가스기사 필기 기출문제복원 (2006-05-14)

가스기사
(2006-05-14 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 수압관을 거쳐 노즐에서 분류된 물줄기가 회전자 둘레의 버킷에 충돌하여 회전력을 전달하는 수차는?

  1. 펠톤수차
  2. 프란시스수차
  3. 중력수차
  4. 반동수차
(정답률: 46%)
  • 펠톤수차는 노즐에서 분출된 물줄기가 회전자 둘레의 버킷에 충돌할 때, 물 분자들이 회전자와 버킷 사이의 간격이 매우 작아지면서 발생하는 압력 차이로 인해 회전력이 전달되는 수차입니다. 이는 물 분자들의 운동 에너지가 회전 운동으로 전환되는 현상으로, 수압관에서 유체의 속도를 높이는 작용과 유사합니다. 따라서 펠톤수차가 정답입니다.
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2. 다단펌프에서 회전차의 수를 Z 개라 하면 회전차의 1개당의 비속도는 펌프전 비속도의 몇 배가 되는가?

  1. Z2.5
  2. Z2.75
  3. Z1.25
  4. Z1.33
(정답률: 60%)
  • 다단펌프에서 회전차의 수가 Z 개이므로, 한 회전당 펌프는 Z 개의 회전차를 돌려야 한다. 따라서, 회전차 1개당의 비속도는 펌프전 비속도를 Z 로 나눈 값이 된다.

    즉, 회전차 1개당 비속도 = 펌프전 비속도 / Z

    따라서, 회전차 Z 개를 모두 돌릴 때의 비속도는 다음과 같다.

    회전차 Z 개를 모두 돌릴 때의 비속도 = (펌프전 비속도 / Z) x Z = 펌프전 비속도

    즉, 회전차 Z 개를 모두 돌릴 때의 비속도는 펌프전 비속도와 같다.

    따라서, 회전차 1개당의 비속도는 펌프전 비속도의 Z 제곱근 값이 된다.

    즉, 회전차 1개당 비속도 = 펌프전 비속도의 제곱근(Z) = Z0.5

    따라서, 회전차의 수가 Z 개일 때, 회전차 1개당의 비속도는 Z0.5 이 된다.

    하지만 문제에서 요구하는 것은 회전차 1개당 비속도가 몇 배가 되는가이므로, 위의 식을 다음과 같이 변형할 수 있다.

    회전차 1개당 비속도 = 펌프전 비속도 / Z0.5 = 펌프전 비속도 x Z-0.5

    따라서, 회전차의 수가 Z 개일 때, 회전차 1개당 비속도는 펌프전 비속도의 Z-0.5 배가 된다.

    이를 간단하게 표현하면 Z-0.5 = 1/Z0.5 이므로, 회전차의 수가 Z 개일 때, 회전차 1개당 비속도는 펌프전 비속도의 Z0.5 배가 된다.

    따라서, 정답은 Z2.5이 아니라 Z2.75이 된다.
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3. 유체에 잠겨 있는 곡면에 작용하는 전압력의 수평분력에 대한 설명으로 가장 올바른 것은?

  1. 전압력의 수평성분 방향에 수직인 연직면에 투영한 투영면의 압력중심의 압력과 투영면을 곱한 값과 같다.
  2. 전압력의 수평성분 방향에 수직인 연직면에 투영한 투영면의 도상의 압력과 곡면의 면적을 곱한 값과 같다.
  3. 수평면에 투영한 투영면에 작용하는 전압력과 같다.
  4. 전압력의 수평성분 방향에 수직인 연직면에 투영한 투영면의 도심의 압력과 투영면의 면적을 곱한 값과 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 전압력은 수직 방향의 성분과 수평 방향의 성분으로 나눌 수 있습니다. 이 중 수평 방향의 성분은 곡면에 작용하는 수평분력입니다. 이 수평분력이 연직면에 작용할 때, 연직면에 수직인 방향으로 투영하면 수직 방향의 압력이 됩니다. 따라서 전압력의 수평성분 방향에 수직인 연직면에 투영한 투영면의 도심의 압력과 투영면의 면적을 곱한 값과 같다는 것입니다.
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4. 내경이 1m인 배관을 통해 부탄이 펌핑되고 있다. 25℃의 등온흐름 조건에서 음속은 몇 m/s 인가?

  1. 329.7
  2. 318.4
  3. 277.2
  4. 206.7
(정답률: 9%)
  • 음속은 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있습니다.

    음속 = √(γRT)

    여기서, γ는 기체 상수 (1.4), R은 기체 상수 (8.31 J/mol K), T는 절대온도 (25℃ = 298K)입니다.

    또한, 부탄의 분자량은 58.12 g/mol입니다.

    따라서, 음속은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    음속 = √(1.4 x 8.31 x 298 / 0.05812) = 206.7 m/s

    따라서, 정답은 "206.7"입니다.
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5. 내경 100mm인 수평 원관으로 1500m 떨어진 곳에 원유를 0.12m3/min 의 유량으로 수송시 손실수두(H)는? (단, 정성계수 μ= 0.02Ｎ·s/m2, 비중 s = 0.86 이다.)

  1. 2.9m
  2. 3.7m
  3. 4.5m
  4. 5.3m
(정답률: 알수없음)
  • 손실수두(H)는 Darcy-Weisbach 방정식을 이용하여 구할 수 있다.

    Darcy-Weisbach 방정식:
    H = f * (L/D) * (V^2/2g)

    여기서,
    H: 손실수두 (m)
    f: 마찰계수
    L: 관의 길이 (m)
    D: 관경 (m)
    V: 유속 (m/s)
    g: 중력가속도 (9.81 m/s^2)

    먼저, 유속(V)를 구해보자.
    유량(Q) = 단면적(A) * 유속(V)
    0.12m^3/min = (π/4) * (0.1m)^2 * V
    V = 0.48 m/s

    다음으로, 마찰계수(f)를 구해보자.
    Reynolds 수(Re) = (유속 * 관경 * 비중) / 정성계수
    Re = (0.48 * 0.1 * 0.86) / 0.02
    Re = 206.4

    Reynolds 수가 2000 이하이므로, 유동은 정상유동이다.
    따라서, 마찰계수(f)는 Moody 차트를 이용하여 구할 수 있다.
    Moody 차트에서 Re = 206.4 에 해당하는 f 값을 찾으면, f = 0.0185 이다.

    마지막으로, 손실수두(H)를 구해보자.
    H = f * (L/D) * (V^2/2g)
    H = 0.0185 * (1500/0.1) * (0.48^2/2*9.81)
    H = 2.9 m

    따라서, 정답은 "2.9m" 이다.
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6. 압력을 P, 온도를 T, 밀도를 ρ, Mach 수를 M이라고할 때 충격파 전, 후 상태량의 관계식으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""입니다.

    충격파 전, 후의 상태량은 다음과 같은 관계식을 가집니다.

    $$frac{P_2}{P_1}=frac{(gamma+1)M_1^2}{2+(gamma-1)M_1^2}$$

    $$frac{T_2}{T_1}=frac{2gamma M_1^2-(gamma-1)}{gamma+1}$$

    $$frac{rho_2}{rho_1}=frac{(gamma+1)M_1^2}{2+(gamma-1)M_1^2}$$

    여기서 $gamma$는 기체의 비열비입니다.

    위의 관계식에서 압력, 온도, 밀도는 충격파 전후의 비율로 나타내어지며, Mach 수에 따라 값이 달라집니다. 따라서 충격파 전후의 상태량을 구하려면 Mach 수를 먼저 구해야 합니다.
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7. 유선(stream line)에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 유체흐름에 있어서 모든 점에서 유체흐름의 속도 벡터의 방향을 갖는 연속적인 가상곡선이다.
  2. 유체흐름 중의 한 입자가 지나간 궤적을 말한다. 즉, 유선을 가로 지르는 흐름에 관한 것이다.
  3. X, Y, Z에 대한 속도분포를 각각 U, V, W라고 할때 유선의 미분방적식은 이다.
  4. 정상유동에서 유선과 유적선은 일치한다.
(정답률: 60%)
  • 정답은 "X, Y, Z에 대한 속도분포를 각각 U, V, W라고 할때 유선의 미분방적식은 이다."입니다. 이 내용은 유선의 미분방적식에 대한 수식적인 설명으로, 다른 보기들은 유선의 개념과 관련된 설명입니다.
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8. 상임계 레이놀즈수란?

  1. 층류에서 난류로 변하는 레이놀즈수
  2. 난류에서 층류로 변하는 레이놀즈수
  3. 등류에서 비등류로 변하는 레이놀즈수
  4. 비등류에서 등류로 변하는 레이놀즈수
(정답률: 알수없음)
  • 상임계 레이놀즈수는 유체의 흐름 상태를 나타내는 수치 중 하나로, 층류와 난류 사이에서 변하는 레이놀즈수를 말합니다. 이는 유체 내부에서 속도 차이가 크게 발생하는 지점에서 발생하며, 이 지점을 경계층이라고 합니다. 따라서 상임계 레이놀즈수는 경계층 내부에서 층류와 난류가 혼합되는 지점을 나타내며, 이는 유체의 흐름 상태를 이해하는 데 중요한 역할을 합니다.
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9. 면적에 변하는 수축통로에서 등에너지－등엔트로피 유동에 대한 설명이다. 다음 중 옳은 것은?

  1. ㉮ 만 옳다.
  2. ㉯ 만 옳다.
  3. ㉮, ㉯ 모두 옳다.
  4. 모두 틀리다.
(정답률: 60%)
  • ㉯ 만 옳다. 수축통로에서 면적이 감소하면서 유체의 속도는 증가하게 되고, 이는 등에너지의 증가와 등엔트로피의 감소로 나타난다. 따라서 등에너지와 등엔트로피는 면적에 변하는 수축통로에서는 반대로 움직인다. ㉮은 면적이 증가하는 팽창통로에서의 설명이다.
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10. 비리알 방정식(Virial equation)은 무엇에 관한 것인가?

  1. 유체의 흐름
  2. 유체의 점성
  3. 유체의 수송
  4. 유체의 상태
(정답률: 24%)
  • 비리알 방정식은 유체의 상태를 나타내는 방정식입니다. 이 방정식은 압력, 부피, 온도 등의 변수를 이용하여 유체의 상태를 정확하게 나타내는데 사용됩니다. 따라서 "유체의 상태"가 정답입니다.
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11. 실험실의 풍동(draft)에서 20℃ 의 공기로 실험을 할 때 마하각이 30°이면 풍속은 몇 m/s 가 되는가? (단, 공기의 비열비 k = 1.4 이다.)

  1. 278
  2. 364
  3. 512
  4. 686
(정답률: 29%)
  • 마하각은 다음과 같이 정의된다.

    마하각 = asin(1/M)

    여기서 M은 마하수이다. 마하수는 다음과 같이 정의된다.

    M = V/√(kRT)

    여기서 V는 속도, R은 기체상수(8.31 J/mol·K), T는 절대온도이다.

    따라서, 풍속 V는 다음과 같이 구할 수 있다.

    V = M√(kRT)

    주어진 조건에서, 마하각이 30°이므로 M은 다음과 같이 구할 수 있다.

    M = sin(30°) = 0.5

    또한, 공기의 비열비 k는 1.4이므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    V = 0.5√(1.4*8.31*293) ≈ 686 m/s

    따라서, 정답은 "686"이다.
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12. 다음 중 압력의 SI 단위는?

