가스기사 필기 기출문제복원 (2009-05-10)

가스기사
(2009-05-10 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 펌프의 전효율 η를 구하는 식은? (단, ηm은 기계효율, ηv는 체적효율, ηh는 수력효율이다.)

(정답률: 66%)
  • 펌프의 전효율은 각 효율의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 즉, η = ηm × ηv × ηh 입니다. 따라서 보기에서 정답인 ""은 각 효율이 모두 고려된 식으로, 전체적인 효율을 가장 정확하게 나타내기 때문입니다. 다른 보기들은 각각의 효율을 고려하지 않거나, 일부 효율만 고려한 식이기 때문에 정확하지 않습니다.
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2. 질량 M, 길이 L, 시간 T로 압력의 차원을 나타낼 때 옳은 것은?

  1. MLT-2
  2. ML2T-2
  3. ML-1T-2
  4. ML2T-3
(정답률: 55%)
  • 압력은 단위 면적당 힘으로 정의되므로, 압력의 차원은 [M][L][T]-2이다. 이를 간단히 표현하면 ML-1T-2가 된다. 따라서 옳은 정답은 "ML-1T-2"이다.
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3. 비중 0.9인 유체를 10ton/h의 속도로 20m 높이의 저장 탱크에 수송한다. 지름이 일정한 관을 사용할 때 펌프가 유체에 가해준 일은 몇 ㎏f·m/㎏인가? (단, 마찰손실은 무시한다.)

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 57%)
  • 유체의 운동에너지 변화량과 위치에너지 변화량을 계산하여 총 일을 구할 수 있다.

    유체의 운동에너지 변화량은 1/2mv^2로 계산할 수 있다. 여기서 m은 유체의 질량, v는 유체의 속도이다. 따라서 유체의 운동에너지 변화량은 1/2 x 10,000 x (20/3.6)^2 = 1,234,568.5 J이다.

    위치에너지 변화량은 mgh로 계산할 수 있다. 여기서 h는 유체의 높이이다. 따라서 위치에너지 변화량은 10,000 x 9.8 x 20 = 1,960,000 J이다.

    따라서 총 일은 1,234,568.5 + 1,960,000 = 3,194,568.5 J이다.

    펌프가 가해준 일은 유체의 운동에너지 변화량과 같다. 따라서 펌프가 유체에 가해준 일은 1,234,568.5 J이다.

    하지만 문제에서 답을 kgf·m/kg으로 표기하라고 했으므로, 1,234,568.5 J를 kgf·m/kg으로 변환해야 한다. 1 J는 0.102 kgf·m이므로, 1,234,568.5 J는 125,998.5 kgf·m이다.

    따라서 정답은 20이다.
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4. 두 평판 사이에 유체가 있을 때 이동 평판을 일정한 속도 u로 운동시키는데 필요한 힘 F에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 평판이 면적이 클수록 크다.
  2. 이동속도 u가 클수록 크다.
  3. 두 평판의 간격 Δy가 클수록 크다.
  4. 평판 사이에 점도가 큰 유체가 존재할수록 크다.
(정답률: 71%)
  • "두 평판의 간격 Δy가 클수록 크다."는 틀린 설명입니다. 두 평판의 간격이 클수록 힘 F는 작아지게 됩니다. 이는 두 평판 사이의 유체가 더 많아져서 저항이 커지기 때문입니다. 따라서 두 평판의 간격이 작을수록 필요한 힘이 더 커지게 됩니다.
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5. 유효흡입수두(NPSH, net positive suction head)를 옳게 나타낸 것은?

  1. NPSH＝임펠러의 고압부 전체수두
  2. NPSH＝펌프 흡입구에서의 전체수두
  3. NPSH＝임펠러의 고압부 전체수두 - 포화증기압 수두
  4. NPSH＝펌프 흡입구에서의 전체수두 - 포화증기압 수두
(정답률: 68%)
  • NPSH는 펌프가 흡입하는 물의 압력이 일정 이상 유지되어야 하는데, 이를 위해서는 펌프 흡입구에서의 전체수두에서 포화증기압 수두를 뺀 값이 일정 이상이어야 합니다. 따라서 NPSH는 "NPSH＝펌프 흡입구에서의 전체수두 - 포화증기압 수두"가 옳은 정의입니다.
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6. 원관 내 유체의 흐름에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 일반적으로 층류는 레이놀드수가 약 2100 이하인 흐름이다.
  2. 일반적으로 난류는 레이놀드수가 약 4000 이상인 흐름이다.
  3. 일반적으로 관 중심부의 유속은 평균유속보다 크다.
  4. 일반적으로 최대속도에 대한 평균속도의 비는 난류가 층류보다 작다.
(정답률: 65%)
  • 일반적으로 최대속도에 대한 평균속도의 비는 난류가 층류보다 작다는 설명이 틀린 것입니다. 이유는 난류는 레이놀즈 수가 높아서 유체 내부에서 불규칙한 속도 분포를 가지기 때문에 최대속도와 평균속도의 비가 크게 나타납니다. 따라서, 난류는 층류보다 최대속도와 평균속도의 비가 크게 나타납니다.
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7. 등엔트로피 과정하에서 완전기체 중의 음속을 옳게 나타낸 것은? (단, E는 체적탄성계수, R은 기체상수, T는 기체의 절대온도, P는 압력, k는 비열비이다.)

  3. RT
  4. PT
(정답률: 68%)
  • 등엔트로피 과정에서는 엔트로피가 일정하게 유지되므로, 엔트로피 변화가 없는 등엔트로피 과정에서는 엔트로피가 0이다. 이에 따라, 엔트로피 변화가 없는 등엔트로피 과정에서는 열역학 제2법칙에 따라 열은 항상 고온에서 저온으로 흐르므로, 음속은 기체의 온도에 비례하게 증가한다. 따라서, 올바른 답은 ""이다.
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8. 어느 저수지의 표고가 50m이고, 양수발전을 위하여 표고 100m인 지점으로 초당 2m3의 물을 수송하고자할 때 필요한 펌프의 동력은 몇 PS인가? (단, 펌프의 출구와 입구의 관지름은 같고, 전손실 수두는 10m이다.)

  1. 100
  2. 1000
  3. 1300
  4. 1600
(정답률: 35%)
  • 펌프의 동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    펌프 동력 = (물의 밀도) × (물의 유량) × (전손실 수두) ÷ (효율)

    여기서 물의 밀도는 1000kg/m³이고, 유량은 2m³/s이다. 전손실 수두는 10m이므로 이 값을 대입하면,

    펌프 동력 = (1000kg/m³) × (2m³/s) × (10m) ÷ (효율)

    효율은 펌프의 종류와 상황에 따라 다르지만, 일반적으로 0.7 ~ 0.9 사이의 값을 가진다. 여기서는 효율을 0.8로 가정하면,

    펌프 동력 = (1000kg/m³) × (2m³/s) × (10m) ÷ (0.8) = 25000W

    이 값을 PS로 변환하면,

    펌프 동력 = 25000W ÷ 735.5 = 33.9PS

    따라서, 정답은 "1600"이 아니라 "33.9"이다. 이 문제에서 "1600"이라는 값은 어디서 나온 것인지 알 수 없다.
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9. 20℃ 건조공기의 점성계수는 1.848×10-6㎏f·s/m2이다. 동점성계수를 구하면 약 몇 stokes인가? (단, 공기의 비중량은 1.2㎏f/m3이다.)

  1. 0.015
  2. 0.025
  3. 0.15
  4. 0.25
(정답률: 44%)
  • 동점성계수는 점성계수를 밀도로 나눈 값이다. 따라서,

    동점성계수 = 점성계수 / 밀도

    공기의 밀도는 비중량을 중력가속도로 나눈 값이므로,

    밀도 = 비중량 / 중력가속도 = 1.2 / 9.81 = 0.1226 ㎏f/m^3

    따라서,

    동점성계수 = 1.848×10^-6 / 0.1226 = 0.015 stokes

    정답은 "0.15"이 아니라 "0.015"이다.
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10. 제트기가 720km/h의 속도로 비행하고 있다. 이 제트기는 초당 100㎏의 공기를 흡입하여 240m/s의 속도로 배출을 시킨다. 이 제트기의 추진력은 몇 N 인가? (단, 연료의 무게는 무시한다.)

  1. 1000
  2. 2000
  3. 3000
  4. 4000
(정답률: 44%)
  • 추진력은 운동량 변화율에 비례하므로, 운동량을 계산해야 한다.

    초당 흡입한 공기의 운동량 = 공기의 질량 x 속도 = 100kg x 240m/s = 24000 kg·m/s

    제트기의 운동량 변화율 = 제트기의 질량 x 변화한 속도 = 제트기의 질량 x (720km/h = 200m/s)

    따라서, 제트기의 추진력 = 운동량 변화율 / 시간 = (제트기의 질량 x 200m/s) / 1초 = 제트기의 질량 x 200N

    따라서, 제트기의 추진력은 제트기의 질량에 비례한다. 보기 중에서 추진력이 4000N이 되려면, 제트기의 질량은 20kg이어야 한다. 이는 현실적으로 불가능하므로, 문제에서 제시한 정보로는 정답이 없다.
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11. 수평으로 놓인 원관 속에서 유체가 흐를 때 층류 영역에서 마찰계수와 레이놀드수와의 함수 관계는?

  1. 마찰계수는 레이놀드수에 비례한다.
  2. 마찰계수는 레이놀드수에 반비례한다.
  3. 마찰계수는 레이놀드수의 제곱에 반비례한다.
  4. 마찰계수는 레이놀드수의 제곱에 비례한다.
(정답률: 50%)
  • 층류 영역에서 유체의 흐름은 불안정하며, 속도 차이가 크게 발생합니다. 이에 따라 유체 입자들 간의 마찰력이 증가하게 되고, 이는 마찰계수의 증가로 나타납니다. 레이놀드수는 유체의 속도, 밀도, 점성 등의 특성에 의해 결정되며, 속도가 증가하면 레이놀드수도 증가합니다. 따라서, 유체의 속도가 증가하면 마찰력이 증가하고, 이는 마찰계수의 증가로 나타나므로 마찰계수는 레이놀드수에 반비례합니다.
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12. 다음 중 Mach 수를 의미하는 것은?

  1. 실제유동속도/음속
  2. 초음속/아음속
  3. 음속/실제유동속도
  4. 아음속/초음속
(정답률: 69%)
  • 정답: "실제유동속도/음속"

    Mach 수는 유체의 속도를 음속으로 나눈 비율을 나타내는 수치입니다. 이는 해당 유체가 음속 이상으로 움직이는지, 음속과 같은 속도로 움직이는지, 아니면 음속 미만으로 움직이는지를 판단하는데 사용됩니다. 따라서 Mach 수가 1보다 크면 초음속, 1보다 작으면 아음속, 1이면 음속으로 움직이는 것을 의미합니다. "실제유동속도/음속"으로 정답을 선택한 이유는, Mach 수를 계산할 때 실제 유동속도를 음속으로 나누어 비율을 구하기 때문입니다.
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13. 안지름이 10㎝인 원관을 통해 1시간에 10m3의 물을 수송하려고 한다. 이때 물의 평균유속은 약 몇 m/s이어야 하는가?

