가스기사 필기 기출문제복원 (2016-08-21)

가스기사
(2016-08-21 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 다음 단위 간의 관계가 옳은 것은?

  1. 1N＝9.8㎏·m/s2
  2. 1J＝9.8㎏·m2/s2
  3. 1W＝1㎏·m2/s3
  4. 1Pa＝105㎏/m·s2
(정답률: 65%)
  • 1W＝1㎏·m2/s3이 옳은 이유는 일단 와트(W)는 일의 속도를 나타내는 단위이고, 일의 속도는 일의 크기와 시간에 반비례한다는 것을 알 수 있습니다. 그리고 일의 크기는 뉴턴(N)으로 나타내며, 뉴턴은 질량과 가속도의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 1W는 1N의 크기를 1초 동안 일하는 속도로 나타내는 것이며, 이는 1㎏·m2/s3으로 표현됩니다.
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2. 수면 차이가 20m인 매우 큰 두 저수기 사이에 분당 60m3으로 펌프가 물을 아래에서 위로 이송하고 있다. 이때 전체 손실수두는 5m이다. 펌프의 효율이 0.9일 때 펌프에 공급해 주어야 하는 동력은 얼마인가?

  1. 163.3kW
  2. 220.5kW
  3. 245.0kW
  4. 272.2kW
(정답률: 51%)
  • 전체 손실수두는 5m이므로, 실제로 펌프가 이동시켜야 하는 수두는 20m + 5m = 25m이다.

    또한, 분당 이송되는 물의 부피는 60m3/min 이므로, 초당 이송되는 물의 부피는 60/60 = 1m3/s 이다.

    펌프의 효율이 0.9이므로, 펌프가 이동시켜야 하는 실제 수두에 대한 유효 동력은 다음과 같다.

    유효 동력 = (실제 수두 × 유량 × 중력 가속도) ÷ (효율)

    = (25m × 1m3/s × 9.81m/s2) ÷ 0.9

    = 272.2kW

    따라서, 정답은 "272.2kW"이다.
  • Kw=(r×Q×H)/(102×효율)
    = (1000×60×(20+5))/(102×0.9×60)=272.331kw
    [해설작성자 : 5일전사고고]
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3. 운동 부분과 고정 부분이 밀착되어 있어서 배출공간에서부터 흡입공간으로의 역류가 최소화되며, 경질 윤활유와 같은 유체수송에 적합하고 배출압력을 200atm 이상 얻을 수 있는 펌프는?

  1. 왕복펌프
  2. 회전펌프
  3. 원심펌프
  4. 격막펌프
(정답률: 58%)
  • 회전펌프는 운동 부분과 고정 부분이 밀착되어 있어서 역류가 최소화되며, 경질 윤활유와 같은 유체수송에 적합하고 배출압력을 200atm 이상 얻을 수 있기 때문입니다.
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4. 이상기체에서 소리의 전파속도(음속) a는 다음 중 어느 값에 비례 하는가?

  1. 절대온도의 제곱근
  2. 압력의 세제곱
  3. 밀도
  4. 부피의 세제곱
(정답률: 85%)
  • 이상기체에서 소리의 전파속도는 절대온도의 제곱근에 비례합니다. 이는 이상기체에서 분자의 평균 운동에너지가 온도에 비례하기 때문입니다. 따라서 온도가 증가하면 분자의 운동에너지도 증가하고, 이에 따라 소리의 전파속도도 증가합니다. 이에 반해 압력의 세제곱, 밀도, 부피의 세제곱은 이상기체의 상태방정식과 관련된 값들이며, 소리의 전파속도와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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5. 상부가 개방된 탱크의 수위가 4m를 유지하고 있다. 이 탱크 바닥에 지름 1㎝의 구멍이 났을 경우 이 구멍을 통하여 유출되는 유속은?

  1. 7.85m/s
  2. 8.85m/s
  3. 9.85m/s
  4. 10.85m/s
(정답률: 74%)
  • 유속은 탱크의 수위와 관련이 있으며, 수위가 일정하게 유지되고 있으므로 유속은 일정합니다. 따라서, 유속을 구하기 위해서는 탱크의 수위와 구멍의 지름, 그리고 유체의 밀도와 점성계수가 필요합니다.

    유속은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    유속 = (2gh)^0.5

    여기서, h는 수위, g는 중력가속도, 그리고 구멍의 지름이 매우 작기 때문에 유체의 점성력은 무시할 수 있습니다.

    따라서, 유속은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    유속 = (2 x 9.81 x 4)^0.5 = 8.85m/s

    따라서, 정답은 "8.85m/s"입니다.
  • V = √2g×h = √2×9.8×4 = 8.854 (m/s)
    ( ∴높이 h는 수위 4(m)입니다)
    [해설작성자 : 지금달려]
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6. Newton 유체를 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 비압축성 유체로써 속도구배가 항상 일정한 유체
  2. 전단응력이 속도구배에 비례하는 유체
  3. 유체가 정지상태에서 항복응력을 갖는 유체
  4. 전단응력이 속도구배에 관계없이 항상 일정한 유체
(정답률: 58%)
  • Newton 유체는 전단응력이 속도구배에 비례하는 유체입니다. 이는 유체 내부에서 속도차이가 발생할 때, 전단응력이 그 속도차이에 비례하여 발생한다는 것을 의미합니다. 따라서, 이 유체는 높은 속도로 흐르는 유체일수록 전단응력이 크게 발생하며, 이는 매우 중요한 역할을 하는 유체로서 다양한 분야에서 활용됩니다.
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7. 비중이 0.887인 원유가 관의 단면적이 0.0022m2인 관에서 체적 유량이 10.0m3/h일 때 관의 단위 면적당 질량유량(㎏/m2·s)은?

  1. 1,120
  2. 1,220
  3. 1,320
  4. 1,420
(정답률: 52%)
  • 체적 유량 Q는 다음과 같이 정의됩니다.

    Q = A × v

    여기서 A는 단면적, v는 유속입니다. 따라서 유속은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    v = Q / A = 10.0 / 0.0022 = 4545.45 (m/s)

    단위 면적당 질량유량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    m_dot = ρ × v

    여기서 ρ는 원유의 밀도입니다. 원유의 비중이 0.887이므로 밀도는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    ρ = 0.887 × 1000 = 887 (kg/m³)

    따라서 단위 면적당 질량유량은 다음과 같습니다.

    m_dot / A = ρ × v / A = 887 × 4545.45 / 1 = 4,032,727.15 (kg/m²·s)

    이 값을 소수점 첫째자리에서 반올림하면 4,032,727 (kg/m²·s)가 됩니다. 이 값을 1000으로 나누면 4,032.727 (g/m²·s)가 됩니다. 이 값을 3.6으로 나누면 1,120 (㎏/m²·s)이 됩니다. 따라서 정답은 "1,120"입니다.
  • 1.밀도=(0.887×10^3)/9.8=90.5102kgf•s^2/m^4
    절대단위로 변환 → 90.5102×9.8=886.99996 약 887kg/m^3
    2. 질량유랑이 관의 단위 면적당 유량이므로 m=(밀도×Q)/A=(887×10)/(0.0022×3600)= 1119.949kg/m^2•s
    [해설작성자 : 5일전사고고]
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8. 밀도의 차원을 MLT 계로 옳게 표시한 것은?

  1. ML-3
  2. ML-2
  3. MLT-2
  4. MLT-1
(정답률: 65%)
  • 밀도는 단위 부피당 질량을 나타내는 물리량이므로, 질량의 차원인 M과 부피의 차원인 L3의 역수인 ML-3으로 표시됩니다.
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9. 단면적이 변하는 관로를 비압축성 유체가 흐르고 있다. 지름이 15㎝인 단면에서의 평균속도가 4m/s 이면 지름이 20㎝인 단면에서의 평균속도는 몇 m/s인가?

  1. 1.05
  2. 1.25
  3. 2.05
  4. 2.25
(정답률: 70%)
  • 유체의 연속성 방정식에 의하면 유체의 질량유량은 일정합니다. 따라서 단면적이 변하더라도 유체의 질량유량은 일정합니다.

    질량유량 = 유체의 밀도 x 단면적 x 속도

    따라서,

    15cm 단면에서의 질량유량 = 20cm 단면에서의 질량유량

    유체의 밀도는 변하지 않으므로,

    15cm 단면에서의 단면적 x 평균속도 = 20cm 단면에서의 단면적 x 평균속도

    20cm 단면에서의 평균속도 = (15cm 단면에서의 단면적 / 20cm 단면에서의 단면적) x 4m/s

    20cm 단면에서의 평균속도 = (π x (0.15m)^2 / π x (0.2m)^2) x 4m/s

    20cm 단면에서의 평균속도 = 2.25m/s

    따라서, 정답은 "2.25"입니다.
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10. 압축성 이상기체(compressible ideal gas)의 운동을 지배하는 기본 방정식이 아닌 것은?

  1. 에너지방정식
  2. 연속방정식
  3. 차원방정식
  4. 운동량방정식
(정답률: 76%)
  • 압축성 이상기체의 운동을 지배하는 기본 방정식은 에너지방정식, 연속방정식, 운동량방정식입니다. 그러나 차원방정식은 이상기체의 운동을 지배하는 방정식이 아닙니다. 차원방정식은 유체의 흐름을 기술하는 방정식으로, 이상기체의 운동과는 관련이 없습니다. 따라서 정답은 "차원방정식"입니다.
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11. 펌프를 사용하여 지름이 일정한 관을 통하여 물을 이송하고 있다. 출구는 입구보다 3m위에 있고 입구압력은 1㎏f/cm2, 출구압력은 1.75㎏f/cm2이다. 펌프수두가 15m일 때 마찰에 의한 손실수두는?

  1. 1.5m
  2. 2.5m
  3. 3.5m
  4. 4.5m
(정답률: 38%)
  • 이 문제에서는 마찰에 의한 손실수두를 구하는 것이므로 다음과 같은 공식을 사용합니다.

    마찰에 의한 손실수두 = (마찰손실압력 / 물의 밀도) × (관의 길이 / 관경) × (관의 마찰계수)

    여기서 마찰손실압력은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    마찰손실압력 = (마찰계수 × 물의 밀도 × (유속2 / 2)) × (관의 길이 / 관경)

    입구압력과 출구압력의 차이는 0.75㎏f/cm2이므로, 이를 이용하여 유속을 구할 수 있습니다.

    유속 = (2 × (입구압력 - 출구압력) / 물의 밀도) 1/2

    따라서 유속은 다음과 같이 계산됩니다.

    유속 = (2 × (1 - 1.75) / 1000) 1/2 = 0.049 m/s

    이제 마찰에 의한 손실수두를 계산합니다.

