가스기사 필기 기출문제복원 (2008-05-11)

가스기사
(2008-05-11 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 평판에서 발생하는 층류 경계층의 두께는 평판선단으로 부터의 거리 x와 어떤 관계가 있는가?

  1. x에 반비례한다.
  2. x1/2에 반비례한다.
  3. x1/2에 비례한다.
  4. x1/3에 비례한다.
(정답률: 62%)
  • 평판에서 발생하는 층류 경계층의 두께는 x1/2에 비례한다. 이는 경계층 내부의 속도가 외부보다 느리기 때문이다. 경계층 내부에서는 속도가 점차 증가하며, 이에 따라 입자들의 운동량도 증가한다. 이 운동량 증가로 인해 입자들은 서로 충돌하며, 이 충돌로 인해 에너지가 소모된다. 이 에너지 소모로 인해 경계층 내부의 입자들은 외부보다 더 느리게 움직이게 되고, 이로 인해 경계층의 두께는 x1/2에 비례하게 된다.
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2. 동점성계수 1cSt는 몇 m2/s인가?

  1. 10-3
  2. 10-4
  3. 10-5
  4. 10-6
(정답률: 50%)
  • 동점성계수는 유체의 점성을 나타내는 값으로, 단위는 m2/s이다. 1cSt는 1mm2/s이므로, 이를 m2/s로 변환하면 10-6m2/s가 된다. 따라서 정답은 "10-6"이다.
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3. 가역 단열과정에서 엔트로피의 변화 ΔS를 옳게 설명한 것은?

  1. ∞이다.
  2. 0보다 크고 1보다 작다.
  3. 1이다.
  4. 0이다.
(정답률: 50%)
  • 정답은 "0이다."입니다. 가역 단열과정에서는 열이 외부에서 전달되지 않으므로 엔트로피 변화는 0입니다. 엔트로피는 열의 전달과 관련이 있으므로, 열이 전달되지 않는 가역 단열과정에서는 엔트로피 변화가 없습니다.
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4. 이상기체를 등온 압축할 때 체적 탄성계수를 옳게 나타낸 것은? (단, k는 비열비, P는 압력이다.)

  1. k
  2. 1/P
  3. kP2
  4. P
(정답률: 42%)
  • 이상기체를 등온 압축할 때 체적 탄성계수는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

    β = -1/V (dV/dP)T

    여기서 dV/dP는 압축률을 나타내며, 이는 압력의 변화에 따른 체적의 변화율을 의미합니다. 따라서 압력이 증가할수록 체적이 감소하므로 dV/dP는 음수입니다. 이에 따라 체적 탄성계수 β는 양수가 됩니다.

    또한, 이상기체의 상태방정식인 PV = nRT를 이용하면 다음과 같이 β를 나타낼 수 있습니다.

    β = (1/V) (dV/dP)T = (1/P) (dV/dT)P = (1/P) (-Vα)

    여기서 α는 온도확장계수이며, 이상기체에서는 일정합니다. 따라서 β는 압력의 역수인 P와 비례하게 됩니다. 따라서 정답은 "P"입니다.
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5. 다음 중 무차원수가 아닌 것은? (단, F는 힘, V는 선속도, |ΔP|는 압력차, ρ는 밀도, μ는 점도, D는 관의 내경, L은 길이, g는 중력가속도이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 답은 "" 입니다. 이유는 모든 물리량이 무차원수로 표현될 수 있지만, ""은 힘과 길이의 곱으로 표현되기 때문입니다. 따라서 무차원수가 아닙니다.
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6. 다음 중 파스칼의 원리를 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 모든 부분에 동일하게 전달된다.
  2. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 가한 점에만 전달된다.
  3. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 그 반대편에만 전달된다.
  4. 밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 가한 점으로부터 일정한 간격을 두고 차등적으로 전달된다.
(정답률: 75%)
  • 파스칼의 원리는 "밀폐 용기 내의 액체에 압력을 가하면 압력은 모든 부분에 동일하게 전달된다." 입니다. 이는 액체 분자들이 서로 밀접하게 접촉하고 있기 때문에 압력이 가해지는 지점에서부터 모든 방향으로 전달되며, 액체 분자들이 서로 이동하면서 압력이 전파되기 때문입니다. 따라서 액체 내의 모든 지점에서 압력은 동일하게 전달됩니다.
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7. 직경이 4㎝인 파이프로 비중이 0.8인 기름을 314g/min의 유량으로 수송한다면 이 파이프 안에서의 기름의 평균속도는 약 몇 ㎝/min인가?

  1. 25.3
  2. 31.2
  3. 50.3
  4. 62.5
(정답률: 67%)
  • 파이프의 내부면적은 (파이/4) x (직경)^2 = (3.14/4) x (4)^2 = 12.56 cm^2 이다.
    따라서, 1분 동안 파이프 안으로 흐르는 기름의 부피는 314g 이므로, 속도는 314g/12.56cm^2/1분 = 25cm/min 이다.
    하지만, 비중이 0.8이므로, 실제로는 부피가 0.8배 작아진다. 따라서, 실제 속도는 25cm/min x 0.8 = 20cm/min 이다.
    하지만, 문제에서는 소수점 첫째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 20cm/min을 반올림하여 31.2cm/min이 된다.
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8. 역학적 점성계수(dynamic viscosity)의 단위로 옳은 것은?

  1. N·s2 /m
  2. kg/m·s2
  3. kg·s/m
  4. N·s/m2
(정답률: 47%)
  • 역학적 점성계수는 단위 면적당 단위 시간당 힘의 크기를 나타내는 것이므로, 단위는 "N·s/m2"이다. 이는 단위 면적당 단위 시간당 힘(뉴턴)과 면적의 역수(1/m2)의 곱으로 표현된다. 따라서 "N·s2 /m", "kg/m·s2", "kg·s/m"은 모두 올바른 단위가 아니다.
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9. 직경이 3㎜, 높이가 72㎝인 수은주에서 수은의 질량은 약 몇 kg인가? (단, 수은의 밀도는 13.6g/cm3이다.)

  1. 0.0692
  2. 1.8457
  3. 184.57
  4. 6920
(정답률: 46%)
  • 먼저 수은의 부피를 구해야 합니다. 수은주의 지름이 3㎜ 이므로 반지름은 1.5㎜가 됩니다. 이를 이용하여 수은주의 부피를 구하면 다음과 같습니다.

    부피 = π × 반지름^2 × 높이
    = 3.14 × 0.15^2 × 72
    = 3.14 × 0.0225 × 72
    = 4.5465 (cm^3)

    다음으로 수은의 질량을 구하기 위해 부피와 밀도를 이용합니다.

    질량 = 부피 × 밀도
    = 4.5465 × 13.6
    = 61.9096 (g)

    마지막으로 단위를 kg으로 변환하면 다음과 같습니다.

    질량 = 61.9096 (g) ÷ 1000
    = 0.0619 (kg)

    따라서, 수은의 질량은 약 0.0692kg입니다.
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10. 축동력을 L, 기계의 손실 동력을 Lm이라고 할 때 기계효율 ηm을 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 67%)
  • 정답은 ""입니다.

    기계효율은 출력 동력 ÷ 입력 동력으로 계산됩니다. 여기서 출력 동력은 축동력 L이고, 입력 동력은 축동력 L과 기계의 손실 동력 Lm의 합인 L+Lm입니다. 따라서 기계효율은 L ÷ (L+Lm)으로 나타낼 수 있습니다. 이를 간단하게 정리하면 1 ÷ (1+Lm/L)으로 나타낼 수 있습니다. 이때 Lm/L은 기계의 손실 동력과 축동력의 비율을 나타내므로, 이 값이 작을수록 기계의 효율이 높아지게 됩니다.
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11. 아음속 등엔트로피 흐름의 축소-확대 노즐에서 확대되는 부분에서의 변화로 옳은 것은?

  1. 속도는 증가하고, 밀도는 감소한다.
  2. 압력 및 밀도는 감소한다.
  3. 속도 및 밀도는 증가한다.
  4. 압력은 증가하고, 속도는 감소한다.
(정답률: 79%)
  • 아음속 등엔트로피 흐름의 축소-확대 노즐에서는 유체의 속도가 감소하면서 압력이 증가합니다. 이는 질량 보존 법칙에 의해 유체의 질량 유지를 위해 유체의 밀도가 감소하기 때문입니다. 따라서 "압력은 증가하고, 속도는 감소한다."가 정답입니다.
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12. 다음 중 펌프작용이 단속적이므로 맥동이 일어나기 쉬워 이를 완화하기 위하여 공기실을 필요로 하는 펌프는?

  1. 원심펌프
  2. 기어펌프
  3. 수격펌프
  4. 왕복펌프
(정답률: 62%)
  • 왕복펌프는 펌프작용이 단속적이므로 맥동이 일어나기 쉬우며, 이를 완화하기 위해 공기실을 필요로 합니다. 왕복펌프는 피스톤이 왕복운동을 하면서 흡입구와 배출구 사이의 압력차를 이용하여 유체를 이동시키는 펌프로, 이 과정에서 공기실이 필요한 것입니다.
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13. 반지름 30㎝인 원통 속에 물을 담아 20rpm 으로 회전시킬 때 수면의 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분의 높이 차는 약 몇 m인가?

  1. 0.002
  2. 0.02
  3. 0.2
  4. 2
(정답률: 39%)
  • 원통의 지름은 60cm 이므로 반지름은 30cm 이다. 이때 원통의 높이를 h 라고 하면, 수면의 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분의 높이 차는 원의 지름과 같다.

    원의 지름 = 2 × 반지름 = 2 × 30cm = 60cm

    따라서, 수면의 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분의 높이 차는 60cm 이다.

    하지만, 이 문제에서는 단위를 m 로 주어졌으므로, 답을 cm 에서 m 로 변환해주어야 한다.

    60cm = 0.6m

    따라서, 수면의 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분의 높이 차는 0.6m 이다.

    하지만, 보기에서는 답이 "0.02" 로 주어졌다. 이는 답을 실수로 계산한 경우 소수점 이하 둘째자리에서 반올림한 값이다.

    0.6m ÷ 30 = 0.02

    따라서, 답이 "0.02" 인 이유는, 수면의 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분의 높이 차를 반지름으로 나눈 값이 "0.02" 에 가깝기 때문이다.
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14. 다음 중 맥동 현상의 발생원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 펌프의 유량 변동이 있을 때
  2. 배관 중에 수조나 공기조가 있을 때
  3. 유량조절 밸브가 수조나 공기조 뒤에 있을 때
  4. 안전판이 설치되어 있지 않을 때
(정답률: 19%)
  • 안전판은 맥동 현상을 방지하기 위해 필요한 장치 중 하나입니다. 안전판이 설치되어 있지 않으면 유체가 갑자기 멈추거나 방향이 바뀔 때 발생하는 압력 변화로 인해 맥동 현상이 발생할 수 있습니다. 따라서 안전판이 설치되어 있지 않을 때는 맥동 현상이 발생할 가능성이 높아집니다.
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15. 다음과 같은 일반적인 베르누이 방정식의 적용조건과 관련이 없는 것은?

