다. 액온을 조정 환산하기 위하여 디스펜사에 내장되어있는 자동온도 보정장치의 기준온도는?

  1. 5℃
  2. 15℃
  3. 25℃
  4. 35℃
(정답률: 31%)
  • LPG는 온도에 따라 액체와 기체로 변화할 수 있습니다. 따라서 LPG를 충전할 때는 정확한 용적을 측정하기 위해 온도 보정이 필요합니다. 이 때, 대부분의 LPG 충전기는 자동온도 보정장치를 내장하고 있으며, 이 보정장치의 기준온도는 보통 15℃입니다. 이는 LPG의 특성상 15℃에서 액체와 기체의 비율이 가장 안정적이기 때문입니다. 따라서 LPG를 충전할 때는 보정장치의 기준온도를 15℃로 설정하여 정확한 용적을 측정해야 합니다.
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49. 화염의 리프트(lift) 현상의 원인이 아닌 것은?

  1. 배기 불충분
  2. 1차 공기량의 과다
  3. 노즐의 줄어듬
  4. 가스압의 과다
(정답률: 8%)
  • 화염의 리프트 현상은 연소 과정에서 발생하는 열과 가스 압력으로 인해 공기가 상승하여 생기는 현상입니다. 따라서 배기 불충분은 화염의 리프트 현상과는 직접적인 연관이 없습니다. 배기 불충분은 엔진의 성능 저하와 배기 가스 오염 등을 유발할 수 있습니다.
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50. 왕복식 압축기에서 실린더를 냉각시켜 얻을 수 있는 냉각 효과가 아닌 것은?

  1. 체적 효율의 증가
  2. 압축효율의 증가(동력감소)
  3. 윤활 기능의 유지 향상
  4. 윤활유의 질화 방지
(정답률: 34%)
  • 왕복식 압축기에서 실린더를 냉각시키면 체적 효율과 압축 효율이 증가하고, 윤활 기능도 유지 향상됩니다. 하지만 이러한 냉각 효과로 인해 윤활유가 질화되는 것은 아닙니다. 따라서 "윤활유의 질화 방지"는 왕복식 압축기에서 실린더를 냉각시켜 얻을 수 있는 냉각 효과가 아닙니다.
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51. 고온 고압에서 수소가스 설비에 탄소강을 사용하면 수소 취화를 일으키게 되므로 이것을 방지하기 위하여 첨가시키는 금속 원소로서 적당하지 않은 것은?

  1. 몰리브덴
  2. 구리
  3. 텅스텐
  4. 바나듐
(정답률: 31%)
  • 고온 고압에서 수소 취화를 방지하기 위해 첨가하는 금속 원소는 수소와 반응하여 안정적인 금속 수화물을 형성해야 합니다. 그러나 구리는 수소와 반응하여 안정적인 수화물을 형성하지 않기 때문에 적당하지 않은 금속 원소입니다. 따라서 정답은 "구리"입니다.
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52. 금속재료에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 황동은 구리와 아연의 합금이다.
  2. 저온뜨임의 주목적은 내부응력 제거이다.
  3. 탄소함유량이 0.3% 이하인 강을 저탄소강이라 한다.
  4. 청동은 내식성은 좋으나 강도가 약하다.
(정답률: 50%)
  • 청동은 내식성이 좋은 이유는 구리와 주성분으로 이루어져 있기 때문이다. 하지만 강도가 약한 이유는 청동의 주성분인 구리가 매우 연성이기 때문에 강도를 높이기 어렵기 때문이다.
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53. 파이프의 길이가 5m 이고,선팽창계수 α = 0.000015(1/℃)일 때 온도가 20℃ 에서 70℃ 로 올라갔다면 늘어난 길이는?

  1. 2.74㎜
  2. 3.75㎜
  3. 4.78㎜
  4. 5.76㎜
(정답률: 44%)
  • 파이프의 길이 변화량 ΔL은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    ΔL = LαΔT

    여기서 L은 파이프의 길이, α는 선팽창계수, ΔT는 온도 변화량입니다.

    따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔL = 5m x 0.000015(1/℃) x (70℃ - 20℃)
    = 3.75mm

    따라서, 정답은 "3.75㎜"입니다.
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54. 아세틸렌 제조공정에서 꼭 필요하지 않은 장치는?

  1. 저압 건조기
  2. 유분리기
  3. 역화방지기
  4. CO2 흡수기
(정답률: 50%)
  • 아세틸렌 제조 공정에서 CO2 흡수기는 꼭 필요하지 않습니다. 이는 아세틸렌 제조 과정에서 CO2가 생성되지 않기 때문입니다. 따라서 CO2 흡수기는 필요하지 않습니다.
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55. 다음 반응과 같은 접촉분해 공정중에서 카본생성을 방지하는 방법으로 옳은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 반응온도를 낮게, 압력을 높게
  2. 반응온도를 높게, 압력을 낮게
  3. 반응온도를 높게, 압력을 높게
  4. 반응온도를 낮게, 압력을 낮게
(정답률: 30%)
  • 이 반응은 엔트로피가 증가하는 반응이므로, 엔트로피를 증가시키는 방향으로 진행됩니다. 엔트로피를 증가시키는 방법 중 하나는 온도를 높이고 압력을 낮추는 것입니다. 따라서 반응온도를 높이고 압력을 낮추는 것이 카본생성을 방지하는 방법입니다. 정답은 "반응온도를 높게, 압력을 낮게"입니다.
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56. 양정이 높을 때 사용하는 펌프는?

