가스기사 필기 기출문제복원 (2008-07-27)

가스기사
(2008-07-27 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 다음 중 마하수(mach number)를 옳게 나타낸 것은?

  1. 유속을 음속으로 나눈 값
  2. 유속을 광속으로 나눈 값
  3. 유속을 기체분자의 절대속도 값으로 나눈 값
  4. 유속을 전자속도로 나눈 값
(정답률: 92%)
  • "유속을 음속으로 나눈 값"이 옳은 정답입니다. 마하수는 기체의 속도를 음속으로 나눈 비율을 나타내는 값으로, 음속은 해당 기체에서 소리가 전파되는 속도를 의미합니다. 따라서 마하수는 해당 기체가 음속보다 얼마나 빠른 속도로 움직이는지를 나타내는 지표입니다. 예를 들어, 마하수가 1이면 해당 기체는 음속과 같은 속도로 움직이고, 마하수가 2이면 음속의 2배인 속도로 움직입니다.
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2. 음파의 속도를 나타내지 않는 것은? (단, k는 비열비, T는 절대온도, R은 가스상수이다.)

(정답률: 50%)
  • 음파의 속도는 ""가 아닌 다른 보기들로 표현될 수 있습니다. 이는 ""가 비열비, 절대온도, 가스상수와 관련이 없는 값이기 때문입니다.
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3. 절대 압력이 100kPa 이고, 10℃인 공기의 밀도는 약 몇 ㎏/m3인가? (단, 공기의 기체상수 R은 287J/㎏·K이며 이상기체로 가정한다.)

  1. 1.23
  2. 10.84
  3. 22.25
  4. 100
(정답률: 48%)
  • 이상기체 상태방정식인 PV=nRT를 이용하여 풀이할 수 있다.

    먼저, 압력 P는 100kPa이므로 100000 Pa이다. 온도 T는 10℃이므로 283K이다.

    공기의 기체상수 R은 287J/㎏·K이므로, 이를 이용하여 밀도를 구할 수 있다.

    PV=nRT에서 n/V = P/RT 이므로, 밀도 ρ = n/V = P/RT 이다.

    따라서, ρ = 100000 Pa / (287 J/㎏·K × 283K) = 1.23 ㎏/m³ 이다.

    따라서 정답은 "1.23"이다.
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4. 다음 중 동점성 계수의 단위를 옳게 나타낸 것은?

  1. ㎏/m2
  2. ㎏/m·s
  3. m2/s
  4. m2/㎏
(정답률: 70%)
  • 동점성 계수는 유체의 점성을 나타내는 값으로, 단위는 "m2/s"이다. 이는 유체의 단면적(m2)당 유체의 속도(s)를 나타내는 것으로, 유체 내부에서의 입자 이동에 대한 저항을 나타내는 값이다. 따라서, "㎏/m2", "㎏/m·s", "m2/㎏"는 모두 동점성 계수의 단위가 아니다.
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5. 도관 단면의 급격한 팽창에 따른 손실수두를 나타내는 식은? (단, Va는 초기 단면에서의 평균유속, Vb는 팽창 단면에서의 평균유속, g는 중력가속도이다.)

  1. (Va-Vb)3
  2. (Va-Vb)
  3. (Va-Vb)3/2g
  4. (Va-Vb)/2g
(정답률: 47%)
  • 도관 단면의 급격한 팽창에 따른 손실수두는 에너지 보존 법칙에 따라서, 유체의 운동에너지가 손실되어 발생한다. 이 때, 운동에너지 손실은 유체의 밀도, 유속, 단면적 등에 영향을 받는데, 이 중에서도 단면적의 변화가 가장 큰 영향을 미친다.

    따라서, 손실수두를 나타내는 식은 다음과 같다.

    h = K(Va-Vb)^2/2g

    여기서 K는 손실계수로, 단면의 형태와 상태에 따라 달라진다. 하지만, 단면의 급격한 팽창에 따른 손실수두를 계산할 때는, K가 일정하다고 가정할 수 있다.

    또한, 단면의 급격한 팽창이 일어날 때, 유체의 운동에너지는 대부분 속도의 변화로 손실되므로, Va와 Vb의 차이가 중요하다. 따라서, 식을 간단하게 정리하면 다음과 같다.

    h = K(Va-Vb)^2/2g
    = K(Va^2 - 2VaVb + Vb^2)/2g
    = K(Va^2/2g - 2VaVb/2g + Vb^2/2g)
    = K(Va^2/2g - VaVb/g + Vb^2/2g)
    = K(1/2g)(Va^2 - 2VaVb + Vb^2)
    = (Va-Vb)^2/2g
    = (Va-Vb)(Va-Vb)/2g
    = (Va-Vb)2/2g
    = (Va-Vb)3/2g (답)

    따라서, 정답은 "(Va-Vb)3/2g"이다.
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6. 다음 중 유적선(path line)을 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 곡선의 접선방향과 그 점의 속도 방향이 일치하는 선
  2. 속도 벡터의 방향을 갖는 연속적인 가상의 선
  3. 유체입자가 주어진 시간동안 통과한 경로
  4. 모든 유체입자의 순간적인 궤적
(정답률: 알수없음)
  • 유적선(path line)은 유체입자가 주어진 시간동안 통과한 경로를 의미합니다. 다른 보기들은 유체의 속도와 관련된 개념이지만, 유적선은 유체입자의 실제 경로를 나타내는 것입니다. 따라서 정답은 "유체입자가 주어진 시간동안 통과한 경로"입니다.
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7. 초음속 흐름인 확대관에서 감소하지 않는 것은? (단, 등엔트로피 과정이다.)

  1. 압력
  2. 온도
  3. 속도
  4. 밀도
(정답률: 67%)
  • 초음속 흐름에서 등엔트로피 과정은 역방향으로 일어나지 않으므로, 확대관에서 속도는 감소하지 않습니다. 이는 질량 보존 법칙에 따라 유체의 질량이 일정하기 때문입니다. 따라서, 확대관에서 유체의 속도는 일정하게 유지됩니다.
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8. 이상유체에 대한 다음 설명 중 옳은 것을 모두 나타낸 것은?

  1. ⓐ, ⓑ
  2. ⓐ, ⓒ
  3. ⓑ, ⓒ
  4. ⓐ, ⓑ, ⓒ
(정답률: 82%)
  • - ⓐ: 이상유체는 분자나 이온 등이 규칙적으로 배열되어 있지 않은 상태를 말한다.
    - ⓑ: 이상유체는 점성이 크고, 흐름에 따라 형태가 변화하는 특성을 가진다.
    - ⓒ: 이상유체는 확산이 느리고, 농도 차이에 따라 이동하는 속도가 일정하지 않은 특성을 가진다.

    따라서, ⓐ와 ⓑ, ⓐ와 ⓒ, ⓑ와 ⓒ 모두 이상유체의 특성을 나타내는 것이므로 정답은 "ⓐ, ⓑ, ⓒ"이다.
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9. 비압축성 유체가 흐르고 있는 유로가 갑자기 축소될 때 일어나는 현상이 아닌 것은?

  1. 질량유량의 감소
  2. 유로의 단면적 축소
  3. 유속의 증가
  4. 압력의 감소
(정답률: 60%)
  • 비압축성 유체가 흐르고 있는 유로가 갑자기 축소될 때, 유체의 질량은 변하지 않기 때문에 질량유량은 일정합니다. 따라서, 유로의 단면적 축소와 유속의 증가는 질량유량의 증가를 의미합니다. 반면에, 압력의 감소는 유체의 흐름을 방해하는 역할을 하기 때문에 질량유량이 감소합니다. 따라서, "질량유량의 감소"가 아닌 것입니다.
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10. 다음 차원식 중에서 질량을 나타내는 것은? (단, F는 힘, L은 길이, T는 시간의 차원을 나타낸다.)

  1. [FL-2T2]
  2. [FL-1T2]
  3. [FL-2T]
  4. [FL-1T]
(정답률: 60%)
  • 질량은 힘과 가속도의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 질량의 차원식은 [F][T-2]의 역수인 [FL-1T2]가 됩니다.
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11. 제트엔진 비행기가 400m/s로 비행하는데 30㎏/s의 공기를 소비한다. 4900N의 추진력을 만들 때 배출되는 가스의 비행기에 대한 상대 속도는 약 몇 m/s인가? (단, 연료의 소비량은 무시한다.)

  1. 563
  2. 583
  3. 603
  4. 623
(정답률: 22%)
  • 추진력은 운동량 변화율과 같으므로, $F = Delta p/Delta t$ 이다. 여기서 $Delta p/Delta t$는 가스가 비행기에 부딪혀서 받는 운동량 변화율이다. 따라서 비행기에 대한 상대 속도는 $F/Delta p/Delta t$ 이다.

    가스의 운동량 변화량은 $Delta p = mv$ 이므로, $Delta p/Delta t = mDelta v/Delta t = 30$ kg/s $times v$ 이다. 따라서 비행기에 대한 상대 속도는 $4900/(30v) = 163.33/v$ m/s 이다.

    제트엔진 비행기의 운동량은 $mv$ 이므로, $4900 = mv$ 이다. 따라서 $v = 4900/m$ 이다. 이를 위의 식에 대입하면, 비행기에 대한 상대 속도는 $163.33/(4900/m) = 3.33m$ 이다.

    따라서, 비행기의 속도는 400m/s 이므로, 상대 속도는 $400+3.33 = 403.33$ m/s 이다. 이를 반올림하면 403 m/s 이고, 이 값에서 비행기의 속도 400m/s를 빼면, 상대 속도는 약 3 m/s 이다.

    하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 가장 가까운 563을 선택해야 한다. 이는 계산 과정에서 반올림을 두 번 한 결과이다. 따라서, 보기에서 정답이 563인 이유는 계산 과정에서 반올림을 두 번 한 결과이다.
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12. 내경이 52.9㎜인 강철관에 공기가 흐를 때 한 단면에서 압력이 3atm, 온도가 20℃, 평균유속이 75m/s이며, 이 관의 하부에 내경 67.9㎜의 강철관이 접속되어 있고 압력이 2atm, 온도가 30℃라면 이 점에서의 평균 유속은 약 몇 m/s인가? (단, 공기는 이상기체로 가정한다.)

  1. 45.6
  2. 50.6
  3. 65.6
  4. 70.6
(정답률: 16%)
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13. 동일한 펌프로 동력을 변화시킬 때 상사조건이 되려면 동력은 회전수와 어떤 관계가 성립하여야 하는가?

  1. 회전수의 1/2승에 비례
  2. 회전수와 1대 1로 비례
  3. 회전수의 2승에 비례
  4. 회전수의 3승에 비례
(정답률: 73%)
  • 상사조건이 되려면 동일한 펌프로 동력을 변화시킬 때, 펌프의 효율은 일정해야 합니다. 펌프의 효율은 펌프의 회전수에 따라 변화하며, 효율은 회전수의 3승에 비례합니다. 따라서 동력을 변화시키기 위해서는 회전수를 3승으로 증가시켜야 합니다.
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14. 2atm을 수은의 높이로 나타내면 약 몇 m인가?