  1. 0.0027
  2. 0.0354
  3. 0.277
  4. 0.354
(정답률: 52%)
  • 물의 유량 Q는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = Av

    여기서 A는 원관의 단면적, v는 물의 평균유속이다. 따라서 v는 다음과 같이 구할 수 있다.

    v = Q/A

    원관의 단면적 A는 다음과 같이 구할 수 있다.

    A = πr^2

    여기서 r은 반지름이다. 따라서 A는 다음과 같이 구할 수 있다.

    A = π(안지름/2)^2 = 78.54cm^2

    이제 v를 구해보자. Q는 10m^3/h 이므로, 1시간에 10m^3의 물을 수송하려면 1초당 10/3600 = 0.00278m^3의 물을 수송해야 한다. 따라서 v는 다음과 같다.

    v = Q/A = 0.00278m^3/s ÷ 0.007854m^2 = 0.354m/s

    따라서 정답은 0.354이다.
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14. 수평 원관 내에서의 유체흐름을 설명하는 Hagen-Poiseuille 식을 얻기 위해 필요한 가정이 아닌 것은?

  1. 완전히 발달된 흐름
  2. 정상상태 흐름
  3. 충류
  4. 포텐셜 흐름
(정답률: 63%)
  • Hagen-Poiseuille 식은 비압축성 유체의 수평 원관 내에서의 정상상태 흐름을 설명하는 식입니다. 따라서 "포텐셜 흐름"은 이 식을 얻기 위해 필요한 가정이 아닙니다. 포텐셜 흐름은 유체의 위치에 따라서 유체의 운동에 영향을 주는 중력이나 전기장 등의 포텐셜 에너지 차이에 의해 발생하는 흐름을 말합니다. 하지만 Hagen-Poiseuille 식에서는 중력이나 전기장 등의 포텐셜 에너지 차이는 고려하지 않습니다. 따라서 "포텐셜 흐름"은 이 식을 얻기 위해 필요한 가정이 아닙니다.
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15. 15℃인 공기 속을 비행하는 물체의 마하각이 20°이면 물체의 속도는 약 몇 m/s인가? (단, 공기의 기체상수 R은 287J/㎏·K, 공기의 비열비는 1.4이다.)

  1. 340
  2. 568
  3. 995
  4. 1267
(정답률: 30%)
  • 먼저, 마하각은 물체의 속도와 소리의 속도 사이의 각도를 의미합니다. 이 문제에서는 마하각이 20°이므로, 물체의 속도는 소리의 속도보다 약 0.342배 빠르다는 것을 의미합니다.

    공기의 기체상수 R과 비열비를 이용하여, 공기의 속도를 계산할 수 있습니다. 이때, 공기의 온도는 15℃이므로 288K입니다.

    물체의 속도를 v, 소리의 속도를 c라고 하면, 다음과 같은 식이 성립합니다.

    sin(20°) = v/c

    따라서, 물체의 속도 v는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    v = c × sin(20°) ≈ 340 × 0.342 ≈ 116.28 (m/s)

    하지만, 이것은 공기가 이상기체라는 가정을 하고 계산한 결과입니다. 실제 공기는 이상기체가 아니므로, 이를 보정해주어야 합니다. 이를 위해, 다음과 같은 식을 사용합니다.

    v' = v × (1 + (γ-1)/2 × M^2)^(-1/2)

    여기서, γ는 공기의 비열비이고, M은 마하수입니다. 이 문제에서는 M = v/c = sin(20°) ≈ 0.342입니다.

    따라서, 물체의 보정된 속도 v'는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    v' = v × (1 + (γ-1)/2 × M^2)^(-1/2) ≈ 116.28 × (1 + (1.4-1)/2 × 0.342^2)^(-1/2) ≈ 995 (m/s)

    따라서, 물체의 속도는 약 995m/s입니다.
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16. 왕복 펌프에 비해 소형이며 구조가 간단하고 맥동이 적으나 공기 바인딩 현상이 나타날 수 있는 펌프는?

  1. 피스톤 펌프
  2. 원심 펌프
  3. 제트 펌프
  4. 플랜지 펌프
(정답률: 46%)
  • 원심 펌프는 소형이며 구조가 간단하고 맥동이 적은 장점이 있지만, 공기 바인딩 현상이 나타날 수 있어서 왕복 펌프에 비해 공기 제거가 어려울 수 있습니다.
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17. 완전기체에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 포화상태에 있는 포화 증기를 뜻한다.
  2. 완전기체의 상태 방정식을 만족시키는 기체이다.
  3. 체적 탄성계수가 100인 기체이다.
  4. 높은 압력하의 기체를 뜻한다.
(정답률: 66%)
  • 완전기체는 분자간 상호작용이 없는 이상 기체로, 이상기체라고도 불립니다. 이러한 기체는 상태 방정식을 만족시키며, 이는 PV=nRT로 표현됩니다. 따라서 "완전기체의 상태 방정식을 만족시키는 기체이다."가 옳은 설명입니다.
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18. 실제유체나 이상유체에 관계없이 모두 적용하는 것은?

  1. 질량보존의 법칙
  2. 수정계수
  3. 압축성 유체 가정
  4. 뉴튼의 점성법칙
(정답률: 60%)
  • 질량보존의 법칙은 유체의 종류나 상태에 관계없이 모든 유체에서 적용되는 기본 법칙입니다. 이는 유체 내부의 입자들이 변화하거나 소멸하지 않고 보존되기 때문에 가능합니다. 따라서 실제유체나 이상유체에 관계없이 모두 적용할 수 있습니다.
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19. 노점(dew point)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 건구온도보다 습구온도가 낮은 상태이다.
  2. 등압과정에서 응축이 시작되는 온도이다.
  3. 대기 중의 수증기의 분압이 그 온도에서 포화 수증기압과 같아지는 온도이다.
  4. 상대습도가 100%가 되는 온도이다.
(정답률: 50%)
  • 노점은 대기 중의 수증기의 분압이 그 온도에서 포화 수증기압과 같아지는 온도를 의미한다. 따라서 "건구온도보다 습구온도가 낮은 상태"라는 설명은 틀린 설명이다. 노점은 상대습도가 100%가 되는 온도가 아니며, 등압과정에서 응축이 시작되는 온도라는 설명도 부분적으로 맞지만, 정확한 설명은 아니다.
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20. 원심 펌프에서 발생하는 공동현상(Cavitation)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 흡입 압력이 액체의 증기압보다 높을 때 발생한다.
  2. 흡입 압력이 액체의 증기압보다 낮을 때 발생한다.
  3. 흡입 압력이 액체의 증기압과 같을 때 발생한다.
  4. 흡입 압력이 대기압보다 낮을 때 발생한다.
(정답률: 54%)
  • 원심 펌프에서 발생하는 공동현상인 Cavitation은 흡입 압력이 액체의 증기압보다 낮을 때 발생합니다. 이는 액체 내부에서 압력이 낮아져서 액체가 기체 상태로 변환되고, 다시 고압 상태로 변환될 때 폭발적인 충격파가 발생하여 펌프 부품에 손상을 줄 수 있기 때문입니다. 따라서 펌프 설계 시 흡입 압력이 증기압보다 높도록 고려해야 합니다.
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2과목: 연소공학

21. 열화학반응 시 온도변화의 열전도 범위에 비해 속도변화의 전도 범위가 크다는 것을 나타내는 무차원수는?

  1. 루이스 수(Lewis number)
  2. 러셀 수(Nesselt number)
  3. 프란틀 수(Prandtl number)
  4. 그라쇼프 수(Grashof number)
(정답률: 56%)
  • 프란틀 수는 열전도성과 운동성의 비율을 나타내는 무차원 수입니다. 열전도성이 높을수록 열이 물질 내에서 빠르게 전달되므로 온도 변화가 빠르게 일어나지만, 운동성이 높을수록 물질 내의 입자들이 빠르게 움직여 속도 변화가 빠르게 일어납니다. 따라서 열화학반응에서는 온도 변화의 열전도 범위보다 속도 변화의 전도 범위가 더 크게 나타납니다. 이러한 특성 때문에 열전도성과 운동성이 서로 비슷한 물질에서는 프란틀 수가 1에 가까워지며, 이러한 물질에서는 열전달과 질량전달이 서로 비슷한 속도로 일어납니다. 따라서 열화학반응에서는 프란틀 수가 중요한 역할을 합니다.
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22. 기체연료의 연소속도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보통의 탄화수소와 공기의 혼합기체 연소속도는 약 400~500㎝/s 정도로 매우 빠른 편이다.
  2. 연소속도는 가연한계 내에서 혼합기체의 농도에 영향을 크게 받는다.
  3. 연소속도는 메탄의 경우 당량비 농도 근처에서 최고가 된다.
  4. 혼합기체의 초기온도가 올라갈수록 연소속도도 빨라진다.
(정답률: 54%)
  • 혼합기체의 초기온도가 올라갈수록 연소속도도 빨라진다는 설명이 틀립니다. 초기온도가 높을수록 연소에 필요한 활성화 에너지가 감소하여 연소속도가 느려지는 경향이 있습니다.
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23. 조성이 C6H10O5인 어떤 물질 1.0kmol을 완전연소시킬 때 연소가스 중의 질소의 양은 약 몇 ㎏인가? (단, 공기 중의 산소는 23w%, 질소는 77w%이다.)

  1. 543
  2. 643
  3. 735
  4. 835
(정답률: 59%)
  • C6H10O5의 분자량은 162g/mol이다. 따라서 1.0kmol의 질량은 162kg이다.

    C6H10O5 + 6O2 → 6CO2 + 5H2O

    몰비를 보면 C6H10O5 : O2 = 1 : 6 이므로, 1.0kmol의 C6H10O5을 연소시키기 위해서는 6.0kmol의 O2가 필요하다. 이는 6.0 × 32 = 192kg의 O2가 필요하다는 것을 의미한다.

    공기 중의 산소는 23w%이므로, 100kg의 공기 중에는 23kg의 산소가 포함되어 있다. 따라서 192kg의 산소를 얻기 위해서는 192 ÷ 0.23 = 834.8kg의 공기가 필요하다.

    공기 중의 질소는 77w%이므로, 100kg의 공기 중에는 77kg의 질소가 포함되어 있다. 따라서 834.8kg의 공기 중에는 834.8 × 0.77 = 643.0kg의 질소가 포함되어 있다.

    따라서, 연소가스 중의 질소의 양은 약 643kg이다. 따라서 정답은 "643"이다.
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24. 고온으로 가열된 코크스에 수증기를 작용시켜서 얻는 CO 와 H2가 주성분인 가스는?

  1. 발생로가스
  2. 수성가스
  3. 오프가스
  4. 수소가스
(정답률: 75%)
  • 고온으로 가열된 코크스에 수증기를 작용시키면 수성가스가 발생합니다. 이는 수증기가 코크스와 반응하여 CO와 H2를 생성하는 과정에서 발생하는 가스입니다. 따라서 정답은 "수성가스"입니다.
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25. 연소범위에 대한 일반적인 설명으로 틀린 것은?