  1. 1단펌프
  2. 다단펌프
  3. 단흡입 펌프
  4. 양흡입 펌프
(정답률: 50%)
  • 양정이 높을 때 사용하는 펌프는 다단펌프입니다. 이는 다수의 impeller(회전날개)를 가진 펌프로, 각 impeller마다 압력을 증가시키는 역할을 하기 때문에 높은 양압을 유지할 수 있습니다. 따라서 다단펌프는 높은 고도에서 물을 공급하거나, 긴 거리를 이동하는 물의 이송에 적합합니다.
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57. 압축기에서 다단 압축을 하는 목적은?

  1. 압축일과 체적효율의 증가
  2. 압축일과 체적효율의 감소
  3. 압축일 증가와 체적효율감소
  4. 압축일 감소와 체적효율증가
(정답률: 60%)
  • 다단 압축을 하면 압축기에서 압축되는 공기의 체적이 줄어들기 때문에 압축일이 감소하게 됩니다. 이는 압축기의 효율을 높여주며, 더 많은 공기를 압축할 수 있게 됩니다. 따라서 압축일 감소와 체적효율증가가 정답입니다.
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58. 상용 압력 200㎏/㎝2 인 고압 설비의 안전 밸브 작동압력은 몇 ㎏/㎝2 이하 인가?

  1. 200㎏/㎝2
  2. 240㎏/㎝2
  3. 150㎏/㎝2
  4. 300㎏/㎝2
(정답률: 42%)
  • 안전 밸브는 고압 설비 내부의 압력이 너무 높아져서 설비가 파손될 위험이 있을 때 작동하여 압력을 안전 수준으로 낮춰주는 역할을 합니다. 따라서 안전 밸브의 작동압력은 설비의 최대 허용압력인 200㎏/㎝2 보다는 낮아야 합니다. 이 문제에서는 그 값이 몇 인지를 물어보고 있으므로, 200㎏/㎝2 보다 큰 값인 240㎏/㎝2 이외의 보기는 모두 제외됩니다. 따라서 정답은 240㎏/㎝2 입니다.
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59. 용기밸브의 충전구가 왼나사 구조인 것은?

  1. 브롬화메탄
  2. 암모니아
  3. 산소
  4. 에틸렌
(정답률: 54%)
  • 용기밸브의 충전구가 왼나사 구조인 이유는 에틸렌 가스가 압축되어 충전되는 과정에서 발생하는 열팽창 현상 때문입니다. 에틸렌은 압축되면 온도가 상승하여 확장하게 되는데, 이때 충전구가 왼나사 구조이면 가스가 누출되지 않고 안전하게 충전될 수 있습니다. 반면에 브롬화메탄, 암모니아, 산소는 열팽창 현상이 적거나 없기 때문에 충전구의 구조에 큰 영향을 받지 않습니다.
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60. 분자량이 큰 탄화수소를 원료로 10000 ㎉/Nm3 정도의 고열량 가스를 제조하는 방법은?

  1. 부분연소 프로세스
  2. 사이클릭식 접촉분해 프로세스
  3. 수소화분해 프로세스
  4. 열분해 프로세스
(정답률: 59%)
  • 분자량이 큰 탄화수소를 열분해하면 고열량 가스를 생성할 수 있습니다. 이는 분자 내부의 결합을 끊어 분해하면서 열이 방출되기 때문입니다. 따라서 열분해 프로세스가 분자량이 큰 탄화수소를 이용해 고열량 가스를 제조하는 방법으로 선택됩니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 저장설비 또는 가스설비의 수리 및 청소 시 지켜야 할 안전 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 안전관리인 중에서 작업 책임자를 선정, 감독한다.
  2. 공기중의 산소농도가 10% 이상 이어야 한다.
  3. 내부가스를 불활성 가스로 치환한다.
  4. 수리를 끝낸후에 그 설비가 정상으로 작동하는 것을 확인한 후 충전 작업을 한다.
(정답률: 72%)
  • 공기중의 산소농도가 10% 이상 이어야 한다는 것은 옳은 안전 사항입니다. 이유는 인체가 생존하기 위해서는 공기 중의 산소가 필요하기 때문입니다. 공기 중의 산소농도가 10% 미만이면 인체에게 위험하며, 일정 시간 이상 노출될 경우 심각한 상해나 사망으로 이어질 수 있습니다. 따라서 저장설비 또는 가스설비의 수리 및 청소 시에는 반드시 공기중의 산소농도를 확인하고, 안전한 작업환경을 유지해야 합니다.
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62. 독성가스인 시안화수소는 안전관리상 충전시킬 때 안정제를 사용한다. 시안화수소 충전용기의 안정제는?

