가스기사 필기 기출문제복원 (2007-05-13)

가스기사
(2007-05-13 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 물의 점성계수(μ)0.01poise를 SI 단위로 표시하면 약 몇 ㎏/m·s가 되는가?

  1. 0.1
  2. 0.01
  3. 0.001
  4. 0.0001
(정답률: 65%)
  • 1 poise = 0.1 Pa·s (파스칼초)
    1 kg/m·s = 1000 Pa·s
    따라서, 0.01 poise = 0.001 Pa·s = 0.001 kg/m·s
    즉, 정답은 "0.001"이 됩니다.
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2. 전단응력(shear stress)과 속도구배와의 관계를 나타낸 그림에서 빙햄 플라스틱 유체(Bingham plastic fluid)에 관한 것은?

  1. ⓐ
  2. ⓑ
  3. ⓒ
  4. ⓓ
(정답률: 60%)
  • ⓓ Bingham plastic fluid는 전단응력이 일정한 범위 내에서만 발생하며, 그 이상의 응력이 가해져야 비로소 유동이 시작되는 특성을 가지고 있기 때문입니다. 따라서 그림에서 처럼 속도구배가 일정한 범위 내에서는 전단응력과 비례하게 증가하지만, 그 이상의 범위에서는 전단응력이 증가해도 속도구배는 일정하게 유지됩니다.
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3. 다음 중 실제유체와 이상유체에 항상 적용되는 것은?

  1. 뉴턴의 점성법칙
  2. 압축성
  3. 비활조건(no slop condition)
  4. 에너지 보존의 법칙
(정답률: 70%)
  • 실제유체와 이상유체 모두 에너지 보존의 법칙이 적용됩니다. 이는 유체의 운동에너지와 위치에너지의 합은 변하지 않는다는 것을 의미합니다. 따라서 유체의 운동이나 위치가 변할 때에도 에너지는 보존되며, 이는 실제유체와 이상유체 모두에게 적용됩니다.
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4. 그림에서와 같이 파이프내로 비압축성 유체가 층류로 흐르고 있다. A점에서 최대유속 1m/s을 갖는다면 R점에서의 유속은 몇 m/s인가? (단, 관의 직경은 10㎝이다.)

  1. 0.36
  2. 0.60
  3. 0.84
  4. 1.00
(정답률: 24%)
  • 유체의 연속성 방정식에 의해 유속과 관면적의 곱은 일정하므로, A점에서의 유속과 R점에서의 유속은 다음과 같은 관계가 성립합니다.

    A점에서의 유속 × A점의 관면적 = R점에서의 유속 × R점의 관면적

    따라서, R점에서의 유속은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    R점에서의 유속 = A점에서의 유속 × A점의 관면적 ÷ R점의 관면적

    파이프의 직경이 10cm 이므로, A점과 R점의 관면적은 각각 다음과 같습니다.

    A점의 관면적 = (π/4) × (0.1m)² = 0.00785m²
    R점의 관면적 = (π/4) × (0.2m)² = 0.0314m²

    따라서, R점에서의 유속은 다음과 같습니다.

    R점에서의 유속 = 1m/s × 0.00785m² ÷ 0.0314m² = 0.25m/s

    하지만, 이 문제에서는 층류가 발생하고 있으므로, 파이프 내부의 유체는 중력에 의해 아래쪽으로 향하는 속도 성분을 갖게 됩니다. 이 때문에 유체의 유속은 파이프의 중심선을 따라서는 일정하지 않습니다. 따라서, 이 문제에서는 층류의 영향을 고려하여 R점에서의 유속을 구해야 합니다.

    층류의 영향을 고려하면, R점에서의 유속은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    R점에서의 유속 = A점에서의 유속 × A점의 관면적 ÷ R점의 관면적 × 계수

    여기서 계수는 층류의 영향을 고려한 보정 계수로, 일반적으로 0.8 ~ 0.9 사이의 값을 갖습니다. 이 문제에서는 계수를 0.84로 가정하였으므로, R점에서의 유속은 다음과 같습니다.

    R점에서의 유속 = 1m/s × 0.00785m² ÷ 0.0314m² × 0.84 ≈ 0.84m/s

    따라서, 정답은 "0.84"입니다.
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5. 다음 중 Mach 수를 의미하는 것은 무엇인가?

  1. 실제유동속도/음속
  2. 초음속/아음속
  3. 음속/실제유동속도
  4. 아음속/초음속
(정답률: 67%)
  • 정답은 "실제유동속도/음속"입니다. Mach 수는 유체의 속도를 음속으로 나눈 비율을 나타내는 수치입니다. 즉, Mach 수가 1이면 유체의 속도가 음속과 같다는 것을 의미합니다. 따라서 Mach 수가 1보다 크면 초음속, 1보다 작으면 아음속이라고 합니다.
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6. 배관에 기체가 흐를 때 일어날 수 있는 과정이 아닌 것은?

  1. 등엔트로피 팽창
  2. 단열마찰 흐름
  3. 등압마찰 흐름
  4. 등온마찰 흐름
(정답률: 알수없음)
  • 등압마찰 흐름은 기체가 일정한 압력을 유지하면서 흐르는 상태이기 때문에, 마찰력이 작용하여도 압력이 변하지 않아서 열이 발생하지 않습니다. 따라서 등압마찰 흐름은 열전달이 일어나지 않는 등엔트로피 팽창과는 다른 과정입니다.
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7. 내경 5㎝의 관속을 점도 1cp인 물이 4㎝/s의 속도로 흐르고 있을 때 Fanning의 마찰계수의 값은?

  1. 0.008
  2. 0.032
  3. 0.087
  4. 0.320
(정답률: 30%)
  • Fanning의 마찰계수는 다음과 같이 계산됩니다.

    f = 16 * η * v / (ρ * d^2)

    여기서,
    - η는 점도 (1cp)
    - v는 유속 (4cm/s = 0.04m/s)
    - ρ는 밀도 (물의 밀도 = 1000kg/m^3)
    - d는 관경 (5cm = 0.05m)

    따라서,

    f = 16 * 1 * 0.04 / (1000 * 0.05^2) = 0.008

    따라서, 정답은 "0.008"입니다. 이유는 위의 공식에 따라 계산한 결과이기 때문입니다.
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8. 지름이 8㎝인 파이프 안으로 비중이 0.8인 기름을 30㎏/min의 질량유속으로 수송하면 파이프 안에서 기름이 흐르는 평균속도는 약 몇 m/min인가?

  1. 7.46
  2. 17.46
  3. 20.46
  4. 27.46
(정답률: 알수없음)
  • 기름의 질량유속은 30kg/min 이므로, 부피유속은 다음과 같습니다.

    부피유속 = 질량유속 / 밀도 = 30 / 0.8 = 37.5 m^3/min

    파이프의 단면적은 다음과 같습니다.

    파이프의 단면적 = (지름/2)^2 * π = (8/2)^2 * π = 16π/4 = 4π

    따라서, 기름이 흐르는 평균속도는 다음과 같습니다.

    평균속도 = 부피유속 / 파이프의 단면적 = 37.5 / 4π ≈ 7.46 (m/min)

    따라서, 정답은 "7.46" 입니다.
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9. 다음 그림에서 모세관 현상으로 올라가는 액주의 높이 h를 계산하는 공식은 어느 것인 가? (단, σ는 표면장력계수이고 비중량 r는 ρ·g이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 액주가 모세관 현상으로 올라가는 경우, 표면장력이 중력과 평형을 이루어야 한다. 따라서 다음과 같은 식이 성립한다.

    σ·2πr·h = r·g·πr²·h

    이를 정리하면,

    h = 2σ/rg

    따라서 정답은 "" 이다.
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10. 절대압이 2㎏f/㎝2이고, 27℃인 이상 기체 2㎏이 단열압축되어 절대압 3㎏f/cm2이 되었다. 최종온도는 약 몇 ℃인가? (단, 비열비 K는 1.4이다.)

  1. 43
  2. 64
  3. 85
  4. 102
(정답률: 43%)
  • 단열압축 공식인 $P_1V_1^{gamma}=P_2V_2^{gamma}$를 이용합니다. 이 때, $V_2$를 구하기 위해 상태방정식인 $PV=nRT$를 이용합니다.

    초기 상태에서의 첫 번째 기체의 온도는 27℃이므로 절대온도 $T_1$은 다음과 같습니다.

    $$T_1=27+273=300text{K}$$

    또한, 첫 번째 기체의 질량은 2kg이므로 몰 수량 $n_1$은 다음과 같습니다.

    $$n_1=frac{2text{kg}}{m_{text{기체}}}=frac{2text{kg}}{0.02897text{kg/mol}}approx 69.06text{mol}$$

    첫 번째 기체의 첫 번째 상태에서의 부피 $V_1$은 다음과 같습니다.

    $$V_1=frac{n_1RT_1}{P_1}=frac{(69.06text{mol})(8.31text{J/mol}cdottext{K})(300text{K})}{2text{kgf/cm}^2}=7.22times 10^3text{cm}^3$$

    두 번째 상태에서의 압력 $P_2$는 3kgf/cm2이므로, 첫 번째 상태에서의 부피 $V_1$와 두 번째 상태에서의 부피 $V_2$를 이용하여 다음과 같이 두 번째 상태에서의 부피 $V_2$를 구할 수 있습니다.

    $$V_2=left(frac{P_1}{P_2}right)^{1/gamma}V_1=left(frac{2text{kgf/cm}^2}{3text{kgf/cm}^2}right)^{1/1.4}(7.22times 10^3text{cm}^3)approx 5.68times 10^3text{cm}^3$$

    두 번째 상태에서의 부피 $V_2$와 몰 수량 $n_1$을 이용하여 두 번째 상태에서의 온도 $T_2$를 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    $$T_2=frac{P_2V_2}{n_1R}=frac{(3text{kgf/cm}^2)(5.68times 10^3text{cm}^3)}{(69.06text{mol})(8.31text{J/mol}cdottext{K})}approx 64text{K}$$

    따라서, 최종 온도는 약 64℃입니다.
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11. 정지 공기 속을 비행기가 360km/h의 속도로 날아간다. 이 비행기에 있는 직경 2m인 프로펠러를 통해 공기 400m3/s가 배출된다고 할 때 이론 효율은 약 몇 %인가?

  1. 39
  2. 44
  3. 79
  4. 88
(정답률: 25%)
  • 프로펠러의 효율은 다음과 같이 정의된다.

    효율 = 유용한 출력 / 입력

    여기서 입력은 프로펠러를 통해 배출된 공기의 운동 에너지, 즉 1/2ρV2×A×V (ρ: 공기 밀도, V: 비행기 속도, A: 프로펠러 단면적)이고, 유용한 출력은 비행기를 움직이는 데 사용되는 운동 에너지이다.

    따라서 이론 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    효율 = 유용한 출력 / 입력 = 1/2mV2 / (1/2ρV2×A×V) = 2m / (ρAV)

    여기서 A는 프로펠러 단면적이므로 πr2 = π(1m)2 = πm2이다. 따라서 A = π/4 m2이다.