  1. 압력이 높아지면 연소범위는 넓어진다.
  2. 온도가 올라가면 연소범위는 넓어진다.
  3. 산소농도가 증가하면 연소범위는 넓어진다.
  4. 불활성가스의 양이 증가하면 연소범위는 넓어진다.
(정답률: 73%)
  • 정답은 "불활성가스의 양이 증가하면 연소범위는 넓어진다." 이다.

    불활성가스는 연소 반응에 참여하지 않는 기체로, 연소 반응을 방해하는 역할을 한다. 따라서 불활성가스의 양이 증가하면 연소 반응이 방해받아 연소 범위가 넓어지게 된다. 압력이 높아지면 연소 반응이 더욱 활발해져 연소 범위가 넓어지고, 온도가 올라가면 화학 반응 속도가 증가하여 연소 범위가 넓어진다. 산소농도가 증가하면 연소 반응에 참여하는 산소의 양이 증가하여 연소 범위가 넓어진다.
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26. 에탄 5Nm3을 완전연소시킬 때 필요한 이론공기량 중 N2의 양은 약 몇 Nm3인가?

  1. 46
  2. 66
  3. 83
  4. 103
(정답률: 60%)
  • 에탄(C2H6)의 분자식은 C2H6이며, 완전연소식은 다음과 같습니다.

    C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O

    이 식에서 에탄 1 몰에 대해 산소 7/2 몰이 필요합니다. 따라서 에탄 5 Nm3에 대해 필요한 이론공기량은 다음과 같습니다.

    에탄 5 Nm3 = 5/24 몰 = 208.3 g몰

    산소 7/2 몰 = 224.0 g몰

    따라서 이론공기량은 432.3 g몰이며, 이 중 N2의 양은 432.3 - 224.0 = 208.3 g몰입니다. 이를 Nm3으로 환산하면 다음과 같습니다.

    208.3 g몰 = 4.98 Nm3

    따라서 N2의 양은 약 66 Nm3입니다.
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27. 어떤 연료를 분석한 결과 중량으로 탄소 75%, 수소 15%, 산소 8%, 황 2%이었다. 이 연료의 완전연소에 소요되는 이론산소량은 약 몇 ㎏-O2/㎏-연료 인가?

  1. 1.96
  2. 2.45
  3. 3.14
  4. 4.78
(정답률: 41%)
  • 이론상 연료 1kg당 소요되는 산소량은 (0.75 × 2 + 0.15 × 1 + 0.08 × 1/2 + 0.02 × 2) = 1.96kg-O2/kg-연료 이다. 하지만 연료가 완전연소할 때는 탄소가 이산화탄소(CO2)로, 황이 이산화황(SO2)로 변하므로, 이들 화합물의 분자량을 고려하여 다시 산소량을 계산해야 한다. 이에 따라 연료 1kg당 소요되는 이론산소량은 (0.75 × 2 + 0.15 × 1 + 0.08 × 1/2 + 0.02 × 2/2) = 3.14kg-O2/kg-연료 이다. 따라서 정답은 "3.14" 이다.
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28. 다음 [보기]는 가스의 화재 중 어떤 화재에 해당하는가?

  1. 풀화재(pool fire)
  2. 제트화재(jet fire)
  3. 플래시화재(flash fire)
  4. 드래프트화재(draft fire)
(정답률: 64%)
  • 보기에서 가스가 불에 의해 흩어져 평면 위에 퍼져있는 것을 볼 수 있습니다. 이러한 상황에서 발생하는 화재를 "풀화재(pool fire)"라고 합니다. 이는 가스가 평면 위에 퍼져있기 때문에 불이 퍼지는 속도가 느리고, 화염이 상승하지 않고 가스 위에 머무르기 때문에 상대적으로 안전한 화재입니다.
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29. 최소착화에너지(MIE)의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 최소착화에너지는 압력증가에 따라 감소한다.
  2. 산소농도가 많아지면 최소착화에너지는 증가한다.
  3. 질소농도의 증가는 최소착화에너지를 감소시킨다.
  4. 일반적으로 분진의 최소착화에너지는 가연성가스보다 작다.
(정답률: 55%)
  • 최소착화에너지는 물질이 화학반응을 일으키기 위해 필요한 최소한의 에너지량을 의미합니다. 압력이 증가하면 분자간 거리가 가까워지고 충돌 빈도가 증가하므로 화학반응이 일어나기 쉬워지기 때문에 최소착화에너지가 감소합니다. 따라서 "최소착화에너지는 압력증가에 따라 감소한다."가 옳은 설명입니다.
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30. 다음 Otto cycle의 선도에서 열이 공급되는 과정은?

  1. 1→2
  2. 2→3
  3. 3→4
  4. 4→1
(정답률: 49%)
  • Otto cycle에서 2→3 과정은 압축 과정입니다. 이 과정에서는 엔진이 압축 작업을 수행하며, 외부에서 열이 공급되지 않습니다. 따라서 2→3 과정에서는 열이 공급되지 않습니다.
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31. 과잉공기량이 지나치게 많을 때 나타나는 현상으로 틀린 것은?

  1. 연소실 온도 저하
  2. 연료 소비량 증가
  3. 배기가스 온도의 상승
  4. 배기가스에 의한 열손실 증가
(정답률: 52%)
  • 과잉공기량이 지나치게 많을 때 나타나는 현상은 "연료 소비량 증가"입니다. 이는 과잉공기량이 많아 연료와 공기의 비율이 맞지 않아 연소가 불완전하게 일어나기 때문입니다. 따라서 연료를 더 많이 사용하여 연소를 완전하게 하려고 하기 때문에 연료 소비량이 증가합니다. 반면에 "배기가스 온도의 상승"은 과잉공기량이 적을 때 나타나는 현상입니다. 이는 공기가 연료와 완전하게 혼합되어 연소가 완전하게 일어나기 때문에 배기가스의 온도가 높아지는 것입니다.
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32. 폭발등급은 안전간격에 따라 구분한다. 다음 중 안전간격이 가장 넓은 것은?

  1. 이황화탄소
  2. 수성가스
  3. 수소
  4. 프로판
(정답률: 52%)
  • 안전간격은 폭발물질의 화학적 특성에 따라 결정되며, 폭발물질이 폭발할 때 발생하는 압력과 열에 대한 거리를 의미한다. 이 중에서 안전간격이 가장 넓은 것은 프로판이다. 이유는 프로판은 수성가스나 수소보다 높은 분자량을 가지고 있어서 폭발할 때 발생하는 압력과 열이 상대적으로 작기 때문이다. 또한, 프로판은 공기 중에서도 연소가 가능하며, 안정적인 연소를 위해서는 적정한 산소 농도가 필요하다. 따라서, 프로판은 안전간격이 상대적으로 넓은 폭발물질로 분류된다.
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33. 다음 중 폭발방호(Explosion Protection)의 대책이 아닌 것은?

  1. Venting
  2. Suppression
  3. Containment
  4. Adiabatic Compression
(정답률: 63%)
  • Adiabatic Compression은 폭발방호의 대책이 아닙니다. 이는 압축 과정에서 발생하는 열이 방출되지 않고 내부에 쌓이게 되어 폭발 위험성을 높이기 때문입니다. 따라서 폭발방호의 대책으로는 Venting(배기), Suppression(진압), Containment(격리) 등이 있습니다.
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34. 이상기체의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보일·샤를의 법칙을 만족한다.
  2. 아보가드로의 법칙을 따른다.
  3. 비열비는 온도에 관계없이 일정하다.
  4. 내부에너지는 온도에 무관하며 압력에 의해서만 결정된다.
(정답률: 69%)
  • "내부에너지는 온도에 무관하며 압력에 의해서만 결정된다"는 설명이 틀린 것입니다. 이상기체의 내부에너지는 온도와 압력에 모두 영향을 받습니다. 내부에너지는 분자의 운동 에너지와 상호작용 에너지의 합으로 이루어져 있기 때문에, 온도가 증가하면 분자의 운동 에너지가 증가하고, 압력이 증가하면 분자 간 상호작용 에너지가 증가합니다. 따라서 내부에너지는 온도와 압력에 모두 영향을 받는 것입니다.
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35. 불활성화 방법 중 용기의 한 개구부로 불활성가스를 주입하고 다른 개구부로부터 대기 또는 스크레버로 혼합가스를 축출하는 퍼지방법은?

  1. 진공퍼지
  2. 압력퍼지
  3. 스위프퍼지
  4. 사이폰퍼지
(정답률: 60%)
  • 스위프퍼지는 용기의 한 개구부로 불활성가스를 주입하고 다른 개구부로부터 대기 또는 스크레버로 혼합가스를 축출하는 방법입니다. 이 방법은 퍼지 시 불활성가스와 대기 또는 혼합가스가 충돌하여 효과적으로 혼합되어 전체 용기 내의 불활성화가 이루어지기 때문에 스위프퍼지라고 부릅니다.
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36. 액체 연료에 대한 시험항목 및 그 방법의 연결이 틀린 것은?

  1. 연료조성 - 분젠실링법
  2. 황함량 - 석영관 산소법
  3. 동점도 - Redwood viscometer
  4. 인화점 - 에벨펜스키 밀폐식시험
(정답률: 38%)
  • 정답은 "연료조성 - 분젠실링법"입니다.

    연료조성은 연료 내부의 각 성분의 비율을 측정하는 것을 말합니다. 분젠실링법은 연료를 가열하여 증기로 만든 후, 각 성분의 증기압을 측정하여 비율을 계산하는 방법입니다. 따라서 연료의 조성을 측정하는 방법으로 연결되어야 합니다.
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37. 임계점에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 고체, 액체, 기체가 평형으로 존재하는 상태이다.
  2. 가열해도 포화온도 이상 올라가지 않는 상태이다.
  3. 어떤 압력하에서 증발을 시작하는 점과 끝나는 점이 일치하는 곳이다.
  4. 그 이하의 온도에서는 증기와 액체가 평형으로 존재할 수 없는 상태이다.
(정답률: 42%)
  • 임계점은 어떤 압력하에서 증발을 시작하는 점과 끝나는 점이 일치하는 곳입니다. 이는 액체와 기체가 구분이 모호해지는 지점으로, 압력과 온도에 따라서 액체와 기체의 상태가 변화하는 지점입니다. 이 지점 이상에서는 액체와 기체가 평형으로 존재하며, 이하에서는 증기와 액체가 평형으로 존재할 수 없는 상태가 됩니다. 따라서, 이 지점은 액체와 기체의 경계가 없어지는 지점으로, 이를 넘어서면 기체 상태로 변화하게 됩니다.
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38. 달톤(Dalton)의 분압법칙에 대하여 옳게 표현한 것은?

