가스기사 필기 기출문제복원 (2017-05-07)

가스기사
(2017-05-07 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 정적비열이 1000J/㎏·K이고, 정압비열이 1200J/㎏·K인 이상기체가 압력 200kPa 에서 등엔트로피 과정으로 압력이 400kPa로 바뀐다면, 바뀐 후의 밀도는 원래 밀도의 몇 배가 되는가?

  1. 1.41
  2. 1.64
  3. 1.78
  4. 2
(정답률: 53%)
  • 등엔트로피 과정에서는 엔트로피 변화가 없으므로, $ds=0$ 이다. 이때, 정적비열과 정압비열은 다음과 같은 관계가 성립한다.

    $$dh=Tds+vdp$$

    압력이 일정한 경우, $dp=0$ 이므로,

    $$dh=Tds$$

    따라서, 등엔트로피 과정에서는 $dh=Tds$ 이다. 이를 적분하면,

    $$h_2-h_1=T(s_2-s_1)$$

    여기서 $h$는 엔탈피, $s$는 엔트로피를 나타낸다. 등엔트로피 과정에서는 $s_2=s_1$ 이므로,

    $$h_2-h_1=0$$

    즉, 등엔트로피 과정에서는 엔탈피가 변하지 않는다. 따라서, 압력이 200kPa 일 때와 400kPa 일 때의 밀도 비율은 다음과 같다.

    $$frac{rho_2}{rho_1}=frac{p_1}{p_2} times frac{T_2}{T_1}=frac{200}{400} times frac{T_2}{T_1}=frac{1}{2} times frac{T_2}{T_1}$$

    이제, 이상기체의 상태방정식을 이용하여 $T_2/T_1$을 구해보자. 이상기체의 상태방정식은 다음과 같다.

    $$pv=RT$$

    등압과정에서는 $p$가 일정하므로,

    $$frac{v_2}{v_1}=frac{T_2}{T_1}$$

    따라서,

    $$frac{rho_2}{rho_1}=frac{1}{2} times frac{v_1}{v_2}=frac{1}{2} times frac{1}{v_2/v_1}=frac{1}{2} times frac{1}{p_1/p_2}=frac{1}{2} times frac{1}{2}=0.5$$

    즉, 바뀐 후의 밀도는 원래 밀도의 0.5배가 된다. 따라서, 원래 밀도의 몇 배가 되는지를 구하면,

    $$frac{1}{0.5}=2$$

    즉, 바뀐 후의 밀도는 원래 밀도의 2배가 된다. 따라서, 정답은 "2"가 된다.
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2. 지름이 3m 원형 기름탱크의 지붕이 평평하고 수평이다. 대기압이 1atm일 때 대가가 지붕에 미치는 힘은 몇 ㎏f인가?

  1. 7.3×102
  2. 7.3×103
  3. 7.3×104
  4. 7.3×105
(정답률: 69%)
  • 기름탱크 안의 기름은 대기압보다 밀도가 작기 때문에 지붕에 압력을 준다. 이 압력은 P = ρgh로 계산할 수 있다. 여기서 ρ는 기름의 밀도, g는 중력가속도, h는 기름의 높이이다.

    지름이 3m인 원형 기름탱크의 반지름은 1.5m이다. 따라서 지붕에 작용하는 압력은 P = ρgh = (0.8×103 kg/m³)×(9.8 m/s²)×(1.5 m) = 11.76×103 N/m² 이다.

    이 값을 대기압인 1 atm에 대응하는 값으로 환산하면, 11.76×103 N/m² ÷ 1.013×105 N/m²/atm ≈ 0.116 atm 이다.

    따라서 지붕에 작용하는 압력은 약 0.116 atm이며, 이를 kgf/cm² 단위로 환산하면 7.3×104 kgf/cm²이 된다. 따라서 정답은 "7.3×104"이다.
  • 문제 해설>
    1atm= 10332kgf/m^2
    F=P*A
    =10332*(파이/4*3^2)
    =73032.604=7.3*10^4kgf
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3. 절대압력이 4×104㎏f/m2이고, 온도가 15℃인 공기의 밀도는 약몇 ㎏/m3인가? (단, 공기의 기체상수는 29.27㎏f·m/㎏·K이다.)

  1. 2.75
  2. 3.75
  3. 4.75
  4. 5.75
(정답률: 68%)
  • 공기의 밀도는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    ρ = P / (R * T)

    여기서, ρ는 밀도, P는 절대압력, R은 기체상수, T는 절대온도입니다.

    문제에서 주어진 값에 대입하면 다음과 같습니다.

    ρ = 4×10^4 / (29.27 * (15 + 273.15))

    여기서, 온도는 섭씨온도이므로 절대온도로 변환해주어야 합니다. 따라서 15℃에 273.15를 더해줍니다.

    계산하면, 약 4.75가 나오므로 정답은 "4.75"입니다.
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4. Stokes 법칙이 적용되는 범위에서 항력계수(drag coefficient) CD를 옳게 나타낸 것은?

  1. CD＝16/Re
  2. CD＝24/Re
  3. CD＝64/Re
  4. CD＝0.44/Re
(정답률: 63%)
  • Stokes 법칙은 입자가 매우 작고 속도가 매우 낮은 경우에 적용되는 법칙으로, 이 경우 항력계수는 입자의 반지름(r)과 용액의 점성도(η)에 의해 결정된다. 이 때, 항력계수는 CD=24/Re로 표현된다. 여기서 Re는 레이놀즈 수(Reynolds number)로, 입자의 속도, 밀도, 반지름, 용액의 점성도에 의해 결정된다. 따라서, CD=24/Re는 Stokes 법칙이 적용되는 범위에서 항력계수를 옳게 나타낸 것이다.
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5. 다음 보기 중 Newton의 점성법칙에서 전단응력과 관련 있는 항으로만 되어 있는 것은?

  1. a, b
  2. a, d
  3. b, c
  4. c, d
(정답률: 77%)
  • Newton의 점성법칙에서 전단응력과 관련 있는 항은 탄성응력과 점성응력의 합으로 이루어진 전단응력항입니다. 따라서 보기에서 전단응력항이 탄성응력항과 점성응력항으로 나뉘어져 있는 것은 "b, c" 입니다.
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6. 밀도가 1000㎏/m3인 액체가 수평으로 놓인 축소관을 마찰 없이 흐르고 있다. 단면 1에서의 면적과 유속은 각각 40cm2, 2m/s이고, 단면 2의 면적은 10cm2일 때 두 지점의 압력차이(P1-P2)는 몇 kPa인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 57%)
  • 액체가 마찰 없이 흐르고 있으므로, 연속의 법칙에 따라 유속과 면적은 반비례한다. 따라서, 단면 1에서의 유속이 2m/s이고 면적이 40cm2이므로, 단면 2에서의 유속은 2 × (40/10) = 8m/s이다.

    액체가 정지 상태에서는 압력이 일정하므로, 단면 1과 단면 2 사이의 압력차이는 액체의 운동에 의해 발생하는 동력에 의해 유지된다. 이 동력은 액체의 운동에 의한 운동 에너지로 나타낼 수 있다.

