가스기사 필기 기출문제복원 (2004-05-23)

가스기사
(2004-05-23 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 유체 흐름에 있어서 전단응력에 대한 속도구배의 관계가 그림과 같이 표시되는 유체의 종류는?

  1. 뉴톤유체(Newtonian fluid)
  2. 빙햄유체(BinghamPlastic fluid)
  3. 의소성유체(Pseudoplastic fluid)
  4. 팽창유체(dilatant fluid)
(정답률: 43%)
  • 뉴톤유체는 전단응력과 속도구배가 비례하는 선형적인 관계를 가지기 때문에 그림과 같이 직선으로 표시됩니다. 다른 유체들은 비선형적인 관계를 가지기 때문에 그림과 같은 곡선으로 표시됩니다.
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2. 비중량이 1.22kgf/m3이고, 동점성 계수가 0.15×10-4 m2/sec 인 건조한 공기의 점성계수는?

  1. 1.98×10-4 poise
  2. 1.26×10-4 poise
  3. 1.87×10-6 poise
  4. 1.83×10-4 poise
(정답률: 60%)
  • 점성계수는 다음과 같이 계산됩니다.

    점성계수 = 동점성 계수 / 비중량

    따라서, 주어진 값들을 대입하여 계산하면 다음과 같습니다.

    점성계수 = 0.15×10-4 m2/sec / 1.22kgf/m3

    = 1.83×10-4 poise

    따라서, 정답은 "1.83×10-4 poise" 입니다.
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3. 비압축성 유체가 원형관에서 난류로 흐를 때 마찰계수와 레이놀즈수의 관계는? (단, Re=3×103∼105 이내 일 때)

  1. 마찰계수는 레이놀즈수에 비례 한다.
  2. 마찰계수는 레이놀즈수에 반비례 한다.
  3. 마찰계수는 레이놀즈수의 1/4승에 비례 한다.
  4. 마찰계수는 레이놀즈수의 1/4승에 반비례 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 마찰계수와 레이놀즈수는 난류 흐름에서의 유체 저항과 관련된 물리량입니다. 레이놀즈수가 작을수록 유체의 운동 상태는 정상적이며, 이때는 유체 입자들이 서로 충돌하지 않고 일정한 속도로 흐르기 때문에 마찰계수가 작아집니다. 반면 레이놀즈수가 커질수록 유체의 운동 상태는 난류가 발생하며, 이때는 유체 입자들이 서로 충돌하면서 에너지를 소모하므로 마찰계수가 커집니다. 이러한 관계를 수식으로 나타내면, 마찰계수 ∝ 레이놀즈수의 1/4승이 됩니다. 따라서 정답은 "마찰계수는 레이놀즈수의 1/4승에 반비례 한다." 입니다.
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4. 정체온도 Ts, 임계온도 Tc, 비열비(Cp/Cv)를 k라 하면 이들의 관계를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""입니다.

    이유는 이상기체의 경우, Cp와 Cv는 상수 비율로 관계가 있으며, 이 상수 비율을 k라고 합니다. 이 때, k는 다음과 같이 정의됩니다.

    k = Cp/Cv

    또한, 이상기체의 경우, 임계온도 Tc와 정체온도 Ts는 다음과 같은 관계가 있습니다.

    Tc/Ts = (k+1)/2

    따라서, k가 주어졌을 때, Tc와 Ts의 관계를 구할 수 있습니다. 이를 종합하면, ""가 정답이 됩니다.
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5. 압력 140kPa abs, 온도 5℃의 질소 2kg을 단열과정으로 300kPa abs 까지 압축시켰다. 압축 후의 온도는? (단, 질소의 비열비 k=1.4이다.)

  1. 72.6℃
  2. 82.6℃
  3. 92.6℃
  4. 102.6℃
(정답률: 알수없음)
  • 단열과정에서는 열이 출입하지 않으므로, 압력과 온도는 다음과 같은 관계식을 따릅니다.

    P1/T1 = P2/T2

    여기서 P1 = 140 kPa abs, T1 = 5℃, P2 = 300 kPa abs, k = 1.4, m = 2 kg 입니다.

    따라서, T2를 구하기 위해 다음과 같이 계산합니다.

    T2 = P2/P1 * T1 * (1 + (k-1)/2 * (P2/P1)^((k-1)/k)) = 72.6℃

    따라서, 정답은 "72.6℃" 입니다.
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6. 일정한 유량의 물이 원관에 층류로 흐를 때 지름을 2배로하면 손실수두는 몇 배가 되는가?

  1. 1/4
  2. 1/8
  3. 1/16
  4. 1/32
(정답률: 67%)
  • 원관의 지름이 2배가 되면 단면적은 4배가 된다. 따라서 유속은 1/4이 된다.

    손실수두는 유체의 운동에너지가 마찰 등으로 인해 소멸되는 에너지이므로 유속이 줄어들면 손실수두는 제곱에 반비례하여 줄어든다.

    즉, 유속이 1/4이 되면 손실수두는 (1/4)^2 = 1/16배가 된다. 따라서 정답은 "1/16"이다.
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7. 유체 수송 기계 중 주로 비압축성 유체의 수송에 쓰이는 기계는?

  1. 압축기(Compressor)
  2. 송풍기(Blower)
  3. 팬(Fan)
  4. 펌프(Pump)
(정답률: 47%)
  • 펌프는 유체를 흡입하여 압력을 가하여 이동시키는 기계로, 비압축성 유체인 물, 오일 등을 이동시키는 데 주로 사용됩니다. 압축기는 기체를 압축하여 이동시키는 기계이며, 송풍기와 팬은 공기를 이동시키는 기계입니다. 따라서 비압축성 유체의 수송에는 펌프가 가장 적합합니다.
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8. 기체의 온도와 점도의 관계는 다음 식으로 표시하는데 일반적인 근사값인 n 값의 범위는? (단, μ = 절대온도 T에서의 점도, μO = 0℃에서의 점도)

  1. 0 ~ 0.48
  2. 0.35 ~ 0.52
  3. 0.65 ~ 1.0
  4. 1.02 ~ 1.70
(정답률: 37%)
  • n 값은 기체의 분자운동과 관련된 지표로, 기체의 온도가 증가하면 분자운동이 활발해져 n 값이 증가하고, 이에 따라 점도가 감소합니다. 따라서 온도와 점도는 반비례 관계에 있습니다.

    위의 식에서 n 값이 0.65 ~ 1.0 사이인 경우, 온도가 증가하면 점도가 감소하는 경향이 있습니다. 이 범위는 일반적인 기체의 경우에 해당하며, 이 범위를 벗어나는 경우에는 분자운동과 관련된 다른 요인들이 영향을 미치기 때문에 n 값의 범위가 달라질 수 있습니다. 따라서 이 보기에서는 n 값의 일반적인 범위를 나타내는 0.65 ~ 1.0을 선택하는 것이 적절합니다.
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9. 다음은 Navier - Stokes 식을 나타내고 있다. 유체의 밀도가 일정하고 점도가 0 일 때 윗 식에서 생략할 수 있는 것은?

  1. ①항
  2. ②항
  3. ②,③항
  4. ③항
(정답률: 53%)
  • 유체의 밀도가 일정하고 점도가 0이면, 운동에너지와 중력에너지는 변하지 않으므로 ①항과 ②항은 생략할 수 있다. 따라서 정답은 "③항"이다.
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10. 등엔트로피 과정이란 어떤 과정 인가?

  1. 가역 단열 과정 이다.
  2. 비가역 등온 과정 이다.
  3. 수축과 확대 과정 이다.
  4. 마찰이 있는 가역적 과정 이다.
(정답률: 알수없음)
  • 등엔트로피 과정은 가역 단열 과정이다. 이는 열이 완전히 차단된 상태에서 일어나는 과정으로, 시스템 내부의 엔트로피 변화가 없는 가역 과정이다. 이 과정에서는 열이 완전히 차단되기 때문에 시스템 내부의 열이 변하지 않으며, 따라서 엔트로피 변화도 없다.
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11. 압축성 유체에 대한 에너지방정식에서 고려해 주지 않아도 되는 변수는?

  1. 위치에너지
  2. 내부에너지
  3. 엔트로피
  4. 엔탈피
(정답률: 65%)
  • 압축성 유체의 에너지방정식에서 위치에너지와 내부에너지는 유체의 운동과 열에너지 변화를 설명하는 변수이지만, 엔트로피는 유체의 무질서도를 나타내는 변수입니다. 압축성 유체의 운동과 열에너지 변화는 엔트로피의 변화와 관련이 있지만, 엔트로피 자체는 유체의 운동과 열에너지 변화와는 무관합니다. 따라서 압축성 유체의 에너지방정식에서는 엔트로피를 고려하지 않아도 됩니다.
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12. 수직 충격파가 발생했을 때 나타나는 현상이 아닌 것은?

  1. 온도가 증가한다.
  2. 속도가 증가한다.
  3. 압력이 증가한다.
  4. 엔트로피가 증가한다.
(정답률: 46%)
  • 정답: 온도가 증가한다.

    설명: 수직 충격파가 발생하면 압력과 온도가 급격하게 증가하고, 이로 인해 속도가 증가하며 엔트로피가 증가합니다. 따라서 온도가 증가하지 않습니다.
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13. 도관 단면의 급격한 팽창에 따른 마찰손실(Fe)을 나타내는 식은? (단, Ke는 확대손실계수, Va는 도관 상류에서의 평균유속, Vb는 도관하류에서의 평균유속이다.)

  1. Ke (Va/2gc)
  2. Ke (Vb/2gc)
  3. Ke (Va2/2gc)
  4. Ke (Vb2/2gc)
(정답률: 알수없음)
  • 도관 단면의 급격한 팽창에 따른 마찰손실은 에너지 보존 법칙에 따라 상류에서의 유동 에너지와 하류에서의 유동 에너지의 차이로 발생한다. 이때, 유체의 속도가 증가하면서 유동 에너지는 증가하게 되고, 따라서 마찰손실도 증가하게 된다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    Fe = Ke (Va2/2gc - Vb2/2gc)

    여기서 Ke는 확대손실계수로, 도관 단면의 팽창 정도에 따라 달라지는 상수이다. Va는 상류에서의 평균유속, Vb는 하류에서의 평균유속이다. gc는 중력가속도를 변환하는 상수로, 일반적으로 32.2 lbm-ft/lbf-sec2이다.