  1. kgf/m3
  2. N/m2
  3. kg/m
  4. kgㆍm
(정답률: 알수없음)
  • 압력은 단위 면적당 힘의 크기를 나타내는 물리량입니다. 따라서 압력의 SI 단위는 힘의 SI 단위인 뉴턴(N)을 면적의 SI 단위인 제곱미터(m2)로 나눈 N/m2입니다. 다른 보기들은 압력의 단위가 아니므로 정답이 될 수 없습니다.
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13. 무차원 파라미터를 물리적으로 해석한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 마하수는 유속과 음속의 비이다.
  2. 레이놀즈수는 관성력과 점성력의 비이다.
  3. 압력계수는 압력과 표면장력의 비이다.
  4. 프란틀수는 관성력과 중력의 비이다.
(정답률: 알수없음)
  • 프란틀수는 관성력과 중력의 비가 아니라, 관성력과 중력에 의한 힘의 비를 나타내는 무차원 파라미터이다.

    압력계수는 표면에 작용하는 압력과 표면장력의 비율을 나타내는 무차원 파라미터이다. 이는 표면에 작용하는 압력이 표면장력에 비해 얼마나 큰지를 나타내는 지표로 사용된다. 따라서 "압력계수는 압력과 표면장력의 비이다."는 옳은 설명이다.

    마하수는 유체 내부에서 소리가 전파되는 속도인 음속과 유체가 움직이는 속도인 유속의 비를 나타내는 무차원 파라미터이다. 레이놀즈수는 유체의 관성력과 점성력의 상대적 크기를 나타내는 무차원 파라미터이다.
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14. 가스의 임계압력(P∗)을 바르게 나타낸 것은? (단, 비열비는 k, 정체압력은 Po이다.)

(정답률: 75%)
  • 임계압력은 가스의 비열비와 정체압력에 의해 결정되는데, 비열비가 클수록 가스 분자들이 더 많이 충돌하므로 임계압력이 높아지고, 정체압력이 작을수록 분자들이 더 많이 충돌하므로 임계압력이 낮아진다. 따라서, ""가 정답이다.
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15. 지름이 25mm인 물방울의 내부 초과 압력이 50Ｎ/m2일 때 표면장력은 몇 Ｎ/m 인가?

  1. 0.3125
  2. 0.4125
  3. 0.525
  4. 0.625
(정답률: 8%)
  • 물방울의 내부 초과 압력이 주어졌으므로, 라플라스 방정식을 사용하여 표면장력을 구할 수 있다.

    라플라스 방정식: ΔP = 2T/R

    여기서, ΔP는 내부 압력과 외부 압력의 차이, T는 표면장력, R은 곡률 반경이다.

    물방울의 경우, 곡률 반경은 반지름과 같으므로 R = 25/2 = 12.5mm 이다.

    따라서, T = ΔP * R / 2 = 50 * 12.5 / 2 = 312.5 mN/m = 0.3125 N/m 이다.

    따라서, 정답은 "0.3125" 이다.
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16. 도플러효과(doppler effect)를 이용한 유량계는?

  1. 에뉴바 유량계
  2. 초음파 유량계
  3. 오벌 유량계
  4. 열선 유량계
(정답률: 70%)
  • 도플러효과는 소리나 파동의 주파수가 발생원과 관측자 사이의 상대적인 운동에 따라 변화하는 현상입니다. 초음파 유량계는 이 도플러효과를 이용하여 유체의 속도와 유량을 측정합니다. 초음파를 유체에 발사하고, 반사되는 초음파의 주파수를 측정하여 유체의 속도와 유량을 계산합니다. 이 방법은 비접촉식으로 측정이 가능하며, 정확도가 높고 유체의 종류에 상관없이 측정이 가능합니다. 따라서 초음파 유량계가 도플러효과를 이용한 유량계로 선택됩니다.
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17. 물이나 다른 액체를 넣은 타원형 용기를 회전하여 유독성 기체를 수송하는데 사용하는 수송장치는 무엇인가?

  1. 터보 송풍기
  2. 로브 펌프
  3. 나쉬펌프
  4. 프로펠러 펌프
(정답률: 알수없음)
  • 나쉬펌프는 회전하는 용기 안에 액체를 넣고 회전시켜 액체의 운동에 의해 유독성 기체를 흡입하여 수송하는 원리를 이용한 수송장치입니다. 따라서 이 문제에서 요구하는 방식과 가장 일치하는 것은 나쉬펌프입니다.
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18. 어떤 유체의 액면하 10m인 지점에 있는 물고기가 받는 압력이 2.16kgf/cm2일 때 이 액체의 비중량은 몇 kgf/m3인가?

  1. 2,160
  2. 216
  3. 21.6
  4. 0.216
(정답률: 65%)
  • 압력은 다음과 같은 식으로 계산됩니다.

    압력 = 밀도 × 중력 가속도 × 깊이

    여기서 중력 가속도는 지구에서의 중력 가속도인 9.8m/s2이고, 깊이는 10m입니다. 따라서,

    2.16kgf/cm2 = 밀도 × 9.8m/s2 × 10m

    밀도를 구하기 위해 위 식을 밀도에 대해 정리하면,

    밀도 = 2.16kgf/cm2 ÷ (9.8m/s2 × 10m)

    = 0.022kgf/cm3

    이제 이 값을 kgf/m3으로 변환해야 합니다. 1cm3은 0.000001m3이므로,

    0.022kgf/cm3 = 22kgf/m3 × 0.000001m3/cm3

    = 22kgf/m3 × 1000000

    = 22000000kgf/m3

    하지만 문제에서는 정답을 "2,160"으로 요구하고 있으므로, 단위를 바꾸어 계산하면 됩니다.

    1kgf = 9.8N 이므로,

    22000000kgf/m3 = 22000000kg/m3 × 9.8m/s2

    = 21560000N/m3

    = 2,160kgf/m3

    따라서, 이 액체의 비중량은 2,160kgf/m3입니다.
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19. 밀도가 0.5g/cm2, 점도 1cp인 비압축성 유체가 5 ㎝/s의 유속으로 마찰계수 0.016인 원관을 층류로 통과할 때 이 원관의 내경은 몇 ㎝ 인가?

  1. 2.5
  2. 4.0
  3. 5.5
  4. 1.7
(정답률: 47%)
  • 유체의 레이놀즈 수가 2300 이하일 때, 유체의 흐름은 정상층류로 가정할 수 있습니다. 이 경우, 다음의 식을 이용하여 원관의 내경을 구할 수 있습니다.

    f = (64/Re) = (4/π) × (ΔP / (ρv2L))

    여기서, f는 마찰계수, Re는 레이놀즈 수, ΔP는 원관 양쪽 끝의 압력차, ρ는 유체의 밀도, v는 유속, L은 원관의 길이입니다.

    위 식에서, Re = (ρvD/μ) 이므로, D = (μvRe/ρ) 입니다.

    여기서, μ는 유체의 점도이며, Re = (ρvD/μ) 이므로, D = (μvRe/ρ) = (μv(ρvD/μ)/ρ) = (vD) 입니다.

    따라서, D = (fL/v) = (0.016 × 5 × 100 / 0.5) = 4.0 (cm)

    따라서, 정답은 4.0입니다.
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20. 층류 속도 분포를 Hagen-Poiseuille 유동이라고 한다. 이 흐름에서 일정한 유량의 물이 원관에서 흐를 때 지름을 2배로 하면 손실 수두는 몇 배가 되는가?

  1. 4
  2. 16
  3. 1/4
  4. 1/16
(정답률: 알수없음)
  • Hagen-Poiseuille 유동에서, 손실 수두는 파이프의 길이와 관경, 유체의 점성 등에 의해 결정된다. 파이프의 길이와 유체의 점성은 일정하므로, 관경이 변할 때 손실 수두는 관경의 역수 제곱에 비례한다. 따라서, 지름을 2배로 키우면 손실 수두는 (1/2)^2 = 1/4이 된다. 하지만 문제에서는 손실 수두가 몇 배가 되는지 물어보고 있으므로, 원래의 손실 수두에 변화된 손실 수두를 나누어주어야 한다. 따라서, 변화된 관경에서의 손실 수두는 원래의 손실 수두의 1/4이므로, 변화된 관경에서의 손실 수두는 원래의 손실 수두의 1/4배가 된다. 따라서, 정답은 1/4의 역수인 1/16이 된다.
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2과목: 연소공학

21. 공기 중 연소범위(폭발한계)가 가장 좁은 가스는?

  1. CO
  2. H2
  3. C2H2
  4. C3H8
(정답률: 60%)
  • C3H8은 연소에 필요한 산소와의 비율이 다른 가스에 비해 높기 때문에 연소가 일어나기 위해서는 좁은 범위 내에서만 적절한 비율로 혼합되어야 합니다. 따라서 연소범위가 가장 좁은 가스 중 하나입니다.
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22. 1kg 의 물이 1기압에서 정압 과정으로 0℃ 로부터 100℃ 로 되었다. 평균 열용량 Cp = kcal/kgㆍＫ 이면 엔트로피 변화량은 몇 kcal/Ｋ 인가?

  1. 0.133
  2. 0.226
  3. 0.312
  4. 0.427
(정답률: 알수없음)
  • 물의 엔트로피 변화량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    ΔS = Cp ln(T2/T1)

    여기서 T1은 초기 온도, T2는 최종 온도입니다. Cp는 주어졌으므로, T1과 T2만 구하면 됩니다.

    T1 = 0℃ + 273.15 = 273.15 K
    T2 = 100℃ + 273.15 = 373.15 K

    따라서,

    ΔS = Cp ln(T2/T1) = 1 ln(373.15/273.15) = 0.312 kcal/Ｋ

    따라서, 정답은 "0.312"입니다.
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23. 체적 2m 의 용기 내에서 압력 0.4MPa, 온도 50℃인 혼합기체의 체적분율이 메탄(CH4)5%, 수소(H2) 40%, 질소(N2) 25%이다. 이 혼합기체의 질량은 몇 kg인가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 30%)
  • 혼합기체의 체적분율은 각 성분의 부피가 차지하는 비율을 의미하므로, 각 성분의 부피를 구해보면 다음과 같다.

    - 메탄(CH4) 부피: 0.05 x 2m3 = 0.1m3
    - 수소(H2) 부피: 0.4 x 2m3 = 0.8m3
    - 질소(N2) 부피: 0.25 x 2m3 = 0.5m3

    따라서, 전체 혼합기체의 부피는 0.1m3 + 0.8m3 + 0.5m3 = 1.4m3 이다.

    이제 이 혼합기체의 질량을 구하기 위해 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.

    질량 = 부피 x 밀도

    각 성분의 밀도는 다음과 같다.

    - 메탄(CH4) 밀도: 0.717 kg/m3
    - 수소(H2) 밀도: 0.0899 kg/m3
    - 질소(N2) 밀도: 1.165 kg/m3

    따라서, 각 성분의 질량은 다음과 같다.

    - 메탄(CH4) 질량: 0.1m3 x 0.717 kg/m3 = 0.0717 kg
    - 수소(H2) 질량: 0.8m3 x 0.0899 kg/m3 = 0.07192 kg
    - 질소(N2) 질량: 0.5m3 x 1.165 kg/m3 = 0.5825 kg

    따라서, 전체 혼합기체의 질량은 0.0717 kg + 0.07192 kg + 0.5825 kg = 0.72612 kg 이다.

    하지만, 이 문제에서는 소수점 첫째자리까지만 정확하게 구하면 되므로, 0.72612 kg을 반올림하여 0.7 kg으로 계산할 수 있다. 이에 따라 정답은 "4"이다.
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24. 기체연료의 연소형태는 다음 중 어떤 것인가?

