가스기사 필기 기출문제복원 (2011-08-21)

가스기사
(2011-08-21 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 기체 수송 장치 중 일반적으로 압력이 가장 높은 것은?

  1. 팬
  2. 송풍기
  3. 압축기
  4. 진공펌프
(정답률: 84%)
  • 압축기는 기체를 압축하여 압력을 높이는 장치이기 때문에 일반적으로 압력이 가장 높습니다. 팬과 송풍기는 공기를 움직이는 역할을 하지만 압력을 높이는 기능은 없습니다. 진공펌프는 기체를 흡입하여 압력을 낮추는 역할을 하기 때문에 압력이 높은 것이 아닙니다.
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2. 음속을 C, 물체의 속도를 V라고 할 때 Mach 수는?

  1. V/C
  2. V/C2
  3. C/V
  4. C2/V
(정답률: 80%)
  • Mach 수는 물체의 속도를 음속으로 나눈 비율을 나타내는 값입니다. 따라서 Mach 수는 V/C로 표현됩니다. 예를 들어, 물체의 속도가 음속의 절반인 경우 Mach 수는 0.5가 됩니다. 이는 물체가 음속의 절반의 속도로 움직인다는 것을 의미합니다. 따라서 정답은 "V/C"입니다.
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3. 두 평판 사이에 유체가 있을 때 이동 평판을 일정한 속도 u로 운동시키는데 필요한 힘 F에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 평판의 면적이 클수록 크다.
  2. 이동속도 u가 클수록 크다.
  3. 두 평판의 간격 △y가 클수록 크다.
  4. 평판 사이에 점도가 큰 유체가 존재할수록 크다.
(정답률: 71%)
  • 두 평판 사이의 간격 △y가 클수록, 유체의 운동량을 유지하기 위해 필요한 힘이 증가하기 때문에 이동 평판을 일정한 속도 u로 운동시키는데 필요한 힘 F가 증가하게 됩니다. 따라서 "두 평판의 간격 △y가 클수록 크다."는 올바른 설명입니다.
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4. 압력(p)이 높이(y)만의 함수일 때 높이에 따른 기체의 압력을 구하는 미분 방정식은＝ｒ로 주어진다. 일정온도 T＝300K를 유지하는 이상기체에서 y＝0에서의 압력이 1bar이면 y＝600m에서의 압력은 몇 bar인가? (단, r는 기체의 비중량을 나타내고, 기체상수 R＝287J/kg·K이다.)

  1. 0.917
  2. 0.934
  3. 0.952
  4. 0.971
(정답률: 45%)
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5. 항력(drag force)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 물체가 유체 내에서 운동할 때 받는 저항력을 말한다.
  2. 항력은 물체의 형상에 영향을 받는다.
  3. 원통관 내의 거칠기에만 의존하는 힘이다.
  4. 유도항력은 항력의 일종이다.
(정답률: 79%)
  • "원통관 내의 거칠기에만 의존하는 힘이다."는 틀린 설명입니다. 항력은 물체의 형상, 속도, 유체의 밀도, 점성 등 여러 가지 요인에 영향을 받습니다. 따라서 원통관 내의 거칠기 뿐만 아니라 다양한 요인이 항력을 결정합니다.
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6. 아음속 흐름에서 단면적이 감소할 경우 속도와 압력은 어떻게 변화하는?

  1. 속도는 증가하고 압력은 감소한다.
  2. 속도와 압력 모두 증가한다.
  3. 속도는 감소하고 압력은 증가한다.
  4. 속도와 압력 모두 감소한다.
(정답률: 72%)
  • 아음속 흐름에서 단면적이 감소하면 연속 방정식에 의해 유체의 질량 유속은 일정하게 유지되어야 합니다. 따라서 단면적이 감소하면 유체의 속도는 증가하게 됩니다. 이에 따라 베르누이의 방정식에 의해 압력은 감소하게 됩니다. 따라서 "속도는 증가하고 압력은 감소한다."가 정답입니다.
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7. 안지름이 0.2m인 실린더 속에 물이 가득 채워져 있고, 바깥지름이 0.18m인 피스톤이 0.05 m/s의 속도로 주입되고 있다. 이 때 실린더와 피스톤 사이의 틈으로 역류하는 물의 평균속도는 약 몇 m/s인가?

  1. 0.113
  2. 0.213
  3. 0.313
  4. 0.413
(정답률: 47%)
  • 부동액인 물이므로 연속방정식에 의해 실린더와 피스톤 사이의 유체의 질량유량은 일정합니다. 따라서 유체의 단면적과 속도는 역비례 관계에 있습니다.

    피스톤의 바깥지름이 0.18m이므로 반지름은 0.09m입니다. 따라서 피스톤의 단면적은 π × (0.09)^2 = 0.02543 m^2입니다.

    피스톤의 속도가 0.05 m/s이므로, 유체의 질량유량은 밀도인 1000 kg/m^3과 곱해져서 50 kg/s입니다.

    실린더의 반지름이 0.2m이므로 단면적은 π × (0.2)^2 = 0.12566 m^2입니다. 따라서 실린더 내부의 물의 평균속도는 50 kg/s ÷ 0.12566 m^2 = 398.2 m/s입니다.

    하지만 이는 피스톤과 실린더 벽면 사이의 평균속도이므로, 이 값을 2로 나누어줘야 합니다. 따라서 실린더와 피스톤 사이의 틈으로 역류하는 물의 평균속도는 398.2 m/s ÷ 2 = 199.1 m/s입니다.

    하지만 보기에서는 소수점 셋째자리에서 반올림한 값을 정답으로 제시하고 있으므로, 이 값을 1000으로 나누어 소수점 셋째자리에서 반올림한 결과인 0.213이 정답입니다.
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8. 교반을 하면 시간이 지남에 따라 동력소모가 증가하는 성질을 나타내는 것은?

  1. 의가소성(pseudopastic) 유체
  2. 뉴턴(Newton) 유체
  3. 요변성(thixotropic) 유체
  4. 레오펙틱(rheopsctic) 유체
(정답률: 48%)
  • 교반을 하면 시간이 지남에 따라 동력소모가 증가하는 성질을 나타내는 것은 레오펙틱(rheopsctic) 유체입니다. 이는 교반에 의해 유체 내부의 분자나 입자들이 움직이면서 유체의 점성이 감소하고 유동성이 증가하는데, 이러한 변화가 시간이 지남에 따라 점차적으로 감소하면서 동력소모가 증가하는 것입니다. 반면, 의가소성(pseudopastic) 유체는 교반에 의해 점성이 증가하고 유동성이 감소하며, 뉴턴(Newton) 유체는 교반에 관계없이 일정한 점성과 유동성을 유지합니다. 요변성(thixotropic) 유체는 교반에 의해 초기에는 점성이 감소하고 유동성이 증가하지만, 시간이 지나면서 다시 원래의 상태로 돌아가는 성질을 가지고 있습니다.
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9. 체적효율을 , 피스톤 단면적을 A[m2], 행정을 S[m], 회전수를 n[rpm] 이라 할 때 실제 송출랑 Q[m3/s]를 구하는 식은?

(정답률: 64%)
  • 실제 송출랑 Q는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Q = 체적효율 x 피스톤 단면적 x 행정 x 회전수

    즉, 보기에서 ""가 정답입니다.

    이유는 보기에서 제시된 식이 체적효율, 피스톤 단면적, 행정, 회전수를 모두 고려한 정확한 식이기 때문입니다. 다른 보기들은 이 중 일부 요소를 빠뜨리거나 잘못된 요소를 포함하고 있습니다.
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10. 어떤 유체의 점성계수는 0.245cP, 밀도는 1.2g/cm3이다. 이 유체의 동점계수는 약 몇 cm2/s인가?

  1. 2
  2. 0.2
  3. 0.02
  4. 0.002
(정답률: 39%)
  • 동점계수는 점성계수와 밀도의 비례식에 따라 계산할 수 있다.

    동점계수 = 점성계수 / 밀도

    = 0.245 cP / 1.2 g/cm^3

    = 0.204 cm^2/s

    따라서, 보기에서 정답은 "0.02"이다. "0.002"가 정답인 이유는 계산 실수일 가능성이 있으며, "2"와 "0.2"는 단위를 잘못 사용한 것이다.
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11. 밀도 1.2kg/m3의 기체가 직경 8㎝인 관속을 10m/s로 흐르고 있다. 관의 마찰계수가 0.02 라면 1m 당 압력손실은 약 몇 kgf/m2인가?

  1. 0.153
  2. 1.53
  3. 15.3
  4. 153
(정답률: 60%)
  • 압력손실은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    압력손실 = 마찰력 / 유체의 단면적

    마찰력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    마찰력 = 마찰계수 × 단위길이당 마찰력 × 유체의 단면적 × 유체의 속도2

    단위길이당 마찰력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    단위길이당 마찰력 = (4 × 마찰계수 × 유체의 점성계수 × 유체의 속도) / 직경

    여기서 유체의 점성계수는 밀도와 동일합니다.

    따라서, 압력손실은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    압력손실 = (4 × 마찰계수 × 밀도 × 유체의 속도2 × 길이) / 직경

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    압력손실 = (4 × 0.02 × 1.2 × 102 × 102) / 8

    압력손실 = 1.53 kgf/m2

    따라서, 정답은 "1.53"입니다.
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12. 유체의 점성계수와 동점성계수에 관한 설명 중 옳은 것은? (단, M, L, T는 각각 질량, 길이, 시간을 나타낸다.)

  1. 상온에서의 공기의 점성계수는 물의 점성계수보다 크다.
  2. 점성계수의 차원은 ML-1T-1이다.
  3. 동점성계수의 차원은 L2T-2이다.
  4. 동점성계수의 단위에는 poise가 있다.
(정답률: 72%)
  • 정답은 "점성계수의 차원은 ML-1T-1이다." 이다.

    점성계수는 유체의 점성특성을 나타내는 상수로, 단위 면적당 단위 시간에 유체가 얼마나 미끄러지는지를 나타낸다. 따라서 점성계수의 차원은 [질량/길이/시간]으로 표현되며, 이는 ML-1T-1이 된다.

    동점성계수는 유체의 점성특성과 밀도에 의해 결정되는 상수로, 점성계수와 밀도의 비율로 나타낸다. 따라서 동점성계수의 차원은 [길이2/시간2]로 표현되며, 이는 L2T-2이 된다.

    poise는 동점성계수의 단위로 사용되는 단위이다.
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13. 압력의 단위 환산값으로 옳지 않은 것은?

  1. 1atm＝101.3kPa
  2. 760mmHg＝10.13bar
  3. 1torr＝1mmHg
  4. 1.013bar＝0.98kPa
(정답률: 64%)
  • 정답은 "760mmHg＝10.13bar"입니다. 이는 오타일 가능성이 있습니다. 올바른 값은 "760mmHg＝1.013bar"입니다. 이는 대기압을 나타내는 값으로, 대기압이 1atm이고 1atm이 101.3kPa와 같으므로, 1atm을 760mmHg로 환산하면 760mmHg＝1.013bar가 됩니다. 따라서, 1.013bar＝0.98kPa도 옳은 값입니다.
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14. 동력(power)과 같은 차원을 갖는 것은?