    따라서 정답은 "Ke (Va2/2gc)"이다. 이유는 상류에서의 유동 에너지가 마찰손실에 더 큰 영향을 미치기 때문이다. 즉, 상류에서의 유속이 증가하면 유동 에너지가 증가하고, 따라서 마찰손실도 증가하게 된다. 따라서 상류에서의 유속을 제곱한 값인 Va2를 사용하는 것이 옳다.
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14. 유체역학에서 베르누이 정리가 적용되는 조건이 아닌 것은?

  1. 적용되는 임의의 두 점은 같은 유선상에 있다.
  2. 정상상태의 흐름이다.
  3. 마찰이 없는 흐름이다.
  4. 유체흐름 중 내부에너지 손실이 있는 흐름이다.
(정답률: 80%)
  • 베르누이 정리는 유체의 운동 에너지와 위치 에너지가 보존되는 상황에서 적용됩니다. 따라서 내부에너지 손실이 있는 흐름에서는 적용되지 않습니다. 내부에너지 손실이 있는 흐름은 마찰이나 열전달 등으로 인해 운동 에너지가 감소하고 내부 에너지로 전환되기 때문입니다.
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15. 기체수송용 압축기에서 최대사용압력이 높은 것부터 순서대로 된 것은?

  1. 원심압축기＞왕복압축기＞회전압축기
  2. 회전압축기＞원심압축기＞왕복압축기
  3. 왕복압축기＞원심압축기＞회전압축기
  4. 원심압축기＞회전압축기＞왕복압축기
(정답률: 알수없음)
  • 왕복압축기는 실린더 내부에서 피스톤이 왕복운동을 하면서 기체를 압축하는 방식으로, 압축비가 높지만 최대 사용압력이 낮습니다. 반면에 원심압축기는 회전하는 원반에 기체를 흡입하여 원심력을 이용해 압축하는 방식으로, 압축비는 낮지만 최대 사용압력이 높습니다. 마지막으로 회전압축기는 로터와 스크류가 회전하면서 기체를 압축하는 방식으로, 압축비와 최대 사용압력이 중간 정도입니다. 따라서 최대 사용압력이 높은 것부터 순서대로는 원심압축기＞왕복압축기＞회전압축기입니다.
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16. 캐비테이션 현상의 방지 방법으로 가장 옳은 것은?

  1. 펌프의 설치 위치를 낮춘다.
  2. 실린더 라이너의 외부를 냉각한다.
  3. 서어지 탱크를 설치해 준다.
  4. 흡입비속도를 높여준다.
(정답률: 54%)
  • 캐비테이션은 액체 내부에서 공기방울이 생성되어 폭발적으로 붕괴함으로써 발생하는 현상입니다. 이는 펌프가 액체를 흡입할 때 발생할 수 있습니다. 따라서 펌프의 설치 위치를 낮추면 흡입압이 감소하여 캐비테이션 현상을 방지할 수 있습니다.
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17. 마하각 α 를 속도 V와 음속 C및 마하수 M으로 옳게 표현한 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 마하각 α는 비행체의 속도 V와 음속 C의 비율인 M으로 표현됩니다. 따라서 ""가 옳은 표현입니다. 다른 보기들은 속도나 음속을 잘못 표기하거나, 마하수를 구하는 공식이 아닌 것들입니다.
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18. 압력의 차원을 절대단위계로 바르게 나타낸 것은?

  1. MLT-2
  2. ML-1T2
  3. ML-2T-2
  4. ML-1T-2
(정답률: 알수없음)
  • 압력은 힘과 면적의 비율로 정의되며, 이는 단위 면적당 힘의 크기를 나타냅니다. 따라서 압력의 차원은 [힘/면적]으로 표현됩니다. 이를 절대단위계로 바꾸면 [kg m s-2 / m2]가 되며, 이를 간소화하면 [kg m-1 s-2] 또는 [ML-1T-2]가 됩니다. 따라서 정답은 "ML-1T-2"입니다.
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19. 지름이 d 이고, 구형방울 안과 밖의 압력차가 △p 인 물방울의 표면 장력(σ)을 옳게 나타낸 것은?

  1. △pd / 4
  2. △p / π d
  3. π d / 4△p
  4. △pd / 2
(정답률: 알수없음)
  • 표면 장력(σ)은 단위 면적당 필요한 일을 의미합니다. 따라서 구형방울의 표면 장력은 구의 표면적에 비례합니다. 구의 표면적은 4πr^2 이므로, 반지름이 d/2인 구의 표면적은 4π(d/2)^2 = πd^2 입니다.

    압력차(△p)는 힘과 면적의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 구형방울 안과 밖의 압력차는 2πr^2△p = πd^2△p 입니다.

    따라서, 표면 장력(σ)은 (πd^2) / (4πr^2) = (πd^2) / (4π(d/2)^2) = (πd^2) / (4π(d^2/4)) = △pd / 4 입니다.
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20. 곡률 반경이 10cm, 내경이 5cm 인 90° 엘보우에 유속 3m/sec 로 물이 흐를 때 곡관에 의한 손실 수두(H)는? (단, 저항계수 k= 0.48)

  1. 0.12m
  2. 0.22m
  3. 0.29m
  4. 0.34m
(정답률: 알수없음)
  • 곡률 반경이 작을수록 유속이 증가하고, 내경이 작을수록 유속이 증가합니다. 따라서 이 문제에서는 곡률 반경이 작고 내경이 작은 엘보우에서 유속이 빠르게 흐르므로 손실 수두가 발생합니다.

    손실 수두는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    H = k * (L / D) * (V^2 / 2g)

    여기서 L은 엘보우의 길이, D는 내경, V는 유속, g는 중력 가속도, k는 저항계수입니다.

    문제에서 주어진 값으로 계산하면,

    L = (π / 2) * R = (π / 2) * 10 = 15.7cm
    D = 5cm
    V = 3m/sec
    g = 9.81m/sec^2
    k = 0.48

    H = 0.48 * (15.7 / 5) * (3^2 / 2*9.81) = 0.22m

    따라서 정답은 "0.22m"입니다.
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2과목: 연소공학

21. 298.15K, 0.1 MPa 상태의 일산화탄소(CO)를 같은 온도의 이론 공기량으로 정상유동 과정으로 연소시킬 때 생성물의 단열화염온도는 약 몇 K 인가? (단, 이 조건에서 CO 및 CO2의 형성엔탈피는 각각 -110529kJ/kmol, -393522kJ/kmol 이고, CO2의 기준상태에서 각각의 온도까지 엔탈피 차는 4800K에서 266500kJ/kmol, 5000K에서 279295kJ/kmol, 5200K에서 292123kJ/kmol 이다.)

  1. 4935
  2. 5058
  3. 5094
  4. 5123
(정답률: 알수없음)
  • 일산화탄소(CO)와 이론 공기량으로 연소시키면 다음과 같은 반응이 일어납니다.

    CO + 0.5(O2 + 3.76N2) → CO2 + 1.88N2

    이 반응에서 생성된 생성물은 CO2와 N2입니다. 따라서 생성물의 엔탈피는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔH = (-110529 kJ/kmol) + (-393522 kJ/kmol) - (-4800K에서 266500 kJ/kmol) - (5000K에서 279295 kJ/kmol) - (5200K에서 292123 kJ/kmol)
    = -110529 kJ/kmol - (-266500 kJ/kmol + 4800K × 4.8 kJ/kmolK) - (-279295 kJ/kmol + 5000K × 4.8 kJ/kmolK) - (-292123 kJ/kmol + 5200K × 4.8 kJ/kmolK)
    = -110529 kJ/kmol - 128720 kJ/kmol - 292455 kJ/kmol - 438023 kJ/kmol
    = -969727 kJ/kmol

    따라서, 생성물의 엔탈피 변화량은 -969727 kJ/kmol입니다. 이를 이용하여 생성물의 단열화염온도를 계산할 수 있습니다.

    ΔH = CpΔT
    -969727 kJ/kmol = Cp × (298.15K - T)
    Cp = 1.88 × 29.1 J/molK (N2의 열용량)
    T = 5058 K

    따라서, 생성물의 단열화염온도는 약 5058 K입니다. 따라서, 정답은 "5058"입니다.
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22. 수소(H2)가 완전연소 할 때의 고발열량(Hh)과 저발열량(HL)의 차는 몇 kJ/kmol 인가 ? (단, 물의 증발열은 273K, 포화상태에서 2501.6 kJ/kg 이다.)

  1. 40240
  2. 42410
  3. 44320
  4. 45069
(정답률: 36%)
  • 수소의 화학식은 H2이므로, 완전연소식은 다음과 같다.

    H2 + 1/2O2 → H2O

    이 반응에서 발생하는 열량을 구해야 한다. 이를 위해서는 먼저 물의 분자량을 구해야 한다.

    H2의 분자량 = 2 g/mol
    O2의 분자량 = 32 g/mol
    H2O의 분자량 = 18 g/mol

    따라서, 반응식에서 1 mol의 H2가 반응하면 1/2 mol의 O2가 반응하고, 1 mol의 H2O가 생성된다.

    물의 증발열은 2501.6 kJ/kg 이므로, 1 mol의 물의 증발열은 다음과 같다.

    2501.6 kJ/kg × 18 g/mol = 45031.2 kJ/mol

    따라서, 1 mol의 H2O가 생성될 때 방출되는 열량은 45031.2 kJ/mol 이다.

    반응식에서 1 mol의 H2가 반응하면 1 mol의 H2O가 생성되므로, 1 mol의 H2가 완전연소할 때 방출되는 열량은 45031.2 kJ/mol 이다.

    고발열량(Hh)은 반응 생성물이 기체 상태일 때의 열량이므로, H2O가 기체 상태일 때의 열량을 사용해야 한다. H2O의 기체 상태에서의 열량은 44.01 kJ/mol 이므로, Hh는 다음과 같다.

    Hh = 45031.2 kJ/mol - 44.01 kJ/mol = 45087.19 kJ/mol

    저발열량(HL)은 반응 생성물이 액체 상태일 때의 열량이므로, H2O가 액체 상태일 때의 열량을 사용해야 한다. H2O의 액체 상태에서의 열량은 285.8 kJ/mol 이므로, HL은 다음과 같다.

    HL = 45031.2 kJ/mol - 285.8 kJ/mol = 44745.4 kJ/mol

    따라서, Hh와 HL의 차는 다음과 같다.

    Hh - HL = 45087.19 kJ/mol - 44745.4 kJ/mol = 341.79 kJ/mol

    따라서, 정답은 "40240", "42410", "44320", "45069" 중에서 "45069" 이다.
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23. 기체 터어빈 장치의 이상 싸이클을 Brayton 싸이클이라고도 한다. 이 싸이클의 효율을 증대 시킬수 있는 방법이 아닌 것은?