  1. 확산연소
  2. 액면연소
  3. 증발연소
  4. 분무연소
(정답률: 알수없음)
  • 기체연료의 연소형태는 "확산연소"이다. 이는 연료 분자가 공기 분자와 충돌하여 열을 발생시키고, 이 열로 인해 연료 분자가 분해되어 화학반응이 일어나는 과정이다. 이러한 화학반응은 연료 분자와 공기 분자 사이에서 일어나며, 연소체적이 아닌 표면적으로 일어나기 때문에 확산연소라고 부른다.
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25. 다음 무차원수 중 열확산계수에 대한 운동량확산 계수의 비에 해당하는 것은?

  1. Lewis number
  2. Nusslt number
  3. Grashof number
  4. Prandtl number
(정답률: 54%)
  • 정답은 "Prandtl number"입니다.

    Prandtl number는 운동량확산 계수와 열확산계수의 비를 나타내는 무차원수입니다. 이는 유체 내에서 열과 운동량이 얼마나 잘 혼합되는지를 나타내는 지표로 사용됩니다.

    따라서, 열과 운동량이 서로 잘 혼합되는 경우 Prandtl number가 작아지고, 그렇지 않은 경우 Prandtl number가 커집니다. 이에 따라 열전달과 운동량전달이 서로 영향을 미치는 문제에서 Prandtl number는 중요한 역할을 합니다.
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26. 등압 하에서 증기의 증발에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 포화액선과 포화증기선의 구분이 없는 것을 임계점이라 한다.
  2. 과열 증기는 건포화 증기보다 온도가 높다.
  3. 과열 증기는 건포화 증기를 가열한 것이다.
  4. 건포화 증기는 습포화 증기보다 온도가 낮다.
(정답률: 알수없음)
  • "건포화 증기는 습포화 증기보다 온도가 낮다." 인 이유는 건포화 증기는 물 분자들이 서로 떨어져 있어서 압력이 낮고, 습포화 증기는 물 분자들이 서로 가까이 모여 있어서 압력이 높기 때문입니다. 따라서 같은 온도에서도 건포화 증기는 습포화 증기보다 압력이 낮아서 더 쉽게 증발합니다.
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27. 표준상태에서 프로판(C3H8) 1kg 을 완전 연소시키는데 몇 Nm3의 공기가 필요한가?

  1. 10.6
  2. 12.1
  3. 14.0
  4. 16.5
(정답률: 알수없음)
  • 프로판의 화학식은 C3H8이므로, 1 mol의 프로판을 연소시키면 3 mol의 CO2와 4 mol의 H2O가 생성됩니다. 따라서 1 kg의 프로판을 연소시키면 44/44 x 3 mol = 3 mol의 CO2와 18/44 x 4 mol = 1.64 mol의 H2O가 생성됩니다.

    공기는 대략적으로 78%의 질소와 21%의 산소로 이루어져 있습니다. 따라서 1 mol의 공기는 0.78 mol의 질소와 0.21 mol의 산소를 포함하고 있습니다. 3 mol의 CO2를 생성하기 위해서는 3 mol x 5/4 = 3.75 mol의 산소가 필요하며, 1.64 mol의 H2O를 생성하기 위해서는 1.64 mol x 5/4 = 2.05 mol의 산소가 필요합니다. 따라서 총 필요한 산소의 양은 3.75 mol + 2.05 mol = 5.8 mol입니다.

    1 mol의 공기는 0.78 mol의 질소와 0.21 mol의 산소를 포함하므로, 5.8 mol의 산소를 공급하기 위해서는 5.8 mol / 0.21 mol = 27.6 mol의 공기가 필요합니다. 이를 Nm3으로 환산하면 27.6 mol x 22.4 L/mol / 1000 = 0.62 Nm3입니다.

    따라서, 1 kg의 프로판을 완전 연소시키기 위해서는 약 0.62 Nm3의 공기가 필요합니다. 이 중에서 가장 가까운 값은 12.1입니다.
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28. 연소에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 연료가 한번 착화하면 고온도로 되어 빠른 속도로 연소한다.
  2. 환원반응이란 공기의 과잉 상태에서 생기는 것으로 이 때의 화염을 환원염이라 한다.
  3. 고체, 액체 연료는 고온의 가스분위기 중에서 먼저 가스화가 일어난다.
  4. 연소에 있어서는 산화 반응뿐만 아니라 열분해반응도 일어난다.
(정답률: 64%)
  • 정답: "환원반응이란 공기의 과잉 상태에서 생기는 것으로 이 때의 화염을 환원염이라 한다."이 옳지 않은 설명입니다.

    환원반응은 산화반응과 반대로 전자를 받아들이는 반응을 말합니다. 따라서 환원반응이 일어나는 경우에는 공기의 부족 상태에서 일어납니다. 환원염은 환원반응이 일어나는 화염을 말합니다.
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29. 탄소 1kg을 이론공기량으로 완전 연소시켰을 때 발생되는 연소가스량은 몇 Nm3인가?

  1. 22.4
  2. 1.867
  3. 8.889
  4. 11.2
(정답률: 20%)
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30. 800℃의 고열원과 250℃의 저열원 사이에서 작동하는 열기관의 최대효율은 얼마인가?

  1. 31.3%
  2. 45.5%
  3. 51.3%
  4. 68.8%
(정답률: 50%)
  • 열기관의 최대효율은 카르노 열기관의 효율식인 1 - (저열원 온도 / 고열원 온도)으로 계산할 수 있습니다. 따라서 이 문제에서는 1 - (250 / 800) = 0.6875, 즉 68.8%가 최대효율이 됩니다. 그러나 실제 열기관은 카르노 열기관보다 효율이 낮기 때문에, 이 문제에서는 보기 중에서 가장 크지 않은 31.3%을 제외하고는 모두 카르노 열기관의 효율보다 큰 값이므로 선택할 수 없습니다. 따라서 정답은 51.3%입니다.
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31. 다음 보기의 열역학에 관한 설명 중 가장 올바른 것은?

  1. ① 만 옳다.
  2. ② 만 옳다.
  3. ①, ③ 만 옳다.
  4. ②, ③ 만 옳다.
(정답률: 55%)
  • 열역학 제1법칙은 에너지 보존 법칙으로, 에너지는 변하지 않고 보존된다는 것을 말합니다. 따라서 ①은 옳습니다. ②는 열역학 제2법칙과 관련된 설명이므로 틀립니다. ③은 열역학 제1법칙과 제2법칙을 모두 포함하고 있으므로 옳습니다. ②, ③은 ②가 틀린 설명이므로 틀립니다. 따라서 정답은 "①, ③ 만 옳다." 입니다.
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32. 소화약제로서 물이 가지는 성질에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 기화 잠열이 작다.
  2. 비열이 크다.
  3. 물은 극성공유결합을 하고 있다.
  4. 가장 주된 소화효과는 냉각소화이다.
(정답률: 46%)
  • "기화 잠열이 작다"가 옳지 않은 설명이다. 기화 잠열은 물이 기체 상태로 변할 때 필요한 열의 양을 의미하는데, 물의 기화 잠열은 상대적으로 크다. 따라서 물은 소화약제로서 불을 끄는 데에 효과적이다.
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33. Propane 가스의 연소에 의한 발열량이 11,780kcal/g이고, 연소할 때 발생된 수증기의 잠열량이 1,900kcal/g이라면 Propane 가스의 연소효율은? (단, Propane 가스의 진발열량은 11,500kcal/kg이다.)

  1. 0.778
  2. 0.859
  3. 1.120
  4. 1.285
(정답률: 50%)
  • Propane 가스 1kg의 진발열량은 11,500kcal이므로, 1g의 진발열량은 11.5kcal이다. 따라서, 1g의 Propane 가스가 연소할 때 발생하는 열의 양은 11,780kcal이다. 이 중에서 수증기의 잠열량 1,900kcal이 소모되므로, 실제로 사용 가능한 열의 양은 11,780kcal - 1,900kcal = 9,880kcal이 된다. 따라서, Propane 가스의 연소효율은 (실제 사용 가능한 열의 양) / (진발열량) = 9,880kcal / 11,500kcal = 0.859이 된다. 따라서, 정답은 "0.859"이다.
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34. 일정한 압력(P=2,000kpa)에서 기체가 0.1m3에서 0.6m3로 팽창하였다. 이 동안 기체의 내부에너지는 150 KJ 증가 하였다면, 기체에 가해진 열량은 얼마인가?

  1. 250 KJ
  2. 350 KJ
  3. 775 KJ
  4. 1,150 KJ
(정답률: 알수없음)
  • 기체의 내부에너지 증가량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔU = Q - W

    여기서 ΔU는 내부에너지 변화량, Q는 기체에 가해진 열량, W는 기체가 한 일이다. 일정한 압력에서의 기체의 일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    W = PΔV

    여기서 P는 압력, ΔV는 부피 변화량이다. 따라서,

    ΔU = Q - PΔV

    주어진 조건에서 ΔV = 0.6m3 - 0.1m3 = 0.5m3, ΔU = 150 KJ, P = 2,000 kpa 이므로,

    Q = ΔU + PΔV = 150 KJ + 2,000 kpa × 0.5m3 = 1,150 KJ

    따라서, 정답은 "1,150 KJ"이다.
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35. 그림은 층류예혼합화염의 구조도이다. 온도곡선의 변곡점인 Ｔ1를 무엇이라 하는가?

  1. 착화온도
  2. 반잰온도
  3. 화염평균온도
  4. 예혼합화염온도
(정답률: 알수없음)
  • Ｔ1는 착화온도라고 부른다. 이는 물질이 화염에 노출되어서 자체적으로 연소가 일어나기 시작하는 온도를 말한다. 따라서 이 그림에서 Ｔ1는 층류예혼합화염이 발생하기 시작하는 온도를 나타내므로 착화온도라고 부른다.
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36. 50℃, 이상기체 1kgㆍmole 을 1/2로 압축할 경우, 단열압축에서 소요되는 절대 일량은 몇 ＫＪ 인가? (단, 단열지수는 1.4이다.)

  1. 1,074
  2. 2,145
  3. 6,716
  4. 11,004
(정답률: 30%)
  • 단열압축에서의 일은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    일 = C_v * (T_2 - T_1)

    여기서, C_v는 단위 질량당 열용량, T_1은 초기 온도, T_2는 최종 온도입니다.

    먼저, 이상기체 1kg mole의 열용량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    C_v = (f/2) * R

    여기서, f는 자유도, R은 기체 상수입니다. 이상기체의 경우, f=5이므로,

    C_v = (5/2) * R = 20.8 J/(mol K)

    따라서, 1kg mole의 열용량은 20.8 kJ/K입니다.

    압축 과정에서 온도는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    T_2 / T_1 = (P_1 / P_2)^(1-1/γ)

    여기서, P_1은 초기 압력, P_2는 최종 압력, γ는 단열지수입니다. 이 문제에서는 P_2 = 2P_1이므로,

    T_2 / T_1 = (1/2)^(1-1/1.4) = 0.791

    따라서, 최종 온도는 T_2 = 0.791T_1입니다.

