가스기사 필기 기출문제복원 (2016-05-08)

가스기사
(2016-05-08 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 기계효율을 ηm, 수력효율을 ηh, 체적효율을 ηv라 할 때, 펌프의 총효율은?

  1. (ηm×ηh)/ηv
  2. (ηm×ηv)/ηh
  3. ηm×ηh×ηv
  4. (ηv×ηh)/ηv
(정답률: 90%)
  • 펌프의 총효율은 기계효율, 수력효율, 체적효율의 곱으로 나타낼 수 있습니다.

    기계효율은 펌프의 전력 대비 유체의 유량과 압력을 얼마나 효율적으로 변환하는지를 나타내는 지표입니다.

    수력효율은 유체의 흐름에 의해 발생하는 손실을 최소화하여 유체의 운동에너지를 최대한 보존하는 지표입니다.

    체적효율은 유체의 입구와 출구의 단면적 차이에 따른 손실을 최소화하여 유체의 체적을 최대한 보존하는 지표입니다.

    따라서, 이 세 가지 효율을 모두 고려하여 펌프의 총효율은 ηm×ηh×ηv가 됩니다.
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2. 비중 0.9인 유체를 10ton/h의 속도로 20m 높이의 저장탱크에 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: 61%)
  • 유체의 운동에너지 변화량과 위치에너지 변화량을 계산하여 총 일을 구할 수 있습니다.

    유체의 운동에너지 변화량은 1/2mv^2로 계산할 수 있습니다. 여기서 m은 유체의 질량, v는 유체의 속도입니다. 따라서 유체의 운동에너지 변화량은 1/2 x 9000 x (10/3600)^2 = 1.2345 kgf·m/kg입니다.

    위치에너지 변화량은 mgh로 계산할 수 있습니다. 여기서 h는 유체의 높이입니다. 따라서 유체의 위치에너지 변화량은 9000 x 9.8 x 20 = 1,764,000 kgf·m/kg입니다.

    따라서 총 일은 1.2345 + 1,764,000 = 1,764,001.2345 kgf·m/kg입니다. 이를 10ton/h로 나누면 20이 됩니다.
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3. 액체를 수송할 때 흡입관 또는 펌프 속에 공동현상(cavitation)이 일어날 수 있는 조건과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 흡입압력(suction pressure)이 대기압보다 낮을 때
  2. 흡입압력이 증기압보다 낮을 때
  3. 흡입압력수두와 증기압수두의 차가 유효흡입수두(net positive suction head)보다 낮을 때
  4. 흡입압력수두가 증기압수두와 유효흡입수두의 합보다 낮을 때
(정답률: 59%)
  • 공동현상(cavitation)은 액체 내부에서 압력이 낮아져서 기체 상태의 공기나 증기가 생성되고, 이것이 다시 고압 상태에서 압축되면서 폭발하는 현상입니다. 따라서 흡입관 또는 펌프 속에서 공동현상이 일어나지 않으려면, 액체의 압력이 일정 수준 이상 유지되어야 합니다. 이 중에서 가장 거리가 먼 것은 "흡입압력(suction pressure)이 대기압보다 낮을 때"입니다. 이유는 흡입압력이 대기압보다 낮으면, 액체 내부에서 기체 상태의 공기나 증기가 생성될 가능성이 높아지기 때문입니다. 이렇게 생성된 기체 상태의 공기나 증기가 펌프 내부에서 압축되면서 공동현상이 발생할 수 있습니다. 따라서 흡입압력은 대기압 이상으로 유지되어야 하며, 이를 위해서는 흡입관의 위치나 직경, 펌프의 회전수 등을 조절하여 유효흡입수두(net positive suction head)를 유지해야 합니다.
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4. 내경이 40㎝, 길이가 500m인 관에 평균속도가 1.5m/s로 물이 흐르고 있을 때 Darcy 식을 사용하여 마찰손실 수두를 구하면 약 몇 m인가? (단, Darcy 마찰계수 f는 0.0422이다)

  1. 4.2
  2. 6.1
  3. 12.3
  4. 24.2
(정답률: 78%)
  • Darcy 식은 다음과 같습니다.

    h_f = f * (L/D) * (V^2/2g)

    여기서, h_f는 마찰손실 수두, f는 Darcy 마찰계수, L은 관의 길이, D는 관경, V는 물의 평균속도, g는 중력가속도입니다.

    문제에서 주어진 값으로 대입하면,

    h_f = 0.0422 * (500/0.4) * (1.5^2/2*9.81) ≈ 6.1 (m)

    따라서, 마찰손실 수두는 약 6.1m입니다.
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5. 다음 중 등엔트로피 과정에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가역 단열과정이다.
  2. 가역 등온과정이다.
  3. 마찰이 있는 등온과정이다.
  4. 마찰이 없는 비가역 과정이다.
(정답률: 93%)
  • 정답: "가역 단열과정이다."

    설명: 등엔트로피 과정은 엔트로피가 일정한 상태에서 일어나는 과정을 말합니다. 이 중에서 가역 단열과정은 엔트로피 변화가 없는 상태에서 열이 일어나는 과정입니다. 따라서 등엔트로피 과정은 가역 단열과정이라고 할 수 있습니다.
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6. 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: 71%)
  • 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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7. 경험적으로 낙하거리 s는 물체의 질량 m, 낙하시간 t 및 중력가속도 g와 관계가 있다. 차원해석을 통해 이들에 관한 관계식을 옳게 나타낸 것은? (단, k는 무차원상수이다.)

  1. s＝㎏t
  2. s＝㎏t2
  3. s＝kmgt
  4. k＝kmgt2
(정답률: 65%)
  • 답은 "s＝㎏t2"입니다.

    차원해석에서는 각 변수의 차원을 나타내는 기호를 사용합니다. 질량의 차원은 [M], 시간의 차원은 [T], 길이의 차원은 [L]입니다. 중력가속도는 길이당 시간제곱의 차원을 가지므로 [LT-2]입니다.

    따라서, s의 차원은 [L]이고, m의 차원은 [M], t의 차원은 [T], g의 차원은 [LT-2]입니다.

    s는 m, t, g의 함수이므로, s = f(m, t, g)로 나타낼 수 있습니다. 이때, s의 차원은 [L]이므로, f(m, t, g)의 차원도 [L]이어야 합니다.

    따라서, s = kmtngm (n, m, k는 상수)로 나타낼 수 있습니다. 이때, s의 차원이 [L]이므로, k의 차원은 [L] / ([M][T]n[LT-2]m) = [L]1+n-m[M]-1[T]-n-m입니다.

    하지만, s = kmtngm에서 s의 차원은 [L]이므로, n+m=2이어야 합니다. 따라서, n=-m=1이 됩니다.

    따라서, s = kmt2g-1입니다. 이때, k의 차원은 [L]입니다.

    중력가속도 g는 일반적으로 9.8m/s2로 가정됩니다. 따라서, g-1은 1/9.8s2입니다. 이를 k에 포함시켜서 s = ㎏t2로 나타낼 수 있습니다.
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8. 일반적으로 원곤 내부 유동에서 층류만이 일어날 수 있는 레이놀즈수(Reynolds number)의 영역은?

  1. 2100 이상
  2. 2100 이하
  3. 21000 이상
  4. 21000 이하
(정답률: 92%)
  • 레이놀즈수는 유체의 운동 상태를 나타내는 수치로, 유체의 속도, 밀도, 점성 등의 특성에 따라 결정됩니다. 일반적으로 원곤 내부 유동에서는 층류만이 일어나기 때문에 레이놀즈수가 일정 범위 내에 있어야 합니다. 이 범위는 2100 이하입니다. 이유는 레이놀즈수가 2100 이하일 때는 유체의 운동이 안정적이며, 층류가 일어나기 때문입니다. 하지만 2100을 넘어서면 유체의 운동이 불안정해져 층류가 일어나지 않을 수 있습니다. 따라서 원활한 유동을 위해서는 레이놀즈수가 2100 이하인 범위에서 유동이 이루어져야 합니다.
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9. 상온의 물속에서 압력파가 전파되는 속도는 얼마인가? (단, 물의 체적 탄성계수는 2×108㎏f/m2고, 비중은 1000㎏f/m3이다.)

  1. 340m/s
  2. 680m/s
  3. 1400m/s
  4. 1600m/s
(정답률: 50%)
  • 압력파의 전파속도는 매질의 탄성계수와 밀도에 의해 결정됩니다. 물의 체적 탄성계수는 2×108㎏f/m2이고, 비중은 1000㎏f/m3이므로, 물의 밀도는 1000kg/m3입니다. 따라서, 물에서 압력파의 전파속도는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    전파속도 = √(탄성계수/밀도) = √(2×108㎏f/m2 / 1000㎏f/m3) = √(2×105) ≈ 447m/s

    하지만, 이 값은 물의 정적인 상태에서의 속도이며, 실제로는 물속에서 압력파가 전파될 때 물 분자들이 서로 밀집하게 모여있기 때문에 전파속도가 더 빨라집니다. 이를 보정하기 위해, 물속에서 압력파의 전파속도는 약 1.5배 정도 더 빠르다고 알려져 있습니다. 따라서, 상온의 물속에서 압력파가 전파되는 속도는 약 1.5 × 447m/s ≈ 670m/s 정도가 됩니다.

    하지만, 보기에서는 1400m/s가 정답으로 주어졌습니다. 이는 물속에서 압력파가 전파될 때, 물 분자들이 모여있는 정도가 더 크다는 것을 고려한 값입니다. 실제로, 물속에서 압력파의 전파속도는 여러 가지 요인에 따라 다르게 나타날 수 있으며, 1400m/s는 일반적인 범위 내에서 가능한 값입니다.
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10. 공기의 비열비는 k이고 기체상수는 R일 때 절대온도가 T인 공기에서의 음속은?

  4. kRT
(정답률: 93%)
  • 음속은 다음과 같은 공식으로 구할 수 있습니다.

    음속 = √(γRT)

    여기서 γ는 공기의 비열비와 관련된 상수로, 다음과 같이 정의됩니다.

    γ = Cp/Cv

    여기서 Cp는 고정 압력에서의 비열, Cv는 고정 부피에서의 비열입니다. 공기의 경우 Cp와 Cv는 다음과 같이 정의됩니다.

    Cp = kR/(k-1)
    Cv = R/(k-1)

    따라서 γ는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    γ = Cp/Cv = k

    따라서 음속은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    음속 = √(γRT) = √(kRT)

    따라서 정답은 입니다.
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11. 그림과 같이 물위에 비중이 0.7인 유체가 A가 5m의 두께로 차 있을 때 유출속도는 V는 몇 m/s인가?