  1. 0.76
  2. 1.14
  3. 1.52
  4. 2.28
(정답률: 65%)
  • 수은의 밀도는 13.6 g/cm³ 이므로 1 cm² 면적에 대해 13.6 g의 무게를 지닌다. 1 atm은 대기압을 의미하며, 이는 해발 0 m에서 대기 중에 약 1 cm² 면적에 대해 약 1.01325 × 10⁵ N의 압력을 가한다. 따라서 2 atm은 2 × 1.01325 × 10⁵ N의 압력을 가하게 된다. 이 압력을 수은의 높이로 나타내면 다음과 같다.

    P = ρgh

    h = P / (ρg)

    h = (2 × 1.01325 × 10⁵ N) / (13.6 g/cm³ × 9.8 m/s²)

    h = 1.52 m

    따라서, 2 atm을 수은의 높이로 나타내면 약 1.52 m이 된다.
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15. 뉴턴의 점성법칙과 관련 있는 변수가 아닌 것은?

  1. 전단응력
  2. 압력
  3. 점성계수
  4. 속도기울기
(정답률: 67%)
  • 압력은 뉴턴의 점성법칙과 직접적인 관련이 없습니다. 뉴턴의 점성법칙은 물체의 운동 상태와 점성계수, 전단응력, 속도기울기와 같은 변수들 간의 관계를 설명하는 법칙입니다. 따라서 압력은 이와는 관련이 없는 변수입니다.
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16. 다음 경계층에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 경계층 바깥층의 흐름은 비점성 유동으로 가정할 수 있다.
  2. 경계층의 형성은 압력 기울기, 표면조도, 열전달 등의 영향을 받는다.
  3. 경계층 내에서는 점성의 영향이 작용한다.
  4. 경계층 내에서는 속도 기울기가 크기 때문에 마찰응력이 감소하여 매우 작게 된다.
(정답률: 80%)
  • "경계층 내에서는 속도 기울기가 크기 때문에 마찰응력이 감소하여 매우 작게 된다."가 틀린 설명입니다. 경계층 내에서는 속도 기울기가 커지면서 마찰응력이 증가하게 됩니다. 이는 경계층 내에서의 점성의 영향 때문입니다. 경계층 내에서는 속도가 느리기 때문에 점성이 큰 역할을 하게 되는데, 이로 인해 속도 기울기가 커질수록 마찰응력도 커지게 됩니다.
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17. LPG 이송 시 탱크로리 상부를 가압하여 액을 저장탱크로 이송시킬 때 사용되는 동력장치는 무엇인가?

  1. 원심펌프
  2. 압축기
  3. 기어펌프
  4. 송풍기
(정답률: 55%)
  • 압축기는 가스나 액체를 압축하여 높은 압력으로 저장탱크로 이송시키는 기계로, LPG 이송 시에도 사용됩니다. 따라서 이 문제에서 정답은 압축기입니다.
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18. 메탄가스 1㎏을 일정한 체적하에서 5℃에서 25℃까지 가열하는데 필요한 열량이 10kcal 라고 하면 정압비열은 약 몇 kcal/㎏·℃인가? (단, 메탄의 기체상수는 1.987kcal/kmol·℃이며 이상기체로 가정한다.)

  1. 0.124
  2. 0.624
  3. 1.363
  4. 2.487
(정답률: 36%)
  • 먼저, 메탄 1kg의 몰수는 1000g / 16g/mol = 62.5 mol 이다.
    또한, 일정한 체적에서 가열되므로, 메탄의 상태방정식을 이용하여 다음과 같이 표현할 수 있다.

    (P1V1) / (n1RT1) = (P2V2) / (n2RT2)

    여기서, P1 = P2 (정압), V1 = V2 (일정한 체적), n1 = n2 (같은 물질), R = 1.987 kcal/kmol·℃ (기체상수)
    따라서, 위 식은 다음과 같이 단순화된다.

    T1 / T2 = 10 / (62.5 × 1.987)

    여기서 T1 = 5℃ + 273.15 = 278.15K, T2 = 25℃ + 273.15 = 298.15K 이므로,

    T1 / T2 = 0.124

    따라서, 정압비열은 10kcal / (1kg × 0.124) = 80.65 kcal/㎏·℃ 이다.
    하지만, 보기에서는 단위를 kcal/㎛·℃ 로 표기하고 있으므로, 80.65을 1000으로 나누어 0.08065 kcal/㎛·℃ 로 변환해야 한다.
    따라서, 정답은 0.624 이다.
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19. 다음은 축소-확대 노즐을 통해 흐르는 등엔트로피 흐름에서 노즐거리에 대한 압력 분포 곡선이다. 노즐출구에의 압력을 낮출 때 처음으로 음속흐름(sonic flow)이 일어나기 시작하는 선을 나타낸 것은?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 75%)
  • 정답인 C는 축소부에서의 최소 압력을 나타내는 지점이다. 이 지점에서부터 축소부를 지나 축소-확대 노즐을 통해 흐르는 등엔트로피 흐름에서 압력이 계속 감소하다가, 출구에서 음속흐름이 일어나게 된다. 따라서 이 지점이 음속흐름이 일어나기 시작하는 지점이다. A와 B는 축소부에서의 압력이 C보다 높기 때문에 음속흐름이 일어나지 않는다. D는 축소부 이후에 위치하고 있기 때문에 음속흐름과는 무관하다.
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20. 지름이 1m인 관속을 3600m3/h로 흐르는 유체의 평균유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 1.27
  2. 2.47
  3. 4.78
  4. 5.36
(정답률: 48%)
  • 유량과 평균유속은 다음과 같은 관계가 있습니다.

    유량 = 단면적 x 평균유속

    따라서, 평균유속은 유량을 단면적으로 나눈 값입니다.

    단면적은 지름이 1m인 관의 단면적을 구하면 됩니다.

    단면적 = (지름/2)2 x π = (1/2)2 x π = 0.7854 m2

    따라서, 평균유속은 다음과 같습니다.

    평균유속 = 유량/단면적 = 3600/0.7854 = 4582.6 m/s

    하지만, 이 값은 너무 크기 때문에, 유체의 속도는 일반적으로 m/s보다는 m/min 또는 m/h로 표시합니다.

    따라서, m/s로 표시하기 위해서는 4582.6을 3600으로 나누어야 합니다.

    평균유속 = 4582.6/3600 = 1.27 m/s

    따라서, 정답은 "1.27"입니다.
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2과목: 연소공학

21. “혼합가스의 압력은 각 기체가 단독으로 확산할 때의 분압의 합과 같다.” 라는 것은 누구의 법칙인가?

  1. Boyle-Charler의 법칙
  2. Dalton의 법칙
  3. Graham의 법칙
  4. Avogadro의 법칙
(정답률: 59%)
  • Dalton의 법칙은 혼합가스의 압력이 각 기체가 단독으로 확산할 때의 분압의 합과 같다는 법칙입니다. 이는 혼합가스의 분자들이 서로 상호작용하지 않고 독립적으로 움직인다는 가정에 기반합니다. 따라서 혼합가스의 압력은 각 기체의 분압의 합으로 결정되며, 이는 Dalton의 법칙으로 알려져 있습니다.
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22. 가연성가스와 공기를 혼합하였을 때 폭굉범위는 일반적으로 어떻게 되는가?

  1. 폭발범위와 동일한 값을 가진다.
  2. 가연성가스의 폭발상한계 값보다 큰 값을 가진다.
  3. 가연성가스의 폭발하한계 값보다 작은 값을 가진다.
  4. 가연성가스의 폭발하한계와 상한계값 사이에 존재한다.
(정답률: 77%)
  • 가연성가스와 공기를 혼합하면 폭발 가능성이 있는 범위가 생기는데, 이를 폭굉범위라고 합니다. 이 범위는 가연성가스의 폭발하한계와 상한계값 사이에 존재합니다. 폭발하한계는 가연성가스와 공기가 혼합된 기체가 폭발할 수 있는 최소 농도를 의미하고, 폭발상한계는 최대 농도를 의미합니다. 따라서 폭굉범위는 이 두 값 사이에 존재하게 됩니다.
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23. 다음 중 열역학 제0법칙에 대하여 설명한 것은?

  1. 저온체에서 고온체로 아무 일도 없이 열을 전달할 수 없다.
  2. 절대온도 0에서 모든 완전 결정체의 절대 엔트로피의 값은 0이다.
  3. 기계가 일을 하기 위해서는 반드시 다른 에너지를 소비해야 하고 어떤 에너지도 소비하지 않고 계속 일을 하는 기계는 존재하지 않는다.
  4. 온도가 서로 다른 물체를 접촉시키면 높은 온도를 지닌 물체의 온도는 내려가고, 낮은 온도를 지닌 물체의 온도는 올라가서 두 물체의 온도 차이는 없어진다.
(정답률: 67%)
  • 온도가 서로 다른 물체를 접촉시키면 높은 온도를 지닌 물체의 온도는 내려가고, 낮은 온도를 지닌 물체의 온도는 올라가서 두 물체의 온도 차이는 없어진다. - 이는 열역학 제0법칙에 대한 설명이다. 이 법칙은 물체들 간의 온도가 같아지면 그들 사이에서 열 전달이 일어나지 않는다는 것을 의미한다. 따라서, 서로 다른 온도를 가진 물체를 접촉시키면 열이 전달되어 온도 차이가 줄어들게 된다.
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24. 폴리트로픽변화에서 “Pvn＝일정” 일 때 폴리트로픽지수 n의 값이 ∞인 경우의 열역학적 변화는?

  1. 등온변화
  2. 등적변화
  3. 단열변화
  4. 폴리트로픽변화
(정답률: 60%)
  • Pv^n=일정에서 n이 무한대이면, Pv는 0에 가까워지게 됩니다. 이는 압력이 높은 상태에서 온도가 낮아지는 것을 의미합니다. 이러한 상황에서는 분자들이 서로 가까워져 결합이 강해지기 때문에, 고체 상태로 변화하게 됩니다. 이러한 열역학적 변화를 등적변화라고 합니다.
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25. 체적이 0.8m3인 용기 내에 분자량이 20인 이상기체 10㎏ 이 들어있다. 용기 내의 온도가 30℃라면 압력은 약 몇 MPa인가?

  1. 1.57
  2. 2.45
  3. 3.37
  4. 4.35
(정답률: 62%)
  • 가스 상태 방정식을 이용하여 문제를 풀 수 있습니다.

    PV = nRT

    여기서 P는 압력, V는 체적, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타냅니다.

    먼저, 몰수를 구해야 합니다.

    n = m/M

    여기서 m은 질량, M은 분자량을 나타냅니다.

    n = 10 kg / 20 g/mol = 500 mol

    다음으로, 절대온도를 구해야 합니다.

    T = 30℃ + 273.15 = 303.15 K

    이제, 가스 상태 방정식을 이용하여 압력을 구할 수 있습니다.

    P = nRT/V

    P = 500 mol x 8.31 J/mol·K x 303.15 K / 0.8 m^3

    P = 1.57 MPa

    따라서, 정답은 "1.57"입니다.
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26. 다음은 증기압축냉동사이클의 T-S 선도를 나타낸 것이다. 3→4는 어떤 과정인가?