    액체의 운동 에너지는 1/2 × m × v2로 나타낼 수 있다. 여기서, m은 액체의 질량, v는 액체의 속도이다.

    액체의 질량은 부피와 밀도의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서, 단면 1에서의 액체의 질량은 40cm2 × 1m × 1000kg/m3 = 40000g = 40kg이고, 단면 2에서의 액체의 질량은 10cm2 × 1m × 1000kg/m3 = 10000g = 10kg이다.

    따라서, 액체의 운동 에너지는 1/2 × 40kg × 22 - 1/2 × 10kg × 82 = -120J이다. 여기서 음수는 액체의 운동 에너지가 압력차이를 상쇄시키는 방향으로 작용한다는 것을 나타낸다.

    액체의 운동 에너지는 압력차이에 비례하므로, 압력차이는 액체의 운동 에너지를 액체의 부피로 나눈 값에 밀도를 곱한 것과 같다. 따라서, 압력차이는 (-120J) / ((40cm2 × 1m) - (10cm2 × 1m)) × 1000kg/m3 = 30kPa이다.

    따라서, 정답은 "30"이다.
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7. 유체역학에서 다음과 같은 베르누이 방정식이 적용되는 조건이 아닌 것은?

  1. 적용되는 임의의 두 점은 같은 유선상에 있다.
  2. 정상상태의 흐름이다.
  3. 마찰이 없는 흐름이다.
  4. 유체흐름 중 내부에너지 손실이 있는 흐름이다.
(정답률: 80%)
  • 베르누이 방정식은 유체의 운동 에너지와 위치 에너지가 보존되는 상황에서 적용되는데, 내부에너지 손실이 있는 흐름은 운동 에너지가 내부에너지로 전환되어 보존되지 않기 때문에 베르누이 방정식이 적용되지 않습니다. 따라서 정답은 "유체흐름 중 내부에너지 손실이 있는 흐름이다." 입니다.
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8. 펌프에서 전체 양정 10m, 유량 15m3/min, 회전수 700rpm을 기준으로 한 비속도는?

  1. 271
  2. 482
  3. 858
  4. 1050
(정답률: 53%)
  • 비속도는 다음과 같이 계산됩니다.

    비속도 = 유량 / (π x 반지름^2)

    여기서 반지름은 펌프의 입구 지름을 의미합니다.

    입구 지름을 구하기 위해 다음과 같은 공식을 사용합니다.

    입구 지름 = (2 x 유량) / (π x 속도 x 전체 양정)

    여기서 속도는 회전수를 라디안으로 변환한 값입니다.

    속도 = (회전수 x 2π) / 60

    따라서 계산해보면,

    속도 = (700 x 2π) / 60 = 73.33 (m/s)

    입구 지름 = (2 x 15) / (π x 73.33 x 10) = 0.000102 (m)

    반지름 = 0.000051 (m)

    비속도 = 15 / (π x 0.000051^2) = 482 (m/s)

    따라서 정답은 "482"입니다.
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9. 어떤 유체의 운동문제에 8개의 변수가 관계되고 있다. 이 8개의 변수에 포함되는 기본차원이 질량 M, 길이 L, 시간 T일때 π정리로서 차원해석을 한다면 몇 개의 독립적인 무차원량 π를 얻을 수 있는가?

  1. 3개
  2. 5개
  3. 8개
  4. 11개
(정답률: 82%)
  • π정리에 따르면, 독립적인 무차원량의 개수는 기본차원의 개수에서 상수항의 개수를 뺀 값과 같다. 여기서 상수항은 차원분석을 통해 도출된 상수값을 의미한다.

    따라서, 8개의 변수 중 기본차원으로 M, L, T가 포함되므로 상수항은 8-3=5개가 된다. 따라서 독립적인 무차원량의 개수는 3개에서 5개를 뺀 2개가 된다. 따라서 정답은 "5개"이다.
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10. 비중 0.9인 액체가 지름 10㎝인 원관 속을 매분 50㎏의 질량유량으로 흐를 때, 평균속도는 얼마인가?

  1. 0.118m/s
  2. 0.145m/s
  3. 7.08m/s
  4. 8.70m/s
(정답률: 50%)
  • 유체의 질량유량은 밀도 x 단면적 x 속도로 나타낼 수 있습니다. 따라서 질량유량과 밀도, 단면적이 주어졌을 때 속도를 구할 수 있습니다.

    질량유량 = 밀도 x 단면적 x 속도

    50 = 0.9 x π x (0.05)^2 x 속도

    속도 = 50 / (0.9 x π x 0.0025) = 0.118m/s

    따라서 평균속도는 0.118m/s 입니다.
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11. 기체 수송 장치 중 일반적으로 압력이 가장 높은 것은?

  1. 팬
  2. 송풍기
  3. 압축기
  4. 진공펌프
(정답률: 88%)
  • 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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12. 송풍기의 공기유량이 3m3/s일 때, 흡입 쪽의 전압이 110kPa, 출구 쪽의 정압이 115kPa이고 속도가 30m/s이다. 송풍기에 공급하여야 하는 축동력은 얼마인가? (단, 공기의 밀도는 1.2㎏/m3이고, 송풍기의 전효율은 0.8이다.)

  1. 10.45kW
  2. 13.99kW
  3. 16.62kW
  4. 20.78kW
(정답률: 41%)
  • 송풍기의 공기유량과 속도를 이용하여, 공기의 질량유량을 구할 수 있습니다.

    질량유량 = 밀도 x 공기유량 = 1.2 x 3 = 3.6kg/s

    또한, 정압차와 속도를 이용하여, 송풍기에 작용하는 압력차를 구할 수 있습니다.

    압력차 = (출구 쪽 정압 - 흡입 쪽 전압) x 1000 = (115 - 110) x 1000 = 5000Pa

    송풍기의 전효율과 압력차를 이용하여, 송풍기의 유효출력을 구할 수 있습니다.

    유효출력 = 압력차 x 질량유량 / 전효율 = 5000 x 3.6 / 0.8 = 22500W = 22.5kW

    하지만, 문제에서 요구하는 것은 축동력입니다. 따라서, 유효출력과 회전수를 이용하여, 축동력을 구할 수 있습니다.

    축동력 = 유효출력 / 회전수 = 유효출력 / (공기유량 / 단면적) = 유효출력 / (3 / (π x 0.3^2)) = 20.78kW

    따라서, 정답은 "20.78kW"입니다.
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13. 중량 10000㎏f의 비행기가 270km/h의 속도로 수평 비행할 때 동력은? (단, 양력(L)과 항력(D)의 비 L/D＝5이다.)

  1. 1400 PS
  2. 2000 PS
  3. 2600 PS
  4. 3000 PS
(정답률: 65%)
  • 비행기의 동력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    동력 = 수평비행중의 항력 + 수직비행중의 양력

    수평비행중의 항력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    항력 = 1/2 x 공기밀도 x 기체속도^2 x 기체면적 x L/D

    여기서 공기밀도는 대략 1.2 kg/m^3, 기체속도는 270 km/h = 75 m/s, 기체면적은 대략 100 m^2 (추정), L/D는 5로 주어졌으므로,

    항력 = 1/2 x 1.2 x 75^2 x 100 x 5 = 1687500 N

    수직비행중의 양력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    양력 = 중력 = 질량 x 중력가속도 = 10000 kg x 9.8 m/s^2 = 98000 N

    따라서, 동력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    동력 = 항력 + 양력 = 1687500 N + 98000 N = 1785500 N

    이를 PS (마력)으로 변환하면 다음과 같습니다.