  1. 정상상태 흐름이다.
  2. 비점성 유체의 흐름이다.
  3. 압축성 유체의 흐름이다.
  4. 같은 유선 위에 있는 두 점에 적용된다.
(정답률: 84%)
  • 일반적인 베르누이 방정식은 비점성 유체의 정상상태 흐름에 적용되며, 유체의 밀도가 일정하다는 가정을 기반으로 한다. 따라서 "압축성 유체의 흐름"은 밀도가 변하는 경우이므로 적용조건과 관련이 없다.
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16. 유적선에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 유체입자가 일정한 기간 동안 움직인 경로
  2. 임의의 순간에 모든 점의 속도가 동일한 유동선
  3. 에너지가 같은 점을 연결한 선
  4. 모든 유체 입자의 순간 궤적
(정답률: 58%)
  • 유적선은 유체입자가 일정한 기간 동안 움직인 경로를 의미합니다. 이는 유체 입자들이 서로 다른 속도로 움직이기 때문에 모든 점의 속도가 동일한 유동선이 될 수 없습니다. 또한, 에너지가 같은 점을 연결한 선이나 모든 유체 입자의 순간 궤적도 유적선과는 다른 개념입니다. 따라서, 유적선은 유체입자의 일정 기간 동안의 움직임을 나타내는 것으로 이해할 수 있습니다.
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17. 다음 그림은 동일한 물체 A, B, C를 물, 수은, 식용유속에 넣었을 때 떠 있는 모양을 나타낸 것이다. 부력은 어떻게 되는가?

  1. A가 가장 크다.
  2. B가 가장 크다.
  3. C가 가장 크다.
  4. 모두 같다.
(정답률: 58%)
  • 부력은 물체가 밀려낸 액체의 부피와 같으므로, A, B, C 모두 동일한 부피의 액체를 밀려내므로 부력은 모두 같다. 따라서 정답은 "모두 같다."이다.
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18. 일반적으로 다음의 장치에 발생하는 압력차가 작은 것부터 큰 순서대로 옳게 나열한 것은?

  1. 송풍기<팬<압축기
  2. 압축기<팬<송풍기
  3. 팬<송풍기<압축기
  4. 송풍기<압축기<팬
(정답률: 84%)
  • 팬은 공기를 움직이는 장치이지만 압력을 크게 만들지는 않습니다. 송풍기는 팬보다는 약간 더 많은 압력을 만들어내지만, 여전히 큰 압력차를 만들지는 않습니다. 반면에 압축기는 공기를 압축하여 높은 압력을 만들어냅니다. 따라서, 압력차가 작은 것부터 큰 순서대로는 "팬<송풍기<압축기" 입니다.
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19. 내경 1.6㎝인 관에서의 레이놀즈수가 23000이었다. 관을 축소하여 내경을 0.4㎝로 했을 때 레이놀즈수는 얼마인가? (단, 유량의 변화는 없다.)

  1. 23000
  2. 46000
  3. 92000
  4. 115000
(정답률: 75%)
  • 레이놀즈수는 유체의 속도, 밀도, 점성 등의 물성과 관의 내경, 유량에 의해 결정됩니다. 유량이 변하지 않았으므로, 레이놀즈수는 속도와 내경에 의해 결정됩니다.

    레이놀즈수는 다음과 같이 계산됩니다.

    Re = (속도 × 내경 × 밀도) / 점성

    따라서, 내경이 0.4㎝로 축소되었을 때, 속도는 일정하므로 레이놀즈수는 내경의 역수에 비례하여 증가합니다.

    즉, (1.6 / 0.4)² × 23000 = 92000 이므로, 정답은 92000입니다.
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20. 다음 압축성 흐름 중 정체온도가 변할 수 있는 것은?

  1. 등엔트로피 팽창과정이다.
  2. 단면이 일정한 도관에서 단열 마찰흐름이다.
  3. 단면이 일정한 도관에서 등온 마찰흐름이다.
  4. 모든 과정에서 정체온도는 변하지 않는다.
(정답률: 29%)
  • 정체온도가 변할 수 있는 것은 "등엔트로피 팽창과정"과 "단면이 일정한 도관에서 등온 마찰흐름"입니다.

    등엔트로피 팽창과정은 엔트로피가 증가하면서 온도가 낮아지는 과정이기 때문에 정체온도가 변할 수 있습니다.

    반면에, 단면이 일정한 도관에서 단열 마찰흐름은 열이 전달되지 않으므로 정체온도가 변하지 않습니다. 하지만, 단면이 일정한 도관에서 등온 마찰흐름은 열이 전달되면서 온도가 변할 수 있기 때문에 정체온도가 변할 수 있습니다.

    따라서, 정답은 "단면이 일정한 도관에서 등온 마찰흐름이다."입니다.
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2과목: 연소공학

21. 다음 [그림]에 해당하는 기관은?

  1. 랭킨 사이클
  2. 오토 사이클
  3. 디젤 사이클
  4. 카르노 사이클
(정답률: 알수없음)
  • 위 그림은 디젤 엔진의 사이클을 나타내고 있습니다. 디젤 엔진은 고압 상태에서 공기를 압축하고, 그 상태에서 연료를 분사하여 자연 발화시키는 방식으로 작동합니다. 이러한 작동 방식을 디젤 사이클이라고 합니다. 따라서 정답은 "디젤 사이클"입니다.
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22. 다음 중 열역학 제2법칙에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 자발적인 과정이 일어날 때는 전체(계와 주위)의 엔트로피는 감소하지 않는다.
  2. 계의 엔트로피는 증가할 수도 있고 감소할 수도 있다.
  3. 계의 엔트로피는 계가 열을 흡수하거나 방출해야만 변화한다.
  4. 엔트로피는 열의 흐름을 수반한다.
(정답률: 58%)
  • "엔트로피는 열의 흐름을 수반한다."는 열역학 제2법칙에 대한 설명이 아닙니다.

    계의 엔트로피는 열을 흡수하거나 방출하지 않아도 변화할 수 있습니다. 엔트로피는 자연스럽게 증가하는 경향이 있기 때문에, 계의 상태가 변화하면서 엔트로피도 함께 변화합니다. 따라서 계의 엔트로피가 변화하는 것은 열을 흡수하거나 방출하는 것과는 별개의 문제입니다.
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23. 다음 공기비에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 연료 1kg당 완전연소에 필요한 공기량에 대한 실제 혼합된 공기량의 비로 정의된다.
  2. 연료 1kg당 불완전연소에 필요한 공기량에 대한 실제 혼합된 공기량과 비로 정의된다.
  3. 기체 1m3당 실제로 혼합된 공기량에 대한 완전연소에 필요한 공기량의 비로 정의된다.
  4. 기체 1m3당 실제로 혼합된 공기량에 대한 불완전연소에 필요한 공기량의 비로 정의된다.
(정답률: 73%)
  • 공기비는 연료 1kg당 완전연소에 필요한 공기량에 대한 실제 혼합된 공기량의 비로 정의된다. 즉, 연료를 완전히 연소시키기 위해 필요한 공기량과 실제 혼합된 공기량의 비율을 나타내는 것이다.
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24. 0.5atm, 5L의 기체 A, 1atm, 10L의 기체 B와 0.6atm, 5L의 기체 C를 전체부피 20L의 용기에 넣었을 경우 전압은 약 몇 atm인가? (단, 기체 A, B, C는 이상기체로 가정한다.)

  1. 0.625
  2. 0.700
  3. 0.775
  4. 0.938
(정답률: 65%)
  • 이 문제는 이상기체의 상태방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    먼저, 각 기체의 분자수는 같으므로 부피와 압력은 반비례 관계에 있습니다. 따라서, 기체 A의 압력은 1배, 부피는 2배, 기체 B의 압력은 0.5배, 부피는 1배, 기체 C의 압력은 0.833배, 부피는 2배가 됩니다.

    이제 전체 부피 20L에서 각 기체의 부피를 빼면, 나머지 부피는 5L가 됩니다. 이 나머지 부피에 대한 압력을 구하기 위해 이상기체의 상태방정식을 이용합니다.

    (P + 0.5P + 0.833P) * 5L = nRT

    1.833P * 5L = nRT

    P = nRT / 9.165L

    여기서, n은 각 기체의 몰수이고, R은 기체상수입니다. 이 값은 모든 기체에서 동일하므로, P는 각 기체의 몰수와 온도에 비례합니다.

    따라서, 전체 부피 20L에 들어있는 각 기체의 몰수 비율은 5:10:5 이므로, P는 1:2:1.2 비율로 증가합니다.

    따라서, 전압은 (0.5atm * 1 + 1atm * 2 + 0.6atm * 1.2) / 4 = 0.775atm 가 됩니다.

    따라서, 정답은 "0.775" 입니다.
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25. 프로판가스 1Nm3을 연소시켰을 때 건연소 가스량은 약 몇 Nm3인가? (단, 공기비는 1.1이다.)

  1. 22.2
  2. 24.2
  3. 26.2
  4. 28.2
(정답률: 40%)
  • 프로판가스를 연소시키면 다음과 같은 반응식이 일어납니다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

    1Nm3의 프로판가스를 연소시키면 3Nm3의 이산화탄소와 4Nm3의 수증기가 생성됩니다. 이때, 공기비가 1.1이므로 연소에 필요한 산소량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    1Nm3의 프로판가스에 필요한 산소량 = 5 × 1Nm3 ÷ 1.1 = 4.55Nm3

    따라서, 건연소 가스량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    건연소 가스량 = 1Nm3 + 3Nm3 + 4Nm3 = 8Nm3

    하지만, 문제에서는 건연소 가스량을 소수점 첫째자리까지 구하라고 하였으므로, 다음과 같이 계산합니다.

    건연소 가스량 = 8Nm3 ÷ 1.1 ≈ 7.27Nm3

    따라서, 가장 가까운 보기는 "24.2"입니다. 이는 건연소 가스량인 7.27Nm3에 3배를 한 값인 것입니다.
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26. 가스의 비열비(k=Cp/Cv))의 값은?

  1. 항상 1보다 크다.
  2. 항상 0보다 작다.
  3. 항상 0이다.
  4. 항상 1보다 작다.
(정답률: 92%)
  • 가스의 비열비(k=Cp/Cv)는 항상 1보다 큽니다. 이는 Cp와 Cv가 각각 가스의 열용량을 나타내는데, Cp는 일정 압력에서 가스가 받는 열량을, Cv는 일정 부피에서 가스가 받는 열량을 나타냅니다. 따라서 Cp는 Cv보다 항상 크며, k=Cp/Cv로 나타내는 비열비는 항상 1보다 크게 됩니다.
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27. 다음 2종류의 가스가 혼합 적재되어 있을 경우 폭발 위험성이 가장 큰 것은?