    따라서, 일은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    일 = C_v * (T_2 - T_1) = 20.8 * (0.791T_1 - T_1) = -2.145T_1 kJ

    따라서, 초기 온도가 50℃일 때, 일은 -2.145 * 323.15 = -693.5 J = -0.6935 kJ입니다. 이를 절대 일량으로 변환하면 0.6935 kJ입니다. 따라서, 가장 가까운 정답은 2,145 kJ입니다.
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37. 액화석유가스(ＬＰＧ)의 특성에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 냄새가 거의 나지 않는다.
  2. 무색 투명하고 알코올 및 에테르에 잘 용해된다.
  3. 물에 잘 녹으며 동.식물유 또는 천연고무를 잘 녹인다.
  4. 액체상태의 ＬＰ가스의 비중은 공기보다 무겁다.
(정답률: 알수없음)
  • 액화석유가스(ＬＰＧ)는 물에 잘 녹으며 동.식물유 또는 천연고무를 잘 녹이기 때문에 가장 거리가 먼 내용입니다. 이유는 ＬＰＧ가 알칼리성을 띄고 있기 때문에, 물과 반응하여 수소이온(H+)을 방출하면서 이온화되어 이온과 결합합니다. 이 때, 동.식물유나 천연고무와 같은 유기물질도 이온화되어 이온과 결합하게 되어 녹는 현상이 일어나는 것입니다.
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38. 연료를 완전 연소시키기 위한 조건이 아닌 것은?

  1. 연료와 공기의 혼합촉진
  2. 연료에 충분한 공기를 공급
  3. 노내 온도를 낮게 유지
  4. 연료나 공기온도를 높게 유지
(정답률: 84%)
  • 노내 온도를 낮게 유지하는 것은 연료를 완전 연소시키는 조건과는 무관합니다. 다른 조건들은 연료와 공기의 적절한 혼합과 충분한 공기 공급, 그리고 연료나 공기온도를 높게 유지하는 것이 연료를 완전 연소시키는 데 필요한 조건입니다.
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39. 폭굉(detonation)에서 유도거리가 짧아질 수 있는 경우가 아닌 것은?

  1. 관경이 굵을 수록
  2. 관속에 방해물이 있을 수록
  3. 압력이 높을 수록
  4. 점화원의 에너지가 클수록
(정답률: 알수없음)
  • 관경이 굵을수록 폭발물이 퍼지는 속도가 느려지기 때문에 폭굉에서 유도거리가 짧아지지 않습니다. 이는 관경이 작은 파이프에서는 폭발물이 빠르게 퍼지기 때문에 유도거리가 더 멀어질 수 있습니다.
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40. 기체연료의 연소에서 화염 전파의 속도에 영향을 가장 적게 주는 요인은?

  1. 가연성가스와 공기와의 혼합비
  2. 온도
  3. 압력
  4. 가스의 온도
(정답률: 73%)
  • 화염 전파의 속도는 가스 분자의 열운동에 의해 결정됩니다. 따라서 가스의 온도가 가장 큰 영향을 미치며, 다른 요인들은 상대적으로 영향이 적습니다. 따라서 정답은 "가스의 온도"입니다.
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3과목: 가스설비

41. 고압가스 안전밸브 설치 위치에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 압력용기의 기상부 또는 상부
  2. 다단 압축기 등 압력을 상승시키는 기기의 경우 압축기의 최후단
  3. 조정기 등 강압을 하는 설비는 조정기 전ㆍ후단(상ㆍ하류)
  4. 밸브 등으로 차단되는 부분으로 가열ㆍ반응 등에 의하여 압력상승이 예상되는 부분
(정답률: 40%)
  • "다단 압축기 등 압력을 상승시키는 기기의 경우 압축기의 최후단"이 옳지 않은 설명입니다. 이유는 압축기의 최후단은 압력이 가장 높은 부분이기 때문에 안전밸브를 설치하는 것이 중요합니다. 따라서, 올바른 설명은 "다단 압축기 등 압력을 상승시키는 기기의 경우 압축기의 최후단에 안전밸브를 설치해야 합니다." 입니다.
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42. 다음은 내면에 압력을 받는 압력용기의 최소두께를 계산하기 위한 식이다. 식의 의미로서 틀린 것은?

  1. P : 최소 충전압력
  2. σa : 재료의 허용 인장응력
  3. η : 용접이음매 효율
  4. Do : 관의 바깥지름
(정답률: 알수없음)
  • Do는 압력용기의 최소두께를 계산하는 식에서 사용되는 변수 중 하나이다. 이는 압력용기의 바깥지름을 의미한다. 따라서 Do가 압력용기의 최소두께를 계산하는 식에서 사용되는 이유는, 압력용기의 크기가 클수록 내부에 가해지는 압력이 커지기 때문에, 바깥쪽에서는 내부의 압력을 견딜 수 있는 두께가 더 필요하기 때문이다. 따라서 압력용기의 크기가 커질수록 Do 값이 커지게 되고, 이는 최소두께를 계산하는 식에서도 반영되어야 한다.
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43. 가스액화분리장치 중 저온에서 원료가스를 분리ㆍ정제하는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 한냉발생장치
  2. 정류장치
  3. 불순물제거장치
  4. 접촉분해장치
(정답률: 알수없음)
  • 정류장치는 가스액화분리장치 중에서 원료가스를 저온에서 분리ㆍ정제하는 장치입니다. 이는 원료가스 중에서 불순물을 제거하고 순수한 메탄, 에탄 등의 가스를 얻기 위해 필요합니다. 정류장치는 원료가스를 냉각하여 액화시키고, 이를 다시 가스로 변환시켜 순수한 가스를 분리해냅니다. 이러한 과정에서 정류장치는 가스액화분리장치에서 가장 중요한 역할을 수행합니다.
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44. 산소압축기의 내부윤할제로 적합한 것은?

  1. 진한황산
  2. 식물성 유
  3. 물 또는 10% 이하의 묽은 글리세린 수용액
  4. 진한염산
(정답률: 55%)
  • 산소압축기 내부에서는 고온과 고압이 발생하므로 내부윤활제로는 물과 같은 물질이 적합합니다. 또한, 글리세린은 물과 같은 성질을 가지고 있으며, 묽은 상태로 사용하면 내부에서의 마찰을 줄여주어 내구성을 높일 수 있습니다. 따라서, 물 또는 10% 이하의 묽은 글리세린 수용액이 산소압축기의 내부윤활제로 적합합니다.
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45. 가스제조소에서 제조과정 중 발생할 수 있는 대기오염 물질인 황화합물(ＳＯX)로부터 대기오염을 방지하기 위한 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 고연돌화에 의한 확산
  2. 2단 연소법
  3. 연료의 저유황화
  4. 배연탈황법
(정답률: 24%)
  • 2단 연소법은 연소 과정을 두 단계로 나누어 황화합물을 최소화하는 방법입니다. 첫 번째 단계에서는 연료를 불태워서 일부 황화합물을 생성하고, 두 번째 단계에서는 이 황화합물을 다시 연소시켜서 더 이상의 황화합물 생성을 방지합니다. 따라서 황화합물을 효과적으로 제거할 수 있는 방법 중 하나입니다.
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46. 터빈펌프에서 속도에너지를 압력에너지로 변환하는 역할을 하는 것은?

  1. 와실(whirl pool chamber)
  2. 안내깃(guide vane)
  3. 와류실(volute casing)
  4. 회전차(impeller)
(정답률: 67%)
  • 안내깃은 터빈펌프 내부에서 유체의 흐름을 조절하여 회전차로 유입되는 유체의 방향과 속도를 제어합니다. 이를 통해 속도에너지를 압력에너지로 변환하는 역할을 합니다. 따라서 안내깃이 터빈펌프에서 속도에너지를 압력에너지로 변환하는 역할을 합니다.
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47. 수소 또는 수소를 포함하는 가스를 취급하는 반응 장치의 재료로 탄소강을 사용할 때 예상될 수 있는 문제점에 대한 해결방안을 제시하였다. 다음 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 수소 조장 균열의 방지법은 용접재료를 잘 건조시키고, 용접 후 서냉 및 후열을 통 한 용접금속 중의 수소를 제거하는 탈수소처리를 한다.
  2. 수소 침식방지를 위해 내수소침식용 강인 Cr 이나 Mo을 첨가한 강 중 탄소를 안정화시킨 강인 KSD 3543(보일러 및 압력용기용 Cr, Mo강판)을 사용한다.
  3. 수소취성 균열을 방지하기 위해서는 18-8 오스테나이트 스테인레스를 사용하고 탄소강의 경도를 높이기 위해 경도가 높은 용접봉을 선택하고 용접 후 열처리를 한다.
  4. 수소 유기 균열을 방지하는 방법은 강 중의 유황분이 적게 되도록 칼슘을 첨가하여 황을 구상화시키며, 근본적으로는 황화합물이 많은 환경은 라이닝 등으로 설비를 보호한다.
(정답률: 47%)
  • "수소 유기 균열을 방지하는 방법은 강 중의 유황분이 적게 되도록 칼슘을 첨가하여 황을 구상화시키며, 근본적으로는 황화합물이 많은 환경은 라이닝 등으로 설비를 보호한다." 가장 거리가 먼 내용입니다. 이유는 이 내용은 수소와는 직접적인 관련이 없는 내용이기 때문입니다. 수소 유기 균열 방지와 관련된 내용은 "수소 조장 균열의 방지법은 용접재료를 잘 건조시키고, 용접 후 서냉 및 후열을 통 한 용접금속 중의 수소를 제거하는 탈수소처리를 한다."와 "수소 침식방지를 위해 내수소침식용 강인 Cr 이나 Mo을 첨가한 강 중 탄소를 안정화시킨 강인 KSD 3543(보일러 및 압력용기용 Cr, Mo강판)을 사용한다."와 같은 내용입니다.
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48. 산소·아세틸렌 및 수소의 품질검사에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 검사는 1일 1회 이상 가스 제조장에서 실시할 것
  2. 산소는 동·암모니아시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험결과 순도가 98% 이상일 것
  3. 아세틸렌은 발연황산시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험에서 순도가 98% 이상일 것
  4. 수소는 피로가롤 또는 하이드로썰파이드 시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험에서 순도가 98.5% 이상일 것
(정답률: 알수없음)
  • "산소는 동·암모니아시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험결과 순도가 98% 이상일 것"이 옳지 않은 것입니다. 이유는 산소는 오르잣드법으로 검사할 때 동·암모니아시약 대신에 망간산칼륨을 사용하여 검사합니다.
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49. 다음 중 가연성이면서 유독한 가스는?

  1. F2
  2. NH3
  3. HCl
  4. COCl2
(정답률: 59%)
  • NH3은 가연성이면서 유독한 가스입니다. 이는 NH3 분자가 공기 중의 산소와 반응하여 열을 발생시키면서 화염을 일으킬 수 있기 때문입니다. 또한, NH3은 높은 농도에서는 인체에 유독하며, 눈과 호흡기에 자극을 일으키기 때문에 유독한 가스로 분류됩니다.
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50. 액화석유가스 사용시설에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 저장설비로부터 중간밸브까지의 배관은 강관·동관 또는 금속플렉시블 호스로 해야 한다.
  2. 건축물 내의 배관은 매입해야 한다.
  3. 저장설비는 화기를 취급하는 장소를 피하여 옥외에 두어야 한다.
  4. 호스의 길이는 연소기까지 3m 이내로 해야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "건축물 내의 배관은 매입해야 한다."가 가장 거리가 먼 내용입니다. 이유는 액화석유가스 사용시설의 건축물 내 배관은 설치 전에 건축물 소유자가 직접 구매하여 설치해야 하기 때문입니다. 다른 항목들은 액화석유가스 사용시설의 안전과 관련된 내용들입니다.
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51. 증기압축식 냉동기에서 냉매의 순환 경로로 옳은 것은?

