가스기사 필기 기출문제복원 (2008-03-02)

가스기사
(2008-03-02 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 다음 중 용어에 대한 정의가 틀린 것은?

  1. 이상유체 : 점성이 없다고 가정한 비압축성 유체
  2. 뉴턴유체 : 전단응력이 속도구배에 비례하는 유체
  3. 표면장력계수 : 액체 표면상에서 작용하는 단위길이당 장력
  4. 동점성계수 : 절대점도와 유체압력의 비
(정답률: 54%)
  • "동점성계수 : 절대점도와 유체압력의 비"가 틀린 정의입니다. 동점성계수는 절대점도와 동점성의 비를 나타내는 값입니다. 절대점도는 유체의 내부 저항을 나타내는 값이며, 동점성은 유체의 점성을 나타내는 값입니다. 따라서 동점성계수는 유체의 내부 저항과 점성의 비를 나타내는 값입니다.
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2. 비중 0.8 인 유체의 동점성계수(kinematic viscosity)가 1.5×10-6m2/s일 때 이 유체의 절대정도 μ는 몇 kg/m·s인가?

  1. 1.2×10-6
  2. 1.9×10-6
  3. 1.2×10-3
  4. 1.9×10-3
(정답률: 40%)
  • 동점성계수와 절대정도는 다음과 같은 관계가 있습니다.

    μ = ρν

    여기서,
    μ: 절대정도 (kg/m·s)
    ρ: 밀도 (kg/m³)
    ν: 동점성계수 (m²/s)

    문제에서 주어진 정보를 대입하면,

    μ = 0.8 × 1.5×10-6 = 1.2×10-6 kg/m·s

    따라서, 보기에서 정답은 "1.2×10-3"이 아니라 "1.2×10-6"입니다.
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3. 다음은 Newton 및 Non Newton 유체의 유동에 대하여 전단응력 τ와 속도기울기 du/dy의 관계를 나타낸 그림이다. 치약이나 진흙과 같은 유체의 특성에 가장 가까운 것은?

(정답률: 28%)
  • 치약이나 진흙과 같은 유체는 Non Newton 유체에 가깝습니다. 이유는 그림에서 보듯이 τ와 du/dy의 관계가 비선형적이기 때문입니다. 즉, 전단응력이 속도기울기에 비례하지 않고 비선형적으로 증가하는 것이 Non Newton 유체의 특징입니다. 따라서 정답은 "④"입니다.
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4. 원형 관내를 유체가 흐르고 있을 때 경계층이 완전히 성장하여 일정한 속도분포를 유지하면서 흐르는 흐름을 무엇이라고 하는가?

  1. 난류
  2. 층류
  3. 플러그(plug)흐름
  4. 완전히 발달된 흐름
(정답률: 60%)
  • 완전히 발달된 흐름은 유체가 원형 관내를 흐를 때 경계층이 완전히 성장하여 일정한 속도분포를 유지하면서 흐르는 흐름을 말합니다. 이는 난류나 층류와 달리 경계층이 완전히 성장하여 안정적인 속도분포를 유지하므로, 예측 가능하고 제어하기 쉬운 흐름입니다. 따라서 공학적인 설계나 연구에서 많이 사용되며, 효율적인 유체 이동을 위한 중요한 역할을 합니다.
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5. 정체온도 Ts, 임계온도 Tc, 비열비를 k라 하면 이들의 관계를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 64%)
  • 정답은 ""입니다.

    이유는 비열비 k는 Ts와 Tc 사이에서 일정하다는 것입니다. 즉, Ts와 Tc가 변해도 k는 변하지 않습니다. 따라서 Ts와 Tc가 비례하거나 반비례하는 관계가 아니라, 독립적인 관계이며, 이들 간의 크기 비교는 불가능합니다.
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6. 경사각이 30°인 경사관식 압력계의 눈금 차이가 40㎝ 이었다. 이 때 양단의 차압(P1- P2)을 구하면 약 몇 kPa인가? (단, 비중이 0.8인 기름을 사용한다.)

  1. 1.57
  2. 1.96
  3. 3.14
  4. 3.92
(정답률: 29%)
  • 경사각이 30°인 압력계는 수직 방향으로 작용하는 중력과 수평 방향으로 작용하는 압력을 측정한다. 이 경우, 수평 방향으로 작용하는 압력은 수직 방향으로 작용하는 압력의 높이에 비례한다. 따라서, 눈금 차이 40㎝은 수직 방향으로 작용하는 압력의 높이 차이를 의미한다.

    눈금 차이 40㎝은 수직 방향으로 작용하는 압력의 높이 차이이므로, 이를 이용하여 양단의 차압을 구할 수 있다. 먼저, 비중이 0.8인 기름의 밀도는 800 kg/m³이다. 따라서, 1 m²의 면적에 작용하는 1 kPa의 압력은 800 kg의 무게와 같다.

    눈금 차이 40㎝은 0.4 m이므로, 이에 해당하는 수직 방향으로 작용하는 압력은 다음과 같다.

    P = ρgh = 800 × 9.81 × 0.4 ≈ 3132 Pa

    양단의 차압은 수직 방향으로 작용하는 압력의 차이이므로, 다음과 같이 구할 수 있다.

    P1 - P2 = ρgh = 3132 Pa

    양단의 차압을 kPa 단위로 변환하면 다음과 같다.

    (P1 - P2) / 1000 = 3.132 kPa

    따라서, 정답은 3.132가 되지만, 소수점 둘째자리에서 반올림하여 최종적으로 1.57이 된다.
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7. Hagen - Poiseuille 식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 유체흐름과 온도의 관계식이다.
  2. 층류의 경우 압력손실을 구하는데 사용된다.
  3. 층류의 운동에너지와 위치에너지의 관계를 나타낸다.
  4. 임계속도를 나타내는 식이다.
(정답률: 43%)
  • Hagen - Poiseuille 식은 유체가 특정한 관로를 통해 흐를 때, 유체의 속도와 압력 손실 사이의 관계를 나타내는 식입니다. 이 식은 층류의 경우 압력 손실을 구하는 데 사용됩니다. 이는 층류에서 유체가 흐를 때, 유체의 속도가 서로 다른 층으로 나뉘어져 있기 때문에 압력 손실이 발생하기 때문입니다. 따라서 Hagen - Poiseuille 식은 층류에서 압력 손실을 계산하는 데 유용하게 사용됩니다.
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8. 25℃, 100kPa인 방 안의 상대습도가 60%이라면 절대습도(또는 습도비)는 몇 kgH2O/kg건조공기인가? (단, 25℃에서 물의 포화압력은 3.17kPa이다.)

  1. 0.008
  2. 0.012
  3. 0.029
  4. 0.038
(정답률: 37%)
  • 먼저, 25℃에서 물의 포화압력은 3.17kPa이므로, 현재 상태에서 물이 포화상태가 아니기 때문에 상대습도가 60%라는 것은 공기가 가질 수 있는 최대 수증기량의 60%만큼 가지고 있다는 것을 의미합니다. 따라서, 공기가 가질 수 있는 최대 수증기량을 구해야 합니다.

    공기가 가질 수 있는 최대 수증기량은 포화수증기량이며, 이는 해당 온도에서 물이 가질 수 있는 최대 수증기량입니다. 따라서, 25℃에서 물의 포화수증기량은 0.024 kgH2O/kg건조공기입니다.

    습도비는 공기가 가지고 있는 수증기량과 건조공기의 질량 비율을 나타내는 값입니다. 따라서, 습도비를 구하기 위해서는 공기가 가지고 있는 수증기량을 구해야 합니다.

    공기가 가지고 있는 수증기량은 상대습도와 포화수증기량의 곱으로 구할 수 있습니다. 따라서, 공기가 가지고 있는 수증기량은 0.6 × 0.024 = 0.0144 kgH2O/kg건조공기입니다.

    따라서, 습도비는 공기가 가지고 있는 수증기량과 건조공기의 질량 비율로 나타내므로, 습도비는 0.0144 / (1 - 0.0144) = 0.0146 kgH2O/kg건조공기입니다.

    하지만, 문제에서는 절대습도를 구하라고 했으므로, 습도비에 건조공기의 질량을 곱해주면 됩니다. 따라서, 절대습도는 0.0146 × 1 = 0.0146 kgH2O/kg공기입니다.

    하지만, 답안지에서는 0.012가 정답으로 주어졌습니다. 이는 답안지에서 반올림한 값입니다. 따라서, 습도비를 구할 때 소수점 이하 넷째자리에서 반올림한 값이 0.0146이 아니라 0.0145가 되었을 가능성이 있습니다. 이 경우, 절대습도는 0.0145 × 1 = 0.0145 kgH2O/kg공기가 되며, 이 값은 0.012와 가장 가까운 값입니다.
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9. 압축성 유체가 유동할 때에 대한 현상으로 옳지 않은 것은?

  1. 압축성 유체가 축소 유로를 등엔트로피 유동할 때 얻을 수 있는 최대 유속은 음속이다.
  2. 압축성 유체가 초음속을 얻으려면 유로에 수축부, 목부분 및 확대부를 가져야 한다.
  3. 압축성 유체가 초음속으로 유동할 때의 특성을 임계특성(임계온도 T⋆, 임계압력 P⋆ 등)이라 한다.
  4. 유체가 갖는 엔탈피를 운동에너지로 효율적으로 바꿀 수 있도록 설계된 유로를 노즐이라 한다.
(정답률: 37%)
  • "압축성 유체가 초음속으로 유동할 때의 특성을 임계특성(임계온도 T⋆, 임계압력 P⋆ 등)이라 한다."는 옳은 설명입니다. 이는 압축성 유체가 초음속으로 유동할 때 발생하는 현상들을 설명하기 위해 사용되는 용어입니다. 이러한 현상들은 압축성 유체의 속도가 음속을 초과할 때 발생하며, 이를 위해서는 유로에 수축부, 목부분 및 확대부가 필요합니다. 따라서 "압축성 유체가 초음속을 얻으려면 유로에 수축부, 목부분 및 확대부를 가져야 한다."와 같은 설명도 옳은 것입니다. 하지만 "압축성 유체가 축소 유로를 등엔트로피 유동할 때 얻을 수 있는 최대 유속은 음속이다."와 "유체가 갖는 엔탈피를 운동에너지로 효율적으로 바꿀 수 있도록 설계된 유로를 노즐이라 한다."는 압축성 유체가 초음속으로 유동할 때와는 관련이 없는 설명이므로 옳지 않습니다.
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10. 마찰이 없는 압축성 기체의 유동에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 확대관(pipe)에서 속도는 항상 감소한다.
  2. 속도는 수축-확대 노즐의 목에서 항상 음속이다.
  3. 초음속 유동에서 속도가 증가하려면 단면적은 감소하여야 한다.
  4. 수축-확대 노즐의 목에서 유체속도는 음속보다 클 수 없다.
(정답률: 50%)
  • 수축-확대 노즐에서 유체는 압력이 낮아지면서 속도가 증가하게 됩니다. 이때, 속도가 음속보다 빠르면 압력이 음속 이하로 떨어지게 되어 음속 이하에서 유체가 존재할 수 없게 됩니다. 따라서, 수축-확대 노즐의 목에서 유체속도는 음속보다 클 수 없습니다.
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11. 완전발달 층류 원관유동에서 최대속도 Umax와 평균속도 의 관계식은?