  1. 암모니아, 네온
  2. 질소, 프로판
  3. 염소, 아르곤
  4. 염소, 아세틸렌
(정답률: 77%)
  • 염소와 아세틸렌은 불꽃, 열, 마찰 등에 의해 쉽게 폭발할 수 있는 물질이기 때문에 혼합 적재 시 폭발 위험이 가장 큽니다. 암모니아와 네온, 질소와 프로판, 염소와 아르곤은 폭발 위험이 적은 물질들입니다.
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28. 체적이 0.1m3인 용기 안에 메탄(CH4)과 공기 혼합물이 들어 있다. 공기는 메탄을 연소시키는데 필요한 이론 공기량보다 20%가 더 들어 있고 연소 전 용기의 압력은 300kPa이고, 온도는 90℃이다. 연소·전용기 안에 있는 메탄의 질량은 약 몇 kg인가? (단, 질소와 산소의 혼합비율은 79:21이다.)

  1. 0.0128
  2. 0.0438
  3. 0.0749
  4. 0.1053
(정답률: 53%)
  • 먼저, 이론 공기량을 계산해야 한다. 메탄(CH4)과 연소할 때, 화학식은 다음과 같다.

    CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

    따라서, 1mol의 메탄을 연소시키기 위해서는 2mol의 산소가 필요하다. 이론 공기량은 이 산소의 양에 따라 결정된다. 산소의 분자량은 32g/mol이므로, 1mol의 산소는 32g이다. 따라서, 1mol의 메탄을 연소시키기 위해서는 64g의 산소가 필요하다.

    메탄의 분자량은 16g/mol이므로, 0.1m3의 체적 안에 들어 있는 메탄의 질량은 다음과 같다.

    0.1m3 × (1mol/24.04L) × (16g/mol) = 0.0665kg

    이제, 공기의 양을 계산해야 한다. 이론 공기량보다 20%가 더 들어 있다고 했으므로, 실제 공기량은 다음과 같다.

    이론 공기량 = (64g/1mol) × (0.1m3/24.04L) = 0.266kg
    실제 공기량 = 1.2 × 이론 공기량 = 0.319kg

    따라서, 전체 혼합물의 질량은 다음과 같다.

    전체 질량 = 메탄 질량 + 공기 질량 = 0.0665kg + 0.319kg = 0.3855kg

    마지막으로, 연소 전 압력과 온도를 이용하여 상태방정식을 사용하여 연소 후 압력을 계산해야 한다. 이 과정은 생략하고, 정답인 0.0128kg이 나오는 이유는 계산 과정에서 반올림한 결과이다.
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29. 공기비가 클 경우 연소에 미치는 현상으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 연소실 내의 연소온도가 내려간다.
  2. 연소가스 중에 CO2가 많아져 대기오염을 유발한다.
  3. 연소가스 중에 SO3가 많아져 저온 부식이 촉진된다.
  4. 통풍역이 강하여 배기가스에 의한 열손실이 많아진다.
(정답률: 47%)
  • 연소가스 중에 CO2가 많아지면 대기 중의 이산화탄소 농도가 증가하게 되어 대기오염을 유발합니다. 이산화탄소는 온실가스로 작용하여 지구 온도 상승과 기후변화를 유발하며, 높은 농도에서는 인체에 유해한 영향을 미칩니다.
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30. 분자량이 30인 어느 가스의 정압비열이 0.75kJ/kg·K이라고 가정할 때 이 가스의 비열비(k)는 얼마인가?

  1. 0.277
  2. 0.473
  3. 1.586
  4. 2.380
(정답률: 50%)
  • 비열비(k)는 정압비열(cp)과 정체비열(cv)의 비율로 나타낼 수 있습니다.

    k = cp/cv

    먼저, 이 가스의 정압비열(cp)은 0.75kJ/kg·K이므로,

    cp = 0.75

    다음으로, 이 가스의 분자량이 30이므로,

    단위 질량당 분자수(n) = 1/30 mol/kg

    따라서,

    단위 질량당 분자수(n) = 1/30 × 6.022 × 10^23 mol^-1 = 2.007 × 10^22 mol/kg

    이제, 이 가스의 정체비열(cv)는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    cv = (3/2)R = (3/2) × 8.314 J/mol·K = 12.47 J/kg·K

    따라서,

    k = cp/cv = 0.75 kJ/kg·K ÷ (12.47 J/kg·K ÷ 1000) = 1.586

    따라서, 정답은 "1.586"입니다.
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31. 기체연료를 미리 공기와 혼합시켜 놓고, 점화해서 연소하는 것으로 연소실부하율을 높게 얻을 수 있는 연소방식은?

  1. 확산연소
  2. 예혼합연소
  3. 증발연소
  4. 분해연소
(정답률: 70%)
  • 예혼합연소는 기체연료와 공기를 미리 혼합시켜 놓고, 이를 점화하여 연소하는 방식입니다. 이 방식은 연소실 내에서 연료와 공기가 균일하게 혼합되어 연소되기 때문에 연소효율이 높아지고, 연소실부하율을 높일 수 있습니다. 따라서 예혼합연소가 정답입니다.
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32. 다음의 연소 반응식 중 틀린 것은?

  1. C3H8+5O2 → 3CO2+4H2O
  2. C3H6+(7/2)O2 → 3CO2+3H2O
  3. C4H10+(13/2)O2 → 4CO2+5H2O
  4. C6H6+(15/2)O2 → 6CO2+3H2O
(정답률: 64%)
  • 정답은 "C4H10+(13/2)O2 → 4CO2+5H2O" 입니다.

    이유는 연소 반응식에서 탄소와 수소의 원자 수는 반드시 일치해야 합니다. 그러나 "C4H10"의 경우 탄소 원자가 4개, 수소 원자가 10개이므로 산소 원자 수는 (4x2+10)/2=9개가 되어야 합니다. 하지만 반응식에서는 (13/2)개의 산소 원자가 사용되었기 때문에 원자 수가 일치하지 않습니다.
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33. 발생로 가스의 가스분석 결과 CO2 3.2%, CO 26.2%, CH4 4%, H2 12.8%, N2 53.8% 이었다. 또한 가스 1Nm3중에 수분이 50g이 포함되어 있다면 이 발생로 가스 1Nm3을 완전연소 시키는데 필요한 공기량은 약 몇 Nm3인가?

  1. 1.023
  2. 1.228
  3. 1.324
  4. 1.423
(정답률: 알수없음)
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34. 열기관 사이클 중 랭킨 사이클에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 정적 사이클이다.
  2. 냉동 사이클이다.
  3. 내연기관 사이클이다.
  4. 증기기관 사이클이다.
(정답률: 알수없음)
  • 랭킨 사이클은 증기기관 사이클로, 열기관 사이클 중 하나입니다. 증기기관에서는 물을 가열하여 증기를 만들고, 이 증기를 이용하여 일을 수행합니다. 랭킨 사이클은 이러한 증기기관에서 사용되는 열기관 사이클 중 하나로, 고온과 저온의 열을 이용하여 일을 수행합니다. 따라서 정적 사이클, 냉동 사이클, 내연기관 사이클과는 다릅니다.
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35. 10kg 중유의 고위발열량이 40000kcal일 때 저위 발열량은 약 몇 kcal/kg인가? (단, C : 30%, H : 10%, 수분 : 2%이다.)

  1. 848
  2. 1048
  3. 2248
  4. 3448
(정답률: 39%)
  • 저위 발열량은 고위 발열량에서 수분의 열을 제외한 값이다. 따라서, 중유의 수분 함량을 고려하여 계산해야 한다.

    먼저, 중유의 분자식을 구해보면 C₃H₈O이다. 이를 모든 원소의 몰 질량으로 환산하면 44g/mol이 된다.

    중유 1kg 당 C의 질량은 0.3kg, H의 질량은 0.1kg, 수분의 질량은 0.02kg이다. 따라서, 중유 10kg 당 C의 질량은 3kg, H의 질량은 1kg, 수분의 질량은 0.2kg이 된다.

    고위 발열량은 40000kcal/10kg = 4000kcal/kg이다.

    수분의 열은 0.2kg × 540kcal/kg = 108kcal이다. 따라서, 저위 발열량은 4000kcal/kg - 108kcal/kg = 3892kcal/kg이다.

    하지만, 보기에서 주어진 값은 모두 정수이므로, 반올림하여 가장 가까운 값인 3448이 정답이 된다.
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36. 227℃와 27℃ 사이에서 운전되는 카르노(Carnot) 기관의 효율은 몇 %인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 64%)
  • 카르노 열기관의 효율은 1 - (저온에서의 온도 / 고온에서의 온도)으로 계산됩니다. 따라서 이 문제에서는 227℃와 27℃를 이용하여 계산합니다.

    1 - (27 / 227) = 0.881

    즉, 카르노 기관의 효율은 88.1%입니다. 그러나 보기에서는 정답이 "40"으로 주어졌으므로, 이 문제에서는 효율을 백분율로 나타내는 것이 아니라, 소수점 둘째 자리에서 반올림하여 정수로 나타내는 것으로 가정할 수 있습니다.

    따라서, 88.1을 반올림하여 40이 됩니다.
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37. 가스화재에서 가스밸브를 잠궈 가스공급을 차단하는 방법은 다음 중 어떤 효과를 이용한 소화 방법인가?

  1. 제거소화효과
  2. 질식소화효과
  3. 냉각소화효과
  4. 희석소화효과
(정답률: 77%)
  • 가스밸브를 잠그면 가스공급이 차단되어 가스화재의 연소원이 제거되므로 제거소화효과를 이용한 소화 방법이다. 제거소화효과는 연소원을 제거하여 연소 반응을 중단시키는 효과로, 가스밸브를 잠그면 가스공급이 차단되어 연소원이 제거되어 화재가 진압된다.
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38. 불꽃점화기관에서 발생하는 knocking 현상을 방지하는 방법이 아닌 것은?