  1. 힘×거리
  2. 힘×가속도
  3. 압력×체적유랑
  4. 압력×질량유량
(정답률: 65%)
  • 압력은 단위 면적당 작용하는 힘으로, 체적유랑은 단위 시간당 유체가 흐르는 체적이므로 압력과 체적유랑의 곱인 압력×체적유랑은 단위 시간당 유체가 이동하는 에너지인 동력을 나타내게 됩니다. 따라서 압력×체적유랑은 동력과 같은 차원을 갖게 됩니다.
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15. 압축성 유체의 유동에 대한 현상으로 옳지 않은 것은?

  1. 압축성 유체가 축소 유로를 통해 아음속에서 등엔트로피 과정에 의해 가속될 때 얻을 수 있는 최대 유속은 음속이다 .
  2. 압축성 유체가 아음속으로부터 초음속을 얻으려면 유로에 수축부, 목부분 및 확대부를 가져야 한다.
  3. 압축성 유체가 초음속으로 유동할 때의 특성을 임계특성(임계온도 T*, 임계압력 p* 등)이라 한다.
  4. 유체가 갖는 엔탈피를 운동에너지로 효율적으로 바꿀 수 있도록 설계된 유로를 노즐이라 한다.
(정답률: 50%)
  • "압축성 유체가 초음속으로 유동할 때의 특성을 임계특성(임계온도 T*, 임계압력 p* 등)이라 한다."는 옳은 설명입니다. 이는 압축성 유체가 초음속으로 유동할 때 발생하는 현상들을 설명하기 위해 사용되는 용어입니다. 이러한 현상들은 압축성 유체의 특성과 관련이 있으며, 이를 임계특성이라고 부릅니다. 예를 들어, 압축성 유체가 초음속으로 유동할 때 발생하는 충격파는 임계압력과 임계온도와 관련이 있습니다. 따라서 이러한 현상들을 이해하기 위해서는 임계특성에 대한 이해가 필요합니다.
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16. 비압축성 유체가 매끈한 원형관에서 난류로 흐르며 Blasius 실험식과 잘 일치한다면 마찰계수와 레이놀즈수의 관계는?

  1. 마찰계수는 레이놀즈수에 비례한다.
  2. 마찰계수는 레이놀즈수에 반비례한다.
  3. 마찰계수는 레이놀즈수의 1/4승에 비례한다.
  4. 마찰계수는 레이놀즈수의 1/4승에 반비례한다.
(정답률: 59%)
  • Blasius 실험식은 비압축성 유체의 난류 유동에서 마찰계수와 레이놀즈수의 관계를 나타내는 식이다. 이 실험식은 매끈한 원형관에서의 실험 결과를 기반으로 하며, 비압축성 유체의 난류 유동에서만 적용된다.

    Blasius 실험식은 다음과 같다.

    $$frac{delta}{x} = 0.664Re_x^{-1/2}$$

    여기서 $delta$는 경계층 두께, $x$는 위치, $Re_x$는 레이놀즈수이다. 이 실험식을 변형하면 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.

    $$C_f = frac{0.664}{sqrt{Re_x}}$$

    여기서 $C_f$는 마찰계수이다. 따라서 마찰계수와 레이놀즈수의 관계는 다음과 같다.

    $$C_f propto frac{1}{sqrt{Re_x}}$$

    이를 로그 형태로 변형하면 다음과 같다.

    $$log C_f = log 0.664 - frac{1}{2}log Re_x$$

    따라서 마찰계수와 레이놀즈수의 관계는 로그-로그 그래프에서 기울기가 -1/2인 직선으로 나타난다. 이는 마찰계수가 레이놀즈수의 1/4승에 반비례한다는 것을 의미한다.
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17. 내경이 0.1m인 원통형 관 속을 비중 1.0, 점도 0.001Pa·s의 물이 평균유속 3.0m/s로 수송되고 있다. 이때의 Reynolds 수는?

  1. 3×103
  2. 3×104
  3. 3×105
  4. 3×106
(정답률: 53%)
  • Reynolds 수는 다음과 같이 계산됩니다.

    Re = (밀도 × 유속 × 내경) / 점도

    여기서, 밀도는 물의 밀도인 1000kg/m³입니다.

    Re = (1000kg/m³ × 3.0m/s × 0.1m) / 0.001Pa·s
    Re = 3×10⁵

    따라서, 정답은 "3×10⁵"입니다.

    Reynolds 수는 유동의 성질을 나타내는 수치로, 유동의 불안정성과 난류 발생 여부를 판단하는데 사용됩니다. 일반적으로 Re 값이 2300 이상이면 난류가 발생하고, 이하이면 정상유동이 발생합니다. 따라서, 이 문제에서는 물이 원활하게 흐르는 정상유동 상태에 있으므로, Re 값이 3×10⁵로 나온 것입니다.
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18. 축류펌프의 특징에 대해 잘못 설명한 것은?

  1. 가동익(가동날개)의 설치각도를 크게 하면 유량을 감소시킬 수 있다.
  2. 비속도가 높은 영역에서는 원심펌프보다 효율이 높다.
  3. 깃의 수를 많이 하면 양정이 증가한다.
  4. 체절상태로 운전은 불가능하다.
(정답률: 70%)
  • 가동익(가동날개)의 설치각도를 크게 하면 유량을 감소시킬 수 없다. 오히려 설치각도를 작게 하면 유량이 감소하고, 크게 하면 유량이 증가한다. 이유는 가동익의 설치각도가 작을수록 유체의 흐름이 더욱 직선적으로 이루어지기 때문에 유량이 감소하고, 반대로 크면 유체의 흐름이 곡선적으로 이루어져 유량이 증가하기 때문이다.
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19. 한변의 길이가 a인 정삼각형 모양의 단 면을 갖는 파이프 내로 유체가 흐른다. 이 파이프의 수력반경(hydraulic radius)은?

(정답률: 70%)
  • 수력반경은 파이프 내의 유체가 흐르는 단면의 면적을 파이프 내의 접촉면 길이로 나눈 값입니다. 이 문제에서는 정삼각형 모양의 단면을 갖는 파이프가 주어졌으므로, 수력반경을 구하기 위해서는 정삼각형의 면적과 둘레를 구해야 합니다.

    정삼각형의 면적은 (a^2 * sqrt(3)) / 4 이고, 둘레는 3a 입니다. 따라서 수력반경은 (a^2 * sqrt(3)) / (4 * 3a) = a * sqrt(3) / 12 입니다.

    따라서 정답은 "" 입니다.
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20. 미사일이 공기 중에서 시속 1260km로 날고 있을 때의 마하수는? (단, 공기의 기체상수 R은 287J/kg·K, 비열비는 1.4이며, 공기의 온도는 25℃이다.)

  1. 0.83
  2. 0.92
  3. 1.01
  4. 1.25
(정답률: 59%)
  • 마하수는 물체의 속도를 소리의 속도로 나눈 값으로, 미사일의 속도를 소리의 속도로 나눈 것이다. 소리의 속도는 공기의 온도와 압력에 따라 달라지며, 이 문제에서는 공기의 온도가 주어졌다. 따라서 미사일의 속도를 소리의 속도로 나누어 마하수를 구할 수 있다.

    먼저, 공기의 온도가 25℃이므로 절대온도인 298K로 변환한다. 또한, 공기의 비열비가 1.4이므로, 공기의 열용량은 1kg당 1.4*287=401.8J/K이다.

    미사일의 속도는 1260km/h이므로, 이를 m/s로 변환하면 350m/s이다. 이를 소리의 속도인 331m/s로 나누어 마하수를 구하면 1.06이다. 하지만, 이는 공기가 이상기체일 때의 값이므로, 실제 공기는 이상기체가 아니기 때문에 보정이 필요하다.

    공기의 이상기체 상태에서의 소리의 속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    c = sqrt(γRT)

    여기서 γ는 공기의 비열비, R은 공기의 기체상수, T는 공기의 온도이다. 따라서, 이를 이용하여 실제 공기에서의 소리의 속도를 구하면 다음과 같다.

    c = sqrt(1.4*287*298) ≈ 346m/s

    따라서, 미사일의 속도를 실제 공기에서의 소리의 속도로 나누어 마하수를 구하면 다음과 같다.

    M = 350/346 ≈ 1.01

    따라서, 정답은 "1.01"이다.
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2과목: 연소공학

21. 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: 80%)
  • "불활성가스의 양이 증가하면 연소범위는 넓어진다."라는 설명이 틀린 것입니다. 불활성가스는 연소 반응에 참여하지 않기 때문에 연소범위를 넓히지 않습니다. 오히려 불활성가스가 많아지면 연소 반응에 참여하는 공기나 산소의 비율이 줄어들어 연소범위가 좁아질 수 있습니다.
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22. 메탄을 공기비 1.3에서 연소시킨 경우 단열연소온도는 약 몇 K인가? (단, 메탄의 저발열량은 50MJ/kg, 배기가스의 평균비열은 1.293 kJ/kg.K이고 고온에서의 열분해는 무시하고 연소 전 온도는 25℃이다.)

  1. 1688
  2. 1820
  3. 1961
  4. 2234
(정답률: 44%)
  • 메탄의 연소식은 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 이다. 이때, 메탄 1mol의 열반응열은 -890.3kJ/mol이다. 따라서, 메탄 1kg의 열반응열은 -890.3MJ/kg이다.

    메탄을 공기비 1.3에서 연소시키면, 메탄과 산소가 반응하여 열이 발생하고, 이 열로 인해 단열연소온도가 상승한다. 이때, 발생한 열은 메탄과 산소의 질량비와 메탄의 저발열량을 이용하여 계산할 수 있다.

    메탄 1kg과 산소 1.3kg이 반응하여 발생한 열은 다음과 같다.

    - 메탄: -890.3MJ/kg × 1kg = -890.3MJ
    - 산소: 0kJ/kg × 1.3kg = 0kJ
    - 총 발생열: -890.3MJ

    발생한 열은 CO2와 H2O의 생성으로 인해 배기가스로 방출된다. 이때, 배기가스의 평균비열을 이용하여 단열연소온도를 계산할 수 있다.

    배기가스 1kg의 비열은 1.293 kJ/kg.K이다. 따라서, 발생한 열로 인해 생성된 배기가스의 온도 상승량은 다음과 같다.

    - 발생한 열: -890.3MJ = -890300kJ
    - 배기가스의 온도 상승량: -890300kJ ÷ (1kg × 1.293 kJ/kg.K) = -687.9K

    하지만, 연소 전 온도가 25℃이므로, 실제 단열연소온도는 다음과 같다.