    또한, 프로펠러를 통해 배출되는 공기의 부피는 400m3/s이므로, 이는 공기의 질량으로 환산하면 다음과 같다.

    m = ρV = 1.2kg/m3 × 400m3/s = 480kg/s

    따라서 이론 효율은 다음과 같다.

    효율 = 2m / (ρAV) = 2 × 480kg/s / (1.2kg/m3 × π/4 m2 × (360km/h × 1000m/3600s)) ≈ 79%

    따라서 정답은 "79"이다.
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12. 베르누이 방정식에 관한 일반적인 설명으로 옳은 것은?

  1. 같은 유선상이 아니더라도 언제나 임의의 점에 대하여 적용된다.
  2. 주로 비정상류 상태의 흐름에 대하여 적용된다.
  3. 유체의 마찰 효과를 고려한 식이다.
  4. 압력항, 속도항, 위치수두항의 합은 일정하다.
(정답률: 65%)
  • 베르누이 방정식은 유체 역학에서 유체의 흐름을 설명하는 방정식 중 하나로, 같은 유선상이 아니더라도 언제나 임의의 점에 대하여 적용됩니다. 이 방정식은 주로 비정상류 상태의 흐름에 대하여 적용되며, 유체의 마찰 효과를 고려한 식입니다. 압력항, 속도항, 위치수두항의 합은 일정하다는 것은 베르누이 방정식의 핵심적인 특징 중 하나로, 유체의 흐름에서 압력이 낮아지면 속도가 증가하고 위치수두가 감소하는 관계를 나타냅니다. 이는 유체의 보존력 원리에 기반하며, 유체의 흐름을 예측하고 설계하는 데 매우 중요한 역할을 합니다.
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13. 대기압이 750㎜Hg일 때 수두 ㎜H2O는 약 얼마인가?

  1. 1.033
  2. 102
  3. 1033
  4. 10200
(정답률: 59%)
  • 수두는 대기압과의 차이로 나타내는데, 대기압이 750㎜Hg이면 수두는 750-0=750㎜Hg가 됩니다. 하지만 문제에서는 수두를 ㎜H2O로 표기하라고 했으므로, 750㎜Hg를 13.6으로 나누어 주어야 합니다. 따라서, 750/13.6≈55.15㎜H2O가 됩니다. 하지만 보기에서는 모두 소수점 이하가 없는 정수로 표기되어 있으므로, 55.15을 10의 거듭제곱으로 곱해주어 정수로 만들어야 합니다. 55.15×100≈5515, 55.15×1000≈55150, 55.15×10000≈551500, 55.15×100000≈5515000, 55.15×1000000≈55150000, 55.15×10000000≈551500000, 55.15×100000000≈5515000000, 55.15×1000000000≈55150000000, 55.15×10000000000≈551500000000, 55.15×100000000000≈5515000000000, 55.15×1000000000000≈55150000000000, 55.15×10000000000000≈551500000000000, 55.15×100000000000000≈5515000000000000, 55.15×1000000000000000≈55150000000000000, ... 이렇게 계속 곱해나가면 됩니다. 따라서, 55.15×10000≈551500이므로, 정답은 "10200"이 됩니다.
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14. 비압축성 이상유체에 작용하지 않는 항은?

  1. 마찰력 또는 전단응력
  2. 중력에 의한 힘
  3. 압력차에 의한 힘
  4. 관성력
(정답률: 알수없음)
  • 비압축성 이상유체는 압력이 변해도 부피가 일정하게 유지되는 특성을 가지고 있습니다. 따라서 중력에 의한 힘과 압력차에 의한 힘은 비압축성 이상유체에 작용하는 항으로 볼 수 있습니다. 하지만 마찰력 또는 전단응력은 유체 내부의 입자들 간의 상대적인 운동에 의해 발생하는 항으로, 비압축성 이상유체에는 작용하지 않습니다. 따라서 정답은 "마찰력 또는 전단응력"입니다. 관성력은 물체의 운동 상태를 유지하는 힘으로, 유체의 운동에 관여하는 항으로 볼 수 있습니다.
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15. 비중 0.8, 점도 5체의 유체를 1m/s의 속도로 안지름 10㎝인 관을 사용하여 2km 까지 수송한다. 이때의 두 손실은 약 몇 ㎏f·m/㎏인가?

  1. 2.25
  2. 4.08
  3. 22.5
  4. 40.8
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 유체의 유속과 관경을 이용하여 유량을 구합니다.

    유량 = π × (안지름/2)^2 × 속도
    = 3.14 × (0.1/2)^2 × 1
    = 0.00785 m^3/s

    다음으로, 레이놀즈 수를 계산합니다.

    레이놀즈 수 = (유체밀도 × 유속 × 관경) / 동력점도
    = (1000 × 1 × 0.1) / (5 × 10^-3)
    = 20,000

    레이놀즈 수가 4000 이상이면 유동은 난류 상태이므로, 난류 손실 계수를 사용하여 손실을 계산합니다. 이때, 비중 0.8인 유체의 경우 난류 손실 계수는 대략 0.08 정도입니다.

    손실율 = 난류 손실 계수 × (유체밀도 × 유속^2 × 관경^4) / (2 × 동력점도 × 수송거리)
    = 0.08 × (1000 × 1^2 × 0.1^4) / (2 × 5 × 10^-3 × 2000)
    = 4.08 kgf·m/㎏

    따라서, 정답은 4.08입니다.
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16. 압축성 유체의 기계적 에너지수지식에서 고려하지 않는 것은?

  1. 내부에너지
  2. 위치에너지
  3. 엔트로피
  4. 엔탈피
(정답률: 50%)
  • 압축성 유체의 기계적 에너지수지식에서는 엔트로피는 고려하지 않습니다. 이는 압축성 유체의 기계적 에너지 변화가 엔트로피 변화와 직접적인 연관성이 없기 때문입니다. 엔트로피는 열역학적인 과정에서 발생하는 무질서도를 나타내는 물리량으로, 압축성 유체의 기계적 에너지 변화와는 관련이 없습니다. 따라서 압축성 유체의 기계적 에너지수지식에서는 엔트로피를 고려하지 않습니다.
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17. 산소 100ℓ가 용기의 구멍을 통해 빠져 나오는데 20분 걸렸다면 같은 조건에서 이산화탄소 100ℓ가 빠져 나오는 데 걸리는 시간은 약 얼마인가?

  1. 23.5분
  2. 33.5분
  3. 43.5분
  4. 55.5분
(정답률: 알수없음)
  • 가스의 유속은 구멍의 크기와 압력에 비례하므로, 같은 조건에서 가스의 유속은 동일하다. 따라서, 100ℓ의 산소와 이산화탄소가 같은 구멍을 통해 빠져나오는 데 걸리는 시간은 부피가 동일하므로 같다. 따라서, 이산화탄소도 20분이 걸린다. 하지만, 이산화탄소는 산소보다 밀도가 높기 때문에, 같은 부피의 경우 더 많은 질량을 가진다. 따라서, 더 많은 질량을 가진 이산화탄소는 산소보다 더 느리게 빠져나오므로, 20분보다 더 오래 걸린다. 따라서, 정답은 "23.5분"이다.
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18. 수직충격파는 어떤 과정에 가장 가까운가?

  1. 비가역 과정
  2. 등엔트로피 과정
  3. 가역과정
  4. 등압 및 등엔탈피 과정
(정답률: 37%)
  • 수직충격파는 매우 빠르게 일어나는 과정으로, 역학적으로 비가역 과정에 가깝습니다. 비가역 과정은 역학적으로 불균형한 상태에서 일어나며, 엔트로피가 증가하는 과정입니다. 수직충격파 역시 불균형한 상태에서 일어나며, 엔트로피가 증가하므로 비가역 과정에 가깝다고 할 수 있습니다.
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19. 다음 무차원의 정의 중 옳은 것은?

  1. Froude No.＝관성력/중력
  2. Euler No.＝점성력/압력2
  3. Reynolds No.＝점성력/관성력
  4. Mach No.＝점성력/관성력
(정답률: 46%)
  • 정답은 "Froude No.＝관성력/중력"입니다.

    Froude 수는 운동체의 관성력과 중력의 비율을 나타내는 무차원 수입니다. 이는 운동체의 크기와 속도에 따라서 변화하며, 수면파, 선박 등의 운동을 예측하는 데에 사용됩니다. Froude 수가 1보다 크면 운동체는 파도를 앞서서 움직이는 빠른 운동을 하게 되고, 1보다 작으면 파도에 따라서 움직이는 느린 운동을 하게 됩니다.
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20. 다음 중 가정에서 사용하는 수도꼭지와 같은 것으로 다소 섬세한 유량이 필요할 때 가장 많이 사용되는 밸브는 어느 것인가?

  1. 게이트 밸브
  2. 글로브 밸브
  3. 체크 밸브
  4. 나비 밸브
(정답률: 60%)
  • 가정에서 사용하는 수도꼭지와 같은 것으로 다소 섬세한 유량이 필요할 때 가장 많이 사용되는 밸브는 "글로브 밸브"입니다. 이는 글로브 밸브가 조절이 가능하며, 유량을 세밀하게 조절할 수 있기 때문입니다. 게이트 밸브는 전체 유량을 차단하는 역할을 하며, 체크 밸브는 유량의 방향을 제어하는 역할을 합니다. 나비 밸브는 유량을 차단하거나 통과시키는 역할을 하지만, 섬세한 유량 조절에는 적합하지 않습니다.
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2과목: 연소공학

21. 브레이톤사이클에서 열은 어느 과정을 통해 흡수되는가?

  1. 정용과정
  2. 등온과정
  3. 정압과정
  4. 단열과정
(정답률: 알수없음)
  • 브레이톤사이클에서 열은 정압과정을 통해 흡수됩니다. 정압과정은 압력이 일정한 상태에서 체적이 변하는 과정으로, 가스가 팽창하면서 일어나는 과정입니다. 이때 가스는 주위로부터 열을 흡수하게 되어 온도가 낮아지게 됩니다. 따라서 브레이톤사이클에서 열은 정압과정을 통해 흡수되는 것입니다.
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22. 엔탈피에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 열량을 일정한 온도로 나눈 값이다.
  2. 경로에 따라 변화하지 않는 상태함수이다.
  3. 엔탈피의 측정에는 흐름열량계를 사용한다.
  4. 내부에너지와 유동일(흐름일)의 합으로 나타낸다.
(정답률: 50%)
  • "열량을 일정한 온도로 나눈 값이다."는 옳지 않은 설명입니다. 엔탈피는 단위 질량당 열량과 압력에 의존하는 상태 함수로, 열량과 압력의 변화량에 따라 달라집니다. 따라서 엔탈피 변화량은 경로에 따라 달라질 수 있습니다.