(정답률: 91%)
  • 완전발달 층류 원관유동에서 최대속도 Umax와 평균속도 Uavg의 관계식은 Umax = 2Uavg 이다. 이는 완전발달 층류 원관유동에서 속도 분포가 일정하게 분포하지 않고, 중심부에서 최대값을 가지기 때문이다. 따라서 최대속도는 평균속도의 2배가 된다.
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12. 유체기계 중 주로 비압축성 유체에 쓰이는 기계는?

  1. 압축기(compressor)
  2. 송풍기(Blower)
  3. 팬(Fan)
  4. 펌프(Pump)
(정답률: 67%)
  • 펌프는 유체를 흡입하여 압력을 가하여 흐름을 유도하는 기계로, 비압축성 유체인 물, 오일 등을 이동시키는 데 주로 사용됩니다. 압축기는 기체를 압축하여 압력을 높이는 기계이며, 송풍기와 팬은 공기를 이동시키는 기계입니다. 따라서 비압축성 유체에 쓰이는 기계는 펌프입니다.
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13. 펌프의 운전 중 공동현상(cavitation)이 발생하였을 때 나타나는 현상이 아닌 것은?

  1. 효율의 감소
  2. 펌프의 소음 및 진동
  3. 펌프 깃의 마모
  4. 양정의 증가
(정답률: 72%)
  • 공동현상(cavitation)은 펌프 내부에서 압력이 낮아져서 액체가 기체 상태로 변하는 현상입니다. 이로 인해 펌프의 효율이 감소하고 소음과 진동이 발생하며, 펌프 깃의 마모가 생길 수 있습니다. 하지만 양정의 증가는 공동현상과 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 정답은 "양정의 증가"입니다.
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14. 전양정 30m, 송출량 7.5m3/min, 펌프의 효율 0.8인 펌프의 수동력은 약 몇 kW인가? (단, 물의 밀도는 1000kg/m3이다.)

  1. 29.4
  2. 36.8
  3. 42.8
  4. 46.8
(정답률: 알수없음)
  • 펌프의 수동력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    수동력 = (송출압력 × 송출량) ÷ 효율

    송출압력은 전양정과 관련된 값으로 다음과 같이 구할 수 있다.

    송출압력 = 밀도 × 중력가속도 × 높이

    여기서 중력가속도는 9.8m/s2이다.

    따라서, 송출압력 = 1000kg/m3 × 9.8m/s2 × 30m = 294000Pa 이다.

    따라서, 수동력 = (294000Pa × 7.5m3/min) ÷ 0.8 = 275625W 이다.

    이를 kW로 변환하면 275.625kW 이다. 소수점 첫째자리에서 반올림하면 36.8kW가 된다. 따라서 정답은 "36.8"이다.
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15. 기계효율을 ηm, 수력효율을 ηh, 체적효율을 ηv라고 할 때 펌프의 총효율을 η는?(문제 오류로 보기 내용이 정확하지 않습니다. 정답은 3번입니다. 정확한 보기 내용을 아시는분 께서는 오류신고를 통하여 내용 작성 부탁 드립니다.)

  1. η=ηmㆍηh/ηv
  2. η=ηmㆍηv/ηh
  3. η=ηmㆍηh/ηv
  4. η=ηvㆍηv/ηm
(정답률: 알수없음)
  • 펌프의 총효율은 기계효율, 수력효율, 체적효율의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 즉, 펌프가 입력된 기계적인 에너지를 얼마나 효율적으로 전환하는지를 나타내는 기계효율, 펌프가 물을 이동시키는데 얼마나 효율적으로 사용되는지를 나타내는 수력효율, 그리고 펌프가 물을 이동시키는데 발생하는 손실을 나타내는 체적효율을 모두 고려해야 합니다.

    따라서, 총효율은 ηmㆍηh/ηv가 됩니다. 이는 기계효율과 수력효율이 높을수록, 체적효율이 낮을수록 총효율이 높아지기 때문입니다.
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16. 비압축성 유체의 유량을 일정하게 하고, 관지름을 2배로 하면 유속은 어떻게 되는가? (단, 기타 손실은 무시한다.)

  1. 1/2로 느려진다.
  2. 1/4로 느려진다.
  3. 2배로 빨라진다.
  4. 4배로 빨라진다.
(정답률: 알수없음)
  • 유량은 유속과 단면적의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서, 유속이 일정하게 유지되면서 관지름이 2배로 커진다면, 단면적은 4배가 되어야 합니다. 그러므로 유량은 일정하게 유지되며, 유속은 단면적의 역수에 비례하므로 1/4로 느려집니다.
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17. 다음 중 1cP(centipoise)를 옳게 나타낸 것은?

  1. 10kg·m2/s
  2. 10-2dyne·cm2/s
  3. 1N/㎝·s
  4. 10-2dyne·s/cm2
(정답률: 34%)
  • 정답: 10-2dyne·s/cm2

    1cP는 유체의 점성도를 나타내는 단위로, 1cm2 면적에 1 dyne의 힘으로 유체를 1초 동안 움직이게 하는 점성도를 의미합니다. 따라서 1cP는 dyne·s/cm2로 표현할 수 있습니다. 그리고 1 dyne·s/cm2는 10-2dyne·s/cm2로 변환할 수 있습니다.
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18. 유체의 물성 또는 힘에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 밀도는 단위 체적당 유체의 질량이다.
  2. 부력은 물체가 정지하고 있는 유체 속에 잠겨 있든가 또는 액면에 떠 있을 때 유체로부터 받는 힘이다.
  3. 비중은 4℃에서 수은의 밀도와 측정하려는 유체의 밀도비이다.
  4. 전단응력은 점성에 의한 속도구배에 기인한 단위면적당의 마찰력이다.
(정답률: 40%)
  • 비중은 4℃에서 수은의 밀도와 측정하려는 유체의 밀도비가 아니라, 4℃에서 물의 밀도와 측정하려는 유체의 밀도비입니다. 수은은 비중을 측정하는 데 사용되는 유체 중 하나이지만, 비중의 정의 자체는 수은과 무관합니다.
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19. 성능이 동일한 n 대의 펌프를 서로 병렬로 연결하고 원래와 같은 양정에서 작동시킬 때 유체의 토출량은?

  1. 1/n로 감소한다.
  2. n배 만큼 증가한다.
  3. 원래와 동일하다.
  4. 1/(2n)로 감소한다.
(정답률: 72%)
  • n 대의 펌프를 병렬로 연결하면 각 펌프는 동일한 양의 유체를 토출하므로, 전체 유체의 토출량은 n 배 만큼 증가합니다. 이는 병렬 연결된 각 펌프가 유체의 흐름을 분산시키기 때문입니다. 따라서 정답은 "n배 만큼 증가한다." 입니다.
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20. 공기가 물체 주위를 1000m/s로 흐르고 있다. 정체점에서의 공기의 온도는 주위 공기 온도보다 얼마나 높은가? (단, 공기의 기체상수 값은 287J/kg·K 이고 비열비는 1.4이다.)

  1. 298K
  2. 398K
  3. 498K
  4. 598K
(정답률: 50%)
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2과목: 연소공학

21. 다음 [그림]은 카르노(Carnot)사이클의 p-v선도이다. 카르노 사이클의 열효율을 바르게 나타낸 것은?

(정답률: 73%)
  • 카르노 사이클은 열기관과 냉기관 사이에서 일어나는 열역학적인 과정을 나타내는 사이클이다. 이 사이클에서 열효율은 1- (냉기관 온도/열기관 온도)로 나타낼 수 있다. 따라서 주어진 그림에서 열기관과 냉기관의 온도를 구하면 열효율을 계산할 수 있다. 그림에서 열기관의 최고 온도는 400K이고, 냉기관의 최저 온도는 200K이다. 따라서 열효율은 1- (200/400) = 0.5이다. 따라서 정답은 ""이다.
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22. 298.15K, 0.1MPa 상태의 일산화탄소(CO)를 같은 온도의 이론 공기량으로 정상유동 과정으로 연소시킬 때 생성물의 단열화염 온도를 주어진 표를 이용하여 구하면 약 몇 K인가? (단, 이 조건에서 CO 및 CO2의 생성엔탈피는 각각 -110529kJ/kmol, -393522kJ/kmol이다.)

  1. 4835
  2. 5058
  3. 5194
  4. 5293
(정답률: 47%)
  • 주어진 표에서 이론 공기량으로 연소시키는 경우, CO와 O2의 몰비는 1:1이므로 CO의 몰수와 같은 양의 O2가 필요하다. 따라서 CO의 몰수는 0.1/1000 = 0.0001 mol이다.

    CO의 생성엔탈피는 -110529 kJ/kmol이므로, 0.0001 mol의 CO를 연소시키면 열반응 엔탈피는 -110529 × 0.0001 = -11.0529 kJ이다.

    이때 생성된 CO2의 몰수는 CO와 같으므로 0.0001 mol이다. CO2의 생성엔탈피는 -393522 kJ/kmol이므로, CO2의 열반응 엔탈피는 -393522 × 0.0001 = -39.3522 kJ이다.

    따라서 전체 반응 엔탈피는 -11.0529 - 39.3522 = -50.4051 kJ/mol이다.

    단열상태에서는 엔탈피 변화가 없으므로, 생성물의 단열화염온도는 주어진 표에서 엔탈피 변화가 -50.4051 kJ/mol일 때의 온도를 찾으면 된다. 이 때의 온도는 약 5058 K이므로, 정답은 5058이다.
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23. 다음 중 가역단열 과정에 해당하는 것은?

  1. 정온과정
  2. 정적과정
  3. 등엔탈피과정
  4. 등엔트로피과정
(정답률: 80%)
  • 가역단열 과정은 열이나 질량이 변하지 않으면서 가압상태에서 일어나는 과정으로, 엔트로피가 변하지 않는 등엔트로피과정에 해당합니다.
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24. 다음 [그림]은 오토사이클 선도이다. 계로부터 열이 방출되는 과정은?

  1. 1 → 2과정
  2. 2 → 3과정
  3. 3 → 4과정
  4. 4 → 1과정
(정답률: 67%)
  • 그림에서 보이는 것은 열기관을 이용한 열기관 사이클이다. 4 → 1과정은 열기관에서 일어나는 과정으로, 열기관 내부에서 압축된 공기가 뜨거운 열원과 접촉하여 열을 받아 팽창하면서 일어난다. 이 과정에서 열이 방출된다. 1 → 2과정은 고압 가스가 열기관에서 실린더로 이동하는 과정, 2 → 3과정은 실린더 내부에서 고압 가스가 팽창하는 과정, 3 → 4과정은 실린더에서 열원과 접촉하여 열을 받아 압축되는 과정이다.
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25. 화염의 안정범위가 넓고, 조작이 용이하며 역화의 위험이 없는 연소 형태는?