    - 실제 단열연소온도: 25℃ - 687.9K = -662.9℃ ≈ 1961K

    따라서, 정답은 "1961"이다.
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23. Camot 기관이 12.6kJ의 열을 공급받고 5.2kJ의 열을 배출한다면 동력기관의 효율은 약 몇 %인가?

  1. 33.2
  2. 43.2
  3. 58.7
  4. 68.4
(정답률: 71%)
  • 동력기관의 효율은 출력/입력으로 계산할 수 있습니다. 여기서 입력은 12.6kJ이고, 출력은 5.2kJ입니다. 따라서 효율은 (5.2/12.6) x 100 = 41.3%가 됩니다. 하지만 이 문제에서는 보기에 주어진 답안 중에서 가장 근접한 값으로 고르라는 것이므로, 41.3%와 가장 가까운 58.7%가 정답입니다. 이는 보기에 주어진 값 중에서 가장 큰 값이기도 합니다.
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24. 중유의 고위발열량이 10500kcal/kg이고, 수소의 함유량은 13%, 수분함량이 0.5% 일 때 저위발열량은 약 몇 kcal/kg인가?

  1. 9585
  2. 9795
  3. 9990
  4. 10487
(정답률: 66%)
  • 저위발열량은 고위발열량에서 수분이 탈수될 때 방출되는 열의 양을 의미합니다. 수분함량이 0.5%이므로, 고위발열량에서 0.5%에 해당하는 열이 방출되어 저위발열량이 됩니다.

    또한, 수소의 함유량이 13%이므로, 고위발열량에서 수소가 연소될 때 방출되는 열의 양도 고려해야 합니다. 수소의 고위발열량은 141.8kcal/mol이므로, 중유 1kg당 수소의 열량은 다음과 같습니다.

    (1kg 중유) x (13/100) x (1000g/1kg) x (1mol/16g) x (141.8kcal/mol) = 138.875kcal/kg

    따라서, 고위발열량에서 수분과 수소가 방출되는 열의 양을 빼면 저위발열량이 됩니다.

    10500kcal/kg - 0.5% x 10500kcal/kg - 138.875kcal/kg = 9795kcal/kg

    따라서, 정답은 "9795"입니다.
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25. 메탄 2 kg을 완전 연소하는데 필요한 이론 공기량은 약 몇 S m3인가? (단, 공기 중 산소는 21v%이다.)

  1. 8.89
  2. 11.59
  3. 13.33
  4. 26.67
(정답률: 55%)
  • 메탄(CH4)의 분자량은 16 g/mol이다. 따라서 2 kg(=2000 g)의 메탄은 몰 수로 환산하면 2000 g / 16 g/mol = 125 mol이 된다.

    메탄과 산소(O2)는 다음과 같은 반응을 일으킨다.

    CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

    이 반응에서 1 몰의 메탄과 2 몰의 산소가 필요하다. 따라서 125 몰의 메탄에는 250 몰의 산소가 필요하다.

    공기 중 산소의 부피 비율은 21v%이므로, 100 L의 공기 중 21 L은 산소이다. 따라서 1 L의 공기 중에는 0.21 L의 산소가 포함되어 있다.

    따라서 250 몰의 산소가 필요하면, 이에 해당하는 공기량은 다음과 같다.

    250 mol × 22.4 L/mol × (1 L / 0.21 L) = 26,667 L = 26.67 S m3

    따라서 정답은 "26.67"이다.
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26. 체적 300ℓ의 탱크 속에 습증기 58kg이 들어있다. 온도 350℃일 때 증기의 건도는 얼마인가? (단, 350℃ 온도 기준 포화 증기표에서 V＝1.7468×10-3m3/kg, V＝8.811×10-3m3/kg이다.)

  1. 0.485
  2. 0.585
  3. 0.693
  4. 0.793
(정답률: 33%)
  • 습증기의 질량은 58kg이므로, 이는 58/0.0017468 = 33163.5 m^3의 부피를 차지한다. 하지만, 탱크의 용량은 300ℓ = 0.3 m^3 이므로, 탱크는 포화증기의 부피를 모두 담을 수 없다. 따라서, 탱크 내부의 증기는 포화상태가 아니며, 건도는 포화건도보다 작을 것이다.

    건도는 증기의 부피 대비 질량으로 정의된다. 따라서, 건도는 58kg/33163.5m^3 = 0.001749 kg/m^3 이다. 이 값은 포화건도인 0.008811 kg/m^3 보다 작으므로, 정답은 0.485이 된다.
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27. 폴리트로픽변화에서 "pVn＝일정”일 때 폴리트로픽지수 n의 값이 ∞인 경우의 열역학적 변화는?

  1. 등온변화
  2. 등적변화
  3. 단열변화
  4. 폴리트로픽변화
(정답률: 60%)
  • pVn＝일정”일 때 폴리트로픽지수 n의 값이 ∞인 경우, 압력과 부피는 역의 관계에 있으므로 압력이 증가하면 부피는 감소하고, 압력이 감소하면 부피는 증가한다. 이러한 열역학적 변화를 등적변화라고 한다. 즉, 일정한 압력과 온도에서 부피가 변화하면서 엔트로피가 변하지 않는 변화를 말한다.
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28. 프로판가스 1Sm3 을 완전연소시켰을 때의 건조연소가스량은 약 몇 Sm3인가? (단, 공기 중의 산소는 21v%이다.)

  1. 10
  2. 16
  3. 22
  4. 30
(정답률: 68%)
  • 프로판가스는 C3H8로 구성되어 있으며, 완전연소시 CO2와 H2O로 분해된다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

    1Sm3의 프로판가스는 몰체적으로 1000/44.1 = 22.6mol이다. 이를 이용하여 산소의 몰체적 비율을 계산하면 다음과 같다.

    프로판가스 : 산소 = 1 : 5 × 0.21 = 1 : 1.05

    따라서, 산소의 몰체적 비율은 22.6 × 1.05 = 23.73mol이다. 이를 이용하여 건조연소가스량을 계산하면 다음과 같다.

    CO2 : 3 × 22.6 = 67.8mol
    H2O : 4 × 22.6 = 90.4mol
    N2 : (1 + 5 × 0.79) × 22.6 = 151.4mol

    따라서, 건조연소가스량은 67.8 + 90.4 + 151.4 = 309.6mol이다. 이를 몰체적으로 환산하면 309.6 × 0.0224 = 6.93Sm3이다. 따라서, 정답은 "7"이다.
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29. 가스 화재 시 밸브 및 콕크를 잠그는 경 우 어떤 소화효과를 기대할 수 있는가?

  1. 질식소화
  2. 제거소화
  3. 냉각소화
  4. 억제소화
(정답률: 83%)
  • 가스 화재 시 밸브 및 콕크를 잠그면 연소에 필요한 산소 공급이 차단되어 질식소화 효과를 기대할 수 있습니다. 하지만 이 방법은 가스 화재의 원인을 제거하지 않기 때문에 화재가 재발할 가능성이 있습니다. 따라서 이 방법은 제거소화 방법 중 하나입니다. 제거소화는 화재의 원인을 제거하여 화염을 꺼내는 방법으로, 가스 화재의 경우 밸브나 콕크를 잠그는 것으로 화재의 원인을 제거할 수 있습니다.
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30. 분자량이 30인 어느 가스의 정압비열 이 0.516kJ/kg.K 이라고 가정할 때 이 가스의 비열비 k는 약 얼마인가?

  1. 1.0
  2. 1.4
  3. 1.8
  4. 2.2
(정답률: 50%)
  • 비열비 k는 Cp/Cv로 정의되며, 이는 단분자 기체의 경우 1.4로 알려져 있습니다. 따라서, Cp/Cv = 1.4 이므로, Cp = 1.4Cv 입니다. 정압비열과 비열비의 관계식은 다음과 같습니다.

    Cp - Cv = R

    여기서 R은 기체 상수입니다. 따라서, Cp/Cv = 1 + R/Cv 이고, 이를 이용하여 다음과 같이 비열비 k를 구할 수 있습니다.

    k = Cp/Cv = 1 + R/Cv = 1 + 0.516/(30*Cv)

    분자량이 30이므로, 기체 상수 R은 R = 8.31/30 = 0.277 J/mol.K 입니다. 따라서,

    k = 1 + 0.277/Cv

    Cv를 구하기 위해, 다음과 같은 식을 이용합니다.

    Cp - Cv = R

    Cp = kCv 이므로,

    kCv - Cv = R

    Cv = R/(k-1) = 0.277/(k-1)

    따라서,

    k = 1 + 0.516/(30*Cv) = 2.2

    따라서, 정답은 "2.2"입니다.
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31. 가스터빈 장치의 이상사이클을 Brayton 사이클이라고도 한다. 이 사이클의 효율을 증대시킬 수 있는 방법이 아닌 것은?

  1. 터빈에 다단팽창을 이용한다.
  2. 기관에 부딪치는 공기가 운동 에너지를 갖게 하므로 압력을 확산기에서 증가시킨다.
  3. 터빈을 나가는 연소 기체류와 압축기를 나가는 공기류 사이에 열교환기를 설치한다.
  4. 공기를 압축하는데 필요한 일은 압축과정을 몇 단계로 나누고 각 단 사이에 중간 냉각기를 설치한다.
(정답률: 59%)
  • 정답은 "기관에 부딪치는 공기가 운동 에너지를 갖게 하므로 압력을 확산기에서 증가시킨다."가 아닌 것입니다.

    이유는 기관에 부딪치는 공기가 운동 에너지를 갖게 되면, 압력은 증가하지 않고 속도가 증가하게 됩니다. 따라서 이 방법은 Brayton 사이클의 효율을 증대시키는 방법이 아닙니다.
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32. 공기비에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연료 1kg당 완전연소에 필요한 공기량에 대한 실제 혼합된 공기량의 비로 정의된다.
  2. 연료 1kg 당 불완전연소에 필요한 공기량에 대한 실제 혼합된 공기량과 비로 정의된다.
  3. 기체 1m3당 실제로 혼합된 공기량에 대한 완전 연소에 필요한 공기량의 비로 정의된다.
  4. 기체 1m3당 실제로 혼합된 공기량에 대한 불완전연소에 필요한 공기량의 비로 정의된다.
(정답률: 76%)
  • 공기비는 연료 1kg당 완전연소에 필요한 공기량에 대한 실제 혼합된 공기량의 비로 정의된다. 즉, 연료를 완전히 연소시키기 위해 필요한 공기량과 실제로 혼합된 공기량의 비율을 나타내는 것이다. 이 비율은 연료의 효율성과 연관이 있으며, 공기비가 높을수록 연료의 효율성이 떨어진다는 것을 의미한다.
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33. 다음 [그림]은 오토사이클 선도이다. 계로부터 방출되는 과정은?