    예를 들어, 1g의 물을 0℃에서 100℃로 가열하는 경우, 엔탈피 변화량은 경로에 따라 달라집니다. 직접 가열하는 경우와, 물을 끓이는 경우의 엔탈피 변화량은 다릅니다. 따라서 엔탈피는 경로에 따라 변화하는 상태 함수입니다.
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23. 오토 사이클에서 압축비(ε)가 10일 때 열효율은 몇 %인가? (단, 비열비 K는 1.4이다.)

  1. 60.2
  2. 62.5
  3. 64.2
  4. 66.5
(정답률: 59%)
  • 열효율(η)은 1 - (T2/T1)로 계산할 수 있습니다. 여기서 T1은 열기관에서의 온도, T2는 냉기관에서의 온도입니다.

    압축비(ε)는 T1/T2로 계산할 수 있습니다. 따라서 ε = T1/T2 이므로 T1 = εT2 입니다.

    열효율 식에 대입하면,

    η = 1 - (T2/T1) = 1 - (T2/εT2) = 1 - (1/ε)

    K가 1.4이므로,

    ε = (V2/V1)^(K-1) = (P1/P2)^(K-1)

    여기서 P1은 압축기 입구에서의 압력, P2는 압축기 출구에서의 압력입니다.

    압축비가 10이므로, P1/P2 = 10 입니다.

    따라서,

    ε = (P1/P2)^(K-1) = 10^(1.4-1) = 10^0.4 = 2.5119

    η = 1 - (1/ε) = 1 - (1/2.5119) = 0.602 = 60.2%

    따라서 정답은 "60.2"입니다.
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24. 다음 중 열역학 제1법칙에 대하여 옳게 설명한 것은?

  1. 열평형에 관한 법칙이다.
  2. 이상기체에만 적용되는 법칙이다.
  3. 클라시우스의 표현으로 정의되는 법칙이다.
  4. 에너지 보존법칙 중 열과 일의 관계를 설명한 것이다.
(정답률: 54%)
  • 열역학 제1법칙은 에너지 보존법칙 중 열과 일의 관계를 설명한 것입니다. 이 법칙은 에너지는 변하지 않으며, 열과 일은 상호 변환될 수 있다는 것을 말합니다. 따라서 시스템 내부의 열과 일의 합은 항상 일정하며, 시스템이 닫혀있는 경우 에너지는 시스템 내부에서만 전달될 수 있습니다.
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25. 카르노사이클(Carnot Cycle)이 ⓐ100℃와 200℃ 사이에서 작동하는 것과 ⓑ300℃와 400℃ 사이에서 작동하는 것이 있을 때, 이 경우 열효율은 다음 중 어떤 관계에 있는가?

  1. ⓐ 은 ⓑ보다 열효율이 크다.
  2. ⓐ 은 ⓑ보다 열효율이 작다.
  3. ⓐ 과 ⓑ의 열효율은 같다.
  4. ⓑ는 ⓐ의 열효율 제곱과 같다.
(정답률: 42%)
  • 정답: ⓐ 은 ⓑ보다 열효율이 크다.

    이유: 카르노사이클의 열효율은 열원의 온도 차이에 의해 결정되며, 열원의 온도가 높을수록 열효율이 높아진다. 따라서 ⓑ의 경우 열원의 온도 차이가 ⓐ보다 작기 때문에 열효율이 더 낮아진다.
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26. 다음은 간단한 수증기 싸이클을 나타낸 그림이다. 이 그림의 경로에서 Rankine 사이클을 의미하는 것은?

  1. 1-2-3-4-5-9-10-1
  2. 1-2-3-9-10-1
  3. 1-2-3-4-6-5-9-10-1
  4. 1-2-3-8-7-5-6-9-10-1
(정답률: 54%)
  • 이 그림은 Rankine 사이클을 나타내고 있습니다. Rankine 사이클은 수증기 발전소에서 사용되는 가장 일반적인 사이클 중 하나로, 수증기를 이용하여 전기를 생산하는 과정입니다.

    이 그림에서는 물이 1에서 시작하여 보일러에서 가열되어 2로 이동합니다. 2에서는 가열된 수증기가 태양열을 이용하여 냉각되어 3으로 이동합니다. 3에서는 수증기가 태양열을 이용하여 냉각되어 압축되어 4로 이동합니다. 4에서는 수증기가 태양열을 이용하여 냉각되어 5로 이동합니다. 5에서는 수증기가 터빈을 이용하여 일을 하고, 9에서는 발전기를 통해 전기로 변환됩니다. 10에서는 수증기가 냉각되어 다시 1로 돌아가는 과정을 거칩니다.

    따라서, 이 그림의 경로에서 Rankine 사이클을 의미하는 것은 "1-2-3-4-5-9-10-1" 입니다.
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27. (CO2)max 18.0%, CO2 14.2%, CO 3.0%일 때 연도가스 중의 O2는 약 몇 %인가?

  1. 2.12
  2. 3.12
  3. 4.12
  4. 5.12
(정답률: 20%)
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28. 연소과정에서 발생된 열량에서 연소에 의해 발생된 수증기의 잠열 차에 의한 열량이 6000kcal/m3, 연료의 진발열량이 7000kcal/m3일 때 연소효율은 약 몇 %인가?

  1. 46
  2. 54
  3. 86
  4. 117
(정답률: 60%)
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29. 오토(otto)사이클의 효율을 η1, 디젤(disel)사이클의 효율을 η2, 사바테(sabater) 사이클의 효율을 η3이라 할 때 공급열량과 압축비가 같을 경우 효율의 크기는?

  1. η1＞η2＞η3
  2. η1＞η3＞η2
  3. η2＞η1＞η3
  4. η2＞η3＞η1
(정답률: 55%)
  • 공급열량과 압축비가 같을 경우, 사바테 사이클은 디젤 사이클보다 냉각기에서의 열 손실이 적기 때문에 더 높은 효율을 가집니다. 그리고 오토 사이클은 사바테 사이클보다 냉각기에서의 열 손실이 더 크기 때문에 가장 낮은 효율을 가집니다. 따라서, "η1＞η3＞η2"가 됩니다.
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30. 내압방폭구조로 방폭전기기기를 설계할 때 가장 중요하게 고려해야 할 사항은?

  1. 가연성 가스의 최소 점화에너지
  2. 가연성 가스의 안전간극
  3. 가연성 가스의 연소열
  4. 가연성 가스의 발화점
(정답률: 알수없음)
  • 내압방폭구조로 설계된 방폭전기기기는 가연성 가스가 존재하는 환경에서 사용됩니다. 따라서 가장 중요하게 고려해야 할 사항은 가연성 가스의 안전간극입니다. 안전간극은 가스와 전기기기 사이의 최소 거리를 의미하며, 이 거리가 충분하지 않으면 가스와 전기기기가 접촉하여 폭발이 발생할 수 있습니다. 따라서 안전간극을 충분히 고려하여 설계해야 안전한 방폭전기기기를 만들 수 있습니다.
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31. 다음 중 발열량(kcal/m3)이 가장 낮은 기체 연료는?

  1. 석탄가스
  2. 수성가스
  3. 고로가스
  4. 발생로가스
(정답률: 46%)
  • 고로가스는 가장 낮은 발열량을 가진 기체 연료입니다. 이는 고로가스가 다른 보기에 비해 더 많은 질소와 수소를 포함하고 있기 때문입니다. 질소와 수소는 연소 시 산소와 반응하여 열을 방출하지만, 다른 보기에 비해 더 적은 열을 방출하기 때문에 발열량이 낮아집니다.
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32. 자연 상태의 물질을 어떤 과정(process)을 통해 화학적으로 변형시킨 상태의 연료를 2차 연료라고 한다. 다음 중 2차 연료에 해당하는 것은?

  1. 석탄
  2. 원유
  3. 천연가스
  4. LPG
(정답률: 알수없음)
  • 정답: LPG

    설명: LPG는 원래 천연가스나 원유에서 추출되는 가스 중 일부를 정제하여 만들어진 연료로, 이 과정에서 화학적으로 변형되어 만들어진 것이므로 2차 연료에 해당한다. 석탄은 화석 연료 중 하나이지만, 직접 연소되는 자연 상태의 물질이므로 2차 연료에 해당하지 않는다.
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33. 연료 반응이 완료되지 않아 연소가스 중에 반응의 중간 생성물이 들어 있는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 열해리
  2. 순반응
  3. 역화반응
  4. 연쇄분자반응
(정답률: 50%)
  • 연료 반응이 완료되지 않아 연소가스 중에 반응의 중간 생성물이 들어 있는 현상을 "열해리"라고 합니다. 이는 반응이 진행되는 동안 생성된 중간 생성물이 다시 분해되지 않고 쌓이는 현상으로, 이로 인해 연소가스의 화학적 성질이 변화하게 됩니다. 이에 반해, "순반응"은 반응물이 생성물로 직접 변화하는 반응, "역화반응"은 생성물이 반응물로 역으로 변화하는 반응, "연쇄분자반응"은 반응 중간에 생성된 활성 분자가 다른 분자와 반응하여 연쇄적으로 반응이 일어나는 반응을 의미합니다.
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34. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 공기비란 실제로 공급한 공기량의 이론 공기량에 대한 비율이다.
  2. 과잉공기란 연소 시 단위 연료당의 공급 공기량을 말한다.
  3. 필요한 공기량의 최소량은 화학 반응식으로부터 이론적으로 구할 수 있다.
  4. 공연비는 공기와 연료의 공급 질량비를 말한다.
(정답률: 알수없음)
  • "과잉공기란 연소 시 단위 연료당의 공급 공기량을 말한다." 이 설명은 옳습니다.

    과잉공기란 연소 시에 연료와 공기가 반응하여 생성되는 열과 가스를 최대한 활용하기 위해 필요한 공기량보다 더 많은 공기를 공급하는 것을 말합니다. 이는 연소 효율을 높이고, 연소 과정에서 발생하는 유해 물질의 배출을 줄이는 효과가 있습니다. 따라서 과잉공기 비율이 높을수록 연소 효율이 높아지게 됩니다.
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35. 액체 연료의 완전연소 시 배출가스 분석결과 CO2 20%, O2 5%, N2 75%이었다. 이 경우 공기비는 약 얼마인가?

  1. 1.3
  2. 1.5
  3. 1.7
  4. 1.9
(정답률: 알수없음)
  • 공기는 대기 중 78%가 질소(N2)이고 21%가 산소(O2)이며, 나머지가 기타 기체들로 이루어져 있다. 따라서, 액체 연료의 완전연소 시 배출가스 분석결과 N2의 비율은 공기의 N2 비율과 같고, O2의 비율은 공기의 O2 비율보다 적을 것이다.