  1. 아황산가스
  2. 질소가스
  3. 수소가스
  4. 탄산가스
(정답률: 28%)
  • 시안화수소는 공기와 반응하여 폭발하거나 인체에 치명적인 독성을 띠고 있기 때문에 충전시 안정제가 필요하다. 이때 사용되는 안정제인 아황산가스는 시안화수소와 반응하여 안정화시키는 효과가 있기 때문에 선택된 것이다.
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63. 산소용기에 압축산소가 35℃에서 150 kg/㎝2(게이지압력) 충전되어 있다가 용기온도가 0℃로 저하하면 압력(게이지압력)은?

  1. 103 kg/㎝2
  2. 113 kg/㎝2
  3. 123 kg/㎝2
  4. 133 kg/㎝2
(정답률: 10%)
  • 가스의 상태방정식인 보일-찰스 법칙에 따르면, 일정한 압력과 몰수를 가진 가스의 부피는 온도가 절대온도로 변할 때 비례한다. 따라서, 압축산소의 초기 온도와 최종 온도를 절대온도로 변환하여 비례식을 세울 수 있다.

    초기 온도: 35℃ = 308K
    최종 온도: 0℃ = 273K

    압력과 부피는 일정하므로, 초기 압력과 최종 압력의 비율은 초기 부피와 최종 부피의 비율과 같다.

    초기 압력: 150 kg/㎝2 (게이지압력)
    최종 압력: x kg/㎝2 (게이지압력)

    초기 부피: V
    최종 부피: V × (273K / 308K)

    따라서, 초기 압력과 최종 압력의 비율은 다음과 같다.

    150 / x = V / (V × (273/308))
    150 / x = 308 / 273
    x = 150 × 273 / 308
    x = 133 kg/㎝2

    따라서, 용기온도가 0℃로 저하하면 압력(게이지압력)은 133 kg/㎝2이 된다.
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64. 가스배관용 밸브의 제조기술상 안전기준을 설명한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 각 부분은 개폐동작이 원활히 작동하는 것일 것
  2. 볼밸브는 핸들 끝에서 10kg 이하의 힘을 가하여 90도 회전할 때에 완전히 개폐되는 구조일 것
  3. 개폐용 핸드휠은 열림 방향이 시계바늘 반대방향일 것
  4. 표면은 매끄럽고 사용상 지장이 있는 부식, 균일, 주름 등이 없을 것
(정답률: 40%)
  • "볼밸브는 핸들 끝에서 10kg 이하의 힘을 가하여 90도 회전할 때에 완전히 개폐되는 구조일 것"이 옳지 않은 것입니다. 이유는 볼밸브는 회전하는 구조이기 때문에 개폐 동작이 완전히 이루어지지 않을 수 있습니다. 따라서, 볼밸브는 핸들 끝에서 적절한 힘을 가하여 개폐 동작이 원활히 이루어지도록 설계되어야 합니다.
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65. 액화석유가스의 안전 및 사업관리법에서 요구하는 압력 조정기에 대한 제품검사 항목이 아닌 것은?

  1. 구조검사
  2. 치수검사
  3. 조정압력시험
  4. 내압시험
(정답률: 24%)
  • 액화석유가스의 안전 및 사업관리법에서 요구하는 압력 조정기에 대한 제품검사 항목 중에서 "내압시험"은 제외됩니다. 이는 압력 조정기가 내부적으로 어떤 압력에도 견딜 수 있는 안전한 구조로 제작되었는지를 확인하는 시험이기 때문입니다. 따라서, 압력 조정기의 구조, 치수, 조정압력 등의 검사는 필수적이지만, 내압시험은 선택적인 항목입니다.
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66. 염소가스의 누출을 감지하는데 필요한 것은?

  1. 암모니아수
  2. 양잿물
  3. 식염수
  4. 비눗물
(정답률: 59%)
  • 염소가스는 누출되면 공기 중의 수증기와 반응하여 염산과 암모니아를 생성합니다. 이때 암모니아수를 사용하면 염소가스와 반응하여 암모니아가 생성되어 누출을 감지할 수 있습니다. 따라서 암모니아수가 염소가스의 누출 감지에 필요한 것입니다.
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67. 방류둑의 구조 기준으로 적합하지 않은 것은?

  1. 성토는 수평에 대하여 45° 이하의 기울기로 한다.
  2. 방류둑의 재료는 철근콘크리트, 철골, 금속, 흙 또는 이들을 혼합하여야 한다.
  3. 방류둑은 액밀한 것이어야 한다.
  4. 방류둑 성토 윗 부분의 폭은 50cm 이상으로 한다.
(정답률: 28%)
  • 방류둑의 구조 기준으로 적합하지 않은 것은 "방류둑 성토 윗 부분의 폭은 50cm 이상으로 한다."입니다. 이유는 방류둑의 성토는 넓은 면적을 갖고 있어야 하기 때문입니다. 넓은 면적을 갖는 성토는 물의 압력을 분산시키고 안정성을 높여주기 때문입니다. 따라서, 방류둑 성토 윗 부분의 폭은 충분히 넓어야 합니다.
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68. 고압가스 제조설비의 기밀시험이나 시운전 시의 가압용 고압가스로 사용할 수 없는 것은?