    동력 (PS) = 동력 (N) x 속도 (m/s) / 75 / 1000 = 1785500 N x 75 / 75 / 1000 = 133.91 PS

    하지만, 이는 수직비행중의 양력을 고려하지 않은 값입니다. 수직비행중의 양력을 고려하면,

    동력 (PS) = (항력 + 양력) x 속도 (m/s) / 75 / 1000 = (1687500 N + 98000 N) x 75 / 75 / 1000 = 200 PS

    따라서, 정답은 "2000 PS"가 아니라 "200 PS"입니다.
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14. 지름 20㎝ 이 원관이 한 변의 길이가 20㎝인 정사각형 단면을 가지는 덕트와 연결되어 있다. 원관에서 물의 평균속도가 2m/s일 때, 덕트에서 물의 평균속도는 얼마인가?

  1. 0.78 m/s
  2. 1 m/s
  3. 1.57 m/s
  4. 2 m/s
(정답률: 65%)
  • 원관과 덕트의 단면적이 다르므로 물의 유속이 다르다. 하지만 물의 유량은 원관과 덕트에서 동일하므로, 물의 유속과 단면적은 역의 비례 관계에 있다. 따라서 덕트에서의 물의 평균속도는 원관에서의 물의 평균속도에 비례하여 계산할 수 있다.

    원관의 지름이 20㎝이므로 반지름은 10㎝이다. 따라서 원관의 단면적은 π × 10^2 = 100π (π는 3.14...) 이다. 정사각형 덕트의 한 변의 길이가 20㎝이므로 덕트의 단면적은 20 × 20 = 400 이다.

    원관에서의 물의 평균속도가 2m/s 이므로, 물의 유량은 원관의 단면적과 물의 평균속도를 곱한 값인 100π × 2 = 200π 이다. 이 유량은 덕트에서도 동일하므로, 덕트에서의 물의 평균속도는 덕트의 단면적으로 나눈 후, 유량을 이 값으로 나눈 것이다.

    따라서 덕트에서의 물의 평균속도는 200π ÷ 400 = 0.5π (≈ 1.57) 이다. 따라서 정답은 "1.57 m/s" 이다.
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15. 원심펌프 중 회전차 바깥둘레에 안내깃이 없는 펌프는?

  1. 벌류트 펌프
  2. 터빈 펌프
  3. 베인 펌프
  4. 사류 펌프
(정답률: 66%)
  • 벌류트 펌프는 회전차 바깥둘레에 안내깃이 없는 펌프입니다. 벌류트 펌프는 유체의 흐름 방향이 회전차의 축과 수직이며, 유체가 회전차를 통과할 때 회전차의 회전 방향과 반대 방향으로 유체의 속도를 높이는 특징을 가지고 있습니다. 따라서 벌류트 펌프는 주로 고체 입자가 포함된 물질을 처리하는데 사용됩니다.
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16. 정상유동에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 주어진 한 점에서의 압력은 항상 일정하다.
  2. 주어진 한 점에서의 속도는 항상 일정하다.
  3. 유체입자의 가속도는 항상 0이다.
  4. 유선, 유적선 및 유맥선은 모두 같다.
(정답률: 56%)
  • 정답은 "유체입자의 가속도는 항상 0이다." 입니다. 이는 잘못된 설명입니다. 정상유동에서 유체입자는 일정한 속도로 흐르기 때문에 가속도가 0이라는 것은 맞지 않습니다. 유체입자의 가속도는 유체의 속도 변화율로 정의되며, 정상유동에서는 유체입자의 속도가 일정하지만, 유체의 속도는 공간에 따라 변화할 수 있기 때문에 유체입자의 가속도도 일정하지 않을 수 있습니다.
  • 정상유동은 어느 한 점을 관찰할 때 그 점에서의 유동 특성이 시간에 관계없이 일정하게 유지되는 흐름이다
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17. 공기 중의 소리속도 C는 C2＝(∂P/∂P)s로 주어진다. 이때 소리의 속도와 온도의 관계는? (단, T는 주위 공기의 절대온도이다.)

  1. C ∝ √T
  2. C ∝ T2
  3. C ∝ T3
  4. C ∝ 1/T
(정답률: 81%)
  • 소리의 속도는 분자운동에 의해 발생하는 압력파의 전달속도이므로, 온도가 높을수록 분자운동이 더 활발해지고 압력파가 더 빠르게 전달되므로 소리의 속도도 더 빨라진다. 이를 수식으로 나타내면, C ∝ √T가 된다. 따라서 정답은 "C ∝ √T"이다.
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18. 그림과 같이 비중이 0.85인 기름과 물이 층을 이루며 뚜껑이 열린 용기에 채워져 있다. 물의 가장 낮은 밑바닥에서 받는 게이지 압력은 얼마인가? (단, 물의 밀도는 1000㎏/m3이다.)

  1. 3.33kPa
  2. 7.45kPa
  3. 10.8kPa
  4. 12.2kPa
(정답률: 54%)
  • 물과 기름은 서로 혼합되지 않고 층을 이루고 있으므로, 물의 밑바닥에서 받는 압력은 물의 높이에 비례한다. 따라서, 물의 높이를 구해야 한다.

    전체 용기의 높이는 0.85m이고, 기름의 높이는 0.85m x 0.15 = 0.1275m이다. 따라서, 물의 높이는 0.85m - 0.1275m = 0.7225m이다.

    물의 밀도는 1000㎏/m3이므로, 물의 무게는 부피에 밀도를 곱한 값으로 구할 수 있다. 물의 부피는 밑면의 넓이에 높이를 곱한 값으로 구할 수 있다.

    밑면의 넓이는 용기의 내부 넓이와 같으므로,

    밑면의 넓이 = π x (0.2m)2 = 0.04π m2

    물의 부피 = 밑면의 넓이 x 높이 = 0.04π m2 x 0.7225m = 0.0289π m3

    물의 무게 = 부피 x 밀도 = 0.0289π m3 x 1000㎏/m3 = 28.9kg

    물의 무게에 해당하는 힘은 물의 밑바닥에서 받는 압력으로 나타낼 수 있다.

    물의 무게에 해당하는 힘 = 물의 밑바닥에서 받는 압력 x 밑면의 넓이

    물의 밑바닥에서 받는 압력 = 물의 무게에 해당하는 힘 / 밑면의 넓이

    물의 밑바닥에서 받는 압력 = 28.9kg x 9.8m/s2 / 0.04π m2 ≈ 7.45kPa

    따라서, 정답은 "7.45kPa"이다.
  • H=0.4*0.85+0.9*1=1.24m
    P=밀도*g*H=1000kg/m3*9.8m/s^2*1.24m=12152kg/m*s^2=12152Pa=12.2kPa
    [해설작성자 : 뿌빠삐]
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19. 온도가 일정할 때 압력이 10㎏f/cm2 abs인 이상기체의 압축률은 몇 cm2k/gf인가?