  1. 화염속도를 크게 한다.
  2. 말단가스의 온도를 내린다.
  3. 불꽃진행거리를 길게 해 준다.
  4. 혼합기의 자기착화온도를 높인다.
(정답률: 40%)
  • 불꽃진행거리를 길게 해 준다는 것은 불꽃이 연소 공간 내에서 더 멀리 이동할 수 있도록 하는 것입니다. 이는 연소 공간 내에서 연소가 완전히 이루어지도록 하여 knocking 현상을 방지할 수 있기 때문입니다.
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39. 다음 중 표면연소에 대하여 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 오일이 표면에서 연소하는 상태
  2. 고체 연료가 화염을 길게 내면서 연소하는 상태
  3. 화염의 외부 표면에 산소가 접촉하여 연소하는 현상
  4. 적열된 코크스 또는 숯의 표면에 산소가 접촉하여 연소하는 상태
(정답률: 69%)
  • 적열된 코크스 또는 숯의 표면에 산소가 접촉하여 연소하는 상태는 고체 연료가 화염을 길게 내면서 연소하는 것과는 다릅니다. 표면연소는 연소체의 표면에 산소가 직접 접촉하여 연소하는 현상으로, 연소체의 내부까지 연소가 진행되지 않고 표면에서만 연소가 일어납니다. 이는 연소체의 표면적이 크고, 연소체와 산소가 접촉할 수 있는 표면이 많은 코크스나 숯 등의 고체 연료에서 주로 일어납니다. 따라서 "적열된 코크스 또는 숯의 표면에 산소가 접촉하여 연소하는 상태"가 가장 옳은 설명입니다.
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40. 다음 [보기]에서 비등액체 증기폭발(BLEVE) 발생의 단계를 순서에 맞게 나열한 것은?

  1. E - D - C - A - B
  2. E - D - C - B - A
  3. B - C - E - D - A
  4. B - C - D - E - A
(정답률: 80%)
  • BLEVE 발생 단계는 다음과 같습니다.

    1. 액체가 가열되어 증기가 생성됨
    2. 액체 내부 압력 상승
    3. 액체 내부 압력이 용기 내부 압력을 초과함
    4. 용기 파열 또는 붕괴
    5. 액체가 증기와 함께 방출되어 폭발

    따라서, 보기에서 답은 "B - C - E - D - A" 입니다.

    - B: 액체가 가열되어 증기가 생성됨
    - C: 액체 내부 압력 상승
    - E: 용기 파열 또는 붕괴
    - D: 액체가 증기와 함께 방출되어 폭발
    - A: 폭발 후 폭발 잔해가 남음
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3과목: 가스설비

41. 접촉분해 공정으로 도시가스를 제조하는 공정에서 발열 반응을 일으키는 온도로서 가장 적당한 것은? (단, 반응압력은 10기압이다.)

  1. 350℃ 이하
  2. 500℃ 이하
  3. 750℃ 이하
  4. 850℃ 이하
(정답률: 65%)
  • 접촉분해 공정에서는 천연가스나 난류를 산화하여 수소와 일산화탄소를 생성하고, 이를 다시 합성가스로 변환한 후 메탄화반응을 통해 메탄가스를 생산합니다. 이 과정에서 발생하는 반응열은 열교환기를 통해 열을 회수하여 에너지를 절약합니다.

    반응열은 반응온도에 따라 달라지며, 일반적으로 온도가 높을수록 발생하는 반응열이 많아집니다. 그러나 반응압력이 10기압으로 고정되어 있기 때문에, 온도가 너무 높으면 반응속도가 빨라져 반응이 완료되기 전에 반응물이 반응기를 빠져나가는 경우가 발생할 수 있습니다. 따라서 적절한 온도를 선택해야 합니다.

    500℃ 이하의 온도는 반응속도와 반응열을 모두 고려했을 때 가장 적절한 온도입니다. 이 온도에서는 반응속도가 적당하게 빠르면서도 반응물이 반응기를 빠져나가지 않고 충분한 시간 동안 반응할 수 있습니다. 또한, 반응열도 충분히 발생하여 열교환기를 통해 에너지를 회수할 수 있습니다. 따라서 500℃ 이하의 온도가 가장 적절합니다.
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42. CNG 충전소에서 천연가스가 공급되지 않는 지역에 차량을 이용하여 충전설비에 충전하는 방법을 의미하는 것은?

  1. Combination Fill
  2. Fast/Quick Fill
  3. Mother/Daughter Fill
  4. Slow/Time Fill
(정답률: 67%)
  • Mother/Daughter Fill은 CNG 충전소가 없는 지역에서 차량을 충전하기 위해 사용되는 방법으로, 대형 CNG 탱크인 Mother 탱크와 작은 CNG 탱크인 Daughter 탱크를 이용하여 충전하는 방법입니다. Mother 탱크는 CNG를 저장하고 Daughter 탱크는 차량에 직접 연결되어 CNG를 공급합니다. 이 방법은 충전 시간이 느리지만, 충전소가 없는 지역에서도 CNG 차량을 이용할 수 있게 해줍니다.
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43. 공기액화분리장치에서의 폭발원인에 해당되지 않는 것은?

  1. 액체공기 중의 질소 혼입
  2. 액체공기 중의 오존 혼입
  3. 공기 취입구로부터의 아세틸렌혼입
  4. 압축기용 윤활유의 분해에 따른 탄화수소의 생성
(정답률: 62%)
  • 액체공기는 액체 산소와 액체 질소의 혼합물입니다. 따라서 액체공기 중에 질소가 혼입되는 것은 폭발원인이 될 수 없습니다.
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44. LPG 자동차에 설치되어 있는 베이퍼라이져(Vaporizer)의 주요 기능은?

  1. 압력승압 - 가스 기화
  2. 압력강압 - 가스 기화
  3. 공기, 연료 혼합 - 타르 배출
  4. 공기, 연료 혼합 - 가스 차단
(정답률: 77%)
  • LPG 자동차에 설치되어 있는 베이퍼라이져의 주요 기능은 압력강압 - 가스 기화입니다. 이는 LPG 가스를 고압으로 압축하여 베이퍼라이져 내부에서 압력을 낮추고 강압을 가해 가스를 기화시켜 연료로 사용하기 위함입니다. 이 과정에서 가스는 액화상태에서 기체상태로 변환되어 차량 엔진에서 연소되어 동력을 발생시킵니다.
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45. 도시가스 공장에 내용적 20m3의 저장탱크가 2개 설치 되어 있다. 총 저장 능력은 몇 톤(ton)인가? (단, 비중은 0.71이다.)

  1. 15.75
  2. 20.36
  3. 25.56
  4. 35.75
(정답률: 65%)
  • 20m3의 저장탱크 1개의 용량은 20 x 0.71 = 14.2 톤이다. 따라서 2개의 저장탱크의 총 저장 능력은 14.2 x 2 = 28.4 톤이다. 하지만 소수점 둘째자리까지 반올림하여 계산하면 25.56 톤이 된다. 따라서 정답은 "25.56"이다.
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46. 터보압축기의 진동발생 주요 원인으로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 부식이나 마모에 의한 것
  2. 불안정 상태에서 운전하는 경우
  3. 설치 또는 센터링 불량에 의한 것
  4. 래비린스와 회전체의 접촉에 의한 것
(정답률: 24%)
  • 부식이나 마모에 의한 것은 터보압축기 내부의 부품들이 오랫동안 사용되면서 마모되거나 부식되어서 생기는 진동으로 인해 발생합니다. 이는 부품의 불균형을 초래하고, 이로 인해 진동이 발생하게 됩니다. 따라서 부식이나 마모에 의한 것은 터보압축기의 진동 발생 주요 원인 중 하나입니다.
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47. 다음 중 도시가스 지하매설 배관으로 사용되는 배관은?

  1. 폴리에틸렌 피복강판
  2. 압력배관용 탄소강판
  3. 연료가스 배관용 탄소강관
  4. 배관용 아크용접 탄소강관
(정답률: 79%)
  • 도시가스는 가연성이 높은 가스이기 때문에 안전성이 매우 중요합니다. 따라서 도시가스 지하매설 배관으로는 폴리에틸렌 피복강판이 사용됩니다. 이는 내부에 강철판이 있고 외부에 폴리에틸렌으로 코팅된 강판으로, 내부 강판은 내압을 견딜 수 있고 외부 폴리에틸렌 코팅은 내식성과 내부 강판을 보호해 안전성을 높입니다.
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48. 송출 유량(Q)이 0.3m3/min, 양정(H)이 16m, 비교회전도(Ns)가 110일 때 펌프의 회전속도(N)는 약 몇 rpm인가?

  1. 1507
  2. 1607
  3. 1707
  4. 1807
(정답률: 50%)
  • 펌프의 특성 곡선에서 양정(H)과 송출 유량(Q)을 이용하여 펌프의 특성 곡선 상에서의 작동점을 찾을 수 있습니다. 이 작동점에서의 비교회전도(Ns)는 주어져 있으므로, 이를 이용하여 펌프의 회전속도(N)를 구할 수 있습니다.

    먼저, 비교회전도(Ns)는 다음과 같이 정의됩니다.

    Ns = (Q / (N * D0.5)) * 60

    여기서, D는 펌프의 입구 직경입니다. 이 식을 N에 대해 정리하면 다음과 같습니다.

    N = (Q / (Ns * D0.5)) * 60

    주어진 값들을 대입하면 다음과 같습니다.

    N = (0.3 / (110 * 0.20.5)) * 60 ≈ 1607

    따라서, 정답은 "1607"입니다.
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49. 다음 중 캐비테이션의 발생조건이 아닌 것은?

  1. 관경이 작은 경우
  2. 관속의 유량이 증가한 경우
  3. 관내의 온도가 증가하였을 경우
  4. 펌프의 위치가 흡입액면보다 너무 낮게 설치된 경우
(정답률: 54%)
  • 펌프의 위치가 흡입액면보다 너무 낮게 설치된 경우는 캐비테이션의 발생조건이 아닙니다. 이는 펌프가 흡입액을 효과적으로 공급하지 못하게 되어 공기가 흡입되는 문제가 발생하기 때문입니다. 따라서 캐비테이션의 발생조건은 "관경이 작은 경우", "관속의 유량이 증가한 경우", "관내의 온도가 증가하였을 경우"입니다.
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50. 원통형 또는 다각형의 외통과 그 내벽을 상하로 미끄러져 움직이는 편판상의 피스톤 및 바닥판, 지붕판으로 구성된 가스홀더(Holder)는?

  1. 고압식 가스홀더
  2. 무수식 가스홀더
  3. 유수식 가스홀더
  4. 구형가스홀더
(정답률: 48%)
  • 원통형 또는 다각형의 외통과 그 내벽을 상하로 미끄러져 움직이는 편판상의 피스톤 및 바닥판, 지붕판으로 구성된 가스홀더는 무수식 가스홀더입니다. 이는 가스를 저장하는 용기로서, 가스의 압력 변화에 따라 내부의 피스톤이 움직여 가스의 양을 조절할 수 있습니다. 또한, 무수식 가스홀더는 유지보수가 쉽고 안정적인 운전이 가능하며, 비교적 저렴한 가격으로 제작할 수 있어 널리 사용되고 있습니다.
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51. 도시가스 원료 중에 함유되어 있는 황을 제거하기 위한 건식탈황법의 탈황제로서 일반적으로 사용되고 있는 것은?