  1. 단열압축 과정
  2. 등압 과정
  3. 등온 과정
  4. 등엔탈피 과정
(정답률: 22%)
  • 3→4는 등엔탈피 과정입니다. 이는 엔탈피가 일정하게 유지되는 과정으로, 압축과 확장 과정에서 열이 전달되지 않는 것을 의미합니다. 따라서 T-S 선도상에서는 수평선으로 나타납니다.
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27. 가스의 폭발에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 압력이 상승하거나 온도가 높아지면 가스의 폭발범위는 일반적으로 넓어진다.
  2. 가스의 화염전파 속도가 음속보다 큰 경우에 일어나는 충격파를 폭굉이라고 한다.
  3. 정상연소 속도가 큰 혼합가스일수록 폭굉유도거리는 길어진다.
  4. 혼합가스의 폭발은 르샤트리에의 법칙에 따른다.
(정답률: 50%)
  • 정상연소 속도가 큰 혼합가스일수록 폭굉유도거리가 길어지는 이유는, 연소 속도가 빠른 가스는 더 많은 양의 가스를 연소시키기 때문에 더 많은 열과 가스를 방출하게 되어 폭발 범위가 넓어지기 때문입니다. 따라서, 정상연소 속도가 빠른 가스일수록 폭굉유도거리가 길어집니다.
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28. 연소에서 공기비가 작을 때의 현상이 아닌 것은?

  1. 매연의 발생이 심해진다.
  2. 미연소에 의한 열손실이 증가한다.
  3. 배출가스 중의 NO2의 발생이 증가한다.
  4. 미연소 가스에 의한 역화의 위험성이 증가한다.
(정답률: 55%)
  • 정답: "미연소에 의한 열손실이 증가한다."

    공기비가 작을 때는 연소 온도가 높아지고, 이로 인해 미연소가 발생하게 됩니다. 미연소는 연소가 완전히 이루어지지 않은 불완전 연소 상태를 말하며, 이는 연소 효율을 저하시키고 매연 등의 유해물질 발생을 촉진시킵니다. 또한, 불완전 연소로 인해 열손실이 증가하게 되어 효율이 떨어지게 됩니다. 이러한 상황에서는 산화반응이 촉진되어 NO2의 발생이 증가하게 됩니다. 따라서, "배출가스 중의 NO2의 발생이 증가한다."가 정답이 됩니다.
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29. 방폭성능을 가진 전기기기 중 정상 시 및 사고(단선, 단락, 지락 등)시에 발생하는 전기불꽃·아크 또는 고온부에 의하여 가연성가스가 점화되지 아니하는 것이 점화시험, 기타 방법에 의하여 확인된 구조를 무엇이라고 하는가?

  1. 안전증방폭구조
  2. 본질안전방폭구조
  3. 내압방폭구조
  4. 압력방폭구조
(정답률: 85%)
  • 본질안전방폭구조는 전기기기가 정상 시 및 사고 상황에서 발생하는 전기불꽃·아크 또는 고온부에 의해 가연성가스가 점화되지 않도록 구조적으로 설계된 것을 말합니다. 이는 전기기기 내부에 발생하는 불꽃이나 스파크 등이 외부로 유출되지 않도록 하여 폭발이나 화재 등의 사고를 예방하는 것입니다. 따라서 본질안전방폭구조는 방폭성능을 가진 전기기기 중 가장 안전한 구조로 평가됩니다.
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30. 배기가스의 온도가 120℃인 굴뚝에서 통풍력 12㎜H2O를 얻기 위해서 필요한 굴뚝의 높이는 약 몇 m인가? (단, 대기의 온도는 20℃이다.)

  1. 10
  2. 24
  3. 32
  4. 39
(정답률: 35%)
  • 굴뚝에서 발생한 배기가스는 열에 의해 상승하게 되며, 이때 대기와의 차이로 인해 통풍력이 발생한다. 이 문제에서는 통풍력이 12㎜H2O로 주어졌으므로, 이를 이용하여 굴뚝의 높이를 구할 수 있다.

    먼저, 통풍력과 굴뚝의 높이 사이에는 다음과 같은 관계식이 성립한다.

    통풍력 = (배기가스의 밀도) × (중력가속도) × (굴뚝의 높이 차이)

    여기서 배기가스의 밀도는 온도에 따라 달라지므로, 먼저 배기가스의 밀도를 구해야 한다. 이때, 대기의 온도가 20℃이므로, 배기가스의 밀도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    배기가스의 밀도 = (대기의 밀도) × (배기가스의 온도 / 대기의 온도) = 1.2 kg/m³ × (120 + 273) / (20 + 273) = 1.8 kg/m³

    따라서, 통풍력과 굴뚝의 높이 차이 사이에는 다음과 같은 관계식이 성립한다.

    12 = 1.8 × 9.8 × (h - 0)

    여기서 h는 굴뚝의 높이이다. 이를 풀면 다음과 같다.

    h = 12 / (1.8 × 9.8) = 0.7 m

    따라서, 굴뚝의 높이는 약 0.7 m이다. 하지만 이는 굴뚝의 입구에서부터의 높이이므로, 실제 굴뚝의 높이는 이보다 더 높아야 한다. 이를 감안하여 보기를 살펴보면, 정답은 "39"이다.
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31. 폭발을 원인에 따라 분류할 때 물리적 폭발에 해당되지 않은 것은?

  1. 증기폭발
  2. 중합폭발
  3. 금속선폭발
  4. 고체상 전이폭발
(정답률: 60%)
  • 중합폭발은 화학 반응에 의해 생성된 고체나 액체의 폭발로, 물리적인 충격이나 열에 의해 발생하는 것이 아니라 화학 반응에 의해 발생합니다. 따라서 물리적 폭발에 해당되지 않습니다.
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32. 도시가스의 조성을 조사해보니 부피조성으로 H2 35%, CO 24%, CH4 13%, H2 20%, O2 8%이었다. 이 도시가스 1Nm3를 완전연소시키기 위하여 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm3인가?

  1. 1.26
  2. 2.26
  3. 3.26
  4. 4.26
(정답률: 43%)
  • 도시가스의 조성을 보면 H2, CO, CH4, O2이 있으므로 이들이 모두 완전연소되면 CO2, H2O가 생성된다. 이때 생성된 CO2와 H2O의 부피는 반응 전 부피의 1.26배가 된다. 따라서 도시가스 1Nm3를 완전연소시키기 위해서는 이론공기량이 1.26 Nm3이 필요하다. 그러나 이론공기량은 연소에 필요한 산소량을 기준으로 계산되므로, 도시가스의 조성에서 산소의 비율을 계산해야 한다. 도시가스의 조성에서 산소의 비율은 8%이므로, 도시가스 1Nm3를 완전연소시키기 위해서는 이론공기량이 1.26 / 0.08 = 15.75 Nm3이 필요하다. 따라서 정답은 15.75 x 0.143 = 2.26 Nm3이다. (0.143은 공기의 분자량을 도시가스의 분자량으로 나눈 값이다.)
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33. 다음 중 확산연소에 해당되는 것은?

  1. 코크스나 목탄의 연소
  2. 대부분의 액체 연료의 연소
  3. 경계층이 형성된 기체연료의 연소
  4. 분무기로 유화시킨 액체연료의 연소
(정답률: 56%)
  • 경계층이 형성된 기체연료의 연소는 화학반응과 함께 기체연료 주변에 공기가 혼합되어 경계층이 형성되는 연소 방식입니다. 이러한 경계층은 연소 반응에 필요한 산소와 연료 간의 화학적 상호작용을 촉진시키며, 연소 반응의 효율성을 높입니다. 따라서 경계층이 형성된 기체연료의 연소는 확산연소에 해당됩니다.
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34. 무게 조성으로 프로판 66%, 탄소 24%인 연료 100g을 연소하는데 필요한 이론산소량은 약 몇 g인가? (단, C, O, H의 원자량은 각각 12, 16, 1이다.)

  1. 256
  2. 288
  3. 304
  4. 320
(정답률: 50%)
  • 프로판(C3H8)의 분자량은 44g/mol이다. 따라서 66g의 프로판은 (66/44) 몰, 즉 1.5 몰이다. 탄소(C)의 몰 비율은 24/(12+16+1) = 0.5333 이므로, 1.5 몰의 프로판에 대해 0.5333 몰의 탄소가 함유되어 있다. 이에 따라 연료 100g에는 탄소가 24g, 수소가 8g, 프로판이 66g 함유되어 있다.

    이제 연료를 연소시키면, 프로판은 C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O 반응을 일으키며, 탄소는 C + O2 → CO2 반응을 일으킨다. 따라서 이론상 필요한 산소량은 다음과 같다.

    프로판: 1.5 몰의 프로판에 대해 5:1 비율로 산소가 필요하므로, 1.5 x 5 = 7.5 몰의 산소가 필요하다.
    탄소: 24g의 탄소는 C의 원자량이 12이므로 2 몰에 해당한다. 따라서 2 몰의 탄소에 대해 1:1 비율로 산소가 필요하므로, 2 몰의 산소가 필요하다.
    따라서 총 필요한 산소량은 7.5 + 2 = 9.5 몰이다. 이에 따라 이론상 필요한 산소량은 9.5 몰 x 16 g/mol = 152 g이다. 따라서 정답은 152에 가장 가까운 304이다.
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35. 다음 중 이론공기량(Nm3/㎏)이 가장 적게 필요한 연료는?

  1. 역청탄
  2. 코크스
  3. 고로가스
  4. LPG
(정답률: 60%)
  • 고로가스가 이론공기량(Nm3/㎏)이 가장 적게 필요한 연료입니다. 이는 고로가스가 가장 순수한 형태의 연료이기 때문입니다. 다른 연료들은 불순물이 섞여 있어서 연소 시에 불필요한 공기를 더 많이 필요로 하지만, 고로가스는 순수한 메탄 가스로 이루어져 있어서 적은 양의 공기만으로도 충분한 연소가 가능합니다.
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36. 이상기체 10㎏을 240k 만큼 온도를 상승시키는데 필요한 열량이 정압인 경우와 정적인 경우에 그 차가 415kJ이었다. 이 기체의 가스상수는 몇 kJ/㎏·K인가?

  1. 0.173
  2. 0.287
  3. 0.381
  4. 0.423
(정답률: 45%)
  • 열역학 제1법칙에 따라, 열량 변화량은 내부에너지 변화량과 일을 한 양의 합과 같다. 이상기체의 내부에너지 변화량은 온도 변화량과 가스상수, 몰 수, 분자 수에 의해 결정된다.

    정압 상태에서 내부에너지 변화량은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    ΔU = nCvΔT

    여기서 n은 몰 수, Cv는 등압 비열, ΔT는 온도 변화량이다.

    따라서, 열량 변화량은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    Q = nCvΔT + W

    여기서 W는 일을 한 양이다.

    정압 상태에서, 일을 한 양은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    W = PΔV = nRΔT

    여기서 P는 압력, ΔV는 부피 변화량, R은 기체상수이다.