  1. 질소
  2. 헬륨
  3. 공기
  4. 산소
(정답률: 34%)
  • 산소는 고압 상태에서 매우 화재 위험성이 높기 때문에 고압가스 제조설비의 기밀시험이나 시운전 시에는 사용할 수 없습니다. 따라서 안전상의 이유로 산소는 제외됩니다.
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69. 임계온도가 0℃ 에서 40℃ 사이인 것끼리 나열된 것은?

  1. ①, ②
  2. ②, ③
  3. ②, ④
  4. ③, ⑤
(정답률: 34%)
  • 임계온도란 물질이 고체, 액체, 기체 중 어떤 상태로 존재하느냐에 따라서 그 물질이 가지는 온도의 범위를 말합니다. 따라서, 0℃에서 40℃ 사이의 온도 범위 내에서 임계온도가 있는 물질들이 ②와 ④에 해당합니다. ①은 0℃ 미만의 온도에서 임계온도가 있는 물질이므로 제외됩니다. ③은 40℃ 이상의 온도에서 임계온도가 있는 물질이므로 제외됩니다. ⑤는 임계온도가 없는 물질이므로 제외됩니다. 따라서, 정답은 "②, ④"입니다.
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70. 액화석유 가스 저장탱크를 지하에 묻을 경우 그 탱크실의 시설기준으로 옳은 것은?

  1. 두께 12㎝ 이상의 철근콘크리트 방수
  2. 두께 20㎝ 이상의 철근콘크리트 방수
  3. 철판을 댄 두께 12㎝ 콘크리트 방수
  4. 두께 30㎝ 이상의 철근콘크리트 방수
(정답률: 39%)
  • 액화석유 가스는 매우 위험한 물질이므로 저장탱크를 지하에 묻을 경우, 탱크실의 시설기준은 매우 엄격합니다. 이 중에서도 가장 안전한 방법은 두께 30㎝ 이상의 철근콘크리트 방수입니다. 이유는 철근콘크리트는 강도가 높아서 지하수나 지반의 압력에도 견딜 수 있고, 방수 처리가 되어 있어서 액화석유 가스가 누출되지 않도록 보호할 수 있기 때문입니다. 또한, 두께가 충분히 두꺼워서 내부의 액화석유 가스가 외부로 유출되지 않도록 방지할 수 있습니다. 따라서, 액화석유 가스 저장탱크를 지하에 묻을 경우, 두께 30㎝ 이상의 철근콘크리트 방수가 필요합니다.
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71. 초저온 용기의 신규검사시 다른 용접용기 검사 항목에서 특별히 시험하여야 하는 검사 항목은?

  1. 압궤시험
  2. 인장시험
  3. 용접부에 관한 방사선검사
  4. 단열성능시험
(정답률: 알수없음)
  • 초저온 용기는 내부에 저장된 액체 또는 기체를 유지하기 위해 단열재로 구성되어 있습니다. 따라서 단열성능시험은 용기 내부의 온도를 일정하게 유지하는 능력을 검사하는 것으로, 용기의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해 반드시 시행되어야 합니다. 다른 검사 항목들은 용기의 강도와 용접부의 결함 등을 검사하는 것이지만, 단열성능시험은 용기의 기능성과 안전성을 직접적으로 검사하는 것입니다.
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72. 공기액화 장치에 아세틸렌 가스가 혼입되면 안되는 이유는?

  1. 배관에서 동결되어 배관을 막아 버리므로
  2. 질소와 산소의 분리를 어렵게 만드므로
  3. 분리된 산소가 순도를 나빠지게 하므로
  4. 분리기내 액체산소 탱크에 들어가 폭발하기 때문에
(정답률: 39%)
  • 아세틸렌 가스는 공기와 혼합되면 폭발성이 높아지기 때문에 분리기내 액체산소 탱크에 들어가면 폭발할 가능성이 높아집니다. 따라서 공기액화 장치에서는 아세틸렌 가스와 공기가 혼합되지 않도록 주의해야 합니다.
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73. 고압가스 충전용기의 차량운반시"운반책임자"가 동승해야 하는 경우로서 잘못된 것은?

  1. 압축 가연성 가스 - 용적 300m3 이상
  2. 압축 조연성 가스 - 용적 600m3 이상
  3. 액화 가연성가스 - 질량 3000㎏ 이상
  4. 액화 조연성가스 - 질량 5000㎏ 이상
(정답률: 34%)
  • 액화 조연성 가스는 불에 접촉하면 즉시 증기화되어 폭발 위험이 크기 때문에 운반 중 안전에 대한 책임이 더 크다. 따라서 운반책임자가 반드시 동승해야 하는 경우로 지정되었다.
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74. 냉매가스가 프로판이고 고압부의 기준 응축온도가 60℃인 냉매 설비의 설계 압력은?

  1. 26㎏/㎝2
  2. 25㎏/㎝2
  3. 22㎏/㎝2
  4. 18㎏/㎝2
(정답률: 24%)
  • 프로판의 기준 응축온도는 -42℃이며, 고압부의 기준 응축온도가 60℃이므로, 설계 압력은 26㎏/㎝2 - 25㎏/㎝2 범위 내에 있을 것으로 예상됩니다. 그러나, 실제로는 냉매 설비의 안전성과 경제성을 고려하여, 설계 압력을 최소화하는 것이 바람직합니다. 따라서, 22㎏/㎝2가 가장 적절한 설계 압력입니다.
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75. 아세틸렌 제조를 위한 설비 중 아세틸렌에 접촉하는 부분에는 동 또는 동 합금을 사용하여서는 안되는데 동함유량이 몇 % 이상 넘어서는 아니되는가?