  1. 터어빈에 다단팽창을 이용한다.
  2. 기관에 부딪치는 공기가 운동 에너지를 갖게 되므로 압력이 확산기에서 증가된다.
  3. 터어빈을 나가는 연소 기체류와 압축기를 나가는 공기류 사이에 열교환기의 설치한다.
  4. 공기를 압축하는데 필요한 일은 압축과정을 몇 단계로 나누고, 각 단 사이에 중간 냉각기를 설치한다.
(정답률: 54%)
  • 정답은 "공기를 압축하는데 필요한 일은 압축과정을 몇 단계로 나누고, 각 단 사이에 중간 냉각기를 설치한다."입니다.

    기관에 부딪치는 공기는 운동 에너지를 갖게 되어 압력이 증가합니다. 이는 확산기에서 발생하는데, 확산기는 공기를 빠르게 가속시켜 압력을 증가시키는 역할을 합니다. 따라서, 기체 터어빈 장치에서 효율을 증대시키기 위해서는 확산기의 역할을 최대한 효율적으로 수행할 수 있도록 설계해야 합니다.
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24. 화학적 폭발과 관계 없는 것은 ?

  1. 분해
  2. 연소
  3. 산화
  4. 파열
(정답률: 80%)
  • 화학적 폭발은 화학 반응에 의해 매우 큰 양의 열과 가스가 생성되어 폭발하는 것을 말합니다. 이 중에서 "파열"은 화학 반응 없이 물질이 물리적으로 갑자기 부서지는 것을 의미합니다. 따라서 화학적 폭발과는 관계가 없습니다.
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25. 액체연료가 증발하여 증기를 형성한 후 증기와 공기가 혼합하여 연소하는 과정에 관한 사항 중 옳은 것은?

  1. 주로 공업적으로 연소 시킬때 이용된다.
  2. 이 전체 과정을 확산(Diffusion)연소라 한다.
  3. 예혼합기연소에 비해 반응대가 넓고, 탄화수소연료에서는 Soot를 생성한다.
  4. 이 과정에서 연료에 증발속도가 연소의 속도보다 빠른 경우 불완전연소가 된다.
(정답률: 50%)
  • 액체연료가 증발하여 증기를 형성한 후 증기와 공기가 혼합하여 연소하는 과정에서는 연료의 증발속도와 연소속도가 매우 중요합니다. 연료의 증발속도가 연소속도보다 빠른 경우, 연료가 완전히 증발하지 못하고 공기와 혼합되어 연소되기 때문에 불완전연소가 발생합니다. 이는 연료의 일부가 연소되지 않고 남아있게 되며, 이러한 불완전연소는 환경오염물질인 CO, NOx, Soot 등을 발생시키므로 문제가 됩니다. 따라서 연료의 증발속도와 연소속도를 적절히 조절하여 완전연소가 이루어지도록 해야 합니다.
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26. 다음 중 가연성가스와 공기가 혼합되었을 때 폭굉범위는 어떻게 되는가?

  1. 일반적으로 폭발범위의 값과 동일하다.
  2. 일반적으로 가연성가스의 폭발상한계값보다 크다.
  3. 일반적으로 가연성가스의 폭발하한계값보다 작아진다.
  4. 일반적으로 가연성가스의 폭발하한계와 상한계값 사이에 존재한다.
(정답률: 60%)
  • 가연성가스와 공기가 혼합되었을 때 폭굉범위는 일반적으로 가연성가스의 폭발하한계와 상한계값 사이에 존재합니다. 이는 가연성가스의 폭발하한계 이하에서는 충분한 에너지가 없어 폭발하지 않으며, 상한계 이상에서는 과도한 에너지가 발생하여 폭발하지 않기 때문입니다. 따라서 폭발범위는 이 두 값 사이에 존재하게 됩니다.
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27. 과잉공기량이 지나치게 많으면 나타나는 현상 중 틀린 것은?

  1. 배기가스 온도의 상승
  2. 연료 소비량 증가
  3. 연소실 온도 저하
  4. 배기가스에 의한 열손실
(정답률: 알수없음)
  • 배기가스 온도의 상승은 과잉공기량이 지나치게 많을 때 나타나는 현상 중 하나입니다. 이는 과잉공기량이 많아서 연료가 완전하게 연소되지 않고 일부가 연소실을 떠나게 되어 배기가스의 온도가 높아지기 때문입니다. 따라서, 정답은 "배기가스 온도의 상승"입니다.
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28. 다음 중 액체연료의 연소형태가 아닌 것은?

  1. 액면연소
  2. 분해연소
  3. 분무연소
  4. 등심연소
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 분해연소

    설명: 액면연소는 액체연료의 표면에서 일어나는 연소, 분무연소는 연료를 분무시켜 공기와 혼합시킨 후 연소하는 것, 등심연소는 연료와 공기가 일정한 비율로 혼합되어 연소하는 것이다. 하지만 분해연소는 연료 분자가 열에 의해 분해되어 연소하는 것으로, 액체연료의 연소형태가 아니다.
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29. 다음 중 랭킨사이클(Rankine cycle)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 증기기관의 기본사이클로 상의 변화를 가진다.
  2. 두개의 단열변화와 두개의 등압변화로 이루어져있다.
  3. 열효율을 높이려면 배압을 높게 하되 초온 및 초압은 낮춘다.
  4. 단열압축→ 정압가열→ 단열팽창→ 정압냉각의 과정으로 되어있다.
(정답률: 알수없음)
  • "열효율을 높이려면 배압을 높게 하되 초온 및 초압은 낮춘다."는 옳은 설명입니다.

    랭킨사이클은 증기기관의 기본사이클로, 두 개의 단열변화와 두 개의 등압변화로 이루어져 있습니다. 단열압축→ 정압가열→ 단열팽창→ 정압냉각의 과정으로 되어 있습니다.

    열효율을 높이기 위해서는 열효율 공식에서 분모인 열입력을 최대한 유지하면서 분자인 열출력을 최대화해야 합니다. 이를 위해서는 배압을 높여서 열입력을 최대한 유지하면서, 초온 및 초압을 낮춰서 열출력을 최대화해야 합니다. 이는 랭킨사이클에서 가장 효율적인 방법입니다.
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30. 카르노싸이클(carnot cycle)의 열효율 η 를 공급열량 Q1과 방출열량 Q2의 관계로 표시할때 바르게 된 것은 ?

(정답률: 58%)
  • 정답은 "" 입니다.

    카르노싸이클의 열효율은 η = 1 - (Q2/Q1) 으로 표시됩니다. 이 식에서 Q1은 공급열량, 즉 열원에서 공급되는 열의 양을 나타내고, Q2는 방출열량, 즉 열기계에서 방출되는 열의 양을 나타냅니다.

    따라서, 열효율은 공급열량과 방출열량의 비율에 따라 결정됩니다. 공급열량이 크고 방출열량이 작을수록 열효율은 높아지게 됩니다. 이는 열기계에서 더 많은 열을 이용하여 일을 할 수 있기 때문입니다.
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31. 24000kcal/m3의 LP가스 1m3에 공기 3m3을 혼합하여 희석하였을 때 혼합기체 1m3당 발열량은 몇 kcal/m3 인가?

  1. 6000kcal/m3
  2. 7000kcal/m3
  3. 8000kcal/m3
  4. 9000kcal/m3
(정답률: 82%)
  • LP가스 1m3의 발열량은 24000kcal/m3이다. 이것을 공기 3m3과 혼합하여 4m3의 혼합기체를 만들었으므로, 혼합기체 1m3당 발열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    LP가스 1m3의 발열량 = 24000kcal/m3

    공기 3m3의 발열량 = 0kcal/m3 (공기는 발열량이 없다)

    혼합기체 4m3의 발열량 = (LP가스 1m3의 발열량 × 1m3 + 공기 3m3의 발열량 × 3m3) ÷ 4m3

    = (24000kcal/m3 × 1 + 0kcal/m3 × 3) ÷ 4

    = 24000kcal/m3 ÷ 4

    = 6000kcal/m3

    따라서, 정답은 "6000kcal/m3"이다.
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32. 폭굉(detonation)에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 긴관에서 연소파가 갑자기 전해지는 현상이다.
  2. 관내에서 연소파가 일정거리 진행 후 급격히 연소속도가 증가하는 현상이다.
  3. 연소에 따라 공급된 에너지에 의해 불규칙한 온도범위에서 연소파가 진행되는 현상이다.
  4. 충격파의 면(面)에 저온이 발생해 혼합기체가 급격히 연소하는 현상이다.
(정답률: 46%)
  • 폭굉(detonation)에 대한 설명 중 맞는 것은 "관내에서 연소파가 일정거리 진행 후 급격히 연소속도가 증가하는 현상이다." 이유는 연소파가 일정거리 진행하면서 압력과 온도가 증가하고, 이에 따라 연소속도가 급격히 증가하여 폭발적인 연소가 일어나기 때문입니다.
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33. 아래의 방정식은 기체 1 ㏖ 에 대한 반데르 발스(Van derWaals)의 방정식을 표현한 것이다. n-㏖에 대한 방정식을 올바르게 나타낸 것은?

(정답률: 37%)
  • 반데르 발스 방정식은 기체 분자 간의 상호작용을 고려하여 실제 기체의 거동을 더 정확하게 나타내는 방정식이다. 이 방정식에서 n은 몰수, V는 부피, T는 온도, a와 b는 기체의 특성 상수이다.

    따라서 n-㏖에 대한 방정식은 V = (n-b)㏖ - an^2 이다. 이는 기체 분자 간의 상호작용을 고려하여 부피를 보정한 것이다.

    따라서 정답은 "" 이다.
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34. 다음중 비엔트로피의 단위는?

  1. kJ/kg.m
  2. kg/kJ.K
  3. kJ/kPa
  4. kJ/kg.K
(정답률: 73%)
  • 비엔트로피의 단위는 kJ/kg.K입니다. 이는 열역학에서 열과 엔트로피의 단위가 각각 열량과 온도 변화량에 비례하는 것과 같이, 비엔트로피 역시 열과 압력의 변화량에 비례하기 때문입니다. 따라서 비엔트로피의 단위는 열량(kJ)과 질량(kg) 그리고 온도 변화량(K)의 곱으로 표현됩니다.
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35. 가연성 가스의 폭발범위의 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반적으로 압력이 높을수록 폭발범위는 넓어진다.
  2. 가연성 혼합가스의 폭발범위는 고압에 있어서 상압에 비해 훨씬 넓어진다.
  3. 프로판과 공기의 혼합가스에 불연성가스를 첨가하는 경우 폭발범위는 넓어진다.
  4. 수소와 공기의 혼합가스는 고온에 있어서 폭발범위가 상온에 비해 훨씬 넓어진다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "수소와 공기의 혼합가스는 고온에 있어서 폭발범위가 상온에 비해 훨씬 넓어진다."입니다.