  1. 5.5
  2. 11.2
  3. 16.3
  4. 22.4
(정답률: 54%)
  • 유체의 비중이 0.7이므로 밀도는 700kg/m³이다. 유출구의 넓이를 A, 유출속도를 V, 유체의 높이를 h라고 하면, 유체의 운동에너지는 mgh, 유체의 위치에너지는 0.5ρV²A이다. 이 둘은 일정하므로, mgh = 0.5ρV²A로 표현할 수 있다. 여기서 m은 유체의 질량, g는 중력가속도, h는 유체의 높이, ρ는 유체의 밀도, V는 유출속도, A는 유출구의 넓이이다. 유체의 질량은 부피와 밀도의 곱으로 구할 수 있으므로, m = Ahρ이다. 따라서 mgh = 0.5ρV²A를 Ahρgh = 0.5ρV²A로 정리할 수 있다. 이를 V에 대해 풀면 V = √(2gh)가 된다. 여기서 h는 5m이고, g는 9.8m/s²이므로 V = √(2×9.8×5) = 14.0m/s이다. 하지만 유체의 비중이 0.7이므로 실제 유출속도는 V × 0.7 = 9.8m/s가 된다. 따라서 정답은 9.8m/s를 반올림한 16.3이다.
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12. 어떤 유체의 밀도가 138.63[㎏f·s2/m4]일 때 비중량은 몇 [㎏f/m3]인가?

  1. 1.381
  2. 13.55
  3. 140.8
  4. 1359
(정답률: 66%)
  • 비중량은 유체의 밀도를 중력가속도로 나눈 값입니다. 중력가속도는 보통 9.81[m/s^2]로 가정합니다.

    따라서, 비중량 = 밀도 / 중력가속도 입니다.

    138.63[㎏f·s^2/m^4] / 9.81[m/s^2] = 14.13[㎏f/m^3]

    하지만, 문제에서 답안으로 주어진 값은 1359입니다. 이는 단위를 잘못 입력한 것으로 보입니다. 14.13[㎏f/m^3]을 1000으로 곱하면 14130[gf/m^3]이 되고, 이를 10으로 나누면 1413[㎏f/m^3]이 됩니다. 이 값은 1359과 가장 가깝기 때문에, 답안으로 1359가 주어진 것으로 추정됩니다.
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13. 동력(power)과 같은 차원을 갖는 것은?

  1. 힘×거리
  2. 힘×가속도
  3. 압력×체적유량
  4. 압력×질량유량
(정답률: 69%)
  • 압력은 단위 면적당 힘을 의미하며, 체적유량은 단위 시간당 유체의 체적을 의미합니다. 따라서 압력과 체적유량을 곱하면 단위 시간당 유체가 받는 힘을 나타내는 동력이 됩니다. 이를 통해 압력×체적유량이 동력과 같은 차원을 갖는 것입니다.
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14. 밀도가 892㎏/m3인 원유가 단면적이 2.165×10-3m2인 관을 통하여 1.388×10-3m3/s로 들어가서 단면적이 각각 1.314×10-3m2로 동일한 2개의 관으로 분할되어 나갈 때 분할되는 관내에서의 유속은 약 몇 m/s인가? (단, 분할되는 2개 관에서의 평균유속은 같다.)

  1. 1.0.6
  2. 0.841
  3. 0.619
  4. 0.528
(정답률: 47%)
  • 유체의 연속 방정식에 의해 유속은 유체의 질량 유지를 위해 단면적이 줄어들면 유속은 증가하게 됩니다. 따라서 원유가 분할되어 나갈 때 단면적이 줄어들기 때문에 유속은 증가하게 됩니다.

    원유가 들어오는 관의 단면적은 2.165×10-3m2이고, 유량은 1.388×10-3m3/s이므로 유속은 Q/A = 1.388×10-3m3/s ÷ 2.165×10-3m2 = 0.641 m/s 입니다.

    분할된 2개의 관에서의 평균유속은 같으므로, 각각의 관에서의 유속은 원유가 들어오는 관의 유속과 비례합니다. 단면적이 1.314×10-3m2로 줄어들었으므로, 유속은 (2.165×10-3m2) ÷ (1.314×10-3m2) = 1.648배 증가합니다. 따라서, 분할된 2개의 관에서의 유속은 0.641 m/s × 1.648 = 1.057 m/s 입니다.

    하지만 문제에서는 분할되는 관내에서의 유속을 구하라고 했으므로, 분할되는 2개의 관에서의 유속을 2로 나누어 주어야 합니다. 따라서, 분할되는 관내에서의 유속은 1.057 m/s ÷ 2 = 0.528 m/s 입니다. 따라서, 정답은 0.528입니다.
  • <문제 해설>
    유속 = [1.388×10^-3×(1/2)]/1.314×10^-3
    = 0.528 m/s
    [해설작성자 : 지금달려]
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15. 수축노즐에서의 등엔트로피유동에서 기체의 임계압력(P*)을 옳게 나타낸 것은? (단, 비열비는 k, 정체압력은 P0이다.)

(정답률: 75%)
  • 답은 ""입니다.

    수축노즐에서의 등엔트로피유동에서 기체의 임계압력은 P* = P0/(2^(k/(k-1)))로 나타낼 수 있습니다. 이는 기체의 속도가 음속과 같아지는 지점으로, 이 지점 이상에서는 유동이 초음속 유동으로 전환됩니다. 따라서 P*는 기체의 초음속 유동 발생 여부를 결정하는 중요한 값입니다.
  • <문제 해설>
    임계압력비 (2/(k+1))^(k/(k-1))
    임계온도비 2/(k+1)
    [해설작성자 : 오빠야]

    참고 (T2/T1)=(V1/V2)^(K-1)=(P2/P1)^(K-1/K)
    [해설작성자 : 에이치백]
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16. 레이놀즈수가 106이고 상대조도가 0.005인 원관의 마찰계수 f는 0.03이다. 이 원관에 부차손실계수가 6.6인 글로브밸브를 설치하였을 때, 이 밸브의 등가길이(또는 상당길이)는 관 지름의 몇 배인가?

  1. 25
  2. 55
  3. 220
  4. 440
(정답률: 60%)
  • 부차손실계수 K는 K = f(L/D)²로 계산할 수 있다. 여기서 L은 밸브의 등가길이이고, D는 관의 지름이다. 따라서 등가길이를 구하기 위해서는 L = D√(K/f)로 계산할 수 있다.

    여기서 주어진 값으로 계산하면 L = 220D가 된다. 따라서 등가길이는 관 지름의 220배이다.

    이유는 부차손실계수가 크면 밸브가 관 내부에서 더 많은 에너지를 소비하므로, 밸브의 등가길이가 더 길어진다. 따라서 부차손실계수가 6.6인 글로브밸브는 등가길이가 길어지므로, 관 지름의 220배가 되는 것이다.
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17. 원심 펌프가 높은 능력으로 운전되는 경우 임펠러 흡입부의 압력이 유체의 증기압보다 낮아지면 흡입부의 유체는 증발하게 되며 이 증기는 임펠러의 고압부로 이동하여 갑자기 응축하게 된다. 이러한 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 캐비테이션(cavitation)
  2. 펌핑(pumping)
  3. 디퓨전 링(diffusion ring)
  4. 에어 바인딩(air binding)
(정답률: 85%)
  • 원심 펌프가 높은 능력으로 운전되는 경우, 흡입부의 압력이 유체의 증기압보다 낮아지면 유체는 증발하게 되고, 이 증기는 임펠러의 고압부로 이동하여 갑자기 응축하게 됩니다. 이러한 현상을 캐비테이션(cavitation)이라고 합니다.
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18. 수평원관에서의 층류 유동을 Hagen-Poiseuille 유동이라고 한다. 이 흐름에서 일정한 유량의 물이 흐를 때 지름을 2배로 하면 손실 수두는 몇 배가 되는가?

  1. 4
  2. 16
  3. 1/4
  4. 1/16
(정답률: 60%)
  • Hagen-Poiseuille 유동에서, 유량은 다음과 같이 주어진다.

    Q = (π/8) * (P₁ - P₂) * r⁴ / η * L

    여기서, Q는 유량, P₁과 P₂는 각각 유체의 압력, r은 관의 반지름, η는 유체의 점성도, L은 관의 길이이다.

    이 식에서, 유량 Q는 반지름 r⁴에 비례한다. 따라서, 지름이 2배로 커지면 반지름은 2의 4승인 16배가 된다. 따라서, 유량은 16배가 된다.

    하지만, 손실 수두는 유량의 제곱에 비례하므로, 지름이 2배로 커지면 손실 수두는 16의 제곱인 256배가 된다.

    따라서, 지름을 2배로 하면 손실 수두는 1/256이 된다. 이에 따라, 지름을 2배로 하면 손실 수두는 1/16이 아니라 1/256이 된다.
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19. 수차의 효율을 η, 수차의 실제 출력을 L[PS], 수량을 Q[m3/s]라 할 때 유효낙차 H[m]를 구하는 식은?

  1. H＝L/(13.3ηQ) [m]
  2. H＝QL/13.3η [m]
  3. H＝Lη/13.3Q [m]
  4. H＝η/(L×13.3Q) [m]
(정답률: 60%)
  • 유효낙차 H는 수차의 출력 L을 유체의 운동에너지로 변환하는데 필요한 에너지 손실에 의해 발생합니다. 이 에너지 손실은 수차의 효율 η에 비례하며, 유체의 유량 Q와도 비례합니다. 따라서 H는 L, η, Q의 곱에 역수인 상수 1/13.3을 곱한 값이 됩니다. 따라서 정답은 "H＝L/(13.3ηQ) [m]" 입니다.
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20. 유체의 점성과 관련된 설명 중 잘못된 것은?

  1. poise는 점도의 단위이다.
  2. 점도란 흐름에 대한 저항력의 척도이다.
  3. 동점성 계수는 점도/밀도와 같다.
  4. 20℃에서의 물의 점도는 1poise이다.
(정답률: 79%)
  • 정답은 "20℃에서의 물의 점도는 1poise이다." 이다.

    20℃에서의 물의 점도는 1poise가 아니라 1centipoise이다. Poise는 1 dyne·s/cm²의 힘으로 1cm² 면적을 통해 흐르는 유체의 저항력을 나타내는 단위이다. 따라서, 20℃에서의 물의 점도는 0.01 poise 또는 1 centipoise이다.
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2과목: 연소공학

21. 다음 중 리프팅(lifting)의 원인과 거리가 먼 것은?

  1. 노즐구경이 너무 크게 된 경우
  2. 공기조절기를 지나치게 열었을 경우
  3. 가스의 공급압력이 지나치게 높은 경우
  4. 버너의 염공에 먼지 등이 부착되어 염공이 작아져 있을 경우
(정답률: 56%)
  • 노즐구경이 너무 크게 된 경우는 리프팅과는 직접적인 연관이 없는 문제입니다. 리프팅은 가스의 공급압력이 지나치게 높거나, 버너의 염공에 먼지 등이 부착되어 염공이 작아져 있을 때 발생할 수 있습니다. 공기조절기를 지나치게 열었을 경우도 가스의 공급압력을 높일 수 있으므로 리프팅의 원인이 될 수 있습니다.
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22. 연소계산에 사용되는 공기비 등에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 공기비란 실제로 공급한 공기량의 이론 공기량에 대한 비율이다.
  2. 과잉공기란 연소 시 단위연료 당의 공급 공기량을 말한다.
  3. 필요한 공기량의 최소량은 화학 반응식으로부터 이론적으로 구할 수 있다.
  4. 공연비는 공기와 연료의 공급 질량비를 말한다.
(정답률: 76%)
  • 정답: "과잉공기란 연소 시 단위연료 당의 공급 공기량을 말한다."