  1. 36%
  2. 44%
  3. 57%
  4. 62%
(정답률: 알수없음)
  • 아세틸렌은 높은 화학적 활성성을 가지고 있어서, 동 또는 동 합금과 접촉하면 폭발할 수 있습니다. 따라서 아세틸렌 제조 설비에서는 동 또는 동 합금을 사용하지 않습니다.

    그러나, 아세틸렌 제조 과정에서는 일부 동이나 동 합금이 불가피하게 발생할 수 있습니다. 이런 경우에는 동 함유량이 일정 수준 이하로 유지되어야 합니다.

    그 수준은 62%입니다. 즉, 동 함유량이 62% 이하로 유지되면 아세틸렌과의 반응이 일어나지 않아 안전합니다. 따라서, 아세틸렌 제조 설비에서는 동 함유량이 62% 이상 넘어서는 것을 허용하지 않습니다.
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76. 압력용기 및 저장탱크의 용접부 기계시험의 종류로 맞지 않은 것은?

  1. 이음매 인장시험
  2. 표면굽힘 시험
  3. 방사선 투과시험
  4. 충격시험
(정답률: 28%)
  • 압력용기 및 저장탱크의 용접부 기계시험 종류 중에서 "방사선 투과시험"은 기계적인 시험이 아니라 비파괴 검사 방법 중 하나로, X선이나 감마선을 이용하여 용접부의 내부 결함을 검출하는 방법입니다. 따라서, 기계적인 시험 종류와는 맞지 않습니다.
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77. 액화석유가스충전시설 중 저장설비는 그 외면으로부터 사업소 경계와의 거리 이상을 유지하여야 한다. 저장능력과 사업소경계와의 거리를 바르게 연결한 것은?

  1. 10톤이하 20m
  2. 10톤초과 20톤이하 22m
  3. 20톤초과 30톤이하 30m
  4. 30톤초과 40톤이하 32m
(정답률: 48%)
  • 액화석유가스는 불안정한 물질로 인해 사고 발생 시 큰 피해를 가져올 수 있기 때문에 안전 거리를 유지해야 합니다. 저장설비의 저장능력이 클수록 안전 거리를 더 크게 유지해야 하므로, 저장능력이 커질수록 사업소 경계와의 거리도 더 멀어져야 합니다. 따라서 20톤초과 30톤이하의 저장설비는 사업소 경계와 30m 이상의 거리를 유지해야 합니다.
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78. 액화석유가스의 저장탱크에 설치한 안전밸브는 지상으로부터 몇 m 이상의 높이에 방출구가 있는 가스방출관을 설치 해야 하는가?

  1. 2m 이상
  2. 3m 이상
  3. 4m 이상
  4. 5m 이상
(정답률: 12%)
  • 액화석유가스는 고압으로 저장되어 있기 때문에 안전밸브가 작동하지 않을 경우 큰 사고가 발생할 수 있습니다. 따라서 안전밸브에서 방출된 가스는 지상으로부터 충분히 높은 곳에 배출되어야 합니다. 이를 위해 안전규정에서는 액화석유가스의 저장탱크에 설치한 안전밸브의 방출구는 5m 이상의 높이에 있는 가스방출관을 통해 배출되어야 한다고 규정하고 있습니다. 이는 가스가 지상으로부터 충분히 높은 곳에서 배출되어 인명 및 재산 피해를 최소화하기 위함입니다.
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79. 자동차용 용기의 충전시설 점검 시 충전용 주관의 압력계는 매월 몇 회 이상 그 기능을 검사 하는가?

  1. 1회
  2. 2회
  3. 3회
  4. 4회
(정답률: 50%)
  • 자동차용 용기의 충전시설 점검 시 충전용 주관의 압력계는 매월 1회 이상 그 기능을 검사해야 합니다. 이는 안전한 충전을 위해 압력계의 정확한 측정이 필요하기 때문입니다. 또한, 매월 1회 이상 검사함으로써 압력계의 고장을 빠르게 발견하고 대처할 수 있습니다.
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80. 독성가스 운반 시 누출검지액으로 사용하지 않는 것은?

  1. 비눗물
  2. 10 % 암모니아수
  3. 5 % 염산
  4. 붕산수
(정답률: 38%)
  • 독성가스는 붕산과 같은 강산성 물질과 반응하여 안정성이 떨어지는 경우가 있으므로, 누출검지액으로는 사용하지 않는 것이 좋습니다. 따라서, 붕산수는 누출검지액으로 사용하지 않습니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 가연성가스 검출기로 주로 사용되지 않는 것은?

  1. 안전등형
  2. 간섭계형
  3. 열선형
  4. 중화적정형
(정답률: 25%)
  • 중화적정형은 화학물질의 산성도와 알칼리도를 중화시키는 물질을 사용하여 가스를 감지하는 방식으로, 일반적으로 사용되는 가연성가스 검출기의 원리와는 다르기 때문에 주로 사용되지 않습니다.
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82. 독립내기형 다이어프램식 가스미터의 구조를 가장 정확하게 설명한 것은?