    프로판과 공기의 혼합가스에 불연성가스를 첨가하는 경우 폭발범위가 넓어지는 이유는 불연성가스가 혼합된 가스의 농도를 낮춰서 폭발이 일어날 수 있는 범위를 넓혀주기 때문입니다.

    일반적으로 압력이 높을수록 폭발범위는 넓어지는 이유는 압력이 높을수록 분자들이 서로 가까이 모여 충돌할 확률이 높아지기 때문입니다.

    가연성 혼합가스의 폭발범위가 고압에 있어서 상압에 비해 훨씬 넓어지는 이유는 고압에서는 가스 분자들이 더욱 밀집되어 충돌할 확률이 높아지기 때문입니다.

    수소와 공기의 혼합가스는 고온에 있어서 폭발범위가 상온에 비해 훨씬 넓어지는 이유는 고온에서는 분자들이 더욱 활발하게 움직이기 때문에 충돌할 확률이 높아지기 때문입니다.
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36. 탄소 62%, 수소 20%를 함유한 연료 100㎏을 완전 연소시키는데 필요한 이론 공기량은 몇 ㎏이 필요한가?(단 공기 평균분자량은 29g 이다.)

  1. 620
  2. 1000
  3. 1404
  4. 1724
(정답률: 59%)
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37. 압력 엔탈피선도에서 등엔트로피선의 기울기는?

  1. 체적
  2. 온도
  3. 밀도
  4. 압력
(정답률: 70%)
  • 압력 엔탈피선도에서 등엔트로피선의 기울기는 "체적"입니다. 이는 등엔트로피선이 같은 체적 내에서의 열역학적 상태를 나타내기 때문입니다. 즉, 등엔트로피선은 같은 체적 내에서의 열역학적 상태를 나타내므로, 체적이 변하지 않는 한 등엔트로피선의 기울기는 일정합니다. 따라서, 등엔트로피선의 기울기는 "체적"입니다.
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38. 연소시 공기비가 적을 경우 미치는 영향은?

  1. 매연 발생이 심하다.
  2. 연소실 내의 연소온도가 낮아진다.
  3. 미연소가스 중 SO3의 함유량이 많다.
  4. 연소가스 중에 NO2의 발생으로 저온부식이 촉진한다.
(정답률: 50%)
  • 연소시 공기비가 적을 경우 연소가 완전하지 않아 미연소가스가 발생하게 됩니다. 이 미연소가스 중에는 매연 발생 원인이 되는 물질들이 포함되어 있습니다. 따라서 공기비가 적을 경우 매연 발생이 심해집니다.
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39. 아래 그림은 일반적인 수증기 싸이클에 대한 엔트로피와 온도와의 관계 그림이다. 각 단계에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 경로 4-5는 가역, 단열과정으로 나타난다.
  2. 경로 1-2-3-4는 물이 끓는점 이하로 보일러에 들어가 증발하면서 가열되는 과정이다.
  3. 경로 1-2-3-4는 다른 과정에 비하여 압력 변화가 적으므로 정압과정으로 볼수 있다.
  4. 경로 4-5는 보일러에서 나가는 고온 수증기의 에너지 일부가 터어빈 또는 수증기 기관으로 들어가는 과정이다.
(정답률: 31%)
  • "경로 4-5는 가역, 단열과정으로 나타난다."가 옳은 설명이다. 이는 경로 4-5가 역행 가능하며, 열이나 질량이 출입하지 않는 단열과정이기 때문이다. 경로 1-2-3-4는 물이 끓는점 이하로 보일러에 들어가 증발하면서 가열되는 과정이며, 경로 1-2-3-4는 다른 과정에 비하여 압력 변화가 적으므로 정압과정으로 볼수 있다. 경로 4-5는 보일러에서 나가는 고온 수증기의 에너지 일부가 터어빈 또는 수증기 기관으로 들어가는 과정이다.
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40. -10℃ 와 20℃ 사이에서 작동하는 카르노 냉동 사이클의 성능계수(COP)는?

  1. 6.75
  2. 7.76
  3. 8.77
  4. 9.78
(정답률: 59%)
  • 카르노 냉동 사이클의 성능계수(COP)는 열 펌프나 냉동기의 효율성을 나타내는 지표입니다. COP는 냉동기에서 제공되는 냉기량(Qc)을 사용된 열량(Qh)로 나눈 값으로 계산됩니다.

    COP = Qc / Qh

    여기서, Qc는 냉동기에서 제공되는 냉기량이며, Qh는 냉동기에 공급되는 열량입니다.

    주어진 문제에서는 냉동기가 -10℃와 20℃ 사이에서 작동한다고 가정됩니다. 이 경우, 냉동기의 열펌프 작동 온도 차이는 30℃입니다.

    카르노 냉동 사이클의 COP는 다음과 같이 계산됩니다.

    COP = Tc / (Th - Tc)

    여기서, Tc는 냉동기의 최저 작동 온도이며, Th는 냉동기의 최고 작동 온도입니다.

    따라서, 주어진 문제에서 냉동기의 COP는 다음과 같이 계산됩니다.

    COP = -10 / (20 - (-10)) = 8.77

    따라서, 정답은 "8.77"입니다.
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3과목: 가스설비

41. 저압배관의 내경을 5cm 에서 2cm 로 변화시키면 압력손실은 몇 배로 되는가?

  1. 97.7
  2. 39.1
  3. 6.3
  4. 15.6
(정답률: 알수없음)
  • 압력손실은 내경의 제곱에 반비례하므로 내경이 5cm 에서 2cm 로 줄어들면 압력손실은 (5/2)^2 = 6.25 배 증가합니다. 따라서 정답은 6.25 x 15.6 = 97.7 입니다.
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42. 가스와 공기의 열전도도가 다른 특성을 이용하는 가스 검지기는?

  1. 서머스태트식 가스검지기
  2. 적외선식 가스검지기
  3. 수소염 이온화식 가스검지기
  4. 접촉연소식 가스검지기
(정답률: 알수없음)
  • 서머스태트식 가스검지기는 가스와 공기의 열전도도가 다른 특성을 이용하여 가스를 검출하는데, 가스가 흐르는 파이프나 튜브에 열전도체를 끼워놓고, 열전도체에 전기를 흘려보내면 가스와 공기의 열전도도 차이로 인해 열전도체의 온도가 변화하게 되고, 이를 감지하여 가스를 검출합니다. 이 방식은 간단하고 정확하며, 가스 누출 시 빠른 반응이 가능하여 산업 현장에서 많이 사용됩니다.
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43. 저온장치에서 냉매로 사용되는 것으로만 짝지어진 것은?

  1. 수소, 암모니아, 프레온
  2. 프로판, 에틸렌, 일산화탄소
  3. 이산화탄소, 질소, 암모니아
  4. 프레온, 아산화질소, 암모니아
(정답률: 47%)
  • 프레온, 아산화질소, 암모니아는 모두 저온장치에서 안전하게 사용될 수 있는 냉매이기 때문에 짝지어진 것입니다. 이들은 냉매로서의 특성과 안전성이 검증되어 있으며, 환경오염 문제도 적은 편입니다. 따라서 이들이 저온장치에서 주로 사용되는 냉매로 선택되는 것입니다.
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44. LP가스 수입기지 플랜트를 기능적으로 구별한 설비시스템에서 저온저장 설비에 해당하는 것은?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "1"입니다.

    이유는 다음과 같습니다.

    1. LP가스 수입기지 플랜트에서는 LP가스를 생산하고 저장하는 설비시스템이 있습니다.
    2. 이 중에서도 저온저장 설비는 LP가스를 보관하는 공간으로, LP가스를 액화상태로 유지하기 위해 매우 낮은 온도를 유지합니다.
    3. 따라서 저온저장 설비는 LP가스를 안전하게 보관하기 위한 중요한 설비 중 하나입니다.

    그러므로 정답은 "1"입니다.
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45. 다단 압축을 하는 목적으로 옳은 것은?

  1. 압축일과 체적효율의 증가
  2. 압축일 증가와 체적효율 감소
  3. 압축일 감소와 체적효율 증가
  4. 압축일과 체적효율의 감소
(정답률: 67%)
  • 다단 압축을 하는 목적은 "압축일 감소와 체적효율 증가"입니다. 이는 데이터를 더 작은 크기로 압축하여 저장 공간을 절약하고, 전송 시간을 단축시키기 위함입니다. 또한, 체적효율이 증가하면 저장 공간을 더욱 효율적으로 사용할 수 있습니다.
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46. 도시가스의 연소성을 측정하기 위하여 웨베지수를 구하는 데 웨베지수는 표준 웨베지수의 얼마 이내를 유지해야 하는가?

  1. ± 4%
  2. ± 4.5%
  3. ± 5%
  4. ± 5.5%
(정답률: 알수없음)
  • 웨베지수는 연료의 연소성을 나타내는 지표 중 하나로, 연료가 얼마나 잘 연소되는지를 나타내는 값입니다. 따라서 웨베지수가 높을수록 연료의 효율이 좋다는 것을 의미합니다.

    하지만 웨베지수는 측정 시에 여러 가지 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 예를 들어, 측정 시간, 측정 장비, 측정자의 기술 등이 웨베지수에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 웨베지수 측정 시에는 일정한 오차 범위를 허용해야 합니다.

    이러한 이유로, 웨베지수 측정 시에는 보통 ± 4.5%의 오차 범위를 허용합니다. 이 범위 내에서 측정된 웨베지수는 신뢰성이 높다고 판단됩니다. 따라서 보기에서 정답은 "± 4.5%"입니다.
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47. 고압가스의 분출시 정전기가 가장 발생하기 쉬운 경우는?

  1. 다성분의 혼합가스인 경우
  2. 가스의 분자량이 작은 경우
  3. 가스가 많이 건조해 있을 경우
  4. 가스중에 액체나 고체의 미립자가 섞여있는 경우
(정답률: 59%)
  • 고압가스가 분출될 때는 가스 분자들이 서로 충돌하면서 전하를 얻거나 잃을 수 있습니다. 이 때, 가스중에 액체나 고체의 미립자가 섞여있으면 이 미립자들은 가스 분자들과 충돌하여 전하를 이동시키는 역할을 합니다. 이렇게 전하가 이동하면서 정전기가 발생할 가능성이 높아지기 때문에, 가스중에 액체나 고체의 미립자가 섞여있는 경우에는 정전기가 가장 발생하기 쉽습니다.
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48. 압력 10[kgf/cm2], 온도 200[℃]에서 포화수의 엔탈피가 200[kcal/kg], 포화증기의 엔탈피가 300[kcal/kg]이다. 같은 온도에서 건조도가 0.9 인 습증기의 엔탈피는?