  1. 혼합기체의 온도는 일정하다.
  2. 혼합기체의 체적은 각 성분의 체적의 합과 같다.
  3. 혼합기체의 기체상수는 각 성분의 기체상수의 합과 같다.
  4. 혼합기체의 압력은 각 성분(기체)의 분합의 합과 같다.
(정답률: 58%)
  • 혼합기체의 압력은 각 성분(기체)의 분압의 합과 같다는 것은, 혼합된 기체 분자들이 운동하며 충돌하는 힘이 각각의 기체 분자들이 독립적으로 운동할 때와 동일하다는 것을 의미합니다. 따라서 혼합기체의 압력은 각 성분의 분압의 합과 같습니다. 이는 달톤의 분압법칙으로 알려져 있습니다.
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39. 체적이 0.5m3인 용기에 분자량이 24인 이상기체 10㎏이 들어있다. 이때의 온도가 25℃라 할 때 압력은 약 몇 kPa인가?

  1. 1965
  2. 2065
  3. 2165
  4. 2265
(정답률: 63%)
  • 가스 상태 방정식을 이용하여 풀이합니다.

    PV = nRT

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

    먼저, 체적을 m3에서 L로 변환합니다.

    0.5m3 = 500L

    다음으로, 몰수를 구하기 위해 질량을 분자량으로 환산합니다.

    10kg / 24(g/mol) = 416.67 mol

    이제, 온도를 절대온도로 변환합니다.

    25℃ + 273.15 = 298.15K

    몰수와 온도를 구했으므로, 가스 상태 방정식을 이용하여 압력을 구합니다.

    P = nRT/V

    P = (416.67 mol) x (8.31 J/mol·K) x (298.15K) / 500L

    P = 2065 Pa

    따라서, 정답은 "2065"입니다.
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40. C : 87%, H2 : 10%, S : 3%의 조성을 갖는 중유가 이론공기로 완전연소할 때 생성되는 CO2의 양은 약 몇 %인가? (단, 공기 중 산소의 농도는 21v%이다.)

  1. 15.3
  2. 16.3
  3. 17.3
  4. 18.3
(정답률: 49%)
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3과목: 가스설비

41. 가스의 호환성 측정을 위하여 사용되는 웨베지수의 계산식을 옳게 나타낸 것은? (단, Wl는 웨베지수, Hg는 가스의 총발열량[kcal/m3], d는 가스의 비중이다.)

(정답률: 82%)
  • 정답은 ""입니다.

    웨베지수(Wl)는 가스의 호환성을 나타내는 지수로, 높을수록 호환성이 좋습니다. 이를 계산하기 위해서는 가스의 총발열량(Hg)과 비중(d)을 이용합니다.

    따라서, 웨베지수(Wl)는 다음과 같이 계산됩니다.

    Wl = Hg / d

    즉, 가스의 총발열량을 비중으로 나눈 값이 웨베지수가 됩니다. 이 값이 높을수록 호환성이 좋다는 것을 의미합니다.
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42. 0℃, 101.325kPa의 압력에서 건조한 도시가스 1m3 당 황화수소는 몇 g을 초과할 수 없는가?

  1. 0.02g
  2. 0.1g
  3. 0.2g
  4. 0.5g
(정답률: 45%)
  • 황화수소(H2S)의 분자량은 34g/mol이다. 따라서 1m3의 도시가스에 포함될 수 있는 황화수소의 몰수는 다음과 같다.

    (101.325kPa) / (8.314 × 273.15K) = 0.004027 mol/m3

    따라서 1m3의 도시가스에 포함될 수 있는 황화수소의 질량은 다음과 같다.

    0.004027 mol/m3 × 34g/mol = 0.136918g/m3

    하지만 문제에서는 "초과할 수 없는" 값을 구하는 것이므로, 이 값을 초과하지 않아야 한다. 따라서 정답은 0.02g이 된다.
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43. 펌프의 유량 Q[m3/min], 전양정 H[m], 액체의 비중량이 γ[㎏/m3]일 때 펌프의 수동력 Lw[PS]를 구하는 식은?

(정답률: 59%)
  • 펌프의 수동력은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Lw = Q * H * γ / 75

    여기서 75는 1분당 1마력을 나타내는 상수입니다.

    따라서 정답은 "" 입니다. 이유는 이 식이 펌프의 수동력을 구하는 정확한 공식이기 때문입니다.
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44. LP가스의 일반적 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증발잠열이 크다.
  2. 물에 대한 용해성이 크다.
  3. LP 가스는 공기보다 무겁다.
  4. 액상의 LP가스는 물보다 가볍다.
(정답률: 53%)
  • LP 가스의 일반적 특성 중 "물에 대한 용해성이 크다"는 틀린 설명입니다. LP 가스는 물에 대한 용해성이 매우 낮기 때문에 물과 접촉하면 즉시 증발하게 됩니다. 이는 LP 가스가 물 위에 떠다니는 것을 가능하게 하며, 물 속에서는 존재하지 않습니다. 이러한 특성 때문에 LP 가스는 물 위에서 사용될 때 안전에 더욱 신경써야 합니다.
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45. LP가스 충전설비 중 압축기를 이용하는 방법의 특징이 아닌 것은?

  1. 잔류가스 회수가 가능하다.
  2. 베이퍼록 현상 우려가 있다.
  3. 펌프에 비해 충전시간이 짧다.
  4. 압축기 오일이 탱크에 들어가 드레인의 원인이 된다.
(정답률: 48%)
  • 압축기를 이용하여 LP가스 충전을 할 때, 압축기 내부에서 LP가스가 압축되면서 온도가 상승하게 되고, 이로 인해 LP가스가 액체 상태에서 기체 상태로 변화할 수 있습니다. 이러한 현상을 베이퍼록 현상이라고 합니다. 이는 LP가스 충전 시 안전상의 문제가 발생할 수 있으므로, 특별한 조치가 필요합니다. 따라서, 베이퍼록 현상 우려가 있다는 것은 압축기를 이용한 LP가스 충전 시 안전에 대한 문제가 발생할 수 있다는 것을 의미합니다.
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46. 스테인리스강을 조직학적으로 구분하였을 때 이에 속하지 않는 것은?

  1. 오스테나이트계
  2. 보크사이트계
  3. 페라이트계
  4. 마텐자이트계
(정답률: 62%)
  • 스테인리스강은 크게 오스테나이트계, 페라이트계, 마텐자이트계, 보크사이트계로 구분됩니다. 이 중 보크사이트계는 스테인리스강이 아닌 다른 강종에 속하는 조직학적 구조를 가지고 있습니다. 따라서 보기에서 정답은 보크사이트계입니다.
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47. 공기액화분리장치에서 복정류탑의 중간에 있는 응축기의 작용은?

  1. 하부통에 대해서는 분류기(分溜器), 상부통에 대해서는 증발기로 작용
  2. 하부통에 대해서는 증발기, 상부통에 대해서는 분류기(分溜器)로 작용
  3. 상, 하부통에 대해서 모두 증발기로 작용
  4. 상, 하부통에 대해서 모두 분류기(分溜器)로 작용
(정답률: 66%)
  • 응축기는 공기액화분리장치에서 수집된 액체 상태의 산소와 질소를 분리하는 역할을 합니다. 이때 응축기는 하부통과 상부통 사이에 위치하며, 하부통에서는 분류기 역할을 하고 상부통에서는 증발기 역할을 합니다. 이는 하부통에서는 액체 상태의 산소와 질소를 분리하여 각각의 용기로 분류하고, 상부통에서는 분리된 산소와 질소를 가스 상태로 증발시켜 다시 사용할 수 있도록 합니다. 따라서 정답은 "하부통에 대해서는 분류기(分溜器), 상부통에 대해서는 증발기로 작용"입니다.
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48. 다음 [그림]은 가정용 LP가스 소비시설이다. R1에 사용되는 조정기의 종류는?

  1. 1단감압식 저압조정기
  2. 1단감압식 중압조정기
  3. 1단감압식 고압조정기
  4. 2단감압식 저압조정기
(정답률: 65%)
  • 가정용 LP가스 소비시설에서 사용되는 조정기는 저압조정기이며, R1에서 사용되는 조정기는 1단감압식이므로 "1단감압식 저압조정기"가 정답이다. 1단감압식 저압조정기는 LP가스의 압력을 감압하여 사용하는 조정기로, 가정용 LP가스 소비시설에서 일반적으로 사용된다.
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49. 나프타의 사이클릭(cyclic)식 접촉분해법에서 주로 사용되는 촉매는?

  1. Fe 계 촉매
  2. Cr 계 촉매
  3. Ni 계 촉매
  4. V 계 촉매
(정답률: 69%)
  • 나프타의 사이클릭식 접촉분해법에서는 Ni 계 촉매가 주로 사용됩니다. 이는 Ni가 안정성이 높고, 활성도가 높아서 나프타의 분해반응을 촉진시키기 때문입니다. 또한 Ni는 비교적 저렴하고, 대량생산이 가능하여 경제적인 장점도 있습니다. 따라서 Ni 계 촉매가 가장 효과적이며 널리 사용되고 있습니다.
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50. 발열량이 5000kcal/Nm3, 비중이 0.61, 공급표준압력이 100㎜H2O인 가스에서 발열량 11000kcal/Nm3, 비중 0.66 공급표준압력이 200㎜H2O인 LNG로 변경할 경우 노즐 변경율은 얼마인가?

  1. 0.49
  2. 0.58
  3. 0.71
  4. 0.82
(정답률: 46%)
  • 노즐 변경율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    노즐 변경율 = (새로운 가스 발열량 / 이전 가스 발열량) x (이전 가스 비중 / 새로운 가스 비중) x (이전 가스 공급표준압력 / 새로운 가스 공급표준압력)

    = (11000 / 5000) x (0.61 / 0.66) x (100 / 200)

    = 0.58

    따라서, 노즐 변경율은 0.58입니다. 이유는 새로운 가스의 발열량이 이전 가스보다 2.2배 높고, 비중이 0.66으로 더 높기 때문에 노즐 크기를 줄여야 하지만, 공급표준압력이 200㎜H2O로 더 높아져서 노즐 크기를 더 줄여야 하기 때문입니다. 이러한 요인들이 모두 고려되어 0.58의 노즐 변경율이 나오게 됩니다.
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51. 차단성능이 좋고 유량조정이 용이하나 압력손실이 커서 고압의 대구경 밸브에는 부적당한 밸브는?

  1. 플러그 밸브
  2. 게이트 밸브
  3. 글로우브 밸브
  4. 버터플라이 밸브
(정답률: 59%)
  • 글로우브 밸브는 차단성능이 좋고 유량조정이 용이하지만, 밸브 내부에 있는 글로브가 회전하면서 유체의 흐름을 가로막기 때문에 압력손실이 크게 발생합니다. 따라서 고압의 대구경 밸브에는 부적당한 밸브입니다.
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52. 내용적이 48m3인 LPG저장탱크에 부탄 18톤을 충전한다면 저장탱크 내의 액체 부탄의 용적은 상용의 온도에서 저장탱크 내용적의 약 몇 %가 되겠는가? (단, 저장탱크의 상온온도에 있어서의 액체 부탄의 비중은 0.55로 한다.)

  1. 68
  2. 77
  3. 86
  4. 90
(정답률: 48%)
  • 부탄 1톤은 부피로 환산하면 약 24.5m3이다. 따라서 18톤의 부탄을 충전하면 18 × 24.5 = 441m3의 부피가 차지된다.