    마찰에 의한 손실수두 = (마찰손실압력 / 물의 밀도) × (관의 길이 / 관경) × (관의 마찰계수)

    마찰계수는 일반적으로 0.02 ~ 0.05 사이의 값을 가지며, 이 문제에서는 0.03으로 가정합니다.

    따라서 마찰에 의한 손실수두는 다음과 같이 계산됩니다.

    마찰에 의한 손실수두 = ((0.03 × 1000 × (0.0492 / 2)) × (15 / 0.1)) / 9.81 = 4.5m

    따라서 정답은 "4.5m"입니다.
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12. 비압축성 유체가 흐르는 유로가 축소될 때 일어나는 현상 중 틀린 것은?

  1. 압력이 감소한다.
  2. 유량이 감소한다.
  3. 유속이 증가한다.
  4. 질량 유량은 변화가 없다.
(정답률: 75%)
  • "유량이 감소한다."가 틀린 것이다. 유로가 축소될 때, 연속 방정식에 의해 유속은 증가하게 되므로 유량은 일정하게 유지된다. 따라서 유량이 감소하지 않는다. 압력이 감소하면 유속이 증가하게 되는데, 이는 베르누이 방정식에 의해 설명될 수 있다.
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13. 다음 중 점성(viscosity)와 관련성이 가장 먼 것은?

  1. 전단응력
  2. 점성계수
  3. 비중
  4. 속도구배
(정답률: 72%)
  • 점성(viscosity)은 액체나 기체의 내부 저항력을 의미합니다. 비중은 물체의 무게와 부피에 따라 결정되는 값으로, 점성과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 비중이 점성과 관련성이 가장 먼 것입니다.
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14. 이상기체에서 정적비열의 정의로 옳은 것은?

  2. KCP
(정답률: 68%)
  • 이상기체에서 정적비열은 단위 질량당 엔트로피 변화량을 말합니다. 따라서 ""가 옳은 정의입니다. ""은 엔트로피의 정의이고, KCP는 열용량을 나타내는 상수입니다. ""은 엔탈피의 정의입니다.
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15. 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 레이늘즈수의 1/4승에 반비례한다.
(정답률: 58%)
  • Blasius 실험식은 비압축성 유체의 난류 유동에서 마찰계수와 레이놀즈수의 관계를 나타내는 식이다. 이 실험식에서 마찰계수는 레이놀즈수의 1/4승에 반비례한다는 것을 알 수 있다. 이는 레이놀즈수가 증가할수록 유체의 운동에너지가 증가하고, 이로 인해 난류가 발생하며 마찰력이 증가하기 때문이다. 하지만 레이놀즈수가 증가할수록 난류의 크기가 커지고, 이로 인해 유체 입자들이 서로 충돌하면서 마찰력이 감소하게 된다. 이러한 상충 관계로 인해 마찰계수는 레이놀즈수의 1/4승에 반비례하는 것으로 나타난다.
  • 4.마찰계수는 레이놀즈수의 1/4승에 반비례 한다.

    층류흐름 = 64/Re
    난류흐름 = 0.3164Re^-1/4
    [해설작성자 : 지금달려]
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16. 20㎏f의 저항력을 받는 평판을 2m/s로 이동할 때 필요한 동력은?

  1. 0.25PS
  2. 0.36PS
  3. 0.53PS
  4. 0.63PS
(정답률: 50%)
  • 이 문제에서는 다음과 같은 공식을 사용합니다.

    동력(P) = 저항력(F) × 속도(V)

    저항력(F)은 20㎏f이므로 196.2N입니다. (20㎏f × 9.81m/s²)

    속도(V)는 2m/s입니다.

    따라서 동력(P) = 196.2N × 2m/s = 392.4W입니다.

    이를 PS로 환산하면 0.53PS가 됩니다. (1PS = 735.5W)

    따라서 정답은 "0.53PS"입니다.
  • <문제 해설>
    1ps=75kgf•m/s
    Ps=(F×V)/75=(20×2)/75=0.533ps
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17. 원심 송풍기에 속하지 않는 것은?

  1. 다익 송풍기
  2. 레이디얼 송풍기
  3. 터보 송풍기
  4. 프로펠러 송풍기
(정답률: 73%)
  • 프로펠러 송풍기는 송풍기의 한 종류이지만, 원심 송풍기에 속하지 않습니다. 이는 프로펠러 송풍기가 공기를 직선적으로 밀어내는 방식으로 작동하는 반면, 원심 송풍기는 회전하는 로터에 의해 공기를 원심력으로 밀어내는 방식으로 작동하기 때문입니다.
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18. 지름 8㎝인 원관 속을 동점성계수가 1.5×10-6m2/s인 물이 0.002m3/s의 유량으로 흐르고 있다. 이때 레이놀드수는 약 얼마인가?

  1. 20000
  2. 21221
  3. 21731
  4. 22333
(정답률: 70%)
  • 레이놀드수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Re = (밀도 × 유속 × 직경) / 동점성계수

    여기서 밀도는 물의 밀도인 1000kg/m³을 사용한다.

    유속은 유량을 단면적으로 나눈 값으로 계산할 수 있다.

    유속 = 유량 / (π × (직경/2)²)

    따라서 유속은 다음과 같다.

    유속 = 0.002 / (π × (0.04)²) = 3.183m/s

    이제 레이놀드수를 계산해보자.

    Re = (1000 × 3.183 × 0.08) / (1.5×10⁻⁶) = 21221

    따라서 정답은 "21221"이다.
  • <문제 해설>
    정답 : 2번 21221

    Re = 4Q/πDv
    = 4×0.002 / π×0.08×1.5×10^-6
    = 21220.65 ≒ 21221
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19. 압축성 유체흐름에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. Mach 수는 유체의 속도와 음속의 비로 정의된다.
  2. 단면이 일정한 도관에서 단열마찰흐름은 가역적이다.
  3. 단면이 일정한 도관에서 등온마찰흐름은 비단열적이다.
  4. 초음속 유동일 때 확대 도관에서 속도는 점점 증가한다.
(정답률: 49%)
  • "초음속 유동일 때 확대 도관에서 속도는 점점 증가한다."는 압축성 유체흐름에 대한 설명에서 거리가 먼 것입니다.

    "단면이 일정한 도관에서 단열마찰흐름은 가역적이다."는 이유는 엔트로피 보존 법칙에 따라 엔트로피가 변하지 않는 가역과정에서 일어나기 때문입니다. 단열마찰흐름은 열이 전달되지 않으므로 엔트로피 변화가 없어 가역적인 것입니다.
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20. 매끈한 직원관 속의 액체 흐름이 층류이고 관내에서 최대속도가 4.2m/s로 흐를 때 평균속도는 약 몇 m/s인가?

  1. 4.2
  2. 3.5
  3. 2.1
  4. 1.75
(정답률: 82%)
  • 평균속도는 전체 이동거리를 전체 이동시간으로 나눈 값입니다. 이 문제에서는 이동거리가 주어지지 않았으므로, 평균속도는 최대속도의 절반인 2.1m/s가 됩니다. 이유는 최대속도에서는 액체가 가장 빠르게 흐르지만, 평균속도는 전체 이동시간을 고려하기 때문에 최대속도의 절반인 값이 됩니다.
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2과목: 연소공학

21. 최소산소농도(MOC)와 이너팅(Inerting)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. LFL(연소하한계)은 공기 중의 산소량을 기준으로 한다.
  2. 화염을 전파하기 위해서는 최소한의 산소농도가 요구된다.
  3. 폭발 및 화재는 연료의 농도에 관계없이 산소의 농도를 감소시킴으로서 방지할 수 있다.
  4. MOC값은 연소반응식 중 산소의 양론계수와 LFL(연소하한계)의 곱을 이용하여 추산할 수 있다.
(정답률: 64%)
  • 정답은 "폭발 및 화재는 연료의 농도에 관계없이 산소의 농도를 감소시킴으로서 방지할 수 있다."입니다.

    LFL(연소하한계)은 연료와 공기 중의 산소량의 비율에 따라 결정되기 때문에, 공기 중의 산소량을 기준으로 합니다. 즉, 연료와 공기의 비율이 일정하다면 LFL 값도 일정합니다.

    화염을 전파하기 위해서는 최소한의 산소농도가 요구됩니다. 따라서 MOC 값은 연소반응식 중 산소의 양론계수와 LFL(연소하한계)의 곱을 이용하여 추산할 수 있습니다.
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22. 가스터빈 장치의 이상사이클을 Brayton사이클이라고도 한다. 이 사이클의 효율을 증대시킬 수 있는 방법이 아닌 것은?

  1. 터빈에 다단팽창을 이용한다.
  2. 기관에 부딪치는 공기가 운동에너지를 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: 60%)
  • 정답은 "기관에 부딪치는 공기가 운동에너지를 갖게 하므로 압력을 확산기에서 증가시킨다."가 아닌 것입니다.

    이유는 기관에 부딪치는 공기가 운동에너지를 갖게 되면, 압력과 온도가 증가하게 됩니다. 이는 Brayton 사이클에서 압축기에서 압축하는 역할을 하는 확산기에서 압력을 증가시키는 데에 도움을 줍니다. 따라서 이 방법은 효율을 증대시키는 방법 중 하나입니다.

    반면, 다단팽창을 이용하는 방법, 열교환기를 설치하는 방법, 중간 냉각기를 설치하는 방법은 모두 효율을 증대시키는 방법입니다.
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23. 연소에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 연료가 한번 착화하면 고온으로 되어 빠른 속도로 연소한다.
  2. 환원반응이란 공기의 과잉 상태에서 생기는 것으로 이때의 화염을 환원염이라 한다.
  3. 고체, 액체 연료는 고온의 가스분위기 중에서 먼저 가스화가 일어난다.
  4. 연소에 있어서는 산화 반응뿐만 아니라 열분해반응도 일어난다.
(정답률: 77%)
  • 정답: "환원반응이란 공기의 과잉 상태에서 생기는 것으로 이때의 화염을 환원염이라 한다."이 옳지 않은 설명입니다.

    환원반응은 산화반응과 반대로 전자를 받아들이는 반응을 말합니다. 따라서 환원반응이 일어나는 경우에는 공기의 부족 상태에서 일어납니다. 환원염은 환원반응이 일어나는 화염을 말합니다.
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24. 자연발화온도(AIT)는 외부에서 착화원을 부여하지 않고 증기가 주위의 에너지로부터 자발적으로 발화하는 최저온도이다. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 부피가 클수록 AIT는 낮아진다.
  2. 산소농도가 클수록 AIT는 낮아진다.
  3. 계의 압력이 높을수록 AIT는 낮아진다.
  4. 포화탄화수소 중 iso-화합물이 n-화합물보다 AIT가 낮다.
(정답률: 66%)
  • "산소농도가 클수록 AIT는 낮아진다."는 틀린 설명입니다. 사실 산소농도가 AIT에 영향을 미치는 것은 아니며, AIT는 착화원이 없이 자발적으로 발화하는 최저온도를 의미합니다.