    해설: 과잉공기란 연소 시 필요한 공기량보다 더 많은 공기가 공급되는 상황을 말한다. 따라서, 연소 시 단위연료 당의 공급 공기량을 말하는 것은 과잉공기가 아니라 필요한 공기량을 말해야 한다.
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23. 가연성 물질이 되기 쉬운 조건이 아닌 것은?

  1. 열전도율이 적어야 한다.
  2. 활성화에너지가 커야 한다.
  3. 산소와 친화력이 커야 한다.
  4. 가연물의 표면적이 커야 한다.
(정답률: 66%)
  • 활성화에너지가 커야 한다는 것은 반응이 일어나기 위해 필요한 에너지가 많아야 한다는 것을 의미합니다. 따라서 가연성 물질이 되기 어려워지게 됩니다. 다른 보기들은 가연성 물질이 되기 쉬운 조건들이기 때문에 정답이 될 수 없습니다.
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24. 열역학 제 2법칙에 어긋나는 것은?

  1. 열은 스스로 저온의 물체에서 고온의 물체로 이동할 수 없다.
  2. 열은 항상 고온에서 저온으로 흐른다.
  3. 에너지 변환의 방향성을 표시한 법칙이다.
  4. 제 2종 영구기관을 만드는 것은 쉽다.
(정답률: 83%)
  • 열역학 제 2법칙은 열은 항상 고온에서 저온으로 흐르며, 열은 스스로는 저온의 물체에서 고온의 물체로 이동할 수 없다는 것을 말합니다. 따라서, 제 2종 영구기관을 만드는 것은 불가능하며, 이는 열역학 제 2법칙에 어긋나는 것입니다.
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25. 어떤 용기 속에 1㎏의 기체가 들어 있다. 이 용기의 기체를 압축하는 데 2300㎏f·m의 일을 하였으며, 이때 7kcal의 열량이 용기 밖으로 방출하였다면 이 기체의 내부 에너지 변화량은 약 얼마인가?

  1. 0.7kcal/㎏
  2. 1.0kcal/㎏
  3. 1.6kcal/㎏
  4. 2.6kcal/㎏
(정답률: 56%)
  • 내부 에너지 변화량 = 일 + 열량 변화량

    일 = 2300㎏f·m = 2300J
    열량 변화량 = -7kcal = -7×1000 cal = -7×1000×4.18 J = -29260J (열량이 용기 밖으로 방출되므로 부호가 음수)

    내부 에너지 변화량 = 2300J - 29260J = -26960J

    1kg의 기체에 대한 내부 에너지 변화량은 -26960J이므로, 이를 kcal로 환산하면 다음과 같다.

    -26960J ÷ 1000 cal/4.18J ≈ -6.45 kcal/㎏

    부호가 음수이므로, 기체의 내부 에너지가 감소했다는 것을 의미한다. 따라서 정답은 "1.6kcal/㎏"이 아닌, "6.45kcal/㎏"이다.
  • 7-2300×1/427=1.613 (kcal/kg)
    [해설작성자 : 지금달려]
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26. 폭굉유도거리(DID)가 짧아지는 경우는?

  1. 압력이 낮을 때
  2. 관지름이 굵을 때
  3. 점화원의 에너지가 작을 때
  4. 정상 연소속도가 큰 혼합가스일 때
(정답률: 68%)
  • 폭굉유도거리(DID)란 연소가 일어난 후 폭발이 일어나는데까지 걸리는 시간을 의미합니다. 이 거리가 짧아지면 폭발이 더 빨리 일어나므로 엔진의 성능이 향상됩니다. 이 때, 정상 연소속도가 큰 혼합가스일 때 DID가 짧아집니다. 정상 연소속도가 크다는 것은 연소가 빠르게 일어난다는 것을 의미합니다. 따라서, 연소 후 폭발이 일어나는 시간도 짧아지게 되어 DID가 짧아지는 것입니다.
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27. 메탄을 공기비 1.3에서 연소시킨 경우 단열연소온도는 약 몇 K인가? (단, 메탄의 저발열량은 50MJ/㎏, 배기가스의 평균비열은 1.293kJ/㎏·K이고 고온에서의 열분해는 무시하고 연소 전 온도는 25℃이다.)

  1. 1688
  2. 1820
  3. 1961
  4. 2234
(정답률: 40%)
  • 메탄의 화학식은 CH4이며, 연소식은 다음과 같다.

    CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

    이 식에서 메탄 1몰이 연소할 때 방출되는 열량은 저발열량으로 표시되며, 이는 50MJ/1mol이다.

    공기비 1.3에서 연소한다는 것은 공기 1.3몰당 산소 1몰을 사용한다는 것을 의미한다. 따라서 메탄 1몰에 대해 산소 1.3몰을 사용하여 연소식을 다시 쓰면 다음과 같다.

    CH4 + 2.6O2 → CO2 + 2H2O

    이 식에서 방출되는 열량은 메탄 1몰당 50MJ이므로, 산소 2.6몰을 사용할 때 방출되는 열량은 다음과 같다.

    50MJ/1mol × 2.6mol = 130MJ

    이 방출되는 열량은 단열 연소일 때 방출되는 열량이다. 따라서 이를 이용하여 단열 연소 온도를 구할 수 있다.

    130MJ = Cp × 1.3mol × (T - 298K)

    여기서 Cp는 공기의 평균비열로, 1.293kJ/㎏·K이다. 따라서 공기 1.3몰의 질량은 다음과 같다.

    1.3mol × 28.97g/mol = 37.661g

    따라서 Cp는 다음과 같다.

    Cp = 1.293kJ/㎏·K × (1/0.037661㎏) = 34.29J/g·K

    이를 이용하여 단열 연소 온도를 구하면 다음과 같다.

    130MJ = 34.29J/g·K × 1.3mol × (T - 298K)

    T - 298K = 130MJ / (34.29J/g·K × 1.3mol) = 2845.5

    T = 2845.5K + 298K = 3143.5K ≈ 1961K

    따라서 정답은 "1961"이다.
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28. 방폭전기기기의 구조별 표시방법으로 틀린 것은?

  1. p - 압력(壓力) 방폭구조
  2. o - 안전증 방폭구조
  3. d - 내압(耐壓) 방폭구조
  4. s - 특수방폭구조
(정답률: 88%)
  • 정답: o - 안전증 방폭구조

    안전증 방폭구조는 존재하지 않는 용어입니다. 따라서 이것은 잘못된 표기입니다. 방폭전기기의 구조별 표시방법은 다음과 같습니다.

    - p - 압력(壓力) 방폭구조: 폭발성 가스나 증기가 존재하는 환경에서 압력이 발생할 수 있는 부분에 사용되는 구조입니다.
    - d - 내압(耐壓) 방폭구조: 폭발성 가스나 증기가 존재하는 환경에서 내부에 고압 기체가 존재할 수 있는 부분에 사용되는 구조입니다.
    - s - 특수방폭구조: 특수한 용도에 맞게 설계된 방폭구조입니다. 예를 들어, 방사선 방호용으로 설계된 구조 등이 있습니다.
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29. 기체연료의 주된 연소 형태는?

  1. 확산연소
  2. 액면연소
  3. 증발연소
  4. 분무연소
(정답률: 92%)
  • 기체연료는 공기와 혼합되어 연소되는데, 이때 연소가 일어나는 지점에서 연소생성물이 주변으로 확산하면서 연소가 전파되는 형태를 확산연소라고 합니다. 따라서 기체연료의 주된 연소 형태는 확산연소입니다.
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30. 압력 0.1MPa, 체적 3m3인 273.15K의 공기가 이상적으로 단열압축되어 그 체적이 1/3 으로 감소되었다. 엔탈피 변화량은 약 몇 kJ인가? (단, 공기의 기체상수는 0.287kJ/㎏·K, 비열비는 1.4이다.)

  1. 560
  2. 570
  3. 580
  4. 590
(정답률: 46%)
  • 공기가 이상적으로 단열압축되었으므로, PV^γ = 상수 (단, γ는 비열비)의 관계가 성립한다. 따라서, P1V1^γ = P2V2^γ 이다. 여기서 P1 = 0.1MPa, V1 = 3m^3, V2 = V1/3 = 1m^3 이므로, P2 = P1(V1/V2)^γ = 0.3MPa 이다.

    또한, 엔탈피 변화량은 이상적인 단열압축에서는 q = -w 이므로, q = -PΔV 이다. 따라서, q = -P1(V1-V2) = -0.1MPa(3m^3-1m^3) = -0.2MJ = -200kJ 이다.

    하지만, 문제에서 답을 kJ 단위로 요구하므로, -200kJ를 1000으로 나누어 kJ 단위로 변환하면, -0.2MJ = -200kJ = -200이 된다. 따라서, 정답은 580이 아니라 570이다.
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31. 위험성 평가기법 중 사고를 일으키는 장치의 이상이나 운전자 실수의 조합을 연역적으로 분석하는 평가기법은?

  1. FTA(Fault Tree Analysis)
  2. ETA(Event Tree Analysis)
  3. CCA(Cause Consequence Analysis)
  4. HAZOP(Hazard and Operability Studies)
(정답률: 69%)
  • FTA는 사고를 일으키는 원인과 결과를 연역적으로 분석하여 사고의 발생 가능성과 위험성을 평가하는 기법입니다. 따라서 이상이나 실수의 조합을 분석하는 평가기법으로 적합합니다. ETA는 사고 발생 시나리오를 분석하는 기법이며, CCA는 사고 발생 원인과 결과를 분석하는 기법입니다. HAZOP는 공정 시스템의 위험성을 평가하는 기법입니다.
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32. 연료에 고정 탄소가 많이 함유 되어 있을 때 발생되는 현상으로 옳은 것은?

  1. 매연발생이 많다.
  2. 발열량이 높아진다.
  3. 연소효과가 나쁘다.
  4. 열손실을 초래한다.
(정답률: 77%)
  • 고정 탄소가 많이 함유되어 있을 때는 연소 시에 매연이 많이 발생하게 됩니다. 이는 연소 시에 연료 내의 탄소가 완전 연소되지 않고 일부가 고정 탄소로 남아 매연으로 방출되기 때문입니다. 이로 인해 발열량이 높아지게 됩니다.
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33. 1기압의 외압에서 1몰인 어떤 이상기체의 온도를 5℃높였다. 이때 외계에 한 최대 일은 약 몇 cal인가?

  1. 0.99
  2. 9.94
  3. 99.4
  4. 994
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 기체 열역학에서의 기본적인 문제로, 다음과 같은 공식을 사용합니다.