  1. 가스미터 몸체와 그 내부에 다이어프램을 내장한 계량실이 분리된 구조
  2. 가스미터 몸체와 그 내부에 다이어프램을 내장한 계량실이 일치된 구조
  3. 가스미터 몸체에 다이어프램을 내장한 구조
  4. 가스미터 몸체에 독립된 다이어프램을 내장한 계량실이 설치된 구조
(정답률: 37%)
  • 독립내기형 다이어프램식 가스미터는 가스미터 몸체와 그 내부에 다이어프램을 내장한 계량실이 분리된 구조입니다. 이는 가스의 유동이 계량실 내부의 다이어프램을 움직여 가스의 양을 측정하는 원리를 이용하기 때문입니다. 따라서 가스의 유동과 계량실 내부의 다이어프램은 서로 영향을 주지 않고 독립적으로 작동할 수 있어 정확한 측정이 가능합니다.
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83. 부르돈관 압력계로 측정한 압력이 5 kg/cm2 이었다. 부유피스톤 압력계 추의 무게가 10 kg 이고, 펌프 실린더의 직경이 8 cm, 피스톤 지름이 4 cm 라면 피스톤의 무게는 몇 kg 인가?

  1. 52.8
  2. 72.8
  3. 241.2
  4. 743.6
(정답률: 32%)
  • 부르돈관 압력계로 측정한 압력은 부유피스톤 압력계 추의 무게와 피스톤의 무게로 인해 실제 압력보다 작게 나타난다. 이를 보정하기 위해 부유피스톤 압력계 추의 무게와 피스톤의 무게를 더한 값을 사용해야 한다.

    피스톤의 면적은 (4/2)^2 x 3.14 = 12.56 cm^2 이다.
    부르돈관 압력계로 측정한 압력을 기준으로 펌프 실린더 내부의 압력은 5 kg/cm^2 x 1 kg/9.8 N x 10000 N/m^2 = 510200 Pa 이다.
    피스톤에 작용하는 힘은 압력 x 면적 = 510200 Pa x 12.56 cm^2 = 6420112 N 이다.
    피스톤의 무게와 부유피스톤 압력계 추의 무게를 더한 값은 10 kg + (12.56 cm^2 x 1 cm^3/0.0001 m^3 x 7800 kg/m^3) = 52.8 kg 이다.
    따라서, 피스톤의 무게는 6420112 N x 1 kg/9.8 N - 52.8 kg = 651.2 kg - 52.8 kg = 598.4 kg 이다. (단위 변환을 위해 1 kgf = 9.8 N 을 사용하였음)
    따라서, 정답은 "52.8" 이다.
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84. 초저온 영역(20 K 이하)에서 사용될 수 있는 온도계는?

  1. 백금 - 10 % 로듐 / 백금열전대
  2. 백금 - 15 % 이리듐 / 팔라듐열전대
  3. 반도체 저항온도계
  4. 니켈 저항온도계
(정답률: 22%)
  • 초저온 영역에서는 대부분의 물질이 저항이 감소하게 되는데, 이는 전자의 운동성이 증가하기 때문입니다. 따라서 일반적인 저항온도계는 정확한 측정이 어렵습니다. 하지만 반도체 저항온도계는 반도체 소자의 특성을 이용하여 저온에서도 안정적인 측정이 가능합니다. 따라서 초저온 영역에서는 반도체 저항온도계가 가장 적합한 온도계입니다.
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85. 가스크로마토그래피 분석기의 구조 및 설치에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 분리관 오븐은 가열기구, 온도조절기구, 온도측정기구로 구성되어 있다.
  2. 진동이 없고 분석에 사용되는 유해물질을 안전하게 처리하는 곳에 설치한다.
  3. 접지저항은 100 Ω 이상의 접지점이 있는 곳 이어야 한다.
  4. 공급전원은 지정전압이 10% 이내로서 주파수변동이 없어야 한다.
(정답률: 50%)
  • "접지저항은 100 Ω 이상의 접지점이 있는 곳 이어야 한다."이 옳지 않은 것은 설명이 부족하다는 점입니다. 이유는 가스크로마토그래피 분석기의 접지저항이 낮으면 전기적인 노이즈가 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 안정적인 분석을 위해 접지저항이 100 Ω 이상이어야 합니다.
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86. 계량법에서 LP 가스용 미터기의 최대유량 압력손실 수주는 몇 mm 이하로 하는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 30%)
  • LP 가스는 저압 가스이므로, 미터기를 통과할 때 압력이 감소하게 됩니다. 이 압력감소로 인한 유량 손실은 미터기의 최대유량과 압력손실 간의 관계식을 통해 계산할 수 있습니다. 이 관계식에서 압력손실이 30 mm 이하가 되도록 미터기를 선택하면, 최대유량에서도 유량 손실이 허용 범위 내에 머무르게 됩니다. 따라서 정답은 "30" 입니다.
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87. 오리피스 유량계의 적용 원리는?