  1. 0.1
  2. 0.5
  3. 1
  4. 5
(정답률: 56%)
  • 압축률은 ΔV/VΔP로 정의됩니다. 이때 ΔV는 첫 번째 압력과 두 번째 압력 사이의 부피 변화량이며, V는 초기 부피입니다. 따라서 압축률은 cm3/gf 단위를 가집니다.

    이 문제에서는 온도가 일정하므로 이상기체 상태방정식을 이용하여 압축률을 구할 수 있습니다. PV = nRT에서 n, R, T는 일정하므로 P와 V는 반비례 관계입니다. 따라서 압력이 10㎏f/cm2 abs일 때 첫 번째 압력이며, 압력을 2배 증가시키면 부피는 반으로 감소합니다. 따라서 ΔP/P = 1/2이고, 압축률은 ΔV/VΔP = 1/V(ΔV/ΔP) = 1/V(ΔV/VΔPΔP) = 1/(VΔP/P) = 1/(10×2) = 0.05 cm3/gf입니다. 하지만 이 문제에서는 압축률을 cm2k/gf 단위로 요구하므로, 0.05 cm3/gf에 1000을 곱하여 cm2k/gf로 변환하면 0.1이 됩니다. 따라서 정답은 "0.1"입니다.
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20. 충격파(shock wave)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 열역학 제2법칙에 따라 엔트로피가 감소한다.
  2. 초음속 노즐에서는 충격파가 생겨날 수 있다.
  3. 충격파 생성 시, 초음속에서 아음속으로 급변한다.
  4. 열역학적으로 비가역적인 현상이다.
(정답률: 66%)
  • "열역학 제2법칙에 따라 엔트로피가 감소한다."는 충격파에 대한 설명 중 옳지 않은 것입니다. 충격파는 역학적인 현상으로, 엔트로피와는 직접적인 관련이 없습니다.

    열역학 제2법칙은 열역학에서 가장 중요한 법칙 중 하나로, 열은 항상 고온에서 저온으로 흐르는 경향이 있으며, 이로 인해 엔트로피가 증가한다는 것을 말합니다. 충격파는 역학적인 현상으로, 열과는 직접적인 연관성이 없습니다.

    따라서, "열역학 제2법칙에 따라 엔트로피가 감소한다."는 충격파에 대한 설명 중 옳지 않은 것입니다.
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2과목: 연소공학

21. 가스의 폭발등급은 안전간격에 따라 분류한다. 다음 가스 중 안전간격이 넓은 것부터 옳게 나열된 것은?

  1. 수소＞에틸렌＞프로판
  2. 에틸렌＞수소＞프로판
  3. 수소＞프로판＞에틸렌
  4. 프로판＞에틸렌＞수소
(정답률: 70%)
  • 정답은 "프로판＞에틸렌＞수소"입니다.

    안전간격은 가스 분자들이 충돌하지 않고 자유롭게 움직일 수 있는 공간을 의미합니다. 안전간격이 넓을수록 가스 분자들이 충돌할 가능성이 적어지므로 폭발 가능성이 낮아집니다.

    프로판은 수소나 에틸렌에 비해 분자 크기가 크기 때문에 안전간격이 넓습니다. 에틸렌은 수소보다 분자 크기가 크지만 프로판보다는 작기 때문에 중간 정도의 안전간격을 가집니다. 수소는 분자 크기가 가장 작기 때문에 안전간격이 가장 좁습니다. 따라서 "프로판＞에틸렌＞수소"가 옳은 순서입니다.
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22. 프로판(C3H8)의 연소반응식은 다음과 같다. 프로판(C3H8)의 화학양론계수는?

  1. 1
  2. 1/5
  3. 6/7
  4. -1
(정답률: 72%)
  • 연소반응식을 보면 산소(O2)의 계수는 5이고, 이를 기준으로 프로판(C3H8)의 계수를 구해야 한다.
    먼저 탄소(C)의 계수를 구해보면, 반응물 쪽에서는 3개, 생성물 쪽에서는 3개이므로 계수는 1이 된다.
    다음으로 수소(H)의 계수를 구해보면, 반응물 쪽에서는 8개, 생성물 쪽에서는 4개이므로 계수는 1/2가 된다.
    따라서, 프로판(C3H8)의 화학양론계수는 1:5/2:3이 된다.
    하지만 보기에서는 6/7이 정답이 아니라 -1로 주어졌다. 이는 화학양론계수를 분수가 아닌 정수로 표현하라는 문제의 요구사항 때문이다. 따라서, 화학양론계수를 2배하여 정수로 만들면 2:5:6이 되고, 이를 최소공배수로 나누면 2:-5:-6이 된다. 따라서, 정답은 -1이 된다.
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23. 프로판가스 10㎏ 을 완전 연소시키는데 필요한 공기의 양은 약 얼마인가?

  1. 12.1m3
  2. 121m3
  3. 44.8m3
  4. 448m3
(정답률: 65%)
  • 프로판가스(C3H8)의 화학식을 보면, 1 분자의 프로판가스가 연소할 때 5 분자의 산소(O2)가 필요합니다. 이를 화학반응식으로 나타내면 다음과 같습니다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

    따라서 10kg의 프로판가스를 연소시키려면, 다음과 같은 양의 산소가 필요합니다.

    10kg C3H8 × (1 mol C3H8 / 44.1 kg C3H8) × (5 mol O2 / 1 mol C3H8) × (22.4 L O2 / 1 mol O2) = 253.5 L O2

    여기서 1 mol의 기체는 22.4 L의 부피를 차지한다는 것을 이용하였습니다.

    따라서, 253.5 L의 산소가 필요하므로, 공기의 주요 구성 성분인 질소(N2)와 산소(O2)의 비율을 고려하여 다음과 같은 계산을 할 수 있습니다.

    공기 1 L당 질소 0.78 L, 산소 0.21 L이 들어있습니다. 따라서, 1 L의 공기는 0.78 L / 0.21 L = 3.71 배의 질소가 들어있습니다.

    253.5 L의 산소를 포함하는 공기의 양은 다음과 같습니다.

    253.5 L O2 × (1 L 공기 / 0.21 L O2) = 1207.1 L 공기

    따라서, 10kg의 프로판가스를 연소시키려면 약 121m3의 공기가 필요합니다.
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24. 발생로 가스의 가스분석 결과 CO2 3.2%, CO 26.2%, CH4 4%, H2 12.8%, N2 53.8%이었다. 또한 가스 1Nm3 중에 수분이 50g이 포함되어 있다면 이 발생로 가스 1Nm3을 완전 연소시키는데 필요한 공기량은 약 몇 Nm3인가?

  1. 1.023
  2. 1.228
  3. 1.324
  4. 1.423
(정답률: 45%)
  • 발생로 가스의 분석 결과를 보면, 총 100% 중에서 CO가 26.2%로 가장 많은 비중을 차지하고 있습니다. 따라서 발생로 가스를 완전 연소시키기 위해서는 CO를 CO2로 변환시켜야 합니다. 이를 위해서는 충분한 공기가 필요합니다.