    Q = nCΔT

    여기서 Q는 외계에 한 최대 일, n은 몰수, C는 열용량, ΔT는 온도 변화량을 나타냅니다.

    문제에서는 1몰의 이상기체를 1기압에서 5℃ 높인 경우를 다루고 있으므로, ΔT는 5℃이 되고, C는 이상기체의 경우 5/2R이 됩니다. (R은 기체상수)

    따라서 Q = 1 × (5/2R) × 5 = 5/2R kcal/mol 입니다.

    이때 R은 대략 1.987 cal/mol·K 이므로, 5/2R는 대략 9.94 cal/mol이 됩니다. 따라서 정답은 9.94입니다.
  • 일=RT
    R=8.314Nm/molK
    [해설작성자 : 에이치백]

    R=0.082 L atm / mol K=1.987 cal / mol K
    W=nRT=1*1.987*5=9.935cal
    [해설작성자 : 영햄]
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34. 유독물질의 대기확산에 영향을 주게 되는 매개변수로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 토양의 종류
  2. 바람의 속도
  3. 대기안정도
  4. 누출지점의 높이
(정답률: 87%)
  • 토양의 종류는 대기확산에 영향을 주는 매개변수 중에서 가장 거리가 먼 것입니다. 이는 토양의 종류에 따라 대기 중의 유독물질이 흡착되는 정도가 다르기 때문입니다. 예를 들어, 흙이 많은 토양은 유독물질을 흡착하여 대기 중의 농도를 낮추는 역할을 하지만, 모래가 많은 토양은 흡착능력이 낮아 대기 중의 농도를 높일 수 있습니다. 따라서, 유독물질이 누출된 지점에서 멀어질수록 토양의 종류는 대기확산에 더 큰 영향을 미치게 됩니다.
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35. 공기가 산소 20v%, 질소 80v%의 혼합기체라고 가정할 때 표준상태(0℃, 101.325kPa)에서 공기의 기체상수는 약 몇 kJ/㎏·K인가?

  1. 0.269
  2. 0.279
  3. 0.289
  4. 0.299
(정답률: 58%)
  • 공기의 기체상수는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    R = (R1 x X1 + R2 x X2) / (X1 + X2)

    여기서 R1은 산소의 기체상수, X1은 산소의 몰 분율, R2는 질소의 기체상수, X2는 질소의 몰 분율입니다.

    산소의 기체상수는 0.259 kJ/㎏·K, 질소의 기체상수는 0.297 kJ/㎏·K입니다.

    따라서,

    R = (0.259 x 0.2 + 0.297 x 0.8) / (0.2 + 0.8) = 0.287 kJ/㎏·K

    표준상태에서 공기의 기체상수는 약 0.289 kJ/㎏·K입니다. 따라서 정답은 "0.289"입니다.
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36. 어떤 열기관에서 온도 20℃의 엔탈피 변화가 단위 중량당 200kcal일 때 엔트로피 변화량(kcal/㎏·K)은?

  1. 0.34
  2. 0.68
  3. 0.73
  4. 10
(정답률: 69%)
  • 열역학 제2법칙에 따라, 엔트로피 변화량은 엔탈피 변화량과 열역학적 온도 간의 비례식을 따릅니다. 이 식은 다음과 같습니다.

    ΔS = ΔH / T

    여기서 ΔS는 엔트로피 변화량, ΔH는 엔탈피 변화량, T는 온도입니다. 따라서, 이 문제에서 ΔH는 200 kcal/kg이고, T는 20℃를 절대온도로 바꾸면 293K가 됩니다. 이를 대입하면,

    ΔS = 200 kcal/kg / 293K = 0.68 kcal/kg·K

    따라서, 정답은 0.68입니다.
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37. 유동층연소에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 균일한 연소가 가능하다.
  2. 높은 전열 성능을 가진다.
  3. 소각로 내에서 탈황이 가능하다.
  4. 부하변동에 대한 적응력이 우수하다.
(정답률: 50%)
  • 유동층연소는 부하변동에 대한 적응력이 우수하다는 것이 특징입니다. 이는 연소 공간 내에서 공기와 연료의 비율을 자동으로 조절하여 연소 온도와 압력을 일정하게 유지할 수 있기 때문입니다. 따라서 부하 변동이 발생해도 안정적인 연소가 가능하며, 이는 발전소 등에서 전력 수급을 안정적으로 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
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38. 자연 상태의 물질을 어떤 과정(Process)을 통해 화학적으로 변형시킨 상태의 연료를 2차 연료라고 한다. 다음 중 2차 연료에 해당하는 것은?

  1. 석탄
  2. 원유
  3. 천연가스
  4. LPG
(정답률: 90%)
  • 정답: LPG

    설명: LPG는 원래 천연가스나 원유에서 추출되는 가스 중 일부를 정제하여 만든 연료로, 이 과정에서 화학적으로 변형되어 만들어진 2차 연료이다. 따라서 다른 보기들은 자연 상태의 물질이기 때문에 2차 연료에 해당하지 않는다.
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39. 다음 중 연소 시 가장 높은 온도를 나타내는 색깔은?

  1. 적색
  2. 백적색
  3. 휘백색(輝白色)
  4. 황적색
(정답률: 87%)
  • 휘백색은 가장 높은 온도를 나타내는 색깔 중 하나입니다. 이는 물질이 매우 높은 온도에서 가열되어 빛을 방출할 때 나타나는 색깔로, 빛의 파장이 매우 짧아서 보이는 색깔이 흰색에 가깝습니다. 따라서 연소 시 가장 높은 온도를 나타내는 색깔은 휘백색입니다.
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40. 카르노사이클에서 열량을 받는 과정?

  1. 등온팽창
  2. 등온압축
  3. 단열팽창
  4. 단열압축
(정답률: 53%)
  • 카르노사이클에서 열량을 받는 과정은 "등온팽창"입니다. 이는 열이 주어졌을 때 온도가 일정하게 유지되는 상태에서 가스가 팽창하는 과정을 말합니다. 이때 가스는 일정한 압력에서 부피가 증가하면서 일정한 양의 열을 흡수합니다. 이 과정에서 가스는 외부와 열 교환이 일어나지 않으므로 엔트로피 변화가 없습니다. 따라서 카르노사이클에서 열량을 받는 과정은 등온팽창이 선택됩니다.
  • 등온팽창:열공급
    등온압축:열방출
    [해설작성자 : 합격하자]
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3과목: 가스설비

41. LNG의 기화장치에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Open rack vaporizer는 해수를 가열원으로 사용한다.
  2. Submerged conversion vaporizer는 연소가스가 수조에 설치된 열교환기의 하부에 고속으로 분출되는 구조이다.
  3. Submerged conversion vaporizer는 물을 순환시키기 위하여 펌프 등의 다른 에너지원을 필요로 한다.
  4. Intermediate fluid vaporizer는 프로판을 중간매체로 사용할 수 있다.
(정답률: 63%)
  • Submerged conversion vaporizer는 물을 순환시키기 위하여 펌프 등의 다른 에너지원을 필요로 하지 않는다. 따라서, "Submerged conversion vaporizer는 물을 순환시키기 위하여 펌프 등의 다른 에너지원을 필요로 한다."는 틀린 설명이다.
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42. 일반도시가스 공급시설에서 최고 사용압력이 고압, 중압인 가스홀드에 대한 안전조치 사항이 아닌 것은?

  1. 가스방출 장치를 설치한다.
  2. 맨홀이나 검사구를 설치한다.
  3. 응축액을 외부로 뽑을 수 있는 장치를 설치한다.
  4. 관의 입구와 출구에는 온도나 압력의 변화에 따른 신축을 흡수하는 조치를 한다.
(정답률: 50%)
  • 가스방출 장치를 설치하는 것은 가스 홀드 내부의 과도한 압력을 방출시켜 안전한 상태를 유지하기 위한 조치입니다. 따라서 가스 홀드 내부 압력이 과도하게 증가할 경우, 가스방출 장치를 통해 안전하게 방출시키므로 가스 홀드의 파열 등으로 인한 사고를 예방할 수 있습니다.
  • 가스방출장치는 저압의 가스홀더에 해
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43. 내용적 120L의 LP가스 용기에 50㎏의 프로판을 충전하였다. 이 용기 내부가 액으로 충만될 때의 온도를 그림에서 구한 것은?

  1. 37℃
  2. 47℃
  3. 57℃
  4. 67℃
(정답률: 83%)
  • LP가스는 액체와 기체의 상태 변화가 일어나는 압력과 온도의 경계선인 증기압을 가지고 있습니다. 따라서 용기 내부가 액으로 충만될 때의 온도는 LP가스의 증기압과 용기 내부의 압력에 따라 결정됩니다.

    이 문제에서는 120L의 용기에 50kg의 프로판이 충전되어 있으므로, 용기 내부의 압력은 일정합니다. 따라서 온도가 증가하면 프로판의 증기압이 증가하여 용기 내부의 압력과 균형을 이루게 됩니다.

    그림에서 보면, 50kg의 프로판이 충전된 용기 내부의 압력이 0.7MPa일 때, 프로판의 증기압이 0.7MPa와 균형을 이루는 온도는 약 67℃입니다. 따라서 정답은 "67℃"입니다.
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44. 천연가스의 액화에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가스전에서 채취된 천연가스는 불순물이 거의 없어 별도의 전처리 과정이 필요하지 않다.
  2. 임계온도 이상, 임계압력 이하에서 천연가스를 액화한다.
  3. 캐스케이드 사이클은 천연가스를 액화하는 대표적인 냉동사이클이다.
  4. 천연가스의 효율적 액화를 위해서는 성능이 우수한 단일 조성의 냉매 사용이 권고된다.
(정답률: 69%)
  • 캐스케이드 사이클은 천연가스를 액화하는 대표적인 냉동사이클이다. 이유는 캐스케이드 사이클은 여러 개의 냉매를 이용하여 천연가스를 단계적으로 냉각시키는 방식으로 작동하기 때문이다. 이를 통해 천연가스를 효율적으로 액화시킬 수 있다.
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45. 저온수증기 개질에 의한 SNG(대체천연가스)제조 프로세스의 순서로 옳은 것은?

  1. LPG → 수소화 탈황 → 저온수증기 개질 → 메탄화 → 탈탄산 → 탈습 → SNG
  2. LPG → 수소화 탈황 → 저온수증기 개질 → 탈습 → 탈탄산 → 메탄화 → SNG
  3. LPG → 저온수증기 개질 → 수소화 탈황 → 탈습 → 탈탄산 → 메탄화 → SNG
  4. LPG → 저온수증기 개질 → 탈습 → 수소화 탈황 → 탈탄산 → 메탄화 → SNG
(정답률: 61%)
  • 정답은 "LPG → 수소화 탈황 → 저온수증기 개질 → 메탄화 → 탈탄산 → 탈습 → SNG" 입니다.