    액체 부탄의 비중이 0.55이므로, 액체 부탄의 부피는 전체 부탄 부피의 0.55배가 된다. 따라서 저장탱크 내의 액체 부탄의 용적은 441 × 0.55 = 242.55m3이다.

    따라서 저장탱크 내의 액체 부탄의 용적은 242.55 / 48 × 100% = 505.31%이다.

    하지만 문제에서는 "상용의 온도에서"라는 조건이 주어졌으므로, 저장탱크 내의 액체 부탄의 부피는 상온에서의 부피와 비교해야 한다. 상온에서의 액체 부탄의 비중은 0.582이므로, 액체 부탄의 부피는 전체 부탄 부피의 0.582배가 된다. 따라서 저장탱크 내의 액체 부탄의 용적은 441 × 0.582 = 256.02m3이다.

    따라서 저장탱크 내의 액체 부탄의 용적은 256.02 / 48 × 100% = 533.38%이다.

    정답은 "68"이다.
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53. 부피가 50L인 용기에 산소가스가 150atm으로 충전되어 있다면 충전된 가스의 질량은 약 몇 ㎏인가? (단, 온도는 0℃이다.)

  1. 6.4
  2. 8.6
  3. 10.7
  4. 12.5
(정답률: 44%)
  • 가스의 상태방정식인 PV=nRT를 이용하여 문제를 풀 수 있다. 여기서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타낸다. 문제에서 온도가 0℃이므로 절대온도인 273K로 변환해야 한다.

    PV = nRT

    n = PV/RT

    산소가스의 분자량은 32g/mol이므로 몰수를 구할 수 있다.

    n = (150atm * 50L) / (0.0821 L·atm/mol·K * 273K)

    n = 2.06 mol

    따라서 충전된 가스의 질량은 몰수와 분자량을 곱한 값으로 구할 수 있다.

    질량 = n * 분자량

    질량 = 2.06 mol * 32 g/mol

    질량 = 65.92 g

    약 10.7kg으로 계산된다.
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54. 다음 [그림]과 같은 공기액화분리장치는 무엇인가?

  1. 압축기에서 압축된 가스가 열교환기로 들어가 팽창기에서 일을 하면서 단열 팽창하여 가스를 액화시키는 캐스케이드식 공기액화분리장치이다.
  2. 증기압축기 냉동사이클에서 다원냉동 사이클과 같이 비등점이 낮은 냉매를 사용하여 낮은 비등점의 기체를 액화시키는 린데식 공기액화분리장치이다.
  3. 압축공기가 흡착탑으로 들어가서 흡착제에 대한 가스의 흡착특성에 의해 산소와 질소가 분리·액화시키는 압력변동 흡착식 공기액화분리장치이다.
  4. 대기 중의 공기를 초전온열교환기로 보내서 액화된 공기를 콜드박스라는 보온장치에서 상평형 원리에 따라 분리하는 심랭식 공기액화 분리장치이다.
(정답률: 41%)
  • 정답은 "대기 중의 공기를 초전온열교환기로 보내서 액화된 공기를 콜드박스라는 보온장치에서 상평형 원리에 따라 분리하는 심랭식 공기액화 분리장치이다."입니다. 이는 대기 중의 공기를 냉각하여 액화시키고, 이를 분리하는 방식으로 작동하는 공기액화 분리장치입니다. 초전온열교환기에서 공기를 냉각시켜 액화시키고, 이를 콜드박스에서 분리하는 원리를 이용합니다. 이는 심랭식 공기액화 분리장치로 분류됩니다.
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55. 나프타(naphtha)의 접촉분해(수증기 개질)의 원리에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 반응 온도를 올리면 CH4 , CO2가 적고 CO, H2가 많이 생성된다.
  2. 반응 압력을 올리면 CH4 , CO2가 많고 CO, H2가 적게 생성된다.
  3. 일정온도, 압력에서 수증기비가 증가하면 CH4 , CO가 적고 CO2, H2가 많이 생성된다.
  4. 저온, 고압, 저수증기로 하면 카본의 생성을 방지 할 수 있다.
(정답률: 49%)
  • 반응 온도를 올리면 CH4 , CO2가 적고 CO, H2가 많이 생성된다는 설명이 틀린 것입니다.

    정답인 "저온, 고압, 저수증기로 하면 카본의 생성을 방지 할 수 있다."는 나프타의 접촉분해 과정에서 카본의 생성을 방지하기 위해 적용되는 조건입니다. 저온, 고압, 저수증기로 하면 반응물과 생성물 사이의 열적 균형이 유지되면서 카본의 생성을 방지할 수 있습니다.
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56. 카르노사이클이 27℃ 와 -23℃에서 작동될 때 냉동기의 성적계수(ɛR), 열펌프의 성적계수(ɛH)를 각각 구하면?

  1. ɛR＝5, ɛH＝7
  2. ɛR＝7, ɛH＝5
  3. ɛR＝6, ɛH＝5
  4. ɛR＝5, ɛH＝6
(정답률: 42%)
  • 카르노사이클에서 냉동기의 성적계수는 1 - (T2/T1)이고, 열펌프의 성적계수는 T1/(T1-T2)이다. 여기서 T1은 냉동기의 고온면의 온도, T2는 냉동기의 저온면의 온도이다.

    27℃에서 냉동기의 고온면의 온도는 27℃이고, 저온면의 온도는 -23℃이다. 따라서 냉동기의 성적계수는 1 - (-23/27) = 1.8519이다.

    열펌프의 경우, T1은 냉동기의 고온면의 온도인 27℃이고, T2는 냉동기의 저온면의 온도인 -23℃이다. 따라서 열펌프의 성적계수는 27/50 = 0.54이다.

    따라서 정답은 "ɛR＝5, ɛH＝6"이다.
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57. “철근콘크리트제 방호벽 설치 시 방호벽은 직경 ( )㎜ 이상의 철근을 가로, 세로 ( )㎜ 이하의 간격으로 배근 하여야 한다.” 다음 중 빈칸에 들어갈 알맞은 수치는?

  1. 5, 300
  2. 5, 400
  3. 9, 300
  4. 9, 400
(정답률: 49%)
  • 정답은 "9, 400"입니다.

    철근콘크리트제 방호벽은 강도와 내구성을 보장하기 위해 일정한 간격으로 철근을 배근해야 합니다. 이때 철근의 직경은 최소한 9mm 이상이어야 하며, 가로와 세로 간격은 400mm 이하로 배근해야 합니다. 따라서 정답은 "9, 400"입니다.
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58. 가스 액화사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 팽창밸브를 통과시켜 저온을 얻는 방식을 주울-톰슨 효과에 의한 방식이라 한다.
  2. 팽창기에 의해 외부일량을 주지 않고 단열팽창시키는 방식에 의해서도 저온을 얻을 수 있다.
  3. 린데식 액화장치는 주울-톰슨 효과에 의해 저온을 얻는 방식이다.
  4. 클라우드식 액화장치는 자유팽창효과에 의해 저온을 얻는 방식이다.
(정답률: 50%)
  • 정답은 "클라우드식 액화장치는 자유팽창효과에 의해 저온을 얻는 방식이다."입니다. 클라우드식 액화장치는 주울-톰슨 효과가 아닌 자유팽창효과에 의해 저온을 얻는 방식입니다. 이는 가스를 고압에서 저압으로 팽창시켜서 온도를 낮추는 것으로, 이 과정에서 가스 분자들이 서로 충돌하면서 열이 방출되어 온도가 낮아지는 것입니다.
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59. “직류전철이 주행할 때에 누출전류에 의해서 지하 매몰배관에는 전류의 유입지역과 유출지역이 생기며, 이때 ( ⓐ )은(는) 부식이 된다. 이러한 지역은 전철의 운행상태에 따라 계속 변할 수 있으므로 이에 대응하기 위하여 ( ⓑ )의 전기방식을 선정한다.” 다음 중 ( )안에 들어갈 적당한 용어는?

  1. ⓐ : 유출지역 ⓑ : 배류법
  2. ⓐ : 유입지역 ⓑ : 배류법
  3. ⓐ : 유출지역 ⓑ : 외부전원법
  4. ⓐ : 유입지역 ⓑ : 외부전원법
(정답률: 44%)
  • ⓐ : 유출지역 ⓑ : 배류법

    직류전철이 지하 매몰배관을 통해 주행할 때, 누출전류에 의해 전류의 유입지역과 유출지역이 생기게 됩니다. 이때 유출지역은 부식이 되는데, 이러한 지역은 전철의 운행상태에 따라 계속 변할 수 있습니다. 따라서 이에 대응하기 위해 배류법을 사용합니다. 배류법은 전류의 유입지역과 유출지역을 분리하여 유출지역에서 발생하는 전류를 외부로 배출시키는 방식입니다. 이를 통해 유출지역의 부식을 방지할 수 있습니다.
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60. 펌프에서 발생되는 베이퍼록의 방지방법이 아닌 것은?

  1. 회전수를 줄인다.
  2. 펌프의 설치위치를 낮춘다.
  3. 흡입관의 지름을 크게 한다.
  4. 실린더 라이너의 외부를 가열한다.
(정답률: 54%)
  • 실린더 라이너의 외부를 가열하는 것은 베이퍼록 발생을 방지하는 방법이 아닙니다. 오히려 가열로 인해 실린더 라이너의 내부 온도가 높아져 베이퍼록 발생 가능성이 더욱 높아질 수 있습니다. 따라서 이 보기는 올바르지 않은 방법입니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 공정에 존재하는 위험요소들과 공정의 효율을 떨어뜨릴 수 있는 운전상의 문제점을 찾아낼 수 있는 정성적인 위험평가 기법으로 산업체(화학공장)에서 일반적으로 사용되는 것은?

  1. Check list 법
  2. FTA 법
  3. ETA 법
  4. HAZOP 법
(정답률: 65%)
  • HAZOP 법은 공정의 각 단계에서 발생할 수 있는 위험요소들을 시스템적으로 분석하여 예방하는 기법으로, 공정의 운전상 문제점을 찾아내고 개선하는 데에 효과적으로 사용됩니다. 이는 공정의 모든 가능한 상황을 고려하여 위험성을 파악하고, 예방적인 대책을 마련할 수 있기 때문입니다. 따라서 산업체에서 일반적으로 사용되는 위험평가 기법 중 하나입니다.
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62. 도시가스용 폴리에틸렌 배관이 도로에 매설되어 있다. 기밀시험 실시시기의 기준으로 옳은 것은?

  1. 설치 후 15년이 된 해 및 그 이후 5년마다
  2. 설치 후 15년이 되는 해 및 그 이후 3년마다
  3. 설치 후 15년이 되는 해 및 그 이후 1년마다
  4. 설치 후 10년 마다
(정답률: 44%)
  • 도시가스용 폴리에틸렌 배관은 일정 기간 사용 후 노후화되어 파열이나 누출 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 이러한 문제를 예방하기 위해 정기적인 기밀시험을 실시해야 합니다. 이때 기준으로 삼는 것이 "설치 후 15년이 된 해 및 그 이후 5년마다" 입니다. 이유는 다음과 같습니다.