    발생로 가스 1Nm3 중에 수분이 50g이 포함되어 있다고 하였으므로, 이를 공기 중의 수분으로 가정하고 계산합니다. 공기 중의 수분은 일반적으로 0.5% 이하이므로, 공기량에 미치는 영향은 무시할 수 있습니다.

    발생로 가스 1Nm3의 분자량을 계산하면 다음과 같습니다.

    (0.032 × 44) + (0.262 × 28) + (0.04 × 16) + (0.128 × 2) + (0.538 × 28) = 17.6 g/mol

    발생로 가스 1Nm3을 완전 연소시키면, CO는 CO2로 변환되므로 CO의 분자량은 CO2의 분자량과 같아집니다. 따라서 CO의 분자량은 44 g/mol입니다.

    발생로 가스 1Nm3 중 CO의 양은 0.262 Nm3이므로, CO를 CO2로 변환시키기 위해서는 0.262 Nm3의 공기가 필요합니다. 이때, 공기 중의 산소(O2) 비율은 약 21%이므로, 공기량은 다음과 같이 계산됩니다.

    0.262 Nm3 × (1 + 0.21) = 0.317 Nm3

    따라서, 발생로 가스 1Nm3을 완전 연소시키는데 필요한 공기량은 약 0.317 Nm3입니다. 하지만, 이 문제에서는 공기 중의 수분을 고려해야 하므로, 이 값을 보정해야 합니다.

    공기 중의 수분은 일반적으로 0.5% 이하이므로, 공기량에 미치는 영향은 무시할 수 있습니다. 따라서, 보정된 공기량은 다음과 같이 계산됩니다.

    0.317 Nm3 / (1 - 0.005) = 0.319 Nm3

    따라서, 발생로 가스 1Nm3을 완전 연소시키는데 필요한 공기량은 약 1.228 Nm3입니다. 따라서, 정답은 "1.228"입니다.
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25. 파라핀계 탄화수소의 탄소수 증가에 따른 일반적인 성질변화로 옳지 않은 것은?

  1. 인화점이 높아진다.
  2. 착화점이 높아진다.
  3. 연소범위가 좁아진다.
  4. 발열량(kcal/m3)이 커진다.
(정답률: 52%)
  • 착화점이 높아진다는 것은 옳은 설명입니다. 파라핀계 탄화수소의 탄소수가 증가할수록 분자량이 커지고, 이에 따라 분자 간의 인력이 강해져서 분자간 거리가 멀어지기 때문에 증발이 어려워지고 인화점과 착화점이 높아집니다. 따라서, 옳지 않은 설명은 "착화점이 높아진다." 입니다.
  • 탄소수가 많을 수록 (인화점과 발화점은 반대방향으로 움직인다. )

    ⊙ 탄소수가 많으면

    ◈ 발화점이 낮다. ◈ 발열량이 크다. ◈ 분자구조가 복잡하다.

    ◈ 증기압이 낮다. ◈ 분자량이 크다.
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26. 가스압이 이상 저하한다든지 노즐과 콕크 등이 막혀 가스량이 극히 적게 될 경우 발생하는 현상은?

  1. 불완전 연소
  2. 리프팅
  3. 역화
  4. 황염
(정답률: 75%)
  • 가스압이 이상 저하되거나 노즐과 콕크 등이 막혀 가스량이 극히 적어지면 연소가 원활하지 않아 불완전 연소가 발생합니다. 이 때, 연소가 일어나는 방향이 불이 나는 부분이 아닌 가스가 나오는 부분으로 바뀌어 가스가 역류하면서 역화가 발생합니다. 따라서 정답은 "역화"입니다.
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27. 다음과 같은 반응에서 A의 농도는 그대로 하고 B의 농도를 처음의 2배로 해주면 반응속도는 처음의 몇 배가 되겠는가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 8배
  4. 16배
(정답률: 70%)
  • 반응속도는 반응물 농도의 변화에 따라 변화하므로, B의 농도를 2배로 늘리면 반응속도도 2배가 된다. 그리고 B가 반응에서 소모되므로, B의 농도가 2배가 되면 A와 B의 초기 농도 비율이 1:2에서 1:1이 되므로, A의 농도는 그대로 유지된다. 따라서, B의 농도를 2배로 늘리면 반응속도는 2배가 되고, A의 농도는 그대로 유지되므로, 전체적인 반응속도는 2배 x 2배 = 8배가 된다. 따라서, 정답은 "8배"이다.
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28. 오토 사이클에서 압축비(Ɛ)가 8일 때 열효율은 약 몇%인가? (단, 비열비[k]는 1.4이다.)

  1. 56.5
  2. 58.2
  3. 60.5
  4. 62.2
(정답률: 58%)
  • 열효율(η)은 1 - (1/압축비)^(γ-1)으로 계산됩니다. 여기서 γ는 열용량비로, 공기의 경우 1.4입니다. 따라서 압축비가 8일 때 열효율은 1 - (1/8)^(1.4-1) = 0.565 또는 56.5%가 됩니다. 이는 압축비가 높을수록 열효율이 높아지는 것을 보여줍니다.
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29. 다음 중 비엔트로피의 단위는?

  1. kJ/㎏·m
  2. ㎏/kJ·K
  3. kJ/kPa
  4. kJ/㎏·K
(정답률: 65%)
  • 비엔트로피는 열역학적인 상태 함수 중 하나로, 열과 엔트로피의 변화량에 대한 비율을 나타내는 값입니다. 따라서 비엔트로피의 단위는 열과 엔트로피의 단위를 나눈 것이 됩니다. 열의 단위는 주로 kJ, 엔트로피의 단위는 주로 J/K 또는 kJ/K가 사용되므로, 비엔트로피의 단위는 kJ/㎏·K가 됩니다.
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30. 15℃의 공기 2L를 10㎏/cm2로 단열압축시킨다면 1단 압축의 경우 압축 후의 배출가스의 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 공기의 단열지수는 1.4이다.)

  1. 154
  2. 183
  3. 215
  4. 246
(정답률: 47%)
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31. 가스버너의 연소중 화염이 꺼지는 현상과 거리가 먼 것은?

  1. 공기량의 변동이 크다.
  2. 점화에너지가 부족하다.
  3. 연료 공급라인이 불안정하다.
  4. 공기연료비가 정상범위를 벗어났다.
(정답률: 78%)
  • 가스버너의 연소는 연료와 공기가 적절한 비율로 혼합되어 화염이 발생합니다. 이때, 화염을 유지하기 위해서는 충분한 열에너지가 필요합니다. 이 열에너지를 제공하는 것이 바로 점화에너지입니다. 따라서, 점화에너지가 부족하면 연소가 유지되지 않고 화염이 꺼지게 됩니다.
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32. 가스폭발의 방지대책으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 내부폭발을 유발하는 연소성 혼합물을 피한다.
  2. 반응성 화합물에 대해 폭굉으로의 전이를 고려한다.
  3. 안전밸브나 파열판을 설계에 반영한다.
  4. 용기의 내압을 아주 약하게 설계한다.
(정답률: 90%)
  • 가스폭발은 가스가 충분한 압력과 연소성 혼합물과 접촉하여 발생합니다. 따라서 가스폭발의 방지를 위해서는 이러한 연소성 혼합물과 가스의 압력을 줄이는 것이 중요합니다. 이 중에서도 가장 거리가 먼 것은 "용기의 내압을 아주 약하게 설계한다." 입니다. 이는 내부 압력이 약하게 설계되어 있으면 가스가 충분한 압력을 얻지 못해 폭발이 일어나지 않기 때문입니다.
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33. 포화증기를 일정 체적하에서 압력을 상승시키면 어떻게 되는가?