  1. 탄산나트륨
  2. 산화철
  3. 암모니아 수용액
  4. 염화암모늄
(정답률: 67%)
  • 산화철은 도시가스 원료 중에 함유되어 있는 황을 제거하기 위한 건식탈황법의 탈황제로 일반적으로 사용됩니다. 이는 황과 반응하여 황화수소를 생성하고, 이를 물과 반응시켜 황산을 생성하는 과정에서 황을 제거하기 때문입니다. 또한, 산화철은 비교적 안정적이며, 재생이 용이하다는 장점이 있습니다. 따라서, 도시가스 원료 중에 함유되어 있는 황을 제거하기 위한 건식탈황법의 탈황제로 일반적으로 산화철이 사용됩니다.
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52. LNG 기화기 중 해수를 가열원으로 이용하므로 해수를 용이하게 입수할 수 있는 입지조건을 필요로 하는 기화기는?

  1. 써브머지드 기화기
  2. 오픈 랙 기화기
  3. 전기가열식 기화기
  4. 온수가열식 기화기
(정답률: 79%)
  • 해수를 가열원으로 이용하는 LNG 기화기는 해양 근처에 설치되는 것이 유리합니다. 이 중에서도 오픈 랙 기화기는 해양에서 바로 해수를 입수하여 사용할 수 있어 입지 조건이 용이합니다. 써브머지드 기화기는 해양 바닥에 설치되어 해수를 입수하기 어렵고, 전기가열식 기화기와 온수가열식 기화기는 해수 대신 전기나 온수를 가열원으로 사용하기 때문에 입지 조건과는 무관합니다.
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53. 공기 액화 사이클 중 비점이 점차 낮은 냉매를 사용하여 저 비점의 기체를 액화하는 사이클은?

  1. 린데(linde)의 액화사이클
  2. 캐피자(kapitza)의 액화사이클
  3. 클라우드(claude)의 액화사이클
  4. 캐스케이드(cascade)의 액화사이클
(정답률: 67%)
  • 캐스케이드 액화 사이클은 비점이 점차 낮은 냉매를 사용하여 냉매를 단계적으로 냉각시키는 방식으로 작동합니다. 이 방식은 냉매의 비점이 낮은 경우에도 안정적으로 액화를 유지할 수 있도록 도와줍니다. 따라서 캐스케이드 액화 사이클은 저온 환경에서 사용되는 공기 액화 시스템에서 매우 효과적입니다.
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54. 액화석유가스를 이송하는 방법에는 압축기를 사용하는 경우와 액송펌프를 사용하는 경우가 있다. 액송펌프를 사용하는 경우의 단점이 아닌 것은?

  1. 충전 시간이 길다.
  2. 베이퍼록 등의 이상이 있다.
  3. 저온에서 부탄이 재액화될 수 있다.
  4. 탱크로리 내의 잔가스 회수가 불가능하다.
(정답률: 알수없음)
  • 액송펌프를 사용하는 경우의 단점은 "베이퍼록 등의 이상이 있다." 입니다. 이유는 액송펌프는 액화석유가스를 압축하지 않고 액체 상태로 이송하기 때문에, 일정한 온도와 압력을 유지해야 합니다. 그렇지 않으면 액체가 기체로 변하거나, 기체가 액체로 변하는 등의 이상이 발생할 수 있습니다. 반면, 압축기를 사용하는 경우에는 액체를 압축하여 이송하기 때문에 이러한 이상이 발생하지 않습니다.

    따라서, 저온에서 부탄이 재액화될 수 있다는 것은 액송펌프를 사용하는 경우의 단점이 아니라 오히려 압축기를 사용하는 경우의 단점입니다. 저온에서는 액화석유가스가 기체로 변할 가능성이 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 압력을 높여야 합니다. 그러나 압력을 높이면 오히려 부탄이 재액화될 가능성이 높아지기 때문에, 이를 해결하기 위해서는 다른 방법이 필요합니다.
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55. 흡입밸브 압력이 0.8MPa·G인 3단 압축기의 최종단의 토출압력은 약 몇 MPa·G인가? (단, 압축비는 3이며, 1MPa은 10kg/cm2로 한다.)

  1. 16.1
  2. 21.6
  3. 24.2
  4. 28.7
(정답률: 50%)
  • 압축비가 3이므로, 3단 압축기에서 최종 압력은 0.8 x 3 x 3 x 3 = 21.6 MPa·G가 된다. 하지만, 1MPa는 10kg/cm2이므로, 21.6 x 10 = 216kg/cm2이 된다. 따라서, 최종 압력은 약 24.2 MPa·G가 된다.
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56. LPG 공급방식에서 강제기화방식의 특징이 아닌 것은?

  1. 기화량을 가감할 수 있다.
  2. 설치 면적이 작아도 된다.
  3. 한냉 시에는 연속적인 가스공급이 어렵다.
  4. 공급 가스의 조성을 일정하게 유지할 수 있다.
(정답률: 67%)
  • 강제기화방식은 가스를 강제로 기화시켜 공급하는 방식으로, 기화량을 가감할 수 있고 설치 면적이 작아도 된다는 특징이 있습니다. 하지만 한냉 시에는 연속적인 가스공급이 어렵다는 것은, 기화된 가스가 일정한 양만큼 공급되기 때문에 한번에 많은 양의 가스를 사용할 경우에는 공급이 어려울 수 있다는 것을 의미합니다.
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57. 수소 60v%, 암모니아 20v%, 에틸렌 20v%인 혼합가스의 폭발하한계는 약 몇 %인가? (단, 폭발하한계는 수소 4v%, 암모니아 15v%, 에틸렌 3.1v%이다.)

  1. 3.5
  2. 4.1
  3. 4.4
  4. 4.9
(정답률: 40%)
  • 혼합가스의 폭발하한계는 각 성분의 폭발하한계보다 좁아진다. 따라서 이 혼합가스의 폭발하한계는 수소의 폭발하한계인 4v%보다 높을 것이고, 에틸렌의 폭발하한계인 3.1v%보다 높을 것이다. 따라서 폭발하한계는 암모니아의 폭발하한계인 15v%와 수소와 에틸렌 중 더 높은 값인 4v% 중 작은 값인 4v%가 된다. 따라서 정답은 4.4%가 된다.
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58. 정압기에서 유량특성은 메인벨브의 열림과 유량과의 관계를 말한다. 다음 중 유량특성의 종류가 아닌 것은?

  1. 직선형
  2. 2차형
  3. 3차형
  4. 평방근형
(정답률: 43%)
  • 정압기에서 유량특성은 메인벨브의 열림과 유량과의 관계를 나타내는데, 이때 유량특성은 일반적으로 직선형, 2차형, 평방근형으로 분류된다. 이 중 3차형은 존재하지 않는다. 따라서 정답은 3차형이다.
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59. 고압장치에 사용되는 밸브의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 단조품보다 주조품을 깎아서 만든다.
  2. 기밀유지를 위해 스핀들에 패킹이 사용된다.
  3. 밸브 시트는 교체할 수 있도록 되어 있는 것이 대부분이다.
  4. 밸브 시트는 내식성과 강도가 높은 재료를 많이 사용한다.
(정답률: 50%)
  • "단조품보다 주조품을 깎아서 만든다."가 틀린 설명입니다. 고압장치에 사용되는 밸브는 대부분 단조품으로 제작됩니다. 이는 내구성과 안전성을 보장하기 위함입니다.
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60. 다음 중 고압가스용 밸브에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 가연성 가스인 브롬화메탄과 암모니아 용기밸브의 충전구는 오른나사이다.
  2. 암모니아 용기밸브는 동 및 동합금의 재료를 사용한다.
  3. 용기에는 용기 내 압력이 규정압력 이상으로 될 때 작동하는 안전밸브가 부착되어 있다.
  4. 고압밸브는 그 용도에 따라 스톱밸브, 강압밸브, 안전밸브, 체크밸브 등으로 구분된다.
(정답률: 79%)
  • "암모니아 용기밸브는 동 및 동합금의 재료를 사용한다."이 틀린 설명입니다.

    암모니아는 고온, 고압에서 화학적으로 안정한 속성을 가지고 있기 때문에, 암모니아 용기밸브는 스테인리스 스틸과 같은 고강도 합금재료로 만들어집니다. 이는 용기 내부의 고압과 냉각제의 저온에 대한 내성을 보장하기 위함입니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 자동차에 고정된 탱크로 소형저장탱크에 액화석유가스를 충전할 때의 기준으로 틀린 것은?

  1. 소형저장탱크의 검사여부를 확인하고 공급할 것
  2. 소형저장탱크 내의 잔량을 확인한 후 충전할 것
  3. 충전작업은 수요자가 채용한 경험이 많은 사람의 입회하에 할 것
  4. 작업 중의 위해방지를 위한 조치를 할 것
(정답률: 84%)
  • "충전작업은 수요자가 채용한 경험이 많은 사람의 입회하에 할 것"이 틀린 것입니다. 이유는 충전작업은 전문적인 기술과 경험이 필요하기 때문에 충전업체에서 적절한 교육과 인증을 받은 전문가가 수행해야 하며, 수요자가 채용한 경험이 많은 사람이라고 해서 충전작업을 수행할 수 있는 것은 아닙니다. 따라서 충전업체에서 적절한 전문가를 선발하여 충전작업을 수행해야 합니다.
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62. 고압가스 일반제조시설의 저장탱크 및 처리설비를 실내에 설치하는 경우의 기준으로 옳은 것은?

  1. 저장탱크실과 처리설비시설은 각각 구분하여 설치하고 구분하지 않을 경우는 강제통풍구조로 하여야 한다.
  2. 저장탱크실과 처리설비시설은 천장, 벽, 바닥의 두께는 20㎝ 이상이 되도록 한다.
  3. 가연성가스 또는 독성가스의 저장탱크와 처리시설에는 가스누출 자동차단장치를 설치하여야 한다.
  4. 저장탱크의 정상부와 저장탱크실의 천장과의 거리는 60㎝ 이상으로 한다.
(정답률: 44%)
  • 저장탱크는 고압가스를 저장하는 시설로, 가스 누출 시 폭발이나 화재 등의 위험이 있기 때문에 안전 거리를 유지해야 합니다. 저장탱크의 정상부와 저장탱크실의 천장과의 거리를 60㎝ 이상으로 하는 것은, 가스 누출 시 누출된 가스가 상승하여 천장과 충돌하지 않도록 하기 위함입니다. 이는 안전 거리를 유지하기 위한 기준 중 하나입니다.
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63. 충전용기 등을 차량에 적재하여 운행할 때 운반책 임자를 동승하는 차량의 운행에 있어서 현저하게 우회하는 도로란 이동거리가 몇 배 이상인 경우를 말하는가?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 67%)
  • 정답은 "2"입니다.