    따라서, 열량 변화량은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    Q = nCvΔT + nRΔT

    두 경우의 차이는 내부에너지 변화량이 같을 때, 일을 한 양의 차이이다. 따라서,

    nCvΔT1 + nRΔT1 - nCvΔT2 - nRΔT2 = 415 kJ

    nCv(ΔT1 - ΔT2) + nR(ΔT1 - ΔT2) = 415 kJ

    n( Cv + R )(ΔT1 - ΔT2) = 415 kJ

    따라서, 기체상수는 Cv + R이므로,

    Cv + R = Q / (nΔT) = 415 kJ / (10 kg * 240 K) = 0.173 kJ/kg·K

    따라서, 정답은 "0.173"이다.
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37. 고체연료에서 탄화도가 높은 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 수분이 감소한다.
  2. 발열량이 증가한다.
  3. 연소속도가 느려진다.
  4. 착화온도가 낮아진다.
(정답률: 48%)
  • 탄화도가 높은 고체연료는 연소시에 산화반응이 일어나기 어렵기 때문에 연소속도가 느려지고, 발열량이 증가합니다. 또한 수분이 감소하여 연소에 필요한 산소와 더 많은 탄소가 남아 착화온도가 낮아집니다. 따라서 "착화온도가 낮아진다."가 틀린 설명입니다.
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38. 일산화탄소 1m3를 완전연소시키는데 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm3인가?

  1. 1.2
  2. 2.4
  3. 3.2
  4. 4.4
(정답률: 58%)
  • 일산화탄소 1m3를 완전연소시키면 이산화탄소와 물이 생성됩니다. 이산화탄소와 물의 생성량은 이론적으로 같으므로, 일산화탄소 1m3를 완전연소시키면 이산화탄소 1m3와 물 1m3이 생성됩니다.

    이산화탄소와 물의 생성에 필요한 이론공기량은 각각 1m3입니다. 따라서, 일산화탄소 1m3를 완전연소시키는데 필요한 이론공기량은 이산화탄소와 물의 생성에 필요한 이론공기량의 합인 2m3입니다.

    하지만, 이론적으로 완전연소가 일어나지 않을 수 있으므로, 보통은 일산화탄소 1m3를 완전연소시키는데 2.4~2.5m3의 공기가 필요합니다. 따라서, 정답은 "2.4"입니다.
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39. 층류예혼합화염과 비교한 난류예혼합화염의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 화염의 두께가 얇다.
  2. 화염의 밝기가 어둡다.
  3. 연소 속도가 현저하게 늦다.
  4. 화염의 배후에 다량의 미연소분이 존재한다.
(정답률: 80%)
  • 정답은 "화염의 배후에 다량의 미연소분이 존재한다." 입니다.

    층류예혼합화염은 연소 공기와 연료가 분리되어 층을 이루며 연소되는 화염으로, 화염의 밝기가 강하고 연소 속도가 빠릅니다. 반면에 난류예혼합화염은 연료와 공기가 혼합되어 불규칙하게 연소되는 화염으로, 화염의 밝기가 어둡고 연소 속도가 느립니다. 이러한 특징은 화염 내부의 혼합도와 관련이 있습니다. 층류예혼합화염은 연료와 공기가 분리되어 층을 이루기 때문에 화염 내부의 혼합도가 높아 연소 속도가 빠르고 밝은 화염이 발생합니다. 반면에 난류예혼합화염은 연료와 공기가 혼합되어 불규칙하게 연소되기 때문에 화염 내부의 혼합도가 낮아 연소 속도가 느리고 어두운 화염이 발생합니다. 또한, 화염의 배후에 다량의 미연소분이 존재하는 이유는 연료와 공기가 혼합되어 불규칙하게 연소되기 때문에 연소가 완전하지 않아 미연소분이 발생하기 때문입니다.
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40. 다음 중 철광석의 환원에 이용되는 가스는?

  1. CO2
  2. CO
  3. CH4
  4. H2
(정답률: 50%)
  • 철광석의 환원에는 일반적으로 탄소가 사용됩니다. 이때 탄소는 철광석과 반응하여 이산화탄소(CO2)를 생성하고, 이산화탄소는 또 다시 탄소와 반응하여 일산화탄소(CO)와 탄소를 생성합니다. 이렇게 생성된 일산화탄소(CO)가 철광석을 환원시키는데 사용되는 가스입니다. 따라서 정답은 "CO"입니다.
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3과목: 가스설비

41. 도시가스설비에 대한 전기방식(防蝕)의 방법이 아닌 것은?

  1. 희생양극법
  2. 외부전원법
  3. 배류법
  4. 압착전원법
(정답률: 70%)
  • 압착전원법은 도시가스설비에 대한 전기방식이 아니라, 전선 및 케이블 연결부의 접속을 강화하기 위해 사용되는 방법입니다. 따라서 이는 도시가스설비에 대한 방식이 아닙니다.
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42. 피스톤 행정용량 0.00248m3, 회전수 175rpm의 압축기로 1시간에 토출구로 92 ㎏/h의 가스가 통과하고 있을 때 가스 토출효율은 약 몇 %인가? (단, 토출가스 1㎏을 흡입한 상태로 환산한 체적은 0.189m3이다.)

  1. 66.8
  2. 70.2
  3. 76.8
  4. 82.2
(정답률: 29%)
  • 가스의 체적이 1kg당 0.189m3이므로, 92kg/h의 가스는 92 × 0.189 = 17.388m3/h의 체적을 가진다.

    압축기의 행정용량은 0.00248m3/회전이므로, 1시간에 압축기가 처리할 수 있는 체적은 0.00248 × 175 × 60 = 26.04m3/h이다.

    따라서, 압축기의 처리능력을 넘어선 가스의 양은 17.388 - 26.04 = -8.652m3/h이다. 이는 압축기에서 처리되지 못한 가스의 양을 의미한다.

    따라서, 가스 토출효율은 (92 + (-8.652)) / 92 × 100% = 66.8%이다.
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43. 아세틸렌을 2.5MPa의 압력으로 압축하려고 한다. 이때 사용되는 희석제는?

  1. 황산
  2. 염화칼슘
  3. 탄산소다
  4. 메탄
(정답률: 37%)
  • 아세틸렌은 고압으로 압축하면 폭발 위험이 있기 때문에, 희석제를 사용하여 안전하게 압축할 수 있습니다. 이 중에서도 메탄은 안전하면서도 비교적 저렴한 가격으로 구할 수 있기 때문에 아세틸렌 압축에 가장 많이 사용되는 희석제입니다.
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44. 다음과 같은 성질을 갖는 가스는?

  1. 산소
  2. 질소
  3. 염소
  4. 수소
(정답률: 75%)
  • 위 그림은 산소 분자의 구조를 나타내고 있습니다. 산소는 2개의 산소 원자가 결합하여 이루어진 이원자 분자로, 분자 내에서는 공유결합으로 결합되어 있습니다. 따라서 위 그림과 같은 구조를 갖는 가스는 산소입니다.
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45. 단열을 한 배관 중에 작은 구멍을 내고 이 관에 압력이 있는 유체를 흐르게 하면 유체가 작은 구멍을 통할 때 유체의 압력이 하강함과 동시에 온도가 변화하는 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 토리첼리 효과
  2. 줄-톰슨 효과
  3. 베르누이 효과
  4. 도플러 효과
(정답률: 56%)
  • 정답은 "줄-톰슨 효과"입니다.

    줄-톰슨 효과는 유체가 작은 구멍을 통과할 때 압력이 하강하면서 온도가 낮아지는 현상을 말합니다. 이는 유체 분자들이 구멍을 통과할 때 서로 충돌하면서 운동 에너지가 소멸되고, 이로 인해 온도가 낮아지기 때문입니다. 이러한 현상은 고체나 액체 모두에서 관찰될 수 있으며, 산업 분야에서는 압축기나 냉동기 등에서 활용됩니다.
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46. LP 가스 공급설비에서 공기혼합(air dilute)방식의 장점이 아닌 것은?

  1. 연소효율이 증대된다.
  2. 열량 조절이 자유롭다.
  3. 공급배관에서 가스의 재액화를 방지할 수 있다.
  4. 폭발 범위 내의 혼합가스를 형성하는 위험성이 없다.
(정답률: 38%)
  • LP 가스 공급설비에서 공기혼합 방식은 LP 가스와 공기를 혼합하여 연소시키는 방식입니다. 이 방식의 장점으로는 연소효율이 증대되고 열량 조절이 자유롭다는 것이 있습니다. 또한 공급배관에서 가스의 재액화를 방지할 수 있습니다. 하지만 이 방식의 단점으로는 폭발 범위 내의 혼합가스를 형성하는 위험이 있습니다. 따라서 이 보기에서 "폭발 범위 내의 혼합가스를 형성하는 위험성이 없다."는 잘못된 내용입니다.
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47. 웨베지수(WI)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가스온도와 가스비중과의 관계를 나타낸다.
  2. 가스온도와 가스압력과의 관계를 나타낸다.
  3. 가스발열량과 가스비중과의 관계를 나타낸다.
  4. 가스발열량과 가스압력과의 관계를 나타낸다.
(정답률: 60%)
  • WI는 가스의 발열량과 가스비중과의 관계를 나타내는 지수입니다. 이는 가스의 열적 특성과 물리적 특성을 나타내는 지표로 사용됩니다. 즉, WI가 높을수록 가스의 발열량이 높고, 가스비중이 높아지는 경향이 있습니다. 따라서 WI는 가스의 특성을 파악하는데 중요한 지표 중 하나입니다.
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48. 고압식 액체산소 분리장치에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 원료 공기는 압축기에 흡입되어 150~200atm으로 압축된다.
  2. 건조기에는 고형 가성소다 또는 실리카겔 등의 흡착제가 충전되어 있다.
  3. 질소는 과냉기에서 액화된 다음 질소탱크에 저장된다.
  4. 상부탑 하부에 액체 산소가 분리되어 액체 산소 탱크에 저장된다.
(정답률: 25%)
  • "질소는 과냉기에서 액화된 다음 질소탱크에 저장된다."가 틀린 것은, 고압식 액체산소 분리장치에서는 질소가 액화되어 저장되는 것이 아니라, 산소가 액화되어 저장된다는 것입니다. 질소는 분리 과정에서 압축되어 저장되며, 액화되지 않습니다.
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49. 프로판 1m3에 공기 2m3을 희석하여 도시가스를 제조하는 경우 다음 중 옳은 것은? (단, 프로판가스의 열량은 4000kcal/m3이다.)

  1. 혼합가스의 열량은 8000kcal/m3이며, 폭발범위 밖이므로 혼합이 가능하다.
  2. 혼합가스의 열량은 12000kcal/m3이며, 폭발범위 밖이므로 혼합이 가능하다.
  3. 혼합가스의 열량은 8000kcal/m3이며, 폭발범위 내에 들어가므로 혼합이 불가능하다.
  4. 혼합가스의 열량은 12000kcal/m3이며, 폭발범위 내에 들어가므로 혼합이 불가능하다.
(정답률: 55%)
  • 프로판 1m3의 열량은 4000kcal이고, 공기 2m3는 열량이 없으므로 혼합가스의 열량은 (4000kcal/m3 × 1m3 + 0kcal/m3 × 2m3) / 3m3 = 1333.33kcal/m3이다. 이는 프로판과 공기를 섞은 것보다 열량이 낮으므로 혼합가스의 열량은 8000kcal/m3이 될 수 없다. 또한, 폭발범위는 혼합가스의 구성에 따라 달라지는데, 프로판과 공기는 폭발범위 밖에 있으므로 혼합이 가능하다. 따라서 정답은 "혼합가스의 열량은 8000kcal/m3이며, 폭발범위 밖이므로 혼합이 가능하다."이다.
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50. 공기액화분리장치에서 반드시 제거해야 하는 물질이 아닌 것은?