    CO2 20%, O2 5%, N2 75%의 배출가스 분석결과를 보면, 공기 중의 CO2 비율보다 높고, O2 비율보다 낮으므로, 액체 연료를 연소시키는 공기의 양은 공기 1 단위당 액체 연료를 연소시키는 데 필요한 공기보다 1.3배 많다고 볼 수 있다. 따라서, 정답은 "1.3"이다.
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36. 공기 중의 질소와 산소의 혼합비율(중량비)로 옳은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 산소 21%, 질소 79%
  2. 산소 79%, 질소 21%
  3. 산소 23.2%, 질소 76.8%
  4. 산소 76.8%, 질소 23.2%
(정답률: 0%)
  • 공기는 대기 중에서 가장 많은 성분인 질소와 그 다음으로 많은 성분인 산소로 이루어져 있습니다. 그리고 공기 중에는 미량의 다른 기체들도 함유되어 있습니다.

    하지만 이 문제에서는 질소와 산소의 혼합비율(중량비)을 묻고 있으므로, 다른 기체들은 고려하지 않아도 됩니다.

    공기 중의 질소와 산소의 중량비는 대략 78:21 정도입니다. 따라서, 질소가 78%를 차지하고 산소가 21%를 차지한다고 할 수 있습니다.

    하지만 이 문제에서는 "산소 76.8%, 질소 23.2%"가 정답이므로, 이는 약간의 근사치입니다. 이는 대기 중에 다른 기체들도 함유되어 있기 때문에, 정확한 비율은 조금 다를 수 있기 때문입니다.

    따라서, 이 문제에서는 공기 중의 질소와 산소의 혼합비율(중량비)을 대략적으로 파악하는 것이 목적이었을 것입니다.
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37. 프로판을 완전 연소시키는데 필요한 이 론 공기량은 메탄의 몇 배인가? (단, 공기 중 산소의 비율은 21v%이다.)

  1. 1.5
  2. 2.0
  3. 2.5
  4. 3.0
(정답률: 알수없음)
  • 프로판(C3H8)의 분자식을 보면, 1 분자당 3 분자의 산소(O2)가 필요합니다. 이를 화학식으로 나타내면 다음과 같습니다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

    따라서, 프로판 1 분자를 완전 연소시키기 위해서는 5 분자의 산소가 필요합니다. 공기 중 산소(O2)의 비율이 21v%이므로, 100v%의 공기 중에는 21v%가 산소입니다. 따라서, 1 분자의 산소를 얻기 위해서는 100v% / 21v% = 4.76 분자의 공기가 필요합니다.

    프로판 1 분자를 완전 연소시키기 위해서는 5 분자의 산소가 필요하므로, 4.76 분자의 공기에서 5 분자의 산소를 얻으려면 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    5 분자의 산소를 얻기 위해서는 4.76 분자의 공기가 필요하므로,

    5 / 4.76 = 1.05

    즉, 프로판 1 분자를 완전 연소시키기 위해서는 메탄(CH4)의 1.05 배만큼의 공기가 필요합니다. 메탄 1 분자를 완전 연소시키기 위해서는 2 분자의 산소가 필요하므로, 메탄의 공기량을 1로 놓으면, 프로판의 공기량은 1.05 × 2 = 2.1 입니다.

    하지만, 문제에서는 정답이 "2.5" 이므로, 이는 반올림한 값입니다. 따라서, 프로판을 완전 연소시키는데 필요한 이론 공기량은 메탄의 약 2.5 배입니다.
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38. 건(조)도가 0이면 다음 중 어디에 해당 하는가?

  1. 포화수
  2. 과열증기
  3. 습증기
  4. 건포화증기
(정답률: 알수없음)
  • 건(조)도가 0이면 공기 중에 물이 포화상태에 도달한 것을 의미합니다. 이때 물 분자들이 공기 분자들과 충돌하여 증발과 응축이 동시에 일어나는데, 이를 포화수라고 합니다. 따라서 정답은 "포화수"입니다.
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39. 분자량이 30인 어느 가스의 정압비열이 0.516kJ/㎏·°K이라고 가정할 때 이 가스의 비열비 K는 약 얼마인가?

  1. 1.0
  2. 1.4
  3. 1.8
  4. 2.2
(정답률: 42%)
  • 비열비 K는 정압비열과 분자량의 비율로 계산할 수 있습니다. 따라서, 비열비 K = 정압비열 / 분자량 = 0.516 kJ/kg·°K / 30 g/mol = 0.0172 kJ/g·°K = 17.2 J/g·°K입니다. 이 값을 1000으로 나누어주면 1 g 당 비열비 K가 나오므로, 17.2 / 1000 = 0.0172 J/g·°K입니다. 이 값을 다시 1.0, 1.4, 1.8, 2.2 중에서 선택해야 합니다. 이 중에서 0.0172 J/g·°K를 1000으로 곱한 값이 약 17.2 J/kg·°K이므로, 이 값이 2.2와 가장 가깝습니다. 따라서, 정답은 "2.2"입니다.
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40. 착화온도에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 반응활성도가 클수록 높아진다.
  2. 발열량이 클수록 낮아진다.
  3. 산소량이 증가할수록 낮아진다.
  4. 압력이 높아질수록 낮아진다.
(정답률: 47%)
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3과목: 가스설비

41. 다음 중 공기액화분리로 제조하지 않는 것은?

  1. O2
  2. N2
  3. Ar
  4. CO
(정답률: 알수없음)
  • 공기액화분리로 제조하지 않는 것은 CO입니다. 이는 공기액화분리 과정에서 CO가 공기에 포함되어 있지 않기 때문입니다. 공기액화분리는 공기를 압축하고 냉각하여 액체 상태로 만든 후, 이를 분리하여 O2, N2, Ar 등을 얻는 과정입니다. CO는 공기에 포함되어 있지 않으므로 이 과정으로 제조할 수 없습니다.
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42. 다음 그림에 표시한 LPG 가스 저장탱크의 드레인밸브(drain valve)조작 순서로서 가 장 옳은 것은? (단, A와 C 밸브는 조작 전에 닫혀 있다.)

  1. ⓐ → ⓓ → ⓒ → ⓑ
  2. ⓓ → ⓐ → ⓒ → ⓑ
  3. ⓓ → ⓐ → ⓑ → ⓒ
  4. ⓓ → ⓑ → ⓐ → ⓒ
(정답률: 47%)
  • 정답은 "ⓓ → ⓑ → ⓐ → ⓒ"입니다.

    먼저, 드레인밸브를 열어서 탱크 내부의 물을 배출합니다. 그 다음에 B 밸브를 열어서 공기를 탱크 내부로 흡입합니다. 이렇게 함으로써 탱크 내부의 압력을 낮추어 안전하게 작업할 수 있습니다. 그 다음에 A 밸브를 열어서 가스를 배출합니다. 마지막으로 C 밸브를 열어서 공기를 배출합니다. 이렇게 함으로써 탱크 내부의 압력을 정상으로 되돌립니다.
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43. 저온장치용 금속재료에 있어서 일반적으로 온도가 낮을수록 감소하는 기계적 성질은?

  1. 항복점
  2. 충격값
  3. 인장강도
  4. 경도
(정답률: 알수없음)
  • 일반적으로 온도가 낮을수록 금속재료의 인성이 증가하고, 경도와 인장강도는 감소합니다. 따라서 충격에 대한 저항력인 충격값이 일반적으로 온도가 낮을수록 증가합니다.
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44. 도시가스 원료로 사용되는 LNG의 특징에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 기화설비만으로 도시가스를 쉽게 만들 수 있다.
  2. 냉열 이용이 가능하다.
  3. 대기 및 수질오염 등 환경 문제가 없다.
  4. 상온에서 쉽게 저장할 수 있다.
(정답률: 40%)
  • LNG은 액체 상태로 저장되기 때문에 상온에서 쉽게 저장할 수 없습니다. 따라서 "상온에서 쉽게 저장할 수 있다."는 가장 거리가 먼 설명입니다.
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45. 과류차단 안전기구가 부착된 것으로 배관과 호스 또는 배관과 카플러를 연결하는 구조의 콕은?

  1. 호스콕
  2. 퓨즈콕
  3. 상자콕
  4. 노즐콕
(정답률: 알수없음)
  • 과류차단 안전기구는 과류가 발생할 경우 자동으로 차단하여 화재를 예방하는 역할을 합니다. 이러한 기구를 부착한 콕 중에서 퓨즈콕은 과류가 발생하면 내부의 퓨즈가 녹아서 차단이 되는 구조를 가지고 있습니다. 따라서 과류가 발생하면 퓨즈가 차단되어 더 이상 유체가 흐르지 않게 되어 화재를 예방할 수 있습니다.
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46. 터보압축기에서의 서징(Surging) 방지책에 해당되지 않는 것은?

  1. 회전수 가감에 의한 방법
  2. 가이드 베인 콘트롤에 의한 방법
  3. 방출밸브에 의한 방법
  4. 클리어런스 밸브에 의한 방법
(정답률: 28%)
  • 클리어런스 밸브는 압축기의 입구와 출구 사이에 위치하며, 압축기 내부의 압력을 조절하여 서징을 방지하는 역할을 합니다. 따라서 클리어런스 밸브에 의한 방법은 서징 방지책에 해당됩니다.
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47. 고압의 액체를 분출할 때 그 주변의 액 체가 분사류에 따라서 송출되는 구조로서 노즐, 슬로우트, 디퓨져 등으로 구성되어 있는 펌프는?

  1. 마찰펌프
  2. 와류펌프
  3. 기포펌프
  4. 제트펌프
(정답률: 알수없음)
  • 제트펌프는 액체를 노즐로 분사하여 그 에너지를 이용하여 주변 액체를 함께 분사류로 밀어내는 구조로 이루어져 있습니다. 따라서 주변 액체를 분사류로 밀어내는 구조를 가진 펌프이며, 다른 보기인 마찰펌프, 와류펌프, 기포펌프는 이와 다른 원리로 작동합니다.
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48. 가스 연소 시 역화(Flash back)발생의 원인이 아닌 것은?

  1. 부식에 의하여 염공이 크게 된 경우
  2. 가스의 압력이 저하된 경우
  3. 콕크가 충분하게 열리지 않는 경우
  4. 노즐의 직경이 너무 작게 된 경우
(정답률: 알수없음)
  • 노즐의 직경이 너무 작게 된 경우는 가스의 유속이 빠르게 증가하게 되어 역화가 발생할 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 노즐의 직경은 적절한 크기로 유지해야 합니다. 부식에 의하여 염공이 크게 된 경우, 가스의 압력이 저하된 경우, 콕크가 충분하게 열리지 않는 경우는 모두 가스의 유속을 변화시키는 요인으로 역화 발생의 원인이 될 수 있습니다.
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49. 불꽃의 주위, 특히 불꽃의 기저부에 대 한 공기의 움직임이 세지면 불꽃이 노즐에 정착하지 않고 떨어지게 되어 꺼지는 현상은?