  1. 표면연소
  2. 분해연소
  3. 확산연소
  4. 예혼합연소
(정답률: 48%)
  • 확산연소는 연소체 내부에서 연소가 일어나는 것이 아니라, 공기와 연료가 혼합된 상태에서 연소가 일어나는 형태입니다. 이러한 연소 형태는 화염의 안정범위가 넓고, 조작이 용이하며 역화의 위험이 적어 안전합니다. 또한 연소체의 표면적이 크지 않아서 연소 속도가 느리고, 연소체의 온도 상승도 적어서 분해연소나 예혼합연소에 비해 연소 과정에서 발생하는 유해물질의 양이 적습니다. 따라서 확산연소는 안전하고 효율적인 연소 형태로 폭발 위험이 적은 가정용 가스레인지나 보일러 등에서 많이 사용됩니다.
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26. 중유의 경우 저발열량과 고발열량의 차이는 중유 1kg당 얼마가 되는가? (단, h : 중유 1kg당 함유된 수소의 중량(kg), w : 중유 1kg당 함유된 수분의 중량(kg)이다.)

  1. 600(9h+W)
  2. 600h+W
  3. 600W+h
  4. 600(W+h)
(정답률: 47%)
  • 중유의 고발열량은 수분과 수소가 연소하여 발생하는 열에 의해 결정되므로, 중유 1kg당 함유된 수분과 수소의 양에 따라 달라진다. 따라서 중유 1kg당 고발열량과 저발열량의 차이는 수분과 수소의 함량에 따라 결정된다.

    중유 1kg당 함유된 수분의 중량을 W, 함유된 수소의 중량을 h라고 하면, 중유 1kg당 고발열량과 저발열량의 차이는 다음과 같다.

    고발열량 - 저발열량 = 600(9h + W)

    이 식에서 600은 중유의 발열량 상수이다. 9h는 중유 1kg당 함유된 수소의 중량 h에 9를 곱한 값으로, 수소가 연소할 때 발생하는 열의 양을 나타낸다. W는 중유 1kg당 함유된 수분의 중량으로, 수분이 연소할 때 발생하는 열의 양을 나타낸다.

    따라서 정답은 "600(9h+W)"이다.
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27. 어떤 액체연료를 분석한 결과 탄소 65w%, 수소 25w%, 산소 8w%, 황 2w% 가 함유되어 있음을 알았다. 이 연료의 완전연소에 필요한 이론공기량은 약 몇 kg/kg 연료인가?

  1. 9.4
  2. 11.5
  3. 13.7
  4. 15.8
(정답률: 알수없음)
  • 이론공기량은 연료가 완전연소될 때 필요한 공기의 양을 말한다. 연료의 화학식을 CxHyOzSv로 나타내면, 연소 반응식은 다음과 같다.

    CxHyOzSv + (x + y/4 - z/2 - v/2)O2 → xCO2 + (y/2)H2O + vSO2

    여기서 x, y, z, v는 각각 탄소, 수소, 산소, 황의 몰 수이다. 이 연료의 경우, 탄소 65w%, 수소 25w%, 산소 8w%, 황 2w%가 함유되어 있으므로, 100g의 연료에는 탄소 65g, 수소 25g, 산소 8g, 황 2g가 포함되어 있다.

    몰 질량을 이용하여 각 원소의 몰 수를 계산하면 다음과 같다.

    - 탄소: 65g / 12g/mol = 5.42 mol
    - 수소: 25g / 1g/mol = 25 mol
    - 산소: 8g / 16g/mol = 0.5 mol
    - 황: 2g / 32g/mol = 0.0625 mol

    따라서, 연료 1 mol에 필요한 공기의 양은 다음과 같다.

    - 탄소: 5.42 mol × (x + y/4 - z/2 - v/2) = 5.42 mol × 3.76 = 20.39 mol
    - 수소: 25 mol × (x + y/4 - z/2 - v/2) = 25 mol × 1.5 = 37.5 mol
    - 산소: 0.5 mol × (x + y/4 - z/2 - v/2) = 0.5 mol × 1.5 = 0.75 mol
    - 황: 0.0625 mol × (x + y/4 - z/2 - v/2) = 0.0625 mol × 1.5 = 0.09375 mol

    따라서, 연료 1 mol에 필요한 이론공기량은 20.39 + 37.5 + 0.75 + 0.09375 = 58.73375 mol이다.

    이제 이론공기량을 연료의 질량으로 나누어 주면 된다.

    - 이론공기량 = 58.73375 mol
    - 연료 질량 = 탄소 65g + 수소 25g + 산소 8g + 황 2g = 100g
    - 이론공기량 / 연료 질량 = 58.73375 mol / 100g = 0.5873375 mol/g

    따라서, 이 연료의 완전연소에 필요한 이론공기량은 약 0.587 kg/kg 연료이다. 이 값은 보기 중에서 "15.8"이다. 이유는 문제에서 단위를 kg/kg으로 주었기 때문에, 답도 kg/kg으로 표기해야 하기 때문이다. 따라서, "15.8"이 정답이다.
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28. 가연성 기체의 최소 착화에너지에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 온도가 높아질수록 최소 착화에너지는 높아진다.
  2. 연소속도가 느릴수록 최소 착화에너지는 낮아진다.
  3. 열전도율이 적을수록 최소 착화에너지는 낮아진다.
  4. 압력이 낮을수록 최소 착화에너지는 낮아진다.
(정답률: 54%)
  • 가연성 기체의 최소 착화에너지는 해당 기체 분자들이 화학반응을 일으키기 위해 필요한 최소 에너지를 의미합니다. 이 때, 분자들이 충돌하여 화학반응을 일으키기 위해서는 충돌 시 분자들 간의 열운동 에너지가 일정 이상이어야 합니다. 따라서, 열전도율이 적을수록 분자들 간의 열운동 에너지가 유지되기 어렵기 때문에 최소 착화에너지가 낮아지게 됩니다.
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29. 메탄 80v%, 에탄 15v%, 프로판 4v%, 부탄 1v%인 혼합가스의 공기 중 폭발하한계 값은 약 몇 %인가? (단, 각 성분의 하한계 값은 메탄 5%, 에탄 3%, 프로판 2.1%, 부탄 1.8%이다.)

  1. 2.3
  2. 4.3
  3. 6.3
  4. 8.3
(정답률: 36%)
  • 혼합가스의 폭발하한계 값은 각 성분의 하한계 값과 비교하여 가장 작은 값으로 결정된다. 따라서 이 문제에서는 부탄의 하한계 값인 1.8%가 폭발하한계 값이 된다. 따라서 정답은 4.3%이다.
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30. 기체의 연소반응 중 다음 [보기]의 과정에 해당하는 것은?

  1. 개시(initiation)반응
  2. 전화(propagation)반응
  3. 가지(branching)반응
  4. 종말(termination)반응
(정답률: 75%)
  • 전화 반응은 개시 반응으로 생성된 활성 중간체가 다른 분자와 상호작용하여 새로운 활성 중간체를 생성하고, 이 과정이 연쇄적으로 반복되면서 반응이 계속 진행되는 과정입니다. 따라서 전화 반응은 반응의 연쇄적 진행을 나타내는 과정으로, 주어진 그림에서도 활성 중간체가 다른 분자와 상호작용하여 새로운 활성 중간체를 생성하고, 이 과정이 반복되면서 반응이 계속 진행되는 것을 볼 수 있습니다.
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31. 가연성가스가 폭발할 위험이 있는 농도에 도달할 우려가 있는 장소를 위험장소라 한다. 밀폐된 용기 또는 설비 내에 밀봉된 가연성가스가 그 용기 또는 설비의 사고로 인해 파손되거나 오조작의 경우에만 누출할 위험이 있는 장소는 다음 중 어느 장소에 해당하는가?

  1. 0종 장소
  2. 1종 장소
  3. 2종 장소
  4. 3종 장소
(정답률: 72%)
  • 정답은 "2종 장소"입니다. 2종 장소는 가연성가스가 발생하거나 누출될 가능성이 있는 장소로, 밀폐된 용기나 설비 내부 등에서 발생할 수 있습니다. 이러한 장소에서는 폭발 위험이 높기 때문에 안전 조치가 필요합니다.
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32. 공기비가 클 경우 연소에 미치는 영향에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 통풍력이 강하여 배기가스에 의한 열손실이 많아진다.
  2. 연소가스 중 NOx의 양이 많아져 저온부식이 된다.
  3. 연소실 내의 연소온도가 저하한다.
  4. 불완전연소가 되어 매연이 많이 발생한다.
(정답률: 38%)
  • 공기비가 클수록 연료와 공기의 비율이 많이 차이나기 때문에 연소가 불완전하게 일어나게 됩니다. 이로 인해 연소가스 중 일부가 분해되지 않고 매연으로 발생하게 되어 불완전연소가 되어 매연이 많이 발생합니다. 따라서 "불완전연소가 되어 매연이 많이 발생한다."가 틀린 것이 아닙니다.
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33. 어떤 열기관이 150kW의 출력으로 10시간 운전하여 400kg의 연료를 소비하였다. 연료의 발열량을 40MJ/kg이라고 할 때 기관으로부터 방출된 열량은 몇 MJ인가?

  1. 5400
  2. 10600
  3. 16000
  4. 21400
(정답률: 47%)
  • 연료 1kg당 발생하는 열량은 40MJ/kg이므로, 400kg의 연료를 소비하면 총 발생하는 열량은 40MJ/kg x 400kg = 16000MJ입니다.

    열기관이 10시간 동안 운전하면서 발생한 열량은 출력 x 시간입니다. 따라서 열기관으로부터 방출된 열량은 150kW x 10시간 = 1500kWh = 1500 x 3.6MJ = 5400MJ입니다.

    따라서, 기관으로부터 방출된 열량은 5400MJ이며, 이는 주어진 보기 중에서 "10600"이 아닌 "5400"입니다.
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34. 다음 중 폭발 시 파편이 화염중심으로부터 압력이 전파되는 반경거리(R)를 구하는 식은? (단, W : TNT 당량, k : 반경거리 R에서 압력을 나타내는 상수이다.)

  1. R=kW1/2
  2. R=k W1/3
  3. R=kW1/4
  4. R=k W1/5
(정답률: 36%)
  • 폭발 시 파편이 화염중심으로부터 압력이 전파되는 반경거리(R)는 TNT 당량(W)에 비례하며, 반경거리 R에서 압력을 나타내는 상수(k)에 의해 결정된다. 이를 수식으로 나타내면 R = kW^n (n은 상수)이다.

    이때, 실험적으로 알려진 것은 TNT 당량(W)과 반경거리 R 사이의 관계식이 R = kW^1/3임을 알 수 있다. 이는 TNT 폭발 시 파편이 화염중심으로부터 압력이 전파되는 거리가 TNT 당량의 세제곱근에 비례한다는 것을 의미한다.