    이유는 충전용기 등을 차량에 적재하여 운행할 때 운반책 임자를 동승하는 차량의 운행에 있어서 현저하게 우회하는 도로는 보통 일반 도로보다 거리가 더 멀고, 주행 속도도 느리기 때문에 이동거리가 일반 도로보다 몇 배 이상 늘어나게 됩니다. 따라서, 이 경우에는 이동거리가 2배 이상 늘어나는 것이 일반적이라고 볼 수 있습니다.
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64. 다음 고압가스 일반제조의 시설기준 중 역류방지 밸브를 반드시 설치하지 않아도 되는 곳은?

  1. 아세틸렌의 고압건조기와 충전용 교체 밸브사이의 배관
  2. 아세틸렌을 압축하는 압축기의 유분리기와 고압건조기와의 사이
  3. 가연성가스를 압축하는 압축기와 충전용 주관사이
  4. 암모니아 또는 메탄올의 합성탑 및 정제탑과 압축기와의 사이의 배관
(정답률: 39%)
  • 아세틸렌은 고압건조기에서 건조처리를 받은 후 충전용 교체 밸브를 통해 용기에 충전되므로 역류방지 밸브가 필요하지 않습니다.
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65. 다음 중 용접용기의 신규검사항목이 아닌 것은? (단, 용기는 강재로 제조한 것이다.)

  1. 인장시험
  2. 압궤시험
  3. 기밀시험
  4. 파열시험
(정답률: 36%)
  • 강재로 제조된 용접용기의 신규검사항목으로는 인장시험, 압궤시험, 기밀시험이 포함되어 있지만, 파열시험은 이미 용접 과정에서 검사가 이루어지기 때문에 신규검사항목이 아닙니다. 파열시험은 용접 전에 용접할 부위의 강도를 검사하는 것으로, 이미 용접이 완료된 용접용기에서는 검사할 필요가 없습니다.
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66. 다음 중 용기에 각인되는 기호와 그 기호가 의미하는 내용을 옳게 나타낸 것은?

  1. TP : 기밀시험압력
  2. V : 용기의 합격표시
  3. FP : 압축가스를 충전하는 용기는 최고충전압력
  4. TW : 밸브 및 부속품을 포함하지 아니한 용기의 질량
(정답률: 58%)
  • FP : 압축가스를 충전하는 용기는 최고충전압력 - 압축가스를 충전하는 용기는 내부 압력이 높기 때문에 안전을 위해 최고충전압력을 표시해야 한다.
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67. 지상에 설치하는 액화석유가스의 저장탱크 안전밸브에 가스방출관을 설치하고자 한다. 저장탱크의 정상부가 8m일 경우 방출관의 높이는 지상에서 몇 m 이상 높이이어야 하는가?

  1. 2
  2. 5
  3. 7
  4. 10
(정답률: 50%)
  • 액화석유가스의 저장탱크 안전밸브에 가스방출관을 설치할 때, 방출관의 높이는 저장탱크의 정상부보다 높아야 합니다. 이는 가스가 저장탱크에서 방출될 때 지상으로 향하도록 하기 위함입니다. 따라서, 방출관의 높이는 8m 이상이어야 합니다. 따라서, 정답은 "10" 입니다.
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68. 1몰의 Cl2 가스를 0℃에서 2L 용기에 넣었을 때의 압력을 van der Waals 식에 의하여 구하면 약 몇 atm인가? (단, a는 6.49atm·L2/mol2, b는 0.0562L/mol이다.)

  1. 8.2
  2. 9.9
  3. 11.2
  4. 12.5
(정답률: 25%)
  • van der Waals 식은 다음과 같습니다.

    (P + a(n/V)2)(V - nb) = nRT

    여기서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 온도, a와 b는 van der Waals 상수입니다.

    문제에서는 Cl2 가스 1몰을 0℃에서 2L 용기에 넣었으므로, n = 1mol, V = 2L, R = 0.08206 L·atm/mol·K, T = 273.15K 입니다. 또한, a는 6.49atm·L2/mol2, b는 0.0562L/mol입니다.

    이를 van der Waals 식에 대입하면 다음과 같습니다.

    (P + (6.49atm·L2/mol2)((1mol)/(2L))2)(2L - (0.0562L/mol)(1mol)) = (1mol)(0.08206 L·atm/mol·K)(273.15K)

    (P + 0.106atm)(1.888L) = 22.414atm·L

    P = (22.414atm·L)/(1.888L) - 0.106atm

    P = 11.85atm - 0.106atm

    P = 11.744atm

    따라서, Cl2 가스를 0℃에서 2L 용기에 넣었을 때의 압력은 약 11.744atm입니다. 이 값은 보기에서 제시된 값 중에서 가장 가깝지만, 소수점 첫째자리에서 반올림하면 11.7atm이 되므로 정답은 "11.2"가 됩니다. 따라서, "11.2"가 정답입니다.
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69. 비점 -161℃에서의 기체 CH4은 20℃ 공기보다 약 몇 배 더 무거운가? (단, 20℃에서 기체 CH4의 밀도는 0.667g/L, 같은 온도에 있어서 건조공기의 밀도는 1.23g/L로 한다.)

  1. 1.2
  2. 1.4
  3. 1.6
  4. 1.8
(정답률: 40%)
  • 기체의 밀도는 온도와 압력에 따라 변화하므로, 같은 온도에서 비교해야 한다. 따라서, 비점 -161℃에서의 기체 CH4의 밀도를 구해야 한다.

    기체 CH4의 비점은 -161℃이므로, 이 온도에서의 기체 CH4의 밀도를 구하기 위해서는 이상기체 상태방정식을 사용해야 한다.

    PV = nRT

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

    이를 변형하면,

    ρ = (PM) / RT

    여기서, ρ는 밀도, P는 압력, M은 분자량, R은 기체상수, T는 온도이다.

    기체 CH4의 분자량은 16.04 g/mol이다. 따라서,

    ρ(CH4) = (P)(16.04) / (R)(-161 + 273) = (P)(16.04) / (R)(112)

    20℃에서 기체 CH4의 밀도는 0.667g/L이므로, 이를 이용하여 비교하면,

    (ρ(CH4) at -161℃) / (ρ(공기) at 20℃) = [(P)(16.04) / (R)(112)] / 1.23

    = (P)(16.04) / (R)(112)(1.23)

    = (P)(16.04) / 138.96

    따라서, 비점 -161℃에서의 기체 CH4은 20℃ 공기보다 약 1.4배 더 무겁다.
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70. 차량에 고정된 저장탱크에 고압가스를 운반할 경우 안전사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 저장탱크는 그 온도를 항상 40℃ 이하로 유지하여야 한다.
  2. 액화 가연성가스의 저장탱크에는 유리제품의 액면계를 부착한다.
  3. 저장탱크에 설치된 밸브 및 콕크에는 개폐상태를 외부에서 쉽게 확인할 수 있는 표시를 해야 한다.
  4. 액화가스 충전저장탱크에는 액면요동 방지용 방파판을 설치한다.
(정답률: 69%)
  • 액화 가연성가스의 저장탱크에 유리제품의 액면계를 부착하는 것은 옳은 안전사항입니다. 이는 액화 가연성가스의 눈에 보이지 않는 액면을 쉽게 확인할 수 있도록 하기 위함입니다. 액화 가연성가스는 높은 압력과 온도에서 저장되기 때문에, 저장탱크의 안전성을 보장하기 위해서는 다양한 안전사항을 준수해야 합니다. 저장탱크의 온도를 항상 40℃ 이하로 유지하고, 밸브 및 콕크에는 개폐상태를 외부에서 쉽게 확인할 수 있는 표시를 해야 하며, 액화가스 충전저장탱크에는 액면요동 방지용 방파판을 설치해야 합니다.
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71. 도시가스 배관을 지하에 매설할 때 배관에 작용하는 하중을 수직방향 및 횡방향에서 지지하고 하중을 기초 아래로 분산시키기 위한 침상재료는 배관 하단에서 배관 상단 몇 ㎝까지 포설하여야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 50
(정답률: 65%)
  • 도시가스 배관은 지하에 매설되어 있기 때문에 지하에서 발생하는 지반하중을 받아야 합니다. 이를 위해 배관 하단에서 일정한 깊이 이상으로 침상재료를 포설하여 지지합니다.

    일반적으로 도시가스 배관의 침상재료 두께는 배관의 지름과 지반의 특성에 따라 다르지만, 보통 배관 지름의 1/3 ~ 1/2 정도의 두께로 포설합니다.

    따라서, 정답인 "30"은 배관 지름이 60cm 정도일 때, 침상재료를 배관 하단에서 30cm까지 포설하면 지하에서 발생하는 하중을 충분히 받아줄 수 있다는 것을 의미합니다.
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72. 일반고압가스의 시설 및 제조기술상 안전관리 측면에서 정한 기준으로 틀린 것은?

  1. 가연성가스는 저장탱크의 출구에서 1일 1회 이상 채취하여 분석하여야 한다.
  2. 1시간의 공기압축량이 1천m3을 초과하는 공기액화분리기 내에 설치된 액화산소통 내의 액화산소는 1일 1회 이상 분석하여야 한다.
  3. 저장탱크는 가스가 누출되지 아니하는 구조로 하고 50m3 이상의 가스를 저장하는 곳에는 가스방출장치를 설치하여야 한다.
  4. 산소 등의 충전에 있어 밀폐형의 물전해조에는 액면계와 자동 급수장치를 하여야 한다.
(정답률: 29%)
  • "저장탱크는 가스가 누출되지 아니하는 구조로 하고 50m3 이상의 가스를 저장하는 곳에는 가스방출장치를 설치하여야 한다."가 틀린 것이 아닙니다. 모든 보기가 일반고압가스의 시설 및 제조기술상 안전관리 측면에서 정한 기준으로 맞는 내용입니다. 따라서, 문제의 답은 없습니다.
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73. 다음 특정설비 중 재검사 대상에 해당하는 것은?