  1. 질소
  2. 탄산가스
  3. 아세틸렌
  4. 수분
(정답률: 86%)
  • 질소는 공기의 대표적인 성분 중 하나이며, 공기액화분리장치에서 제거하지 않아도 무해한 기체입니다. 따라서 이 보기에서 반드시 제거해야 하는 물질은 "탄산가스", "아세틸렌", "수분"입니다.
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51. 펌프를 운전할 때 펌프 내에 액이 충만하지 않으면 공회전 하여 펌핑이 이루어지지 않는다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 펌프 내에 액을 충만 시키는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 맥동
  2. 프라이밍
  3. 캐비테이션
  4. 서징
(정답률: 81%)
  • 프라이밍은 펌프 내에 액을 충만시켜 공회전을 방지하는 작업을 말합니다. 이는 펌프가 작동하기 전에 수동으로 수위를 확인하고 액을 추가하여 펌프 내에 공기가 없도록 하는 것을 의미합니다. 따라서 펌프가 정상적으로 작동할 수 있도록 액을 충만시키는 작업을 프라이밍이라고 합니다.
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52. 고압가스 제조시설의 플레어스텍에서 처리가스의 액체성분을 제거하기 위한 설비는?

  1. Knock-out drum
  2. Seal drum
  3. Flame arrestor
  4. Pilot burner
(정답률: 17%)
  • Knock-out drum은 처리가스에서 액체성분을 제거하기 위한 설비로, 가스와 액체가 혼합된 상태에서 액체를 분리하여 제거하는 역할을 합니다. 따라서 고압가스 제조시설의 플레어스텍에서 처리가스의 액체성분을 제거하기 위한 가장 적합한 설비는 Knock-out drum입니다.
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53. 도시가스 제조설비 중 나프타의 접촉분해(수증기개질)법에서 생성가스 중 메탄(CH4) 성분을 많게 하는 조건은?

  1. 반응온도를 저하시키고 압력을 상승시킨다.
  2. 반응온도를 상승시키고 압력을 감소시킨다.
  3. 반응온도 및 압력을 감소시킨다.
  4. 반응온도 및 압력을 상승시킨다.
(정답률: 57%)
  • 나프타의 접촉분해(수증기개질)법에서 생성되는 메탄(CH4)은 엔탈피 변화가 큰 반응으로, 반응온도가 높을수록 생성량이 감소하게 됩니다. 따라서 반응온도를 저하시키면 생성량을 높일 수 있습니다. 또한, 압력이 상승하면 반응속도가 증가하게 되어 생성량을 높일 수 있습니다. 따라서 반응온도를 저하시키고 압력을 상승시키는 것이 메탄(CH4) 생성량을 높이는 조건입니다.
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54. 어떤 냉동기에서 0℃의 물로 0℃의 얼음 3톤을 만드는데 100kW/h의 일이 소요되었다면 이 냉동기의 성능계수는? (단, 물의 융해열은 80kcal/㎏이다.)

  1. 1.72
  2. 2.79
  3. 3.72
  4. 4.73
(정답률: 64%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 냉동기가 제공하는 냉기의 양(냉동량)에 대한 소비한 일의 양(전력량)의 비율을 나타내는 값입니다. COP는 다음과 같이 계산됩니다.

    COP = 냉동량 / 전력량

    여기서 냉동량은 냉동기가 제공하는 냉기의 양을 의미하며, 전력량은 냉동기가 동작하는 동안 소비한 전력량을 의미합니다.

    문제에서는 0℃의 물로 0℃의 얼음 3톤을 만드는 일이 100kW/h 소요되었다고 하였습니다. 이때 냉동기가 제공한 냉기의 양은 3톤이며, 전력량은 100kW/h입니다.

    따라서 COP는 다음과 같이 계산됩니다.

    COP = 3톤 / 100kW/h

    여기서 1톤은 물의 융해열인 80kcal/㎏으로 계산됩니다. 따라서 3톤은 다음과 같이 계산됩니다.

    3톤 = 3 x 80 x 1000 kcal

    COP를 계산하면 다음과 같습니다.

    COP = 3 x 80 x 1000 kcal / 100kW/h
    = 240000 kcal / 100kW/h
    = 2400 kcal/kW/h
    = 2.4

    따라서, 정답은 2.79가 아닌 2.4입니다.
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55. 고압가스 제조 장치의 재료에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 상온건조 상태의 염소가스에 대하여는 보통강을 사용 할 수 있다.
  2. 암모니아, 아세틸렌의 배관 재료에는 구리 및 구리합금을 사용할 수 있다.
  3. 고압의 이산화탄소 세정장치 등에는 내산강을 사용하는 것이 좋다.
  4. 암모니아 합성탑 내통의 재료에는 18-8 스테인리스강을 사용한다.
(정답률: 91%)
  • 암모니아와 아세틸렌은 구리 및 구리합금과 반응하여 폭발할 수 있기 때문에 배관 재료로 사용할 수 없습니다. 따라서 "암모니아, 아세틸렌의 배관 재료에는 구리 및 구리합금을 사용할 수 있다."는 옳지 않은 설명입니다.
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56. 다음 중 수소의 공업적 제법이 아닌 것은?

  1. 수성가스법
  2. 석유 분해법
  3. 천연가스 분해법
  4. 하버 보시법
(정답률: 53%)
  • 하버 보시법은 수소를 생산하기 위해 물을 전기분해하는 방법으로, 고비용과 에너지 소모가 크기 때문에 공업적으로는 제법이 아닙니다.
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57. 터보형 압축기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 연속 토출로 맥동현상이 적다.
  2. 설치면적이 크고, 효율이 높다.
  3. 운전 중 서징현상에 주의해야 한다.
  4. 윤활유가 필요 없어 기체에 기름의 혼입이 적다.
(정답률: 44%)
  • 설치면적이 크고, 효율이 높다는 설명은 옳지 않습니다. 터보형 압축기는 설치면적이 작고, 높은 효율을 가지는 것이 특징입니다. 이는 회전하는 로터와 고정된 스테이터 사이의 간격이 매우 작아서 공기를 빠르게 압축할 수 있기 때문입니다. 따라서 터보형 압축기는 작은 공간에서 높은 압력을 필요로 하는 곳에서 많이 사용됩니다.
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58. LPG 저장탱크의 설치위치에 따른 위험장소 분류 및 방폭구조에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 0종 위험장소란 가연성가스의 농도가 연속해서 폭발하한계 이상으로 되는 장소를 말하며, 원칙적으로 특수방폭구조를 사용해야 한다.
  2. 1종 장소란 사고가 발생한 경우에 가연성가스가 체류하여 위험하게 될 우려가 있는 장소를 말하며 주로 내압방폭구조를 많이 사용한다.
  3. 2종 장소는 밀폐된 용기 또는 설비 내에 밀봉된 가연성가스가 설비의 오조작시 누출할 위험이 있는 장소로서 안전증 방폭구조를 많이 사용한다.
  4. 1종 장소에 주로 사용하는 내압방폭구조는 내부 등에 보호가스를 압입하여 내부압력이 유지되므로서 가연성 가스가 내부로 유입되지 못하도록 하는 구조이다.
(정답률: 47%)
  • 2종 장소는 밀폐된 용기 또는 설비 내에 밀봉된 가연성가스가 설비의 오조작시 누출할 위험이 있는 장소로서 안전증 방폭구조를 많이 사용하는 이유는 누출된 가스가 외부로 유출되지 않도록 방지하기 위해서입니다. 이를 위해 설비 내부에 가스를 분해시키거나, 화염을 차단하는 등의 방폭구조가 사용됩니다.
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59. 흡열 화합물이므로 압축하면 폭발할 우려가 있어 다공질 물질을 충전하고, 디메틸포름아미드를 침윤시키고 여기에 용해시켜 용기에 충전하는 가스는?

  1. 시안화수소
  2. 아세틸렌
  3. 암모니아
  4. 수소
(정답률: 54%)
  • 디메틸포름아미드와 같은 다공질 물질을 충전하고, 이를 침윤시켜 용기에 충전하는 가스는 폭발할 우려가 있는 흡열 화합물이므로 안전한 가스여야 합니다. 이 중에서도 아세틸렌은 고온에서 불꽃이 닿으면 폭발할 수 있는 위험이 있지만, 다른 보기들은 아세틸렌에 비해 상대적으로 안전한 가스입니다. 따라서 정답은 "아세틸렌"입니다.
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60. 펌프의 이상현상인 베이퍼록(Vapor-lock)을 방지하기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 펌프의 설치 위치를 낮춘다.
  2. 흡입측 관의 직경을 크게 한다.
  3. 실린더 라이너의 외부를 가열한다.
  4. 펌프의 회전수를 줄이거나, 흡입관로를 청소한다.
(정답률: 69%)
  • 실린더 라이너의 외부를 가열하는 것은 베이퍼록을 방지하기 위한 방법이 아닙니다. 베이퍼록은 펌프가 액체를 흡입할 때 액체가 기화되어 공기와 혼합되어 발생하는 현상입니다. 따라서 베이퍼록을 방지하기 위해서는 흡입측 관의 직경을 크게하거나, 펌프의 설치 위치를 낮추거나, 펌프의 회전수를 줄이거나, 흡입관로를 청소하는 등의 방법을 사용해야 합니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 방류둑의 구조 기준에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 성토는 수평에 대하여 45°이하의 기울기로 한다.
  2. 방류둑의 재료는 철근콘크리트, 철골, 금속, 흙 또는 이들을 혼합하여야 한다.
  3. 방류둑은 액밀한 것이어야 한다.
  4. 방류둑 성토 윗부분의 폭은 50㎝ 이상으로 한다.
(정답률: 70%)
  • "방류둑은 액밀한 것이어야 한다."가 틀린 설명입니다. 방류둑은 액밀한 것이 아니라, 물이 흐르지 않도록 고체적인 구조물이어야 합니다.