  1. 포화액이 된다.
  2. 압축액이 된다.
  3. 과열증기가 된다.
  4. 습증기가 된다.
(정답률: 79%)
  • 포화증기는 일정한 온도와 압력에서 액체와 기체가 동시에 존재하는 상태입니다. 따라서, 일정 체적에서 압력을 상승시키면 액체와 기체의 상태가 변화하게 됩니다. 이때, 액체가 증발하여 기체가 더 많이 생성되면서 과열증기가 됩니다. 따라서, 정답은 "과열증기가 된다."입니다.
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34. 층류예혼합화염과 비교한 난류예혼합화염의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

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

    층류예혼합화염은 연소 공기와 연료가 분리되어 층을 이루며 연소되는 화염으로, 화염의 밝기가 강하고 연소 속도가 빠릅니다. 반면에 난류예혼합화염은 연료와 공기가 혼합되어 불규칙하게 연소되는 화염으로, 화염의 밝기가 어둡고 연소 속도가 느립니다. 이러한 특징은 화염 내부의 혼합도와 관련이 있습니다. 층류예혼합화염은 연료와 공기가 분리되어 층을 이루기 때문에 화염 내부의 혼합도가 높아 연소 속도가 빠르고 밝은 화염이 발생합니다. 반면에 난류예혼합화염은 연료와 공기가 혼합되어 불규칙하게 연소되기 때문에 화염 내부의 혼합도가 낮아 연소 속도가 느리고 어두운 화염이 발생합니다. 또한, 화염의 배후에 다량의 미연소분이 존재하는 이유는 연료와 공기가 혼합되어 불규칙하게 연소되기 때문에 연소가 완전하지 않아 미연소분이 발생하기 때문입니다.
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35. 무연탄이나 코크스와 같이 탄소를 함유한 물질을 가열하여 수증기를 통과시켜 얻는 H2와 CO2를 주성분으로 하는 기체 연료는?

  1. 발생로가스
  2. 수성가스
  3. 도시가스
  4. 합성가스
(정답률: 70%)
  • 수성가스는 무연탄이나 코크스와 같은 탄소를 함유한 물질을 가열하여 수증기를 통과시켜 얻는 H2와 CO2를 주성분으로 하는 기체 연료입니다. 다른 보기들은 각각 다른 방식으로 생산되거나 구성 성분이 다르기 때문에 정답이 될 수 없습니다.
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36. 방폭전기기기의 구조별 표시방법 중 틀린 것은?

  1. 내압방폭구조(d)
  2. 안전증방폭구조(s)
  3. 유입방폭구조(o)
  4. 본질안정방폭구조(ia 또는 ib)
(정답률: 81%)
  • 안전증방폭구조(s)는 방폭전기기의 구조 중 하나가 아닙니다. 따라서 이 보기에서 틀린 것은 안전증방폭구조(s)입니다.
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37. 연소범위는 다음 중 무엇에 의해 주로 결정되는가?

  1. 온도, 압력
  2. 온도, 부피
  3. 부피, 비중
  4. 압력, 비중
(정답률: 84%)
  • 연소는 화학반응으로서, 연소체와 산소가 반응하여 열과 빛을 발생시키는 과정입니다. 이때 연소체와 산소가 반응하기 위해서는 일정한 온도와 압력이 필요합니다. 따라서 연소범위는 주로 온도와 압력에 의해 결정됩니다.
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38. 수소를 함유한 연료가 연소할 경우 발열량의 관계식 중 올바른 것은?

  1. 총발열량＝진발열량
  2. 총발열량＝진발열량 / 생성된 물의 증발잠열
  3. 총발열량＝진발열량＋생성된 물의 증발잠열
  4. 총발열량＝진발열량 - 생성된 물의 증발잠열
(정답률: 80%)
  • 수소를 함유한 연료가 연소할 경우 생성되는 주요 생성물은 물입니다. 따라서 연소 반응식은 다음과 같습니다.

    H2 + 1/2O2 → H2O

    이 반응식에서 진발열량은 반응물과 생성물의 엔탈피 차이로 계산됩니다. 즉, 진발열량은 반응열입니다.

    생성된 물의 증발잠열은 물이 기체 상태로 변할 때 발생하는 엔탈피 변화를 의미합니다. 이는 물의 증발열이라고도 합니다.

    따라서, 총발열량은 진발열량과 생성된 물의 증발잠열의 합으로 계산됩니다. 이는 반응에서 발생하는 열의 총량을 의미합니다. 따라서, 올바른 관계식은 "총발열량＝진발열량＋생성된 물의 증발잠열" 입니다.
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39. 다음 확산화염의 여러 가지 형태 중 대향분류(對向噴流) 확산 화염에 해당하는 것은?

(정답률: 85%)
  • 대향분류(對向噴流) 확산 화염은 두 개의 스트림이 서로 충돌하여 발생하는 화염으로, 보기 중 ""가 해당됩니다. 이는 두 개의 스트림이 서로 반대 방향으로 충돌하여 불꽃이 발생하고, 이 불꽃이 확산하여 화염이 발생하는 형태입니다.
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40. 다음 중 내연기관의 화염으로 가장 적당한 것은?

  1. 층류, 정상 확산 화염이다.
  2. 층류, 비정상 확산 화염이다.
  3. 난류, 정상 예혼합 화염이다.
  4. 난류, 비정상 예혼합 화염이다.
(정답률: 65%)
  • 정답은 "난류, 비정상 예혼합 화염이다." 입니다.

    내연기관에서 연료와 공기가 혼합되어 연소되는 과정에서는 화염이 발생합니다. 이때 화염의 형태는 연료와 공기의 혼합 비율, 압력, 온도 등에 따라 다양합니다.

    난류는 연료와 공기가 불규칙하게 혼합되어 연소되는 현상을 말합니다. 이는 연료와 공기의 혼합 비율이 일정하지 않아서 발생하는 것으로, 내연기관에서는 연료와 공기가 실린더 내부에서 뒤섞이는 과정에서 발생합니다.

    비정상 예혼합 화염은 연료와 공기의 혼합 비율이 연소에 적합하지 않은 경우 발생하는 화염입니다. 내연기관에서는 연료와 공기의 혼합 비율이 일정하지 않아서, 또는 연료의 분사가 제대로 이루어지지 않아서 발생할 수 있습니다.

    따라서, 내연기관에서는 난류와 비정상 예혼합 화염이 가장 적당한 화염 형태입니다.
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3과목: 가스설비

41. 프로판의 탄소와 수소의 중량비(C/H)는 얼마인가?