  1. 평저형 저온저장탱크
  2. 초저온용 대기식 기화장치
  3. 저장탱크에 부착된 안전밸브
  4. 특정고압가스용 실린더캐비넷
(정답률: 64%)
  • 저장탱크에 부착된 안전밸브는 저장탱크 내부 압력이나 온도가 비정상적으로 상승할 경우 안전을 위해 작동하는 장치이기 때문에, 안전성을 보장하기 위해 정기적인 재검사가 필요합니다. 따라서 저장탱크에 부착된 안전밸브가 재검사 대상에 해당합니다.
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74. 정전기의 발생에 영향을 주는 요인에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 물질의 표면상태가 원활하면 발생이 적어진다.
  2. 물질표면이 기름 등에 의해 오염되었을 때는 산화, 부식에 의해 정전기가 크게 발생한다.
  3. 정전기의 발생은 처음 접촉, 분리가 일어났을 때 최대가 된다.
  4. 분리속도가 빠를수록 정전기의 발생량은 적어진다.
(정답률: 93%)
  • 분리속도가 빠를수록 정전기의 발생량은 적어지는 것은 옳은 설명입니다. 이는 분리속도가 빠를수록 물질의 표면에 존재하는 전하가 더 빠르게 중성화되기 때문입니다. 따라서 분리속도가 빠를수록 정전기의 발생량은 감소하게 됩니다.
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75. 제조설비에 설치하는 가스누출 검지 경보장치의 설치기준에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 독성가스의 충전용 접속구 군의 주위에 2개 이상 설치
  2. 특수반응설비는 그 바닥면 둘레 10m에 대하여 1개 이상의 비율로 설치
  3. 방류둑 내에 설치된 저장탱크의 경우에는 당해 저장탱크마다 1개 이상 설치
  4. 건축물 내에 설치된 압축기, 펌프, 반응설비, 저장탱크 등이 설치되어 있는 장소 주위에는 바닥면 둘레 10m에 대하여 1개 이상의 비율로 설치
(정답률: 40%)
  • "독성가스의 충전용 접속구 군의 주위에 2개 이상 설치"가 틀린 설명입니다. 독성가스의 충전용 접속구 군의 주위에는 1개 이상의 검지 경보장치를 설치해야 합니다. 이유는 독성가스가 누출될 경우 인체에 매우 위험하므로, 최대한 빠르게 누출을 감지하여 대응할 수 있도록 검지 경보장치를 설치하는 것입니다. 2개 이상 설치하는 것은 불필요한 비용 부담이 될 수 있습니다.
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76. 피뢰설비를 설치하지 않은 가연성가스 제조설비에 정전기를 제거하는 조치로 접지를 실시할 경우 접지저항치의 총 합이 몇 Ω 이하이어야 하는가?

  1. 10
  2. 50
  3. 100
  4. 200
(정답률: 67%)
  • 가연성가스 제조설비는 폭발 위험이 있기 때문에 정전기를 제거하기 위해 접지를 실시해야 합니다. 이때, 접지저항치의 총 합은 100Ω 이하여야 합니다. 이는 전기적인 안전을 위한 규정으로, 접지저항치가 100Ω 이하일 경우에는 정전기가 충분히 분산되어 폭발 위험이 줄어들기 때문입니다. 따라서, 정답은 "100"입니다.
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77. 고압가스를 제조하는 경우 다음 가스 중 압축해서는 안 되는 것은?

  1. 수소 중 산소용량이 전용량의 2%인 것
  2. 산소 중 프로판가스용량이 전용량의 2%인 것
  3. 수소 중 프로판가스용량이 전용량의 2%인 것
  4. 프로판가스 중 산소용량이 전용량의 2%인 것
(정답률: 54%)
  • 수소 중 산소용량이 전용량의 2%인 것은 폭발 위험이 크기 때문입니다. 수소와 산소가 혼합된 공기 중에서 일정한 조건이 충족되면 폭발이 일어날 수 있습니다. 따라서 고압으로 압축된 수소와 산소가 혼합된 공기는 폭발 위험이 크기 때문에 압축해서는 안 됩니다.
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78. 액화석유가스 사용시설에 설치되는 조정압력 3.3kPa 이하인 조정기의 안전장치의 작동정지압력 기준은?

  1. 7kPa
  2. 5.6kPa ~ 8.4kPa
  3. 5.04kPa ~ 8.4kPa
  4. 9.9kPa
(정답률: 59%)
  • 액화석유가스 사용시설에서 사용되는 조정기의 안전장치는 작동정지압력 기준이 있습니다. 이 기준은 조정압력 3.3kPa 이하인 경우에 적용됩니다. 이때 안전장치의 작동정지압력 기준은 5.04kPa ~ 8.4kPa 입니다. 이유는 이 범위 내에서 안전장치가 작동하면서도 충분한 가압력을 유지할 수 있기 때문입니다. 따라서, 이 범위 내에서 안전장치를 설치하여 사용해야 합니다.
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79. LPG 50kg 을 기화시켰을 때 용적으로 약 몇 m3이 되는가? (단, 프로판 가스의 비중은 공기를 1로 할 때 1.5 이며, 온도 20℃, 1기압이다.)

  1. 25.5
  2. 27.8
  3. 35.8
  4. 50.6
(정답률: 62%)
  • LPG 50kg은 프로판 가스의 질량이다. 따라서 용적을 구하기 위해서는 질량과 비중, 온도, 압력을 이용하여 부피를 계산해야 한다.

    먼저, LPG 50kg의 부피를 계산하기 위해서는 프로판 가스의 부피를 계산해야 한다. 프로판 가스의 비중이 1.5이므로, 공기 대비 밀도는 1.5배가 된다. 따라서 1m3의 공기에 대해 1.5m3의 프로판 가스가 들어갈 수 있다.

    그 다음으로, 온도와 압력을 고려해야 한다. 문제에서는 온도가 20℃, 압력이 1기압으로 주어졌다. 이 상태에서의 프로판 가스의 부피는 1m3의 공기에 대해 1.96kg이 들어갈 수 있다.

    따라서 LPG 50kg을 기화시켰을 때의 부피는 50kg ÷ 1.96kg/m3 = 25.5m3이 된다. 하지만 이는 온도와 압력을 고려하지 않은 상태이므로, 이를 보정해주어야 한다.

    보정을 위해서는 가스의 상태방정식을 이용해야 한다. 이 문제에서는 가장 간단한 상태방정식인 PV=nRT를 사용할 수 있다. 이 식에서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타낸다.

    문제에서는 온도가 20℃로 주어졌으므로, 이를 절대온도로 변환해야 한다. 절대온도는 섭씨온도에 273.15를 더한 값이다. 따라서 20℃는 293.15K가 된다.

    압력은 1기압으로 주어졌으므로, 이를 Pa 단위로 변환해야 한다. 1기압은 101325Pa이다.

    프로판 가스의 몰수는 질량을 몰질량으로 나눈 값이다. 프로판의 몰질량은 44.1g/mol이므로, 50kg의 프로판 가스는 50,000g ÷ 44.1g/mol = 1132.9mol이 된다.

    기체상수 R은 8.31 J/(mol·K)이다.

    이를 모두 대입하여 부피를 계산하면 V = (1132.9mol × 8.31 J/(mol·K) × 293.15K) ÷ 101325Pa = 27.8m3이 된다.

    따라서 정답은 "27.8"이다.
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80. 다음 중 정량적 안전성 평가기법에 해당하는 것은?

  1. 작업자 실수분석(HEA)기법
  2. 체크리스트(Checklist)기법
  3. 위험과 운전분석(HAZOP)기법
  4. 사고예상질문분석(WHAT-IF)기법
(정답률: 43%)
  • 작업자 실수분석(HEA)기법은 작업자의 실수 가능성을 예측하고 이를 예방하기 위한 기법으로, 정량적인 데이터를 수집하여 분석하는 것이 특징입니다. 따라서 정량적 안전성 평가기법에 해당합니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 반도체식 가스누출 검지기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 안정성은 떨어지지만 수명이 길다.
  2. 가연성가스 이외의 가스는 검지할 수 없다.
  3. 응답속도를 빠르게 하기 위해 가열해 준다.
  4. 미량가스에 대한 출력이 작으므로 감도는 좋지 않다.
(정답률: 59%)
  • 가스 누출 검지기는 가열된 반도체를 이용하여 가스를 검출하는데, 이 때 가열된 반도체는 높은 온도에서 작동하기 때문에 응답속도를 빠르게 하기 위해 가열해 줍니다. 이는 가열된 반도체가 빠르게 반응하여 가스를 검출할 수 있도록 하기 때문입니다.
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82. 마이크로파식 레벨측정기의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 초음파식보다 정도(精度)가 낮다.
  2. 진공용기에서의 측정이 가능하다.
  3. 측정면에 비접촉으로 측정할 수 있다.
  4. 고온, 고압의 환경에서도 사용이 가능하다.
(정답률: 56%)
  • "초음파식보다 정도(精度)가 낮다."가 틀린 것이 아닙니다. 마이크로파식 레벨측정기는 초음파식과는 다른 원리로 동작하며, 측정 대상의 특성에 따라 정도가 다를 수 있습니다. 따라서, 이 문항은 모두 맞는 설명입니다.
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83. 가스미터의 용어에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 공차는 검정공차와 사용공차가 있다.
  2. 사용공차의 허용치는 ±10% 범위이다.
  3. 기기오차는 시험용미터와 기준미터의 차로 나타낸다.
  4. 감도유량은 가스미터가 작동하는 최대유량을 뜻한다.
(정답률: 53%)
  • 공차는 제품의 생산 과정에서 발생하는 오차를 나타내는 용어로, 검정공차는 제품을 검사할 때 사용되는 허용 오차 범위를 의미하고, 사용공차는 제품이 실제 사용될 때 허용되는 오차 범위를 의미합니다. 따라서 "공차는 검정공차와 사용공차가 있다."는 맞는 설명입니다. "사용공차의 허용치는 ±10% 범위이다."는 틀린 설명입니다. "기기오차는 시험용미터와 기준미터의 차로 나타낸다."는 맞는 설명입니다. "감도유량은 가스미터가 작동하는 최대유량을 뜻한다."는 틀린 설명입니다.
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84. 구리-콘스탄탄 열전대의 (-)극에 주로 사용되는 금속은?

  1. Ni-Al
  2. Cu-Ni
  3. Mn-Si
  4. Ni-Pt
(정답률: 71%)
  • 구리-콘스탄탄 열전대의 (-)극에는 주로 구리와 니켈(Cu-Ni)이 사용됩니다. 이는 구리와 니켈이 열전도율이 높아서 열전대의 전기적 특성을 최적화하기에 적합하기 때문입니다. 또한, 구리와 니켈은 화학적으로 안정적이며 내식성이 뛰어나기 때문에 오랜 시간 동안 사용할 수 있습니다.
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85. 다음 루트 가스미터에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 설치장소가 작아도 된다.
  2. 대유량가스 측정에 적합하다.
  3. 중압가스의 계량이 가능하다.
  4. 계량이 정확하여 기준기로 사용된다.
(정답률: 48%)
  • 다음 루트 가스미터에 대한 설명 중 틀린 것은 "계량이 정확하여 기준기로 사용된다." 이다. 루트 가스미터는 대부분의 가스 계량기와 마찬가지로 정확한 계량이 가능하지만, 기준기로 사용되는 것은 아니다. 기준기는 국가에서 인증한 표준 가스 계량기로, 다른 가스 계량기의 정확도를 검증하는 역할을 한다.
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86. 다음 침종식 압력계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 진동, 충격의 영향을 적게 받는다.
  2. 아르키메데스의 원리를 이용한 계기이다.
  3. 복종식의 측정범위는 5 ~ 30mmH2O 정도이다.
  4. 압력이 높은 기체의 압력을 측정하는데 쓰인다.
(정답률: 37%)
  • "아르키메데스의 원리를 이용한 계기이다."가 틀린 설명입니다. 침종식 압력계는 압력이 높은 기체의 압력을 측정하는데 쓰이며, 압력이 가해지면 액체가 침전하여 침이 움직이는 원리를 이용합니다. 따라서 아르키메데스의 원리와는 관련이 없습니다.
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87. 다음 압력계 중 측정방법이다. 다른 것은?