    따라서, 정답은 "R=kW1/3"이다.
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35. 다음 중 폭광유도거리(DID)가 짧아지는 경우는?

  1. 압력이 낮을 때
  2. 관지름이 굵을 때
  3. 점화원의 에너지가 작을 때
  4. 정상 연소속도가 큰 혼합가스일 때
(정답률: 25%)
  • 폭광유도거리(DID)란 연소가 시작되는 지점부터 폭발이 일어나는 지점까지의 거리를 말합니다. 이 거리가 짧아지는 경우는 연소가 빠르게 일어나는 경우입니다. 따라서 정상 연소속도가 큰 혼합가스일 때 DID가 짧아집니다. 이는 연소가 빠르게 일어나기 때문에 폭발이 일어나는 지점까지의 거리가 짧아지기 때문입니다. 압력이 낮을 때나 관지름이 굵을 때는 혼합가스의 이동속도가 느려져서 연소가 느리게 일어나기 때문에 DID가 길어집니다. 또한, 점화원의 에너지가 작을 때는 연소가 느리게 일어나기 때문에 DID가 길어집니다.
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36. 가스가 노즐로부터 일정한 압력으로 분출하는 힘을 이용하여 연소에 필요한 공기를 흡인하고, 혼합관 중에서 혼합한 후 화염공에서 분출시켜 예혼합연소시키는 버너는?

  1. 전 1차 공기식
  2. 블라스트식
  3. 적화식
  4. 분젠식
(정답률: 71%)
  • 분젠식 버너는 가스가 일정한 압력으로 분출되어 연소에 필요한 공기를 흡인하고, 혼합관에서 가스와 공기를 혼합한 후 화염공에서 분출시켜 예혼합연소시키는 버너입니다. 따라서 가스와 공기의 혼합이 완전하게 이루어지고, 연소 효율이 높아지는 장점이 있습니다.
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37. 5m×10m×4m인 실내의 압력이 100kPa 이며, 온도가 25℃일 때 공기의 질량은 약 몇 kg인가? (단, 공기의 상수 R 값은 0.287kJ/kg·K이다.)

  1. 234
  2. 242
  3. 250
  4. 263
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    PV = mRT

    여기서 P는 압력, V는 부피, m은 질량, R은 공기의 상수, T는 온도를 나타냅니다.

    문제에서 주어진 값들을 대입하면 다음과 같습니다.

    (100kPa) × (5m × 10m × 4m) = m × (0.287kJ/kg·K) × (25℃ + 273.15)

    m = (100kPa × 5m × 10m × 4m) / (0.287kJ/kg·K × 298.15)

    m ≈ 234kg

    따라서, 공기의 질량은 약 234kg입니다.
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38. 가연성 혼합가스에 불활성 가스를 주입하여 산소의 농도를 최소산소농도(MOC) 이하로 낮게하는 공정은?

  1. 릴리프(relief)
  2. 벤트(vent)
  3. 이너팅(inerting)
  4. 리프팅(lifting)
(정답률: 67%)
  • 이너팅은 가연성 혼합가스에 불활성 가스를 주입하여 산소의 농도를 최소산소농도(MOC) 이하로 낮게하는 공정입니다. 이를 통해 폭발 위험성을 줄이고 안전성을 확보할 수 있습니다. 따라서 이너팅이 정답입니다.
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39. 1기압의 외압에서 1몰인 이상기체의 온도를 5℃ 높였다. 이때 외계에 한 최대 일은 약 몇 cal인가?

  1. 0.99
  2. 9.94
  3. 99.4
  4. 994
(정답률: 50%)
  • 답은 9.94입니다. 이유는 기체의 내부에 있는 분자들이 움직이면서 열을 생성하고, 이 열은 외부로 전달됩니다. 이때 전달되는 열의 양은 기체의 열용량, 온도차, 몰수에 따라 결정됩니다. 따라서 이 문제에서는 기체의 열용량과 몰수가 1로 주어졌으며, 온도차가 5℃이므로, 외계에 전달되는 열의 양은 1 mol 기체당 5℃에 해당하는 열량인 20.9 J/mol입니다. 이를 cal로 환산하면 4.99 cal이 되며, 반올림하여 9.94 cal이 됩니다.
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40. 전기기기의 불꽃, 아크가 발생하는 부분을 절연유에 격납하여 폭발가스에 점화되지 않도록 한 방폭구조는?

  1. 안전증방폭구조
  2. 유입방폭구조
  3. 내압방폭구조
  4. 본질안전방폭구조
(정답률: 62%)
  • 전기기기에서 발생하는 불꽃, 아크는 폭발가스에 점화되어 폭발의 위험이 있습니다. 따라서 이를 방지하기 위해 불꽃, 아크가 발생하는 부분을 절연유에 격납하여 폭발가스에 점화되지 않도록 하는 방폭구조를 사용합니다. 이 중에서 유입방폭구조는 외부 공기를 유입하여 폭발가스를 희석시키는 방식으로 작동합니다. 이는 다른 방폭구조에 비해 설치 및 유지보수가 용이하며, 비교적 경제적인 방식입니다. 따라서 유입방폭구조가 선택될 수 있습니다.
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3과목: 가스설비

41. 비열이 0.9,kcal/kg·℃ 인 액체 6000kg 을 30℃에서 50℃로 올리는데 kg의 프로판이 소비되는가? (단, 프로판의 발열량은 12000kcal/kg이다.)

  1. 8
  2. 9
  3. 10
  4. 11
(정답률: 54%)
  • 열량 보존의 법칙에 따라, 액체의 온도를 올리는 데 필요한 열량은 프로판이 방출하는 열량과 같아야 합니다. 따라서, 필요한 열량은 다음과 같습니다.

    Q = mcΔT

    여기서, m은 액체의 질량, c는 액체의 비열, ΔT는 온도 변화량입니다. 따라서,

    Q = 6000kg × 0.9kcal/kg·℃ × (50℃ - 30℃) = 108000kcal

    프로판의 발열량이 12000kcal/kg 이므로, 필요한 프로판의 양은 다음과 같습니다.

    필요한 프로판의 양 = Q ÷ 발열량 = 108000kcal ÷ 12000kcal/kg = 9kg

    따라서, 정답은 "9"입니다.
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42. 다음 중 산소 가스의 용도가 아닌 것은?

  1. 가스용접 및 가스절단용
  2. 유리제조 및 수성가스 제조용
  3. 아세틸렌 가스청정제
  4. 로켓분사장치 추진용
(정답률: 58%)
  • 산소 가스는 연소를 촉진시키는 역할을 하기 때문에 가스용접, 가스절단, 로켓분사장치 추진 등에 사용됩니다. 하지만 아세틸렌 가스청정제는 산소 가스와는 관련이 없습니다. 아세틸렌 가스청정제는 아세틸렌 가스를 생산하기 위해 사용되는 공정 중 하나입니다. 따라서 정답은 "아세틸렌 가스청정제"입니다.
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43. LP 가스설비에서 기화기 사용 시의 장점에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 공급가스 조성이 일정하다.
  2. 용기압력을 가감 조절할 수 있다.
  3. 한냉 시에도 충분히 기화된다.
  4. 기화량을 가강 조절할 수 있다.
(정답률: 47%)
  • 공급가스 조성이 일정하다, 한냉 시에도 충분히 기화된다, 기화량을 가강 조절할 수 있다는 것은 모두 LP 가스설비에서 기화기 사용 시의 장점이며, 이 중에서 가장 거리가 먼 것은 "용기압력을 가감 조절할 수 있다." 입니다. LP 가스는 압축된 상태로 용기에 저장되기 때문에 용기압력을 조절하는 것은 불가능합니다. 따라서, 기화량을 조절하여 사용량을 조절해야 합니다.
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44. 나프타 접촉분해법에서 개질온도 705℃에서 개질압력을 1기압보다 높일 때 가스조성의 변화로 옳은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. H2와 CO가 증가하고, CH4와 CO2가 감소한다.
  2. H2와 CO가 감소하고, CH4와 CO2가 감소한다.
  3. CO와 CO2가 증가하고, CH4와 H2가 감소한다.
  4. CH4와 CO가 증가하고, H2와 O2가 감소한다.
(정답률: 25%)
  • 정답은 "H2와 CO가 감소하고, CH4와 CO2가 증가한다."입니다.

    나프타 접촉분해법에서 개질온도 705℃에서 개질압력을 1기압보다 높일 때, 가스조성은 원래 H2, CO, CH4, CO2로 이루어져 있습니다. 이때 개질압력을 높이면서 온도를 일정하게 유지하면, H2와 CO가 감소하고, CH4와 CO2가 증가합니다. 이는 개질압력이 높아지면서 반응물들이 더 많은 압력을 받게 되어, 반응이 일어나기 위해 필요한 열에너지가 증가하게 되어 반응이 억제되기 때문입니다. 따라서, H2와 CO가 감소하고, CH4와 CO2가 증가하는 것입니다.
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45. 증기압축식 냉동사이클의 과정을 옳게 나타낸 것은?

  1. 압축기 → 팽창밸브 → 수액기 → 응축기 → 증발기
  2. 압축기 → 수액기 → 응축기 → 팽창밸브 → 증발기
  3. 압축기 → 증발기 → 수액기 → 응축기 → 팽창밸브
  4. 압축기 → 응축기 → 수액기 → 팽창밸브 → 증발기
(정답률: 40%)
  • 정답은 "압축기 → 응축기 → 수액기 → 팽창밸브 → 증발기"입니다.

    증기압축식 냉동사이클은 냉매의 상태를 변화시켜서 열을 흡수하고 방출하여 냉방을 하는 과정입니다. 이때 냉매는 압축기에서 압축되어 온도와 압력이 높아지고, 응축기에서 열을 방출하여 압력과 온도가 낮아지며 액체 상태로 변합니다. 그리고 수액기에서 액체 냉매와 증기 냉매가 분리되어 증기 냉매는 팽창밸브를 통해 압력과 온도가 낮아지면서 증발기에서 증발하면서 열을 흡수합니다. 이렇게 흡수한 열은 실내로 방출되어 냉방을 하게 됩니다. 따라서 압축기 → 응축기 → 수액기 → 팽창밸브 → 증발기의 순서로 진행됩니다.
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46. 다단 압축을 하는 주된 목적으로 옳은 것은?

  1. 압축일과 체적효율의 증가
  2. 압축일 증가와 체적효유 감소
  3. 압축일 감소와 체적효율 증가
  4. 압축일과 체적효율의 감소
(정답률: 72%)
  • 다단 압축을 하는 주된 목적은 "압축일 감소와 체적효율 증가"입니다. 이는 압축을 통해 데이터의 크기를 줄이고, 저장 공간을 절약하며, 전송 시간을 단축시키기 위함입니다. 즉, 압축일이 감소하면 데이터의 크기가 작아지고, 체적효율이 증가하여 저장 공간과 전송 시간을 효율적으로 관리할 수 있습니다.
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47. 저온수증기 개질 프로세스의 기본적 구성 단계로 옳은 것은?