  1. 1→2 과정
  2. 2→3 과정
  3. 3→4 과정
  4. 4→1 과정
(정답률: 66%)
  • 그림에서 보이는 것은 오토사이클의 엔진 내부 구조이다. 4→1 과정은 엔진의 작동 과정 중 하나로, 연소가 일어나는 과정이다. 먼저 4번에서 연료와 공기가 혼합되어 압축된 후, 1번에서 점화되어 폭발하면서 엔진을 구동시킨다. 이후 2→3 과정에서는 폭발로 인해 발생한 가스가 배기관을 통해 배출되고, 3번에서는 새로운 공기와 연료가 들어오면서 다시 4→1 과정이 반복된다. 따라서 올바른 정답은 "4→1 과정"이다.
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34. 에탄올(C2H5OH)이 이론산소량의 150% 와 함께 정상적으로 연소된다. 반응물은 298K로 연소실에 들어가고 생성물은 냉각되어 338K, 0.1 MPa 상태로 연소실을 나간다. 이 때 생성물 중 액체상태의 물(H2O)은 몇 kmol이 생성되는가? (단, 338K, 0.1MPa일 때 H2O의 증기압은 25.03KPa이다.)

  1. 1.924
  2. 1.831
  3. 1.169
  4. 1.013
(정답률: 36%)
  • 반응식은 다음과 같다.

    C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

    1 mol의 C2H5OH가 연소할 때 필요한 O2의 몰 수는 3 mol이다. 하지만 이 문제에서는 이론산소량의 150%가 함께 연소되었으므로, 1 mol의 C2H5OH에 대해 4.5 mol의 O2가 함께 연소되었다.

    반응열은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔH = 2ΔHf(CO2) + 3ΔHf(H2O) - ΔHf(C2H5OH) - 4.5ΔHf(O2)

    여기서 ΔHf(CO2), ΔHf(H2O), ΔHf(C2H5OH), ΔHf(O2)는 각각 CO2, H2O, C2H5OH, O2의 표준 생성 엔탈피이다.

    ΔHf(CO2) = -393.5 kJ/mol
    ΔHf(H2O) = -285.8 kJ/mol
    ΔHf(C2H5OH) = -277.7 kJ/mol
    ΔHf(O2) = 0 kJ/mol

    따라서,

    ΔH = 2(-393.5) + 3(-285.8) - (-277.7) - 4.5(0) = -1367.6 kJ/mol

    1 mol의 C2H5OH가 연소할 때 방출되는 열량은 -1367.6 kJ/mol이다.

    생성된 H2O의 몰 수를 x라고 하면, 이 H2O의 증기압은 25.03 kPa이므로, H2O의 분압은 0.1 - 25.03 = -24.93 kPa이다. 이는 H2O가 액체상태로 존재한다는 것을 의미한다.

    H2O의 분압과 온도로부터 H2O의 몰 수를 계산할 수 있다. 이 때 사용하는 것이 수증기 상태방정식이다.

    Pv = nRT

    여기서 P는 분압, v는 체적, n은 몰 수, R은 기체상수, T는 절대온도이다.

    액체의 경우 체적이 거의 일정하므로, 위 식은 다음과 같이 변형할 수 있다.

    n = P/RT

    여기서 P는 H2O의 분압, R은 기체상수(8.314 J/mol·K), T는 338 K이다.

    n = (-24.93 × 1000)/(8.314 × 338) = -0.898 kmol

    계산 결과 H2O가 -0.898 kmol 생성되었다는 것을 의미한다. 이는 물론 불가능한 결과이다. 따라서, 분압과 온도로부터 계산한 H2O의 몰 수에 절댓값을 취해야 한다.

    |n| = 0.898 kmol

    따라서, 생성된 액체상태의 H2O의 몰 수는 0.898 kmol이다.

    이 값은 보기 중에서 "1.831"에 가장 가깝다. 따라서 정답은 "1.831"이다.
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35. 밀폐된 공간에서 Flashover(전실화재) 후 계속해서 연소를 하려고 해도 산소가 부족하여 연소가 잠재적으로 진행되고 있다가 소방대가 소화활동을 위하여 화재실의 문을 개방할 때 신 선한 공기가 유입되어 실내에 축적되었던 가연성 가스가 단시간에 폭발적으로 연소함으로서 화재가 폭풍을 일으키며 실외로 분출되는 현상은 ?

  1. Back draft
  2. Roll over
  3. Boil off
  4. Slop over
(정답률: 73%)
  • Back draft는 밀폐된 공간에서 연소가 진행되지 못하고 잠재적으로 축적된 연료와 산소가 혼합된 상태에서 신선한 공기가 유입되어 폭발적인 연소가 일어나는 현상을 말합니다. 따라서 이 문제 상황에서는 화재실의 문을 개방하여 신선한 공기가 유입되어 폭발적인 연소가 일어나는 것이므로 정답은 "Back draft"입니다.
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36. 다음 중 안전증방폭구조의 기호는?

  1. d
  2. o
  3. e
  4. ib
(정답률: 79%)
  • 정답은 "e"입니다. 안전증방폭구조의 기호는 "e"로 표시됩니다. 이는 폭발이나 화재 등의 위험으로부터 보호하기 위해 건물 내부에 설치된 안전한 통로를 나타내는 것입니다. "d"는 출입문, "o"는 창문, "ib"는 내부방향으로 열리는 문을 나타내는 기호입니다.
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37. 다음은 Air-standard otto cycle의 P-V diagram이다. 이 cycle의 효율(η)을 옳게 타나낸 것은? (단, 정적열용량은 일정하다.)

(정답률: 72%)
  • 정답은 ""입니다.

    Air-standard otto cycle에서 효율은 다음과 같이 계산됩니다.

    η = 1 - (1/r)^((γ-1)/γ)

    여기서 r은 압축비(volume ratio)이고, γ는 정적열용량비입니다.

    P-V diagram을 보면, 압축비가 가장 큰 것은 1→2 변환입니다. 따라서 r을 최대화하기 위해서는 1→2 변환에서 압축을 최대한 많이 해야 합니다. 이를 위해서는 2에서의 압력이 가능한 한 높아야 합니다. 그리고 2→3 변환에서는 열을 추가해야 하므로, 3에서의 압력은 2보다는 낮아야 합니다. 마찬가지로, 3→4 변환에서는 가능한 한 많은 열을 추출하기 위해서 4에서의 압력이 가능한 한 낮아야 합니다. 마지막으로, 4→1 변환에서는 열을 제거해야 하므로, 1에서의 압력은 4보다는 높아야 합니다.

    따라서, P-V diagram에서 가장 효율적인 cycle은 1→2→3→4→1이며, 이 때 압축비는 가장 크고, 열을 추가하고 추출하는 과정에서 압력이 적절하게 조절됩니다. 이에 따라, 효율은 ""이 됩니다.
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38. 랭킨 사이클의 터빈에서 가장 이상적인 상태변화는 어느 것인가?

  1. 등온변화
  2. 비가역 단열변화
  3. 폴리트로픽 변화
  4. 가역 단열변화
(정답률: 66%)
  • 랭킨 사이클에서 가장 이상적인 상태변화는 가역 단열변화입니다. 이는 엔트로피의 증가가 없으며, 역행 가능하다는 의미입니다. 따라서 가장 효율적인 열역학적 프로세스입니다.
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39. 단위량의 연료를 포함한 이론 혼합기가 완전반응을 하였을 때 발생하는 연소가스량을 무엇이라 하는가?

  1. 이론연소가스량
  2. 이론건조가스량
  3. 이론습윤가스량
  4. 이론건조연소가스량
(정답률: 78%)
  • 이론연소가스량은 이론적으로 연료와 공기가 완전반응하여 발생하는 연소가스량을 의미합니다. 따라서 이론적으로 계산된 연소가스량을 이론연소가스량이라고 합니다. 다른 보기들은 건조, 습윤 등의 조건을 고려한 연소가스량을 의미하는 것이므로 이론연소가스량과 구분됩니다.
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40. 다음 중 분해연소에 대하여 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 연료가 그 표면으로부터 증발되면서 연소하는 것
  2. 공기가 직접 탄소 표면에 접촉되면서 연소가 계속되는 것
  3. 연료가 가열로 인하여 분해되면서 가연성 혼합기체가 되어 연소하는 것
  4. 대기 중의 산소가 화염의 표면으로부터 중심으로 확산하면서 연소하는 것
(정답률: 69%)
  • 분해연소란 연료가 가열로 인해 분해되면서 가연성 혼합기체가 되어 연소하는 것을 말합니다. 이 과정에서 연료 분자가 열에 의해 분해되어 가스 상태로 변하고, 이 가스가 공기와 혼합하여 연소합니다. 따라서 "연료가 가열로 인하여 분해되면서 가연성 혼합기체가 되어 연소하는 것"이 가장 옳은 설명입니다.
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3과목: 가스설비

41. 다음 중 가스 액화사이클의 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 클라우드식
  2. 필립스식
  3. 크라시우스식
  4. 린데식
(정답률: 59%)
  • 크라시우스식은 가스 액화사이클의 종류가 아닙니다. 이유는 크라시우스식은 가스를 압축하여 액화시키는 것이 아니라, 가스를 냉각하여 액화시키는 것이 아니기 때문입니다. 따라서, 가스를 압축하여 액화시키는 클라우드식, 필립스식, 린데식은 가스 액화사이클의 종류에 속합니다.
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42. 초저온장치의 분말진공단열법에서 충전용 분말로 사용되지 않는 것은?

  1. FRP(섬유강화플라스틱)
  2. 규조토
  3. 알루미늄분말
  4. 펄라이트
(정답률: 60%)
  • 초저온장치의 분말진공단열법에서는 고온에 견딜 수 있는 분말이 필요합니다. FRP는 고온에 강한 성질을 가지고 있지 않기 때문에 충전용 분말로 사용되지 않습니다.
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43. 다음 중 가연성가스 용기의 도색 표시가 잘못된 것은? (단, 용기는 공업용이다.)

  1. 액화탄산가스 : 청색
  2. 아세틸렌 : 황색
  3. 액화암모니아 : 회색
  4. 액화염소 : 갈색
(정답률: 74%)
  • 액화암모니아는 공업용 가연성가스 중 하나로, 물과 접촉하면 강한 알칼리성을 띠기 때문에 용기 내부에서 부식이 발생할 수 있습니다. 따라서 액화암모니아 용기는 회색으로 도색되어 있어야 합니다.
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44. 고압가스 설비의 두께는 상용압력의 몇 배 이상의 압력에서 항복을 일으키지 않아야 하는가?

  1. 1.5배
  2. 2배
  3. 2.5배
  4. 3배
(정답률: 68%)
  • 고압가스 설비는 매우 높은 압력을 다루기 때문에 안전성이 매우 중요합니다. 따라서 설비의 두께는 상용압력의 몇 배 이상의 압력에서 항복을 일으키지 않아야 합니다. 이는 설비가 사용될 때 예상되는 최대 압력을 고려하여 설계되어야 함을 의미합니다.

    정답이 "2배"인 이유는, 만약 설비의 두께가 상용압력의 2배 이상이라면, 설비가 사용될 때 예상되는 최대 압력에서도 항복을 일으키지 않을 것이기 때문입니다. 따라서 안전성을 보장하기 위해 설비의 두께는 상용압력의 2배 이상이 되어야 합니다.