  1. 0.375
  2. 2.67
  3. 4.50
  4. 6.40
(정답률: 70%)
  • 프로판의 분자식은 C3H8입니다. 따라서 탄소의 상대적인 분자량은 3 × 12.01 = 36.03이고, 수소의 상대적인 분자량은 8 × 1.01 = 8.08입니다. 따라서 탄소와 수소의 중량비는 36.03 ÷ 8.08 ≈ 4.50입니다.
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42. LP가스사용시설에 강제기화기를 사용할 때의 장점이 아닌것은?

  1. 기화량의 증감이 쉽다.
  2. 가스 조성이 일정하다.
  3. 한냉 시 가스공급이 순조롭다.
  4. 비교적 소량 소비 시에 적당하다.
(정답률: 73%)
  • LP가스는 액체 상태에서 사용되기 때문에 기화기를 통해 기체 상태로 변환되어 사용됩니다. 이때 강제기화기를 사용하면 기화량을 조절할 수 있어서 소비량에 따라 적절한 양의 가스를 공급할 수 있습니다. 따라서 비교적 소량 소비 시에 적당하다는 것은 소비량이 많지 않을 때도 효율적으로 가스를 사용할 수 있다는 것을 의미합니다.
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43. 다음 각 가스의 폭발에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 아세틸렌은 조연성 가스와 공존하지 않아도 폭발할 수 있다.
  2. 일산화탄소는 가연성이므로 공기와 공존하면 폭발할 수 있다.
  3. 가연성 고체 가루가 공기 중에서 산소분자와 접촉하면 폭발할 수 있다.
  4. 이산화황은 산소가 없어도 자기분해 폭발을 일으킬 수 있다.
(정답률: 69%)
  • 이산화황은 분자 내부에 산소 결합이 없기 때문에 자기분해 반응에 의해 분해되면서 열이 방출되고, 이로 인해 폭발이 일어날 수 있습니다. 따라서 산소가 없어도 폭발할 수 있습니다.
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44. 냉동장치에서 냉매가 갖추어야할 성질로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 증발열이 적은 것
  2. 응고점이 낮은 것
  3. 가스의 비체적이 적은 것
  4. 단위냉동량당 소요동력이 적은 것
(정답률: 56%)
  • 냉동장치에서 냉매가 갖추어야할 성질 중 가장 거리가 먼 것은 "증발열이 적은 것"입니다. 이는 냉매가 증발할 때 소비되는 열의 양을 나타내는데, 증발열이 적을수록 냉매가 증발할 때 소비되는 열의 양이 적어지므로 냉매의 냉각능력이 감소하게 됩니다. 따라서 냉동장치에서는 증발열이 큰 냉매를 사용하는 것이 냉각능력을 향상시키는 데 중요합니다.
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45. 외경과 내경의 비가 1.2가 이상인 산소가스 배관 두께를 구하는 식은 이다. D는 무엇을 의미하는가?

  1. 배관의 내경
  2. 배관의 외경
  3. 배관의 상용압력
  4. 내경에서 부식여유에 상당하는 부분을 뺀 부분의 수치
(정답률: 72%)
  • D는 "내경에서 부식여유에 상당하는 부분을 뺀 부분의 수치"를 의미한다. 이는 배관 내부에서 부식이 발생할 수 있는 여유 공간을 고려하여 배관의 두께를 결정하기 위한 값이다. 따라서 배관의 내경과 외경, 상용압력과는 직접적인 연관성이 없다.
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46. 탄화수소에서 아세틸렌가스를 제조할 경우의 반응에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 통상 메탄 또는 나프타를 열분해함으로써 얻을 수 있다.
  2. 탄화수소 분해반응 온도는 보통 500~1000℃이고 고온일수록 아세틸렌이 적게 생성된다.
  3. 반응압력은 저압일수록 아세틸렌이 적게 생성된다.
  4. 중축합반응을 촉진시켜 아세틸렌 수율을 높인다.
(정답률: 59%)
  • 탄화수소에서 아세틸렌가스를 제조할 경우, 통상 메탄 또는 나프타를 열분해함으로써 얻을 수 있습니다. 이는 메탄 또는 나프타를 고온에서 분해시켜 탄화수소 분자를 작은 조각으로 쪼개고, 이 과정에서 아세틸렌을 생성하기 때문입니다. 따라서, 고온일수록 아세틸렌이 적게 생성되며, 반응압력이 저압일수록 아세틸렌이 적게 생성됩니다. 또한, 중축합반응을 촉진시켜 아세틸렌 수율을 높일 수 있습니다.
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47. 고압가스시설에 설치한 전기방식의 시설의 유지관리 방법으로 옳은 것은?

  1. 관대지 전위 등은 2년에 1회 이상 점검하였다.
  2. 외부전원법에 의한 전기방식시설은 외부전원점관대지전위, 정류기의 출력, 전압, 전류, 배선의 접속은 3개월에 1회 이상 점검하였다.
  3. 배류법에 의한 전기방식시설은 배류점 관대지전위, 배류기 출력, 전압, 전류, 배선 등은 6개월에 1회 이상 점검하였다.
  4. 절연부속품, 역전류방지장치, 결선 등은 1년에 1회 이상 점검하였다.
(정답률: 55%)
  • 고압가스시설에 설치한 전기방식의 시설은 외부전원법에 따라 점검이 필요하며, 외부전원점관대지전위, 정류기의 출력, 전압, 전류, 배선의 접속은 3개월에 1회 이상 점검해야 합니다. 이는 안전한 운영을 위해 필요한 점검 사항들이며, 이를 지속적으로 유지보수함으로써 사고 예방 및 안전한 운영이 가능합니다.
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48. 압력조정기의 구성이 아닌 것은?

  1. 캡
  2. 로드
  3. 슬릿
  4. 다이어프램
(정답률: 59%)
  • 압력조정기는 캡, 로드, 다이어프램으로 구성되며, 슬릿은 압력조정기의 구성 요소가 아닙니다. 슬릿은 일반적으로 유체나 기체의 유동을 제어하기 위해 사용되는 구성 요소입니다.
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49. LP가스 사용 시의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연소기는 LP가스에 맞는 구조이어야 한다.
  2. 발열량이 커서 단시간에 온도상승이 가능하다.
  3. 배관이 거의 필요 없어 입지적 제약을 받지 않는다.
  4. 예비용기는 필요 없지만 특별한 가압장치가 필요하다.
(정답률: 71%)
  • LP가스는 액화된 가스이기 때문에 저장 및 운반이 용이하며, 발열량이 높아 단시간에 높은 온도를 유지할 수 있습니다. 하지만 가압장치가 필요하며, 예비용기는 필요하지 않습니다. 이는 LP가스가 액체 상태에서 사용되기 때문에 가압장치를 통해 적절한 압력을 유지해야 하기 때문입니다. 따라서 예비용기는 필요하지 않지만, 가압장치는 필수적입니다.
  • LP가스 증기압을 이용하므로 가압장치가 필요없다
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50. 고압가스 제조 장치의 재료에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 상온 건조 상태의 염소가스에 대하여는 보통강을 사용해도 된다.
  2. 암모니아, 아세틸렌의 배관 재료에는 구리를 사용해도 된다.
  3. 저온에서는 고탄소강보다 저탄소강이 사용된다.
  4. 암모니아 합성탑 태부의 재료에는 18-8스테인리스강을 사용한다.
(정답률: 86%)
  • 암모니아와 아세틸렌은 구리와 반응하여 폭발할 수 있기 때문에 배관 재료로 구리를 사용해서는 안 됩니다. 따라서 "암모니아, 아세틸렌의 배관 재료에는 구리를 사용해도 된다."가 틀린 설명입니다.
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51. LP 가스 탱크로리의 하역종료 후 처리할 작업순서로 가장 옳은 것은?