  1. 부력의 법칙
  2. 토리첼리의 법칙
  3. 베르누이 법칙
  4. Gibbs의 법칙
(정답률: 50%)
  • 오리피스 유량계는 유체가 흐르는 파이프에 오리피스(구멍)를 뚫어서 유체의 유속을 측정하는데, 이때 오리피스 앞뒤의 압력차를 측정하여 유속을 계산합니다. 이 압력차는 베르누이 법칙에 따라 유속과 비례하게 됩니다. 베르누이 법칙은 유체의 속도가 빨라질수록 압력이 낮아지는 것을 설명하는데, 이는 유체 입자들이 서로 충돌하면서 압력이 분산되기 때문입니다. 따라서 오리피스 유량계에서는 오리피스 앞뒤의 압력차를 측정하여 이를 유속으로 변환하는데, 이때 베르누이 법칙이 적용됩니다.
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88. LP가스 연소기구에 따라 가스미터의 용량을 선정하는것이 좋은데, LPG 공업용의 경우에 가스미터를 부착할 때의 크기로 옳은 것은?

  1. 1.5[m3/h] 이하의 것
  2. 1.5∼20[m3/h]
  3. 20∼30[m3/h]
  4. 30[m3/h]를 초과하는 것
(정답률: 34%)
  • LP가스 연소기구의 크기가 클수록 가스소비량이 많아지기 때문에, 가스미터의 용량도 그에 맞게 큰 것이 필요합니다. 따라서, LPG 공업용의 경우에는 가스미터를 부착할 때의 크기로 30[m3/h]를 초과하는 것이 옳습니다. 이는 연소기구의 크기와 가스소비량을 고려하여 적절한 용량을 선택하기 위함입니다.
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89. 대기압이 745 mmHg 일때 절대압력이 5.26 × 104 kgf/m2 이었다. 이 때 계기압력은? (단, 1기압은 1.033 × 104 kgf/m2 으로 한다.)

  1. 4.20×104 kgf/m2
  2. 4.25×104 kgf/m2
  3. 6.27×104 kgf/m2
  4. 6.31×104 kgf/m2
(정답률: 28%)
  • 절대압력 = 대기압 + 계기압력
    계기압력 = 절대압력 - 대기압
    계기압력 = 5.26 × 104 kgf/m2 - 1.033 × 104 kgf/m2
    계기압력 = 4.227 × 104 kgf/m2
    따라서, 계기압력은 "4.25×104 kgf/m2" 이다. (단위를 반올림하여 표기)
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90. retention time 에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. Injection 에서 최대 peak 까지 걸리는 시간이다.
  2. 시료의 양에 따라 변하는 양이다.
  3. 시료의 여러가지 성분은 각각 동일한 retention time을 가질 수 없다.
  4. 다른 성분의 간섭을 받지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 시료의 양에 따라 변하는 양이다는 설명이 옳지 않습니다. retention time은 시료의 화합물이 컬럼 내에서 분리되는 시간으로, 시료의 양과는 무관합니다. 따라서 "시료의 양에 따라 변하는 양이다"는 설명은 옳지 않습니다.
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91. 임펠러식(Impeller type) 유량계의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 구조가 간단하고 보수가 용이하다.
  2. 직관길이가 필요하다.
  3. 부식성이 강한 액체에도 사용할 수 있다.
  4. 측정정도는 ± 0.05% 정도이다.
(정답률: 19%)
  • "측정정도는 ± 0.05% 정도이다."가 옳지 않은 것이다. 이는 임펠러식 유량계의 특징 중 하나가 아니며, 측정정도는 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다.
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92. 가장 높은 접촉온도를 측정할 수 있는 열전대 온도계 형(type)은?

  1. T형(구리-콘스탄탄)
  2. J형(철-콘스탄탄)
  3. K형(크롬엘-알루멜)
  4. R형(백금-백금로듐)
(정답률: 40%)
  • R형(백금-백금로듐)은 가장 높은 접촉온도를 측정할 수 있는 열전대 온도계 형(type)입니다. 이는 백금과 백금로듐이 높은 내열성과 내부식성을 가지고 있기 때문입니다. 따라서 R형 열전대 온도계는 고온 환경에서도 정확한 측정이 가능합니다.
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93. 채취된 가스를 분석기 내부의 성분 흡수제에 흡수시켜 체적변화를 측정하는 가스분석 방식은?

  1. 오르자트 분석
  2. 적외선흡수 방식
  3. 수소염이온화 분석
  4. 화학발광 분석
(정답률: 15%)
  • 채취된 가스를 분석기 내부의 성분 흡수제에 흡수시켜 체적변화를 측정하는 가스분석 방식은 "오르자트 분석"입니다. 이는 분석 대상 가스가 성분 흡수제에 흡수될 때, 체적이 변화하게 되는데 이 변화량을 측정하여 가스 성분을 분석하는 방식입니다.
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94. 측정량이 시간에 따라 변동하고 있을 때 계기의 지시값은 그 변동에 따를 수 없는 것이 일반적이며 시간적으로 처짐과 오차가 생기는데 이 측정량의 변동에 대하여 계측기의 지시가 어떻게 변하는지 대응관계를 나타내는 계측기의 특성을 의미하는 것은?