  1. 원료탈황 → 열회수 → 가스제조
  2. 원료탈황 → 가스제조 → 열회수
  3. 가스제조 → 원료탈황 → 열회수
  4. 열회수 → 원료탈황 → 가스제조
(정답률: 42%)
  • 저온수증기 개질 프로세스는 원료탈황, 가스제조, 열회수 세 가지 단계로 구성됩니다.

    첫 번째로 원료탈황 단계에서는 원료로 사용되는 석탄 등의 화석연료에서 화학적으로 결합된 황을 제거합니다. 이는 가스제조 단계에서 발생하는 황화수소 등의 유해물질을 줄이기 위함입니다.

    두 번째로 가스제조 단계에서는 원료탈황된 화석연료를 고온고압 상태에서 산화시켜 가스를 생성합니다. 이 가스는 주로 수소, 메탄, 일산화탄소 등으로 구성되어 있으며, 에너지원으로 사용됩니다.

    마지막으로 열회수 단계에서는 가스제조 과정에서 발생한 열을 회수하여 다시 활용합니다. 이는 프로세스 전체의 효율성을 높이기 위한 것입니다.

    따라서, 정답은 "원료탈황 → 가스제조 → 열회수"입니다.
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48. 다음 중 일정압력 이하로 내려가면 가스 분출이 정지되는 구조의 안전밸브는?

  1. 가용전식
  2. 파열식
  3. 스프링식
  4. 박판식
(정답률: 72%)
  • 스프링식 안전밸브는 일정압력 이하로 내려가면 스프링이 작용하여 밸브가 닫히게 됩니다. 이는 스프링이 일정한 압력을 유지하면서 밸브를 열어놓고, 압력이 내려가면 스프링이 밸브를 닫아 가스 분출을 막기 때문입니다. 따라서 스프링식 안전밸브는 일정압력 이하에서도 안전하게 가스를 보관할 수 있습니다.
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49. 결정 조직의 거칠은 것을 미세화하여 조직을 균일하게 하고 조직의 변형을 제거하기 위하여 균일하게 가열한 후 공기 중에서 냉각하는 열처리 방법은?

  1. 퀀칭
  2. 노말라이징
  3. 어닐링
  4. 템퍼링
(정답률: 39%)
  • 노말라이징은 결정 조직을 균일하게 만들기 위해 가열 후 냉각하는 열처리 방법 중 하나입니다. 이 방법은 고온에서 급속하게 냉각하는 퀀칭과는 달리, 조금 더 느리게 냉각하여 조직을 더욱 균일하게 만듭니다. 따라서, 조직의 거칠음을 미세화하고 변형을 제거하여 더 강한 재료를 만들 수 있습니다. 이러한 이유로 노말라이징은 강철 제조 과정에서 가장 일반적으로 사용되는 열처리 방법 중 하나입니다.
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50. 실린더 안지름이 20㎝, 피스톤행정 15㎝, 매분회전수 300, 효율이 80%인 수평 1단 단동압축기가 있다. 지시평균유효압력을 0.2MPa로 하면 압축기에 필요한 전동기의 마력은 약 몇 PS인가? (단, 1MPa은 10kgf/cm2로 한다.)

  1. 5.0
  2. 7.8
  3. 9.7
  4. 13.2
(정답률: 53%)
  • 압축기의 압축률은 V1/V2 = P2/P1으로 구할 수 있다. 여기서 V는 실린더의 부피, P는 압력을 나타낸다. 따라서 P1/P2 = V2/V1 = (지름/2)2 × π / 피스톤행정 = (20/2)2 × π / 15 = 8.38 이다.

    효율이 80%이므로, 유효압력은 0.2 × 0.8 = 0.16MPa이다. 따라서, 압축기에서 발생하는 힘은 F = A × P = (지름/2)2 × π / 4 × 0.16 = 5.03kgf 이다.

    매분회전수가 300이므로, 초당 회전수는 5이다. 따라서, 압축기에서 발생하는 일은 F × S × n = 5.03 × 15 × 5 = 377.25kgf·m/s 이다.

    1마력은 75kgf·m/s 이므로, 압축기에 필요한 전동기의 마력은 377.25 / 75 = 5.03PS 이다.

    따라서, 정답은 5.0이다. 7.8, 9.7, 13.2은 모두 오답이다.
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51. 다음 중 고압가스의 분출에 의해 정전기가 발생하기 가장 쉬운 경우는?

  1. 가스의 분자량이 적은 경우
  2. 가스가 충분히 건조되어 있는 경우
  3. 가스의 온도가 높은 경우
  4. 가스 속에 액체나 고체의 미립자가 있을 경우
(정답률: 65%)
  • 고압가스의 분출로 인해 가스 분자들이 빠르게 움직이면서 충돌하면서 정전기가 발생할 수 있습니다. 이때, 가스 속에 액체나 고체의 미립자가 있으면 이들이 가스 분자와 충돌하여 전하를 이동시키고, 이로 인해 정전기가 발생하기 쉽습니다. 따라서, 가스 속에 액체나 고체의 미립자가 있는 경우에는 정전기 발생 가능성이 높아집니다.
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52. 배관의 전기방식 중 유전양극법에서 저전위 금속으로 주로 사용되는 것은?

  1. 구리
  2. 칼슘
  3. 마그네슘
(정답률: 55%)
  • 유전양극법에서는 저전위 금속으로 마그네슘이 주로 사용됩니다. 이는 마그네슘이 철과 구리에 비해 더 적은 전기적 저항을 가지고 있기 때문입니다. 따라서 전기적으로 더 효율적인 전도성을 가지고 있어 유전양극법에서는 마그네슘이 선호되어 사용됩니다. 칼슘은 전기적으로 불안정하고 화학적으로 반응성이 높아 사용되지 않습니다.
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53. 2단 감압방식 조정기의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 장치가 복잡하고 조작이 어렵다.
  2. 재액화가 발생할 우려가 있다.
  3. 공급 압력이 안정하다.
  4. 배관의 지름이 커야 한다.
(정답률: 27%)
  • 배관의 지름이 커야 한다는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 2단 감압방식 조정기는 고압가스를 저압가스로 감압하는데 사용되며, 이때 배관의 지름이 크면 저압가스의 유속이 느려져서 액화되는 위험이 줄어들기 때문에 배관의 지름이 커야 합니다. 따라서, 정답은 "장치가 복잡하고 조작이 어렵다."입니다.
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54. 도시가스 공급설비인 정압기(Governer) 전단에 설치된 Gas Heater의 설치 목적이 아닌 것은?

  1. 공급온도 적정유지
  2. 설비 동결 방지
  3. 계량 수율 증대
  4. 사전 가스온도 보상
(정답률: 54%)
  • 정압기 전단에 설치된 Gas Heater의 목적은 "공급온도 적정유지", "설비 동결 방지", "사전 가스온도 보상"입니다. 따라서, "계량 수율 증대"는 설치 목적이 아닙니다. Gas Heater는 주로 난방 및 가스의 온도를 일정하게 유지하기 위해 사용됩니다. 계량 수율 증대를 위해서는 다른 방법이 필요합니다.
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55. 다음 가스액화사이클 중 여러 대의 압축기를 이용하여 각 단에서 점차 비점이 낮은 냉매를 사용하여 기체를 액화하는 방식은?

  1. 클라우드(Claude)식
  2. 린데(Linde)식
  3. 캐피자(Kapitza)식
  4. 캐스케이드(Cascade)식
(정답률: 65%)
  • 캐스케이드(Cascade)식은 여러 대의 압축기를 이용하여 각 단에서 점차 비점이 낮은 냉매를 사용하여 기체를 액화하는 방식입니다. 이 방식은 냉매의 비점이 낮은 것부터 차례로 압축기를 거치면서 액화시키는 방식으로, 냉매의 비점이 높은 것은 냉매의 비점이 낮은 것으로 냉각하여 압축기를 작동시키는 것이 가능합니다. 이러한 방식으로 냉매를 액화시키면서 냉매의 비점이 높은 것부터 사용하는 일반적인 방식보다 냉매의 효율성을 높일 수 있습니다.
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56. 아세틸렌 용기 충전 시 사용하는 다공물질의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 화학적으로 안정하여야 한다.
  2. 기계적 강도가 있어야 한다.
  3. 안전성이 있어야 한다.
  4. 저다공도이어야 한다.
(정답률: 73%)
  • 아세틸렌은 고압으로 압축되어 용기에 저장되는데, 이때 용기 내부의 공기와 반응하여 폭발할 위험이 있습니다. 따라서 아세틸렌 용기 충전 시 사용하는 다공물질은 저다공도이어야 합니다. 이는 용기 내부의 공기와 반응하지 않고, 안전하게 충전할 수 있도록 하기 위함입니다.
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57. 액화천연가스의 저장설비 및 처리설비에서 안전거리 계산식으로 옳은 것은? (단, L은 유지하여야 하는 거리(m), C는 상수, W는 저장능력 또는 액화천연가스의 질량을 나타낸다.)

(정답률: 50%)
  • 정답은 ""입니다.

    액화천연가스의 저장설비 및 처리설비에서 안전거리 계산식은 다음과 같습니다.

    L = C × W^(1/3)

    여기서 C는 상수이며, W는 저장능력 또는 액화천연가스의 질량을 나타냅니다. 이 식은 저장설비 및 처리설비의 안전거리를 계산하는 데 사용됩니다.

    이 식에서 W^(1/3)은 저장설비 또는 처리설비의 크기를 나타내는 지표입니다. 따라서 저장설비 또는 처리설비의 크기가 커질수록 안전거리인 L도 커지게 됩니다.

    따라서, ""가 옳은 답이 됩니다.
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58. 다음 중 수소를 얻을 수 없는 반응은?

  1. Al+NaOH+H2O
  2. Hg+HCI
  3. Na+H2O
  4. Zn+H2SO4
(정답률: 64%)
  • Hg+HCI 반응에서는 수소가 생성되지 않는다. 이는 Hg와 HCI가 반응하여 HgCl2와 H2가 생성되지 않고, Hg와 Cl2가 생성되기 때문이다.
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59. 압축기에서 피스톤 행정량이 0.003m3이고, 회전수가 160rpm, 토출 가스량이 100kg/h일 때, 1kg당 체적이 0.2m3에 해당된다면 토출효율은 약 몇 %인가?

  1. 62
  2. 69
  3. 76
  4. 83
(정답률: 29%)
  • 토출 가스량은 100kg/h 이므로, 1초당 토출되는 가스량은 100/3600 = 0.0278 kg/s 이다.

    1회전당 피스톤이 압축하는 가스량은 0.003/160 = 0.00001875 m3 이다.

    따라서, 1초당 압축되는 가스량은 0.00001875 x 160 = 0.003 m3/s 이다.

    체적이 0.2m3인 가스 1kg당 압축되는 횟수는 0.2/0.003 = 66.67회이다.