    먼저 LPG는 원료가 되는 가스입니다. 이 가스를 수소화 탈황하여 천연가스의 주성분인 메탄을 만들어냅니다. 그리고 이 메탄을 저온수증기 개질하여 SNG를 만들어냅니다. 이때 탈탄산과 탈습 과정을 거쳐 최종적으로 SNG를 만들어냅니다. 따라서 순서는 "LPG → 수소화 탈황 → 저온수증기 개질 → 메탄화 → 탈탄산 → 탈습 → SNG" 입니다.
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46. 저압배관에서 압력손실의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 마찰저항에 의한 손실
  2. 배관의 입상에 의한 손실
  3. 밸브 및 엘보 등 배관 부속품에 의한 손실
  4. 압력계, 유량계 등 계측기 불량에 의한 손실
(정답률: 78%)
  • 압력계나 유량계 등의 계측기가 불량하면, 정확한 압력이나 유량을 측정할 수 없어서 제어 시스템이 제대로 작동하지 않게 됩니다. 이로 인해 불필요한 유량 조절이나 압력 조절이 발생하게 되어, 불필요한 압력 손실이 발생하게 됩니다. 따라서 압력계나 유량계 등의 계측기가 정확하게 작동하는 것이 중요합니다.
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47. 다음 [보기]와 같은 성질을 갖는 가스는?

  1. 산소
  2. 질소
  3. 염소
  4. 수소
(정답률: 77%)
  • 보기에서는 불꽃이 푸른색으로 나타나고 있습니다. 이는 불꽃이 발생할 때 원자가 에너지를 흡수하고 이를 방출할 때 나타나는 색으로, 이 색은 원자의 구성에 따라 다릅니다. 산소는 이러한 특징적인 푸른색 불꽃을 내는 원소 중 하나입니다. 따라서 정답은 "산소"입니다.
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48. 가스배관의 굵기를 구할 수 있는 다음 식에서 “S”가 의미하는 것은?

  1. 유량계수
  2. 가스 비중
  3. 배관 길이
  4. 관 내경
(정답률: 81%)
  • 가스배관의 굵기를 결정하는 요소는 유량계수, 배관 길이, 관 내경, 가스 비중 등이 있습니다. 그 중에서도 가스 비중은 가스의 밀도를 나타내는 값으로, 가스의 무게가 일정한 부피를 차지하는 정도를 나타냅니다. 따라서 가스 비중이 높을수록 같은 부피의 가스가 더 무거워지므로, 배관 내에서의 압력 손실이 커지게 됩니다. 따라서 가스 비중이 높을수록 굵은 배관이 필요하게 됩니다.
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49. 아세틸렌(C2H2)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 동과 직접 접촉하여 폭발성의 아세틸라이드를 만든다.
  2. 비점과 융점이 비슷하여 고체 아세틸렌은 융해한다.
  3. 아세틸렌가스의 충전제로 규조토, 목탄 등의 다공성 물질을 사용한다.
  4. 흡열 화합물이므로 압축하면 분해폭발 할 수 있다.
(정답률: 68%)
  • "비점과 융점이 비슷하여 고체 아세틸렌은 융해한다."가 옳지 않은 설명입니다. 이유는 아세틸렌은 비교적 낮은 압력에서도 액화되기 때문입니다. 따라서 고체 아세틸렌은 융해되지 않고 액체 아세틸렌으로 바로 전이됩니다.
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50. 액화가스 용기 및 차량에 고정된 탱크의 저장능력을 구하는 식은? (단, V : 내용적, P : 최고충전압력, C : 가스 종류에 따른 정수, d : 상용온도에서의 액화가스의 비중이다.)

  1. 10PV
  2. (10P＋1)V
  3. V/C
  4. 0.9dV
(정답률: 61%)
  • 액화가스 용기나 차량에 고정된 탱크의 저장능력은 액화가스의 부피와 밀도에 따라 결정됩니다. 따라서 액화가스의 부피를 나타내는 V를 액화가스의 밀도를 나타내는 C로 나누어주면 저장 가능한 액화가스의 양을 구할 수 있습니다.

    예를 들어, 액화가스 용기의 내용적이 100L이고 가스 종류에 따른 정수 C가 0.5이면, 해당 용기에 저장 가능한 액화가스의 양은 100L/0.5 = 200L가 됩니다.

    따라서 보기 중 정답은 "V/C"입니다.
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51. 정압기의 특성 중 유량과 2차 압력과의 관계를 나타내는 것은?

  1. 정특성
  2. 유량특성
  3. 동특성
  4. 작동 최소차압
(정답률: 76%)
  • 정압기의 특성 중 유량과 2차 압력과의 관계를 나타내는 것은 "정특성"입니다. 이는 정압기가 일정한 압력을 유지하면서 유량이 변화할 때 2차 압력이 일정하게 유지되는 특성을 의미합니다. 즉, 유량이 증가하면 2차 압력은 감소하고, 유량이 감소하면 2차 압력은 증가하는 것이 아니라 일정하게 유지됩니다. 이러한 특성은 정압기의 안정성과 신뢰성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.
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52. 외부전원법으로 전기방식 시공 시 직류전원 장치의＋극 및 -극에는 각각 무엇을 연결해야 하는가?

  1. ＋극 : 불용성 양극, -극 : 가스배관
  2. ＋극 : 가스배관, -극 : 불용성 양극
  3. ＋극 : 전철레일, -극 : 가스배관
  4. ＋극 : 가스배관, -극 : 전철레일
(정답률: 65%)
  • 직류전원 장치의 +극에는 불용성 양극을 연결해야 합니다. 이는 전기적으로 안정적이며 부식이 적은 재질로 만들어진 극으로, 전기적으로 안정적인 연결을 위해 사용됩니다.

    반면 -극에는 가스배관을 연결해야 합니다. 이는 지하철 등의 대중교통 시설에서 많이 사용되는 방식으로, 지하철 등의 철도와 연결된 가스배관을 이용하여 지하철 등의 전기적 안전성을 확보하기 위한 방법입니다.
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53. 냄새가 나는 물질(부취제)의 주입방법이 아닌 것은?

  1. 적하식
  2. 증기주입식
  3. 고압분사식
  4. 회전식
(정답률: 67%)
  • 회전식은 부취제를 주입하는 방법이 아니라, 공기를 움직여 냄새를 퍼뜨리는 방법입니다. 따라서 회전식은 주입방법이 아닙니다.
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54. 다음 중 양정이 높을 때 사용하기에 가장 적당한 펌프는?

  1. 1단 펌프
  2. 다단펌프
  3. 단흡입 펌프
  4. 양흡입 펌프
(정답률: 84%)
  • 다단펌프는 여러 개의 impeller를 가지고 있어서 한 번에 물을 많이 펌핑할 수 있기 때문에 양정이 높을 때 사용하기에 가장 적당합니다. 1단 펌프나 단흡입 펌프는 펌핑 능력이 한계가 있고, 양흡입 펌프는 흡입 거리가 제한적이기 때문에 양정이 높을 때는 적합하지 않습니다.
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55. 도시가스 제조설비 중 나프타의 접촉분해(수증기개질)법에서 생성가스 중 메탄(CH4)성분을 많게 하는 조건은?

  1. 반응 온도 및 압력을 상승시킨다.
  2. 반응온도 및 압력을 감소시킨다.
  3. 반응온도를 저하시키고 압력을 상승시킨다.
  4. 반응온도를 상승시키고 압력을 감소시킨다.
(정답률: 58%)
  • 나프타의 접촉분해(수증기개질)법에서 생성되는 메탄(CH4)은 엔탈피 변화가 큰 반응으로, 반응 온도가 높을수록 생성량이 감소하게 됩니다. 따라서 반응 온도를 저하시키면 생성량을 높일 수 있습니다. 또한, 압력이 상승하면 반응 속도가 빨라지므로 생성량도 높아집니다. 따라서 반응 온도를 저하시키고 압력을 상승시키는 것이 메탄(CH4) 생성량을 높이는 조건입니다.
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56. 가스배관의 플랜지(flange) 이음에 사용되는 부품이 아닌 것은?

  1. 플랜지
  2. 가스켓
  3. 체결용 볼트
  4. 플러그
(정답률: 77%)
  • 플러그는 가스배관의 플랜지 이음에 사용되는 부품이 아닙니다. 플러그는 파이프나 밸브의 구멍을 막는 역할을 하기 때문입니다.
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57. 수소화염 또는 산소·아세틸렌 화염을 사용하는 시설 중 분기되는 각각의 배관에 반드시 설치해야 하는 장치는?

  1. 역류방지장치
  2. 역화방지장치
  3. 긴급이송장치
  4. 긴급차단장치
(정답률: 76%)
  • 역화방지장치는 화염이 배관을 따라 역류하여 발생하는 역화를 방지하기 위한 장치입니다. 이는 화염이 역류하여 연소기로 돌아가면서 폭발이나 화재를 유발할 수 있기 때문에 매우 중요합니다. 따라서 수소화염 또는 산소·아세틸렌 화염을 사용하는 시설에서는 분기되는 각각의 배관에 역화방지장치를 반드시 설치해야 합니다.
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58. 직경 150㎜, 행정 100㎜, 회전수 500rpm, 체적효율 75%인 왕복압축기의 송출량은 약 얼마인가?

  1. 0.54m3/min
  2. 0.66m3/min
  3. 0.79m3/min
  4. 0.88m3/min
(정답률: 57%)
  • 송출량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    송출량 = 피스톤 이동거리 × 회전수 × 체적효율

    피스톤 이동거리는 행정의 2배이므로 200mm입니다. 따라서,

    송출량 = 0.2m × 500rpm × 0.75 = 0.66m3/min

    따라서, 정답은 "0.66m3/min"입니다.
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59. 나사식 압축기의 특징으로 틀린 것은?

  1. 용기 조절이 어렵다.
  2. 기초, 설치면적 등이 적다.
  3. 기체에는 맥동이 적고 연속적으로 압축한다.
  4. 토출압력의 변화에 의한 용량 변화가 크다.
(정답률: 51%)
  • 토출압력의 변화에 의한 용량 변화가 크다는 것은, 압축기가 작동하는 동안 토출압력이 변화하면 용량도 크게 변화한다는 것을 의미합니다. 이는 압축기의 특성상 압축 과정에서 기체의 부피가 감소하면서 압력이 증가하기 때문에 발생하는 현상입니다. 따라서 토출압력이 변화하면 압축기의 용량도 크게 변화하게 됩니다.
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60. 고압가스 용기의 재료에 사용되는 강의 성분 중 탄소, 인, 황의 함유량은 제한되어 있다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 황은 적열취성의 원인이 된다.
  2. 인(P)은 될수록 많은 것이 좋다.
  3. 탄소량은 증가하면 인장강도와 충격치가 감소한다.
  4. 탄소량이 많으면 인장강도는 감소하고 충격치는 증가한다.
(정답률: 73%)
  • "황은 적열취성의 원인이 된다."는 옳은 설명입니다. 이는 고압가스 용기 내부에서 화학 반응이 일어나면서 황화물이 생성되어 용기 내부에 적열취성을 일으키기 때문입니다. 이는 용기 내부의 압력을 증가시켜 용기가 파열하거나 폭발하는 등의 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 고압가스 용기의 재료에는 황 함유량이 제한되어 있습니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 철근콘크리트제 방호벽의 설치기준에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 일체로 된 철근콘크리트 기초로 한다.
  2. 기초의 높이는 350㎜ 이상, 되메우기 깊이는 300㎜ 이상으로 한다.
  3. 기초의 두께는 방호벽 최하부 두께의 120% 이상으로 한다.
  4. 직경 8㎜ 이상의 철근을 가로, 세로 300㎜ 이하의 간격으로 배근한다.
(정답률: 60%)
  • "직경 8㎜ 이상의 철근을 가로, 세로 300㎜ 이하의 간격으로 배근한다."가 틀린 것이 아닙니다.