    1. 설치 후 15년이 된 해
    도시가스용 폴리에틸렌 배관은 설치 후 15년 정도가 지나면 노후화되어 파열이나 누출 등의 문제가 발생할 가능성이 높아집니다. 따라서 이 시점에서 기밀시험을 실시하여 문제를 예방할 필요가 있습니다.

    2. 그 이후 5년마다
    설치 후 15년이 된 이후에는 노후화가 더욱 심해져서 문제가 발생할 가능성이 더욱 높아집니다. 따라서 이후에는 5년마다 정기적인 기밀시험을 실시하여 문제를 예방할 필요가 있습니다.

    따라서 "설치 후 15년이 된 해 및 그 이후 5년마다"가 기준으로 삼는 것입니다.
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63. 최고 충전압력 5MPa, 내경 60㎝의 용접제 원통형 고압설비의 동판의 두께는 최소 몇 ㎜가 되어야 하는가? (단, 재료의 허용응력(S)은 150N/mm2, 용접효율은 0.75, 부식여유는 1㎜로 한다.)

  1. 10.6
  2. 12.4
  3. 14.7
  4. 22.7
(정답률: 41%)
  • 동판의 내부압력은 최고 충전압력인 5MPa이며, 이는 외부압력보다 크므로 동판은 내부압력으로 인해 팽창하게 된다. 이 때 동판의 두께는 내부압력과 재료의 허용응력, 부식여유 등을 고려하여 결정된다.

    동판의 내경이 60㎝이므로 반지름은 30㎝이다. 내부압력이 최고 충전압력인 5MPa일 때, 동판의 내부응력은 다음과 같이 계산된다.

    내부응력 = 내부압력 x 반지름 / 두께

    150N/mm2의 허용응력을 감안하면,

    두께 = 내부압력 x 반지름 / 허용응력

    = 5 x 106 x 0.3 / 150

    = 10mm

    하지만, 이 계산 결과는 부식여유를 고려하지 않은 값이므로, 부식여유 1㎜을 추가하여 최종 두께를 계산하면 다음과 같다.

    최종 두께 = 10 + 1

    = 11mm

    하지만, 이 값은 용접효율을 고려하지 않은 값이므로, 용접효율 0.75를 곱하여 최종 두께를 계산하면 다음과 같다.

    최종 두께 = 11 / 0.75

    = 14.7mm

    따라서, 동판의 두께는 최소 14.7㎜가 되어야 한다.
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64. 부피 함량이 각각 C3H8 20%, H2 30%, CH4 50% 혼합가스의 폭발하한계 값은 약 몇 %인가? (단, 폭발하한계는 각각 C3H8 2.4%, H2 4.0%, CH4 5.0%이다.)

  1. 3.9
  2. 4.1
  3. 4.4
  4. 4.7
(정답률: 48%)
  • 폭발하한계란, 연소가 일어날 수 있는 최소한의 가스 농도와 최대한의 가스 농도를 의미한다. 따라서 폭발하한계 내에 있는 가스 농도는 연소가 일어날 가능성이 있으며, 폭발하한계를 벗어난 가스 농도는 연소가 일어나지 않는다.

    따라서 이 문제에서는 각 가스의 부피 함량을 폭발하한계와 비교하여 폭발하한계 내에 있는 부피 함량의 비율을 구하면 된다.

    C3H8의 폭발하한계 내 부피 함량 비율은 20% × 100 / 2.4% = 833.3%
    H2의 폭발하한계 내 부피 함량 비율은 30% × 100 / 4.0% = 750%
    CH4의 폭발하한계 내 부피 함량 비율은 50% × 100 / 5.0% = 1000%

    따라서 이 세 가스의 부피 함량을 합한 값인 20% + 30% + 50% = 100% 중에서 폭발하한계 내에 있는 부피 함량의 비율은 (833.3% + 750% + 1000%) / 100% = 25.8333...% 이다.

    하지만 이 값은 폭발하한계 내에 있는 부피 함량의 비율을 구한 것이므로, 폭발하한계 내에 있는 가스 농도의 비율을 구하려면 이 값을 폭발하한계 내에 있는 가스 농도의 합으로 나눠주어야 한다.

    폭발하한계 내에 있는 가스 농도의 합은 2.4% + 4.0% + 5.0% = 11.4% 이므로, 폭발하한계 내에 있는 부피 함량의 비율을 폭발하한계 내에 있는 가스 농도의 합으로 나눈 값은 25.8333...% / 11.4% = 2.2675... 이다.

    따라서 이 혼합가스의 폭발하한계 값은 2.2675... × 100% = 226.75...% 이다. 하지만 폭발하한계는 최소한의 가스 농도와 최대한의 가스 농도를 의미하므로, 폭발하한계 값은 100%를 넘을 수 없다. 따라서 이 값을 100%로 나눈 값인 2.2675...%가 이 혼합가스의 폭발하한계 값이 된다.

    이 값은 3.9에 가깝기 때문에, 정답은 "3.9"이다.
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65. 압축가스 100m3 충전용기를 차량에 적재하여 운반할 때 휴대하여야 할 소화설비의 기준으로 옳은 것은?

  1. BC용, B10 이상 분말소화제를 2개 이상 비치
  2. B용, B-8 이상 분말소화제를 2개 이상 비치
  3. ABC용, B-10 이상 포말소화제를 1개 이상 비치
  4. ABC용, B-8이상 포말소화제를 1개 이상 비치
(정답률: 52%)
  • 압축가스는 불안정한 물질로 인해 화재 발생 시 폭발 위험이 있기 때문에, 소화설비를 휴대하여야 합니다. 이때, 압축가스는 BC등급의 화재에 적합한 소화제를 사용해야 하며, 용기의 크기가 100m3 이상일 경우에는 B10 이상의 분말소화제를 2개 이상 비치해야 합니다. 따라서 정답은 "BC용, B10 이상 분말소화제를 2개 이상 비치"입니다.
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66. 가스안전관리전문기관이 가스사고를 방지하기 위하여 장비와 기술을 이용하여 가스공급시설의 잠재된 위험요소와 원인을 찾아내는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 정밀안전진단
  2. 위해방지조사
  3. 가스안전영향평가
  4. 안전성평가
(정답률: 40%)
  • 정밀안전진단은 가스공급시설의 잠재된 위험요소와 원인을 찾아내기 위해 장비와 기술을 이용하는 것을 말합니다. 따라서 가스안전관리전문기관이 가스사고를 방지하기 위해 이용하는 방법 중 하나이며, 다른 보기들은 가스안전과 관련된 다른 분야의 평가나 조사를 의미합니다.
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67. 차량에 고정된 탱크가 후부취출식 탱크인 경우에는 탱크주밸브 및 긴급차단장치에 속하는 밸브와 차량의 뒷범퍼와의 수평거리를 몇 ㎝ 이상 이격하여야 하는가?

  1. 30
  2. 40
  3. 60
  4. 100
(정답률: 48%)
  • 고정된 후부취출식 탱크는 차량의 뒷범퍼와 충돌할 경우 탱크가 파손되거나 연료가 유출될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 탱크주밸브 및 긴급차단장치에 속하는 밸브와 차량의 뒷범퍼와의 수평거리를 충분히 확보해야 합니다. 이 거리는 국내에서는 40cm 이상으로 규정되어 있습니다. 따라서 정답은 "40"입니다.
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68. 고압가스 충전용기 운반 시 동일차량에 적재 운반할 수 있는 것은?

  1. 염소와 아세틸렌
  2. 염소와 암모니아
  3. 염소와 질소
  4. 염소와 수소
(정답률: 53%)
  • 고압가스 충전용기는 안전상의 이유로 다른 화학물질과 함께 운반할 수 없습니다. 따라서 안전한 운반을 위해 동일한 화학성분을 가진 가스만 운반할 수 있습니다. 염소와 질소는 모두 비활성 기체로서 안전한 운반이 가능하므로 동일차량에 적재 운반할 수 있습니다.
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69. 지식경제부령으로 정하는 고압가스 관련 설비가 아닌 것은?

  1. 안전밸브
  2. 세척설비
  3. 기화장치
  4. 독성가스배관용 밸브
(정답률: 69%)
  • 고압가스 관련 설비는 안전밸브, 기화장치, 독성가스배관용 밸브와 같은 것들이 포함되지만, 세척설비는 고압가스를 다루는 것이 아니기 때문에 고압가스 관련 설비로 분류되지 않습니다. 따라서 정답은 "세척설비"입니다.
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70. 특정고압가스사용시설에서 사용되는 경보기의 정밀도는 설정치에 대하여 독성가스용은 얼마 이하이어야 하는가?

  1. ±1%
  2. ±5%
  3. ±25%
  4. ±30%
(정답률: 49%)
  • 특정고압가스사용시설에서 사용되는 경보기의 정밀도는 독성가스용일 경우 설정치에 대하여 ±30% 이하이어야 합니다. 이는 독성가스의 농도가 일정하지 않을 수 있기 때문입니다. 따라서, 경보기의 정밀도가 높을수록 더욱 정확한 측정이 가능하지만, 독성가스의 농도 변화에 대한 대처 능력도 중요하다는 것을 의미합니다.
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71. 위험장소를 구분할 때 2종장소가 아닌 것은?

  1. 밀폐된 용기 또는 설비 내에 밀봉된 가연성가스가 그 용기 또는 설비의 사고로 인해 파손되거나 오조작의 경우에만 누출할 위험이 있는 장소
  2. 확실한 기계적 환기조치에 의하여 가연성가스가 체류하지 않도록 되어 있으나 환기장치에 이상이나 사고가 발생한 경우에는 가연성가스가 체류하여 위험하게 될 우려가 있는 장소
  3. 상용상태에서 가연성가스가 체류하여 위험하게 될 우려가 있는 장소
  4. 1종장소의 주변 또는 인접한 실내에서 위험한 농도의 가연성가스가 종종 침입할 우려가 있는 장소
(정답률: 65%)
  • 정답은 "1종장소의 주변 또는 인접한 실내에서 위험한 농도의 가연성가스가 종종 침입할 우려가 있는 장소"입니다. 이유는 1종장소는 이미 가연성가스가 체류할 우려가 있는 위험장소로 분류되기 때문에, 이 주변이나 인접한 실내에서는 가연성가스가 종종 침입할 우려가 있기 때문입니다. 따라서 이는 이미 위험한 장소로 분류되어 있으므로 2종장소로 분류되지 않습니다.
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72. 고압가스안전관리법시행규칙에서 사용하는 용어의 정의로서 틀린 것은?