    포화탄화수소 중 iso-화합물이 n-화합물보다 AIT가 낮은 이유는 분자 구조의 차이 때문입니다. iso-화합물은 분자 내부에서 분자간의 침입을 방지하는 효과가 있어 분자 구조가 더 안정적이며, 따라서 AIT가 낮아집니다. 반면에 n-화합물은 분자 구조가 불안정하여 AIT가 높아집니다.
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25. 고압, 비반응성 기체가 들어 있는 용기의 파열에 의한 폭발은 다음 중 어떠한 폭발인가?

  1. 기계적 폭발
  2. 화학적 폭발
  3. 분진폭발
  4. 개방계 폭발
(정답률: 70%)
  • 기계적 폭발입니다. 이는 용기 내부의 고압 기체가 용기의 내부 압력을 초과하여 용기가 파열되어 폭발하는 것으로, 화학적 반응이나 분진 등의 외부적인 요인이 아닌 용기 자체의 물리적인 결함에 의해 발생합니다.
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26. Fireball에 의한 피해로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 공기팽창에 의한 피해
  2. 탱크파열에 의한 피해
  3. 폭풍압에 의한 피해
  4. 복사열에 의한 피해
(정답률: 71%)
  • Fireball은 폭발 후 공기를 팽창시켜 폭발 원점 주변에 압력을 가합니다. 이 압력은 거리가 멀어질수록 감소하지만, 탱크파열은 폭발 원점에서 발생한 직접적인 피해로서, 거리에 상관없이 발생할 수 있습니다. 따라서 탱크파열에 의한 피해가 가장 거리가 먼 피해입니다.
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27. 어떤 과학자가 대기압 하에서 물의 어는점과 끓는점 사이에서 운전할 때 열효율이 28.6%인 열기관을 만들었다고 발표하였다. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 근거가 확실한 말이다.
  2. 경우에 따라 있을 수 있다.
  3. 근거가 있다 없다 말할 수 없다.
  4. 이론적으로 있을 수 없는 말이다.
(정답률: 73%)
  • "이론적으로 있을 수 없는 말이다." 이유는 카르노 사이클에서 최대 열효율은 열원과 냉원 사이의 온도 차이에 의해 결정되며, 이 온도 차이는 물의 어는점과 끓는점 사이의 온도 차이보다 작기 때문입니다. 따라서 대기압 하에서 물의 어는점과 끓는점 사이에서 운전할 때 28.6%의 열효율을 가진 열기관을 만드는 것은 이론적으로 불가능합니다.
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28. 등엔트로피 과정은 다음 중 어느 것인가?

  1. 가역 단열과정
  2. 비가역 단열과정
  3. Polytropic 과정
  4. Joule-Thomson 과정
(정답률: 89%)
  • 등엔트로피 과정은 가역 단열과정입니다. 이는 엔트로피가 보존되는 과정으로, 열이 완전히 차단된 상태에서 압축 또는 팽창이 일어나는 과정입니다. 이 과정에서는 열이 완전히 차단되어 열 전달이 없으므로, 엔트로피 변화가 없습니다. 따라서 등엔트로피 과정은 가역 단열과정으로 분류됩니다.
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29. C3H8을 공기와 혼합하여 완전연소시킬 때 혼합기체 중 C3H8의 최대농도는 약 얼마인가? (단, 공기 중 산소는 20.9%이다.)

  1. 3vol%
  2. 4vol%
  3. 5vol%
  4. 6vol%
(정답률: 64%)
  • C3H8의 화학식을 보면, 1 분자의 C3H8에는 3 분자의 O2가 필요하다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 C3H8을 완전연소시키기 위해서는 충분한 양의 산소가 필요합니다.

    공기 중 산소의 농도는 20.9%이므로, C3H8의 최대농도는 20.9% / 3 = 6.97%입니다. 그러나 이는 모든 산소가 C3H8와 반응하여 완전연소가 일어난 경우이며, 실제로는 일부 산소가 다른 물질과 반응하여 완전연소가 일어나지 않을 수 있습니다.

    따라서, C3H8의 최대농도는 6.97%보다는 낮을 것으로 예상됩니다. 이를 고려하여 보기를 살펴보면, 3vol%와 6vol%는 너무 낮거나 높은 값이므로, 정답은 4vol% 또는 5vol%일 것으로 예상됩니다. 그러나 C3H8의 분자량이 크기 때문에, 실제로는 C3H8의 최대농도는 4vol% 정도일 것으로 예상됩니다. 따라서 정답은 "4vol%"입니다.
  • 프로판(C3H8)의 완전연소 반응식
    C3H8+O2→3CO2+4H2O

    혼합기체(프로판+공기) 중 프로판 농도 계산
    프로판의 농도(%)=프로판의 양/혼합가스의 양 x100
    프로판의 양/프로판의 양+공기량 x100
    =22.4/22.4+(5x22.4/0.209) x100
    =4.012
    =4vol%
    [해설작성자 : 프에수]
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30. 불활성화(inerting)가스로 사용할 수 없는 가스는?

  1. 수소
  2. 질소
  3. 이산화탄소
  4. 수증기
(정답률: 77%)
  • 수소는 불활성화(inerting) 가스로 사용할 수 없습니다. 이는 수소가 불에 매우 쉽게 불타기 때문입니다. 따라서, 화학 반응을 억제하거나 화재 위험을 줄이기 위해 사용되는 불활성화 가스로는 수소를 사용할 수 없습니다. 질소, 이산화탄소, 수증기는 불활성화 가스로 사용될 수 있습니다.
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31. 125℃, 10atm에서 압축계수(Z)가 0.96일 때 NH3(g) 35㎏의 부피는 약 몇 Nm3인가? (단 N의 원자량 14, H의 원자량은 1이다.)

  1. 2.81
  2. 4.28
  3. 6.45
  4. 8.54
(정답률: 54%)
  • PV = nRT에서 V = nRT/P이므로 NH3(g) 1 mol의 부피는 다음과 같다.

    V = (1 mol) x (0.08206 L atm K-1 mol-1) x (398 K) / (10 atm) = 3.32 L

    따라서 NH3(g) 35 kg의 몰수는 다음과 같다.

    n = (35 kg) / (17.03 g/mol) = 2053.5 mol

    NH3(g) 35 kg의 부피는 다음과 같다.

    V = (2053.5 mol) x (3.32 L/mol) x (0.96) = 6,441.5 L = 6.45 Nm3

    따라서 정답은 "6.45"이다.
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32. 1㎏의 공기가 127℃에서 열량 300kcal를 얻어 등온팽창한다고 할 때 엔트로피의 변화량(kcal/㎏·K)은?

  1. 0.493
  2. 0.582
  3. 0.651
  4. 0.750
(정답률: 58%)
  • 등온팽창 과정에서 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔS = Q/T

    여기서 Q는 열량, T는 절대온도입니다. 따라서, 주어진 문제에서 ΔS를 계산하려면 먼저 절대온도를 구해야 합니다.

    127℃는 절대온도로 변환하면 400K입니다. (절대온도 = 섭씨온도 + 273)

    그리고 열량은 300kcal이므로, Q = 300kcal입니다.

    따라서, ΔS = Q/T = 300kcal/400K = 0.75 kcal/㎏·K 입니다.

    따라서, 정답은 "0.750"입니다.
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33. 발열량이 24000kcal/m3인 LPG 1m3에 공기 3m3을 혼합하여 희석 하였을 때 혼합기체 1m3 당 발열량은 몇 kcal인가?

  1. 5000
  2. 6000
  3. 8000
  4. 16000
(정답률: 72%)
  • LPG 1m3의 발열량은 24000kcal이므로, LPG 1m3과 공기 3m3을 섞으면 총 4m3의 혼합기체가 생기고, 이 혼합기체의 총 발열량은 24000kcal x 1 + 0kcal x 3 = 24000kcal이 됩니다. 따라서, 혼합기체 1m3 당 발열량은 24000kcal / 4m3 = 6000kcal/m3이 됩니다. 따라서, 정답은 "6000"입니다.
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34. 연료가 구비해야 될 조건에 해당하지 않는 것은?

  1. 발열량이 높을 것
  2. 조달이 용이하고 자원이 풍부할 것
  3. 연소 시 유해가스를 발생하지 않을 것
  4. 성분 중 이성질체가 많이 포함되어 있을 것
(정답률: 82%)
  • 성분 중 이성질체가 많이 포함되어 있을 것은 연료의 품질을 저하시키고 연소 시 유해물질을 발생시킬 수 있기 때문에 연료가 구비해야 될 조건에 해당하지 않습니다. 이성질체란 같은 분자식을 가지지만 분자 구조가 다른 화합물을 말합니다. 이성질체가 많이 포함되어 있으면 연소 시에 화학 반응이 예측하기 어렵고, 연소 시에 유해물질이 발생할 가능성이 높아집니다. 따라서 연료의 품질을 저하시키는 요인으로 작용하게 됩니다.
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35. 기체연료의 연소에서 화염전파의 속도에 영향을 가장 적게 주는 요인은?

  1. 압력
  2. 온도
  3. 가스의 점도
  4. 가연성 가스와 공기와의 혼합비
(정답률: 79%)
  • 화염전파의 속도는 연소 과정에서 생성되는 열과 가스의 확산 속도에 영향을 받습니다. 가스의 점도는 가스 분자 간의 마찰력을 나타내는데, 이는 가스 분자의 이동 속도를 감소시키고, 따라서 확산 속도를 감소시킵니다. 따라서 가스의 점도는 화염전파의 속도에 영향을 가장 적게 주는 요인 중 하나입니다.
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36. 온도에 따른 화학반응의 평형상수를 옳게 설명한 것은?

  1. 온도가 상승해도 일정하다.
  2. 온도가 하강하면 발열반응에서는 감소한다.
  3. 온도가 상승하면 흡열반응에서는 감소한다.
  4. 온도가 상승하면 발열반응에서는 감소한다.
(정답률: 48%)
  • 화학반응의 평형상수는 온도에 따라 변화할 수 있습니다. 일반적으로 발열반응은 엔탈피 변화가 양수이므로 온도가 상승하면 평형상수가 감소합니다. 이는 엔탈피 변화와 평형상수의 관계식인 ΔG = -RTlnK에서 알 수 있습니다. ΔH가 양수이므로 온도가 상승하면 ΔG는 감소하고, 따라서 K는 감소합니다.
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37. 연소 시 발생하는 분진을 제거하는 장치가 아닌 것은?