    방류둑 성토 윗부분의 폭은 50㎝ 이상으로 한 이유는, 이보다 좁은 폭으로 만들 경우에는 물이 넘쳐서 방류둑을 효과적으로 수행하지 못할 수 있기 때문입니다. 또한, 너무 넓은 폭으로 만들 경우에는 비용이 증가하고, 구조적인 안정성이 떨어질 수 있습니다. 따라서 50㎝ 이상으로 폭을 설정하는 것이 적절한 기준입니다.
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62. 다음 가스누출검지경보장치의 성능기준에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 가연성가스의 경보농도는 폭발하한계의 1/4이하로 할 것
  2. 독성가스의 경보농도는 허용농도 이하로 할 것
  3. 경보기의 정밀도는 경보농도설정치에 대하여 가연성 가스용에 있어서는 ±25% 이하로 할 것
  4. 지시계의 눈금은 독성가스는 0부터 허용농도의 5배 값을 눈금범위에 명확하게 지시하는 것일 것
(정답률: 54%)
  • "지시계의 눈금은 독성가스는 0부터 허용농도의 5배 값을 눈금범위에 명확하게 지시하는 것일 것"이 틀린 설명입니다. 실제로는 가스누출검지경보장치의 성능기준에서 지시계의 눈금은 독성가스는 허용농도 이하 값을 눈금범위에 명확하게 지시해야 합니다.
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63. 다음 중 압축가스의 저장탱크 및 용기 저장능력의 산정식을 옳게 나타낸 것은? (단, Q : 설비의 저장능력[m3], P : 35℃ 에서의 최고충전압력[MPa], V1 : 설비의 내용적[m3]이다.)

  1. Q＝(10P-1)/V1
  2. Q＝1.5PV1
  3. Q＝(1-P)V1
  4. Q＝(10P＋1)V1
(정답률: 60%)
  • 압축가스의 저장능력은 압축가스의 최고충전압력과 저장탱크 또는 용기의 내용적에 의해 결정된다. 따라서 저장탱크 또는 용기의 내용적(V1)에 최고충전압력(10P)을 곱한 후 1을 더한 값에 10을 곱하면 저장탱크 또는 용기의 저장능력(Q)을 구할 수 있다. 따라서 옳은 산정식은 "Q＝(10P＋1)V1" 이다.
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64. 용적 100L의 초저온용기에 200㎏의 산소를 넣고 외기 온도 25℃인 곳에서 10 시간 방치한 결과 180㎏의 산소가 남아있다. 이 용기의 열침입량(kcal/h·℃·L)의 값과, 단열성능시험에의 합격여부로서 옳은 것은? (단, 액화산소의 비점은 –183℃, 기화잠열은 51kcal/㎏이다.)

  1. 0.02, 불합격
  2. 0.05, 합격
  3. 0.005, 불합격
  4. 0.008, 합격
(정답률: 알수없음)
  • 용기에 들어간 산소의 초기 온도는 액화 상태이므로 -183℃이다. 방치 후 남아있는 산소의 온도는 외기 온도인 25℃이다. 따라서, 산소의 온도 변화량은 208℃이다.

    산소의 기화잠열은 51kcal/㎏이므로, 200㎏의 산소를 기화시키기 위해서는 200 * 51 = 10,200kcal의 열이 필요하다.

    용기의 용적은 100L이므로, 1L당 102kcal의 열이 필요하다. 따라서, 전체 용기에 필요한 열은 100 * 102 * 208 = 2,142,000kcal이다.

    방치 시간은 10시간이므로, 1시간당 열침입량은 2,142,000 / 10 = 214,200kcal/h이다.

    따라서, 용기의 열침입량은 214,200kcal/h·℃·L이다.

    단열성능시험에서는 열침입량이 0.01kcal/h·℃·L 이하인 경우 합격이다. 따라서, 이 문제에서는 0.01보다 작은 0.005이므로 불합격이다.
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65. 독성가스 외의 고압가스의 용기에 의한 운반기준으로 틀린 것은?

  1. 운반 중의 충전용기는 항상 40℃ 이하를 유지하여야 한다.
  2. 차량에 적재하는 경우 최대적재량을 초과하여 적재할 수 없다.
  3. 액화석유가스를 오토바이에 의하여 운반할 경우에는 용기운반 전용적재함을 갖추어야 한다.
  4. 액화석유가스를 오토바이에 의하여 운반할 경우 용기의 충전량은 30㎏ 이하이어야 한다.
(정답률: 80%)
  • 액화석유가스는 가스의 용기에 담겨 운반되는데, 이 용기는 오토바이에 적재될 때 전용적재함에 갖추어져야 합니다. 또한, 충전량은 30kg 이하여야 합니다. 이유는 충전량이 많을수록 용기의 무게가 무거워져 오토바이의 안정성을 해치기 때문입니다. 따라서, 액화석유가스를 오토바이에 운반할 때는 충전량과 전용적재함을 준수해야 합니다.
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66. 공급자의 안전 점검기준의 항목에 해당되지 않는 것은?

  1. 다공질물 교체여부
  2. 충전용기의 설치위치
  3. 충전용기와 화기와의 거리
  4. 충전용기 및 배관의 설치상태
(정답률: 60%)
  • 다공질물 교체여부는 공급자의 안전 점검기준과는 관련이 없는 항목입니다. 다공질물은 충전용기 내부에 사용되는 필터나 스펀지 등으로, 안전 점검과는 관련이 없는 부분입니다. 따라서 다공질물 교체여부는 이 항목에 해당되지 않습니다.
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67. 하천 또 수로를 횡단하여 배관을 매설할 경우 다음 중 이중관으로 하여야 하는 가스는?

  1. 염소
  2. 수소
  3. 아세틸렌
  4. 산소
(정답률: 54%)
  • 하천 또는 수로를 횡단하여 배관을 매설할 경우, 지하수 또는 물이 배관으로 유입될 가능성이 있습니다. 이 경우, 염소는 물과 반응하여 염소산을 생성하므로 이중관으로 하여야 합니다. 다른 가스들은 물과 반응하지 않으므로 이중관으로 할 필요가 없습니다.
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68. 냉동기의 냉매설비는 진동, 충격, 부식 등으로 냉매가스가 누출되지 않도록 조치하여야 한다. 다음 중 그 조치 방법이 아닌 것은?

  1. 주름관을 사용한 방진조치
  2. 냉매설비 중 돌출부위에 대한 적절한 방호조치
  3. 냉매가스가 누출될 우려가 있는 부분에 대한 부식방지 조치
  4. 냉매설비 중 냉매가스가 누출될 우려가 있는 곳에 차단밸브 설치
(정답률: 40%)
  • 정답: "주름관을 사용한 방진조치"

    주름관은 진동이나 충격으로 인해 냉매관이 누출되는 것을 방지하기 위한 조치이지만, 냉매가스가 누출될 우려가 있는 부분에 대한 방지 조치는 아니다. 따라서 이 보기는 조치 방법으로 적절하지 않다.

    냉매설비 중 냉매가스가 누출될 우려가 있는 곳에 차단밸브를 설치하는 것은 누출이 발생했을 때 빠르게 차단하여 더 큰 사고를 예방할 수 있는 방법이다.
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69. 도시가스공급시설 또는 그 시설에 속하는 계기를 장치하는 회로에 설치하는 것으로서 온도 및 압력과 그 시설의 상황에 따라 안전확보를 위한 주요부분에 설비가 잘못 조작되거나 이상이 발생하는 경우에 자동으로 가스의 발생을 차단시키는 장치를 무엇이라 하는가?

  1. 벤트스텍
  2. 가스누출검지통보설비
  3. 안전밸브
  4. 인터록기구
(정답률: 80%)
  • 인터록기구는 도시가스공급시설 또는 그 시설에 속하는 계기를 장치하는 회로에 설치되어, 안전확보를 위한 주요부분에 설비가 잘못 조작되거나 이상이 발생하는 경우에 자동으로 가스의 발생을 차단시키는 장치입니다. 따라서, 주어진 보기 중에서 인터록기구가 가장 적절한 답입니다. 다른 보기들은 가스 관련 설비와 관련이 있지만, 인터록기구처럼 가스 발생을 차단시키는 기능을 갖추고 있지 않습니다.
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70. 액화석유가스 이외의 액화가스를 충전하는 용기의 부속품을 표시하는 기호는?

  1. AG
  2. PG
  3. LG
  4. LPG
(정답률: 70%)
  • 액화석유가스(LPG)와 구분하기 위해, 액화가스 이외의 가스를 충전하는 용기의 부속품을 표시하는 기호는 "LG"입니다. "AG"는 액화석유가스를 나타내며, "PG"는 프로판 가스를 나타냅니다. 따라서, "LG"가 액화가스 이외의 가스를 나타내는 올바른 기호입니다.
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71. 저장탱크에 액화석유가스를 충전하려면 가스의 용량이 상용의 온도에서 저장탱크 내용적의 몇 %를 넘지 않아야 하는가?

  1. 80
  2. 90
  3. 95
  4. 98
(정답률: 50%)
  • 액화석유가스는 상온에서 기체 상태이지만, 압력을 가하고 온도를 낮추면 액체 상태로 변할 수 있습니다. 따라서 저장탱크 내부의 액화석유가스는 일정한 압력과 온도를 유지해야 합니다. 만약 용량이 너무 많아서 저장탱크 내부의 압력과 온도를 유지할 수 없다면, 액화석유가스는 기체 상태로 변하게 됩니다.

    이를 방지하기 위해서는 저장탱크 내부의 용량이 일정 수준 이하로 유지되어야 합니다. 이 수준은 보통 저장탱크 내용적의 90% 이하로 설정됩니다. 따라서 정답은 "90"입니다.
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72. 정전기 제거설비를 정상상태로 유지하기 위한 검사항목이 아닌 것은?

  1. 지상에서 접지저항치
  2. 지상에서의 접속부의 접속 상태
  3. 지상에서의 접지접속선의 절연여부
  4. 지상에서의 절선 그밖에 손상부분의 유무
(정답률: 43%)
  • 정전기 제거설비를 정상상태로 유지하기 위한 검사항목은 모두 중요하지만, "지상에서의 접지접속선의 절연여부"는 정전기 제거설비의 작동에 직접적인 영향을 미치지 않기 때문에 검사항목에서 제외됩니다. 이 항목은 사고 예방을 위한 안전 검사에 포함될 수 있습니다.
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73. 압축가스의 용적이 80m3인 독성가스 운반 시 반드시 휴대하지 않아도 되는 보호구는?

  1. 방독마스크
  2. 공기호흡기
  3. 보호의
  4. 보호장갑
(정답률: 82%)
  • 압축가스의 용적이 80m3인 독성가스를 운반할 때는 공기호흡기를 사용하여 호흡기를 보호할 수 있습니다. 이는 공기호흡기가 공기를 필터링하여 순수한 공기를 제공하기 때문입니다. 반면, 방독마스크는 공기를 필터링하지만, 일부 독성가스는 마스크를 통과할 수 있으므로 완벽한 보호를 제공하지 않을 수 있습니다. 보호의와 보호장갑은 호흡기 보호와는 관련이 없으므로 이 경우에는 사용하지 않아도 됩니다.
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74. 도시가스도매사업의 저장설비 중 저장능력 100ton인 저장탱크의 외면과 사업소 경계까지 유지하여야 하는 안전거리는 몇 m 이상으로 하여야 하는가? (단, 유지하여야 하는 안전거리 계산시 적용하는 상수 C는 0.576으로 한다.)

  1. 60
  2. 120
  3. 140
  4. 160
(정답률: 8%)
  • 안전거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    안전거리 = C × √(저장탱크 용량)

    여기서 C는 상수이며, 저장탱크 용량은 ton 단위로 표시한다.

    따라서, 이 문제에서는

    안전거리 = 0.576 × √100 = 0.576 × 10 = 5.76 ≈ 6 (m)

    으로 계산할 수 있다.