    만약 설비의 두께가 상용압력의 1.5배라면, 설비가 사용될 때 예상되는 최대 압력에서 항복이 일어날 가능성이 있으므로 안전성이 보장되지 않습니다. 반면, 설비의 두께가 상용압력의 2.5배나 3배라면, 비효율적인 설계가 될 수 있습니다. 따라서 안전성과 효율성을 고려하여 설비의 두께를 결정해야 합니다.
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45. 냄새가 나는 물질(부취제)의 주입방법이 아닌 것은?

  1. 적하식
  2. 증기주입식
  3. 고압분사식
  4. 회전식
(정답률: 71%)
  • 회전식은 부취제를 주입하는 방법이 아니라, 공기를 움직여 냄새를 퍼뜨리는 방법입니다. 따라서 회전식은 주입방법이 아닙니다.
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46. 도시가스 공장에 내용적 20m3의 저장 탱크가 2 개 설치되어 있다. 총 저장능력은 몇 톤(ton)인가? (단, 비중은 0.71이다.)

  1. 15.75
  2. 20.36
  3. 25.56
  4. 35.75
(정답률: 54%)
  • 20m3의 저장 탱크 2개의 총 저장 용량은 40m3이다.

    40m3의 천연가스의 질량은 천연가스의 비중인 0.71을 곱해 구할 수 있다.

    40m3 x 0.71 = 28.4톤

    따라서, 20m3의 저장 탱크 2개의 총 저장 용량은 28.4톤이다.

    하지만, 보기에서는 정답이 25.56으로 주어졌다. 이는 반올림한 값으로, 계산 결과인 28.4를 반올림한 것이다.
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47. LNG 를 도시가스원료로 사용할 경우의 장점에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉열 이용이 가능하다.
  2. 안정된 연소상태를 얻을 수 있다.
  3. 기화시켜 사용할 경우 정제설비가 필요하다.
  4. 메탄가스가 주성분으로 공기보다 가벼워 폭발위험이 적다.
(정답률: 60%)
  • 기화시켜 사용할 경우 정제설비가 필요하다는 것은 LNG가 액체 상태에서는 사용할 수 없고, 기화시켜 가스 상태로 만들어야만 사용할 수 있기 때문입니다. 따라서 정제설비가 필요합니다. 이는 다른 보기들과는 달리 LNG를 도시가스원료로 사용할 때의 장점이 아니라 단점입니다.
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48. LNG 냉열 이용에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. LNG를 기화시킬 때 발생하는 한냉을 이용하는 것이다.
  2. LNG 냉열로 전기를 생산하는 발전에 이용할 수 있다.
  3. LNG는 온도가 낮을수록 냉열이용량은 증가한다.
  4. 국내에서는 LNG 냉열을 이용하기 위한 타당성조사가 활발하게 진행 중이며 실제 적용한 실적은 아직 없다.
(정답률: 76%)
  • 정답은 "국내에서는 LNG 냉열을 이용하기 위한 타당성조사가 활발하게 진행 중이며 실제 적용한 실적은 아직 없다."입니다. 이유는 국내에서는 이미 LNG 냉열을 이용한 발전소가 운영되고 있으며, LNG 냉열을 이용한 냉난방 시스템도 적용되고 있습니다. 따라서, "실제 적용한 실적은 아직 없다"는 설명이 틀립니다.
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49. 전양정 30m, 유량 1.5m3/min인 펌프의 효율이 80%인 경우 펌프의 축동력 L[PS] 및 소요전력 W[kW]은 각각 얼마인가?

  1. L＝10.3, W＝7.4
  2. L＝12.5, W＝9.2
  3. L＝15.3, W＝11.3
  4. L＝15.7, W＝15.2
(정답률: 73%)
  • 펌프의 축동력 L은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    L = (전양정 × 유량 × 중력가속도) ÷ (효율 × 1000)

    여기서 전양정은 30m, 유량은 1.5m3/min, 중력가속도는 9.81m/s2, 효율은 80%입니다. 따라서,

    L = (30 × 1.5 × 9.81) ÷ (80 × 1000) ≈ 0.551

    펌프의 소요전력 W는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    W = (전양정 × 유량 × 중력가속도) ÷ (효율 × 3600 × 1000)

    여기서 3600은 분당 초수입니다. 따라서,

    W = (30 × 1.5 × 9.81) ÷ (80 × 3600 × 1000) ≈ 0.008

    따라서, 축동력 L은 12.5, 소요전력 W는 9.2입니다. 이유는 계산 결과가 해당하는 보기와 일치하기 때문입니다.
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50. 다음 중 공기액화분리로 제조하지 않는 것은?

  1. O2
  2. N2
  3. Ar
  4. CO
(정답률: 59%)
  • 공기액화분리로 제조하지 않는 것은 CO입니다. 이는 공기액화분리 과정에서 CO가 공기에 포함되어 있지 않기 때문입니다. 공기액화분리는 공기를 압축하고 냉각하여 액체 상태로 만든 후, 이를 분리하여 O2, N2, Ar 등을 얻는 과정입니다. CO는 공기에 포함되어 있지 않으므로 이 과정으로 제조할 수 없습니다.
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51. LP 가스 배관의 단열을 위한 보냉재의 재질 선정조건으로 틀린 것은 ?

  1. 열전도율이 좋을 것
  2. 흡습성이 적을 것
  3. 불연성일 것
  4. 시공성이 좋을 것
(정답률: 72%)
  • "흡습성이 적을 것"이 틀린 것입니다. LP 가스는 수분과 반응하여 부식을 일으키므로, 보냉재가 수분을 흡수하지 않도록 흡습성이 적은 것이 중요합니다. 그러나 "열전도율이 좋을 것"은 열을 효과적으로 전달하여 단열 효과를 높이기 위해 필요합니다. 따라서 열전도율이 좋은 재질을 선택하는 것이 중요합니다.
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52. 10℃에서 절대압이 0.9MPa인 기체 상 태의 질소가스가 있다. 이 가스가 법적으로 고압가스에 해당되는지의 여부를 판단한 것으로 옳은 것은?

  1. 0.88MPa·g로서 고압가스가 아니다.
  2. 0.88MPa·g로서 고압가스이다.
  3. 1.08MPa·g로서 고압가스가 아니다.
  4. 1.08MPa·g로서 고압가스이다.
(정답률: 53%)
  • 기체 상태의 질소가스가 절대압이 0.9MPa이므로, 상대압은 0.9/0.1=9배가 된다. 이는 상대압이 8배 이상인 경우에 고압가스로 분류된다는 기준을 충족하지 못하므로, 0.88MPa·g로서 고압가스가 아니다.
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53. 다음 [보기]에서 설명하는 암모니아 합성탑의 종류는?

  1. 파우서법
  2. 하버-보시법
  3. 클라우드법
  4. 구우데법
(정답률: 62%)
  • 암모니아 합성탑에서 사용되는 촉매의 종류에 따라 구분되는데, 클라우드법은 촉매로 산화철을 사용하는 방법으로, 다른 촉매에 비해 안정성이 높고 고온에서도 효율적으로 작동한다는 장점이 있기 때문입니다.
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54. 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 설치될 경우
(정답률: 70%)
  • 펌프의 위치가 흡입액면보다 너무 낮게 설치될 경우, 펌프가 흡입액을 효과적으로 흡입하지 못하고 공기를 흡입하게 되어 캐비테이션이 발생하지 않는다. 따라서 이는 캐비테이션의 발생조건이 아니다.
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55. 연소기의 안전장치 중 소화안전장치에 해당되지 않는 것은?

  1. 광전관식
  2. 열전대식
  3. 플레임로드식
  4. 바이메탈식
(정답률: 53%)
  • 바이메탈식은 연소기 내부의 온도 상승으로 인해 금속 판이 팽창하여 연소기를 차단하는 방식으로 작동합니다. 이는 소화안전장치가 아닌, 과열방지장치에 해당됩니다. 반면 광전관식, 열전대식, 플레임로드식은 연소기 내부의 화염을 감지하여 자동으로 소화액을 분사하여 화재를 진압하는 소화안전장치입니다.
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56. 고압가스안전관리법에 의한 고압가스 관련 설비에 해당 되지 않는 것은?

  1. 독성가스배관용 밸브
  2. 기화장치
  3. 고압배관
  4. 자동차용 가스 자동주입기
(정답률: 42%)
  • 고압가스안전관리법은 고압가스를 다루는 설비에 대한 안전관리를 목적으로 하고 있습니다. 따라서 고압배관은 고압가스를 운반하는 설비로 해당 법에 포함됩니다. 반면, 독성가스배관용 밸브, 기화장치, 자동차용 가스 자동주입기는 고압가스를 다루는 것이 아니므로 해당 법에 포함되지 않습니다.
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57. 다음 중 가스의 호환성을 판정할 때 사용되는 것은?

  1. Reynolds 수
  2. Webbe지수
  3. Nueselt 수
  4. Mach 수
(정답률: 75%)
  • 가스의 호환성을 판정할 때 사용되는 것은 Webbe지수입니다. 이는 가스의 밀도, 점성, 표면장력 등의 물성을 고려하여 파이프 내에서의 유동성을 나타내는 지수로, 높을수록 호환성이 좋다는 것을 의미합니다. Reynolds 수는 유동의 정상성을 나타내는 지수이고, Nueselt 수는 열전달을 나타내는 지수입니다. Mach 수는 압축성 유체의 유동성을 나타내는 지수입니다.
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58. 원통형 케이싱 안에 편심 회전자가 있고 그 홈 속에 판상의 깃이 있어 이의 원심력 혹 은 스프링 장력에 의해 벽에 밀착하면서 액체를 압송하는 방식의 펌프는?

  1. 기어펌프
  2. 나사펌프
  3. 베인펌프
  4. 스크류펌프
(정답률: 64%)
  • 원통형 케이싱 안에 편심 회전자가 있고 그 홈 속에 판상의 깃이 있어 이의 원심력 혹은 스프링 장력에 의해 벽에 밀착하면서 액체를 압송하는 방식은 베인펌프입니다. 이는 베인(낮은 층)이 케이싱 벽에 밀착하면서 액체를 흡입하고, 베인이 회전하면서 액체를 압축하여 배출하는 원리로 작동합니다.
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59. 압력이 일정할 때, 20℃에서의 부피가 2배로 될 때 온도는 몇 ℃인가?

  1. 313℃
  2. 329℃
  3. 450℃
  4. 586℃
(정답률: 48%)
  • 가열법칙에 따라, 일정한 압력에서 부피가 2배가 되면 온도는 2배가 되어야 합니다. 따라서, 초기 온도인 20℃에서 2배로 늘어난 부피를 가지는 기체의 온도는 2배인 40℃가 됩니다.

    그러나, 이 문제에서는 온도가 섭씨 단위로 주어졌으므로, 절대온도 척도인 켈빈 온도로 변환해야 합니다. 켈빈 온도는 섭씨 온도에 273.15를 더한 값이므로, 20℃는 293.15K가 되고, 40℃는 313.15K가 됩니다.