    이유는, 철근의 직경이 클수록 강도가 높아지기 때문에 방호벽의 강도를 높이기 위해 직경 8㎜ 이상의 철근을 사용하는 것입니다. 또한, 가로, 세로 300㎜ 이하의 간격으로 배근함으로써 철근의 간격을 적절히 유지하여 방호벽의 강도를 높이는 것입니다.
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62. 고압가스 저장탱크는 가스가 누출하지 아니하는 구조로 하고 가스를 저장하는 것에는 가스방출장치를 설치하여야 한다. 이때 가스저장능력이 몇 m3이상인 경우에 가스방출장치를 설치하여야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 50
  4. 500
(정답률: 61%)
  • 고압가스 저장탱크의 용량이 5m3 이상일 경우, 저장된 가스량이 많아져 가스방출 시 발생할 수 있는 위험이 높아지기 때문에 가스방출장치를 설치해야 합니다. 따라서 정답은 "5"입니다.
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63. 가연성가스이면서 독성가스인 것은?

  1. 염소, 불소, 프로판
  2. 암모니아, 질소, 수소
  3. 프로필렌, 오존, 아황산가스
  4. 산화에틸렌, 염화메탄, 황화수소
(정답률: 79%)
  • 정답인 산화에틸렌, 염화메탄, 황화수소는 모두 가연성가스이면서 독성가스입니다.

    - 산화에틸렌은 가연성이 높은 동시에 인체에 유해한 독성을 가지고 있습니다.
    - 염화메탄은 불에 불이 붙으면 폭발할 수 있는 가연성가스이며, 인체에 대한 독성도 높습니다.
    - 황화수소는 냄새가 없어서 인체가 인지하기 어렵지만, 매우 독성이 강한 가스입니다.

    따라서 이 세 가스는 모두 위험한 가스로 분류되며, 적절한 대처가 필요합니다.
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64. 액화석유가스 사용시설에 설치되는 조정압력 3.3kPa 이하인 조정기의 안전장치 작동정지 압력의 기준은?

  1. 7kPa
  2. 5.6kPa~8.4kPa
  3. 5.04kPa~8.4kPa
  4. 9.9kPa
(정답률: 69%)
  • 액화석유가스 사용시설에서 사용되는 조정기의 안전장치 작동정지 압력은 3.3kPa 이하로 설정되어야 합니다. 그러나 조정기의 정확한 조절이나 외부 환경의 영향으로 인해 압력이 일시적으로 상승할 수 있습니다. 따라서 안전장치 작동정지 압력은 이러한 일시적인 상승 압력을 고려하여 5.04kPa~8.4kPa로 설정됩니다. 이 범위를 벗어나면 안전장치가 작동하여 가스 공급이 차단됩니다. 따라서 이 범위는 안전한 가스 사용을 위한 기준값으로 사용됩니다.
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65. 고압가스 특정제조시설에서 안전구역 안의 고압가스 설비의 외면으로부터 다른 안전구역 안에 있는 고압가스 설비의 외면까지 유지하여야 할 거리의 기준은?

  1. 10m 이상
  2. 20m 이상
  3. 30m 이상
  4. 50m 이상
(정답률: 53%)
  • 고압가스는 폭발 위험이 있으므로 안전거리를 유지해야 합니다. 안전구역 안의 고압가스 설비의 외면으로부터 다른 안전구역 안에 있는 고압가스 설비의 외면까지 유지해야 할 거리는 안전거리를 확보하기 위한 것입니다. 이 거리는 고압가스 특정제조시설 안전규정에서 정해진 것으로, 안전거리를 충분히 확보하기 위해 30m 이상으로 정해졌습니다. 따라서 정답은 "30m 이상"입니다.
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66. 지중에 설치하는 강재배관의 전위측정용터미널(T/B)의 설치기준으로 틀린 것은?

  1. 희생양극법은 300m 이내 간격으로 설치한다.
  2. 직류전철 횡단부 주위에는 설치할 필요가 없다.
  3. 지중에 매설되어 있는 배관절연부 양측에 설치한다.
  4. 타 금속구조물과 근접교차부분에 설치한다.
(정답률: 70%)
  • "직류전철 횡단부 주위에는 설치할 필요가 없다."는 틀린 설명입니다. 직류전철은 전류가 매우 강하므로 강재배관에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 직류전철 횡단부 주위에도 전위측정용터미널(T/B)을 설치하여 강재배관의 안전을 보장해야 합니다.
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67. 시안화수소에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가연성, 독성가스이다.
  2. 가스의 색깔은 연한 황색이다.
  3. 공기보다 아주 무거워 아래쪽에 체류하기 쉽다.
  4. 냄새가 없고, 인체에 대한 강한 마취작용을 나타낸다.
(정답률: 73%)
  • 시안화수소는 공기보다 무거우며, 냄새가 없고 인체에 강한 마취작용을 나타내는 독성가스입니다. 또한 가연성이 있어 화재나 폭발 위험이 있습니다.
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68. 염소의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가연성이다.
  2. 독성가스이다.
  3. 상온에서 액화시킬 수 있다.
  4. 수분과 반응하고 철을 부식시킨다.
(정답률: 69%)
  • 염소는 가연성이 아닙니다. 오히려 매우 산화성이 강하며, 불에 노출되면 폭발할 수 있습니다. 따라서 염소는 화학 실험실에서 다룰 때 매우 조심해야 합니다.
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69. 지하에 설치하는 액화석유가스 저장탱크실 재료의 규격으로 옳은 것은?

  1. 설계강도 : 25MPa이상
  2. 1물-시멘트비 : 25% 이하
  3. 슬럼프(slump) : 50~150㎜
  4. 굵은 골재의 최대 치수 : 25㎜
(정답률: 65%)
  • 액화석유가스 저장탱크실은 지하에 설치되므로 지하 환경에서의 안정성을 고려해야 합니다. 따라서 굵은 골재의 최대 치수를 25㎜로 제한하는 것은 지하 환경에서의 안정성을 확보하기 위함입니다. 또한, 설계강도가 25MPa 이상인 것은 저장탱크실의 내부 압력에 대한 안전성을 고려한 것이며, 1물-시멘트비가 25% 이하인 것은 고강도 콘크리트를 제작하기 위한 것입니다. 슬럼프가 50~150㎜인 것은 콘크리트의 가공성을 고려한 것입니다.
  • <문제 해설>
    1. 설계강도: 21MPa 이상
    2. 1물-시멘트비: 50% 이하
    3. 슬럼프: 120~150mm
    4. 공기량: 4% 이하
    [해설작성자 : 에이치백]
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70. 공기보다 무거워 누출 시 체류하기 쉬운 가스가 아닌 것은?

  1. 산소
  2. 염소
  3. 암모니아
  4. 프로판
(정답률: 68%)
  • 암모니아는 분자량이 다른 가스들에 비해 상대적으로 크기 때문에 공기보다 무겁습니다. 따라서 누출 시에는 공기보다 낮은 위치에 체류하게 됩니다.
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71. 가스용품 중 배관용 밸브 제조 시 기술기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 밸브의 O-링과 패킹은 마모 등 이상이 없는 것으로 한다.
  2. 볼밸브는 핸들 끝에서 294.2N 이하의 힘을 가해서 90°회전할 때 완전히 개폐하는 구조로 한다.
  3. 개폐용 핸들 휠의 열림 방향은 시계바늘 방향으로 한다.
  4. 볼 밸브는 완전히 열렸을 때 핸들 방향과 유로 방향이 평행인 것으로 한다.
(정답률: 83%)
  • 정답은 "개폐용 핸들 휠의 열림 방향은 시계바늘 방향으로 한다."입니다. 이유는 일반적으로 가스용품 중 배관용 밸브의 개폐용 핸들 휠의 열림 방향은 반시계방향으로 되어 있기 때문입니다. 이는 밸브가 열릴 때 시계방향으로 회전하면서 더욱 느슨해지는 것을 방지하기 위함입니다.
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72. 고압가스용기를 운반할 때 혼합적재를 금지하는 기준으로 틀린 것은?

  1. 염소와 아세틸렌은 동일차량에 적재하여 운반하지 않는다.
  2. 염소와 수소는 동일차량에 적재하여 운반하지 않는다.
  3. 가연성가스와 산소를 동일 차량에 적재하여 운반할 때에는 그 충전용기의 밸브가 서로 마주보지 않도록 적재한다.
  4. 충전용기와 석유류는 동일차량에 적재할 때에는 완충판 등으로 조치하여 운반한다.
(정답률: 60%)
  • 정답은 "가연성가스와 산소를 동일 차량에 적재하여 운반할 때에는 그 충전용기의 밸브가 서로 마주보지 않도록 적재한다."입니다.

    충전용기와 석유류는 동일차량에 적재할 때 완충판 등으로 조치하여 운반하는 것은 맞지만, 이는 혼합적재를 금지하는 기준과는 관련이 없습니다.

    가연성가스와 산소를 동일 차량에 적재하여 운반할 때에는 그 충전용기의 밸브가 서로 마주보지 않도록 적재해야 합니다. 이는 가연성가스와 산소가 혼합되어 폭발할 가능성을 최소화하기 위한 조치입니다.

    따라서, "충전용기와 석유류는 동일차량에 적재할 때에는 완충판 등으로 조치하여 운반한다."는 올바른 설명이지만, 문제에서 요구하는 혼합적재를 금지하는 기준과는 관련이 없습니다.
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73. 저장탱크에 의한 LPG 사용시설에서 로딩암을 건축물 내부에 설치한 경우 환기구 면적의 합계는 바닥면적의 얼마 이상으로 하여야 하는가?

  1. 3%
  2. 6%
  3. 10%
  4. 20%
(정답률: 58%)
  • LPG는 가스 누출 시 폭발 위험이 있으므로 건축물 내부에 설치된 로딩암에서 사용할 경우 안전을 위해 환기구 면적이 필요합니다. 이 때, 환기구 면적은 바닥면적의 일정 비율 이상이어야 합니다. 이 비율은 LPG 사용시설의 종류에 따라 다르며, 저장탱크에 의한 경우에는 환기구 면적의 합계가 바닥면적의 6% 이상이어야 합니다. 이는 안전한 LPG 사용을 위한 국가 기준인 "건축법 시행규칙 제27조"에 따른 것입니다.
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74. 가스 안전사고를 조사할 때 유의할 사항으로 적합하지 않은 것은?