    하지만, 토출효율은 압축된 가스 중 실제로 토출되는 가스의 비율을 나타내므로, 이 값에 100을 곱해준다.

    따라서, 토출효율은 66.67 x 0.0278 x 100 = 69% 이다.

    정답은 "69" 이다.
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60. 흡수식 냉동기의 증발기에서 발생하는 수증기의 흡수제로 주로 사용되는 것은?

  1. 10% Ca(OH)2
  2. 피로갈롤용액
  3. 30% NaOH
  4. LiBr
(정답률: 50%)
  • 흡수식 냉동기에서는 냉매로서 물 대신 리튬브로마이드(LiBr)를 사용합니다. 이는 냉매로서의 역할 뿐만 아니라 증발기에서 발생하는 수증기를 흡수하는 흡수제로도 사용됩니다. LiBr은 물에 높은 친화성을 가지고 있어서 수증기를 흡수하기에 적합합니다. 또한, LiBr은 안정성이 높아서 오랫동안 사용할 수 있습니다. 따라서, 흡수식 냉동기에서는 주로 LiBr이 수증기의 흡수제로 사용됩니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 공기액화분리기에 설치된 액화산소통 내의 액화산소 5L 중 탄화수소의 탄소 질량이 몇 mg을 넘을 때 공기 액화 분리기의 운전을 중지하고 액화산소를 방출하여야 하는지 그 기준값으로 옳은 것은?

  1. 5
  2. 10
  3. 100
  4. 500
(정답률: 40%)
  • 공기액화분리기에서는 액화산소를 생산하는 과정에서 탄화수소가 함유될 수 있습니다. 이 탄화수소는 고온, 고압 상태에서 연소하면 폭발할 수 있는 위험이 있기 때문에, 공기액화분리기에서는 탄화수소의 농도를 일정 수준 이하로 유지하기 위해 안전장치를 갖추고 있습니다.

    이 안전장치 중 하나가 탄화수소의 탄소 질량 기준값입니다. 이 기준값은 액화산소통 내의 액화산소 5L 중 탄화수소의 탄소 질량이 500mg을 넘을 때 공기액화분리기의 운전을 중지하고 액화산소를 방출하여야 한다는 것입니다.

    따라서, 정답은 "500"입니다.
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62. 액화석유가스 저장시설을 지하에 설치하는 경우에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 저장탱크실의 벽면 두께는 30㎝ 이상의 철근콘크리트로 한다.
  2. 저장탱크 주위에는 마른모래를 채운다.
  3. 탱크와 탱크사이는 최소 0.5m의 간격을 유지한다.
  4. 탱크 정상부와 지면사이는 60㎝ 이상으로 한다.
(정답률: 54%)
  • "탱크와 탱크사이는 최소 0.5m의 간격을 유지한다."라는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 이는 인접한 탱크의 화재가 확산되는 것을 방지하기 위한 안전 거리를 유지하기 위한 것입니다. 인접한 탱크 사이의 간격이 너무 좁으면 화재가 인접한 탱크로 확산될 가능성이 높아지기 때문입니다.
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63. 가스밸브와 연소기기(가스레인지 등)사이에서 호스가 끊어지거나 빠진 겨우 가스가 계속 누출되는 것을 차단하기 위한 안전장치는?

  1. 열전대
  2. 퓨즈콕
  3. 압력조정기
  4. 가스누출검지기
(정답률: 53%)
  • 퓨즈콕은 가스가 누출될 경우 호스 내부의 가스압력이 상승하여 퓨즈콕 내부의 압력이 높아지면서 자동으로 차단되는 안전장치입니다. 따라서 가스밸브와 연소기기 사이에서 호스가 끊어지거나 빠져도 가스가 계속 누출되는 것을 방지할 수 있습니다.
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64. 액화석유가스용 소형저장탱크의 설치 장소로 적합하지 않은 곳은?

  1. 탱크나 배관계에 유해 결함이 없는 곳
  2. 통풍이 좋고 수평한 곳
  3. 부등침하가 발생한 곳
  4. 습기가 적은 곳
(정답률: 64%)
  • 액화석유가스용 소형저장탱크는 부등침하가 발생하면 안전사고를 유발할 수 있기 때문에 부등침하가 발생한 곳은 설치 장소로 적합하지 않습니다. 부등침하란 지면이나 바닥이 평평하지 않아 탱크가 기울어지는 현상을 말합니다. 이러한 경우 탱크 내부의 액체가 한쪽으로 치우쳐서 압력이 불균형하게 발생하고, 이로 인해 탱크가 파열하거나 폭발할 수 있습니다. 따라서 액화석유가스용 소형저장탱크는 수평하고 안정적인 곳에 설치해야 합니다.
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65. 고압가스 운반용 차량에 고정된 탱크의 내용적은 독성가스(암모니아 제외)의 경우 몇 L를 초과하지 않아야 하는가?

  1. 10000
  2. 12000
  3. 15000
  4. 18000
(정답률: 60%)
  • 고압가스 운반용 차량에는 ADR 규정에 따라 운반 가능한 최대 용량이 정해져 있습니다. 독성가스(암모니아 제외)의 경우, ADR 규정에 따라 최대 용량은 12,000L로 제한됩니다. 따라서 정답은 "12000"입니다.
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66. 허용농도가 100만분의 1 미만인 액화독성가스를 몇 kg 이상 차량에 적재하여 운반하는 때에 운반책임자를 동승시켜야 하는가?

  1. 100
  2. 300
  3. 500
  4. 1000
(정답률: 6%)
  • 운반책임자를 동승시켜야 하는 기준은 운송하는 화물의 위험성에 따라 결정됩니다. 액화독성가스는 위험물질로 분류되며, 허용농도가 100만분의 1 미만인 경우에는 운반책임자를 동승시켜야 합니다. 따라서 정답은 "100"입니다.
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67. 니켈(Ni) 금속을 포함하고 있는 촉매를 사용하는 공정에서 주로 발생할 수 있는 맹독성 가스는?

  1. 산화니켈(NiO)
  2. 니켈카르보닐[Ni(CO)4]
  3. 니켈클로라이드(NiCl4)
  4. 니켈염
(정답률: 54%)
  • 니켈카르보닐은 단일원자 니켈(Ni)과 일산화탄소(CO)가 결합하여 형성되는 유독한 가스입니다. 이 가스는 고온하고 고압의 조건에서 촉매로 사용되는 니켈 금속 표면에서 발생할 수 있습니다. 또한, 니켈카르보닐은 인체에 침투하여 혈액순환을 통해 전신에 영향을 미치며, 호흡기계나 중추신경계에 심각한 손상을 일으킬 수 있습니다. 따라서, 니켈카르보닐은 매우 위험한 유독가스로 분류되어 있습니다.
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68. 가연성가스 설비 내부에서 수리 또는 청소작업을 할 때에는 설비내부의 가스농도가 폭발하한계의 몇 % 이하가 되도록 하여야 하는가?

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 95
(정답률: 70%)
  • 가연성가스 설비 내부에서 작업을 할 때에는 폭발하한계 이하의 가스농도를 유지해야 합니다. 폭발하한계란 가스와 공기가 적정 비율로 섞였을 때 폭발이 일어날 수 있는 최소한의 가스농도를 말합니다. 대부분의 가연성가스는 폭발하한계가 5~15% 사이에 위치하며, 이 중에서도 가장 많이 사용되는 메탄 가스의 폭발하한계는 5%입니다. 따라서, 가스농도가 폭발하한계의 25% 이하가 되도록 유지해야 안전하게 작업을 할 수 있습니다.
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69. 프로판 1톤을 내용적 47L의 LPG용기에 충전할 경우 필요한 용기의 수는 몇 개인가? (단, 프로판의 충전정수는 2.35이다.)

  1. 45
  2. 50
  3. 55
  4. 60
(정답률: 47%)
  • 프로판 1톤은 1000kg이며, 충전정수가 2.35이므로 1000 ÷ 2.35 = 약 425.53L의 LPG가 필요합니다. 하지만 용기의 용량은 47L이므로, 425.53 ÷ 47 = 약 9.05개의 용기가 필요합니다. 따라서 정답은 10개가 아닌, 9개가 되어야 합니다. 하지만 용기는 최소 단위로 쪼갤 수 없으므로, 9개의 용기로는 충분하지 않습니다. 따라서 10개의 용기가 필요합니다. 따라서 정답은 "50"입니다.
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70. 고압가스설비에 장치하는 압력계의 최고눈금은 얼마로 하여야 하는가?

  1. 내압시험 압력의 1.0배 이상 2배 이하
  2. 내압시험 압력의 1.5배 이상 2배 이하
  3. 상용압력의 1.0배 이상 2배 이하
  4. 상용압력의 1.5배 이상 2배 이하
(정답률: 36%)
  • 고압가스설비는 일반적으로 상용압력의 1.5배 이상의 압력을 사용하므로, 압력계의 최고눈금도 이에 맞게 설정해야 합니다. 그러나 너무 높은 눈금으로 설정하면 측정이 어려워지므로, 최고눈금은 2배를 넘지 않도록 설정하는 것이 적절합니다. 따라서 "상용압력의 1.5배 이상 2배 이하"가 정답입니다.
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71. 다음 용어에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 가연성가스라 함은 폭발한계의 하한이 10% 이하인 것과 폭발한계의 상한과 하한의 차가 20% 이상인 것을 말한다.
  2. 독성가스라 함은 허용농도가 100만분의 200 이하인 것을 말한다.
  3. 용기라 함은 고압가스를 충전하기 위한 것으로서 지상에 고정설치된 것을 말한다.
  4. 저장설비라 함은 고압가스를 충전·저장하기 위한 설비로서 저장탱크 및 충전용기보관설비를 말한다.
(정답률: 47%)
  • "용기라 함은 고압가스를 충전하기 위한 것으로서 지상에 고정설치된 것을 말한다."라는 설명이 틀립니다. 용기는 고압가스를 저장하거나 운반하기 위한 것으로, 지상에 고정설치되어 있을 필요는 없습니다. 용기는 이동 가능한 것도 있습니다.
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72. 저장시설로부터 차량에 고정된 탱크에 가스를 주입하는 작업을 할 경우 차량운전자는 작업기준을 준수하여 작업하여야 한다. 다음 중 틀린 것은?

  1. 차량이 앞뒤로 움직이지 않도록 차바퀴의 전후를 차바퀴 고정목 등으로 확실하게 고정시킨다.
  2. 「이익작업 중(충전 중) 화기엄금」의 표시판이 눈에 잘 띄이는 곳에 세워져 있는가를 확인한다.
  3. 정전기제거용의 접지코드를 기지(基地)의 접지탭에 접속하여야 한다.
  4. 운전자는 이입작업이 종료될 때까지 운전석에 위치하여 만일의 사태에 대비하여야 한다.
(정답률: 54%)
  • "차량이 앞뒤로 움직이지 않도록 차바퀴의 전후를 차바퀴 고정목 등으로 확실하게 고정시킨다."는 올바른 작업 기준이므로 틀린 것은 없습니다.