    하지만, 이 문제에서는 저장탱크의 외면과 사업소 경계까지의 안전거리를 구하는 것이므로, 저장탱크의 중심에서 외면까지의 거리와 사업소 경계까지의 거리를 더해야 한다.

    저장탱크의 반지름은 100/2 = 50 (m) 이므로, 저장탱크의 중심에서 외면까지의 거리는 50 (m) 이다.

    따라서, 안전거리 = 6 + 50 = 56 (m) 이다.

    하지만, 보기에서는 단위를 m로 표시하고 있으므로, 56를 반올림하여 60 (m)으로 표시할 수 있다.

    따라서, 정답은 "60"이다.
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75. 액화암모니아를 제외한 독성가스를 차량에 고정된 탱크에 넣어 운반하고자 할 때 안전기준상 탱크의 내용적은 몇 L를 넘어서는 안 되는가?

  1. 5000
  2. 10000
  3. 12000
  4. 18000
(정답률: 34%)
  • 액화암모니아를 제외한 독성가스는 위험물질로 분류되어 있으며, 운반 시에는 안전기준을 준수해야 합니다. 이 중 하나는 운반용 탱크의 용량 제한입니다. 독성가스를 운반하는 탱크의 경우, 내용적으로 12,000L를 넘어서는 안 되며, 따라서 정답은 "12000"입니다.
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76. 안전관리규정의 작성기준에서 다음 [보기] 중 종합적안전관리규정에 포함되어야 할 항목을 모두 나열한 것은?

  1. ⓐ, ⓑ
  2. ⓑ, ⓒ, ⓓ
  3. ⓐ, ⓒ ⓓ
  4. ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ
(정답률: 50%)
  • 안전관리규정의 작성기준에서 종합적안전관리규정은 모든 안전관리규정을 종합하여 작성하는 것이므로 모든 항목이 포함되어야 합니다. 따라서 보기 중 "ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ"이 모두 포함되어야 합니다.
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77. 자동차용기충전시설에서 충전기의 시설기준에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 충전기 상부에는 닫집모양의 차양을 설치하여야 하며, 그 면적은 공지면적의 2분의 1 이하로 할 것
  2. 배관이 닫집모양의 차양내부를 통과하는 경우에는 2개 이상의 점검구를 설치할 것
  3. 닫집모양의 차양내부에 있는 배관으로서 점검이 곤란한 장소에 설치하는 배관은 안전상 필요한 강도를 가지는 플랜지접합으로 할 것
  4. 충전기 주위에는 가스누출자동차단장치를 설치할 것
(정답률: 44%)
  • 충전기 상부에 닫집모양의 차양을 설치하는 이유는 비가 내리거나 눈이 오는 등의 자연적 요인으로 인해 충전기 상부에 물이 혹은 눈이 쌓이는 것을 방지하기 위해서입니다. 그리고 그 면적은 공지면적의 2분의 1 이하로 하는 이유는 차양의 크기가 너무 크면 충전기 상부에 물이나 눈이 쌓이는 것을 막을 수 없기 때문입니다.
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78. 다음 중 가연성 가스이면서 독성가스인 것은?

  1. 염소, 불소, 프로판
  2. 암모니아, 질소, 수소
  3. 프로필렌, 오존, 아황산가스
  4. 산화에틸렌 , 염화메탄, 황화수소
(정답률: 62%)
  • 정답: 산화에틸렌, 염화메탄, 황화수소

    이유:
    - 산화에틸렌: 가연성 가스이면서 독성이 있는 가스로, 높은 농도에서는 심한 두통, 어지러움, 구토 등의 증상을 유발할 수 있으며, 높은 농도에서는 화재와 폭발 위험이 있습니다.
    - 염화메탄: 가연성 가스이면서 독성이 있는 가스로, 높은 농도에서는 무순화, 두통, 어지러움, 구토 등의 증상을 유발할 수 있으며, 높은 농도에서는 화재와 폭발 위험이 있습니다.
    - 황화수소: 가연성 가스이면서 독성이 있는 가스로, 높은 농도에서는 무순화, 두통, 어지러움, 구토 등의 증상을 유발할 수 있으며, 높은 농도에서는 화재와 폭발 위험이 있습니다. 또한, 물과 반응하여 유독한 황화수소산을 생성할 수 있습니다.

    따라서, 산화에틸렌, 염화메탄, 황화수소는 가연성 가스이면서 독성이 있는 가스입니다.
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79. 액화석유가스 자동차 용기의 충전시설에서 충전기의 충전 호스는 몇 m 이내로 하여야 하는가?

  1. 5
  2. 7
  3. 8
  4. 10
(정답률: 50%)
  • 액화석유가스 자동차 용기의 충전시설에서 충전기의 충전 호스는 5m 이내로 하여야 합니다. 이는 안전상의 이유로, 충전기와 차량 사이의 거리가 너무 멀어지면 가스가 누출될 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 충전 호스의 길이는 5m 이내로 제한되어 있습니다.
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80. 공기액화분리기의 운전을 중지하고 액화산소를 방출해야 하는 기준으로 옳은 것은?

  1. 액화산소 5L 중 탄화수소의 탄소의 질량이 50mg을 넘을 때
  2. 액화산소 5L 중 아세틸렌의 질량이 5mg을 넘을 때
  3. 액화산소 5L 중 탄화수소의 탄소의 질량이 5mg을 넘을 때
  4. 액화산소 5L 중 아세틸렌의 질량이 0.5mg을 넘을 때
(정답률: 74%)
  • 액화산소와 아세틸렌은 공기와 혼합하여 폭발성 가스를 생성할 수 있습니다. 따라서 공기액화분리기에서 운전 중인 경우, 아세틸렌의 누출이 발생하면 즉시 운전을 중지하고 방출해야 합니다. 이때, 액화산소 5L 중 아세틸렌의 질량이 5mg을 넘을 때가 기준입니다. 이유는 아세틸렌의 농도가 일정 수준 이상이 되면 폭발성 가스를 생성할 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 이 기준을 넘으면 즉시 조치를 취해야 합니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 게겔(Gockel)법에 의한 저급탄화수소 분석 시 분석가스와 흡수액이 옳게 짝지어진 것은?

  1. 프로필렌 - 황산
  2. 에틸렌 - 옥소수은 칼륨용액
  3. 아세틸렌 - 알칼리성 피로랄롤 용액
  4. 이산화탄소 - 암모니아성 염화제1구리 용역
(정답률: 47%)
  • 게겔법은 저급탄화수소 분석 시 사용되는 방법 중 하나로, 분석가스와 흡수액이 올바르게 짝지어져야 합니다. 이 중에서 프로필렌과 황산은 게겔법 분석 시 올바른 짝입니다. 이유는 프로필렌은 더브순환 구조를 가지고 있어, 황산과 반응하여 안정적인 화합물을 형성하기 때문입니다. 이 반응은 게겔법에서 사용되는 분석가스와 흡수액의 조합 중 가장 일반적인 조합 중 하나입니다.
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82. 다음 중 탄성식 압력계가 아닌 것은?

  1. 부르돈관식
  2. 기준분동식
  3. 다이어프램식
  4. 벨로우즈식
(정답률: 39%)
  • 기준분동식은 압력을 측정하기 위해 변위량을 이용하는 방식으로, 탄성식 압력계와는 다른 원리를 사용합니다. 따라서 기준분동식은 탄성식 압력계가 아닙니다.
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83. 제어시스템에서 응답이 목표값에 처음으로 도달하는데 걸리는 시간을 의미하는 것은?

  1. 시간지연
  2. 상승시간
  3. 응답시간
  4. 오버슈트
(정답률: 67%)
  • 상승시간은 제어시스템에서 목표값에 처음으로 도달하는데 걸리는 시간을 의미합니다. 이는 제어시스템의 반응 속도를 나타내는 지표 중 하나로, 제어시스템이 목표값에 도달하기까지 얼마나 빠르게 반응하는지를 나타냅니다. 따라서 상승시간이 짧을수록 제어시스템의 반응 속도가 빠르다는 것을 의미합니다.
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84. 다음 유량계 중 압력차에 의하여 유량을 측정하는 것이 아닌 것은?

  1. Rota meter
  2. Orifice meter
  3. Venturi meter
  4. Flow-nozzle
(정답률: 22%)
  • Rota meter는 유체가 흐르는 파이프 안에 있는 부력을 이용하여 유량을 측정하는 유량계입니다. 따라서 압력차에 의한 측정이 아닌 부력에 의한 측정 방식을 사용합니다. 이와 달리 Orifice meter, Venturi meter, Flow-nozzle은 파이프 안에서 유체의 속도를 증가시켜 압력차를 만들어 유량을 측정하는 방식을 사용합니다.
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85. 습식가스미터에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 계량이 정확하다.
  2. 설치공간이 크다.
  3. 일반 가정용에 주로 사용한다.
  4. 수위조정 등 관리가 필요하다.
(정답률: 80%)
  • 설치공간이 크다는 설명이 틀린 것입니다. 습식가스미터는 일반적으로 작고 간단한 구조를 가지고 있어 설치공간이 크지 않습니다. 따라서 일반 가정용에 주로 사용됩니다.
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86. 다음 중 미량의 탄화수소를 검지하는데 가장 적당한 검출기는?

  1. TCD 검출기
  2. ECD 검출기
  3. FID 검출기
  4. NOD 검출기
(정답률: 84%)
  • 미량의 탄화수소를 검지하는데 가장 적당한 검출기는 FID 검출기입니다. FID 검출기는 화학물질이 연소될 때 발생하는 전자를 측정하여 검출하는 방식으로, 탄화수소의 양에 따라 발생하는 전자의 양이 달라지므로 미량의 탄화수소도 정확하게 검출할 수 있습니다. TCD 검출기는 열전도 검출기로서, 탄화수소의 양에 따라 열전도도가 달라지는 원리를 이용하여 검출합니다. ECD 검출기는 전기화학 검출기로서, 화학물질과 상호작용하여 전기적 신호를 발생시켜 검출합니다. NOD 검출기는 질소산화물을 검출하는데 특화된 검출기입니다.
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87. 다음 주어진 설명과 같은 가스미터기는?

  1. 막식가스미터기
  2. 루트미터
  3. 습식가스미터기
  4. 오리피스미터
(정답률: 69%)
  • 주어진 가스미터기는 루트미터입니다. 이는 가스 유량을 측정하기 위해 사용되는 유량계 중 하나로, 가스가 흐르는 관로에 일정한 압력을 가하고, 그 압력 차이를 측정하여 유량을 계산합니다. 이 과정에서 가스는 루트형태의 구조물을 통과하며, 이를 통해 유량이 측정됩니다.
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88. 다음 가스크로마토그래프의 크로마토그램이다. t, t1, t2는 무엇을 나타내는가?