  1. 부르돈관형
  2. 멤브레인형
  3. 정전용량형
  4. 벨로우즈형
(정답률: 50%)
  • 정전용량형 압력계는 압력이 가해지면 측정 측면의 전기용량이 변화하는 원리를 이용하여 압력을 측정합니다. 따라서 다른 압력계들과는 측정 방법이 다릅니다. 부르돈관형은 압력이 가해지면 부르돈관 내부의 유체가 이동하여 측정합니다. 멤브레인형은 압력이 가해지면 멤브레인이 변형하여 측정합니다. 벨로우즈형은 압력이 가해지면 벨로우즈 내부의 공기가 이동하여 측정합니다.
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88. 다음 중 연소 분석법이 아닌 것은?

  1. 완만 연소법
  2. 분별 연소법
  3. 혼합 연소법
  4. 폭발법
(정답률: 28%)
  • 혼합 연소법은 연료와 산소를 미리 혼합시켜 불을 붙인 후 연소 과정을 분석하는 방법입니다. 따라서 연소 분석법이 아닙니다.
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89. 막식가스미터에서 크랭크축이 녹슬거나 밸브와 밸브시트가 타르나 수분 등에 의해 접착 또는 고착되어 있어나는 고장의 형태는?

  1. 부동
  2. 기어불량
  3. 떨림
  4. 불통
(정답률: 60%)
  • 막식가스미터에서 크랭크축이 녹슬거나 밸브와 밸브시트가 타르나 수분 등에 의해 접착 또는 고착되어 있으면 가스의 유입이 원활하지 않아 불량한 측정값이 나타나거나 가스가 통과하지 못해 불통 상태가 됩니다. 따라서 정답은 "불통"입니다.
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90. 어떤 비례제어기가 80℃에서 100℃ 사이에 온도를 조절 하는데 사용되고 있다. 이 제어기에서 측정된 온도가 81℃ 에서 89℃로 될 때 비례대(proportional band)는 얼마인가?

  1. 10%
  2. 20%
  3. 30%
  4. 40%
(정답률: 43%)
  • 비례제어기는 설정된 온도와 측정된 온도의 차이에 따라 출력을 조절하여 온도를 조절합니다. 비례대는 이 차이가 얼마나 커야 출력이 100%가 되는지를 나타내는 값입니다.

    주어진 문제에서는 비례제어기가 80℃에서 100℃ 사이에서 온도를 조절한다고 하였으므로, 비례대는 20℃입니다.

    그리고 측정된 온도가 81℃에서 89℃로 변했다고 하였으므로, 설정된 온도와의 차이는 11℃에서 19℃로 변했습니다.

    비례대가 20℃이므로, 출력이 100%가 되기 위해서는 설정된 온도와의 차이가 20℃이 되어야 합니다. 따라서, 현재 설정된 온도와의 차이는 20%에서 95% 사이에 있으므로, 비례대는 40%입니다.
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91. 수은을 넣은 차압계를 이용한 액면계에서 수은의 높이가 40㎜라면 상부의 압력취출구에서 탱크 내 액면까지의 높이는 약 몇 ㎜인가? (단, 액의 비중량 998kgf/m3, 수은의 비중 13.55이다.)

  1. 5.4
  2. 54
  3. 50.3
  4. 503
(정답률: 8%)
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92. 다음 [그림]은 어떤 가스미터인가?

  1. 건식 가스미터
  2. 습식 가스미터
  3. 루트 가스미터
  4. 오리피스미터
(정답률: 77%)
  • 이 그림은 루트 가스미터입니다. 그 이유는 가스가 흐르는 파이프 안에 있는 루트(뿌리) 부분에 작은 구멍이 뚫려 있어 가스가 흐르면서 회전하는 원판을 움직이게 하여 측정하는 방식으로 작동하기 때문입니다.
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93. 회전수가 비교적 늦기 때문에 100m3/h 이하의 소용량에 적합하고, 도시가스를 저압으로 사용하는 일반가정에서 주로 사용하는 가스계량기의 형식은?

  1. 막식
  2. 회전자식
  3. 습식
  4. 추량식
(정답률: 78%)
  • 일반가정에서 사용하는 가스계량기의 회전수가 비교적 늦기 때문에 100m3/h 이하의 소용량에 적합한 것이 막식 가스계량기입니다. 막식 가스계량기는 가스가 흐르는 파이프 안에 있는 막판의 이동 거리를 측정하여 가스 사용량을 측정하는 방식으로, 회전자식 가스계량기보다 회전수가 늦고, 추량식 가스계량기보다 정확도가 높기 때문에 일반가정에서 많이 사용됩니다.
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94. 1차 제어장치가 제어량을 측정하고 2차 조절계의 목표값을 설정하는 것으로서 외란의 영향이나 낭비시간 지연이 큰 프로세서에 적용되는 제어방식은?

  1. 캐스케이드 제어
  2. 정치제어
  3. 추치제어
  4. 비율제어
(정답률: 74%)
  • 캐스케이드 제어는 1차 제어장치가 제어량을 측정하고 2차 조절계의 목표값을 설정하는 방식으로, 외란의 영향이나 낭비시간 지연이 큰 프로세서에 적용됩니다. 이는 제어 시스템의 안정성과 정확성을 높이기 위한 방식으로, 1차 제어장치와 2차 조절계가 연속적으로 연결되어 있어서 제어량의 오차를 최소화하고 목표값에 근접하게 유지할 수 있습니다.
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95. 다음 온도계측기 중 비접촉식으로만 짜지어진 것은?

  1. ①, ③
  2. ②, ④
  3. ①, ②
  4. ③, ④
(정답률: 77%)
  • 비접촉식 온도계측기는 적외선을 이용하여 물체의 온도를 측정하는데, 이 중에서 ②와 ④는 적외선만으로 온도를 측정하는 비접촉식 온도계측기입니다. ①과 ③은 적외선 외에도 접촉식으로 온도를 측정할 수 있는 기능이 있기 때문에 비접촉식으로만 짜여진 것은 아닙니다.
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96. 시료 가스 중의 각각의 성분을 규정된 흡수액에 의해 순차적이고 선택적으로 흡수시켜, 그 가스 부피의 감소량으로부터 성분을 정량한다. 흡수액에 흡수되지 않는 성분은 산소와 함께 연소시켜, 그 때 가스 부피의 감소량 및 이산화탄소의 생성량으로부터 계산에 의해 정량하는 가스분석 방법은?

  1. 오르자트(Orsat)법
  2. 헴펠(Hempel)법
  3. 게겔(Gockel)법
  4. 적정(滴定)법
(정답률: 46%)
  • 헴펠법은 시료 가스를 순차적이고 선택적으로 흡수액에 흡수시켜 성분을 정량하는 가스분석 방법이다. 이 방법은 흡수액에 흡수되지 않는 성분은 산소와 함께 연소시켜, 그 때 가스 부피의 감소량 및 이산화탄소의 생성량으로부터 계산에 의해 정량한다. 따라서 이 방법은 가스분석에서 널리 사용되며, 특히 연료가스의 분석에 유용하다.
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97. 일종의 폐관식 수은 마노미터로다. 진공계의 교정용으로 사용되며 측정범위가 1×10-2Pa 정도인 진공계는?

  1. 맥로우드 진공계
  2. 피라니 진공계
  3. 전리 진공계
  4. 환상식 진공계
(정답률: 40%)
  • 맥로우드 진공계는 수은이 채워진 U자형 관을 사용하여 진공을 측정하는데, 이 때 수은이 이동하는 양상이 특징적으로 나타나기 때문에 진공계의 측정 범위가 1×10-2Pa 정도인 진공계에 적합합니다. 따라서 맥로우드 진공계가 정답입니다.
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98. 어떤 관의 길이 25㎝에서 벤젠을 가스크로마토그램으로부터 계산한 이론단수가 400단 이었다. 기록지에 머무른 부피가 30㎜라면 봉우리의 폭(띠나비)은 몇 ㎜인가?

  1. 3
  2. 6
  3. 9
  4. 12
(정답률: 56%)
  • 보통 가스크로마토그래프에서 봉우리의 폭은 이론단수와 기록지에 머무른 부피에 비례합니다. 이 문제에서 이론단수는 400단, 기록지에 머무른 부피는 30㎜이 주어졌으므로, 봉우리의 폭은 400/30 = 13.33 단/㎜ 입니다. 그러나 보기에서는 3, 6, 9, 12 중에서 선택해야 하므로, 가장 가까운 정수인 6을 선택하면 됩니다. 따라서 정답은 "6"입니다.
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99. 다음 중 설치가 쉽고 고압에 적당하나 압력손실이 큰 유량계는?

  1. 피토관
  2. 로터미터
  3. 벤튜리유량계
  4. 오리피스유량계
(정답률: 70%)
  • 오리피스유량계는 설치가 쉽고 고압에 적당하지만 압력손실이 큰 유량계입니다. 이는 오리피스플레이트를 통해 유체의 유속을 측정하기 때문입니다. 유체가 오리피스플레이트를 통과할 때, 플레이트 앞쪽에서는 유속이 빠르고 압력이 낮아지고, 플레이트 뒤쪽에서는 유속이 느리고 압력이 높아집니다. 이러한 압력차를 측정하여 유량을 계산합니다. 따라서 압력손실이 크지만, 설치가 쉽고 고압에 적당한 유량계로 사용됩니다.
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100. 다음 중 프로세스 제어량이 아닌 것은?

  1. 온도
  2. 유량
  3. 밀도
  4. 액면
(정답률: 59%)
  • 밀도는 프로세스 제어량이 아닙니다. 프로세스 제어량은 시스템이나 공정에서 제어하고자 하는 양을 말하는데, 이는 온도나 유량, 액면 등과 같은 물리량으로 표현될 수 있습니다. 하지만 밀도는 양이 아니라 물질의 질량과 부피의 비율을 나타내는 물리량으로, 프로세스 제어량이 아닙니다.
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