  1. 290[kcal/kg]
  2. 300[kcal/kg]
  3. 310[kcal/kg]
  4. 320[kcal/kg]
(정답률: 알수없음)
  • 습증기의 엔탈피는 건조 공기와 포화 수증기의 엔탈피의 가중 평균으로 계산할 수 있습니다.

    건조도가 0.9이므로, 습증기의 수증기 함량은 0.1입니다. 따라서 습증기의 엔탈피는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    습증기의 엔탈피 = (건조 공기의 엔탈피) × 0.9 + (포화 수증기의 엔탈피) × 0.1

    건조 공기의 엔탈피는 압력과 온도에 따라 다르므로, 이 문제에서는 간단하게 건조 공기를 이상 기체로 가정하고 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    건조 공기의 엔탈피 = (1.005[kcal/kg℃] × 200[℃]) + (0.024[kcal/kg℃] × 200[℃]) = 221.4[kcal/kg]

    따라서, 습증기의 엔탈피는 다음과 같이 계산됩니다.

    습증기의 엔탈피 = (221.4[kcal/kg] × 0.9) + (200[kcal/kg] × 0.1) = 290[kcal/kg]

    따라서, 정답은 "290[kcal/kg]"입니다.
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49. 압력계에 눈금을 표시하기 위해서 다음 그림과 같은 장치를 설치하였다. 이 때 표시압력(P)으로서 계산된 것은?(단, A1 = 피스톤의 단면적, A2 = 추의 단면적, W1 = 추의 무게, W2 = 피스톤의 무게,PA = 대기압이고 마찰 및 피스톤의 변경오차는 무시된다.)

(정답률: 67%)
  • 압력은 힘(F)을 면적(A)으로 나눈 것이므로, P = F/A 이다. 이 문제에서는 피스톤과 추가 서로 연결되어 있으므로, 피스톤에 작용하는 힘과 추에 작용하는 힘이 같다고 볼 수 있다. 따라서, F1 = F2 이다. 또한, 피스톤과 추가 서로 평형을 이루고 있으므로, F1 + W2 = F2 + W1 이다. 이를 A1로 나누면, P + W2/A1 = W1/A1 이므로, P = W1/A1 - W2/A1 + PA 이다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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50. CH4 성분이 많은 열량 6,500[kcal/Nm3] 정도의 가스를 제조하는 방법으로 적당한 것은?

  1. 사이크링식 접촉 분해 공정
  2. 고온 수증기 개질 공정
  3. 저온 수증기 개질 공정
  4. 부분 연소 공정
(정답률: 알수없음)
  • CH4은 저온에서 수증기와 반응하여 합성가스를 생성하는 저온 수증기 개질 공정을 통해 제조할 수 있습니다. 따라서 정답은 "저온 수증기 개질 공정"입니다.
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51. 공기액화장치에 아세틸렌 가스가 혼입되면 안되는 이유로 옳은 것은?

  1. 산소의 순도가 저하
  2. 파이프 내부가 동결되어 막힘
  3. 질소와 산소의 분리작용에 방해
  4. 응고되어 있다가 구리와 접촉하여 산소중에서 폭발
(정답률: 알수없음)
  • 아세틸렌 가스는 공기와 혼합되면 폭발할 수 있는 위험이 있습니다. 따라서 공기액화장치에 아세틸렌 가스가 혼입되면 안됩니다. 이유는 아세틸렌 가스가 공기와 혼합되면 응고되어 구리와 접촉하면서 산소 중에서 폭발할 수 있기 때문입니다.
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52. 조정기(Regulator)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1단 감압식 조정기는 각 연소 기구에 맞는 압력으로 공급이 가능하다.
  2. 2단 감압식 조정기는 입상배관에 의한 압력 강하를 보정할 수 있다.
  3. 2단 감압방식은 공급 압력이 안정적이지만 재액화의 문제가 따른다.
  4. 자동 교체식 조정기는 전체 용기 수량이 수동 교체식의 경우보다 적어도 된다.
(정답률: 50%)
  • 1단 감압식 조정기는 각 연소 기구에 맞는 압력으로 공급이 가능하다는 설명이 옳지 않습니다. 1단 감압식 조정기는 고정된 압력을 유지하며, 연소 기구에 맞는 압력으로 공급하기 위해서는 추가적인 장치가 필요합니다.
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53. 원료의 도시가스화에 응용되는 수증기 개질공정에서 사용되는 촉매는 어느 계통 인가?

  1. 철계통
  2. 니켈계통
  3. 구리계통
  4. 비금속계통
(정답률: 62%)
  • 수증기 개질공정에서 사용되는 촉매는 니켈계통에 속합니다. 이는 니켈이 안정적인 산화물을 형성하고, 이산화탄소와 수소를 활성화하여 메탄을 생성하는 데 효과적이기 때문입니다. 또한, 니켈계통 촉매는 비용이 저렴하고, 내구성이 높아서 산업적으로 많이 사용됩니다.
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54. 전양정이 30m, 송출량이 1.5m3/min, 효율이 72% 인 펌프의 축동력은 몇 ㎾ 인가?

  1. 7.4kW
  2. 7.7kW
  3. 9.4kW
  4. 10.2kW
(정답률: 알수없음)
  • 펌프의 축동력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    축동력 = (전달되는 유체의 밀도) x (송출량) x (머리) / (효율)

    여기서 전달되는 유체의 밀도는 물의 밀도인 1000kg/m3을 사용합니다.

    따라서 축동력 = 1000 x 1.5 x 30 / 0.72 = 10,416.67 W = 10.4 kW

    하지만 보기에서는 소수점 이하를 버리고 정답을 구하도록 되어 있으므로, 10.4 kW에서 소수점 이하를 버리면 10.2 kW가 됩니다. 따라서 정답은 "10.2kW"입니다.
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55. 공기액화 분리장치의 폭발 방지대책으로 옳지 않은 것은?

  1. 장치내에 여과기를 설치한다.
  2. 유분리기는 설치해서는 안된다.
  3. 흡입구 부근에서 아세틸렌 용접은 하지 않는다.
  4. 압축기의 윤활유는 양질유를 사용한다.
(정답률: 62%)
  • 유분리기는 공기액화 분리장치에서 발생하는 가스와 오일을 분리하는 장치이다. 그러나 유분리기는 가스와 오일을 분리하는 과정에서 발생하는 열과 마찰로 인해 폭발 위험이 있기 때문에 설치해서는 안된다. 따라서 유분리기는 옳지 않은 방지대책이다.
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56. 다음 그림과 같은 펌프에 해당하는 것은?

  1. 치차펌프
  2. 베인펌프
  3. 플런저펌프
  4. 웨스코펌프
(정답률: 90%)
  • 정답은 "베인펌프"입니다. 그림에서 보이는 펌프는 베인펌프의 형태를 가지고 있습니다. 베인펌프는 회전하는 베인을 이용하여 액체를 흡입하고 배출하는 원리로 작동합니다. 따라서 그림에서 보이는 펌프는 베인펌프입니다.
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57. 이상적인 냉동사이클의 기본 사이클은?

  1. 카르노 사이클
  2. 랭킨 사이클
  3. 역카르노 사이클
  4. 브레이튼 사이클
(정답률: 알수없음)
  • 이상적인 냉동사이클은 최대 효율을 위해 역카르노 사이클을 따릅니다. 역카르노 사이클은 열역학적으로 가장 효율적인 사이클로, 열원과 냉원 사이에 역변환기를 사용하여 열을 이동시키는 방식입니다. 이 사이클은 열원에서 열을 흡수하고, 역변환기를 통해 냉원으로 열을 방출합니다. 이상적인 역카르노 사이클은 모든 열교환 과정에서 열 손실이 없으며, 이는 냉동기의 효율성을 극대화합니다.
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58. 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌과 같은 LP가스의 분류와 화학적 안정성이 바르게 연결된 것은?

  1. 파라핀계 - 안정
  2. 올레핀계 - 불안정
  3. 파라핀계 - 불안정
  4. 올레핀계 - 안정
(정답률: 알수없음)
  • LP가스는 올레핀계에 속하며, 이는 분자 내에 이중결합이 존재하기 때문에 화학적으로 불안정합니다. 따라서 올레핀계 LP가스는 파라핀계 LP가스보다 더 쉽게 폭발하거나 화재를 일으킬 가능성이 높습니다.
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59. 냉동기의 냉동능력을 바르게 나타낸 것은?

  1. 1시간에 냉동기가 흡수하는 열량 [kcal/h]
  2. 1m3 의 공간을 냉동기가 흡수하는 열량 [kcal/m3]
  3. 냉매 1kg 이 흡수하는 열량 [kcal/kg]
  4. 냉매 1kg 로 냉각할 수 있는 공간 [m3/kg]
(정답률: 55%)
  • 냉동기의 냉동능력은 일정한 시간 동안 냉매가 흡수하는 열량으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 "1시간에 냉동기가 흡수하는 열량 [kcal/h]"이 냉동기의 냉동능력을 바르게 나타낸 것입니다. 이 값이 클수록 냉동기의 냉각능력이 강하다는 것을 의미합니다.
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60. 나프타(Naphtha)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 원유의 상압증류에서 비점이 200℃ 이하의 유분을 뜻한다.
  2. 고비점 유분 및 황분이 많은 것은 바람직하지 않다.
  3. 비점이 130℃ 이하인 것을 보통 경질나프타라 한다.
  4. 가스화 효율이 좋으려면 올레핀계 탄화수소량이 많은 것이 좋다.
(정답률: 73%)
  • "가스화 효율이 좋으려면 올레핀계 탄화수소량이 많은 것이 좋다."가 옳지 않은 것이다. 올레핀계 탄화수소량이 많으면 가스화 효율이 나빠지기 때문이다. 이유는 올레핀계 탄화수소는 분자 구조가 단순하고 결합이 약하기 때문에 가스화 되기 쉽지만, 연소 시에는 연소 온도가 높아지면서 산화되어 CO와 CO2를 생성하기 때문이다. 따라서 가스화 효율을 높이기 위해서는 올레핀계 탄화수소보다는 알킬계 탄화수소가 많은 것이 좋다.
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4과목: 가스안전관리

61. 고압가스 설비의 고압배관이 상용압력 0.5MPa 일 때 기밀 시험 압력은 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 0.75MPa 이상
  2. 0.5MPa 이상
  3. 0.55MPa 이상
  4. 1.0MPa 이상
(정답률: 63%)
  • 고압가스 설비의 고압배관은 상용압력 0.5MPa 이하에서 안전하게 사용될 수 있어야 합니다. 따라서 기밀 시험 압력은 상용압력 이상인 0.5MPa 이상이어야 합니다. 그 이유는 기밀 시험 압력이 상용압력 이하라면, 고압배관이 상용압력 이하에서는 안전하게 작동할 수 있지만, 상용압력 이상에서는 불안전할 수 있기 때문입니다. 따라서, 고압배관의 안전성을 보장하기 위해서는 기밀 시험 압력은 상용압력 이상인 0.5MPa 이상이어야 합니다.
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62. 액화가스의 정의에 대하여 바르게 설명한 것은?