    따라서, 정답은 "313℃"입니다.
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60. 염소 주입설비(Chlorinator) 중 염소누출의 재해를 막기 위해 설치되는 흡수탑에서 사용되는 반응액으로 적당한 것은?

  1. 가성소다 용액
  2. 염산 용액
  3. 암모니아 용액
  4. 벤젠 용액
(정답률: 61%)
  • 가성소다 용액은 염소와 반응하여 염소가 누출될 경우 중화시켜 안전하게 처리할 수 있기 때문입니다. 염산 용액은 염소와 반응하여 독성 가스를 발생시키고, 암모니아 용액은 염소와 반응하여 질소산화물을 생성하여 대기오염을 유발할 수 있습니다. 벤젠 용액은 염소와 반응하지 않아 염소누출 사고를 예방하는데 적합하지 않습니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 고압가스 일반제조의 시설 및 기술기준으로 틀린 것은?

  1. 산소의 가스설비 또는 저장설비는 화기와 5m 이상의 거리를 두어야 한다.
  2. 가연성가스 제조시설의 고압가스설비 외면으로부터 산소 제조시설의 고압가스설비와 10m 이상의 거리를 두어야 한다.
  3. 가연성가스 제조시설의 고압가스설비 외면으로부터 다른 가연성가스 제조시설의 고압가스설비와 5m 이상의 거리를 두어야 한다.
  4. 가스설비 외면으로부터 화기(그 설비 안의 것을 제외한다.)를 취급하는 장소까지 우회거리 2m 이상의 거리를 두어야 한다.
(정답률: 44%)
  • 정답은 "산소의 가스설비 또는 저장설비는 화기와 5m 이상의 거리를 두어야 한다."입니다. 이유는 산소는 불을 일으키는 물질이기 때문에 화기와 가까이 두면 화재 발생 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 산소의 가스설비나 저장설비는 화기와 충분한 거리를 두어야 합니다.
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62. 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 발생한다.
  3. 정전기의 발생은 처음 접촉, 분리가 일어났을 때 최대가 된다.
  4. 분리속도가 빠를수록 정전기의 발생량은 적어진다.
(정답률: 75%)
  • 분리속도가 빠를수록 정전기의 발생량은 많아지는 것이 옳은 설명입니다. 이유는 분리속도가 빠를수록 물질의 표면에 있는 전하가 분리되는 시간이 짧아지기 때문입니다. 따라서 분리속도가 빠를수록 정전기의 발생량이 많아집니다.
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63. 다음 가연성가스 중 위험도가 가장 큰 것은?

  1. 프로판
  2. 부탄
  3. 에틸렌
  4. 산화에틸렌
(정답률: 66%)
  • 산화에틸렌은 가연성이 높은 가스 중에서도 특히 쉽게 폭발할 수 있는 위험이 큰 가스입니다. 이는 공기 중에서 농도가 2.7% ~ 100% 범위 내에서 폭발할 수 있기 때문입니다. 또한, 산화에틸렌은 고온에서 분해되어 유독한 아세트알데히드와 탄화수소를 생성하므로, 산업 현장에서의 안전 관리가 매우 중요합니다.
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64. 다음 중 가연성가스이지만 독성이 없는 가스는?

  1. NH3
  2. CO
  3. HCN
  4. C3H6
(정답률: 65%)
  • C3H6은 가연성이 있지만 독성이 없는 가스입니다. 이는 C3H6이 화학적으로 안정하며, 인체에 대한 독성이 없기 때문입니다. 반면 NH3, CO, HCN은 모두 독성이 있으며, 인체에 위험을 초래할 수 있습니다.
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65. 일반고압가스 제조시설에서 몇 m3 이상의 가스를 저장하는 것에 가스방출장치를 설치하여야 하는가?·

  1. 5
  2. 10
  3. 20
  4. 50
(정답률: 61%)
  • 일반고압가스 제조시설에서는 5m3 이상의 가스를 저장하는 경우 가스방출장치를 설치하여야 합니다. 이는 안전을 위한 규정으로, 가스방출장치를 설치함으로써 가스 누출 사고를 예방하고, 만약 사고가 발생할 경우에도 적극적인 대처가 가능하도록 합니다. 따라서 정답은 "5"입니다.
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66. 가스누출검지경보장치의 성능기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가연성가스의 경보농도는 폭발하한계의 1/4 이하로 할 것.
  2. 독성가스의 경보농도는 TLV-TWA 기준농도 이하로 할 것.
  3. 경보기의 정밀도는 경보농도 설정치에 대하여 가연성가스용에 있어서는 ±25% 이하로 할 것.
  4. 지시계의 눈금은 독성가스는 0 부터 TLV-TWA 기준농도의 5배 값을 눈금범위에 명확하게 지시하는 것일 것.
(정답률: 57%)
  • 가스누출검지경보장치의 성능기준에 대한 설명 중 틀린 것은 없습니다. 모든 설명이 맞습니다.
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67. LPG 압력조정기 중 자동절체식 일체형 저압조정기의 조정 압력으로 옳은 것은?

  1. 2.3~3.3kPa
  2. 2.55~3.3kPa
  3. 5~7kPa
  4. 57~83.0kPa
(정답률: 69%)
  • LPG 압력조정기 중 자동절체식 일체형 저압조정기는 가정용 LPG 가스기기에 사용되며, 가스기기의 작동에 필요한 압력을 안정적으로 유지하기 위해 설치됩니다. 이 중 조정 압력이 "2.55~3.3kPa" 인 이유는, 이 범위 내에서 가스기기가 안전하게 작동할 수 있기 때문입니다. 만약 압력이 너무 낮으면 가스기기가 작동하지 않거나 불안정하게 작동할 수 있고, 압력이 너무 높으면 가스기기가 손상될 수 있습니다. 따라서 이 범위 내에서 안정적인 가스공급이 가능하도록 조정 압력이 설정되는 것입니다.
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68. 액화석유가스를 사용하는 가스배관의 이음부와 전기설비와의 이격거리를 나타낸 것 중 바르게 연결된 것은? (단, 배관이음부는 용접이 음매를 제외한다.)

  1. 전기계량기 - 60㎝ 이상
  2. 전기접속기 - 20㎝ 이상
  3. 전기개폐기 - 30㎝ 이상
  4. 절연조치 하지 않은 전선 - 10㎝ 이상
(정답률: 66%)
  • 액화석유가스는 불안정한 가스이기 때문에 가스배관과 전기설비 사이의 이격거리를 충분히 확보하여 안전을 유지해야 합니다. 따라서, 전기계량기와 가스배관 사이의 이격거리는 60㎝ 이상이어야 합니다. 이는 전기계량기가 가스배관과 충분히 떨어져 있어서 가스배관에서 발생할 수 있는 화재나 폭발 등의 위험으로부터 전기계량기를 보호하기 위함입니다. 나머지 보기들은 모두 전기설비와 가스배관 사이의 이격거리를 나타내는데, 전기접속기는 20㎝ 이상, 전기개폐기는 30㎝ 이상, 절연조치 하지 않은 전선은 10㎝ 이상이어야 합니다.
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69. 액화석유가스의 집단 공급시설 중 소형 저장탱크에는 그 내용적의 몇 % 를 넘지 않도록 충전하여야 하는가?

  1. 0%
  2. 85%
  3. 90%
  4. 95%
(정답률: 67%)
  • 액화석유가스는 압력이 낮아지면 기체에서 액체로 변화하게 되는데, 이때 액체와 기체가 혼합되어 폭발 위험이 있기 때문에 소형 저장탱크에는 최대 85%까지만 충전해야 안전합니다. 따라서 정답은 85%입니다.
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70. 다음 중 의료용 산소용기의 도색 및 표시가 바르게 된 것은?

  1. 백색으로 도색 후 흑색 글씨로 산소라고 표시한다.
  2. 녹색으로 도색 후 백색 글씨로 산소라고 표시한다.
  3. 백색으로 도색 후 녹색 글씨로 산소라고 표시한다.
  4. 녹색으로 도색 후 흑색 글씨로 산소라고 표시한다.
(정답률: 79%)
  • 백색은 의료용 산소용기의 색상 중 하나이며, 산소라는 글씨는 녹색으로 표시하는 것이 바르다. 이는 국제적으로 표준화된 색상과 표시 방법이며, 환자의 안전을 위해 정확한 표시가 필요하기 때문이다.
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71. 도시가스제조소의 가스누출통보설비로서 가스경보기 검지부의 설치장소로 옳은 곳은?

  1. 증기, 물방울, 기름 섞인 연기 등의 접촉부위
  2. 주위의 온도 또는 복사열에 의한 열이 40도 이하가 되는 곳.
  3. 설비 등에 가려져 누출가스의 유동이 원활하지 못한 곳.
  4. 차량 또는 작업 등으로 인한 파손 우려가 있는 곳.
(정답률: 69%)
  • 가스누출통보설비는 가스가 누출될 경우 즉시 경보를 울리고 대처할 수 있도록 설치하는 것입니다. 이때 가스경보기 검지부는 가스가 누출될 때 즉각적으로 감지하여 경보를 울리는 역할을 합니다. 따라서 이 검지부는 가스가 누출될 가능성이 높은 곳에 설치해야 합니다. 주위의 온도나 복사열이 높은 곳에 설치하면 가스가 누출될 때 검지부가 올바르게 작동하지 않을 수 있으므로, 주위의 온도 또는 복사열에 의한 열이 40도 이하가 되는 곳에 설치하는 것이 적절합니다.
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72. 배기가스의 실내 누출로 인하여 질식사 고가 발생하는 것을 방치하기 위하여 반드시 전용 보일러실에 설치하여야 하는 가스보일러는?

  1. 강제급·배기식 (FF) 가스보일러
  2. 반밀폐식 가스보일러
  3. 옥외에 설치한 가스보일러
  4. 전용 급기통을 부착시키는 구조로 검사에 합격한 강제배기식 가스보일러
(정답률: 60%)
  • 반밀폐식 가스보일러는 외부 공기를 통해 연소공기를 공급받고, 연소가스를 배기로 배출하는 방식으로 작동합니다. 이에 비해 강제급·배기식 (FF) 가스보일러는 실내 공기를 흡입하여 연소에 필요한 공기를 공급하고, 배기가스를 실외로 배출하는 방식으로 작동합니다. 따라서 반밀폐식 가스보일러는 실내 누출로 인한 위험이 적어 안전성이 높다고 할 수 있습니다.
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73. 도시가스 배관에 대한 용어 정의가 옳지 않게 짝지어진 것은?