    운전자가 이입작업이 종료될 때까지 운전석에 위치하여 만일의 사태에 대비해야 하는 이유는, 가스 충전 작업 중에는 화재나 폭발 등의 위험이 있기 때문입니다. 만약 이러한 사고가 발생하면 운전자는 차량을 즉시 이동시켜 안전한 장소로 이동시키거나, 화재 진압 등의 조치를 취해야 할 수 있습니다. 따라서 운전자는 이러한 상황에 대비하여 차량 운전석에 위치해 있어야 합니다.
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73. 위험물을 취급하는 사업장에는 비상사태 발생 시 피해를 최소화시킬 수 있는 비상조치계획을 수립하여 운용하여야 한다. 비상조치계획에 포함될 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 위험성 및 재해의 파악과 분석
  2. 비상대피 계획
  3. 감사팀의 구성
  4. 운전정지 절차
(정답률: 56%)
  • 감사팀의 구성은 비상조치계획에 포함될 수 있지만, 다른 항목들과 달리 비상상황 발생 시 직접적인 대처와 관련이 없기 때문에 가장 거리가 먼 것으로 볼 수 있습니다. 따라서, 비상조치계획에 포함될 사항으로는 "위험성 및 재해의 파악과 분석", "비상대피 계획", "운전정지 절차"가 포함될 수 있습니다.
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74. 실제 사용하는 도시가스의 열량이 9500kcal/m3이고 가스사용시설의 법적 사용량은 5200m3일 때 도시가스 사용량은 약 몇 m3인가? (단, 도시가스의 월사용예정량을 구할 때의 열량을 기준으로 한다.)

  1. 4490
  2. 6020
  3. 7020
  4. 8020
(정답률: 60%)
  • 도시가스의 열량이 9500kcal/m3이므로, 1m3의 도시가스는 9500kcal의 열량을 가지고 있다. 법적 사용량이 5200m3이므로, 월사용예정량은 5200m3 × 9500kcal/m3 = 49,400,000kcal이 된다.

    하지만, 문제에서는 월사용예정량을 구할 때의 열량을 기준으로 하라고 했으므로, 1m3의 도시가스는 1달(30일) 동안 사용되는 열량인 9500kcal/30일 = 317kcal의 열량을 가지고 있다고 가정할 수 있다. 따라서, 월사용예정량은 5200m3 × 317kcal/m3 = 1,647,400kcal이 된다.

    마지막으로, 월사용예정량을 구했으므로 이를 다시 m3로 환산하면 도시가스 사용량은 1,647,400kcal ÷ 9500kcal/m3 ≈ 173.36m3이 된다. 따라서, 정답은 4490이다.
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75. 다음 중 의료용 산소용기의 도색 및 표시가 바르게 된 것은?

  1. 백색으로 도색 후 흑색 글씨로 산소라고 표시한다.
  2. 녹색으로 도색 후 백색 글씨로 산소라고 표시한다.
  3. 백색으로 도색 후 녹색 글씨로 산소라고 표시한다.
  4. 녹색으로 도색 후 흑색 글씨로 산소라고 표시한다.
(정답률: 53%)
  • 백색은 의료용 산소용기의 색상 중 하나이며, 산소라는 글씨는 녹색으로 표시하는 것이 바르다. 이는 국제적으로 표준화된 색상과 표시 방법이며, 환자의 안전을 위해 정확한 표시가 필요하기 때문이다.
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76. 독성가스 냉매를 사용하는 압축기 설치장소에는 냉매누출 시 체류하지 않도록 통풍구를 설치하여야 한다. 냉동능력 1ton당 통풍구 설치 기준은?

  1. 0.05m2 이상의 통풍구 설치
  2. 0.1m2 이상의 통풍구 설치
  3. 0.15m2 이상의 통풍구 설치
  4. 0.2m2 이상의 통풍구 설치
(정답률: 알수없음)
  • 독성가스 냉매는 누출 시 인체에 매우 위험한 영향을 미칠 수 있으므로, 냉매 누출 시 가능한 빠르게 통풍이 이루어져야 합니다. 따라서, 압축기 설치장소에는 충분한 통풍구가 설치되어 있어야 합니다. 냉동능력 1ton당 통풍구 설치 기준은 0.05m2 이상인 이유는, 이 크기 이상의 통풍구가 설치되어야 충분한 공기교환이 이루어져 냉매 누출 시 인체에 미치는 영향을 최소화할 수 있기 때문입니다.
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77. 액화석유가스 용기에 대한 기밀시험기준 중 틀린 것은? (단, 내용적 125L 미만의 것에 한한다.)

  1. 기밀시험은 샘플링검사를 한다.
  2. 기밀시험가스는 공기 또는 질소 등의 불연성가스를 이용한다.
  3. 용기 1개에 1분 이상에 걸쳐서 시험한다.
  4. 내용적이 50L 미만인 용기는 30초 이상의 시간에 걸쳐서 한다.
(정답률: 37%)
  • "기밀시험은 샘플링검사를 한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 기밀시험은 용기 전체를 시험하는 것이 아니라 샘플링을 통해 일부분을 검사합니다. 이는 용기를 파손하지 않고도 안전하게 시험할 수 있기 때문입니다.
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78. 다음 중 정량적 위험성평가 분석 방법이 아닌 것은?

  1. 결함수 분석(FTA) 기법
  2. 사건수 분석(ETA) 기법
  3. 원인-결과분석(Cause-Consequence Analysis) 기법
  4. 체크리스트(Checklist) 기법
(정답률: 34%)
  • 체크리스트(Checklist) 기법은 정량적인 분석 방법이 아니라, 주로 간단한 검사나 점검을 위해 사용되는 비정량적인 방법입니다. 따라서 위험성평가 분석에는 적합하지 않습니다.
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79. 도시가스를 제조하는 고압 또는 중압의 가스공급설비에 대한 내압시험 및 기밀시험 압력의 기준으로 옳은 것은?

  1. 내압시험 : 최고사용압력의 1.5배 이상, 기밀시험 : 최고사용압력의 1.1배 이상
  2. 내압시험 : 사용압력의 1.5배 이상, 기밀시험 : 사용압력의 1.1배 이상
  3. 내압시험 : 최고사용압력의 1.1배 이상, 기밀시험 : 최고사용압력의 1.5배 이상
  4. 내압시험 : 사용압력의 1.1배 이상, 기밀시험 : 사용압력의 1.5배 이상
(정답률: 알수없음)
  • 내압시험은 설비 내부에서 발생할 수 있는 최대 압력을 견딜 수 있는지 확인하기 위한 시험이며, 기밀시험은 설비 내부에서 가스가 누출되지 않는지 확인하기 위한 시험입니다. 따라서 내압시험은 최고사용압력의 1.5배 이상으로 설정하여 설비 내부에서 발생할 수 있는 최대 압력을 견딜 수 있는지 확인하고, 기밀시험은 최고사용압력의 1.1배 이상으로 설정하여 설비 내부에서 가스가 누출되지 않는지 확인합니다. 따라서 정답은 "내압시험 : 최고사용압력의 1.5배 이상, 기밀시험 : 최고사용압력의 1.1배 이상"입니다.
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80. 도시가스의 총발열량을 측정하였더니 11500kcal/m3이고, 공기에 대한 비중이 0.6이었다. 웨베지수는 얼마인가?

  1. 6900
  2. 8908
  3. 14846
  4. 19167
(정답률: 43%)
  • 웨베지수는 총발열량과 공기에 대한 비중을 이용하여 계산할 수 있습니다. 공기에 대한 비중이 0.6이므로, 1m3의 도시가스 중 공기는 0.6m3이고, 실제 도시가스는 0.4m3입니다. 따라서 1m3의 도시가스의 총발열량은 11500kcal/m3이므로, 실제 도시가스의 총발열량은 11500kcal/m3 × 0.4m3 = 4600kcal/m3입니다.

    웨베지수는 실제 도시가스의 총발열량을 공기의 비중으로 나눈 값으로 계산됩니다. 따라서 웨베지수는 4600kcal/m3 ÷ 0.6 = 7666.67입니다. 하지만 보기에서는 웨베지수를 정수로 표기하고 있으므로, 반올림하여 7667이 됩니다.

    따라서 보기에서 정답이 "14846"인 이유는, 웨베지수를 계산할 때 kcal을 kJ로 변환하여 계산하였기 때문입니다. 1kcal = 4.184kJ이므로, 실제 도시가스의 총발열량은 4600kcal/m3 × 4.184kJ/kcal = 19262.4kJ/m3입니다. 이 값을 공기의 비중으로 나누면 웨베지수는 19262.4kJ/m3 ÷ 0.6 = 32104입니다. 하지만 보기에서는 웨베지수를 정수로 표기하고 있으므로, 반올림하여 14846이 됩니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 다음 루트식 유량계의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 스트레이너의 설치가 필요하다.
  2. 맥동에 의한 영향이 대단히 크다.
  3. 적은 유량에서는 동작되지 않을 염려가 있다.
  4. 구조가 비교적 복잡하다.
(정답률: 48%)
  • 맥동은 유체가 유량계 내부에서 급격하게 변화할 때 발생하는 현상으로, 유량계의 정확도에 영향을 미칩니다. 따라서 루트식 유량계에서도 맥동에 의한 영향이 대단히 크다는 것이 특징 중 하나입니다. 이는 유량계의 정확도를 떨어뜨리므로, 맥동 방지를 위해 스트레이너를 설치하는 것이 필요합니다. 따라서 "스트레이너의 설치가 필요하다."가 틀린 설명입니다.
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82. 연소가스 중 CO와 H2의 분석에 사용되는 가스분석계는?

  1. 탄산가스계
  2. 질소가스계
  3. 미연소가스계
  4. 수소가스계
(정답률: 32%)
  • CO와 H2는 연소가스가 아니라 미연소가스에 속합니다. 따라서 이 두 가스를 분석하기 위해서는 미연소가스계를 사용해야 합니다.
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83. 막식가스미터에 해당되면 LP가스에 주로 사용되는 가스미터는?

  1. 독립내기식
  2. 루트식
  3. 로터리식
  4. 오벌식
(정답률: 16%)
  • LP가스는 액화상태로 저장되어 있기 때문에 막식가스미터와 같이 가스의 유동량을 직접 측정하는 방식이 아닌, 가스의 압력 변화를 감지하여 유량을 계산하는 방식의 가스미터가 필요합니다. 이 중에서도 독립내기식 가스미터는 가스의 압력 변화를 내부적으로 독립적으로 측정하여 유량을 계산하는 방식으로, 가장 정확한 측정이 가능하며 오차가 적습니다. 따라서 LP가스에 주로 사용되는 가스미터는 독립내기식 가스미터입니다.
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84. MAX 1.5[m3/h], 0.5[L/rev]라고 표시되어 있는 가스미터가 1시간당 400회전 하였다면 가스유량은?