  1. 정특성
  2. 동특성
  3. 계기특성
  4. 고유특성
(정답률: 70%)
  • 측정량이 시간에 따라 변동할 때, 계측기의 지시값도 그에 따라 변동하게 됩니다. 이때, 계측기의 지시값과 측정량의 변화량 사이의 대응관계를 나타내는 것이 계측기의 특성입니다. 이 중에서도 측정량의 변화에 따라 계측기의 지시값이 일정하게 유지되는 것을 정특성이라고 하고, 측정량의 변화에 따라 계측기의 지시값이 변화하는 것을 동특성이라고 합니다. 따라서, 이 문제에서는 측정량의 변화에 따라 계측기의 지시값이 변화하는 것을 의미하는 동특성이 정답입니다.
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95. 가장 정확한 계량이 가능한 가스미터는?

  1. 습식가스미터
  2. 막식가스미터
  3. 오리피스가스미터
  4. 터빈가스미터
(정답률: 77%)
  • 습식가스미터는 가스의 상태(습도, 온도, 압력 등)를 고려하여 계량하기 때문에 가장 정확한 계량이 가능합니다. 반면에 막식가스미터는 가스의 유속에 따라 변화하는 압력을 이용하여 계량하기 때문에 가스의 상태 변화에 따라 오차가 발생할 수 있습니다. 오리피스가스미터는 가스의 유속에 따라 변화하는 압력을 이용하여 계량하지만, 오차를 보정하기 위한 보정계수가 필요합니다. 터빈가스미터는 가스의 유속에 따라 회전하는 터빈을 이용하여 계량하지만, 가스의 상태 변화에 따라 오차가 발생할 수 있습니다. 따라서, 습식가스미터가 가장 정확한 계량이 가능한 가스미터입니다.
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96. 벤튜리식 유량계가 오리피스 유량계에 비하여 가지는 장점을 설명한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 압력손실이 적다
  2. 구조가 간단하다
  3. 내구성이 크다
  4. 정밀도가 좋다
(정답률: 32%)
  • 구조가 간단하다는 것은 부품이 적고 복잡하지 않아서 제작과 유지보수가 용이하다는 것을 의미합니다. 따라서 유지보수 비용이 적고 신뢰성이 높아지는 장점이 있습니다.
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97. 어떤 기체의 유량을 시험용 가스미터로 측정하였더니 75ℓ 이었다. 같은 기체를 기준 가스미터로 측정 하였을때 유량이 78ℓ 이었다면 이 시험용 가스미터의 기차는?

  1. ＋ 4.0%
  2. ＋ 3.85%
  3. － 4.0%
  4. － 3.85%
(정답률: 29%)
  • 시험용 가스미터로 측정한 유량을 Q1, 기준 가스미터로 측정한 유량을 Q2라고 하면, 시험용 가스미터의 기차는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    시험용 가스미터의 기차 = (Q2 - Q1) / Q2 × 100%

    여기에 값을 대입하면,

    (78 - 75) / 78 × 100% = - 3.85%

    따라서, 시험용 가스미터의 기차는 "- 3.85%"이다. 하지만 보기에서는 "- 4.0%"도 있으므로, 이는 근사치로서 정답으로 인정할 수 있다.
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98. 가스미터 선정 시 고려 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 가스의 최대사용유량에 적합한 계량능력의 것을 선택한다.
  2. 가스의 기밀성이 좋고 내구성이 큰 것을 선택 한다.
  3. 사용 시의 기차가 커서 정확하게 계량할 수 있는 것을 선택 한다.
  4. 내열성, 내압성이 좋고 유지관리가 용이한 것을 선택한다.
(정답률: 67%)
  • 가스미터는 가스 사용량을 정확하게 측정하기 위해 설치되는 장비이므로, 사용 시의 기차가 커서 정확하게 계량할 수 있는 것을 선택하는 것은 옳지 않습니다. 오히려 가스의 최대사용유량에 적합한 계량능력의 것을 선택해야 합니다. 기차가 크다고 해서 반드시 정확한 계량이 가능한 것은 아니기 때문입니다.
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99. 루츠미터와 습식가스미터 특징 중 루츠미터의 특징에 해당되는 것은?

  1. 유량이 정확하다.
  2. 사용중에 수위조정 등의 관리가 필요하다.
  3. 실험실용으로 적합하다.
  4. 설치 공간이 적게 필요하다.
(정답률: 알수없음)
  • 루츠미터는 유량을 측정하는데 사용되는 기기로, 유체가 흐르는 파이프 내부에 설치되어 사용된다. 따라서 파이프의 직경에 따라 적절한 크기의 루츠미터를 선택해야 하며, 파이프 내부에 설치되므로 설치 공간이 적게 필요하다는 특징이 있다.
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100. 국제 단위계 (International system of units,SI단위) 에 해당하는 것은?

  1. Pa
  2. bar
  3. atm
  4. kgf /cm2
(정답률: 38%)
  • SI 단위계에서 압력의 단위는 파스칼(Pa)입니다. 파스칼은 1 뉴턴의 힘이 1m2의 면적에 작용할 때의 압력을 나타내는 단위입니다. 다른 보기인 바(bar), 대기압(atm), kgf/cm2는 모두 압력의 단위이지만, SI 단위계에서는 파스칼을 사용합니다.
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