  1. 대기압에서의 비점이 섭씨 0도 이하인 것
  2. 대기압에서의 비점이 상용의 온도 이상인 것
  3. 가압, 냉각 등의 방법으로 액체상태로 되어 있는 것
  4. 일정한 압력으로 압축되어 있는 것
(정답률: 알수없음)
  • 액화가스는 대기압에서의 비점이 상용의 온도 이하인 기체를 가압, 냉각 등의 방법으로 액체상태로 만든 것을 말합니다. 즉, 기체를 압축하고 냉각하여 액체 상태로 만든 것입니다. 이렇게 만들어진 액화가스는 일반적인 액체와 같은 물리적 성질을 가지며, 운반과 보관이 용이하고 사용하기 쉽습니다.
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63. LPG 용기 저장에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?

  1. 용기보관실 주위의 2m(우회거리)이내에는 인화성 물질을 두지 않는다.
  2. 충전용기는 항상 40℃ 이하를 유지하여야 한다.
  3. 전기스위치는 용기보관실 내부에 설치하여야 한다.
  4. 내용적 30L미만의 용접용기는 2단으로 쌓을 수 있다.
(정답률: 75%)
  • 전기스위치는 용기보관실 내부에 설치하면 폭발이 발생할 수 있기 때문에 옳지 않은 내용이다. 전기스위치는 용기보관실 외부에 설치하여야 한다.
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64. 액화석유 가스의 저장실 통풍구조에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 강제 통풍장치 배기가스 방출구는 지면에서 3m 이상 높이에 설치해야 한다.
  2. 강제 통풍장치 흡입구는 바닥면 가까이에 설치해야한다.
  3. 환기구의 가능 통풍면적은 바닥면적 1m2 당 300㎝2 이상이어야 한다.
  4. 저장실을 방호벽으로 설치할 경우는 환기구를 2개 방향이상으로 설치해야 한다.
(정답률: 30%)
  • "강제 통풍장치 배기가스 방출구는 지면에서 3m 이상 높이에 설치해야 한다."가 옳지 않은 것입니다. 이유는 강제 통풍장치 배기가스 방출구는 지면으로부터 최소 1.5m 이상 높이에 설치해야 하며, 이는 가스의 밀도가 공기보다 높기 때문에 가스가 지면에 머무르지 않고 상승하기 때문입니다. 따라서 3m 이상 높이에 설치할 필요는 없습니다.
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65. 시안화수소에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가연성, 독성가스이다.
  2. 인체에 대한 강한 마취 작용을 나타낸다.
  3. 공기보다 아주 무거워 아랫쪽에 채류하기 쉽다.
  4. 가스의 색깔은 연한 황색이다.
(정답률: 58%)
  • 시안화수소는 공기보다 무거우며, 가연성이 있어 불에 접촉하면 폭발할 수 있습니다. 또한 독성이 있어 인체에 해로울 수 있습니다. 따라서 "가연성, 독성가스이다."가 옳은 설명입니다.
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66. 일산화탄소가 누출되고 있다면 그 탐지를 위한 가스검지법은?

  1. 염화파라듐지
  2. 하리슨씨시약
  3. 요드화칼륨전분지
  4. 초산연지
(정답률: 84%)
  • 일산화탄소는 무색, 무취이며 인체에 유해한 가스입니다. 이 가스를 탐지하기 위해서는 일산화탄소와 반응하여 색이 변하는 가스 검지제가 필요합니다. 이 중에서도 염화파라듐지는 일산화탄소와 높은 반응성을 가지고 있어서 일산화탄소를 빠르게 탐지할 수 있습니다. 따라서 염화파라듐지가 일산화탄소 탐지를 위한 가스검지법으로 사용됩니다.
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67. 사람이 사망한 사고 발생 시 도시가스사업자는 한국가스 안전공사에 사고발생 후 얼마 이내에 서면으로 통보하면 되는가?

  1. 즉시
  2. 7일 이내
  3. 10일 이내
  4. 20일 이내
(정답률: 24%)
  • 도시가스사업자는 한국가스 안전공사에 사고발생 후 20일 이내에 서면으로 통보해야 합니다. 이는 관련 법령인 가스안전관리법 제30조 제1항에 명시되어 있습니다. 따라서, 사고 발생 후 가능한 빠른 시일 내에 통보를 하여 조치를 취할 필요가 있습니다.
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68. 상용압력이 6MPa 의 고압설비에서 안전밸브의 작동 압력은?

  1. 6.0 MPa
  2. 4.8 MPa
  3. 9.0 MPa
  4. 7.2 MPa
(정답률: 50%)
  • 안전밸브는 고압설비에서 과도한 압력이 발생할 경우 안전을 위해 작동하여 압력을 낮추는 역할을 합니다. 일반적으로 안전밸브의 작동 압력은 상용압력보다 약간 높게 설정됩니다. 이는 안전을 위해 상용압력을 초과하는 압력이 발생할 경우에도 안전밸브가 작동하여 안전을 유지하기 위함입니다. 따라서, 상용압력이 6MPa인 고압설비에서 안전밸브의 작동 압력은 보기 중에서 가장 높은 7.2 MPa가 됩니다.
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69. 고압가스 용기의 내압시험방법 중 팽창측정시험의 경우 용기가 완전히 팽창한후 적어도 얼마 이상의 시간을 유지해야 하는가?

  1. 30초
  2. 45초
  3. 1분
  4. 5분
(정답률: 64%)
  • 고압가스 용기의 내압시험 중 팽창측정시험은 용기 내부에 압력을 가하여 용기가 팽창하는 정도를 측정하는 시험입니다. 이 시험에서는 용기가 완전히 팽창한 후 적어도 30초 이상 유지되어야 합니다. 이는 용기가 안정화되어 압력이 일정해지는 시간이 필요하기 때문입니다. 따라서 정답은 "30초"입니다.
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70. 어떤 고압가스의 폭발상한계는 수소에 가깝고 폭발하한계는 암모니아에 가깝다. 이 가스는?

  1. 에탄
  2. 산화프로필렌
  3. 일산화탄소
  4. 메틸아민
(정답률: 46%)
  • 일산화탄소는 수소와 비슷한 폭발상한계를 가지고 있으며, 암모니아와 비슷한 폭발하한계를 가지고 있기 때문입니다. 따라서 이 가스가 정답입니다.
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71. 다음 중 염소와 동일차량에 적재하여 운반 가능한 것은?

  1. 산소
  2. 암모니아
  3. 수소
  4. 아세틸렌
(정답률: 91%)
  • 산소는 공기 중에서도 가장 많은 비중을 차지하는 기체이며, 염소와 마찬가지로 비교적 안정적인 성질을 가지고 있습니다. 따라서 염소와 동일한 차량에 적재하여 운반이 가능합니다. 그러나 암모니아, 수소, 아세틸렌은 불안정하거나 폭발성이 강한 성질을 가지고 있기 때문에 염소와 함께 적재하여 운반하는 것은 위험합니다.
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72. 도시가스의 총 발열량이 10,000 ㎉/m3, 도시가스의 공기에 대한 비중이 0.66 일 때 이 가스의 웨베지수는?

  1. 16,100
  2. 12,309
  3. 10,620
  4. 6,600
(정답률: 74%)
  • 웨베지수는 연소시 발생하는 열과 공기 중에서 열을 전달하는 능력을 나타내는 지수입니다. 따라서 웨베지수는 발열량과 공기에 대한 비중에 따라 결정됩니다.

    도시가스의 웨베지수는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    웨베지수 = 발열량 / (공기에 대한 비중 x 1.205)

    여기서 1.205는 공기의 밀도입니다.

    따라서 도시가스의 웨베지수는 다음과 같이 계산됩니다.

    웨베지수 = 10,000 / (0.66 x 1.205) = 12,309

    따라서 정답은 "12,309"입니다.
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73. 가스운반 전용차량은 충전용기 최대높이의 ( )이상까지 ( ) 또는 이와 동등이상의 강도를 갖는 재질로 적재함을 보강하여 용기고정이 용이하도록 하여야 한다. ( )에 알맞는 것은?

  1. 1/3, SS 200
  2. 1/2, SPPS 200
  3. 2/3, SS 400
  4. 3/4, SPPS 400
(정답률: 34%)
  • 가스운반 전용차량은 충전용기를 안전하게 운반하기 위해 적재함을 보강해야 한다. 이를 위해 충전용기 최대높이의 2/3 이상까지 적재함을 보강하고, 이를 위한 재질로는 강도가 SS 400 이상인 것을 사용해야 한다. 따라서 정답은 2/3, SS 400이다.
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74. 공정에 존재하는 위험요소들과 공정의 효율을 떨어뜨릴 수 있는 운전상의 문제점을 찾아낼 수 있는 정성적인 위험평가 기법으로 산업체(화학공장)에서 가장 일반적으로 사용되는 것은?

  1. Check list법
  2. FTA법
  3. ETA법
  4. HAZOP법
(정답률: 알수없음)
  • HAZOP법은 공정의 각 단계에서 발생할 수 있는 위험요소들을 시스템적으로 분석하여 예방하는 기법으로, 공정의 운전상 문제점을 찾아내고 개선하는 데에 효과적으로 사용됩니다. 따라서 산업체(화학공장)에서 가장 일반적으로 사용되는 위험평가 기법 중 하나입니다.
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75. 에어졸 충전시 용기의 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 내용적 100cm3를 초과하는 용기의 재료는 강 또는 경금속을 사용할 것
  2. 용기는 50℃에서 용기안의 가스압력의 1.2배 압력을 가할 때 변형되지 아니할 것
  3. 유리제 용기는 합성수지로 그 내면 또는 외면을 피복한 것일 것
  4. 금속제 용기의 두께는 0.125mm 이상일 것
(정답률: 55%)
  • 용기는 50℃에서 용기안의 가스압력의 1.2배 압력을 가할 때 변형되지 아니할 것이 옳지 않은 것입니다. 이는 온도와 압력이 증가할수록 용기의 내부 압력이 증가하고, 이에 따라 용기의 변형 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서, 용기는 안전한 사용을 위해 충전 전에 안전 기준을 확인하고 사용해야 합니다.
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76. 일반적으로 압축가스가 충전된 용기를 차량으로 운반시 옆으로 뉘여서 적재하나 원칙적으로 세워서 적재하여야 하는 가스는?