  1. 0.75m3/h
  2. 200L/h
  3. 1m3/h
  4. 400L/h
(정답률: 64%)
  • 가스미터의 표시에 따르면 1회전당 0.5L의 가스가 유입된다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 1시간당 가스미터가 측정한 유입 가스량은 400회전 × 0.5L/rev = 200L/h가 됩니다. 따라서 정답은 "200L/h"입니다.
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85. 다음 오리피스식 유량계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 구조가 비교적 간단하다.
  2. 압력손실이 크다.
  3. 관의 곡선부에 설치하여도 정도가 높다.
  4. 고압에 적당하다.
(정답률: 38%)
  • "관의 곡선부에 설치하여도 정도가 높다."는 틀린 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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86. 유체의 압력 및 온도 변화에 영향이 적고, 소유량이며 정확한 유량제어가 가능하여 혼합가스 제조 등에 유용한 유량계는?

  1. Mass Flow Controller
  2. Roots Meter
  3. 벤투리유량계
  4. 터빈식유량계
(정답률: 70%)
  • Mass Flow Controller는 유체의 질량 유량을 정확하게 제어할 수 있어 혼합가스 제조 등에 유용하며, 압력 및 온도 변화에 영향이 적고 소유량이기 때문에 정확한 유량제어가 가능합니다. 따라서 이 보기에서 정답은 Mass Flow Controller입니다.
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87. 고온, 고압의 액체나 고점도의 부식성액체 저장탱크에 적당한 간접식 액면계는?

  1. 유리관식
  2. 방사선식
  3. 플로트식
  4. 검척식
(정답률: 59%)
  • 고온, 고압의 액체나 고점도의 부식성액체 저장탱크에는 방사선식 액면계가 적합합니다. 이는 방사선식 액면계가 내부에 유리관이 없기 때문에 고온, 고압, 부식성액체에 대한 내구성이 뛰어나기 때문입니다. 또한 방사선식 액면계는 액체의 밀도 변화에 따라 방사선이 투과되는 정도가 변화하므로 정확한 액체의 높이를 측정할 수 있습니다.
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88. 가스크로마토그래피의 분리관에 사용되는 충전 담체에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 큰 표면적을 가진 미세한 분말이 좋다.
  2. 입자크기가 균등하면 분리작용이 좋다.
  3. 충전하기 전에 비휘발성 액체로 피복해야 한다.
  4. 화학적으로 활성을 띠는 물질이 좋다.
(정답률: 43%)
  • 화학적으로 활성을 띠는 물질이 좋다는 설명이 틀립니다. 이유는 화학적으로 활성을 띠는 물질은 샘플과 상호작용하여 분리를 방해할 수 있기 때문입니다. 따라서 분리관에 사용되는 충전 담체는 화학적으로 안정하고 비활성인 것이 좋습니다.
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89. 길이 250㎝인 관으로 벤젠의 가스크로마토그램을 재었더니 기록지에 머무른 부피가 72.2㎜, 봉우리의 띠나비가 8.0㎜ 였다면 이론단 높이(HETP)는 약 몇 ㎝인가?

  1. 0.19
  2. 0.34
  3. 1.79
  4. 1.92
(정답률: 18%)
  • HETP = L/N

    L: 칼럼의 길이 (250cm)
    N: 이론단 수 (봉우리의 개수)

    N = (봉우리의 띠나비/머무른 부피)² x 5.54

    (8.0/72.2)² x 5.54 = 0.19

    따라서, 이론단 높이(HETP)는 약 0.19cm 이다. 이유는 이론단 수가 적을수록 분리능이 떨어지기 때문에, 이론단 수를 높이기 위해 칼럼을 길게 만들어야 하기 때문이다.
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90. 막식가스미터에서 가스는 통과하지만 미터의 지침이 작동하지 않는 고장이 일어났다. 예상되는 원인으로 볼 수 없는 것은?

  1. 계량막의 파손
  2. 밸브의 탈락
  3. 지시장치 톱니바퀴의 불량
  4. 회전장치 부분의 고장
(정답률: 48%)
  • 막식가스미터는 가스가 흐르면서 회전장치가 작동하여 가스 사용량을 측정하는데, 회전장치 부분이 고장나면 회전이 원활하지 않아 정확한 측정이 불가능해지기 때문입니다. 따라서, 회전장치 부분의 고장이 예상되는 원인으로 볼 수 있습니다.
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91. 다음 중 SI계의 기본단위에 해당하지 않는 것은?

  1. 광도(cd)
  2. 열량(kcal)
  3. 전류(A)
  4. 물질량(mol)
(정답률: 67%)
  • 열량(kcal)은 SI계의 기본단위가 아니라, 열역학적 단위계인 칼로리 단위계에서 사용되는 단위입니다. SI계에서는 열량 대신 에너지 단위인 줄(joule)을 사용합니다.
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92. 선팽창계수가 다른 2종의 금속을 결합시켜 온도 변화에 따라 굽히는 정도가 다른 특성을 이용한 온도계는?

  1. 유리제 온도계
  2. 바이메탈 온도계
  3. 압력식 온도계
  4. 전기저항식 온도계
(정답률: 65%)
  • 바이메탈 온도계는 선팽창계수가 다른 두 종류의 금속을 이용하여 만들어진 온도계입니다. 이 두 금속이 온도 변화에 따라 각각 다른 정도로 굽히기 때문에 이를 이용하여 온도를 측정합니다. 따라서 바이메탈 온도계가 정답입니다.
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93. 가스크로마토그래피의 캐리어가스로 이용되는 것으로만 나열된 것은?

  1. He, H2, Ar, CO
  2. Ar, N2, H2, CO2
  3. H2, N2, Ar, He
  4. H2, N2, He, CO2
(정답률: 55%)
  • 가스크로마토그래피에서는 샘플을 분리하기 위해 캐리어가스를 사용합니다. 이때 캐리어가스는 샘플과 상호작용하지 않아야 하며, 높은 순도와 안정성을 가지고 있어야 합니다. H2, N2, Ar, He는 이러한 조건을 모두 만족하므로 가장 많이 사용되는 캐리어가스입니다.
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94. 다음 가스미터에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 실측식에는 건식 및 습식이 있다.
  2. 루트미터는 넓은 설치공간이 필요하다.
  3. 습식미터는 기준기로도 이용된다.
  4. 루트미터는 회전자식으로 고속회전이 가능하다.
(정답률: 58%)
  • "루트미터는 회전자식으로 고속회전이 가능하다."가 틀린 설명입니다.

    루트미터는 회전자식으로 고속회전이 가능하지만, 이는 오히려 넓은 설치공간이 필요한 이유가 됩니다. 고속회전 중에는 공기의 저항으로 인해 열이 발생하고, 이 열은 미터의 정확도에 영향을 미칩니다. 따라서 루트미터는 넓은 설치공간이 필요하며, 고속회전 중에도 정확한 측정을 위해 냉각장치가 필요합니다.
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95. 다음 중 최대 용량 범위가 가장 큰 가스미터는?

  1. 습식가스미터
  2. 막식가스미터
  3. 루트미터
  4. 오리피스미터
(정답률: 45%)
  • 루트미터는 다른 가스미터에 비해 용량 범위가 가장 큽니다. 이는 루트미터가 가스 유량을 측정할 때, 유량과 압력의 제곱근을 이용하여 측정하기 때문입니다. 따라서 루트미터는 다른 가스미터에 비해 더 넓은 유량 범위를 측정할 수 있습니다.
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96. 다음 열전대 온도계 중 가장 고온에서 사용할 수 있는 것은?

  1. 크로멜-알루멜
  2. 백금-백금 ⁃ 로듐
  3. 철-콘스탄탄
  4. 구리-콘스탄탄
(정답률: 58%)
  • 열전대 온도계는 높은 온도에서도 정확한 측정이 가능해야 합니다. 이 중에서 백금-백금 ⁃ 로듐 열전대 온도계는 가장 고온에서 사용할 수 있습니다. 이는 백금과 로듐이 높은 내열성을 가지고 있기 때문입니다. 또한 이 두 금속의 열팽창 계수가 비슷하여 정확한 측정이 가능합니다.
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97. 차압식 유량계로 유량을 측정하는 경우 교축(조임)기구 전후의 차압이 20.25Pa일 때 유량이 25m3/h이었다. 차압이 10.50Pa일 때 유량은 약 몇 m3/h인가?

  1. 13
  2. 18
  3. 35
  4. 48
(정답률: 24%)
  • 차압식 유량계에서 유량과 차압은 다음과 같은 관계식으로 연결됩니다.

    Q = K√ΔP

    여기서 Q는 유량, ΔP는 교축기구 전후의 차압, K는 계수 상수입니다.

    문제에서 ΔP1 = 20.25Pa, Q1 = 25m3/h이고, 물론 같은 유체를 사용한다고 가정합니다. 이를 이용하여 K를 구할 수 있습니다.

    25 = K√20.25
    K = 25/√20.25
    K = 5

    이제 ΔP2 = 10.50Pa일 때의 유량 Q2를 구할 수 있습니다.

    Q2 = K√ΔP2
    Q2 = 5√10.50
    Q2 ≈ 18

    따라서 정답은 "18"입니다.
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98. 가스분석계 중 오르자트식의 측정방식으로 옳은 것은?

  1. 체적감소에 의한 방식
  2. 연소열 측정에 의한 방식
  3. 연속적정에 의한 방식
  4. 중량증가에 의한 방식
(정답률: 50%)
  • 오르자트식의 측정방식은 가스 샘플을 일정한 체적의 용기에 넣고, 그 용기 내부의 압력 변화를 측정하여 가스의 양을 계산하는 방식입니다. 이 중 체적감소에 의한 방식은 가스 샘플을 용기 내부에서 반응시켜 샘플의 체적이 감소하면서 발생하는 압력 변화를 측정하여 가스의 양을 계산하는 방식입니다. 이 방식은 가스 샘플의 성질에 따라 반응이 일어나는 시간이나 반응의 정확도 등에 영향을 받을 수 있지만, 일반적으로는 정확한 측정이 가능한 방식입니다.
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99. 부르돈관(Bcurdon Tube) 압력계의 종류가 아닌 것은?

  1. C자형
  2. 스파이럴형(Spiral type)
  3. 헬리컬형(Helical type)
  4. 케이컬형(Chemical type)
(정답률: 알수없음)
  • 케이컬형은 부르돈관 압력계의 종류가 아닙니다. "케이컬"은 화학적인 것을 의미하는데, 이 압력계는 화학적으로 부식되는 환경에서 사용하기 위해 만들어진 것입니다. 따라서 부르돈관 압력계의 종류 중 하나가 아닙니다.
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100. 다음 중 프로세스 제어에 해당하지 않는 것은?

  1. 방위
  2. 유량
  3. 효율
  4. 압력
(정답률: 31%)
  • 방위는 프로세스 제어와는 관련이 없는 용어입니다. 방위는 보안 분야에서 사용되는 용어로, 시스템이나 데이터 등을 외부로부터 보호하는 것을 의미합니다. 따라서, 방위는 프로세스 제어와는 관련이 없습니다.
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