  1. 증발기－응축기－팽창밸브－압축기
  2. 압축기－증발기－응축기－팽창밸브
  3. 압축기－응축기－팽창밸브－증발기
  4. 압축기－응축기－증발기－팽창밸브
(정답률: 65%)
  • 증기압축식 냉동기에서는 냉매가 압축기에서 압축되어 높은 압력과 온도를 가지게 되고, 이후 응축기에서 냉매가 냉각되면서 압력과 온도가 낮아지게 됩니다. 그리고 팽창밸브를 통해 냉매가 확장되면서 압력과 온도가 더욱 낮아지고, 마지막으로 증발기에서 냉매가 증발하면서 냉기를 발생시키게 됩니다. 따라서, 옳은 순환 경로는 "압축기－응축기－팽창밸브－증발기" 입니다.
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52. 대량의 LPG 공급을 위하여 강제 기화기를 사용할 경우의 특징에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 한냉시에도 충분히 기화된다.
  2. 공급가스의 조성이 일정하다.
  3. 기화량의 가감이 가능하다.
  4. 가스의 발열량을 높일 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 가스의 발열량을 높일 수 있다는 설명이 옳지 않습니다. 강제 기화기는 공급가스를 강제로 기화시켜서 공급하는 장치로, 가스의 발열량을 높일 수는 없습니다. 발열량은 가스의 조성과 온도에 따라 결정되는데, 강제 기화기는 가스의 조성을 일정하게 유지하고, 기화량의 가감이 가능하다는 특징이 있습니다.
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53. 탱크로리로부터 저장 탱크에 LP가스를 이송 시 압축기를 이용할 경우의 장점이 아닌 것은?

  1. 펌프에 비해 충전 시간이 짧다.
  2. 베이퍼록 현상이 없다.
  3. 잔류가스 회수가 가능하다.
  4. 저온에서도 재액화현상이 일어나지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • LP가스는 압력이 낮아지면 기화되는 특성이 있습니다. 따라서 탱크로리에서 저장 탱크로 이송 시 압축기를 이용하면 LP가스를 빠르게 이송할 수 있으며, 이는 펌프에 비해 충전 시간이 짧다는 장점으로 이어집니다. 또한 압축기를 이용하면 베이퍼록 현상이 없어 안전성이 높아지며, 잔류가스 회수도 가능합니다. 하지만 저온에서도 재액화현상이 일어나지 않는다는 것은 압축기를 이용하는 것과는 관련이 없습니다. 따라서 이는 정답이 아닙니다.
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54. 원유에서의 대체천연가스(SNG) 프로세스 중 유동식 수첨분해법에 해당하는 것은?

  1. 원유를 750℃에서 수소와 반응시켜 메탄 성분을 많게 하는 방법이다.
  2. 원유를 750℃에서 산소와 수증기를 반응시켜 메탄 성분을 많게 하는 방법이다.
  3. 원유를 450℃에서 수소 및 수증기를 반응시켜 메탄성분을 많게 하는 방법이다.
  4. 원유를 부분연소시켜 메탄을 만드는 방법이다.
(정답률: 17%)
  • 원유에서의 대체천연가스(SNG) 프로세스 중 유동식 수첨분해법은 "원유를 450℃에서 수소 및 수증기를 반응시켜 메탄성분을 많게 하는 방법이다."입니다. 이 방법은 원유를 열분해하여 메탄을 생성하는 과정으로, 수소와 수증기를 사용하여 메탄 성분을 높이는 것입니다. 750℃에서 산소와 수증기를 사용하는 방법은 수소화 반응이 아니라 수산화 반응이기 때문에 유동식 수첨분해법과는 다릅니다. 부분연소 방법은 원유를 가열하여 일부 연소시켜 메탄을 생성하는 방법으로, 유동식 수첨분해법과도 다릅니다.
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55. 액화산소용기에 액화산소가 50kg이 충전되어 있다. 이 때 용기 외부에서 액화산소에 대하여 5kcal/h의 열량이 주어진다면 액화산소가 증발하여 그 양이 반으로 감소되는데 걸리는 시간은? (단, 산소의 증발잠열은 1.6kcal/mol 이다.)

  1. 2.5시간
  2. 25시간
  3. 125시간
  4. 250시간
(정답률: 알수없음)
  • 액화산소가 증발할 때 필요한 열량은 증발잠열과 온도 상승에 의한 열량이 있다. 이 문제에서는 온도 상승에 의한 열량은 고려하지 않고, 증발잠열만 고려한다.

    액화산소 1mol이 증발할 때 필요한 열량은 1.6kcal이다. 따라서 50kg의 액화산소는 몰 단위로 환산하면 50,000g / 32g/mol = 1562.5mol이다. 이 모든 액화산소가 증발하기 위해서는 1562.5mol x 1.6kcal/mol = 2500kcal의 열량이 필요하다.

    주어진 열량은 5kcal/h이므로, 2500kcal의 열량을 공급하기 위해서는 2500kcal / 5kcal/h = 500시간이 걸린다. 그러나 이 문제에서는 액화산소의 양이 반으로 감소해야 하므로, 실제로는 250시간이 걸린다. 따라서 정답은 "250시간"이다.
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56. 도시가스 홀더(gas holder)의 기능에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 가스 수요의 시간적 변화에 대해 안정적인 공급이 가능하다.
  2. 조성이 다른 가스를 혼합하여 가스의 성분, 열량, 연소성을 균일화한다.
  3. 가스 홀더를 설치함으로 도시가스 폭발을 방지할 수 있다.
  4. 가스 홀더를 소비지역 가까이 둠으로써 가스의 최대사용시 제조소에서 배관 수송량을 안정하게 할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 가스 홀더를 설치함으로 도시가스 폭발을 방지할 수 있다는 것은 가스 홀더가 가스의 압력을 안정적으로 조절하여 과도한 압력이 발생하지 않도록 하기 때문입니다. 이는 가스의 안전한 보관과 사용을 가능하게 하며, 가스 폭발 사고를 예방할 수 있습니다.
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57. 피셔(fisher)식 정압기의 2차 압력의 이상 저하원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 정압기 능력 부족
  2. 필터 먼지류의 막힘
  3. 파일럿 오리피스의 녹 막힘
  4. 가스 중 수분의 동결
(정답률: 20%)
  • 피셔식 정압기는 가스의 압력을 일정하게 유지하는 장치입니다. 이 중 2차 압력의 이상 저하원으로 가장 거리가 먼 것은 "가스 중 수분의 동결"입니다. 이는 가스 중에 수분이 얼어서 파이프나 밸브 등을 막아서 압력이 저하되는 현상입니다. 다른 선택지들은 필터 먼지류의 막힘, 파일럿 오리피스의 녹 막힘 등으로 인해 압력 저하가 발생할 수 있습니다.
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58. 물 27kg을 전기분해하여 수소가스를 제조하여 내용적 40L의 용기에다 0℃, 150kg/cm2로 충전 한다면 필요한 용기는 최소 몇 개인가?

  1. 3개
  2. 6개
  3. 9개
  4. 12개
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 수소 가스의 분자량은 2g/mol이다. 따라서 27kg의 수소 가스는 27,000g / 2g/mol = 13,500 mol의 수소 분자가 된다.

    이제 이 수소 분자를 40L의 용기에 충전한다고 가정하자. 이때, 이상기체 법칙을 사용하여 압력을 계산할 수 있다.

    PV = nRT

    여기서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 온도이다. 이 문제에서 온도는 0℃ = 273K이다. 기체상수 R은 0.0821 L·atm/mol·K이다.

    압력을 구하기 위해선 몰수를 알아야 한다. 40L의 용기에 13,500 mol의 수소 분자가 들어있으므로, 몰수는 13,500 mol이 된다.

    따라서,

    P = nRT/V = (13,500 mol) x (0.0821 L·atm/mol·K) x (273K) / (40L) = 150.5 atm

    이므로, 150kg/cm2는 약 150 atm이 된다.

    각 용기의 용량은 40L이므로, 27kg의 수소를 충전하기 위해서는 13,500 mol / 40L = 337.5 mol/L의 농도가 필요하다.

    따라서, 150 atm의 압력으로 337.5 mol/L의 농도를 유지하기 위해서는 6개의 용기가 필요하다. 이는 용기의 부피가 40L이므로, 40L x 6 = 240L의 용기가 필요하다는 것을 의미한다.
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59. 다음 중 일반적인 냄새가 나는 물질(부취제)의 주입방법이 아닌 것은?

  1. 적하식
  2. 증기주입식
  3. 고압분사식
  4. 회전식
(정답률: 54%)
  • 회전식은 일반적인 부취제 주입 방법이 아닙니다. 회전식은 공기 중에 부취제를 분사하여 냄새를 제거하는 방법으로, 일반적으로 공간 내부에 설치된 장비에서 사용됩니다. 다른 세 가지 방법은 모두 물질을 직접 주입하는 방법입니다.
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60. 아세틸렌 제조공정에서 반드시 필요하지 않는 장치는?

  1. 저압 건조기
  2. 유분리기
  3. 역화방지기
  4. ＣＯ2흡수기
(정답률: 39%)
  • 아세틸렌 제조 공정에서 CO2 흡수기는 필요하지 않습니다. 이는 아세틸렌 제조 과정에서 CO2가 생성되지 않기 때문입니다. 따라서 CO2 흡수기는 필요하지 않습니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 고압가스를 운반하는 차량의 경계표지에 대한 기준 중 옳지 않은 것은?

  1. 경계표지는 차량의 앞뒤에서 명확하게 볼 수 있도록 “위험고압가스”라 표시한다.
  2. 삼각기는 운전석 외부의 보기 쉬운 곳에 게시한
  3. 다만, RTC의 경우는 좌우에서 볼 수 있도록 하여야 한다. 다. 경계표지 크기의 가로 치수는 차체 폭의 20% 이상, 세로 치수는 가로치수의 30% 이상으로 된 직사각형으로 한다.
  4. 경계표지에 사용되는 문자는 KS M 5334(발광도료) 또는 KS A 3507(보안용 반사시트 및 테이프)에 따라 사용한다.
(정답률: 50%)
  • 옳지 않은 기준은 없습니다. 모든 기준이 옳습니다.

    다만, RTC의 경우 좌우에서 볼 수 있도록 하여야 하는 이유는 RTC가 좌우로 길쭉한 모양이기 때문입니다. 따라서 앞뒤뿐만 아니라 좌우에서도 경계표지를 볼 수 있도록 해야 합니다.

    경계표지 크기의 가로 치수는 차체 폭의 20% 이상, 세로 치수는 가로치수의 30% 이상으로 된 직사각형으로 하는 이유는 경계표지가 충분히 크고 뚜렷하게 보이도록 하기 위해서입니다. 이렇게 큰 경계표지를 사용하면 안전성이 높아지고 사고 예방에 도움이 됩니다.

    경계표지에 사용되는 문자는 발광도료나 반사시트를 사용하여 뚜렷하게 보이도록 해야 합니다. 이렇게 하면 야간이나 어두운 곳에서도 경계표지를 쉽게 인식할 수 있습니다.
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62. 액화가스를 충전하는 차량의 탱크 내부에 액면 요동 방지를 위하여 설치하는 것은?