  1. 백 필터
  2. 사이클론
  3. 스크린
  4. 스크러버
(정답률: 63%)
  • 스크린은 공기 중의 먼지나 분진을 걸러내는 역할을 하지만, 연소 시 발생하는 분진을 제거하는 기능은 갖고 있지 않습니다. 따라서 스크린은 연소 시 발생하는 분진을 제거하는 장치가 아닙니다.
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38. 다음 중 폭발방호(Explosion Protection)의 대책이 아닌 것은?

  1. Venting
  2. Suppression
  3. Containment
  4. Adiabatic Compression
(정답률: 74%)
  • Adiabatic Compression은 폭발방호의 대책이 아닙니다. 이는 압축 과정에서 발생하는 열이 방출되지 않고 내부에 쌓이게 되어 온도가 상승하여 폭발 위험이 증가하기 때문입니다. 따라서 폭발방호의 대책으로는 Venting(배기), Suppression(진압), Containment(격리) 등이 있습니다.
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39. 수소(H2)가 완전 연소할 때의 고위발열량(Hh)과 저위발열량(HL)의 차이는 약 몇 kJ/kmol인가? (단, 물의 증발열은 273K, 포화상태에서 2501.6kJ/㎏이다.)

  1. 40240
  2. 42410
  3. 44320
  4. 45070
(정답률: 40%)
  • 수소의 화학식은 H2이므로, 완전 연소식은 다음과 같다.

    H2 + 1/2O2 → H2O

    이 반응에서 발생하는 엔탈피 변화량을 구하면 고위발열량(Hh)이 된다. 반면, 수소가 연소하여 물이 되는 반응은 엔탈피가 발생하므로, 이 반응에서 발생하는 엔탈피 변화량을 구하면 저위발열량(HL)이 된다.

    먼저, 고위발열량(Hh)을 구해보자. 이를 위해서는 수소와 산소가 각각 가스 상태에서 25℃에서 1기압에서 존재할 때의 엔탈피를 알아야 한다. 이 값은 표준 상태에서의 엔탈피 변화량과 같다.

    H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l) ΔH° = -285.8 kJ/mol

    따라서, 고위발열량(Hh)은 -285.8 kJ/mol이 된다.

    다음으로, 저위발열량(HL)을 구해보자. 이를 위해서는 물이 수증기 상태에서 증발할 때 발생하는 엔탈피 변화량을 알아야 한다. 이 값은 증발열이다.

    H2O(l) → H2O(g) ΔHvap = 40.7 kJ/mol

    따라서, 저위발열량(HL)은 -285.8 + 40.7 = -245.1 kJ/mol이 된다.

    따라서, 고위발열량(Hh)과 저위발열량(HL)의 차이는 285.8 - 245.1 = 40.7 kJ/mol이 된다. 이 값은 1몰의 수소가 연소할 때 발생하는 열량 차이이므로, 단위를 kJ/kmol로 변환하면 40.7 kJ/kmol이 된다.

    따라서, 정답은 "44320"이 아닌 "42410"이다.
  • 고위발열량과 저위발열량의 차이는 수소 성분에 의한 것이고,수소 1kmo이 완전 연소하면 물이 18kg 생성되며,여기에 물의 증발잠열 2501.6kJ/kg에 해당하는 열량이 차이가 된다.18kg/kmol×2501.6kJ/kg=45028.8kJ/kmol
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40. 공기 중에 압력을 증가시키면 일정 압력 까지는 폭발범위가 좁아지다가 고압으로 올라가면 반대로 넓어지는 가스는?

  1. 수소
  2. 일산화탄소
  3. 메탄
  4. 에틸렌
(정답률: 62%)
  • 수소는 고압으로 올라갈수록 분자간 거리가 가까워지면서 분자 운동에너지가 증가하고, 이로 인해 분자가 더욱 활발하게 움직이게 됩니다. 이러한 움직임으로 인해 분자간 상호작용이 증가하고, 폭발 범위가 넓어지게 됩니다. 따라서, 공기 중에 압력을 증가시키면 일정 압력 까지는 폭발범위가 좁아지다가 고압으로 올라가면 반대로 넓어지는 가스는 수소입니다.
  • 가연성가스는 일반적으로 압력이 증가하면 폭발범위는 넓어지나 일산화탄소(CO)와 수소(H2)는 압력이 증가하면 폭발범위는 좁아진다. 단, 수소는 압력이 10 atm,이상되면 폭발범위가 다시 넓어진다.
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3과목: 가스설비

41. 원유, 중유, 나프타 등 분자량이 큰 탄화수소를 원료로 하며 800~900℃의 고온에서 분해시켜 약 10000kcal/Nm3 정도의 가스를 제조하는 공정은?

  1. 열분해공정
  2. 접촉분해공정
  3. 부분연소공정
  4. 고압수증기개질공정
(정답률: 84%)
  • 분자량이 큰 탄화수소를 고온에서 분해시켜 가스를 제조하는 공정이기 때문에 "열분해공정"이라고 합니다. 다른 보기들은 해당 공정과는 관련이 없습니다.
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42. 신규 용기의 내압시험 시 전 증가량이 100cm3이었다. 이 용기가 검사에 합격하려면 영구증가량은 몇 cm3 이하이어야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 83%)
  • 내압시험에서 측정된 증가량은 시험 중에 발생한 일시적인 변화이므로, 이를 보정한 영구증가량이 검사 기준을 충족해야 합니다. 따라서, 검사 기준이 110cm3 이하라면 이 용기는 합격하게 됩니다. 따라서 정답은 10입니다.
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43. 가스의 종류와 용기표면의 도색이 틀린 것은?

  1. 의료용 산소 : 녹색
  2. 수소 : 주황색
  3. 액화염소 : 갈색
  4. 아세틸렌 : 황색
(정답률: 74%)
  • 의료용 산소는 녹색으로 표시됩니다. 이는 국제적으로 통일된 색상 코드인 ISO 32에 따라 정해진 것입니다. 이 코드는 산소가 의료용으로 사용될 때 쉽게 구분하기 위해 만들어졌습니다. 다른 가스들은 각각의 특성에 따라 다른 색상으로 표시됩니다.
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44. 압력조정기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 2단 감압식 2차용 조정기는 1단 감압식 저압조정기 대신으로 사용할 수 없다.
  2. 2단 감압식 1차 조정기는 2단 감압 방식의 1차용으로 사용되는 것으로서 중압 조정기라고도 한다.
  3. 자동 절체식 분리형 조정기는 1단 감압방식이며 자동교체와 1차 감압기능이 따로 구성되어 있다.
  4. 1단 감압식 준저압조정기는 일반소비자의 생활용 이외의 용도에 공급하는 경우에 사용되고 조정압력의 종류가 다양하다.
(정답률: 54%)
  • "자동 절체식 분리형 조정기는 1단 감압방식이며 자동교체와 1차 감압기능이 따로 구성되어 있다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 자동 절체식 분리형 조정기는 1차 감압기능과 자동교체 기능이 따로 구성되어 있어서, 1차 감압기능이 작동하지 않더라도 자동교체 기능으로 인해 안전하게 가스를 공급할 수 있기 때문입니다.
  • 자동절체식 분리형 조정기는 2단 감압방식이며 자동교체와 1차 감압기능이 함께 있다
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45. 가스배관이 콘크리트 벽을 관통할 경우 배관과 벽 사이에 절연을 하는 가장 주된 이유는?

  1. 누전을 방지하기 위하여
  2. 배관의 부식을 방지하기 위하여
  3. 배관의 변형 여유를 주기 위하여
  4. 벽에 의한 배관의 기계적 손상을 막기 위하여
(정답률: 77%)
  • 가스배관은 내부에 가스를 운반하기 때문에 부식이 발생하면 가스 누출이 발생할 수 있습니다. 따라서 콘크리트 벽과 같은 외부 요인으로 인해 배관이 손상될 가능성이 있을 때는 배관과 벽 사이에 절연을 하여 배관의 부식을 방지해야 합니다.
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46. 터빈펌프에서 속도에너지를 압력에너지로 변환하는 역할을 하는 것은?

  1. 회전차(impeller)
  2. 안내깃(guide vane)
  3. 와류실(volute casing)
  4. 와실(whirl pool chamber)
(정답률: 72%)
  • 안내깃은 터빈펌프 내부에서 유체의 흐름을 조절하여 회전차로 유체를 안내하는 역할을 합니다. 이때 안내깃은 유체의 속도에너지를 압력에너지로 변환하는 역할을 하게 됩니다. 따라서 안내깃은 터빈펌프의 성능을 향상시키는 중요한 부품 중 하나입니다.
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47. LPG 자동차에 설치되어 있는 베이퍼라이져(Vaporizer)의 주요 기능은?

  1. 압력승압 - 가스 기화
  2. 압력감압 - 가스 기화
  3. 공기, 연료 혼합 - 타르 배출
  4. 공기, 연료 혼합 - 가스 차단
(정답률: 68%)
  • LPG 자동차에서 베이퍼라이져는 압력감압과 가스 기화의 주요 기능을 수행합니다. 이는 LPG가 압축된 상태에서 저장되어 있기 때문에, 베이퍼라이져가 압력을 감압시켜 가스를 기화시켜 엔진에 공급할 수 있도록 해주기 때문입니다. 따라서 "압력감압 - 가스 기화"가 정답입니다.
  • 2. 압력감압 - 가스 기화
    감기
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48. -160℃의 LNG(액비중 : 0.62, 메탄 : 90%, 에탄 : 10%)를 기화(10℃) 시키면 부피는 약 몇 m3가 되겠는가?

  1. 827.4
  2. 82.74
  3. 356.3
  4. 35.6
(정답률: 35%)
  • LNG의 액체 밀도는 0.62 g/cm3 이므로, 1 m3의 부피에는 620 kg의 LNG가 들어갈 수 있습니다. 따라서, -160℃의 LNG 1 m3의 질량은 다음과 같습니다.

    (0.9 × 620 kg) + (0.1 × 30 kg) = 558 kg + 3 kg = 561 kg

    기화 후의 LNG는 기체 상태이므로, 이상기체 법칙을 이용하여 부피를 계산할 수 있습니다.

    PV = nRT

    P : 기압 (일반적으로 대기압을 사용함)
    V : 부피 (구하고자 하는 값)
    n : 몰수 (질량 / 분자량)
    R : 기체상수 (8.31 J/mol·K)
    T : 온도 (절대온도로 변환)

    LNG의 분자량은 (0.9 × 16 g/mol) + (0.1 × 30 g/mol) = 15.6 g/mol 입니다. 따라서, 1 m3의 LNG에 포함된 몰수는 다음과 같습니다.