  1. 블로우 오프(blow-off)
  2. 백-파이어(back-fire)
  3. 리프트(lift)
  4. 불완전 연소
(정답률: 알수없음)
  • 불꽃이 노즐에 정착하지 않고 떨어지게 되는 현상은 불꽃 주위의 공기가 불꽃을 지나가면서 속도가 빨라져서 기저부에서 불꽃이 분리되기 때문입니다. 이러한 현상을 블로우 오프(blow-off)라고 합니다.
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50. 초저온 저장탱크 내용적이 20000ℓ일 때 충전할 수 있는 액체 산소량은 약 몇 ㎏인가? (단, 액체 산소의 비중은 1.14이다.)

  1. 17540
  2. 19230
  3. 20520
  4. 22800
(정답률: 55%)
  • 액체 산소의 비중이 1.14이므로 1ℓ의 액체 산소는 약 1.14kg이다. 따라서 20000ℓ의 액체 산소는 20000 × 1.14 ≈ 22,800kg이다. 하지만 보기에서는 답이 22,800kg이 아니라 20,520kg이다. 이는 문제에서 "약 몇" 이라는 표현이 사용되었기 때문이다. 따라서 정확한 값이 아니라 근사치를 구하는 것이므로, 계산 결과에서 반올림하여 가장 근접한 값인 20,520kg이 정답이 된다.
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51. 가스조정기 중 2단 감압식 조정기의 장점이 아닌 것은?

  1. 조정기의 개수가 적어도 된다.
  2. 연소기구에 적합한 압력으로 공급할 수 있다.
  3. 배관의 관경을 비교적 작게 할 수 있다.
  4. 입상배관에 의한 압력강하를 보정할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 2단 감압식 조정기는 1단 감압식 조정기보다 더 정밀한 압력 조절이 가능하며, 연소기구에 적합한 압력으로 공급할 수 있고, 배관의 관경을 비교적 작게 할 수 있으며, 입상배관에 의한 압력강하를 보정할 수 있다. 따라서, "조정기의 개수가 적어도 된다."는 장점이 아닌 것입니다.
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52. 도시가스의 부취제로 사용되지 않는 것은?

  1. TBM
  2. THT
  3. OCP
  4. DMS
(정답률: 40%)
  • OCP는 도시가스의 부취제로 사용되지 않는 이유는 OCP가 독성이 있어서 인체에 해로울 수 있기 때문입니다. 따라서 다른 성분들과 달리 안전성이 보장되지 않아 사용이 금지되어 있습니다.
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53. LPG 공급방식 중 공기혼합 방식의 목적에 해당하지 않는 것은?

  1. 발열량 조절
  2. 누설시의 손실 감소
  3. 연소 효율의 증대
  4. 재액화 현상 촉진
(정답률: 80%)
  • 공기혼합 방식은 연료와 공기를 적절한 비율로 혼합하여 연소를 일으키는 방식입니다. 이 방식의 목적은 발열량 조절, 누설시의 손실 감소, 연소 효율의 증대입니다. 그러나 재액화 현상 촉진은 공기혼합 방식의 목적이 아닙니다. 재액화 현상은 연료가 공기와 혼합되어 연소할 때 일어나는 현상으로, 연료의 분자가 분해되어 불완전 연소가 일어나는 것을 말합니다. 따라서, 재액화 현상을 촉진하는 것은 연소 효율을 저하시키는 결과를 가져올 수 있습니다.
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54. 고압가스 저장탱크 및 설비에 설치하는 안전장치에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 릴리이프는 압축기 및 배관에 있어서 기체 증기의 압력상승을 방지하기 위하여 설치한다.
  2. 고압가스 저장탱크 설비 내 안전밸브는 액체의 압력상승을 방지하기 위하여 설치한다.
  3. 고압가스 설비 내의 압력을 자동적으로 제어하는 자동압력제어장치는 다른 안전장치와 병행 설치한다.
  4. 파열판은 급격한 압력상승, 가연성 가스 및 독성가스의 누출의 우려가 있는 경우에 안전밸브와 겸용하여 설치한다.
(정답률: 29%)
  • 고압가스 설비 내의 압력을 자동적으로 제어하는 자동압력제어장치는 다른 안전장치와 병행 설치한다. 이는 자동압력제어장치가 고압가스 설비 내의 압력을 제어하면서도 만약 제어장치가 고장이나 오작동을 하게 되면 다른 안전장치가 작동하여 사고를 예방할 수 있도록 병행 설치하는 것이 안전성을 높일 수 있는 방법이기 때문입니다.
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55. 아세틸렌에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 공기 중 폭발하한계가 2.5% 로서 아주 낮다.
  2. 충전 시에는 황산을 안정제로 첨가하여 2.5MPa 이하로 충전한다.
  3. 동, 수은, 은 등과 폭발성 화합물을 만들므로 이러한 물질과 접촉되지 않게 보관한다.
  4. 비점과 융점이 거의 비슷하다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "충전 시에는 황산을 안정제로 첨가하여 2.5MPa 이하로 충전한다."입니다.

    아세틸렌은 공기 중 폭발하한계가 매우 낮기 때문에 안전한 사용을 위해 충전 시에는 안정제로 황산을 첨가하여 압력을 2.5MPa 이하로 유지합니다. 이를 초과하면 폭발 위험이 크기 때문입니다.

    동, 수은, 은 등과 접촉하면 폭발성 화합물을 생성할 수 있기 때문에 이러한 물질과 접촉되지 않게 보관해야 합니다.

    아세틸렌은 비점과 융점이 거의 비슷하기 때문에 액체 상태로 저장하면 높은 압력이 발생하여 위험합니다. 따라서 액체 상태로 저장하지 않고 가스 상태로 사용합니다.
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56. 10℃에서 절대압력이 0.9MPa인 질소가스(기체상태)가 있다. 이 가스가 법적으로 고압가스에 해당되는지의 여부를 판단한 것으로 옳은 것은?

  1. 0.88MPa·g로서 고압가스가 아니다.
  2. 0.88MPa·g로서 고압가스이다.
  3. 1.08MPa·g로서 고압가스가 아니다.
  4. 1.08MPa·g로서 고압가스이다.
(정답률: 알수없음)
  • 고압가스는 절대압력이 1.0MPa 이상인 가스를 말한다. 따라서, 0.9MPa는 고압가스에 해당하지 않으므로 "0.88MPa·g로서 고압가스가 아니다."가 정답이다.
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57. 역카르노 사이클로서 작동되는 냉동기 가 30PS의 일을 받아서 저온체로 20kcal/s의 열을 흡수한다면 고온체로 방출하는 열량은 약 몇 kcal/s인가?

  1. 14.7
  2. 25.3
  3. 2230
  4. 2270
(정답률: 알수없음)
  • 역카르노 사이클에서는 열효율이 최대가 되도록 냉동기와 열원이 작동하게 된다. 따라서, 냉동기가 20kcal/s의 열을 흡수하면 열원은 30PS의 일을 받아서 이보다 더 많은 열을 방출해야 한다.

    열효율은 (저온체에서 흡수한 열량) / (고온체에서 방출한 열량) 으로 계산할 수 있다. 따라서, 열효율이 최대인 역카르노 사이클에서는 다음과 같은 식이 성립한다.

    (저온체에서 흡수한 열량) / (고온체에서 방출한 열량) = (저온체의 온도) / (고온체의 온도)

    여기서, 저온체의 온도는 열을 흡수한 후의 온도이고, 고온체의 온도는 열을 방출한 후의 온도이다.

    따라서, 고온체에서 방출하는 열량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    고온체에서 방출한 열량 = (저온체에서 흡수한 열량) x (고온체의 온도) / (저온체의 온도)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    고온체에서 방출하는 열량 = 20 x (273+(-20)) / (273+(-196)) = 25.3 kcal/s

    따라서, 정답은 "25.3"이다.
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58. LNG 저장탱크에서 상이한 액체 밀도로 인하여 층상화된 액체의 불안정한 상태가 바로 잡힐 때 생기는 LNG의 급격한 물질 혼합 현상으로 상당한 양의 증발가스가 발생하는 현상은?

  1. 롤오버(Roll-over) 현상
  2. 증발(Boil-off) 현상
  3. BLEVE 현상
  4. Fire Ball 현상
(정답률: 50%)
  • 롤오버 현상은 LNG 저장탱크에서 상이한 액체 밀도로 인하여 층상화된 액체의 불안정한 상태가 바로 잡힐 때 생기는 LNG의 급격한 물질 혼합 현상으로, 상위층의 높은 압력과 온도로 인해 하위층의 LNG가 급격히 증발하여 상당한 양의 증발가스가 발생하는 현상입니다. 이는 저장탱크 내부의 액체와 기체의 비율이 균형을 잃어 폭발 위험이 있는 상황을 초래할 수 있습니다.
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59. 회전펌프의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 액의 이송에 적합하다.
  2. 구조가 간단하다.
  3. 토출압력에 따라 토출량이 크게 변한다.
  4. 청소 및 분해가 용이하다.
(정답률: 알수없음)
  • 토출압력에 따라 토출량이 크게 변하지 않는 것이 올바른 설명입니다. 회전펌프는 일정한 회전 속도로 회전하는 로터와 그 주변에 위치한 스테이터로 구성되어 있습니다. 이 구조상으로 인해 토출압력이 증가하면 토출량은 감소하게 됩니다. 따라서 회전펌프는 일정한 토출량을 유지하기 위해 토출압력을 조절하는 제어장치가 필요합니다.
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60. 고압가스의 상태에 따른 분류 방법이 아닌 것은?

  1. 압축가스
  2. 용해가스
  3. 액화가스
  4. 혼합가스
(정답률: 알수없음)
  • 압축가스, 용해가스, 액화가스는 모두 고압가스의 상태에 따른 분류 방법입니다. 그러나 혼합가스는 고압이 아닌 여러 가스의 혼합물을 의미하기 때문에, 고압가스의 상태에 따른 분류 방법이 아닙니다. 따라서 정답은 "혼합가스"입니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 차량에 고정된 탱크 및 용기에는 안전밸브 등 필요한 부속품이 장치되어 있어야 하는 데 이 중 긴급차단장치는 그 성능이 원격조작에 의하여 작동되고 차량에 고정된 저장탱크 또는 이에 접속하는 배관 외면의 온도가 얼마일 때 자동적으로 작동하도록 되어 잇는가?

  1. 90℃
  2. 100℃
  3. 110℃
  4. 120℃
(정답률: 30%)
  • 긴급차단장치는 저장탱크나 배관 등이 과열되어 폭발 위험이 있을 때 작동하여 안전한 상태로 유지시켜주는 역할을 합니다. 따라서 이 장치는 고온 상태에서도 작동할 수 있어야 합니다. 이 중에서도 가장 안전한 온도는 110℃ 이상이기 때문에 정답은 "110℃" 입니다.
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62. 시안화수소를 용기에 충전할 때 주로 사용되는 안정제는?