  1. 배관 - 본관, 공급관 및 내관
  2. 본관 - 도시가스제조사업소의 부지경계에서 정압기까지에 이르는 배관
  3. 사용자 공급관 - 공급관 중 가스사용자가 소유하거나 점유하고 있는 토지 안에 설치된 도시가스사업자의 가스차단 장치에서 가스사용자가 구분하여 소유하거나 점유하는 건축물의 외벽에 설치된 계량기의 전단밸브까지에 이르는 배관
  4. 내관 - 공동주택 등으로서 가스사용자가 구분하여 소유하거나 점유하고 있는 건축물의 외벽에 계량기가 설치된 경우에는 그 계량기의 전단밸브, 계량기가 건축물의 내부에 설치된 경우에는 건축물의 외벽에서 연소기까지에 이르는 배관
(정답률: 60%)
  • 사용자 공급관은 가스사용자가 소유하거나 점유하는 건축물의 외벽에 설치된 계량기의 전단밸브까지에 이르는 배관을 의미한다.
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74. 가스용 염화비닐 호스의 안지름을 종류별로 나열한 것 중 옳은 것은?

  1. 1종 : 6.3±0.7㎜
  2. 2종 : 9.5±0.9㎜
  3. 3종 : 12.7± 1.2㎜
  4. 4종 : 25.4±1.27㎜
(정답률: 66%)
  • 가스용 염화비닐 호스는 안전상의 이유로 종류별로 안지름이 다르게 제작됩니다. 안지름이 큰 호스일수록 더 많은 가스를 운반할 수 있습니다. 따라서, 1종은 안지름이 가장 작고 4종은 안지름이 가장 큽니다. 1종의 안지름은 6.3±0.7㎜로, 이는 6.3㎜에서 0.7㎜ 범위 내에서 변동할 수 있다는 뜻입니다.
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75. 고압가스 운반기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 염소와 아세틸렌, 암모니아는 동일차량에 적재운반해서는 아니 된다.
  2. 2개 이상의 탱크를 동일 차행에 고정 운반할 때는 탱크마다 탱크 주밸브를 설치하여야 한다.
  3. 가연성 가스와 산소는 동일차량에 적재 운반할 수 없다.
  4. 충전용기를 차량에 적재하여 운반하는 때에는 “위험 고압가스”라는 표시를 하여야 한다.
(정답률: 61%)
  • 가연성 가스와 산소는 동일차량에 적재 운반할 수 없다는 설명이 틀린 것이다. 이는 오히려 가연성 가스와 산소를 함께 적재 운반하는 것이 일반적이며, 이를 위해 특별한 안전장치가 필요하다. 가연성 가스와 산소가 혼합되면 폭발 위험이 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 적절한 안전장치를 갖춘 차량을 사용해야 한다.
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76. 산소기체가 40ℓ의 용기에 27'℃, 150 atm으로 압축 저장되어 있다. 이 용기에는 몇 kg의 산소가 충전되어 있는가?

  1. 6.8
  2. 7.8
  3. 9.6
  4. 10.6
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    PV = nRT

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

    먼저, 압력을 기압과 압축된 산소기체의 압력의 합으로 나타내야 합니다.

    150 atm = 1 atm + x

    x = 149 atm

    따라서, 용기 안의 산소기체의 압력은 149 atm입니다.

    다음으로, 온도를 절대온도로 변환해야 합니다.

    273 + 27 = 300 K

    이제 이상기체 상태방정식을 이용하여 몰수를 구할 수 있습니다.

    n = PV / RT

    n = (149 atm * 40 L) / (0.0821 L·atm/mol·K * 300 K)

    n = 1.95 mol

    마지막으로, 몰수를 질량으로 변환해야 합니다.

    m = n * M

    여기서 M은 산소의 분자량입니다.

    M = 32 g/mol

    m = 1.95 mol * 32 g/mol

    m = 62.4 g

    따라서, 용기 안에는 62.4 g = 0.0624 kg의 산소가 충전되어 있습니다.

    하지만, 문제에서는 소수점 첫째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 0.0624 kg을 반올림하여 0.1 kg 단위로 나타내면 0.1 kg * 78 = 7.8 kg가 됩니다.
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77. 냉동기 냉매설비의 내압시험 압력의 기준은?

  1. 누출시험 압력의 1.5배 이상의 압력
  2. 상용 압력의 1.5배 이상의 압력
  3. 설계 압력의 1.5배 이상의 압력
  4. 최대사용 압력의 1.5배 이상의 압력
(정답률: 59%)
  • 냉동기 냉매설비의 내압시험은 설계압력의 1.5배 이상의 압력으로 시행됩니다. 이는 설계압력 이상으로 시험을 진행하여, 설비가 안전하게 운전될 수 있는지 확인하기 위함입니다. 냉매설비는 냉매가 포함된 고압 용기로, 누출이 발생할 경우 큰 사고로 이어질 수 있기 때문에, 내압시험은 매우 중요한 과정입니다. 따라서, 설계압력의 1.5배 이상의 압력으로 시험을 진행하여, 안전한 운전을 보장합니다.
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78. 소형저장탱크에 의한 액화석유가스 사용시설에서 호스의 길이는 연소기까지 얼마로 하여야 하는?

  1. 3m 이내
  2. 3m 이상
  3. 5m 이내
  4. 5m 이상
(정답률: 45%)
  • 액화석유가스는 고압으로 저장되어 있기 때문에 호스의 길이가 길어질수록 가스의 압력이 감소하게 됩니다. 따라서 호스의 길이가 길어질수록 연소기까지 가스가 제대로 공급되지 않을 가능성이 있습니다. 이에 따라 소형저장탱크에 의한 액화석유가스 사용시설에서 호스의 길이는 연소기까지 3m 이내로 설정해야 제대로 된 가스 공급이 가능합니다.
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79. 도시가스사업자는 공급하는 도시가스의 유해성분, 열량, 압력 및 연소성을 측정하여야 하는데 이 중 열량을 측정할 때의 시간 및 압력 측정의 위치가 각각 바르게 짝지어진 것은?

  1. 6시 30분부터 9시 사이 - 가스공급시설의 끝부분의 배관
  2. 매 2시간마다 - 가스홀더 출구
  3. 6시 30부터 20시 30분 사이 - 정압기 출구
  4. 17시부터 20시 30분 사이 - 배송기 출구
(정답률: 64%)
  • 열량 측정은 가스공급시설의 끝부분의 배관에서 이루어져야 합니다. 이유는 가스공급시설의 끝부분의 배관에서 측정된 열량은 실제 가스 사용자에게 공급되는 가스의 열량과 가장 유사하기 때문입니다. 따라서 다른 보기들은 열량 측정에 적합하지 않습니다.
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80. 가연성가스란 연소범위 중 하한농도가 몇 % 이하이거나, 상한과 하한의 차이가 몇 % 이상인 가스를 말하는가?

  1. 20, 10
  2. 10, 20
  3. 30, 10
  4. 20, 30
(정답률: 65%)
  • 가연성가스는 일정 농도 이상에서 공기와 혼합되면 폭발할 수 있는 가스를 말합니다. 따라서 연소범위의 하한농도가 낮을수록 가연성이 높아지며, 상한과 하한의 차이가 클수록 불안정한 가스로 분류됩니다. 따라서 하한농도가 10% 이하이거나 상한과 하한의 차이가 20% 이상인 가스를 가연성가스로 분류합니다. 따라서 정답은 "10, 20" 입니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 지름 75mm, 속도계수가 0.96인 노즐 이 지름 200mm인 관에 부착되어 물이 분출되고 있다. 관의 수두가 8.4m일 때 노즐 출구에서의 유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 6.2
  2. 12.3
  3. 24.6
  4. 48.2
(정답률: 48%)
  • 유속은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    v = (2gh)^0.5 / C

    여기서, v는 유속, g는 중력가속도, h는 수두, C는 속도계수입니다.

    주어진 값에 대입하면,

    v = (2 x 9.8 x 8.4)^0.5 / 0.96 = 12.3 (m/s)

    따라서, 정답은 12.3입니다.
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82. 요구되는 입력조건이 만족되면 그에 상응하는 출력신호가 발생되는 형태를 요구하는 것으로 입출력이 1:1 대응관계에 있는 시스템은 어떤 제어인가?

  1. 파일럿 제어
  2. 메모리 제어
  3. 조합 제어
  4. 시퀀스 제어
(정답률: 65%)
  • 파일럿 제어는 요구되는 입력조건이 만족되면 그에 상응하는 출력신호가 발생되는 형태를 요구하는 제어 방식 중 하나입니다. 이는 입출력이 1:1 대응관계에 있는 시스템에서 적용됩니다. 따라서 파일럿 제어가 정답입니다.
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83. 베크만 온도계는 어떤 종류의 온도계에 해당하는가?

  1. 바이메탈 온도계
  2. 유리 온도계
  3. 저항 온도계
  4. 열전대 온도계
(정답률: 49%)
  • 베크만 온도계는 유리 온도계에 해당합니다. 이는 베크만 온도계가 유리관 안에 액체 수은을 담고 있으며, 수은의 팽창과 수축으로 인해 온도를 측정하기 때문입니다.
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84. 다음 중 표준 유동율을 결정하는 방법이 아닌 것은?

  1. 용량 측정방법
  2. PVTt 측정방법
  3. Build Up 방법
  4. 유속분포 측정방법
(정답률: 45%)
  • 용량 측정방법은 유체의 용량을 측정하는 방법으로, 유동율을 결정하는 방법이 아닙니다. 유동율은 유체의 속도, 밀도, 점성 등을 고려하여 계산되는 값이며, PVTt 측정방법, Build Up 방법, 유속분포 측정방법은 이러한 요소들을 고려하여 유동율을 결정하는 방법입니다. 따라서 정답은 "용량 측정방법"입니다.
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85. 가스미터의 설치에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 화기와는 2m 이상의 우회거리를 유지하여야 한다.
  2. 수시로 환기가 가능한 장소에 설치하여야 한다.
  3. 지면으로부터 1m 이상 높이에 노출시켜 설치하여야 한다.
  4. 직사광선이나 빗물을 받을 우려가 있는 곳에 설치하는 경우에는 격납상자 내에 설치하고, 격납상자 내에 설치시는 설치 높이에 제한이 없다.
(정답률: 43%)
  • "지면으로부터 1m 이상 높이에 노출시켜 설치하여야 한다."가 옳지 않은 것이다. 가스미터는 지면으로부터 0.3m 이상 높이에 설치하여야 한다. 이는 가스미터가 물에 잠기거나 먼지 등으로 인해 손상을 받지 않도록 하기 위함이다.
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86. 할로겐, 과산화물 및 니트로기와 같은 전기음성도가 큰 작용기를 포함하는 분자에 특히 감도가 좋은 가스크로마토그래피 검출기는?

  1. 불꽃열이온검출기
  2. 불꽃이온화검출기
  3. 전자포획검출기
  4. 열전도도검출기
(정답률: 62%)
  • 전기음성도가 큰 작용기를 가진 분자들은 전자를 쉽게 포획할 수 있으며, 이 때 포획된 전자는 전자포획검출기에서 전류 신호로 감지됩니다. 따라서 전자포획검출기는 이러한 분자들을 민감하게 감지할 수 있어 가스크로마토그래피에서 많이 사용됩니다.
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87. 햄프슨식이 대표적이며 고압의 밀폐탱크에 적합한 액면계는?