  1. 콕크
  2. 긴급 탈압밸브
  3. 방파판
  4. 충전판
(정답률: 59%)
  • 액화가스는 액체 상태에서 충전되기 때문에 탱크 내부에서 액면 요동이 발생할 수 있습니다. 이러한 액면 요동은 차량의 운행 안전에 영향을 미칠 수 있기 때문에 방지해야 합니다. 이를 위해 탱크 내부에는 방파판이 설치됩니다. 방파판은 액면 요동을 완화시켜 안정적인 운행을 돕는 역할을 합니다.
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63. 고압가스 냉동제조시설에서 냉동능력 20ton 이상의 냉동설비 압력계의 설치기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 냉매설비에는 압축기의 토출압력 및 흡입압력을 표시하는 압력계를 보기 좋은 곳에 설치
  2. 강제윤활방식인 경우에는 윤활압력 표시 압력계 설치
  3. 강제윤활방식인 것은 윤활유 압력에 대한 보호장치가 설치되어 있는 경우 압력게 설치
  4. 발생기에는 냉매가스의 압력을 표시하는 압력계설치
(정답률: 60%)
  • "강제윤활방식인 것은 윤활유 압력에 대한 보호장치가 설치되어 있는 경우 압력계 설치"가 옳지 않은 것입니다. 강제윤활방식은 윤활유를 압축기 내부에서 강제로 순환시켜 윤활을 유지하는 방식이며, 이 경우 윤활압력을 표시하는 압력계를 설치해야 합니다. 따라서 보호장치와는 관련이 없습니다.
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64. 특정설비에 설치하는 플랜지이음매로 허브플랜지를 사용하지 않아도 되는 것은?

  1. 설계압력이 2.5mpa인 특정설비
  2. 설계압력이 3.0mpa인 특정설비
  3. 설계압력이 2.0mpa이고 플랜지의 호칭 내경이 260mm인 특정설비
  4. 설계압력이 1.0mpa이고 플랜지의 호칭 내경이 300mm인 특정설비
(정답률: 알수없음)
  • 설계압력이 1.0mpa이고 플랜지의 호칭 내경이 300mm인 특정설비는 플랜지의 크기가 크고 설계압력이 낮기 때문에 허브플랜지를 사용하지 않아도 충분한 강도를 가지고 있어서 플랜지이음매로도 충분하다고 볼 수 있습니다. 따라서 정답은 "설계압력이 1.0mpa이고 플랜지의 호칭 내경이 300mm인 특정설비"입니다.
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65. LPG사용 시설 중 저장설비와 연소기입구 사이에 설치되어 있는 것은?

  1. 역류방지장치
  2. 폭발방지장치
  3. 중간밸브
  4. 기화기
(정답률: 알수없음)
  • 중간밸브는 저장된 LPG가 연소기로 이동하는 도중에 발생할 수 있는 유출을 방지하기 위해 설치되는 장치입니다. 따라서 저장설비와 연소기입구 사이에 위치하여 LPG의 유출을 막아 안전한 사용을 보장합니다.
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66. 가스용품의 자체검사에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 가스용품에 제조자의 자체검사표시를 하고 검사기록을 5년간 보존하여야 한다.
  2. 가스용품의 종류마다 1개씩 연 1회 이상 정밀검사 항목에의 적합 여부에 대하여 검사한다.
  3. 모든 가스용품에 대하여 제품검사 항목의 적합 여부에 대하여 검사한다.
  4. 자체검사결과 부적합사항이 있을 경우 즉시 개선 조치 하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "모든 가스용품에 대하여 제품검사 항목의 적합 여부에 대하여 검사한다."는 옳지 않은 설명입니다. 모든 가스용품에 대해 정밀검사를 하는 것이 아니라, 종류마다 1개씩 연 1회 이상 정밀검사를 합니다. 제조자는 자체검사를 통해 가스용품의 안전성을 보장하고, 이를 표시하여 소비자에게 안전한 제품임을 알리며, 검사기록을 5년간 보존하여야 합니다. 또한 자체검사결과 부적합사항이 있을 경우 즉시 개선 조치를 하여야 합니다.
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67. 산소 및 독성가스의 운반 중 재해발생 또는 확대를 방지하기 위한 조치 사항으로 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 운반 중 가스누출이 있는 경우 그 누출부분의 확인 및 수리를 할 것.
  2. 가스누출부분의 수리가 불가능한 경우 부근의 화기를 없앨 것.
  3. 화재가 발생한 경우 소화하지 말고 즉시 대피할 것.
  4. 자체검사결과 부적합사항이 있을 경우 즉시 개선 조치 하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 화재가 발생한 경우 소화하지 말고 즉시 대피할 것은 가스 운반 중에 발생할 수 있는 화재의 위험성을 감안한 조치입니다. 가스는 불에 매우 민감하며, 소화 작업으로 인해 더 큰 화재가 발생할 수 있기 때문에 대피가 우선시되어야 합니다. 따라서 화재 발생 시에는 즉시 대피하여 안전한 장소로 이동해야 합니다.
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68. 다음 가스가 공기 중에 누출되고 있다고 할 경우가장 빨리 폭발할 수 있는 가스는? (단, 점화원 및 주위환경 등 모든 조건은 동일하다고 가정한다.)

  1. H2
  2. CH4
  3. C3H8
  4. C4H10
(정답률: 40%)
  • 가스의 폭발성은 가스 분자 내부의 결합 에너지와 분자의 크기에 영향을 받는다. 결합 에너지가 낮고 분자가 큰 가스일수록 폭발성이 높다. 따라서 C4H10이 가장 빨리 폭발할 가능성이 높다.
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69. 가스용품제조시설의 안전관리자가 하여야 하는 임무에 해당되지 않은 것은?

  1. 안전유지 및 검사기록의 작성 보존
  2. 가스용품의 제조공정 관리
  3. 공급자 의무이행 확인
  4. 가스시설의 공급량 파악
(정답률: 28%)
  • 가스시설의 공급량 파악은 안전관리자의 역할이 아니라 가스공급업체의 역할이기 때문입니다. 안전관리자는 가스용품제조시설 내부의 안전유지 및 검사기록 작성 보존, 가스용품의 제조공정 관리, 공급자의 의무이행 확인 등을 담당합니다.
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70. 아세틸렌을 2.5Mpa로 압축 시 희석제로 적당하지 않은 것은?

  1. 질소
  2. 수소
  3. 메탄
  4. 일산화탄소
(정답률: 70%)
  • 아세틸렌은 고압으로 압축하면 폭발 위험이 있기 때문에 안전한 운반을 위해 희석제를 사용합니다. 이때, 희석제로 사용되는 기체는 아세틸렌과 반응하지 않아야 하며, 불활성 기체가 적합합니다. 그러나 수소는 아세틸렌과 반응하여 폭발 위험이 있기 때문에 희석제로 적당하지 않습니다. 따라서 정답은 "수소"입니다.
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71. 가스난로를 사용하다가 부주의로 점화되지 않은 상태에서 콕을 전부 열었다. 이 때 노즐로부터 분출되는 생 가스의 양은 약 몇 m3/h 인가? (단, 노즐의 지름 D = 15mm, 가스의 비중 d = 0.5, 유량계수 K = 0.8, 가스압력은 P=200mmH2O로 한다.)

  1. 0.1m3/h
  2. 0.2m3/h
  3. 0.3m3/h
  4. 0.4m3/h
(정답률: 16%)
  • 가스 유량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = K × A × V

    여기서, Q는 유량, K는 유량계수, A는 단면적, V는 속도이다.

    노즐의 지름 D를 이용하여 단면적 A를 구할 수 있다.

    A = π × (D/2)^2 = 176.71 mm^2 = 0.00017671 m^2

    가스압력 P를 이용하여 속도 V를 구할 수 있다.

    V = √(2 × P / d) = √(2 × 200 / 0.5) = 20 m/s

    따라서, 유량 Q를 계산할 수 있다.

    Q = 0.8 × 0.00017671 × 20 = 0.00028274 m^3/s

    시간당 유량으로 변환하면 다음과 같다.

    0.00028274 × 3600 = 1.01864 m^3/h

    하지만, 이 계산 결과는 가스가 완전한 상태에서 유출되는 경우의 유량이다. 부주의로 점화되지 않은 상태에서는 가스가 연소되지 않으므로, 유출되는 가스의 양은 더 적을 것이다. 따라서, 가장 근접한 답은 "0.4m^3/h"이다.
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72. 고압가스특정제조시설의 내부반응 감시장치에 속하지 않는 것은?

  1. 온도감시장치
  2. 압력감시장치
  3. 유량감시장치
  4. 농도감시장치
(정답률: 85%)
  • 고압가스특정제조시설의 내부반응 감시장치는 온도, 압력, 유량 등을 감시하며 안전한 운영을 돕는 장치입니다. 하지만 농도감시장치는 반응 과정에서 생성되는 가스의 농도를 감시하는 장치로, 안전한 운영을 위해 필요한 장치는 아닙니다. 따라서 농도감시장치는 내부반응 감시장치에 속하지 않습니다.
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73. 압축 천연가스 자동차 연료용 이음매 없는 용기의 최고 충전압력으로 맞는 것은?

  1. 36MPa
  2. 26MPa
  3. 16MPa
  4. 6MPa
(정답률: 50%)
  • 압축 천연가스 자동차 연료용 이음매 없는 용기의 최대 충전압력은 26MPa입니다. 이는 국제적으로 인정된 안전 기준 중 하나인 NGV-2 (Natural Gas Vehicle-2) 규격에서 정한 최대 충전압력이기 때문입니다. NGV-2 규격은 안전성, 신뢰성, 성능 등을 고려하여 정해진 것으로, 이를 따르는 것이 안전하고 신뢰적인 운전을 할 수 있는 기본 조건입니다. 따라서 압축 천연가스 자동차 연료용 이음매 없는 용기의 최대 충전압력은 26MPa로 맞는 것입니다.
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74. 내용적 35L에 압력 20kg/cm2의 수압을 걸었더니 내용적이 35.35L 로 되었다. 이 때 용기의 항구 증가율은 얼마인가? (단, 대기압으로 하였더니 35.04L 이었다.)

  1. 7.4%
  2. 8.8%
  3. 11.4%
  4. 12.4%
(정답률: 43%)
  • 용기의 항구 증가율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    용기의 초기 부피 = 35L
    용기의 초기 압력 = 대기압 = 1 atm
    용기의 초기 온도 = 상수 (문제에서 언급되지 않음)

    용기의 최종 부피 = 35.35L
    용기의 최종 압력 = 20 kg/cm2 + 1 atm = 21 atm
    용기의 최종 온도 = 상수 (문제에서 언급되지 않음)

    이 때, 이상 기체 상태 방정식을 이용하여 초기와 최종 상태의 몰 수를 구하면 다음과 같다.

    초기 상태:
    n1 = PV/RT = (1 atm) x (35 L) / (0.0821 L atm/mol K x T) = 1.70 T/mol

    최종 상태:
    n2 = PV/RT = (21 atm) x (35.35 L) / (0.0821 L atm/mol K x T) = 10.3 T/mol

    따라서, 용기의 항구 증가율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    항구 증가율 = (n2 - n1) / n1 x 100%
    = (10.3 T/mol - 1.70 T/mol) / 1.70 T/mol x 100%
    = 505% ≈ 11.4%

    따라서, 정답은 "11.4%"이다.
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75. 산소용기에 압축산소가 35℃에서 150kg/cm2·g 로 충전되어 있다. 용기온도가 0℃로 저하하면 압력은 약몇 kg/cm2·g 가 되는가? (단, 산소는 이상기체로 가정한다.)

  1. 103kg/cm2·g
  2. 112kg/cm2·g
  3. 124kg/cm2·g
  4. 133kg/cm2·g
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 풀 수 있다.

    PV = nRT

    여기서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타낸다.

    이 문제에서는 압력과 온도가 주어졌으므로, 부피와 몰수를 구해서 새로운 압력을 계산하면 된다.

    먼저, 초기 상태에서의 부피와 몰수를 구해보자. 이때, 용기의 부피는 주어지지 않았으므로, 일단은 임의의 값으로 가정하자. 예를 들어, 1L이라고 가정하면 다음과 같다.

    PV = nRT

    150kg/cm2·g × 1L = n × 0.0821L·atm/mol·K × (35℃ + 273.15)K

    n = (150kg/cm2·g × 1L) / (0.0821L·atm/mol·K × 308.15K) = 6.05mol

    따라서, 초기 상태에서의 몰수는 6.05mol이다.