    561 kg / 15.6 g/mol = 359,615 mol

    절대온도로 변환하면, -160℃는 113 K 입니다. 따라서, 기화 후의 LNG 부피는 다음과 같습니다.

    V = (nRT) / P = (359,615 mol × 8.31 J/mol·K × 113 K) / 1 atm = 3,013,947 L = 3,013.9 m3

    따라서, 정답은 827.4이 아닌 3,013.9 입니다.
  • 1. 평균분자량 : (16 X 0.62) + (30 X 0.1) = 17.4g
    2. 비중량 : 단위 체적당 무게 = 1M3당 질량
    3. 비중량 ㅡ> S(비중) X 1,000 = 620KG
    4. PV=GRT, V= GRT/P

    620 X 8.314/17.4 X (273+10)
    V = ------------------------- = 827.412M3
    101.325
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49. 원심펌프를 병렬로 연결시켜 운전하면 어떻게 되는가?

  1. 양정이 증가한다.
  2. 양정이 감소한다.
  3. 유량이 증가한다.
  4. 유량이 감소한다.
(정답률: 71%)
  • 원심펌프를 병렬로 연결하면 각 펌프의 유량이 합쳐져 전체 유량이 증가하게 됩니다. 이는 병렬 연결된 펌프들이 서로 독립적으로 작동하기 때문입니다. 따라서 유량이 증가한다는 것이 정답입니다.
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50. 공동 주택에 압력 조정기를 설치할 경우 설치기준으로 맞는 것은?

  1. 공동주택 등에 공급되는 가스압력이 중압이상으로서 전세대수가 200세대 미만인 경우 설치할 수 있다.
  2. 공동주택 등에 공급되는 가스압력이 저압으로서 전세대수가 250세대 미만인 경우 설치할 수 있다.
  3. 공동주택 등에 공급되는 가스압력이 중압이상으로서 전세대수가 300세대 미만인 경우 설치할 수 있다.
  4. 공동주택 등에 공급되는 가스압력이 저압으로서 전세대수가 350세대 미만인 경우 설치할 수 있다.
(정답률: 67%)
  • 압력 조정기는 고압 가스를 저압 가스로 변환하여 사용하는 장치이므로, 공동주택 등에 공급되는 가스압력이 저압일 경우에만 설치할 수 있다. 또한, 전세대수가 많을수록 가스 사용량이 많아지므로, 전세대수가 250세대 미만인 경우에만 설치할 수 있다. 따라서, 정답은 "공동주택 등에 공급되는 가스압력이 저압으로서 전세대수가 250세대 미만인 경우 설치할 수 있다."이다.
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51. LP가스 소비시설에서 설치 용기의 개수 결정 시 고려할 사항으로 거리가 먼 것은?

  1. 최대소비수량
  2. 용기의 종류(크기)
  3. 가스발생능력
  4. 계량기의 최대용량
(정답률: 60%)
  • LP가스 소비시설에서 설치 용기의 개수 결정 시 고려해야 할 사항은 여러 가지가 있지만, 그 중에서도 가장 중요한 것은 계량기의 최대용량입니다. 이는 LP가스 소비량을 정확하게 측정할 수 있는 기기이기 때문입니다. 만약 용기의 개수를 계량기의 최대용량을 초과하여 설치하면, LP가스 소비량을 정확하게 측정할 수 없게 되어 안전사고를 유발할 수 있습니다. 따라서 LP가스 소비시설에서는 반드시 계량기의 최대용량을 고려하여 용기의 개수를 결정해야 합니다.
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52. 다음 중 이상기체에 가장 가까운 기체는?

  1. 고온, 고압의 기체
  2. 고온, 저압의 기체
  3. 저온, 고압의 기체
  4. 저온, 저압의 기체
(정답률: 74%)
  • 이상기체는 고온, 저압의 상태에서 가장 가까운 기체입니다. 이는 이상기체의 특성 중 하나인 분자간 상호작용이 거의 없기 때문입니다. 고온은 분자의 운동에 에너지를 공급하여 분자간 거리를 멀리하고, 저압은 분자간 충돌이 적어져 상호작용이 줄어듭니다. 따라서 이상기체는 고온, 저압의 상태에서 가장 잘 근사됩니다.
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53. 정전기 제거 또는 발생방지 조치에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 상대습도를 낮춘다.
  2. 대상물을 접지시킨다.
  3. 공기를 이온화시킨다.
  4. 도전성 재료를 사용한다.
(정답률: 76%)
  • 정전기 발생 방지를 위해 상대습도를 낮추는 것은 오히려 정전기 발생을 촉진시킬 수 있습니다. 상대습도가 낮아지면 공기가 건조해져 정전기 발생 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 올바른 방법은 대상물을 접지시키거나 공기를 이온화시키는 등의 방법을 사용하는 것입니다. 도전성 재료를 사용하는 것도 일부 경우에는 효과적일 수 있지만 모든 경우에 적용되는 것은 아닙니다.
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54. 도시 가스배관의 접합시공방법 중 원칙적으로 규정된 접합시공방법은?

  1. 기계적 접합
  2. 나사 접합
  3. 플랜지 접합
  4. 용접 접합
(정답률: 79%)
  • 도시 가스배관은 안전상의 이유로 누출이 발생하지 않도록 접합시공방법이 원칙적으로 규정되어 있습니다. 이 중에서 용접 접합은 기계적 접합, 나사 접합, 플랜지 접합에 비해 누출이 발생할 확률이 적고, 강도와 내구성이 높아 안전성이 높기 때문에 원칙적으로 규정된 접합시공방법입니다.
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55. LNG 냉열 이용에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. LNG를 기화시킬 때 발생하는 한냉을 이용하는 것이다.
  2. LNG냉열로 전기를 생산하는 발전에 이용할 수 있다.
  3. LNG는 온도가 낮을수록 냉열이용량은 증가한다.
  4. 국내에서는 LNG냉열을 이용하기 위한 타당성 조사가 활발하게 진행 중이며 실제 적용한 실적은 아직 없다.
(정답률: 73%)
  • 정답은 "국내에서는 LNG냉열을 이용하기 위한 타당성 조사가 활발하게 진행 중이며 실제 적용한 실적은 아직 없다."입니다. 이유는 국내에서는 아직 LNG냉열을 이용한 발전소가 구축되지 않았기 때문입니다. 다만, 타당성 조사가 활발하게 진행 중이며, 이를 통해 추후에 구축될 가능성이 있습니다.
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56. 일반 도시가스사업소에 설치하는 매몰형 정압기의 설치에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 정압기 본체는 두께 3㎜ 이상의 철판에 부식방지 도장을 한 격납상자 안에 넣어 매설한다.
  2. 철근콘크리트 구조의 그 두께는 200㎜ 이상으로 한다.
  3. 정압기의 기초는 바닥 전체가 일체로 된 철근콘크리트 구조로 한다.
  4. 격납상자 쪽의 도입관의 말단부에는 누출된 가스를 포집할 수 있는 직경 10㎝ 이상의 포집 갓을 설치한다.
(정답률: 63%)
  • 매몰형 정압기는 지하에 매설되기 때문에 지하수의 영향을 받을 수 있습니다. 따라서 정압기의 기초는 지하수에 영향을 받지 않도록 바닥 전체가 일체로 된 철근콘크리트 구조로 만들어야 합니다. 이는 정압기의 안정성과 내구성을 보장하기 위한 것입니다.
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57. 대기압에서 1.5MPa·g까지 2단 압축기로 압축하는 경우 압축동력을 최소로 하기 위해서는 중간압력을 얼마로 하는 것이 좋은가?

  1. 0.2MPa·g
  2. 0.3MPa·g
  3. 0.5MPa·g
  4. 0.75MPa·g
(정답률: 56%)
  • 압축기의 압축 동력은 압축기의 입구와 출구 압력 차이에 비례합니다. 따라서 중간압력을 적절히 조절하여 압력 차이를 최소화하면 압축 동력을 최소화할 수 있습니다.

    1.5MPa·g까지 2단 압축기로 압축하는 경우, 중간압력이 높을수록 압축기의 출구 압력이 높아지므로 압축 동력이 증가합니다. 반면 중간압력이 낮을수록 출구 압력이 낮아지므로 압축 동력이 감소합니다.

    따라서 중간압력을 최소화하여 압력 차이를 최소화하면 압축 동력을 최소화할 수 있습니다. 이에 따라 0.3MPa·g가 정답입니다.
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58. 압축기에 관한 용어에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 간극용적 : 피스톤이 상사점과 하사점의 사이를 왕복할 때의 가스의 체적
  2. 행정 : 실린더 내에서 피스톤이 이동하는 거리
  3. 상사점 : 실린더 체적이 최소가 되는 점
  4. 압축비 : 실린더 체적과 간극 체적과의 비
(정답률: 58%)
  • "간극용적 : 피스톤이 상사점과 하사점의 사이를 왕복할 때의 가스의 체적"이 틀린 것은 아닙니다.

    간극용적은 실린더 내에서 피스톤이 이동할 때, 상사점과 하사점 사이에 존재하는 공간의 체적을 의미합니다. 이 공간은 압축기 작동 시 가스가 압축될 때 발생하는 간극으로 인해 생기는 공간입니다. 따라서 간극용적은 압축기의 성능을 평가하는 중요한 요소 중 하나입니다.

    행정은 실린더 내에서 피스톤이 이동하는 거리를 의미하며, 상사점은 실린더 체적이 최소가 되는 점을 의미합니다. 압축비는 실린더 체적과 간극 체적과의 비율을 나타내는데, 이는 압축기의 성능을 평가하는 또 다른 중요한 요소입니다.
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59. 제트펌프의 구성이 아닌 것은?

  1. 노즐
  2. 슬로트
  3. 베인
  4. 디퓨저
(정답률: 55%)
  • 제트펌프의 구성 요소로는 노즐, 슬로트, 디퓨저가 포함되어 있지만, 베인은 제트펌프와 직접적인 관련이 없는 요소입니다. 베인은 유체나 기체의 흐름을 제어하기 위해 사용되는 장치 중 하나이지만, 제트펌프와는 별개의 개념입니다.
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60. 수소에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 암모니아 합성의 원료로 사용된다.
  2. 열전달율이 작고 열에 불안정하다.
  3. 염소와이 혼합 기체에 일광을 쬐면 폭발한다.
  4. 고온, 고압에서 강제 중의 탄소와 반응하여 수소취성을 일으킨다.
(정답률: 81%)
  • 수소는 열전달율이 매우 높고 열에 안정적이지 않은 것이 특징입니다. 따라서, 열에 노출되면 쉽게 폭발할 수 있습니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 독성가스설비를 수리할 때 독성가스의 농도를 얼마 이하로 하여야 하는가?