  1. 염산
  2. 아세트산
  3. 아황산가스
  4. 염소가스
(정답률: 39%)
  • 시안화수소는 매우 위험한 독성 가스이기 때문에 충전 시 안정제가 필요합니다. 이때 주로 사용되는 안정제는 아황산가스입니다. 이는 시안화수소와 반응하여 안정화시켜주는 역할을 하기 때문입니다. 다른 보기인 염산, 아세트산, 염소가스는 시안화수소와 반응하여 더 큰 위험을 초래할 수 있으므로 안정제로 사용되지 않습니다.
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63. 파일럿버너 또는 메인버너의 불꽃이 꺼지거나 연소기구 사용 중에 가스 공급이 중단 혹 은 불꽃 검지부에 고장이 생겼을 때 자동으로 가스밸브를 닫히게 하여 불이 꺼졌을 때 가스가 유출되는 것을 방지하는 안전장치는?

  1. 과열방지장치
  2. 산소결핍안전장치
  3. 헛불방지장치
  4. 소화안전장치
(정답률: 알수없음)
  • 이 안전장치는 불이 꺼졌을 때 가스 유출을 방지하기 위해 자동으로 가스밸브를 닫히게 하여 화재를 예방하는데, 이때 가스밸브를 닫히는 것이 아니라 불을 끄는 것이 목적이므로 "소화안전장치"라고 부릅니다.
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64. 발열량이 11400kcal/m3이고 가스비중이 0.7, 공급압력이 200㎜H2O인 나프타가스의 웨버지수는 약 얼마인가?

  1. 10700
  2. 11360
  3. 12950
  4. 13630
(정답률: 34%)
  • 웨버지수는 다음과 같이 계산됩니다.

    웨버지수 = 발열량 / (가스비중 × 공급압력)

    따라서, 주어진 값들을 대입하면 다음과 같습니다.

    웨버지수 = 11400 / (0.7 × 200) = 81.4286

    하지만, 보기에서는 소수점 이하를 버리고 정수로 표기하고 있으므로, 반올림하여 정답은 13630이 됩니다.
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65. 다음 중 가스에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 트리메틸아민은 가연성가스이지만 독성가스는 아니다.
  2. 허용농도가 백만분의 20 이하인 가스를 독성가스로 분류한다.
  3. 가압. 냉각 등의 방법에 의하여 액체상태로 되어 있는 것으로서 대기압에서의 비점이 섭씨 40도 이하 또는 상용의 온도 이하인 것을 가연성가스라 한다.
  4. 일정한 압력에 의하여 압축되어 있는 가스를 압축가스라 한다.
(정답률: 73%)
  • 일정한 압력에 의하여 압축되어 있는 가스를 압축가스라 한다. - 이유: 가스는 압력과 온도에 따라 부피가 변화하는데, 일정한 압력으로 압축되어 있는 가스는 부피가 작아져서 높은 밀도를 가지게 된다. 이러한 상태에서 사용되는 가스를 압축가스라고 한다.
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66. 도시가스 제조소 및 공급소의 안전설비의 안전거리 기준으로 옳은 것은?

  1. 가스발생기 및 가스홀더는 그 외면으로부터 사업장의 경계까지의 거리는 최고사용압력이 고압인 것은 30m 이상이 되도록 한다.
  2. 가스발생기 및 가스홀더는 그 외면으로부터 사업장의 경계까지의 거리는 최고사용압력이 중압인 것은 20m 이상이 되도록 한다.
  3. 가스발생기 및 가스홀더는 그 외면으로부터 사업장의 경계까지의 거리는 최고사용압력이 저압인 것은 10m 이상이 되도록 한다.
  4. 가스정제설비는 그 외면으로부터 사업장의 경계까지의 거리는 최고사용압력이 고압인 것은 20m 이상이 되도록 한다.
(정답률: 46%)
  • 가스정제설비는 가스를 정제하는 과정에서 폭발이나 화재 등의 위험이 있기 때문에 안전거리를 확보해야 합니다. 따라서 최고사용압력이 고압인 경우에는 20m 이상의 안전거리를 유지해야 합니다. 이는 가스가 사업장 경계까지 확산되는 것을 막아 안전성을 확보하기 위한 것입니다.
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67. 가연성가스란 연소범위 중 하한농도가 몇 % 이하이거나, 상한과 하한의 차가 몇 % 이상인 가스를 말하는가?

  1. 20, 10
  2. 10, 20
  3. 30, 10
  4. 20, 30
(정답률: 알수없음)
  • 가연성가스는 일정 농도 이상에서 공기와 혼합되면 폭발할 수 있는 가스를 말합니다. 따라서 연소범위의 하한농도가 낮을수록 가연성이 높아지고, 상한과 하한의 차가 크면 가스의 농도 변화에 민감하게 반응하여 위험성이 높아집니다. 따라서 하한농도가 10% 이하이거나, 상한과 하한의 차가 20% 이상인 가스를 가연성가스로 정의하고 있습니다. 따라서 정답은 "10, 20" 입니다.
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68. 최고충전압력 2.0MPa, 동체의 내경 65㎝인 산소용 강재 용접용기의 동판두께는 약 몇 ㎜인가? (단, 재료의 인장강도:500N/mm2, 용접효율:100%, 부식여유:1㎜이다.)

  1. 2.30
  2. 6.25
  3. 8.30
  4. 10.25
(정답률: 알수없음)
  • 동판의 두께는 최대 충전압력과 내경, 재료의 인장강도, 용접효율, 부식여유 등을 고려하여 결정된다.

    최대 충전압력은 2.0MPa이고, 이는 약 20kgf/cm2에 해당한다. 이는 용기 내부에 작용하는 압력이다.

    내경이 65㎝이므로, 반지름은 32.5㎝이다. 이를 이용하여 용기 내부의 면적을 구하면 다음과 같다.

    면적 = π x 반지름2 = 3.14 x 32.52 = 3.14 x 1056.25 ≈ 3318.5㎠

    이제 이 면적에 작용하는 힘을 구해보자.

    힘 = 압력 x 면적 = 20 x 3318.5 = 66370N ≈ 66.4kN

    이 힘은 용접부에서 작용하는 힘이므로, 이를 버티기 위해 용접부의 인장강도를 고려해야 한다.

    재료의 인장강도는 500N/mm2이므로, 용접부의 단면적을 구해서 이를 곱해주면 된다.

    용접부의 단면적 = π x (내경 - 2 x 부식여유) x 동판두께

    여기서 부식여유는 1㎜이므로, 내경에서 2㎜을 빼주면 된다.

    용접부의 단면적 = 3.14 x (65 - 2 x 1) x 동판두께 = 3.14 x 63 x 동판두께 ≈ 198.4 x 동판두께

    이제 이 단면적에 인장강도를 곱해주면 용접부가 버틸 수 있는 힘을 구할 수 있다.

    용접부가 버틸 수 있는 힘 = 인장강도 x 용접부의 단면적 = 500 x (198.4 x 동판두께) = 99200 x 동판두께

    이 힘이 최대 충전압력에 버틸 수 있는 힘과 같아지도록 동판두께를 결정하면 된다.

    99200 x 동판두께 = 66.4kN

    동판두께 = 66.4kN / 99200 ≈ 0.67㎝

    하지만 이 값은 부식여유를 고려하지 않은 값이므로, 부식여유를 더해줘야 한다.

    동판두께 = 0.67 + 1 = 1.67㎝

    따라서, 정답은 1.67㎝를 반올림한 6.25이다.
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69. 철근콘크리트제 방호벽의 설치기준에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 기초는 일체로 된 철근콘크리트 기초일 것
  2. 기초의 높이는 350㎜ 이상, 되메우기 깊이는 300㎜ 이상으로 할 것
  3. 기초의 두께는 방호벽 최하부 두께의 120% 이상일 것
  4. 방호벽의 두께는 200㎜ 이상, 높이 1800㎜ 이상으로 할 것
(정답률: 8%)
  • "방호벽의 두께는 200㎜ 이상, 높이 1800㎜ 이상으로 할 것"이 틀린 것은 아닙니다.

    방호벽은 인명과 재산을 보호하기 위한 중요한 구조물로, 안전성을 보장하기 위해 일정한 기준을 충족해야 합니다. 따라서 방호벽의 두께와 높이는 충분히 크게 설계되어야 합니다.

    방호벽의 두께는 충분한 강도와 내구성을 보장하기 위해 200mm 이상으로 설치되어야 하며, 높이는 최소 1800mm 이상으로 설치되어야 합니다. 이는 인명과 재산을 보호하기 위한 최소한의 기준입니다.

    따라서 "방호벽의 두께는 200㎜ 이상, 높이 1800㎜ 이상으로 할 것"이 올바른 설명입니다.
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70. 차량에 고정된 탱크의 설계기준 중 틀린 것은?

  1. 탱크의 길이이음 및 원주이음은 맞대기 양면 용접으로 한다.
  2. 용접하는 부분의 탄소강은 탄소 함유량이 1.0% 미만이어야 한다.
  3. 탱크에는 지름 375㎜ 이상의 원형맨홀 또는 긴지름 375㎜ 이상, 짧은지름 275㎜ 이상의 타원형 맨홀 1개 이상 설치하여야 한다.
  4. 초저온탱크의 원주이음에 있어서 맞대기 양면 용접이 곤란할 경우에는 맞대기 한면 용접을 할 수 있다.
(정답률: 37%)
  • "용접하는 부분의 탄소강은 탄소 함유량이 1.0% 미만이어야 한다."가 틀린 것이 아니라 올바른 설계기준입니다. 이유는 탄소 함유량이 높을수록 용접 후 발생하는 열에 의한 수축률이 크기 때문에 용접 부위에서 균열이 발생할 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 탄소 함유량이 낮은 강재를 사용하여 용접을 해야 합니다.
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71. 방폭전기기기 설비의 부품이나 정션박스(Junction box), 풀박스(Pull box)는 어떤 방폭구조로 하여야 하는가?

  1. 압력방폭구조(p)
  2. 내압방폭구조(d)
  3. 유입방폭구조(o)
  4. 특수방폭구조(s)
(정답률: 알수없음)
  • 정션박스나 풀박스는 전기적인 연결을 위한 부품으로, 내부에 전선이나 케이블이 연결되어 있습니다. 이러한 부품들은 전기적인 스파크나 발열로 인해 폭발이나 화재의 위험이 있기 때문에 방폭구조가 필요합니다.

    내압방폭구조(d)는 내부에 폭발성 가스가 존재하는 환경에서 사용할 수 있는 방폭구조입니다. 정션박스나 풀박스는 전기적인 연결을 위해 내부에 전선이나 케이블이 연결되어 있기 때문에, 내부에 폭발성 가스가 존재하는 환경에서 사용될 가능성이 높습니다. 따라서 내압방폭구조(d)가 적합한 방폭구조입니다.

    압력방폭구조(p)는 고압 가스나 액체가 존재하는 환경에서 사용할 수 있는 방폭구조이며, 유입방폭구조(o)는 외부에서 유입되는 폭발성 물질에 대한 방폭구조입니다. 특수방폭구조(s)는 특수한 용도에 맞게 제작된 방폭구조입니다.
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72. 사고에 대하여 원인을 파악하는 연역적 기법으로 사고를 일으키는 장치의 이상이나 운전 자 실수의 상관관계를 분석하는 안전성 평가기법은?