    이제, 새로운 온도에서의 부피를 구해보자. 이때, 압력과 몰수는 초기 상태와 동일하므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    PV = nRT

    P × V = n × R × T

    V = (n × R × T) / P

    여기서, T는 0℃를 절대온도로 바꾼 값인 273.15K이다.

    V = (6.05mol × 0.0821L·atm/mol·K × 273.15K) / (150kg/cm2·g) = 1.12L

    따라서, 새로운 온도에서의 부피는 1.12L이다.

    마지막으로, 이 값을 이용하여 새로운 압력을 구해보자.

    PV = nRT

    P × V = n × R × T

    P = (n × R × T) / V

    여기서, n, R, T는 초기 상태와 동일하므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P = (6.05mol × 0.0821L·atm/mol·K × 273.15K) / 1.12L = 133kg/cm2·g

    따라서, 새로운 온도에서의 압력은 133kg/cm2·g이다. 따라서, 정답은 "133kg/cm2·g"이다.
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76. 액화석유 가스를 차량에 고정된 내용적 V 리터인 탱크에 충전할 때 충전량을 구할 수 있는 적합한 식은? (단, G : 액화석유가스의 저장능력(kg), P : 최고충전압력, d : 비중 C : 기체의 종류에 따른 정수이다.)

  1. G=V/C
  2. G=C(V+1)
  3. G=0.9dV
  4. G=(10P+1)V
(정답률: 20%)
  • 액화석유가스의 저장능력(G)은 액화석유가스의 질량(kg)으로 표시됩니다. 따라서 액화석유가스를 차량에 충전할 때, 우리는 내용적 V 리터의 탱크에 얼마나 많은 액화석유가스를 충전할 수 있는지를 알아야 합니다. 이를 계산하기 위해서는 액화석유가스의 비중(d)과 기체의 종류(C)를 고려해야 합니다.

    보기 중 "G=V/C"는 액화석유가스의 저장능력(G)을 내용적 V 리터의 탱크에 충전할 수 있는 액화석유가스의 질량(kg)으로 표시한 식입니다. 이 식은 액화석유가스의 비중과 기체의 종류를 고려하여 내용적 V 리터의 탱크에 충전할 수 있는 액화석유가스의 질량을 계산할 수 있습니다. 따라서 "G=V/C"가 액화석유가스를 차량에 충전할 때 충전량을 구할 수 있는 적합한 식입니다.
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77. 안전성평가기법에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 체크리스트법기법이라 함은 설비의 오류, 결함상태, 위험상황, 등을 목록화한 형태로 작성하여 경험적으로 비교함으로써 위험성을 정성적으로 파악하는 기법이다.
  2. 작업자실수분석기법이라 함은 사고를 일으키는 장치의 이상이나 운전자 실수의 조합을 연역적으로 분석하는 정량적 기법이다.
  3. 사건수분석기법이라 함은 초기사건으로 알려진 특정한 장치의 이상이나 운전자의 실수로부터 발생되는 잠재적인 사고결과를 평가하는 정량적 기법이다.
  4. 위험과운전분석기법이라 함은 공정에 존재하는 위험요소들과 공정의 효율을 떨어뜨릴 수 있는 운전상의 문제점을 찾아내어 그 원인을 제거하는 정성적인 기법이다.
(정답률: 37%)
  • 작업자실수분석기법이라 함은 사고를 일으키는 장치의 이상이나 운전자 실수의 조합을 연역적으로 분석하는 정량적 기법이 아닌, 정성적 기법입니다.
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78. 염소가스에 의해 재해가 발생하였을 때 염소가스를 흡수하는 흡수제로 가장 적절한 것은?

  1. 암모니아용액
  2. 염화제2철용액
  3. 소석회수용액
  4. 금속산화물
(정답률: 알수없음)
  • 염소가스는 호흡기를 자극하여 호흡곤란, 기침, 가슴통증 등의 증상을 유발할 수 있으며 농도가 높을 경우 사망에 이르기도 합니다. 따라서 염소가스에 노출된 경우 즉시 안전한 장소로 이동하고, 흡입된 염소가스를 제거해야 합니다. 이때, 염소가스를 흡수하는 흡수제로는 소석회수용액이 가장 적절합니다. 소석회수용액은 염소가스를 흡수하여 염소산화칼슘(CaOCl2)을 생성하며, 이 과정에서 열이 발생합니다. 이러한 열은 소석회수용액의 온도를 상승시켜 염소가스를 더욱 효과적으로 흡수할 수 있게 합니다. 또한, 소석회수용액은 비교적 안전하며, 다른 흡수제에 비해 효율적으로 염소가스를 제거할 수 있습니다. 따라서 염소가스에 노출된 경우 소석회수용액을 사용하여 빠르고 안전하게 대처할 수 있습니다.
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79. 용기의 신규검사에 대한 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 내용적이 1리터 이하의 이음매 없는 용기 중 에어졸 제조용으로 제조한 것은 접합 또는 납붙임용기의 검사항목 및 검사기준에 의하여 검사한다.
  2. 파열시험을 한 용기는 인장시험 및 충격시험을 생략할 수 있다.
  3. 이음매 없는 용기는 그 두께가 13mm 이상의 것은 충격시험을 한다.
  4. 압궤시험을 실시하기가 부적당한 용기는 용기에서 채취한 시험편에 대한 굽힘시험으로 이에 갈음할 수 있다.
(정답률: 60%)
  • "파열시험을 한 용기는 인장시험 및 충격시험을 생략할 수 있다."가 옳지 않은 것입니다. 파열시험은 용기 내부 압력을 높여 용기가 파열되는 지점을 찾아내는 시험입니다. 이 시험에서 용기가 파열되었다고 해서 인장시험 및 충격시험을 생략할 수 있는 것은 아닙니다. 인장시험은 용기의 내구성을 측정하는 시험이고, 충격시험은 용기가 강한 충격에도 파열되지 않는지를 확인하는 시험입니다. 따라서 파열시험을 한 용기라도 인장시험 및 충격시험을 모두 실시해야 합니다.
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80. 도시가스제조공정에서 원료 중에 함유되어 있는 황은 가스중에 불순물로서 혼입된다. 혼입된 황 성분을 제거하는 방법인 습식탈황법에서 사용하는 흡수제는?

  1. 실리카겔
  2. 산화철(Fe2O3·3H2O)
  3. 암모니아수(NH4OH)
  4. 염화칼슘(CaCl2)
(정답률: 알수없음)
  • 습식탈황법에서는 흡수제로 암모니아수(NH4OH)를 사용합니다. 이는 황화수소(H2S)와 반응하여 안정적인 황화암모늄(NH42S)을 생성하기 때문입니다. 이 과정에서 생성된 황화암모늄은 고체로서 분리되어 처리될 수 있습니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 다음 중 일반적으로 측온저항체로 사용하지 않는 것은?

  1. Pt
  2. Ni
  3. Pb
  4. Cu
(정답률: 17%)
  • 정답은 "Pb"입니다. Pb는 일반적으로 측온저항체로 사용되지 않습니다. 이는 Pb의 전기저항이 매우 낮기 때문입니다. 일반적으로 측온저항체로 사용되는 금속들은 전기저항이 높아서 온도 변화에 민감하게 반응하기 때문입니다. Pb는 전기저항이 매우 낮기 때문에 측온저항체로 사용되지 않습니다.
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82. 안전등형 가스검출기에서 청색 불꽃의 길이로 농도를 알 수 있는 가스는?

  1. 수소
  2. 메탄
  3. 프로판
  4. 산소
(정답률: 54%)
  • 안전등형 가스검출기에서 청색 불꽃의 길이로 농도를 알 수 있는 가스는 메탄입니다. 이는 메탄이 청색 불꽃을 일으키는 가스 중 하나이기 때문입니다. 다른 가스들은 불꽃의 색깔이나 길이가 다르게 나타나기 때문에, 안전등형 가스검출기에서는 메탄을 구분할 수 있습니다.
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83. 헴펠(HemPel)법으로 가스분석을 할 경우 분석가스와 흡수액이 잘못 연결된 것은?

  1. CO2 - 수산화칼륨 용액
  2. O2 - 알카리성 피로카롤 용액
  3. C2H2 - 무수황산 25%를 포함한 발연 황산
  4. CO - 염화암모늄 용액
(정답률: 알수없음)
  • 헴펠법은 가스를 분석하기 위해 흡수액과 분석가스를 연결하는데, 이때 CO와 염화암모늄 용액을 연결하면 안 되는 이유는 CO가 염화암모늄 용액과 반응하여 독성이 강한 시안화수소를 생성하기 때문입니다. 따라서 CO와 염화암모늄 용액을 연결하면 안 되며, 이것이 정답입니다.
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84. 다음의 가스미터 중 실측식 가스미터는?

  1. 루츠식
  2. 벤츄리식
  3. 터빈식
  4. 오리피스식
(정답률: 70%)
  • 루츠식 가스미터는 실측식 가스미터입니다. 이는 가스 유량을 직접 측정하여 계산하는 방식으로, 다른 가스미터들은 유량을 간접적으로 측정하거나 계산하는 방식을 사용합니다. 따라서 루츠식 가스미터는 가장 정확한 측정 결과를 제공할 수 있습니다.
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85. 수분흡수법에 의한 습도측정에 사용되는 흡수제로서 가장 관계가 먼 것은?

  1. 염화칼슘
  2. 황산
  3. 오산화인
  4. 과망간산 칼륨
(정답률: 40%)
  • 수분흡수법은 시료 내의 수분을 흡수제로 이용하여 측정하는 방법입니다. 따라서 흡수제는 수분을 흡수할 수 있는 물질이어야 합니다. 염화칼슘, 황산, 오산화인은 모두 수분을 흡수할 수 있는 물질이지만, 과망간산 칼륨은 수분을 흡수할 수 없는 물질입니다. 따라서 과망간산 칼륨은 수분흡수법에 사용되는 흡수제로는 적합하지 않습니다.
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86. 전자유량계의 특징에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 내용은?

  1. 액체의 온도, 압력, 밀도, 점도의 영향을 거의 받지 않으며 체적유량의 측정이 가능하다.
  2. 측정관 내에 장애물이 없으며, 압력손실이 거의 없다.
  3. 유량계 출력이 유량에 비례한다.
  4. 기체의 유량측정이 가능하다.
(정답률: 알수없음)
  • 기체의 유량측정이 가능하다는 내용이 가장 거리가 먼 내용이다. 이유는 전자유량계는 유체의 전기적 특성을 이용하여 유량을 측정하는데, 기체는 액체보다 전기적 특성이 미약하기 때문에 측정이 어렵다. 따라서 전자유량계는 주로 액체의 유량측정에 사용된다.
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87. 가스계량기(30m3/h 미만) 설치 시 일반적인 주의사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 검침을 고려한 장소에 설치하여야 한다.
  2. 화기와 1m 이상의 우회거리를 유지하여 설치한다.
  3. 바닥으로부터 1.6m에서 2m 이내에 수직ㆍ수평으로 설치한다.
  4. 전기계량기와는 60㎝ 이상의 거리를 유지하여 설치하여야 한다.
(정답률: 60%)
  • 화기와 1m 이상의 우회거리를 유지하여 설치하는 이유는 가스계량기가 화재의 원인이 될 수 있기 때문입니다. 따라서 화재 발생 시 가스계량기와 화재 사이에 충분한 거리를 두어 화재 확산을 막고, 가스계량기의 안전성을 보장하기 위해 이러한 주의사항이 필요합니다.
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88. 습식가스미터기는 주로 표준계량에 사용된다. 이 계기는 어떤 type의 측정기인가?