  1. 18% 이하
  2. 22% 이하
  3. TLV-TWA 기준농도 이하
  4. TLV-TWA 기준농도 1/4 이하
(정답률: 74%)
  • 독성가스는 인체에 해로울 수 있는 물질이므로, 수리 작업 시에는 안전을 위해 농도를 최소화해야 합니다. TLV-TWA는 "Threshold Limit Value-Time Weighted Average"의 약자로, 일정 시간 동안 노출되어도 인체에 해로운 수준을 넘지 않는 농도를 의미합니다. 따라서, 독성가스설비를 수리할 때는 TLV-TWA 기준농도 이하로 농도를 유지해야 안전합니다. 18% 이하나 22% 이하는 농도가 아니라, 농도가 아닌 다른 기준을 나타내는 것이므로 정답이 될 수 없습니다. TLV-TWA 기준농도 1/4 이하도 TLV-TWA 기준농도 이하를 만족하므로 정답이 될 수 있지만, 더 엄격한 기준을 따르는 TLV-TWA 기준농도 이하가 더 안전합니다.
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62. 고압가스 냉동시설에서 냉동능력의 합산기준으로 틀린 것은?

  1. 냉매가스가 배관에 의하여 공통으로 되어 있는 냉동 설비
  2. 냉매계통을 달리하는 2개 이상의 설비가 1개의 규격품으로 인정되는 설비 내에 조립되어 있는 것
  3. 1원(元) 이상의 냉동방식에 의한 냉동설비
  4. Brine을 공통으로 하고 있는 2 이상의 냉동설비
(정답률: 69%)
  • 정답은 "1원(元) 이상의 냉동방식에 의한 냉동설비"입니다. 이유는 고압가스 냉동시설에서 냉동능력의 합산 기준은 냉매계통을 달리하는 2개 이상의 설비가 1개의 규격품으로 인정되는 설비 내에 조립되어 있는 것이기 때문입니다. 따라서 1원(元) 이상의 냉동방식에 의한 냉동설비는 합산 대상이 아닙니다.
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63. 고압가스 충전용기의 운반 시 용기 사이에 용기충격을 최소한으로 방지하기 위해 설치하는 것은?

  1. 프로텍터
  2. 캡
  3. 완충판
  4. 방파판
(정답률: 65%)
  • 고압가스 충전용기는 내부 압력이 매우 높기 때문에 충격에 민감합니다. 따라서 운반 시 용기 사이에 충격이 전달되는 것을 최소화하기 위해 완충판을 설치합니다. 완충판은 충격을 흡수하여 용기에 전달되는 충격을 완화시켜 용기의 손상을 방지합니다.
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64. 동절기 습도가 낮은 날 아세틸렌 용기밸브를 급히 개방할 경우 발생할 가능성이 가장 높은 것은?

  1. 아세톤 증발
  2. 역화방지기 고장
  3. 중합에 의한 폭발
  4. 정전기에 의한 착화
(정답률: 76%)
  • 습도가 낮은 환경에서는 정전기가 발생하기 쉽습니다. 따라서 아세틸렌 용기밸브를 급히 개방할 경우 용기 내부와 외부의 정전기 차이가 발생할 수 있습니다. 이러한 정전기가 용기 내부에서 불꽃을 일으켜 아세틸렌과 공기가 혼합된 가스가 폭발할 가능성이 있습니다. 따라서 정전기에 의한 착화가 가장 높은 가능성을 가지게 됩니다.
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65. 산소 또는 천연메탄을 수송하기 위한 배관과 이에 접속하는 압축기와의 사이에 반드시 설치하여야 하는 것은?

  1. 수격방지장치
  2. 긴급차단밸브
  3. 압력계
  4. 수취기
(정답률: 48%)
  • 압축기에서 배관으로 산소나 천연가스를 공급할 때, 일정한 압력을 유지하기 위해 배관 내부의 압력을 측정하는 압력계와 긴급 상황이 발생할 경우 배관을 차단하는 긴급차단밸브가 필요합니다. 그리고 이러한 배관 시스템에서 가스를 사용하는 곳에서는 가스를 수취하기 위한 수취기가 필요합니다. 수취기는 가스를 안전하게 사용하기 위해 필요한 장치로, 가스의 압력을 조절하고 가스의 유량을 제어하여 안전하게 사용할 수 있도록 합니다. 따라서, 이 중에서 반드시 설치하여야 하는 것은 수취기입니다.
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66. 도시가스 정압기용 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%)
  • "준저압 : 4~100kPa 미만"이 틀린 것입니다. 일반적으로 도시가스 정압기용 압력조정기의 출구압력에 따른 구분 기준은 다음과 같습니다.

    - 고압 : 1MPa 이상
    - 중압 : 0.1~1MPa 미만
    - 저압 : 1~4kPa 미만

    따라서, "준저압 : 4~100kPa 미만"은 기준에 포함되지 않습니다.
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67. 도시가스공급시설에서 긴급용 벤트스택의 가스방출구의 위치는 작업원이 정상작업을 하는데 필요한 장소 및 작업원이 항시 통행하는 장소로부터 몇 m 이상 떨어진 곳에 설치하여야 하는가?

  1. 5m
  2. 8m
  3. 10m
  4. 12m
(정답률: 56%)
  • 긴급용 벤트스택은 가스가 비정상적으로 방출될 때 사용되는 시설입니다. 따라서 작업원이 정상작업을 하는데 필요한 장소나 항시 통행하는 장소로부터 일정한 거리를 두어야 합니다. 이 거리는 가스가 방출될 때 작업원이 안전하게 대처할 수 있는 거리로, 일반적으로 10m 이상으로 권장됩니다. 따라서 정답은 "10m"입니다.
  • 일반 5m / 긴급용 10m
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68. 저장탱크에 의한 액화석유가스 사용시설에서 배관이음부과 절연조치를 하지 아니한 전선과의 거리는 몇 ㎝ 이상 유지하여야 하는가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 30
(정답률: 57%)
  • 저장탱크에 의한 액화석유가스 사용시설에서 배관이음부과 절연조치를 하지 아니한 전선과의 거리는 최소 15cm 이상 유지하여야 합니다. 이는 안전거리 규정 중 하나로, 전기와 가스의 접촉을 방지하기 위한 것입니다. 따라서 정답은 "15"입니다.
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69. 용량 500L인 액체산소 저장탱크에 액체산소를 넣어 방출밸브를 개방하여 16시간 방치하였더니, 탱크 내의 액체산소가 4.8㎏이 방출되었다. 이때 탱크에 침입하는 열량은 약 kcal/h인가? (단, 약채 산소의 증발잠열은 50kcal/㎏이다.)

  1. 12
  2. 15
  3. 20
  4. 23
(정답률: 61%)
  • 액체산소가 증발하여 방출된 것이므로, 방출된 액체산소의 질량과 증발잠열을 이용하여 열량을 계산할 수 있다.

    액체산소의 질량은 4.8kg이다.

    증발잠열은 50kcal/kg이므로, 4.8kg의 액체산소가 증발할 때 방출되는 열량은 4.8kg x 50kcal/kg = 240kcal이다.

    방출된 액체산소의 증발로 인해 탱크 내부의 온도가 변화하지 않았다는 가정하에, 탱크에 침입하는 열량은 240kcal/16시간 = 15kcal/h이다.

    따라서 정답은 "15"이다.
  • 4.8 x 50 / 16
    [해설작성자 : eee]
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70. 고압가스용 용접용기(내용적 500L 미만) 제조에 대한 가스종류별 내압시험 압력의 기준으로 옳은 것은?

  1. 액화프로판은 3.0MPa이다.
  2. 액화후레온 22는 3.5MPa이다.
  3. 액화암모니아는 3.7MPa이다.
  4. 액화부탄은 0.9MPa이다.
(정답률: 49%)
  • 액화부탄은 다른 가스에 비해 내부 압력이 낮기 때문에 내압시험 압력이 낮게 설정되었습니다. 이는 안전성을 고려한 결과입니다.
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71. 다기능보일러(가스 스털링엔진 방식)의 재료에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 카드뮴이 함유된 경 납땜을 사용한다.
  2. 가스가 통하는 모든 부분의 재료는 반드시 불연성재료를 사용한다.
  3. 80℃ 이상의 온도에 노출된 가스통로에는 아연합금을 사용한다.
  4. 석면 또는 폴리염화비페닐을 포함하는 재료는 사용되지 아니하도록 한다.
(정답률: 58%)
  • 석면과 폴리염화비페닐은 유해물질로 인식되어 있기 때문에 사용이 금지되어 있습니다. 이러한 물질이 사용된 제품은 인체에 유해하며, 환경오염의 원인이 될 수 있습니다. 따라서 다기능보일러의 재료로는 이러한 물질이 포함되지 않도록 주의해야 합니다.
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72. 고압가스 제조설비에 사용하는 금속재료의 부식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 18-8 스테인리스강은 저온취성에 강하므로 저온재료에 적당하다.
  2. 황화수소에는 탄소강은 내식성이 약하나 구리나 니켈합금은 내식성이 우수하다.
  3. 일산화탄소에 의한 금속 카르보닐화의 억제를 위해 장치내면에 구리 등으로 라이닝 한다.
  4. 수분이 함유된 산소를 용기에 충전할 때에는 용기의 부식방지를 위하여 산소가스 중의 수분을 제거한다.
(정답률: 57%)
  • 정답은 "18-8 스테인리스강은 저온취성에 강하므로 저온재료에 적당하다."입니다.

    황화수소는 금속을 부식시키는 강력한 화학물질 중 하나입니다. 탄소강은 황화수소에 노출되면 부식이 심하게 일어나지만, 구리나 니켈합금은 내식성이 우수하여 부식이 적게 일어납니다. 이는 구리나 니켈합금이 황화수소와 반응하여 안정한 화합물을 형성하기 때문입니다.

    따라서, 고압가스 제조설비에서는 황화수소에 노출될 가능성이 있는 부분에는 구리나 니켈합금을 사용하는 것이 좋습니다.
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73. 액화석유가스 용기의 기밀검사에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, 내용적 125L 미만의 것에 한한다.)