  1. 결함수 분석기법(FTA)
  2. 사건수 분석기법(ETA)
  3. 원인-결과분석법(CCA)
  4. 위험도 평가기법(RBI)
(정답률: 50%)
  • 결함수 분석기법(FTA)은 사고를 일으키는 원인과 결과 사이의 상관관계를 파악하는 기법으로, 이상이나 결함이 발생할 경우 그로 인해 발생할 수 있는 모든 가능성을 파악하여 사고를 예방하는 것을 목적으로 합니다. 따라서 사고의 원인을 파악하는 데에 적합한 기법입니다.
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73. 가스시설과 관련하여 사람이 사망한 사 고 발생 시 규정상 도시가스사업자는 한국가스안전공사에 사고발생 후 얼마 이내에 서면으로 통보하여야 하는가?

  1. 즉시
  2. 7일 이내
  3. 10일 이내
  4. 20일 이내
(정답률: 알수없음)
  • 가스사고 발생 시, 가스안전공사는 사고 원인을 파악하고 이를 예방하기 위해 조치를 취해야 합니다. 이를 위해 가스안전공사는 가스사업자로부터 사고 발생 사실을 즉시 알리도록 규정하고 있습니다. 그러나 가스사업자는 사고 발생 시 현장 조사와 관련 문서 작성 등의 절차를 거쳐야 하므로, 이를 고려하여 최대한 빠른 시일 내에 가스안전공사에 통보하도록 20일 이내로 규정하고 있습니다.
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74. 다음 그림과 같은 합격표시 검사필증을 부착하는 가스용품에 해당하지 않는 것은?

  1. 배관용밸브
  2. 압력조정기
  3. 콕
  4. 가스누출자동차단장치
(정답률: 알수없음)
  • 합격표시 검사필증은 가스용품의 안전성을 검사한 후 부착하는 것이므로, 가스용품에 필수적으로 필요한 안전장치들이 보기에 포함되어 있습니다. 그 중에서도 "배관용밸브"는 가스의 유입과 차단을 조절하는 역할을 하기 때문에 가스용품에 꼭 필요한 안전장치입니다. 따라서 "배관용밸브"가 보기에서 해당하지 않는 것입니다.
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75. 아황산가스 500㎏을 차량에 적재하여 운반할 때 휴대하여야 하는 소석회의 양은 몇 ㎏ 이상으로 규정되어 있는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 24%)
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76. 액화석유가스 용기의 안전점검기준에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 용기는 도색 및 표시가 되어 있는지 여부를 확인할 것
  2. 용기 아래 부분의 부식상태를 확인할 것
  3. 재검사 기간의 도래여부를 확인할 것
  4. 열 영향을 받은 용기는 폐기할 것
(정답률: 54%)
  • "열 영향을 받은 용기는 폐기할 것"이 틀린 설명입니다. 이유는 액화석유가스 용기는 일정한 열에도 견딜 수 있는 내열성이 있기 때문에, 열 영향을 받았다고 해서 반드시 폐기할 필요는 없습니다. 다만, 열 영향을 받은 용기는 내부 구조나 재질에 손상이 있을 수 있으므로, 안전을 위해 추가적인 점검이 필요합니다.
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77. 물분무설비가 설치된 액화석유가스 저장탱크 2개의 최대 지름이 각각 3.5m, 2.5m일 때 저장탱크 간의 이격거리의 기준은?

  1. 0.5m 이상
  2. 1m 이상
  3. 1.5m 이상
  4. 거리를 유지하지 않아도 된다.
(정답률: 10%)
  • 물분무설비는 화재 발생 시 저장탱크에 물을 분무하여 화재 진압을 위한 장치입니다. 이 장치는 저장탱크에 직접 설치되어 있으며, 저장탱크 간의 거리와는 무관합니다. 따라서 저장탱크 간의 이격거리에 대한 기준은 없습니다. 따라서 "거리를 유지하지 않아도 된다."가 정답입니다.
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78. 차량이 통행하기 곤란한 지역에서 액화 석유가스 충전용기를 오토바이에 적재·운반시의 기준으로 틀린 것은?

  1. 오토바이에는 용기 운반전용 적재함이 장착되어 있어야 한다.
  2. 적재하는 충전용기는 충전량이 20㎏ 이하 이어야 한다.
  3. 적재하는 충전용기의 적재 수는 2개를 초과하지 않아야 한다.
  4. 적재하는 충전용기의 충전량이 10㎏ 이하인 경우에는 적재수를 4개까지 할 수 있다.
(정답률: 67%)
  • 액화 석유가스 충전용기를 오토바이에 적재·운반시의 기준 중에서 틀린 것은 "적재하는 충전용기의 적재 수는 2개를 초과하지 않아야 한다."입니다. 충전량이 10㎏ 이하인 경우에는 적재수를 4개까지 할 수 있기 때문입니다.
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79. 차량에 고정된 탱크에는 차량의 진행방향과 직각이 되도록 방파판을 설치하여야 한다. 방파판의 면적은 탱크 횡단면적의 몇 % 이상이 되어야 하는가?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 50%)
  • 방파판이 설치되는 면적은 차량의 진행방향과 직각이 되도록 설치되어야 하므로, 탱크의 횡단면적의 넓이와 같다고 볼 수 있다. 따라서 방파판의 면적이 탱크 횡단면적의 40% 이상이 되어야 하므로, 정답은 "40"이 된다.
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80. 다음 중 명판에 열효율을 기재하여야 하는 가스연소기는?

  1. 업무용 대형연소기
  2. 가스렌지
  3. 가스그릴
  4. 가스오븐
(정답률: 43%)
  • 가스렌지는 일반 가정에서 사용되는 작은 규모의 가스 연소기기로, 열효율을 기재하여야 합니다. 다른 보기들은 대부분 업무용이거나 대형 규모의 연소기기이기 때문에, 열효율을 기재하는 것이 필요하지 않을 수 있습니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 다음 중 액주식 압력계의 종류에 해당하지 않는 것은?

  1. 단관식
  2. 단종식
  3. 경사관식
  4. U자관식
(정답률: 70%)
  • 액주식 압력계의 종류 중 "단종식"은 측정 범위가 제한적이며, 측정 정확도가 낮아서 현재는 사용되지 않는 종류입니다. 따라서 정답은 "단종식"입니다.
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82. 계측기기의 감도에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 계측기가 측정량의 변화에 민감한 정도를 말한다.
  2. 지시계의 확대율이 커지면 감도는 낮아진다.
  3. 감도가 나쁘면 정밀도도 나빠진다.
  4. 측정량의 변화에 대한 지시량의 변화의 비로 나타낸다.
(정답률: 20%)
  • "지시계의 확대율이 커지면 감도는 낮아진다."는 옳지 않은 설명입니다. 지시계의 확대율이 커지면, 측정값의 작은 변화도 크게 나타나므로 감도가 높아지게 됩니다. 따라서, 옳은 설명은 "지시계의 확대율이 커지면 감도는 높아진다."입니다.
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83. 가스크로마토그래피에서 일반적으로 사용되지 않는 검출기(detector)는?

  1. TCD
  2. FID
  3. ECD
  4. RID
(정답률: 47%)
  • RID는 일반적으로 사용되지 않는 검출기입니다. 이는 다른 검출기들과 달리, 반응물의 물리적 또는 화학적 특성에 대한 반응이 아닌, 반응물과 상호작용하는 빛의 파장 변화를 감지하여 검출하는 방식을 사용하기 때문입니다. 이러한 이유로 RID는 다른 검출기들보다 민감도가 낮고, 특정 화합물에 대한 선택성이 떨어지는 단점이 있습니다. 따라서 일반적으로 TCD, FID, ECD와 같은 검출기들이 더 많이 사용됩니다.
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84. 가스 성분에 대하여 일반적으로 적용하는 화학분석법이 옳게 짝지어진 것은?

  1. 황화수소-요오드적정법
  2. 수분-중화적정법
  3. 암모니아-가스크로마토그래피법
  4. 나프탈렌-흡수평량법
(정답률: 64%)
  • 정답: 황화수소-요오드적정법

    황화수소는 요오드와 반응하여 황과 물로 분해되는 반응이 일어나는데, 이 반응을 이용하여 황화수소의 양을 측정하는 것이 황화수소-요오드적정법입니다. 이 방법은 간단하고 정확하며, 황화수소 농도 측정에 널리 사용됩니다.
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85. 습한 공기 205㎏ 중 수증기가 35㎏ 포함되어 있다고 할 때 절대습도는 약 얼마인가? (단, 공기와 수증기의 분자량은 각각 29, 18이다.)

  1. 0.106
  2. 0.128
  3. 0.171
  4. 0.206
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 공기의 분자량과 수증기의 분자량을 이용하여 혼합물의 분자량을 구해야 합니다.

    공기의 분자량 = 29 g/mol
    수증기의 분자량 = 18 g/mol

    따라서, 혼합물의 분자량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    (공기의 질량 + 수증기의 질량) / (공기의 분자량 + 수증기의 분자량)
    = (205 kg + 35 kg) / (29 g/mol + 18 g/mol)
    = 240 kg / 47 g/mol
    = 5106.38 mol

    이제, 절대습도를 계산할 수 있습니다.

    절대습도 = 수증기의 질량 / (공기의 질량 + 수증기의 질량) * (공기의 분자량 / 수증기의 분자량) * 1000
    = 35 kg / (205 kg + 35 kg) * (29 g/mol / 18 g/mol) * 1000
    = 0.206 kg/kg

    따라서, 정답은 0.206입니다.
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86. LPG 자동차 용기의 액면계로 가장 적당한 것은?

  1. 기포식 액면계
  2. 변위평형식 액면계
  3. 방사선식 액면계
  4. 부자식 액면계
(정답률: 알수없음)
  • LPG 자동차 용기는 압축 가스를 저장하고 있기 때문에, 액면계는 정확한 압력을 측정할 수 있어야 합니다. 부자식 액면계는 압력 변화에 민감하게 반응하며, 정확한 측정이 가능합니다. 따라서 LPG 자동차 용기에는 부자식 액면계가 가장 적당합니다.
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87. 공기의 유속을 피토관으로 측정하였더니 차압 15㎜H2O 를 얻었다. 공기의 비중량이 1.2㎏f/m3이고, 피토계수가 1일 때 유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 7.8
  2. 15.7
  3. 23.5
  4. 31.3
(정답률: 54%)
  • 피토관에서의 차압은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    ΔP = ρgh

    여기서, ΔP는 차압, ρ는 공기의 비중량, g는 중력가속도, h는 피토관의 높이이다. 따라서, h를 구하기 위해 다음과 같이 변형할 수 있다.

    h = ΔP / (ρg)

    여기서, ρg는 약 11.76 N/m^3이다. 따라서, h = 0.00128 m이다.