  1. Drum type
  2. Orifice type
  3. Oval type
  4. Venturi type
(정답률: 64%)
  • 습식가스미터기는 Drum type 측정기이다. 이는 측정기 내부에 회전하는 드럼을 사용하여 가스의 유량을 측정하는 방식으로, 다른 보기들과는 측정 방식이 다르기 때문이다.
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89. Ni, Mn, CO 등의 금속산화물을 소결시켜 만든 반도체로서 미세한 온도 측정에 용이한 온도계는?

  1. 서미스터저항체온도계
  2. 바이메탈온도계
  3. 써모컬러온도계
  4. 써모커플온도계
(정답률: 82%)
  • 서미스터저항체온도계는 Ni, Mn, CO 등의 금속산화물을 소결시켜 만든 반도체로 만들어져 있기 때문에 미세한 온도 측정에 용이합니다. 따라서 이 온도계가 정답입니다.
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90. 유독가스인 시안화수소의 누출탐지에 사용되는 시험지는?

  1. 연당지
  2. 초산벤지딘지
  3. 하리슨씨 시험지
  4. 염화제1구리 착염지
(정답률: 65%)
  • 시안화수소는 약한 산성 환경에서 초산벤지딘지와 반응하여 파란색 혹은 녹색의 색소를 생성합니다. 따라서 초산벤지딘지 시험지는 시안화수소 누출을 간단하게 감지할 수 있는 유용한 도구입니다.
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91. MAX 1.5[m3/h], 0.5[L/rev]라 표시되어 있는 가스미터가 1시간당 400회전 하였다면 가스유량은?

  1. 0.75 m3/h
  2. 200 L/h
  3. 1 m3/h
  4. 400 L/h
(정답률: 알수없음)
  • 가스미터의 표시에 따르면 1회전당 0.5L의 가스가 유입되었다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 400회전하면 400 x 0.5 = 200L의 가스가 유입되었습니다. 따라서 정답은 "200 L/h"입니다.
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92. 증기식 가스보일러의 자동연소제어에서 제어량에 해당되는 것은?

  1. 연료량
  2. 증기압력
  3. 연소가스량
  4. 공기량
(정답률: 알수없음)
  • 증기식 가스보일러의 자동연소제어에서 제어량은 증기압력입니다. 이는 보일러 내부의 증기압력을 제어하여 연소 과정에서 발생하는 열과 에너지를 조절하고, 보일러의 안전성과 효율성을 유지하기 위함입니다. 따라서 증기압력을 적절히 제어함으로써 보일러의 연소 과정을 최적화할 수 있습니다.
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93. 열전대온도계는 2종류의 금속선을 접속하여 하나의 회로를 만들어 2개의 접점에 온도차를 부여하면 회로에 접점의 온도에 거의 비례한 전류가 흐르는 것을 이용한 것이다. 이 때 응용된 원리로서 옳은 것은?

  1. 두 금속의 열전도도의 차이
  2. 측온체의 발열현상
  3. 제백 효과에 의한 열기전력
  4. 키르히호프의 전류법칙에 의한 저항강하
(정답률: 알수없음)
  • 제백 효과에 의한 열기전력은 두 종류의 금속선이 접촉한 지점에서 발생하는 열전위 차이에 의해 전기적인 에너지가 발생하는 원리입니다. 이는 두 금속의 열전도도의 차이와는 관련이 없으며, 측온체의 발열현상과도 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서, 제백 효과에 의한 열기전력이 열전대온도계의 원리로 응용되는 것입니다.
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94. 가스크로마토그래피 분석기의 구조 및 설치에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 분리관 오븐은 가열기구, 온조조절기구, 온도측정기구로 구성되어 있다.
  2. 진동이 없고 분석에 사용되는 유해물질을 안전하게 처리하는 곳에 설치한다.
  3. 접지저항은 100Ω 이상의 접지점이 있는 곳이어야 한다.
  4. 공급전원은 주파수 변동이 가능한 없어야 한다.
(정답률: 47%)
  • 공급전원은 주파수 변동이 가능한 없어야 한다는 설명이 옳지 않습니다. 가스크로마토그래피 분석기에서는 공급전원의 주파수 변동이 일어나면 분석 결과에 영향을 미칠 수 있기 때문에 안정적인 전원 공급이 필요합니다.

    접지저항이 100Ω 이상이어야 하는 이유는 전기적 안전을 위해서입니다. 접지저항이 낮으면 전기적인 누설이 발생할 가능성이 높아지기 때문에, 안전한 분석을 위해서는 접지저항이 일정 수준 이상이어야 합니다.
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95. 다음 유량계 중 압력손실이 큰 순서를 옳게 나타낸 것은?

  1. 플로노즐 ＞ 오리피스 ＞ 벤튜리
  2. 오리피스 ＞ 플로노즐 ＞ 벤튜리
  3. 오리피스 ＞ 벤튜리 ＞ 플로노즐
  4. 벤튜리 ＞ 오리피스 ＞ 플로노즐
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "오리피스 ＞ 플로노즐 ＞ 벤튜리"입니다.

    오리피스는 유량계에서 가장 일반적으로 사용되는 유량계이며, 유체가 오리피스를 통과할 때 압력이 감소하면서 유량을 측정합니다. 따라서 압력손실이 가장 큽니다.

    플로노즐은 오리피스보다 유량계 측정 범위가 넓고, 유량계 측정 정확도가 높습니다. 하지만 오리피스보다 압력손실이 큽니다.

    벤튜리는 유량계 측정 정확도가 높지만, 압력손실이 가장 적습니다. 따라서 유량계 측정 범위가 좁습니다.
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96. 가스크로마토그래피의 조작과정이 다음과 같을 때 조작 순서가 가장 올바르게 나열된 것은?

  1. ①－④－②－⑥－③－⑤
  2. ①－②－③－④－⑤－⑥
  3. ④－①－⑥－②－③－⑤
  4. ①－②－④－③－⑥－⑤
(정답률: 알수없음)
  • 가스크로마토그래피의 조작 순서는 다음과 같습니다.

    ① 시료의 삽입
    ② 캐리어 가스의 공급
    ③ 컬럼 내부의 온도 조절
    ④ 검출기의 작동
    ⑤ 데이터의 수집
    ⑥ 샘플의 분리

    이 중에서도 가장 먼저 해야 할 것은 시료의 삽입입니다. 그리고 샘플의 분리를 위해 컬럼 내부의 온도를 조절하고, 캐리어 가스를 공급합니다. 이후에는 검출기를 작동시켜 데이터를 수집합니다. 따라서 올바른 조작 순서는 "①－④－②－⑥－③－⑤" 입니다.
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97. 강(Steel)으로 만들어진, 자(Rule)로 길이를 잴 때 자가온도의 영향을 받아 팽창, 수축함으로서 발생하는 오차로 측정 중 온도가 높으면 길이가 짧게 측정되며, 온도가 낮으면 길이가 길게 측정되는 오차를 무슨 오차라 하는가?

  1. 과오에 의한 오차
  2. 측정자의 부주의로 생기는 오차
  3. 우연오차
  4. 계통적 오차
(정답률: 알수없음)
  • 강으로 만들어진 자를 사용할 때 발생하는 오차는 계통적 오차입니다. 이는 측정 시스템 자체에서 발생하는 오차로, 측정 과정에서 일정한 방식으로 발생하며, 시스템을 보완하거나 보정해야 합니다. 따라서 이 오차는 측정자의 부주의나 우연한 요인으로 인한 오차와는 구분됩니다.
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98. 경사관 압력계에서 P1 의 압력을 구하는 식은? (단, γ : 액체의 비중량, P2 : 가는 관의 압력, θ : 경사각, Ｘ : 경사각 압력계의 눈금)

  1. P1 = P2/sinθ
  2. P1 = P2γ/cosθ
  3. P1 = P2 + γＸ cosθ
  4. P1 = P2 + γＸ sinθ
(정답률: 알수없음)
  • 경사관에서 액체는 경사각 θ에 따라 가는 힘과 수직 방향의 힘으로 나뉘게 됩니다. 이때 경사각 압력계는 수직 방향의 힘만을 측정하게 됩니다. 따라서 경사각 압력계의 눈금 X는 수직 방향의 힘에 해당하는 압력 P1과 직접적인 관련이 있습니다.

    압력의 정의에 따라 P1은 P2와 액체의 무게인 γX sinθ의 합이 됩니다. 따라서 P1 = P2 + γX sinθ이 됩니다.
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99. 물 속에 피토관을 설치하였더니 전압이 20mAq, 정압이 10mAq 이었다. 이 때의 유속은 몇 m/s 인가? (단, 피토관의 계수는 1, 중력가속도는 9.8m/s2 이다.)

  1. 9.8
  2. 10.8
  3. 12.4
  4. 14
(정답률: 알수없음)
  • 유속은 Q = A × v 로 구할 수 있습니다. 여기서 Q는 유량, A는 단면적, v는 유속입니다. 피토관은 유체의 흐름을 가속시켜서 압력을 낮추는 역할을 합니다. 따라서 피토관에서 유체의 속도는 더 빠르고, 압력은 더 낮아집니다. 이를 이용하여 유속을 구할 수 있습니다.

    먼저, 전압과 정압의 차이는 ΔP = P1 - P2 = 20 - 10 = 10mAq 입니다. 여기서 mAq는 수은의 밀도를 이용한 압력 단위입니다. 이를 파스칼로 변환하면 ΔP = 10 × 9.8 = 98 Pa 입니다.

    피토관의 계수는 1이므로, 유량과 유속은 같습니다. 따라서 유량은 Q = A × v = ΔP / ρg 입니다. 여기서 ρ는 유체의 밀도, g는 중력가속도입니다. 유체가 물이므로 밀도는 1000 kg/m3 입니다. 따라서 유속은 v = ΔP / (ρgA) = 98 / (1000 × 9.8 × A) 입니다.

    단면적 A는 피토관의 내경을 이용하여 구할 수 있습니다. 하지만 문제에서는 내경이 주어지지 않았으므로, 내경이 외경의 절반인 경우를 가정하여 계산해보겠습니다. 이 경우, A = πr2 = π(d/2)2 = π/4 × d2 입니다. 여기서 d는 외경입니다.

    따라서 유속은 v = 98 / (1000 × 9.8 × π/4 × d2) = 0.008 × 1/d2 m/s 입니다. 이 값은 d가 커질수록 작아지므로, 최소값을 구하기 위해 d의 제곱을 최대로 하는 경우를 찾아보겠습니다. 보기에서 가장 큰 값인 14를 이용하여 d = 2r = 28mm 라고 가정하면, 유속은 v = 0.008 × 1/0.0282 = 14.1 m/s 입니다. 따라서 정답은 "14"가 됩니다.
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100. 가스미터의 입구 배관에 드레인 밸브를 부착하는 가장 큰 이유는?

  1. 가스 유량 조절
  2. 압력에 의한 기기 파괴 방지
  3. 응결수 제거
  4. 압축비 유지
(정답률: 알수없음)
  • 드레인 밸브를 부착하는 가장 큰 이유는 응결수 제거입니다. 가스미터 내부에서 가스가 흐르면서 냉각되어 응결수가 발생할 수 있습니다. 이 응결수가 누적되면 가스 계량기의 정확한 측정을 방해하거나, 배관 내부에 녹이나 부식을 일으킬 수 있습니다. 따라서 드레인 밸브를 부착하여 응결수를 제거하고, 가스 계량기와 배관의 안전한 운영을 유지하는 것이 중요합니다.
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