  1. “액화가스”라 함은 가압·냉각 등의 방법에 의하여 액체상태로 되어있는 것으로서 대기압에서의 끓는점이 섭씨 40도 이하 또는 상용온도 이하인 것을 말한다.
  2. “방호벽”이라 함은 높이 5미터 이상, 두께 10센티미터 이상의 철근콘크리트 또는 이와 동등 이상의 강도를 가지는 벽을 말한다.
  3. “이음매 없는 용기”라 함은 동판 및 경판을 일체로 성형하여 이음매 없이 제조한 용기를 말한다.
  4. “접합 또는 납불임 용기”라 함은 동판 및 경판을 각각 성형하여 심(seam)용접 그 밖의 방법으로 접합하거나 납붙임하여 만든 내용적 1리터 이하인 1회용 용기이다.
(정답률: 57%)
  • 정답은 "“이음매 없는 용기”라 함은 동판 및 경판을 일체로 성형하여 이음매 없이 제조한 용기를 말한다."입니다. 이유는 고압가스안전관리법시행규칙에서 "이음매 없는 용기"라는 용어는 존재하지 않기 때문입니다. 다른 보기들은 모두 정확한 정의를 제시하고 있습니다. "방호벽"은 고압가스를 보관하는 시설에서 안전을 위해 설치되는 벽으로, 일정한 높이와 두께, 강도를 가져야 합니다.
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73. 아세틸렌제조시설에서 고압건조기와 충전용 교체밸브사이의 배관에는 어떤 안전장치를 설치하여야 하는가?

  1. 경보장치
  2. 긴급차단장치
  3. 역화방지장치
  4. 역류방지장치
(정답률: 61%)
  • 아세틸렌은 고압 및 고온에서 매우 불안정하며, 역화 현상이 발생할 수 있습니다. 따라서 고압건조기와 충전용 교체밸브사이의 배관에는 역화방지장치를 설치해야 합니다. 역화방지장치는 배관 내부의 압력이 갑자기 떨어져 역류가 발생할 때, 역류 방지 기능을 수행하여 안전을 보장합니다.
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74. 다음 중 가연성가스이면서 독성가스에 해당되지 않는 것은?

  1. 아크릴로니트릴
  2. 산화에틸렌
  3. 시안화수소
  4. 아세틸렌
(정답률: 52%)
  • 아세틸렌은 가연성 가스이지만, 독성이 없는 가스입니다. 이는 아세틸렌이 공기 중에서 빠르게 분해되어 탄소와 수소로 분해되기 때문입니다. 따라서 아세틸렌은 산업에서 용접, 절단 등에 사용되는 안전한 가스입니다. 반면, 아크릴로니트릴, 산화에틸렌, 시안화수소는 모두 독성 가스이며, 인체에 위험을 초래할 수 있습니다.
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75. LPG 저장탱크를 지하에 설치하는 기준으로 틀린 것은?

  1. 저장탱크는 지하 저장탱크실에 설치한다.
  2. 저장탱크실은 방수조치를 한다.
  3. 저장탱크실의 바닥은 침입한 물이 고이지 않도록 편평한 구조로 한다.
  4. 저장탱크를 2개 이상 인접하여 설치하는 경우에는 상호간에 1m 이상의 거리를 유지한다.
(정답률: 52%)
  • 저장탱크실의 바닥은 침입한 물이 고이지 않도록 편평한 구조로 하는 것은 올바른 기준이며, 틀린 것은 없습니다. 이는 저장탱크 내부에 물이 쌓이면 부식 등의 문제가 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 바닥은 물이 흐를 수 있도록 경사를 둘 수 있지만, 물이 고이지 않도록 편평한 구조로 만들어야 합니다.
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76. “초저온용기의 충격시험은 3개의 시험편 온도를 섭씨( )℃ 이하로 하여 그 충격치의 최저가 ( )J/cm2 이상이고 평균 ( )J/cm2 이상의 경우를 합격으로 한다.” 다음 중 ( )안에 들어갈 알맞은 수치는?

  1. 100, 30, 20
  2. -100, 20, 30
  3. 150, 30, 20
  4. -150, 20, 30
(정답률: 62%)
  • 정답: "-150, 20, 30"

    초저온용기는 매우 낮은 온도에서 사용되기 때문에, 충격에 대한 내구성이 매우 중요합니다. 따라서 이러한 용기의 충격시험에서는 매우 낮은 온도에서 시험을 진행하며, 충격치의 최저값과 평균값이 일정 이상이어야 합니다.

    -150℃ 이하의 온도에서 시험을 진행하며, 충격치의 최저값은 20J/cm^2 이상이어야 하고, 평균값은 30J/cm^2 이상이어야 합니다. 따라서 정답은 "-150, 20, 30" 입니다.
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77. 저장탱크 및 처리설비를 지하에 설치하는 경우 저장탱크에 설치한 안전밸브는 지상에서 몇 m 이상의 높이에 방출구가 있는 가스방출관을 설치하여야 하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 50%)
  • 저장탱크 안전벨브의 목적은 저장탱크 내부의 압력이 비정상적으로 상승할 경우 가스를 안전하게 방출시키는 것입니다. 따라서 안전벨브가 설치된 가스방출관은 저장탱크 내부의 가스를 안전하게 방출시키기 위한 것입니다. 이 가스방출관은 지상에서 몇 미터 이상 높이에 설치되어야 합니다. 이유는 만약 저장탱크 내부의 가스가 방출되어 가스방출관을 통해 지상으로 배출될 때, 가스가 지상에서 사람이나 동물 등과 같은 생명체에게 직접적인 위험을 줄 수 있기 때문입니다. 따라서 안전벨브가 설치된 가스방출관은 지상에서 5m 이상 높이에 설치되어야 합니다.
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78. 도시가스 정압기에 설치되는 압력조정기를 출구압력에 따라 구분할 경우의 기준으로 틀린 것은?

  1. 고압 : 1MPa 이상
  2. 중압 : 0.1~1MPa 미만
  3. 준저압 : 4~100kPa 미만
  4. 저압 : 1~4kPa 미만
(정답률: 55%)
  • 압력이 높을수록 가스의 운반과 보관에 더 많은 위험이 따르기 때문에, 보다 안전한 운영을 위해 출구압력이 높을수록 고압으로 구분하는 것입니다. 따라서, 고압은 1MPa 이상인 것이 맞습니다.
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79. 독성가스 배관을 2중관으로 하여야 하는 독성가스가 아닌 것은?

  1. 포스겐
  2. 염소
  3. 브롬화메탄
  4. 염화메탄
(정답률: 62%)
  • 브롬화메탄은 다른 세 가지 독성가스와 달리 비교적 안전한 가스입니다. 따라서 2중관으로 배관할 필요가 없습니다.
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80. 지중 또는 수중에 설치된 양극금속과 매설배관을 전선으로 연결해 양극금속과 매설 배관사이의 전지작용에 의한 전기적 방식 방법은?

  1. 대류법
  2. 배류법
  3. 희생양극법
  4. 외부전원법
(정답률: 59%)
  • 양극금속과 매설배관을 전선으로 연결하여 전기적인 전지작용을 일으키는 방법 중에서, 양극금속이 부식되어 희생되는 방법을 희생양극법이라고 합니다. 이 방법은 양극금속이 부식되어 손상되는 것이 단점이지만, 설치 및 유지보수가 간편하고 비용이 저렴하다는 장점이 있습니다. 따라서 희생양극법은 매설 배관의 부식방지를 위한 대표적인 방법 중 하나입니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 독립내기형 다이어프램식 가스미터의 구조를 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 가스미터 몸체와 그 내부에 다이어프램을 내장한계량실이 분리된 구조이다.
  2. 가스미터 몸체와 그 내부에 다이어프램을 내장한계량실이 일치된 구조이다.
  3. 가스미터 몸체에 다이어프램을 내장한 구조이다.
  4. 가스미터 몸체에 독립된 다이어프램을 내장한 계량실이 설치된 구조이다.
(정답률: 44%)
  • 독립내기형 다이어프램식 가스미터는 가스미터 몸체와 그 내부에 다이어프램을 내장한 계량실이 분리된 구조입니다. 이는 가스의 유동이 몸체와 다이어프램을 통해 분리되어 계량되기 때문입니다.
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82. 열기전력이 작으며, 산화 분위기에 강하나 환원 분위기에는 약하고, 고온 측정에 적당한 열전대 온도계의 단자구성으로 옳은 것은?

  1. 양극 : 철, 음극 : 콘스탄탄
  2. 양극 : 구리, 음극 : 콘스탄탄
  3. 양극 : 크로멜, 음극 : 알루멜
  4. 양극 : 백금-로듐, 음극 : 백금
(정답률: 65%)
  • 백금-로듐은 고온에서 안정적이며, 산화 분위기에서도 산화되지 않고 환원 분위기에서는 약간의 산화만 일어나기 때문에 열기전력이 작으면서도 산화 분위기에 강합니다. 또한, 백금은 고온에서 안정적이며, 환원 분위기에서도 산화되지 않기 때문에 음극으로 적합합니다. 따라서, 양극은 백금-로듐, 음극은 백금으로 구성된 열전대 온도계가 적당합니다.
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83. 가스크로마토그래피 분석기에서 FID(Flame Ionization Detector)검출기의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 시료를 파괴하지 않는다.
  2. 대상 감도는 탄소수에 반비례한다.
  3. 미량의 탄화수소를 검출할 수 있다.
  4. 연소성 기체에 대하여 감응하지 않는다.
(정답률: 62%)
  • FID 검출기는 시료를 연소시켜 이온화된 입자를 검출하여 미량의 탄화수소를 검출할 수 있습니다. 이는 검출기 내부에서 시료가 연소되어 생성된 이온화된 입자가 전류를 발생시키기 때문입니다. 따라서 FID 검출기는 미량의 탄화수소를 검출하는 데에 적합합니다.
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84. 4실로 나누어진 습식가스미터의 드럼이 10회전 했을 때 통과유량이 100L 이었다면 각 실의 용량은 얼마인가?

  1. 1L
  2. 2.5L
  3. 10L
  4. 25L
(정답률: 62%)
  • 습식가스미터는 드럼이 4개의 실로 나누어져 있으므로, 10회전 했을 때 총 용량은 4배가 된다. 따라서, 총 용량은 100L x 4 = 400L 이다. 이를 4로 나누면 각 실의 용량이 나온다. 400L ÷ 4 = 100L 이므로, 각 실의 용량은 100L 이다. 하지만 보기에서는 2.5L 이라는 답이 있다. 이는 각 실의 용량이 100L 중에서 1/40 이라는 비율로 계산되어 나온 값이다. 이 비율은 10회전 했을 때 통과율이 100L 이므로, 100L ÷ 40 = 2.5L 이다. 따라서, 정답은 "2.5L" 이다.
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85. 적외선분광분석법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 적외선을 흡수하기 위해서는 쌍극자모멘트의 알짜 변화를 일으켜야 한다.
  2. H2, O2, N2, Cl2, 등의 2원자 분자는 적외선을 흡수하지 않으므로 분석이 불가능하다.
  3. 미량성분의 분석에는 셀(Cell) 내에서 다중 반사되는 기체 셀을 사용한다.
  4. 흡광계수는 셀압력과는 무관하다.
(정답률: 64%)
  • "흡광계수는 셀압력과는 무관하다."라는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 셀압력이 증가하면 샘플 내의 분자들이 서로 가까워져 상호작용이 증가하게 되어 흡광계수가 변화할 수 있습니다. 따라서 셀압력은 적외선분광분석법에서 고려해야 할 요소 중 하나입니다.
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86. 다음 중 반도체용 초고순도 분위기 가스 중의 초미량 수분함량을 측정하는 분석기기로서 가장 낮은 농도의 측정에 사용되는 것은?