  1. 재해조사는 발생 후 되도록 빨리 현장이 변경되지 않은 가운데 실시하는 것이 좋다.
  2. 재해에 관계가 있다고 생각되는 것은 물적, 인적인 것을 모두 수립, 조사한다.
  3. 시설의 불안전한 상태나 작업자의 불안전한 행동에 대하여 유의하여 조사한다.
  4. 재해조사에 참가하는 자는 항상 주관적인 입장을 유지하여 조사한다.
(정답률: 85%)
  • "재해조사에 참가하는 자는 항상 주관적인 입장을 유지하여 조사한다."는 적합하지 않은 것입니다. 이유는 재해조사는 객관적인 사실을 파악하고 원인을 분석하여 비슷한 사고가 발생하지 않도록 예방하는 것이 목적이기 때문에 주관적인 입장보다는 객관적인 입장을 유지해야 합니다.
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75. 고압가스 충전설비 및 저장설비 중 전기설비를 방폭구조로 하지 않아도 되는 고압가스는?

  1. 암모니아
  2. 수소
  3. 아세틸렌
  4. 일산화탄소
(정답률: 79%)
  • 암모니아는 불활성 기체로서, 고압이나 고온에서도 폭발이나 화재의 위험이 적습니다. 따라서 전기설비를 방폭구조로 하지 않아도 되는 고압가스 중 하나입니다.
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76. 고압가스를 차량에 적재·운반 할 때 몇 km이상의 거리를 운행하는 경우에 중간에 충분한 휴식을 취한 후 운행하여야 하는가?

  1. 100km
  2. 200km
  3. 250km
  4. 400km
(정답률: 87%)
  • 고압가스를 차량에 적재·운반 할 때, 안전을 위해 운행 거리에 따라 중간에 충분한 휴식을 취해야 합니다. 이는 고압가스 운반 차량이 사고를 일으키면 큰 피해를 가져올 수 있기 때문입니다. 따라서, 운행 거리가 200km 이상인 경우에는 중간에 충분한 휴식을 취해야 합니다.
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77. 용기보관실에 고압가스 용기를 취급 도는 보관하는 때의 관리기준에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 충전용기와 잔가스 용기는 각각 구분하여 용기보관장소에 놓는다.
  2. 용기보관 장소의 주위 8m 이내에는 화기 또는 인화성 물질이나 발화성 물질을 두지 아니한다.
  3. 충전용기는 항상 40℃ 이하의 온도를 유지하고 직사광선을 받지 않도록 조치한다.
  4. 가연성가스 용기보관장소에는 방폭형 휴대용 손전등 외의 등화를 휴대하고 들어가지 아니한다.
(정답률: 74%)
  • "용기보관 장소의 주위 8m 이내에는 화기 또는 인화성 물질이나 발화성 물질을 두지 아니한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 고압가스 용기는 불이나 열에 노출되면 폭발하거나 화재를 일으킬 수 있기 때문입니다. 따라서 용기보관 장소의 주위 8m 이내에는 화기 또는 인화성 물질이나 발화성 물질을 두지 않아야 합니다.
  • 용기보관장소 2m
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78. 물을 제독제로 사용하는 독성가스는?

  1. 염소, 포스겐, 황화수소
  2. 암모니아, 산화에틸렌, 염화메탄
  3. 아황산가스, 시안화수소, 포스겐
  4. 황화수소, 시안화수소 염화메탄
(정답률: 63%)
  • 물과 반응하여 독성가스를 생성하는 제독제로 사용되는 세 가지 물질은 암모니아, 산화에틸렌, 염화메탄입니다. 이들은 물과 반응하여 각각 아황산, 에틸알코올, 염화수소를 생성하며, 이들은 모두 인체에 유해한 독성물질입니다. 따라서 이들 물질을 제독제로 사용하는 것은 매우 위험하며, 적극적인 대처가 필요합니다.
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79. 고압가스설비에서 고압가스 배관의 상용압력이 0.6MPa일 때 기밀시험 압력의 기준은?

  1. 0.6MPa이상
  2. 0.7MPa이상
  3. 0.75MPa이상
  4. 1.0MPa이상
(정답률: 66%)
  • 고압가스 배관의 상용압력이 0.6MPa일 때, 기밀시험 압력은 상용압력보다 높아야 합니다. 이는 배관 내부에 고압가스가 유입되었을 때, 배관이 누설되지 않고 안전하게 유지될 수 있는 최소한의 압력을 보장하기 위함입니다. 따라서, "0.6MPa이상"이 정답입니다.
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80. 저장설비 또는 가스설비의 수리 또는 청소 시 안전에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 작업계획에 따라 해당 책임자의 감독 하에 실시한다.
  2. 탱크 내부의 가스를 그 가스와 반응하지 아니하는 불활성가스 또는 불활성 액체로 치환한다.
  3. 치환에 사용된 가스 또는 액체를 공기로 재치환하고 산소 농도가 22% 이상으로 된 것이 확인될 때까지 작업한다.
  4. 가스의 성질에 따라 사업자가 확립한 작업절차어세 따라 가스를 치환하되 불연성가스 설비에 대하여는 치환작업을 생략할 수 있다.
(정답률: 73%)
  • "가스설비의 수리 또는 청소 시 안전에 대한 설명"에서 틀린 것은 "가스의 성질에 따라 사업자가 확립한 작업절차어세 따라 가스를 치환하되 불연성가스 설비에 대하여는 치환작업을 생략할 수 있다."입니다. 모든 가스설비의 수리 또는 청소 시에는 안전을 위해 가스를 불활성가스 또는 불활성 액체로 치환해야 합니다. 불연성가스 설비에 대해서도 치환작업을 생략할 수 없습니다.

    "치환에 사용된 가스 또는 액체를 공기로 재치환하고 산소 농도가 22% 이상으로 된 것이 확인될 때까지 작업한다." 이유는 치환 작업을 통해 가스나 액체를 제거하고, 공기로 재치환하여 산소 농도를 확인함으로써 안전한 작업환경을 조성하기 위함입니다. 가스나 액체가 남아있을 경우 폭발이나 화재 등의 위험이 있기 때문입니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 열전도도검출기의 측정 시 주의사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 운반기체 흐름속도에 민감하므로 흐름속도를 일정하게 유지한다.
  2. 필라멘트에 전류를 공급하기 전에 일정량의 운반기체를 먼저 흘려보낸다.
  3. 감도를 위해 필라멘트와 검출실 내벽온도를 적정하게 유지한다.
  4. 운반기체의 흐름속도가 클수록 감도가 증가하므로, 높은 흐름속도를 유지한다.
(정답률: 78%)
  • 운반기체의 흐름속도가 클수록 감도가 증가하므로, 높은 흐름속도를 유지한다는 것은 옳은 주의사항입니다. 이유는 열전도도 검출기는 운반기체의 열전도도를 측정하는데, 운반기체의 흐름속도가 높을수록 열전도도가 높아지기 때문입니다. 따라서 높은 흐름속도를 유지함으로써 더 정확한 측정을 할 수 있습니다.
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82. 유체의 압력 및 온도 변화에 영향이 적고, 소유량이며 정확한 유량제어가 가능하여 혼합가스 제조 등에 유용한 유량계는?

  1. Roots Meter
  2. 벤투리유량계
  3. 터빈식유량계
  4. Mass Flow Controller
(정답률: 64%)
  • Mass Flow Controller는 유체의 압력 및 온도 변화에 영향이 적고, 소유량이며 정확한 유량제어가 가능하기 때문에 혼합가스 제조 등에 유용합니다. 다른 보기인 Roots Meter, 벤투리유량계, 터빈식유량계는 유량 측정에는 유용하지만, 정확한 유량제어에는 한계가 있습니다.
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83. 계측기와 그 구성을 연결한 것으로 틀린 것은?

  1. 부르동관 : 압력계
  2. 플로트(浮子) : 온도계
  3. 열선 소자 : 가스검지기
  4. 운반가스(carrier gas) : 가스분석기
(정답률: 68%)
  • 플로트는 액체의 수위를 측정하는데 사용되는 계측기이며, 온도를 측정하는 기능은 없습니다. 따라서 "플로트(浮子) : 온도계"가 틀린 것입니다.
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84. 압력 5㎏f/cm2·abs, 온도 40℃인 산소의 밀도는 약 몇 ㎏/m3인가?

  1. 2.03
  2. 4.03
  3. 6.03
  4. 8.03
(정답률: 54%)
  • 산소의 밀도는 압력과 온도에 따라 변화하며, 이는 상태방정식을 통해 계산할 수 있다. 산소의 상태방정식은 다음과 같다.

    P = ρRT

    여기서 P는 압력, ρ는 밀도, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타낸다. 이를 밀도에 대해 정리하면 다음과 같다.

    ρ = P/RT

    주어진 조건에서 압력은 5㎏f/cm2·abs, 온도는 40℃이므로 절대온도인 273.15℃를 더해 313.15K가 된다. 또한 기체상수 R은 0.08206 L·atm/mol·K이므로, 이를 SI 단위인 m3·Pa/mol·K로 변환해야 한다. 따라서 R은 8.314 J/mol·K이다.

    이를 대입하면 다음과 같다.

    ρ = (5×105 Pa) / (8.314 J/mol·K × 313.15 K) ≈ 6.03 kg/m3

    따라서 정답은 "6.03"이다.
  • pv grt사용
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85. 가스미터의 구비조건으로 적당하지 않은 것은?

  1. 기차의 변동이 클 것
  2. 소형이고 계량용량이 클 것
  3. 가격이 싸고 내구력이 있을 것
  4. 구조가 간단하고 감도가 예민할 것
(정답률: 82%)
  • 가스미터의 구조가 간단하고 감도가 예민할 것은 적당하지 않은 것입니다. 이는 가스 공급 시스템에서 발생하는 압력 변동 등의 외부 요인에 민감하게 반응하여 오차가 발생할 가능성이 높기 때문입니다. 따라서 구조가 복잡하고 안정적인 가스미터가 필요합니다. 기차의 변동이 클 것은 기차가 지나가는 동안 지하관에 발생하는 압력 변동이 크기 때문입니다. 이는 가스미터의 정확한 측정을 방해할 수 있으므로 적당하지 않은 것입니다.
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86. 게겔(Gockel)법을 이용하여 가스를 흡수 분리할 때 33% KOH로 분리되는 가스는?

  1. 이산화탄소
  2. 에틸렌
  3. 아세틸렌
  4. 일산화탄소
(정답률: 72%)
  • 게겔(Gockel)법은 KOH와 에틸렌 혹은 아세틸렌을 이용하여 가스를 흡수 분리하는 방법입니다. 이 중 KOH와 반응하여 분리되는 가스는 이산화탄소입니다. 따라서 정답은 "이산화탄소"입니다.
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87. 일반적인 액면 측정방법이 아닌 것은?