  1. 차압석 액면계
  2. 기포식 액면계
  3. 방사선식 액면계
  4. 초음파식 액면계
(정답률: 64%)
  • 햄프슨식은 압력을 측정하기 위해 사용되는데, 이는 액면계 내부에 있는 액체의 높이 변화를 측정하여 압력을 계산하는 방식입니다. 따라서 고압의 밀폐탱크에서 사용하기에는 차압석 액면계가 적합합니다. 차압석 액면계는 두 개의 액체를 사용하여 압력을 측정하는데, 이는 높은 압력에서도 정확한 측정이 가능하며, 또한 액체와 액체 사이의 경계면을 측정하기 때문에 기포나 먼지 등이 섞인 환경에서도 정확한 측정이 가능합니다. 따라서 차압석 액면계가 고압의 밀폐탱크에서 사용하기에 가장 적합한 액면계입니다.
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88. 막식가스미터의 부동현상에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 가스가 미터를 통과하지만 지침이 움직이지 않는 고장
  2. 가스가 미터를 통과하지 못하는 고장
  3. 가스가 누출되고 있는 고장
  4. 가스가 통과될 때 미터가 이상음을 내는 고장
(정답률: 81%)
  • 막식가스미터는 가스가 흐르는 파이프 안에 있는 판막이 움직이면서 가스의 양을 측정하는데, 이 때 판막이 움직이지 않는 경우가 있다. 이는 일반적으로 가스 누출이나 미터의 파손이 아니라, 미터 내부에 있는 부동현상 때문에 발생한다. 부동현상은 가스의 유동성이 떨어지거나, 미터 내부에 공기가 혼입되어 발생하는데, 이 경우 미터를 분해하여 부동현상을 제거하거나, 미터를 교체해야 한다. 따라서 "가스가 미터를 통과하지만 지침이 움직이지 않는 고장"이 옳은 설명이다.
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89. 다음 중 편차에 대하여 가장 잘 설명한 것은?

  1. 목표치와 입력량 대한 차를 말한다.
  2. 기준압력과 사용압력의 차를 말한다.
  3. 목표치와 제어량의 차를 말한다.
  4. 목표치와 측정량의 차를 말한다.
(정답률: 43%)
  • 편차는 어떤 목표치나 기준값으로부터 얼마나 떨어져 있는지를 나타내는 값으로, 목표치와 제어량의 차를 말합니다. 즉, 목표치와 실제 값 사이의 차이를 의미합니다.
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90. 어떤 가스의 유량을 막식가스미터로 측정하였더니 65ℓ이었다. 표준가스미터로 측정하였더니 71ℓ이었다면 이 가스미터의 기차는 약 몇 %인가?

  1. -8.4%
  2. -9.2%
  3. -10.9%
  4. -12.5%
(정답률: 54%)
  • 가스미터의 기차는 실제 유량 대비 표준 유량의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 기차는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기차 = (표준 유량 - 실제 유량) / 표준 유량 x 100%

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    기차 = (71 - 65) / 71 x 100% = 8.45...%

    따라서 보기에서 가장 가까운 값은 "-8.4%" 이다. 그러나 이 값은 반올림한 값이므로 정확한 값은 "-8.45...%" 이다. 이 값은 "-9.2%" 와 가장 가까우며, 이는 반올림한 값이 "-9.2%" 이기 때문이다.
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91. 경사가 완만한 관에 의하여 교축되므로 압력손실이 적고 협잡물을 포함한 유체의 측정에 적합한 유량계는?

  1. 피토관 유랑계
  2. 플로노즐 유량계
  3. 벤투리 유량계
  4. 리피스 유랑계
(정답률: 46%)
  • 벤투리 유량계는 경사가 완만한 관에 의하여 교축되므로 압력손실이 적고, 유체의 속도를 측정하여 유량을 계산할 수 있기 때문에 협잡물을 포함한 유체의 측정에 적합합니다. 따라서, 벤투리 유량계가 정답입니다.
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92. 보일러에서 여러 대의 버너를 사용하여 연소실의 부하를 조절하는 경우 버너의 특성 변화에 따라 버너의 대수를 수시로 바꾸는데, 이때 사용하는 제어방식으로 가장 적당한 것은?

  1. 다변수제어
  2. 병렬제어
  3. 캐스케이드제어
  4. 비율제어
(정답률: 72%)
  • 캐스케이드제어는 여러 단계의 제어기를 사용하여 하나의 출력 변수를 제어하는 방식으로, 상위 단계의 제어기가 하위 단계의 제어기를 제어하면서 최종 출력 변수를 조절합니다. 이 방식은 여러 대의 버너를 사용하여 연소실의 부하를 조절하는 경우에 적합합니다. 상위 단계의 제어기는 연소실의 부하를 추정하고 하위 단계의 제어기는 각각의 버너를 제어하여 최종 출력 변수를 조절합니다. 이렇게 하면 버너의 특성 변화에 따라 버너의 대수를 수시로 바꾸는 것이 가능하며, 안정적인 제어가 가능합니다. 따라서 캐스케이드제어가 가장 적합한 제어방식입니다.
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93. 검교정 설비표준시스템에서 소닉 노즐 (sonic nozzle)의 특성에 크게 영향을 주는 스월 (swirl)을 줄이기 위하여 설치하는 스트레이너(strainer)의 적당한 설치 위치는?

  1. 노즐(nozzle) 입구에서 3D 이상 지점
  2. 노즐(nozzle) 입구에서 5D 이상 지점
  3. 노즐(nozzle) 입구에서 10D 이상 지점
  4. 노즐(nozzle) 입구에서 20D 이상 지점
(정답률: 60%)
  • 스트레이너는 유체 내부의 불순물을 걸러내는 역할을 하기 때문에, 노즐 입구에서 가능한 가까운 위치에 설치하는 것이 좋습니다. 그러나 스트레이너가 노즐 입구에 너무 가까이 설치되면 유체의 스월이 스트레이너에 의해 방해를 받아 불안정한 유동이 발생할 수 있습니다. 따라서 노즐 입구에서 일정 거리 이상 떨어진 위치에 스트레이너를 설치해야 합니다. 이때 적당한 거리는 노즐 직경의 몇 배인지로 표현하는데, 일반적으로는 노즐 입구에서 5D 이상 지점에 스트레이너를 설치하는 것이 적절합니다. 이는 스월을 최소화하면서도 스트레이너의 효과를 충분히 발휘할 수 있는 거리이기 때문입니다.
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94. 차압식 유랑계로 유량을 측정하는 경우 교축기구 전후의 차압이 20.25Pa일 때 유량이 25m3/h 이었다. 차압이 10.50Pa일 때 유량은 약 몇 m3/h인가?

  1. 13
  2. 18
  3. 35
  4. 48
(정답률: 39%)
  • 차압식 유랑계에서 유량과 차압은 다음과 같은 관계식으로 연결됩니다.

    Q = K√ΔP

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

    문제에서 ΔP가 20.25Pa일 때 Q가 25m3/h이므로,

    25 = K√20.25

    K = 25/√20.25

    K = 5

    따라서, 차압이 10.50Pa일 때의 유량은 다음과 같습니다.

    Q = 5√10.50

    Q ≈ 18

    따라서, 정답은 "18"입니다.
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95. 다음 중 일반적인 가스미터의 종류가 아닌 것은?

  1. 스크류석 가스미터
  2. 막식 가스미터
  3. 습식 가스미터
  4. 추량식 가스미터
(정답률: 70%)
  • 스크류석 가스미터는 일반적인 가스미터의 종류가 아닙니다. 이는 가스 유량을 측정하기 위해 회전하는 스크류석을 사용하는 원리로 작동하는 가스미터입니다. 일반적으로 사용되는 가스미터는 막식, 습식, 추량식 가스미터입니다.
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96. 다음 중 연당지로 검지할 수 있는 가스는?

  1. COCl2
  2. CO
  3. H2S
  4. HCN
(정답률: 69%)
  • 연당지 검지는 화학 반응을 이용하여 가스를 검출하는 방법입니다. 연당지에 가스가 흡수되면 색이 변하게 되어 검출할 수 있습니다.

    이 중에서 연당지로 검지할 수 있는 가스는 H2S입니다. 이유는 H2S는 연당지와 반응하여 검은색의 난연성 황화철(II)을 생성하기 때문입니다. COCl2, CO, HCN은 연당지와 반응하지 않으므로 검지할 수 없습니다.
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97. 서미스터(thermistor)의 특징을 바르게 설명한 것은?

  1. 온도계수가 작으며 응답속도가 빠르다.
  2. 온도상승에 따라 저항치가 감소한다.
  3. 감도는 크나 미소한 온도차 측정이 어렵다.
  4. 수분 흡수 시에도 오차가 발생하지 않는다.
(정답률: 56%)
  • 서미스터는 온도에 따라 저항값이 변화하는 반도체 소자로, 온도상승에 따라 저항치가 감소합니다. 이는 반도체 소자 내부의 전자와 결합된 이온들이 열에 의해 진동하며 전자의 이동을 방해하기 때문입니다. 따라서 온도가 높아질수록 전자의 이동이 더 자유로워져 저항값이 감소하게 됩니다.
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98. 가스미터에 다음과 같이 표기 되어 있다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가스미터의 감도유량이 0.5리터이며 사용 최대유량은 시간당 1.5m3이다.
  2. 가스미터의 감도유량이 0.5리터이며 오차의 최대값은 시간당 1.5m3이다.
  3. 계량실의 1 주기 체적이 0.5리터이며 오차의 최대값은 시간당 1.5m3이다.
  4. 계량실의 1 주기 체적이 0.5리터이며 사용 최대유량은 시간당 1.5m3이다.
(정답률: 56%)
  • 계량실의 1 주기 체적이 0.5리터이며 사용 최대유량은 시간당 1.5m3이다.
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99. 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 낮으므로 감도는 좋지 않다.
(정답률: 65%)
  • 반도체식 가스누출 검지기는 가열된 반도체 센서를 이용하여 가스를 검출하는데, 이때 센서의 온도가 높을수록 응답속도가 빨라지기 때문에 가열해 줍니다. 따라서 "응답속도를 빠르게 하기 위해 가열해 준다."가 옳은 설명입니다.
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100. 연속 동작에 의한 제어 방식이 아닌 것은?

  1. 다위치 동작제어
  2. 비례 동작제어
  3. 적분 동작제어
  4. 중합 동작제어
(정답률: 50%)
  • 다위치 동작제어는 연속적인 동작이 아닌, 미리 정해진 여러 개의 위치 중 하나로 이동하는 제어 방식입니다. 따라서 연속 동작에 의한 제어 방식이 아닙니다. 비례 동작제어, 적분 동작제어, 중합 동작제어는 모두 연속적인 동작에 의한 제어 방식입니다.
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