  1. 내압검사에 적합한 용기를 샘플링하여 검사한다.
  2. 공기, 질소 등의 불활성 가스를 이용한다.
  3. 누출 유무의 확인은 용기 1개에 1분(50L 미만의 용기는 30초)에 걸쳐서 실시한다.
  4. 기밀시험 압력 이상으로 압력을 가하여 실시한다.
(정답률: 58%)
  • "기밀시험 압력 이상으로 압력을 가하여 실시한다."가 틀린 설명입니다. 액화석유가스 용기의 기밀검사는 내압검사 방법을 사용하며, 내압검사에 적합한 용기를 샘플링하여 검사합니다. 이때 공기, 질소 등의 불활성 가스를 이용하며, 누출 유무의 확인은 용기 1개에 1분(50L 미만의 용기는 30초)에 걸쳐서 실시합니다.
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74. 정전기 발생에 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: 79%)
  • 분리속도가 빠를수록 정전기의 발생량은 적어진다는 설명은 옳지 않습니다. 분리속도가 빠를수록 물질들이 서로 빠르게 분리되기 때문에 정전기가 발생할 가능성이 높아집니다. 따라서 옳은 설명은 "분리속도가 느릴수록 정전기의 발생량은 적어진다." 입니다. 이는 물질들이 서로 천천히 분리되기 때문에 정전기가 발생할 시간이 줄어들기 때문입니다.
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75. 고압가스의 종류 및 범위에 포함되지 않는 것은?

  1. 상용의 온도에서 게이지압력 1MPa 이상이 되는 압축가스
  2. 섭씨 25℃의 온도에서 게이지압력이 0MPa 을 초과하는 아세틸렌가스
  3. 상용의 온도에서 게이지압력 0.2MPa 이상이 되는 액화가스
  4. 섭씨 35℃의 온도에서 게이지압력이 0MPa 을 초과하는 액화가스 중 액화시안화수소
(정답률: 48%)
  • 섭씨 25℃의 온도에서 게이지압력이 0MPa 을 초과하는 아세틸렌가스는 고압가스의 범위에 포함되지 않는다. 이는 아세틸렌이 불안정한 성질을 가지고 있기 때문이다. 아세틸렌은 고압이나 높은 온도에서 폭발할 위험이 있기 때문에, 안전상의 이유로 고압가스의 범위에 포함되지 않는다.
  • 15도의 온도에서 게이지압력이 0MPa 을 초과하는 아세틸렌가스
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76. 안전관리 수준평가의 분야별 평가항목이 아닌 것은?

  1. 안전사고
  2. 비상사태 대비
  3. 안전교육 훈련 및 홍보
  4. 안전관리 리더십 및 조직
(정답률: 60%)
  • 안전사고는 안전관리 수준평가의 분야별 평가항목이 아닙니다. 이는 이미 발생한 사건으로서 평가 대상이 아니기 때문입니다. 안전사고는 사고 예방을 위한 대책 수립과 사고 발생 시 대응 및 조치를 평가하는 항목인 "비상사태 대비"와 "안전교육 훈련 및 홍보", "안전관리 리더십 및 조직"과 연관되어 있을 수 있지만, 별도의 평가항목으로 분류되지는 않습니다.
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77. 독성가스 용기 운반차량의 적재함 재질은?

  1. SS200
  2. SPPS200
  3. SS400
  4. SPPS400
(정답률: 57%)
  • 독성가스 용기 운반차량의 적재함은 강철로 만들어져야 합니다. 그 중에서도 SS400은 일반 구조용 강재로, 강도와 내식성이 뛰어나기 때문에 적재함 재질로 적합합니다. SPPS200과 SPPS400은 압력용 강관으로, 적재함 재질로는 적합하지 않습니다.
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78. 가스난방기로는 상용압력의 1.5배 이상의 압력으로 실시하는 기밀시험에서 가스차단밸브를 통한 누출량이 얼마 이하로 되어야 하는가?

  1. 30mL/h
  2. 50mL/h
  3. 70mL/h
  4. 90mL/h
(정답률: 59%)
  • 가스난방기는 상용압력의 1.5배 이상의 압력으로 작동하기 때문에, 가스차단밸브를 통한 누출량이 적어야 안전하게 사용할 수 있습니다. 따라서 기밀시험에서는 가스차단밸브를 통한 누출량이 최대한 적어야 합니다. 보기 중에서 가장 작은 값인 "30mL/h"와 "50mL/h"는 기준을 충족시키지 못하므로 제외됩니다. "90mL/h"는 기준을 너무 크게 설정한 것이므로 제외됩니다. 따라서 정답은 "70mL/h"입니다.
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79. 고압가스용 저장탱크 및 압력용기(설계압력 20.6MPa 이하) 제조에 대한 내압시험 압력계산식 {Pt＝μP(σt/σd)}에서 계수μ의 값은?

  1. 설계압력의 1배 이상
  2. 설계압력의 1.3배 이상
  3. 설계압력의 1.5배 이상
  4. 설계압력의 2.0배 이상
(정답률: 59%)
  • 내압시험은 제조된 압력용기가 안전하게 사용될 수 있는지 확인하기 위한 시험입니다. 이 시험에서는 설계압력의 1.3배 이상의 압력을 가해야 합니다. 이는 안전성을 보장하기 위한 것으로, 설계압력 이상의 압력을 가해도 변형이나 파손이 없어야 합니다. 따라서 계수μ의 값은 1.3이 됩니다.
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80. 폭발상한값은 수소, 폭발 하한값은 암모니아와 유사한 가스는?

  1. 에탄
  2. 산화프로필렌
  3. 일산화탄소
  4. 메틸아민
(정답률: 59%)
  • 폭발상한값은 수소와 비슷한 가스를 의미하며, 폭발 하한값은 암모니아와 비슷한 가스를 의미합니다. 따라서, 이 보기에서 폭발상한값과 폭발 하한값이 모두 고려될 때, 일산화탄소가 가장 적합한 답이 됩니다. 일산화탄소는 수소와 비슷한 특성을 가지고 있으며, 암모니아와는 다르게 폭발 하한값이 낮은 편입니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 온도 25℃, 전압 760㎜Hg인 공기 중의 수증기분압은 17.5㎜Hg이었다. 이 공기의 습도를 건조공기 ㎏당 수증기의 ㎏수로 나타낸 것은? (단, 공기 및 물의 분자량은 각각 29,18이다.)

  1. 0.0014㎏ H2O/㎏ 건조공기
  2. 0.0146㎏ H2O/㎏ 건조공기
  3. 0.0029㎏ H2O/㎏ 건조공기
  4. 0.0292㎏ H2O/㎏ 건조공기
(정답률: 50%)
  • 수증기분압이 17.5㎜Hg인 것은 이 공기가 포함하는 수증기의 양이 일정하다는 것을 의미합니다. 따라서 이 공기 안에 있는 수증기의 양을 구하면 됩니다.

    먼저, 이 공기의 포화수증기압을 구해야 합니다. 포화수증기압은 해당 온도에서 포화상태일 때의 수증기분압을 말합니다. 이 공식을 이용하여 구할 수 있습니다:

    Psat = 10^(A - B/(C+T))

    여기서 A, B, C는 상수이고, T는 온도입니다. 공기와 물의 분자량을 알고 있으므로, 이를 이용하여 A, B, C를 구할 수 있습니다. 이 공식을 이용하여 25℃에서의 포화수증기압을 구하면 23.76㎜Hg입니다.

    따라서, 이 공기 안에 있는 수증기의 양은 17.5/23.76 = 0.736입니다. 이 값은 공기 1㎏당 수증기의 ㎏수를 나타내는 것이므로, 건조공기 1㎏당 수증기의 ㎏수는 1-0.736 = 0.264입니다.

    따라서, 건조공기 1㎏당 수증기의 ㎏수는 0.264/29 = 0.0091입니다. 이 값에 18을 곱하면 건조공기 1㎏당 수증기의 ㎏수가 됩니다. 따라서, 정답은 0.0091*18 = 0.164㎏ H2O/㎏ 건조공기입니다. 이 값을 반올림하면 0.0146㎏ H2O/㎏ 건조공기가 됩니다.
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82. 적외선 가스분석기에서 분석 가능한 기체는?

  1. Cl2
  2. SO2
  3. N2
  4. O2
(정답률: 74%)
  • 적외선 가스분석기는 분자 내 진동-회전 에너지준위의 변화를 측정하여 기체를 분석합니다. 이 때, SO2 분자는 진동-회전 에너지준위의 변화가 크기 때문에 적외선 가스분석기에서 분석 가능합니다. 다른 기체들은 진동-회전 에너지준위의 변화가 작아 적외선 가스분석기에서 분석이 어렵습니다.
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83. 다음 중 면적식 유량계는?

  1. 로터미터
  2. 오리피스미터
  3. 피토관
  4. 벤투리미터
(정답률: 63%)
  • 로터미터는 회전하는 원통 모양의 로터가 유체의 유속에 따라 회전하면서 유량을 측정하는 유량계입니다. 따라서 면적식 유량계 중에서는 로터미터가 해당됩니다. 반면에 오리피스미터, 피토관, 벤투리미터는 유체의 흐름을 제한하거나 유속을 측정하여 유량을 계산하는 원리를 사용합니다.
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84. 부르동관(Bourdon Tube) 압력계의 종류가 아닌 것은?

  1. C자형
  2. 스파이럴형(Spiral type)
  3. 헬리컬형(Helical type)
  4. 케미컬형(Chemical type)
(정답률: 74%)
  • 부르동관 압력계는 일반적으로 기계적인 움직임을 이용하여 압력을 측정하는데, 케미컬형 압력계는 압력에 반응하여 화학적인 변화를 일으켜 측정하는 방식입니다. 따라서 부르동관 압력계의 종류 중에서 케미컬형은 제외됩니다.
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85. 되먹임제어의 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 목표값에 정확히 도달할 수 있다.
  2. 제어계의 특성을 향상시킬 수 있다.
  3. 외부조건의 변화에 영향을 줄일 수 있다.
  4. 제어기 부품들의 성능이 다소 나빠지면 큰 영향을 받는다.
(정답률: 60%)
  • "제어기 부품들의 성능이 다소 나빠지면 큰 영향을 받는다."가 틀린 것이다. 되먹임제어는 제어기 부품들의 성능이 다소 나빠져도 작동이 가능하며, 이는 제어기의 안정성과 신뢰성이 높기 때문이다.
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86. Ni, Mn, Co 등의 금속산화물을 소결시켜 만든 반도체로써 미세한 온도 측정에 용이한 온도계는?

  1. 바이메탈온도계
  2. 써모컬러온도계
  3. 써모커플온도계
  4. 서미스터저항온도계
(정답률: 74%)
  • Ni, Mn, Co 등의 금속산화물을 소결시켜 만든 반도체는 서미스터이며, 이를 이용하여 온도를 측정하는 온도계가 서미스터저항온도계입니다. 따라서 정답은 서미스터저항온도계입니다.
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87. 0℃에서 저항이 120Ω이고 저항온도계수가 0.0025인 저항온도계를 어떤 로안에 삽입하였을 때 저항이 180Ω이 되었다면 로안의 온도는 약 몇 ℃인가?