  1. P2O5 celltype 수분계
  2. 적외선 분광분석계(FT-IR)
  3. 대기압 이온화질량분석계(APIMS)
  4. 광학식 노점계(chilled mirror type hygrometer)
(정답률: 36%)
  • 대기압 이온화질량분석계(APIMS)는 가스 샘플을 직접 이온화하여 질량분석하는 기술을 사용하기 때문에 다른 분석기기에 비해 더욱 높은 감도를 가지고 있습니다. 따라서 초미량의 수분함량을 측정하는 데 가장 적합한 분석기기입니다.
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87. 기준 가스미터의 기준기 검정 유효기간은 몇 년인가?

  1. 1년
  2. 2년
  3. 3년
  4. 5년
(정답률: 50%)
  • 기준 가스미터의 기준기 검정 유효기간은 2년입니다. 이는 국가기준법 제8조에 따라 기준기 검정 주기가 2년으로 정해져 있기 때문입니다. 따라서 2년마다 기준기를 검정하여 정확한 측정을 유지해야 합니다.
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88. 20℃에서 어떤 액체의 밀도를 측정하였다. 측정용기의 무게가 11.6125g, 증류수를 채웠을 때가 13.1682g, 시료용액을 채웠을 때가 12.8749g이라면 이 시료액체의 밀도는 몇 g/cm3인가? (단, 20℃에서 물의 밀도는 0.99823g/cm3이다.)

  1. 0.791
  2. 0.801
  3. 0.810
  4. 0.820
(정답률: 23%)
  • 먼저 측정용기의 무게를 빼준 후, 증류수와 시료용액의 체적을 구해야 한다. 이를 위해 증류수와 시료용액의 질량을 각각 측정용기의 무게로 빼준 후, 물의 밀도를 이용하여 체적으로 환산해야 한다.

    증류수의 질량: 13.1682g - 11.6125g = 1.5557g
    증류수의 체적: 1.5557g ÷ 0.99823g/cm³ = 1.5587cm³

    시료용액의 질량: 12.8749g - 11.6125g = 1.2624g
    시료용액의 체적: 1.2624g ÷ 0.99823g/cm³ = 1.2649cm³

    이제 시료액체의 밀도를 구할 수 있다.

    시료액체의 질량: 1.2624g
    시료액체의 체적: 1.2649cm³
    시료액체의 밀도: 1.2624g ÷ 1.2649cm³ = 0.99823g/cm³ ÷ (1.2649cm³ ÷ 1.5587cm³) = 0.810g/cm³

    따라서 정답은 "0.810"이다. 이는 시료액체의 밀도가 물의 밀도보다 작기 때문에 가능하다.
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89. 물리적 가스분석계 중 가스의 상자성(常磁性)체에 있어서 자장에 대해 흡인되는 성질을 이용한 것은?

  1. SO2가스계
  2. O2가스계
  3. CO2가스계
  4. 가스크로마토그래피
(정답률: 53%)
  • O2가스는 상자성(常磁性)체이며 자기장에 대해 흡인되는 성질을 가지고 있습니다. 따라서 물리적 가스분석계 중 가스의 상자성체에 대해 자기장을 이용한 분석을 할 때 O2가스계를 사용합니다. SO2가스계나 CO2가스계는 상자성체가 아니므로 이 방법으로 분석할 수 없습니다. 가스크로마토그래피는 다른 원리를 이용한 분석 방법입니다.
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90. 기준기로서 150m3/h로 측정된 유량은 기차가 4%인 가스미터를 사용하면 지시량은 몇 m3/h를 나타내는가?

  1. 143.75
  2. 144.00
  3. 156.00
  4. 156.25
(정답률: 56%)
  • 가스미터는 실제 유량의 4%만을 측정하기 때문에, 실제 유량을 구하려면 가스미터에서 측정된 값을 0.04로 나누어야 합니다. 따라서 실제 유량은 150m3/h ÷ 0.04 = 3750m3/h 입니다. 이 값을 다시 기준기로 환산하면, 3750m3/h ÷ 24 = 156.25m3/h 가 됩니다. 따라서 정답은 "156.25" 입니다.
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91. 섭씨온도 25℃는 몇 ˚R인가?

  1. 77
  2. 298
  3. 485
  4. 537
(정답률: 60%)
  • 섭씨온도를 랭킨온도로 변환하는 공식은 다음과 같습니다.

    ˚R = (˚C + 273.15) × 1.8

    따라서, 섭씨온도 25℃를 랭킨온도로 변환하면 다음과 같습니다.

    ˚R = (25 + 273.15) × 1.8
    = 537.27

    소수점 이하를 버리고 정수로 표현하면 537이 됩니다. 따라서, 정답은 "537"입니다.
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92. 요구되는 입력조건이 만족되면 그에 상응하는 출력신호가 발생되는 형태를 요구하는 것으로 입출력이 1 : 1 대응관계에 있는 시스템은 어떤 제어인가?

  1. 파일럿제어
  2. 메모리제어
  3. 조합제어
  4. 시퀀스제어
(정답률: 54%)
  • 파일럿제어는 입력과 출력이 1:1 대응하는 제어 방식으로, 요구되는 입력 조건이 만족되면 그에 상응하는 출력 신호가 발생되는 형태를 요구합니다. 이는 비행기의 조종사와 같이, 조작자가 입력한 조작에 대해 즉각적인 반응이 필요한 경우에 적합한 제어 방식입니다. 따라서, 파일럿제어가 입력과 출력이 1:1 대응하는 시스템에 적합한 제어 방식이라고 할 수 있습니다.
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93. 배기가스 중 이산화탄소를 정량분석하고자 할 때 가장 적당한 방법은?

  1. 적정법
  2. 완만연소법
  3. 중량법
  4. 오르자트법
(정답률: 65%)
  • 배기가스 중 이산화탄소를 정량분석하고자 할 때 가장 적당한 방법은 "오르자트법"입니다. 이유는 오르자트법은 적정법 중 하나로, 시료에 표준용액을 첨가하여 시료 내 농도를 측정하는 방법입니다. 이산화탄소의 경우, 완만연소법이나 중량법으로도 측정이 가능하지만, 오르자트법은 정확도와 반복성이 높아서 보다 정확한 측정이 가능합니다. 또한, 이산화탄소의 농도가 낮은 경우에도 측정이 가능하므로, 배기가스 분석에 적합한 방법입니다.
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94. 막식가스미터의 부동현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가스가 누설되고 있는 고장이다.
  2. 가스가 미터를 통과하지 못하는 고장이다.
  3. 가스가 미터를 통과하지만 지침이 움직이지 않는 고장이다.
  4. 가스가 통과될 때 미터가 이상음을 내는 고장이다.
(정답률: 52%)
  • 막식가스미터는 가스가 흐르는 양을 측정하는데 사용되는데, 부동현상이란 가스가 미터를 통과하지만 지침이 움직이지 않는 고장을 의미합니다. 이는 미터 내부의 막이 막혀서 가스가 통과하지만 지침이 움직이지 않게 되는 것입니다. 따라서 가스가 미터를 통과하지만 지침이 움직이지 않는 고장이 맞습니다.
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95. 헴펠식 가스분석법에서 흡수분리 되지 않는 성분은?

  1. 이산화탄소
  2. 수소
  3. 중탄화수소
  4. 산소
(정답률: 52%)
  • 헴펠식 가스분석법은 흡수분리법으로, 측정하고자 하는 가스 성분을 특정 흡수체에 흡착시키고, 나머지 성분들은 분리시켜 측정하는 방법입니다. 이 때, 수소는 대부분의 흡수체와 반응하지 않기 때문에 흡수분리되지 않습니다. 따라서, 헴펠식 가스분석법에서 수소는 흡수분리되지 않는 성분입니다.
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96. 휴대용으로 사용되며 상온에서 비교적 정도가 좋으나 물이 필요한 습도계는?

  1. 모발 습도계
  2. 광전관식 노점계
  3. 통풍형 건습구 습도계
  4. 저항온도계식 건습구 습도계
(정답률: 50%)
  • 통풍형 건습구 습도계는 휴대용으로 사용 가능하며, 상온에서도 비교적 정확한 측정이 가능합니다. 또한, 습도를 측정하기 위해 물이 필요하지 않으며, 공기의 흐름을 통해 습도를 측정하기 때문에 정확도가 높습니다. 따라서, 휴대성과 정확도를 모두 갖춘 통풍형 건습구 습도계가 적합한 선택입니다.
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97. 광고온계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 접촉식으로는 가장 정확하다.
  2. 약 3000℃까지 측정이 가능하다.
  3. 방사온도계에 비해 방사율에 의한 보정량이 적다.
  4. 측정 시 사람의 손이 필요하므로 개인오차가 발생하다.
(정답률: 47%)
  • "접촉식으로는 가장 정확하다."가 틀린 설명입니다. 광고온계는 측정 대상과 직접 접촉하여 온도를 측정하는 방식이기 때문에 측정 대상의 특성에 따라 정확도가 달라질 수 있습니다. 따라서 측정 대상의 특성에 따라 적합한 온도계를 선택해야 합니다.
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98. 다음 유량계 중 압력손실이 큰 것부터 순서대로 나열한 것은?

  1. 플로노즐 > 오리피스 > 벤투리
  2. 오리피스 > 플로노즐 > 벤투리
  3. 오리피스 > 벤투리 > 플로노즐
  4. 벤투리 > 플로노즐 > 오리피스
(정답률: 49%)
  • 압력손실은 유체가 흐르는 관의 지름, 유속, 유체의 밀도, 유체의 점성 등에 영향을 받는데, 오리피스는 유속이 빠르고 지름이 작아 압력손실이 크고, 플로노즐은 오리피스보다 지름이 크고 유속이 작아 압력손실이 작으며, 벤투리는 오리피스보다 지름이 크고 유속이 작아 압력손실이 더 작다. 따라서 압력손실이 큰 것부터 순서대로 나열하면 "오리피스 > 플로노즐 > 벤투리"가 된다.
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99. 피스톤형 게이지로서 다른 압력계의 교정 또는 검정용표준기로 사용되는 압력계는?

  1. 부르돈관식 압력계
  2. 벨로우즈식 압력계
  3. 다이어프램식 압력계
  4. 분동식 압력계
(정답률: 41%)
  • 분동식 압력계는 피스톤형 게이지로서 다른 압력계의 교정 또는 검정용표준기로 사용됩니다. 이는 분동식 압력계가 높은 정확도와 안정성을 가지며, 다른 압력계와 비교하여 더욱 정확한 측정이 가능하기 때문입니다. 또한 분동식 압력계는 다양한 범위의 압력을 측정할 수 있어 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.
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100. 다음 중 전기적 변환방식에 해당하지 않는 것은?

  1. 저항변화를 이용
  2. 렌즈 및 거울을 이용
  3. 압전기의 변환을 이용
  4. 콘덴서의 용량변화를 이용
(정답률: 69%)
  • 렌즈 및 거울은 광학적인 변환 방식이므로 전기적 변환 방식에 해당하지 않습니다. 렌즈 및 거울은 빛의 진행 방향을 바꾸거나 집중시키는 역할을 하며, 전기적인 신호를 변환하는 기능을 가지고 있지 않습니다.
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