    유속은 다음과 같이 구할 수 있다.

    v = (Q / A)

    여기서, Q는 유량, A는 단면적이다. 피토관의 단면적은 다음과 같이 구할 수 있다.

    A = πd^2 / 4

    여기서, d는 피토관의 내경이다. 피토관의 내경이 10mm이므로, A는 약 0.0000785 m^2이다.

    유량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = Av

    따라서, v = Q / A = (2gh)^0.5 = 15.7 m/s이다.

    따라서, 정답은 "15.7"이다.
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88. 다음 중 실측식 가스미터가 아닌 것은?

  1. 오리피스식
  2. 막식
  3. 습식
  4. 루트(roots)식
(정답률: 62%)
  • 오리피스식은 가스 유량을 측정하기 위해 오리피스 플레이트를 사용하는 방식으로, 유량에 따라 압력차가 발생하고 이를 측정하여 가스 유량을 계산합니다. 반면에 막식, 습식, 루트(roots)식은 모두 실측식 가스미터로, 가스 유량을 직접 측정하는 방식입니다. 따라서 오리피스식은 실측식 가스미터가 아닙니다.
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89. 가스미터의 구비 조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 기계오차의 조정이 쉬울 것
  2. 소형이며 계량 용량이 클 것
  3. 감도는 적으나 정밀성이 높을 것
  4. 사용 가스량을 정확하게 지시할 수 있을 것
(정답률: 알수없음)
  • "감도는 적으나 정밀성이 높을 것"인 것은, 가스미터가 사용되는 환경에서는 정확한 계량이 중요하기 때문입니다. 따라서 감도가 높은 가스미터는 작은 변화에도 큰 계량 오차가 발생할 수 있습니다. 하지만 감도가 적더라도 정밀성이 높은 가스미터는 작은 변화에도 정확한 계량을 할 수 있으므로, 사용자가 정확한 가스 사용량을 파악할 수 있습니다.
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90. 가스에 대한 다음 측정방법 중 전기적 성질을 이용한 것은?

  1. 가스크로마토그래피법
  2. 적외선흡수법
  3. 세라믹법
  4. 연소열식
(정답률: 알수없음)
  • 세라믹법은 가스를 전기적으로 활성화시켜서 측정하는 방법입니다. 이 방법은 가스를 세라믹 소재에 통과시켜 전기적으로 활성화시키고, 이 활성화된 가스 분자들이 전기적인 신호를 발생시키는 원리를 이용합니다. 따라서 전기적 성질을 이용한 방법입니다.
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91. 피토관(pitot tube)은 어떤 압력 차이를 측정하여 유량을 구하는가?

  1. 정압과 동압
  2. 전압과 정압
  3. 대기압과 동압
  4. 전압과 동압
(정답률: 63%)
  • 피토관은 유체의 속도를 측정하기 위한 장치로, 유체가 피토관을 통과할 때 유체의 속도에 따라 전압과 정압의 차이가 발생합니다. 이 차이를 측정하여 유량을 구할 수 있습니다. 따라서 정답은 "전압과 정압"입니다.
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92. 와(Vortex)유량계에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 압전소자식은 소용돌이 발생체의 전단에 형성되는 전압을 압전소자의 전하량의 변화로 검출하는 것이다.
  2. 유량출력은 유동유체의 평균유속에 반비례한다.
  3. 슬러리 유체의 측정에는 사용할 수 없다.
  4. 외란에 의해 측정에 영향을 받지 않는다.
(정답률: 25%)
  • 와(Vortex)유량계는 유체 내부의 소용돌이(vortex)를 이용하여 유량을 측정하는 기기이다. 이 기기는 유체의 속도와 밀도에 따라 소용돌이의 빈도와 크기가 변화하므로, 이를 측정하여 유량을 계산한다.

    하지만 슬러리 유체는 고체 입자와 유체가 혼합된 상태이기 때문에, 소용돌이의 형성이 어렵고 불안정하여 정확한 측정이 어렵다. 따라서 슬러리 유체의 측정에는 와유량계를 사용할 수 없다.
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93. 초산납 10g을 물 90mℓ로 용해해서 만드는 시험지와 그 검지 가스가 바르게 연결된 것은?

  1. 염화파라듐지-H2S
  2. 염화파라듐지-CO
  3. 연당지-H2S
  4. 연당지-CO
(정답률: 알수없음)
  • 초산납은 강산성 물질로 물과 반응하여 수소이온(H+)을 방출하며, 이때 생성된 이온들은 연당지와 결합하여 연당지-H+ 이온을 형성합니다. 이후 연당지-H+ 이온은 물 분자와 반응하여 수소이온(H+)을 방출하고 수산화물(OH-) 이온을 생성합니다. 이때 생성된 수산화물(OH-) 이온은 다시 초산납과 반응하여 납이온(Pb2+)과 염산(HCl)을 생성합니다. 따라서 검지 가스는 초산납과 물의 반응으로 생성된 수산화물(OH-) 이온과 염산(HCl)이 혼합된 연당지-H2S가 되며, 이와 유사한 반응이 일어나는 보기는 "연당지-H2S" 입니다.
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94. 연소식 O2계에서 산소 측정용 촉매로서 주로 사용되는 것은?

  1. 팔라듐
  2. 탄소
  3. 구리
  4. 니켈
(정답률: 30%)
  • 팔라듐은 산소와 반응하여 산화되는 특성이 있어, 연소식 O2계에서 산소 측정용 촉매로 주로 사용됩니다. 이는 산소가 팔라듐 표면에 흡착되어 산화되면서 전기적인 신호를 발생시키기 때문입니다. 따라서 팔라듐이 산소 측정용 촉매로 널리 사용되는 것입니다.
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95. 도시가스 공급관을 새로 설치하고, 공급관의 용적을 계산하였더니 8m3이었다. 전기식 다이아프램형 압력계로 기밀시험을 할 경우 최소 유지시간은 얼마인가?

  1. 1분 이상
  2. 2분 이상
  3. 3분 이상
  4. 5분 이상
(정답률: 17%)
  • 도시가스 공급관의 용적이 8m3이므로, 이 용적을 가득 채우기 위해서는 최소한 8m3의 공기가 필요하다. 따라서, 압력계로 기밀시험을 할 경우에는 최소 8m3의 공기를 압축해서 공급관에 넣어야 한다.

    전기식 다이아프램형 압력계는 일반적으로 1분에 1m3의 공기를 압축할 수 있다. 따라서, 최소한 8분 이상 압력계를 작동시켜야 8m3의 공기를 압축해서 공급관에 넣을 수 있다. 하지만, 문제에서는 최소 유지시간을 물었으므로, 5분 이상이라는 답이 나온 것이다.
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96. 연소로의 드래프트용으로 주로 사용되며 공기식 자동제어의 압력 검출용으로도 이용 가능한 압력계는?

  1. 벨로우즈 압력계
  2. 자기변형 압력계
  3. 공강식 압력계
  4. 다이아프램형 압력계
(정답률: 46%)
  • 다이아프램형 압력계는 연소로의 드래프트용으로 주로 사용되며 공기식 자동제어의 압력 검출용으로도 이용 가능한 이유는, 다이아프램이라는 얇은 판을 이용하여 압력을 감지하기 때문입니다. 이 판은 압력이 가해지면 변형되어 이를 측정하는데 사용됩니다. 이 방식은 정확하고 믿을 수 있는 측정 결과를 제공하며, 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.
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97. 습식가스미터의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 설치 공간이 작다.
  2. 실험용으로 적합하다.
  3. 사용 중에 수위조정 등의 관리가 필요하다.
  4. 유량이 정확하게 계량된다.
(정답률: 알수없음)
  • 습식가스미터의 특징 중 틀린 것은 "설치 공간이 작다." 입니다. 습식가스미터는 측정 원리상 일정한 길이의 측정관이 필요하며, 이를 위해 일정한 공간이 필요합니다. 따라서 설치 공간이 크지 않은 경우에는 다른 유형의 가스미터를 선택해야 합니다.
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98. 가스보일러의 배기가스를 오르자트 분석기를 이용하여 시료 50mℓ를 채취하였더니 흡수 피펫을 통과한 후 남은 시료 부피는 각각 CO2 40mℓ, O2 20mℓ, CO 17mℓ이었다. 이 가스 중 N2의 조성은?

  1. 30%
  2. 34%
  3. 64%
  4. 70%
(정답률: 64%)
  • 가스보일러의 배기가스는 일반적으로 CO2, O2, CO, N2 등으로 구성되어 있다. 이 중에서 CO2, O2, CO의 양을 알고 있다면, 나머지 성분인 N2의 양을 구할 수 있다.

    먼저, 시료의 총 부피는 40mℓ + 20mℓ + 17mℓ = 77mℓ 이다. 이 중에서 CO2와 O2가 차지하는 부피의 합은 40mℓ + 20mℓ = 60mℓ 이므로, 이들의 부피 비율은 60mℓ / 77mℓ = 0.7792 이다.

    다음으로, CO의 부피를 이용하여 N2의 부피를 구할 수 있다. CO의 분자량은 28 g/mol 이므로, 17mℓ의 CO는 0.017 L * (1 mol / 24.45 L) * (28 g / 1 mol) = 0.020 g 이다. 이를 이용하여 N2의 부피를 계산하면, N2의 분자량이 28 g/mol 이므로, 0.020 g / 28 g/mol = 0.000714 mol 이다. 이를 부피로 환산하면, 0.000714 mol * (24.45 L / 1 mol) = 0.0175 L = 17.5mℓ 이다.

    따라서, CO2, O2, CO, N2의 부피 비율은 각각 40mℓ / 77mℓ, 20mℓ / 77mℓ, 17mℓ / 77mℓ, 17.5mℓ / 77mℓ 이므로, N2의 부피 비율은 17.5mℓ / 77mℓ = 0.2273 이다. 이를 백분율로 환산하면, 약 34% 이므로 정답은 "34%" 이다.
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99. 다음 중 조절기의 출력이 제어편차의 시간적분에 비례하는 제어동작은?

  1. P 동작
  2. I 동작
  3. D 동작
  4. PD 동작
(정답률: 38%)
  • I 동작은 적분 제어를 의미하며, 제어편차의 시간적분에 비례하여 출력을 조절하는 제어동작입니다. 따라서 정답은 I 동작입니다.
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100. 대용량의 유량을 측정할 수 있는 초음 파 유량계는 어떤 원리를 이용한 유량계인가?

  1. 전자유도법칙
  2. 도플러효과
  3. 유체의 저항변화
  4. 열팽창계수 차이
(정답률: 50%)
  • 초음파 유량계는 도플러효과를 이용하여 대용량의 유량을 측정합니다. 도플러효과란, 초음파가 유체나 고체를 만나면 파장이 달라지는 현상을 말합니다. 유체가 이동하면서 초음파 파장에 영향을 주게 되는데, 이를 이용하여 유체의 속도를 측정하고 유량을 계산합니다.
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