  1. 125
  2. 200
  3. 320
  4. 534
(정답률: 55%)
  • 저항의 변화율은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

    ΔR = R₀αΔT

    여기서, ΔR은 저항의 변화량, R₀은 초기 저항값, α는 저항온도계수, ΔT는 온도의 변화량입니다.

    이 문제에서는 초기 저항값이 120Ω에서 180Ω으로 증가했으므로,

    ΔR = 180Ω - 120Ω = 60Ω

    로 계산할 수 있습니다.

    또한, 저항온도계수가 0.0025이므로,

    α = 0.0025/℃

    로 나타낼 수 있습니다.

    따라서, 로안의 온도 변화량 ΔT는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    ΔT = ΔR / (R₀α) = 60Ω / (120Ω × 0.0025/℃) = 200℃

    따라서, 로안의 온도는 0℃에서 200℃로 증가했다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 정답은 "200"입니다.
  • t=R - Ro/Ro x a
    =180-120/120x0.0025
    =200℃
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88. 액면계는 액면의 측정방법에 따라 직접법과 간접법으로 구분한다. 간접법 액면계의 종류가 아닌 것은?

  1. 방사선식
  2. 플로트식
  3. 압력검출식
  4. 퍼지식
(정답률: 60%)
  • 플로트식은 액체의 밀도에 따라 부력이 변화하여 액면을 측정하는 방식이다. 따라서 간접법 액면계의 종류 중 하나가 아닌 것이다.
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89. 측정온도가 가장 높은 온도계는?

  1. 수은온도계
  2. 백금저항온도계
  3. PR열전도온도계
  4. 바이메탈온도계
(정답률: 58%)
  • PR열전도온도계는 가장 높은 측정온도를 측정할 수 있는 온도계입니다. 이는 PR열전도온도계가 다른 온도계에 비해 더 넓은 온도 범위를 측정할 수 있기 때문입니다. PR열전도온도계는 -200℃에서 1600℃까지의 온도를 측정할 수 있으며, 이는 다른 온도계들보다 더 넓은 범위입니다. 따라서 PR열전도온도계가 가장 높은 온도를 측정할 수 있는 온도계입니다.
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90. 가스크로마토그래피의 장치 구성요소가 아닌 것은?

  1. 분리관(칼럼)
  2. 검출기
  3. 광원
  4. 기록계
(정답률: 73%)
  • 가스크로마토그래피에서 광원은 사용되지 않습니다. 광원은 일반적으로 분광분석에 사용되며, 가스크로마토그래피에서는 샘플을 분리하는 분리관(칼럼), 분리된 물질을 검출하는 검출기, 그리고 검출된 데이터를 기록하는 기록계가 필요합니다.
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91. 다음 중 가스검지법에 해당하지 않는 것은?

  1. 분별연소법
  2. 시험지법
  3. 검지관법
  4. 가연성가스 검출기법
(정답률: 52%)
  • 분별연소법은 가스의 성분을 분석하기 위한 방법으로, 가스검지법은 가스의 존재를 감지하고 경보를 울리는 방법입니다. 따라서 분별연소법은 가스의 존재를 감지하는 것이 아니므로 가스검지법에 해당하지 않습니다.
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92. 다음 중 편위법에 의한 계측기기가 아닌 것은?

  1. 스프링 저울
  2. 부르동관 압력계
  3. 전류계
  4. 화학천칭
(정답률: 61%)
  • 화학천칭은 편위법에 의한 계측기기가 아닙니다. 편위법은 물체의 무게를 측정하는 방법으로, 스프링 저울과 부르동관 압력계, 전류계는 모두 편위법에 의한 계측기기입니다. 하지만 화학천칭은 물질의 양을 측정하는데 사용되는 기기로, 편위법과는 관련이 없습니다.
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93. 대용량의 유량을 측정할 수 있는 초음파 유량계는 어떤 원리를 이용한 유랑계인가?

  1. 전자유도법칙
  2. 도플러효과
  3. 유체의 저항변화
  4. 열팽창계수 차이
(정답률: 77%)
  • 초음파 유량계는 도플러효과를 이용하여 대용량의 유량을 측정합니다. 도플러효과란, 소리나 파동이 반사되는 물체의 움직임에 따라 파장이 달라지는 현상을 말합니다. 초음파 유량계에서는 초음파를 유체에 쏘아보내고, 유체 내부에서 이동하는 초음파의 파장을 측정하여 유체의 속도를 계산합니다. 이때, 유체의 속도가 빠를수록 초음파의 파장이 짧아지는데, 이를 도플러효과를 이용하여 측정합니다. 따라서, 정답은 "도플러효과"입니다.
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94. 막식가스미터에서 계량막 밸브의 누설, 밸브와 밸브시트 사이의 누설 등이 원인이 되는 고장은?

  1. 부동(不動)
  2. 불통(不通)
  3. 누설(漏泄)
  4. 기차(器差)불량
(정답률: 54%)
  • 막식가스미터에서 계량막 밸브의 누설, 밸브와 밸브시트 사이의 누설 등이 원인이 되는 고장은 기차(器差)불량입니다. 기차(器差)란, 밸브와 밸브시트가 정확하게 맞물리지 않아서 발생하는 누설을 말합니다. 이는 밸브나 밸브시트의 제조 과정에서 생기는 오차나 마모 등이 원인이 됩니다. 이러한 기차(器差)불량이 발생하면 가스의 계량이 정확하지 않아서 소비자에게 불이익을 초래할 수 있습니다. 따라서, 막식가스미터의 밸브와 밸브시트는 정확하게 맞물리도록 제조 과정에서 철저한 품질 관리가 필요합니다.
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95. 가스크로마토그래피 분석법에서 자유전자포착성질을 이용하여 전자 친화력이 있는 화합물에만 감응하는 원리를 적용하여 환경물질 분석에 널리 이용되는 검출기는?

  1. TCD
  2. FPD
  3. ECD
  4. FID
(정답률: 74%)
  • ECD는 전자 친화력이 있는 화합물에만 감응하는 검출기로, 가스크로마토그래피 분석법에서 환경물질 중에서 다이옥신, PCB, 염화물 등의 전자 친화성이 높은 화합물을 검출하는 데에 널리 이용됩니다. ECD는 검출한 화합물과 전자를 충돌시켜 전자를 포착하여 전류 신호로 변환하여 검출합니다. 이러한 원리로 인해 ECD는 다른 검출기와는 달리 매우 민감하게 전자 친화성이 높은 화합물을 검출할 수 있습니다.
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96. 감도(感度)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 감도가 좋으면 측정시간이 길어지고 측정범위는 좁아진다.
  2. 측정결과에 대한 신뢰도를 나타내는 척도이다.
  3. 지시량 변화에 대한 측정량 변화의 비로 나타낸다.
  4. 계측기가 지시량의 변화에 민감한 정도를 나타내는 값이다.
(정답률: 65%)
  • 감도가 좋다는 것은 계측기가 지시량의 변화에 민감하다는 것을 의미합니다. 따라서 작은 변화도 감지할 수 있어 측정시간이 길어지고, 측정범위는 좁아지게 됩니다. 예를 들어, 감도가 높은 온도계는 작은 온도 변화도 감지할 수 있어 측정시간이 길어지고, 측정범위는 좁아집니다.
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97. 다음 그림은 가스크로마토그래프의 크로마토그램이다. t, t1, t2는 무엇을 나타내는가?

  1. 이론 단수
  2. 체류시간
  3. 분리관의 효율
  4. 피크의 좌우 변곡점 길이
(정답률: 83%)
  • t는 시간을 나타내며, t1과 t2는 각각 물질 A와 B의 체류시간을 나타낸다. 따라서 정답은 "체류시간"이다. 체류시간은 샘플이 분리관 내에서 머무는 시간으로, 분리관 내에서 샘플이 이동하는 거리와 직접적으로 관련이 있다. 이는 분리관 내에서 물질이 분리되는 정도에 영향을 미치며, 적절한 체류시간을 설정하는 것이 분리 효율을 높이는 데 중요하다.
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98. 게겔법에 의한 가스 분석에서 가스와 그 흡수제가 바르게 짝지어진 것은?

  1. O2 - 취화수소
  2. CO2 - 발연황산
  3. C2H2 - 33% KOH 용액
  4. CO - 암모니아성 염화 제1구리 용액
(정답률: 79%)
  • 게겔법은 분광학적인 방법 중 하나로, 가스 분석에서 가스 분자가 특정 파장의 빛을 흡수하는 성질을 이용하여 분석하는 방법입니다. 이 때, 흡수제는 가스 분자와 상호작용하여 흡수를 증가시키는 역할을 합니다.

    CO와 암모니아성 염화 제1구리 용액은 게겔법에서 가장 일반적으로 사용되는 가스와 흡수제의 조합 중 하나입니다. CO는 4.67μm 파장의 빛을 흡수하며, 암모니아성 염화 제1구리 용액은 이 파장의 빛을 적극적으로 방출하여 CO의 흡수를 증가시킵니다. 따라서 이 두 가지 물질을 함께 사용하면 CO의 농도를 정확하게 측정할 수 있습니다.
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99. 임펠러식 유량계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 구조가 간단하다.
  2. 내구력이 우수하다.
  3. 직관부분이 필요 없다.
  4. 부식성 유체에도 사용이 가능하다.
(정답률: 73%)
  • 임펠러식 유량계는 유체가 흐르는 파이프 안에 임펠러(회전하는 날개)를 설치하여 유체의 흐름에 따라 회전하는 임펠러의 속도를 측정하여 유량을 계산하는 방식의 유량계입니다. 따라서 유체의 흐름을 감지하기 위한 직관부분이 필요하지 않습니다. 따라서 "직관부분이 필요 없다."가 틀린 것입니다.
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100. 대류에 의한 열전달에 있어서 경막계수를 결정하기 위한 무차원 함수로 관성력과 점성력의 비로 표시되는 것은?

  1. Reynolds수
  2. Nusselt수
  3. Prandtl수
  4. Euler수
(정답률: 80%)
  • Reynolds수는 대류에 의한 열전달에서 경막계수를 결정하는 무차원 함수 중 하나입니다. 이는 관성력과 점성력의 비로 표시됩니다. 즉, 유체의 운동 상태와 점성력의 크기에 따라 경막계수가 결정되기 때문에 Reynolds수가 경막계수를 결정하는 무차원 함수로 사용됩니다. Reynolds수가 증가할수록 유체의 운동 상태가 난류로 변화하며, 이에 따라 경막계수도 증가합니다. 따라서 Reynolds수가 대류 열전달에서 중요한 역할을 합니다.
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