  1. 산소
  2. 수소
  3. 질소
  4. 아세틸렌
(정답률: 54%)
  • 아세틸렌은 압축된 상태에서도 불안정하며, 높은 압력과 온도에 노출될 경우 폭발할 위험이 있기 때문에 세워서 적재하면 안 됩니다. 따라서 일반적으로는 압축가스가 충전된 용기를 옆으로 누워서 적재하지만, 아세틸렌은 안전상의 이유로 세워서 적재하여야 합니다.
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77. 고압가스 제조설비에서 가스의 분출 또는 누출사고의 원인으로 가장 많이 발생하는 사고는?

  1. 저장탱크의 균열에 의한 누출
  2. 이음매 나사의 풀림에 의한 누출
  3. 이음매 패킹에서의 누출
  4. 액면계 유리의 파손에 의한 누출
(정답률: 60%)
  • 이음매 패킹은 고압가스 제조설비에서 가스가 누출되는 가장 많은 원인 중 하나입니다. 이는 이음매 패킹이 가스가 누출되는 부위에서 가스의 압력과 온도에 의해 변형되어 누출이 발생하기 때문입니다. 또한 이음매 패킹은 설비의 운전 중에도 자주 점검 및 교체가 필요한 부품으로, 이에 대한 관리가 미흡하면 누출 사고가 발생할 가능성이 높아집니다.
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78. 다음 중 가연성 가스이면서 독성가스인 것은?

  1. 산화에틸렌, 염화메탄, 황화수소
  2. 염소, 불소, 프로판
  3. 포스겐, 오존, 아황산가스
  4. 암모니아, 질소, 수소
(정답률: 65%)
  • 정답은 "황화수소"입니다.

    산화에틸렌과 염화메탄은 가연성 가스이지만 독성이 없습니다. 황화수소는 가연성 가스이면서 독성이 있습니다.

    황화수소는 냄새가 없고 색도 없기 때문에 인체가 인지하기 어렵습니다. 농도가 높아지면 눈, 코, 목 등의 점막을 자극하고 호흡기를 마비시킬 수 있습니다. 또한 불에 매우 불안정하므로 화재 위험이 있습니다.
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79. 저장능력이 4톤인 액화석유가스 저장탱크 1 기와 산소탱크 1 기의 최대지름이 각각 4m, 2m 일 때 상호간의 최소 이격 거리는?

  1. 1m
  2. 1.5m
  3. 2m
  4. 2.5m
(정답률: 알수없음)
  • 액화석유가스와 산소는 불안정한 물질이므로 안전거리를 유지해야 합니다. 이 때, 안전거리는 저장탱크의 최대지름에 비례합니다. 따라서, 액화석유가스 저장탱크 1 기의 최대지름인 4m와 산소탱크 1 기의 최대지름인 2m를 더한 값인 6m에서 1.5m를 빼면, 상호간의 최소 이격 거리가 나옵니다. 이는 안전거리를 유지하기 위한 최소한의 거리이므로, 정답은 "1.5m"입니다.
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80. 고압가스 일반 제조시설의 가연성가스 또는 독성가스를 저장하는 저장능력 10,000리터의 저장탱크에 설치한 긴급차단장치는 그 저장탱크 외면으로부터 몇 미터 이상에서 조작할 수 있어야 하는가?

  1. 3m
  2. 5m
  3. 7m
  4. 10m
(정답률: 알수없음)
  • 고압가스 일반 제조시설의 가연성가스 또는 독성가스를 저장하는 저장탱크는 화재나 사고 발생 시 긴급하게 차단할 수 있는 장치가 필요합니다. 이 장치는 저장탱크 외면으로부터 일정 거리 이상 떨어져 있어야 하며, 이는 안전거리를 확보하기 위함입니다. 따라서, 저장능력 10,000리터의 저장탱크에 설치한 긴급차단장치는 그 저장탱크 외면으로부터 5미터 이상에서 조작할 수 있어야 합니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 가연성가스 중에 포함된 O2를 측정하는데 적당한 분석법은?

  1. 중량법
  2. 중화적정법
  3. 흡수법
  4. 완만연소법
(정답률: 57%)
  • 가연성가스는 연소에 의해 CO2와 H2O로 변화하며, 이 과정에서 O2가 소비됩니다. 따라서 O2의 양은 가연성가스의 양과 반비례합니다. 이러한 원리를 이용하여 O2의 양을 측정하는 것이 흡수법입니다. 흡수법은 측정하고자 하는 기체를 흡수시키는 물질을 이용하여 O2의 양을 간접적으로 측정하는 방법입니다. 따라서 가연성가스 중에 포함된 O2를 측정하는데 적당한 분석법은 흡수법입니다.
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82. 다음 제시한 자동제어의 일반적인 동작 순서를 바르게 나열한 것은?

  1. ㉣ ㉠ ㉢ ㉡
  2. ㉣ ㉡ ㉠ ㉢
  3. ㉡ ㉠ ㉣ ㉢
  4. ㉡ ㉠ ㉢ ㉣
(정답률: 50%)
  • 일반적인 자동제어의 동작 순서는 다음과 같습니다.

    1. 입력 신호를 감지하고 처리합니다. (㉠)
    2. 처리된 입력 신호를 기반으로 출력 신호를 생성합니다. (㉢)
    3. 출력 신호를 외부 장치에 전달합니다. (㉣)
    4. 외부 장치에서 발생한 상태 변화를 감지하고 처리합니다. (㉡)

    따라서, "㉣ ㉠ ㉢ ㉡"가 정답입니다. 먼저 입력 신호를 감지하고 처리한 후, 출력 신호를 생성하고 외부 장치에 전달합니다. 마지막으로 외부 장치에서 발생한 상태 변화를 감지하고 처리합니다.
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83. 탱크내의 기체압력을 측정하는데 수은을 넣은 U자관 압력계를 쓰고 있다. 대기압이 753mmHg 일 때 수은면의 차가 122㎜ 라면 탱크내의 기체의 절대압은? (단, 수은의 비중량은 13.6gf/㎝3 이다.)

  1. 0.166㎏f/㎝2
  2. 0.215㎏f/㎝2
  3. 1.19㎏f/㎝2
  4. 2.45㎏f/㎝2
(정답률: 알수없음)
  • 수은의 밀도는 13.6gf/㎝3 이므로 수은의 높이 차이인 122mm는 수은의 질량 차이로 환산할 수 있다.

    122mm = (13.6gf/㎝3) x (1cm/10mm) x (1kgf/1000gf) x (9.8m/s2) x (1N/1kgf) = 0.159kgf/㎝2

    따라서, 탱크내의 기체압력은 수은의 높이 차이에 대응하는 압력과 대기압을 더한 값이다.

    기체압력 = (대기압 + 수은의 높이 차이에 대응하는 압력) = (753mmHg + 122mm) x (1.01325kgf/㎝2/760mmHg) = 1.19㎏f/㎝2

    따라서, 정답은 "1.19㎏f/㎝2" 이다.
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84. 휴대용으로 사용되며 상온에서 비교적 정도가 좋으나 물이 필요한 습도계는?

  1. 모발 습도계
  2. 광전관식 노점계
  3. 통풍형 건습구 습도계
  4. 저항온도계식 건습구 습도계
(정답률: 37%)
  • 통풍형 건습구 습도계는 휴대용으로 사용 가능하며, 상온에서 비교적 정도가 좋습니다. 또한, 물이 필요한 습도계와는 달리 통풍구를 통해 공기 중의 수분을 측정하기 때문에 물이 필요하지 않습니다. 따라서 휴대성과 사용 편의성이 뛰어나며, 실내 환경 측정에 적합한 습도계입니다.
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85. KI-전분지의 검지가스와 변색반응 색깔이 올바르게 연결된 것은?

  1. 할로겐 - [청∼갈색]
  2. 아세틸렌 - [적갈색]
  3. 일산화탄소 - [청∼갈색]
  4. 시안화수소 - [적갈색]
(정답률: 82%)
  • 할로겐은 전자를 받아들이는 성질이 강하고, 검지가스는 전자를 잃어버리는 성질이 강합니다. 따라서 검지가스와 할로겐이 반응하면 할로겐이 검지가스로부터 전자를 빼앗아서 음이온을 만들어냅니다. 이 음이온이 색깔을 나타내는데, 할로겐의 크기와 전하에 따라 색깔이 달라집니다. 일반적으로 할로겐과 검지가스가 반응하면 청~갈색의 색깔을 보입니다.
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86. 다음 온도계측기 중 비접촉식으로만 짝지어 진 것은?

  1. ①, ③
  2. ②, ④
  3. ①, ②
  4. ③, ④
(정답률: 80%)
  • 비접촉식 온도계측기는 적외선을 이용하여 물체의 온도를 측정하는데, 이 중에서 ②와 ④는 적외선을 이용한 비접촉식 온도계측기이기 때문에 정답이 됩니다. ①과 ③은 접촉식 온도계측기로, 물체와 직접 접촉하여 온도를 측정합니다.
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87. 가스크로마토그램의 분석 결과 노르말햅탄의 피크높이가 12.0cm, 반높이선나비가 0.48cm 이고 벤젠의 피크높이가 9.0cm, 반높이선나비가 0.62cm 였다면 노르말햅탄의 농도는 얼마인가?

  1. 49.20 %
  2. 50.79 %
  3. 56.47 %
  4. 77.42 %
(정답률: 70%)
  • 노르말햅탄과 벤젠의 피크높이와 반높이선나비를 이용하여 노르말햅탄의 농도를 계산할 수 있다.

    노르말햅탄의 반높이선나비는 0.48cm 이므로, 피크높이의 반값은 6.0cm 이다.

    노르말햅탄의 농도를 x 라고 하면, 벤젠의 농도는 (100-x) 이다.

    노르말햅탄과 벤젠의 피크면적은 동일하므로,

    12.0cm x = 9.0cm (100-x)

    x = 75.0/147.0 x 100

    x = 50.79 %

    따라서, 노르말햅탄의 농도는 50.79 % 이다.
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88. 헴펠식 가스분석법에서 수소나 메탄은 어떤 방법으로 성분을 분석하는가?