  1. 압력식
  2. 정전용량식
  3. 박막식
  4. 부자식
(정답률: 52%)
  • 압력식, 정전용량식, 부자식은 모두 일반적인 액면 측정 방법입니다. 그러나 박막식은 액면 측정 방법이 아니라, 박막의 두께나 구성 요소를 측정하는 방법입니다. 따라서 박막식은 이 보기에서 정답입니다.
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88. 전력, 전류, 전압, 주파수 등을 제어량으로 하며 이것을 일정하게 유지하는 것을 목적으로 하는 제어 방식은?

  1. 자동조정
  2. 서보기구
  3. 추치제어
  4. 정치제어
(정답률: 62%)
  • 전력, 전류, 전압, 주파수 등을 제어량으로 하며 이것을 일정하게 유지하는 것을 목적으로 하는 제어 방식은 자동조정입니다. 이는 제어 대상의 상태를 측정하고, 그 상태에 따라 제어기가 자동으로 조정하여 일정한 상태를 유지하기 때문입니다. 따라서 인간의 개입 없이 자동으로 조정되는 것이 특징입니다.
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89. 오르자트 가스분석 장치에서 사용되는 흡수제와 흡수가스의 연결이 바르게 된 것은?

  1. CO 흡수액 - 30% KOH 수용액
  2. O2 흡수액 - 알칼리성 피로카롤 용액
  3. CO 흡수액 - 알칼리성 피로카롤 용액
  4. CO2 흡수액 - 암모니아성 염화제일구리 용액
(정답률: 70%)
  • 오르자트 가스분석 장치에서는 산소(O2)의 양을 측정하기 위해 사용되며, 이를 위해 흡수제로는 알칼리성 피로카롤 용액이 사용됩니다. 이는 산소가 흡수될 때 산화되어 피로카롤 용액의 색이 변하게 되는데, 이를 통해 산소의 양을 측정할 수 있습니다. 따라서 O2 흡수액 - 알칼리성 피로카롤 용액이 올바른 연결입니다.
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90. 방사선식 액면계의 종류가 아닌 것은?

  1. 조사식
  2. 전극식
  3. 가반식
  4. 투과식
(정답률: 52%)
  • 액면계는 물질 내부의 방사선을 측정하는데 사용되는데, 전극식은 액체와 고체의 경계면에서 전극을 이용하여 전기적 신호를 측정하는 방식이므로 방사선을 측정하는 액면계의 종류가 아닙니다.
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91. NOx 분석 시 약 590nm~2500nm의 파장영역에서 발광하는 광량을 이용하는 가스분석 방식은?

  1. 화학 발광법
  2. 세라믹식 분석
  3. 수소 이온화 분석
  4. 비분산 적외선 분석
(정답률: 68%)
  • 화학 발광법은 NOx 분석 시 약 590nm~2500nm의 파장영역에서 발광하는 광량을 이용하는 가스분석 방식입니다. 이 방법은 NOx와 반응하여 화학적으로 발광하는 물질을 이용하여 NOx를 감지합니다. 따라서 이 방법은 NOx의 농도를 정확하게 측정할 수 있으며, 높은 감도와 정확도를 가지고 있습니다.
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92. 제백(seebeck) 효과의 원리를 이용한 온도계는?

  1. 열전대 온도계
  2. 서미스터 온도계
  3. 팽창식 온도계
  4. 광전관 온도계
(정답률: 85%)
  • 제백 효과는 두 개의 다른 금속이 연결된 회로에서 온도 차이가 발생하면 전기적인 전위차가 발생하는 현상입니다. 이를 이용하여 온도를 측정하는 온도계를 제백 온도계라고 합니다. 열전대 온도계는 이 제백 효과를 이용하여 온도를 측정하는데, 두 개의 서로 다른 금속으로 이루어진 열전대를 사용합니다. 이 열전대의 끝에는 온도를 측정하고자 하는 물체를 접촉시키고, 다른 끝에는 온도를 측정하기 위한 전기적인 장치를 연결합니다. 이 때, 두 끝의 온도 차이에 따라 전기적인 전위차가 발생하게 되고, 이를 측정하여 온도를 알아낼 수 있습니다. 따라서 열전대 온도계는 제백 효과를 이용하여 온도를 측정하는 온도계입니다.
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93. 경사각이 30°인 다음 그림과 같은 경사관식 압력계에서 차압은 약 얼마인가?

  1. 0.225㎏/m2
  2. 225㎏/cm2
  3. 2.21kPa
  4. 221Pa
(정답률: 45%)
  • 경사각이 30°이므로, 수직 방향으로 작용하는 힘의 성분은 $Fsin30°=0.5F$이고, 경사면 방향으로 작용하는 힘의 성분은 $Fcos30°=frac{sqrt{3}}{2}F$이다. 이때, 압력은 힘에 면적을 나눈 값이므로, 차압은 $frac{frac{sqrt{3}}{2}F}{A}-frac{0.5F}{A}=frac{sqrt{3}-1}{2}frac{F}{A}$이다. 여기서, $F=0.225text{kg}$이고, $A=1text{m}^2$이므로, 차압은 $(sqrt{3}-1)times0.225text{kg/m}^2=2.21text{kPa}$이다. 따라서, 정답은 "2.21kPa"이다.
  • <문제 해설>
    차압계산
    P1-P2=rxsinθ
    =0.9x10^3x0.5xsin30
    =225kgf/m^2

    공학단위에서 SI단위로 환산
    225x9.8x10^-3
    =2.205
    =2.21kPa
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94. 습식가스미터기는 주로 표준계량에 이용된다. 이 계량기는 어떤 type의 계측기기인가?

  1. Drum type
  2. Orifice type
  3. Oval type
  4. Venturi type
(정답률: 77%)
  • 습식가스미터기는 Drum type 계측기기입니다. 이는 계량을 위해 회전하는 드럼 형태의 구조를 가지고 있기 때문입니다. 드럼 내부에는 회전하는 블레이드가 있어 가스의 유속을 측정하고, 이를 통해 가스의 유량을 계산합니다.
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95. 측정량이 시간에 따라 변동하고 있을 때 계기의 지시값은 그 변동에 따를 수 없는 것이 일반적이며 시간적으로 처짐과 오차가 생기는데 이 측정량의 변동에 대하여 계측기의 지시가 어떻게 변하는지 대응관계를 나타내는 계측기의 특성을 의미하는 것은?

  1. 정특성
  2. 동특성
  3. 계기특성
  4. 고유특성
(정답률: 61%)
  • 측정량이 시간에 따라 변동할 때, 계측기의 지시값도 그에 따라 변동하게 됩니다. 이때, 계측기의 지시값과 측정량의 변화량 사이의 대응관계를 나타내는 것이 계측기의 특성입니다. 이 중에서도 측정량의 변화에 따라 계측기의 지시값이 일정하게 유지되는 것을 정특성이라고 하고, 측정량의 변화에 따라 계측기의 지시값이 변화하는 것을 동특성이라고 합니다. 따라서, 이 문제에서는 측정량의 변화에 따라 계측기의 지시값이 변화하는 것을 의미하는 동특성이 정답입니다.
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96. KI-전분지의 검지가스와 변색반응 색깔이 바르게 연결된 것은?

  1. 할로겐 - [청~갈색]
  2. 아세틸렌 - [적갈색]
  3. 일산화탄소 - [청~갈색]
  4. 시안화수소 - [적갈색]
(정답률: 59%)
  • 할로겐은 전분지 검지가스와 반응하여 청색에서 갈색으로 변색하는 반응을 보이기 때문에 "할로겐 - [청~갈색]"이라고 연결되었습니다. 아세틸렌은 불꽃 시험에서 적갈색 화염을 보이고, 일산화탄소는 전분지 검지가스와 반응하여 청색에서 갈색으로 변색하지 않습니다. 시안화수소는 전분지 검지가스와 반응하여 적갈색으로 변색하기 때문에 "시안화수소 - [적갈색]"이라고 연결됩니다.
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97. 다음 가스미터 중 추량식(간접식)이 아닌 것은?

  1. 벤투리식
  2. 오리피스식
  3. 막식
  4. 터빈식
(정답률: 61%)
  • 막식은 가스가 흐르는 파이프에 장애물을 놓고, 그 장애물 뒤에서 가스의 압력을 측정하는 방식입니다. 추량식(간접식)은 가스의 유속이나 압력을 측정하여 가스량을 추정하는 방식이며, 벤투리식, 오리피스식, 터빈식은 모두 추량식(간접식)입니다. 따라서 막식이 추량식이 아닌 것입니다.
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98. 추 무게가 공기와 액체 중에서 각각 5N, 3N이었다. 추가 밀어낸 액체의 체적이 1.3×10-4m3일 때 액체의 비중은 약 얼마인가?

  1. 0.98
  2. 1.24
  3. 1.57
  4. 1.87
(정답률: 48%)
  • 추의 부력은 추가의 체적과 액체의 비중에 비례한다는 아르키메데스의 원리를 이용하여 문제를 풀 수 있다.

    추의 부력 = 추가의 체적 × 액체의 비중 × 중력가속도

    추의 부력 = 5N (공기 중) = 3N (액체 중)

    액체의 체적 = 1.3×10-4m3

    중력가속도 = 9.8m/s2

    액체의 비중을 구하기 위해 위 식을 다시 정리하면 다음과 같다.

    액체의 비중 = 추의 부력 ÷ (추의 체적 × 중력가속도)

    액체의 비중 = 3N ÷ (1.3×10-4m3 × 9.8m/s2) ≈ 1.57

    따라서, 정답은 "1.57"이다.
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99. 온도 0℃ 에서 저항이 40Ω인 니켈저항체로서 100℃에서 측정하면 저항값은 얼마인가? (단, Ni의 온도계수는 0.0067deg-1이다.)

  1. 56.8Ω
  2. 66.8Ω
  3. 78.0Ω
  4. 83.5Ω
(정답률: 54%)
  • 니켈저항체의 온도계수는 0.0067deg-1이므로, 1℃ 온도 상승에 따라 저항값은 0.0067배 증가한다. 따라서 100℃에서의 저항값은 다음과 같다.

    40Ω × (1 + 0.0067 × 100) = 40Ω × 1.67 = 66.8Ω

    따라서 정답은 "66.8Ω"이다.
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100. 기체-크로마토그래피의 충전컬럼 내의 충전물 즉 고체지지체로서 일반적으로 사용되는 재질은?

  1. 실리카겔
  2. 활성탄
  3. 알루미나
  4. 규조토
(정답률: 66%)
  • 규조토는 표면적이 크고 다양한 크기의 미세한 구멍이 많아 분리능이 높은 특징이 있어 기체-크로마토그래피에서 충전물로 많이 사용됩니다. 또한, 규조토는 화학적으로 안정성이 높아 다양한 용매와 적용 범위가 넓습니다.
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