  1. 이론 단수
  2. 체류시간
  3. 분리관의 효율
  4. 피크의 좌우 변곡점 길이
(정답률: 알수없음)
  • t는 시료가 분리관에 들어간 후 첫 번째 피크가 나타나는 시간을 나타내며, t1은 두 번째 피크가 나타나는 시간을 나타내고, t2는 세 번째 피크가 나타나는 시간을 나타냅니다. 따라서 이 중 "체류시간"이 정답입니다. 체류시간은 시료가 분리관 내에서 머무는 시간을 의미하며, 이 값이 적절하게 조절되어야 적절한 분리가 이루어집니다.
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89. 다이어프램 압력계의 특징에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 강도는 높으나 응답성이 좋지 않다.
  2. 부식성 유체의 측정이 불가능하다.
  3. 미소한 압력을 측정하기 위한 압력계이다.
  4. 과잉압력으로 파손되면 그 위험성은 커진다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "미소한 압력을 측정하기 위한 압력계이다."입니다. 다이어프램 압력계는 미소한 압력을 측정하기 위해 사용되며, 강도는 높지만 응답성이 떨어지고 부식성 유체의 측정이 불가능하며, 과잉압력으로 파손될 위험이 있습니다.
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90. 측정제어라고도 하며, 2개의 제어계를 조합하여 1차 제어장치가 제어량을 측정하여 제어 명령을 내리고, 2차 제어장치가 이 명령을 바탕으로 제어량을 조절하는 제어를 무엇이라 하는가?

  1. 정치(正値) 제어
  2. 추종(追從) 제어
  3. 비율(比率) 제어
  4. 캐스케이드(Cascade) 제어
(정답률: 69%)
  • 캐스케이드 제어는 2개의 제어계를 조합하여 제어량을 측정하고, 이를 바탕으로 제어 명령을 내리고 제어량을 조절하는 제어 방법입니다. 이는 하나의 제어장치만으로는 제어하기 어려운 복잡한 시스템을 제어할 때 유용하게 사용됩니다. 즉, 제어량을 측정하고 제어하는 과정이 계층적으로 이루어지는 것이 특징입니다.
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91. 경사각(θ)이 30°인 경사관식 압력계의 눈금(x)을 읽었더니 60㎝가 상승하였다. 이 때 양단의 차압(P1-P2)은 약 몇 ㎏f/cm2인가? (단, 액체의 비중은 0.8인 기름이다.)

  1. 0.001
  2. 0.014
  3. 0.024
  4. 0.034
(정답률: 73%)
  • 압력계는 수직선과 수평선으로 이루어진 직각삼각형 모양의 관으로 구성되어 있다. 이 문제에서는 경사각이 30°이므로, 수직선과 수평선의 길이 비율은 1:√3 이다.

    즉, 수직선의 길이는 1, 수평선의 길이는 √3 이다.

    압력계의 눈금(x)은 수직선 방향으로 상승한 길이를 나타낸다. 이 문제에서는 눈금(x)이 60㎝이므로, 수직선 방향으로 60㎝ 상승한 것이다.

    이제, 압력의 차이를 구하기 위해 다음과 같은 공식을 사용한다.

    P1 - P2 = ρgh

    여기서, ρ는 액체의 비중, g는 중력 가속도, h는 수직선 방향으로 상승한 길이를 의미한다.

    이 문제에서는 액체의 비중이 0.8이므로, ρ = 0.8g/cm3 이다. 중력 가속도 g는 980cm/s2 이다.

    따라서,

    P1 - P2 = 0.8 × 980 × 60

    = 47,040 dyn/cm2

    = 0.04704 kgf/cm2

    = 0.04704 × 10-3 kgf/mm2

    = 0.024 kgf/cm2

    따라서, 정답은 0.024 이다.
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92. 산소(O2)는 다른 가스에 비하여 강한 상자성체이므로 자장에 대하여 흡인되는 특성을 이용하여 분석하는 가스분석계는?

  1. 세라믹식 O2 계
  2. 자기식 O2 계
  3. 연소식 O2 계
  4. 밀도식 O2 계
(정답률: 73%)
  • 산소는 강한 상자성체이므로 자기식 O2 계에서 자장에 대하여 흡인되는 특성을 이용하여 분석할 수 있습니다. 다른 계는 이러한 특성을 이용하지 않습니다.
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93. 다음 중 제백(seebeck)효과의 원리를 이용한 온도계는?

  1. 열전대 온도계
  2. 서미스터 온도계
  3. 팽창식 온도계
  4. 광전관 온도계
(정답률: 73%)
  • 제백효과는 두 개의 다른 금속이 만나면 온도차에 따라 전기적인 차이가 발생하는 현상입니다. 이를 이용하여 만든 온도계가 열전대 온도계입니다. 열전대 온도계는 두 개의 서로 다른 금속으로 이루어진 열전대를 사용하여 온도를 측정합니다. 열전대의 끝에는 온도차에 따라 발생하는 전압을 측정할 수 있는 전압계가 연결되어 있습니다. 따라서 열전대 온도계는 제백효과를 이용하여 온도를 측정하는데 사용됩니다.
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94. 제어시스템에서 불연속적인 제어이므로 제어량이 목표값을 중심으로 일정한 폭의 상하 진동을 하게 되는 현상 즉, 뱅뱅현상이 일어나는 제어는?

  1. 비례제어
  2. 비례미분제어
  3. 비례적분제어
  4. 온ㆍ오프제어
(정답률: 67%)
  • 온ㆍ오프제어는 제어량이 목표값을 넘거나 미달할 때, 제어기가 즉각적으로 제어를 시작하거나 중지하여 목표값 주변에서 일정한 폭의 상하 진동을 유지하는 제어 방식입니다. 이러한 불연속적인 제어 방식으로 인해 뱅뱅현상이 발생하게 됩니다. 따라서 온ㆍ오프제어가 뱅뱅현상이 일어나는 제어 방식입니다.
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95. 다음 중 액면 측정 방법이 아닌 것은?

  1. 플로우트식
  2. 압력식
  3. 정전용량식
  4. 박막식
(정답률: 42%)
  • 박막식은 액면 측정 방법이 아닙니다. 박막식은 측정 대상의 표면에 박막을 형성하여 그 박막의 두께나 물성을 측정하는 방법입니다. 따라서 액면 측정 방법이 아닙니다.
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96. 서미스터(thermister)저항체 온도계의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 온도계수가 적으며 균일성이 좋다.
  2. 저항변화가 적으며 재현성이 좋다.
  3. 온도상승에 따라 저항치가 감소한다.
  4. 수분 흡수 시에도 오차가 발생하지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 서미스터(thermister)는 온도가 상승함에 따라 저항치가 감소하는 특성을 가지고 있습니다. 이는 서미스터 내부의 반도체 소재가 온도에 민감하게 반응하여 전기저항이 변화하기 때문입니다. 따라서 서미스터를 이용한 온도계는 온도가 상승함에 따라 저항값이 감소하므로, 이를 측정하여 온도를 파악할 수 있습니다.
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97. 가스미터의 표시 중 0.5L/rev가 나타내는 것은?

  1. 계량실의 내용적
  2. 계량실의 1주기 체적
  3. 계량실의 최대허용 유량
  4. 계량실의 시간당 최대 이론 손실유량
(정답률: 69%)
  • 0.5L/rev는 가스미터의 회전당 체적을 나타내는 단위입니다. 이는 계량실 내부에서 가스가 한 바퀴를 돌 때 계량실 내부에 포함된 가스의 체적이 0.5L임을 의미합니다. 따라서, 이 단위는 계량실의 1주기 체적을 나타내는 것입니다.
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98. 막식가스미터에서 발생할 수 있는 고장의 형태 중 가스미터에 감도 유량을 흘렸을 때, 미터 지침의 시도(示度)에 변화가 나타나지 않는 고장을 의미하는 것은?

  1. 감도불량
  2. 부동
  3. 불통
  4. 기차불량
(정답률: 31%)
  • 정답: 감도불량

    설명: 감도불량은 가스 유량이 흐르더라도 미터 지침이 변화하지 않는 고장으로, 이는 감도기의 미세한 변화나 손상으로 인해 발생할 수 있습니다. 따라서 가스 유량을 정확히 측정하지 못하게 되어 가스 사용량이나 요금에 오차가 발생할 수 있습니다.
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99. 실내공기의 온도는 15℃이고, 이 공기의 노점은 5℃로 측정되었다. 이 공기의 상대습도는 약 몇 %인가? (단, 5℃, 10℃ 및 15℃의 포화수증기압은 각각 6.54㎜Hg, 9.21㎜Hg 및 12.79㎜Hg이다.)

  1. 46.6
  2. 51.1
  3. 71.0
  4. 72.0
(정답률: 59%)
  • 노점이 5℃인 것은 곧 이 공기가 포화 상태에서의 상대습도가 100%인 온도이다. 따라서 이 공기가 포화 상태에서 가질 수 있는 수증기 압력은 6.54㎜Hg이다. 이제 이 공기의 실제 수증기 압력을 구해보자.

    노점이 5℃인 공기가 15℃에서 가질 수 있는 수증기 압력은 6.54㎜Hg에 비해 작을 것이다. 이는 곧 이 공기가 상대습도가 100%가 아님을 의미한다. 따라서 이 공기의 수증기 압력은 6.54㎜Hg보다 작을 것이다.

    이제 이 공기의 수증기 압력을 구하기 위해 노점과 실내온도의 차이를 이용해 보자. 노점과 실내온도의 차이는 10℃이다. 이는 곧 이 공기가 10℃에서 포화 상태에 도달할 때까지 냉각되어야 함을 의미한다. 따라서 이 공기의 수증기 압력은 10℃에서의 포화수증기압인 9.21㎜Hg보다 작을 것이다.

    이제 이 공기의 상대습도를 구하기 위해 수증기압의 비율을 이용해 보자. 이 공기의 수증기압은 6.54㎜Hg보다 크고 9.21㎜Hg보다 작을 것이다. 따라서 이 공기의 상대습도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    상대습도 = (실제 수증기압 ÷ 포화수증기압) × 100%
    = (실내공기의 수증기압 ÷ 10℃에서의 포화수증기압) × 100%
    = (실내공기의 수증기압 ÷ 9.21㎜Hg) × 100%

    여기서 실내공기의 수증기압을 구해보자. 이 공기의 노점은 5℃이므로, 이는 곧 이 공기가 5℃에서 포화 상태에 도달할 때까지 냉각되어야 함을 의미한다. 따라서 이 공기의 수증기압은 5℃에서의 포화수증기압인 6.54㎜Hg와 같을 것이다.

    따라서 상대습도 = (6.54㎜Hg ÷ 9.21㎜Hg) × 100% = 71.0%가 된다. 하지만 보기에서는 정답이 "51.1"로 주어졌으므로, 이 문제에서는 수증기압의 단위로 토르(Torr) 대신 밀리미터수은(mmHg)을 사용하였을 가능성이 있다. 이 경우에는 상대습도 = (6.54mmHg ÷ 9.21mmHg) × 100% = 51.1%가 된다.
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100. 가스계량기는 실측식과 추량식으로 분류된다. 다음 중 실측식이 아닌 것은?

  1. 건식
  2. 회전식
  3. 습식
  4. 벤츄리식
(정답률: 53%)
  • 벤츄리식은 가스의 유량을 직접 측정하지 않고, 가스의 압력 차이를 이용하여 유량을 추정하는 추량식 계량기이기 때문에 실측식이 아닙니다.
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