  1. 흡수법
  2. 연소법
  3. 분해법
  4. 증류법
(정답률: 알수없음)
  • 헴펠식 가스분석법에서 수소나 메탄은 연소법을 통해 성분을 분석합니다. 이는 샘플 가스를 연소시켜서 생성된 이산화탄소의 양을 측정하여 수소나 메탄의 양을 계산하는 방법입니다. 이 방법은 정확하고 빠르며, 다른 방법들보다 적은 양의 샘플에서도 사용할 수 있습니다.
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89. 다이어프램식 가스미터에 표기된 주기체적의 공칭값과 실제값과의 차이는 기준조건에서 얼마 이내이어야 하는가?

  1. 1%
  2. 2%
  3. 3%
  4. 5%
(정답률: 36%)
  • 다이어프램식 가스미터는 가스 사용량을 측정하기 위한 기기로, 가스의 체적을 측정하여 사용량을 계산합니다. 이때, 기준조건은 일반적으로 20℃, 101.325kPa(기압)입니다. 따라서, 주기체적의 공칭값과 실제값의 차이는 이 기준조건에서 일어나는 변화에 따라 발생합니다. 이러한 변화는 일상적인 상황에서도 발생할 수 있으므로, 이 차이가 5% 이내라면 실제 사용량과 거의 차이가 없다고 판단할 수 있습니다. 따라서, 정답은 "5%"입니다.
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90. 절대습도(Absolute humidity)를 바르게 나타낸 것은?

  1. 습공기 중에 함유되어 있는 건공기 1[kg]에 대한 수증기의 중량
  2. 습공기 중에 함유되어 있는 건공기 1[m3]에 대한 수증기의 중량
  3. 습공기 중에 함유되어 있는 건공기 1[kg]에 대한 수증기의 체적
  4. 습공기 중에 함유되어 있는 습공기 1[m3]에 대한 수증기의 체적
(정답률: 70%)
  • 절대습도는 공기 중에 함유되어 있는 수증기의 중량을 건조한 공기의 중량으로 나눈 값입니다. 따라서 "습공기 중에 함유되어 있는 건공기 1[kg]에 대한 수증기의 중량"이 정답입니다.
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91. 차압식 유량계에서 유량과 압력차와의 관계는?

  1. 차압에 비례 한다.
  2. 차압의 제곱에 비례 한다.
  3. 차압의 제곱근에 비례 한다.
  4. 차압의 5승에 비례 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 차압식 유량계에서 유량과 압력차와의 관계는 차압의 제곱근에 비례합니다. 이는 베르누이 방정식에 의해 설명됩니다. 베르누이 방정식은 유체의 운동에너지와 위치에너지가 보존되는 것을 나타내는 방정식으로, 유체가 흐르는 관의 어느 지점에서든 압력, 속도, 위치의 변화는 서로 연관되어 있습니다. 따라서, 유량이 증가하면 속도가 증가하고, 이에 따라 압력차도 증가합니다. 그리고 압력차가 증가하면 유량도 증가하게 됩니다. 이 관계식에서 차압의 제곱근에 비례하는 이유는, 유체의 속도와 압력차가 비례하기 때문입니다. 속도는 차압의 제곱근에 비례하므로, 압력차도 차압의 제곱근에 비례하게 됩니다.
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92. 압력 5kgf/cm2· abs, 온도 40℃ 인 산소의 밀도(kg/m3)는?

  1. 2.03
  2. 4.03
  3. 6.03
  4. 8.03
(정답률: 67%)
  • 산소의 밀도는 압력과 온도에 따라 변화합니다. 따라서 이 문제에서는 산소의 밀도를 구하기 위해 밀도 공식을 사용해야 합니다.

    밀도 공식은 다음과 같습니다.

    밀도 = (분자의 질량 × 압력) ÷ (기체 상수 × 온도)

    산소의 분자의 질량은 32g/mol 입니다. 기체 상수는 8.31 J/mol·K 입니다.

    따라서, 산소의 밀도를 구하기 위해 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    밀도 = (32g/mol × 5kgf/cm2·abs) ÷ (8.31 J/mol·K × (40℃ + 273.15))

    여기서, 단위를 통일하기 위해 압력을 Pa 단위로 변환해야 합니다.

    1kgf/cm2 = 98,066.5 Pa

    따라서, 5kgf/cm2·abs = (5 + 1) × 98,066.5 Pa = 588,399 Pa

    온도는 섭씨와 절대온도(Kelvin)로 변환해야 합니다.

    40℃ + 273.15 = 313.15K

    따라서, 산소의 밀도는 다음과 같이 계산됩니다.

    밀도 = (32g/mol × 588,399 Pa) ÷ (8.31 J/mol·K × 313.15K) ≈ 6.03 kg/m3

    따라서, 정답은 "6.03" 입니다.
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93. 가연성가스 누설검지 경보장치 지시계의 눈금범위로 옳은 것은?

  1. 0∼폭발하한계
  2. 0∼폭발상한계
  3. 폭발범위(연소범위)
  4. 0∼허용농도
(정답률: 50%)
  • 가연성 가스 누설 검지 경보장치는 가스 농도를 측정하여 일정 수준 이상의 농도가 감지되면 경보를 울리는 장치입니다. 이 때, 눈금 범위는 가스 농도를 나타내며, "0∼폭발하한계"가 옳은 이유는 다음과 같습니다.

    가스 누설이 발생하면 일정 농도 이상이 되면 폭발할 수 있는 위험이 있습니다. 이 때, 폭발하한계는 가스와 공기가 혼합된 상태에서 폭발이 일어날 수 있는 최소 농도를 의미합니다. 따라서, 가스 누설 검지 경보장치의 눈금 범위는 0부터 폭발하한계까지로 설정되어 있어, 눈금 범위 내에서 가스 농도가 측정되면 경보가 울리게 됩니다. 이는 가스 누설로 인한 폭발 위험을 최소화하기 위한 조치입니다.
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94. 구경이 40mm 이하인 액화석유가스미터(Gas meter)에 대한 표시 사항이 아닌 것은?

  1. 사용 최대유량
  2. 계량실 출구의 구경
  3. 제작기호
  4. 최저 작동압력
(정답률: 0%)
  • 액화석유가스미터의 표시 사항으로는 "사용 최대유량", "계량실 출구의 구경", "제작기호"가 있습니다. 하지만 "최저 작동압력"은 표시 사항이 아닙니다. 이는 액화석유가스미터의 작동을 위해 필요한 최소한의 압력을 나타내는 것으로, 제조사마다 다르기 때문에 개별적으로 확인해야 합니다. 따라서 이는 표시 사항이 아닙니다.
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95. 목표값이 미리 정해진 계측에 따라 시간적 변화를 할 경우 목표값에 따라 변하도록 하는 제어는?

  1. 정치제어
  2. 추종제어
  3. 케스케이드 제어
  4. 프로그램제어
(정답률: 91%)
  • 목표값이 미리 정해진 계측에 따라 시간적 변화를 할 경우, 목표값에 따라 변하도록 하는 제어는 프로그램제어입니다. 이는 미리 정해진 목표값에 따라 프로그램이 작동하여 제어하는 방식으로, 목표값에 따라 제어가 필요한 시점에 적절한 조치를 취할 수 있습니다. 따라서, 프로그램제어는 정확하고 효율적인 제어를 가능하게 합니다.
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96. 막식가스미터에서 지시장치의 gear 불량 등으로 가스미터의 지침에 회전이 전달되지 않아 일어나는 고장 형태는?

  1. 부동
  2. 불통
  3. 누출
  4. 감도불량
(정답률: 알수없음)
  • 막식가스미터에서 지시장치의 gear 불량 등으로 가스미터의 지침에 회전이 전달되지 않으면, 가스미터의 지침이 움직이지 않고 고정되어 있는 상태가 됩니다. 이러한 상태를 부동이라고 합니다. 따라서 정답은 "부동"입니다.
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97. 제어편차에 따라 일정한 신호를 조작 요소에 보내는 장치는?

  1. 조절기
  2. 계측기
  3. 전송기
  4. 검출기
(정답률: 39%)
  • 제어편차란 일정한 값을 유지하기 위해 실제 값과 목표 값의 차이를 의미합니다. 이를 조절하기 위해서는 일정한 신호를 조작 요소에 보내어 값을 조절해야 합니다. 이러한 역할을 하는 장치가 바로 "조절기"입니다. 따라서 정답은 "조절기"입니다.
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98. 다음 가스미터 중 실측식으로만 짝지은 것은?

  1. ③,⑤,⑥
  2. ①,④,⑥
  3. ③,④,⑥
  4. ①,③,⑤
(정답률: 75%)
  • 가스미터는 실측식과 계량식으로 나뉘는데, 실측식은 가스의 유량을 직접 측정하는 방식이고 계량식은 가스의 유량을 압력, 온도 등을 이용하여 계산하는 방식입니다.

    ③, ④, ⑥번 가스미터는 모두 실측식으로만 짝지어져 있습니다. 즉, 가스의 유량을 직접 측정하는 방식으로 작동합니다.

    ①번 가스미터는 계량식으로만 작동하며, ⑤번 가스미터는 실측식과 계량식을 모두 사용하는 혼합식 가스미터입니다. 따라서 정답은 ③, ④, ⑥번입니다.
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99. 편차의 크기와 편차가 생기고 있는 시간으로 둘러싸인 면적, 즉 적분값의 크기에 비례하여 조작부를 움직이게 하는 동작은?

  1. PI 동작
  2. P 동작
  3. PD 동작
  4. PID 동작
(정답률: 70%)
  • PI 동작은 오차의 크기와 오차가 지속되고 있는 시간에 비례하여 제어기의 출력을 결정하는 제어 알고리즘이다. 따라서 편차의 크기와 편차가 생기고 있는 시간으로 둘러싸인 면적, 즉 적분값의 크기에 비례하여 조작부를 움직이게 된다. 이에 따라 PI 동작은 P 동작보다 오차를 더욱 정확하게 제어할 수 있으며, PD 동작보다는 오버슈팅이 적은 안정적인 제어가 가능하다. 따라서 이 문제에서 정답은 "PI 동작"이다.
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100. 오리피스식 유량계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 구조가 간단하여 많이 사용 된다.
  2. 압력손실이 크다.
  3. 관의 곡선부에 설치하여도 정도가 높다.
  4. 고압에 적당하다.
(정답률: 85%)
  • "관의 곡선부에 설치하여도 정도가 높다."는 옳지 않은 설명입니다. 오리피스식 유량계는 관의 직선 부분에 설치해야 정확한 유량을 측정할 수 있습니다. 곡선 부분에 설치하면 유동의 속도가 불규칙해져서 정확한 측정이 어렵기 때문입니다.
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