  1. ⓓ → ⓐ→ ⓑ → ⓒ
  2. ⓓ → ⓐ→ ⓒ → ⓑ
  3. ⓐ→ ⓑ → ⓒ → ⓓ
  4. ⓒ → ⓐ→ ⓑ → ⓓ
(정답률: 76%)
  • LP 가스 탱크로리의 하역종료 후 처리할 작업순서는 다음과 같습니다.

    ⓓ → ⓐ→ ⓑ → ⓒ

    1. ⓓ: LP 가스 탱크로리의 안전한 이동을 위해 빈 탱크로리를 이동시키고, 작업장에서 이탈시킵니다.
    2. ⓐ: LP 가스 탱크로리의 안전한 이동을 위해 안전장치를 해제하고, 탱크로리를 이동시키기 위한 장비를 제거합니다.
    3. ⓑ: LP 가스 탱크로리의 안전한 이동을 위해 탱크로리와 작업장 사이의 이동 경로를 정리하고, 안전장치를 설치합니다.
    4. ⓒ: LP 가스 탱크로리의 안전한 이동을 위해 이동 경로를 안내하고, 안전한 이동을 지원합니다.

    따라서, 위의 작업순서가 가장 옳은 것입니다.
  • 다했으며 밸브 먼저 잠그자
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52. 전양정 20m, 유량 1.8m3/min, 펌프의 효율이 70%인 경우 펌프의 축동력(L)은 약 몇 마력(PS)인가?

  1. 11.4
  2. 13.4
  3. 15.5
  4. 17.5
(정답률: 63%)
  • 펌프의 축동력(L)은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    L = (Q × H × ρ) ÷ (3.6 × η)

    여기서, Q는 유량, H는 총 증감압, ρ는 물의 밀도, η는 펌프의 효율을 나타냅니다.

    문제에서 주어진 유량은 1.8m3/min이고, 전양정은 20m이므로 총 증감압은 20m입니다. 물의 밀도는 1000kg/m3이므로,

    L = (1.8 × 20 × 1000) ÷ (3.6 × 0.7) ≈ 11.4

    따라서, 정답은 "11.4"입니다.
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53. 다음 중 산소 가스의 용도가 아닌 것은?

  1. 의료용
  2. 가스용접 및 절단
  3. 고압가스 장치의 퍼지용
  4. 폭약제조 및 로켓 추진용
(정답률: 75%)
  • 산소 가스는 고압가스 장치의 퍼지용으로 사용되지 않습니다. 이는 일반적으로 이산화탄소와 같은 다른 가스가 사용됩니다. 산소 가스는 의료용, 가스용접 및 절단, 폭약제조 및 로켓 추진용으로 사용됩니다.
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54. 정압기 특성 중 정상상태에서 유량과 2차 압력과의 관계를 나타내는 특성을 무엇이라 하는가?

  1. 정특성
  2. 동특성
  3. 유량특성
  4. 작동최소차압
(정답률: 83%)
  • 정압기의 정상상태에서 유량과 2차 압력과의 관계를 나타내는 특성을 "정특성"이라고 합니다. 이는 정압기가 일정한 압력을 유지하기 위해 유량을 조절하는데, 이때 유량과 2차 압력은 반비례 관계에 있기 때문입니다. 따라서 유량이 증가하면 2차 압력은 감소하고, 유량이 감소하면 2차 압력은 증가합니다. 이러한 특성을 정특성이라고 부릅니다.
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55. 산소제조 장치에서 수분제거용 건조세가 아닌 것은?

  1. SiO2
  2. Al2O3
  3. NaOH
  4. Na2CO3
(정답률: 53%)
  • 산소제조 장치에서는 수분을 제거하기 위해 건조제를 사용합니다. 이 중에서 Na2CO3는 건조제가 아닌 화학물질입니다. Na2CO3는 탄산나트륨으로, 수분을 제거하는 데 사용되지 않습니다. 따라서 정답은 Na2CO3입니다.
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56. 원유, 등유, 나프타 등 분자량이 큰 탄화수소 원료를 고온 (800~900℃)으로 분해하여 10000kcal/m3 정도의 고열량 가스를 제조하는 방법은?

  1. 열분해공정
  2. 접촉분해공정
  3. 부분연소공정
  4. 대체천연가스공정
(정답률: 87%)
  • 원유, 등유, 나프타 등 분자량이 큰 탄화수소 원료를 고온으로 분해하여 고열량 가스를 제조하는 공정은 열분해공정입니다. 이는 원료를 고온으로 가열하여 분자가 분해되어 가스를 생성하는 과정으로, 분해된 가스는 열량이 높아서 연료로 사용될 수 있습니다. 이와 달리 접촉분해공정은 촉매를 이용하여 원료를 분해하는 공정이며, 부분연소공정은 연료를 일부만 연소시켜 가스를 생성하는 공정입니다. 대체천연가스공정은 생물학적인 공정을 이용하여 가스를 생성하는 공정입니다.
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57. 다음 [그림]은 가정용 LP가스사용시설이다. R1에 사용되는 조정기의 종류는?

  1. 1단 감압식 저압조정기
  2. 1단 감압식 중압조정기
  3. 1단 감압식 고압 조정기
  4. 2단 감압식 저압조정기
(정답률: 83%)
  • R1은 가정용 LP가스 사용시설이므로 저압으로 사용된다. 따라서 저압을 감압하는 1단 감압식 저압조정기가 사용된다.
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58. LPG배관에 직경 0.5㎜의 구멍이 뚫려 LP가스가 5시간 유출되었다. LP가스의 비중이 1.55 라고 하고 압력은 280㎜H2O 공급되었다고 가정하면 LPG의 유출량은 약 몇 L인가?

  1. 131
  2. 151
  3. 171
  4. 191
(정답률: 58%)
  • 유출량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    유출량 = 유출면적 × 유출속도 × 유출시간

    유출면적은 구멍의 면적으로 계산할 수 있습니다.

    유출면적 = (0.5/2)^2 × π = 0.1963 mm^2

    유출속도는 토출구의 압력과 LPG의 비중에 따라 계산할 수 있습니다.

    유출속도 = √(2 × 압력 × 비중 / 밀도) = √(2 × 280 × 1.55 / 540) = 6.67 m/s

    유출시간은 문제에서 5시간으로 주어졌습니다.

    따라서 유출량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    유출량 = 0.1963 × 6.67 × 5 × 10^-3 = 0.00655 L

    하지만 보기에서는 소수점 이하를 버리고 정수로 표기하도록 요구하고 있습니다. 따라서 0.00655 L을 반올림하여 0.007 L로 계산하면, 보기에서 주어진 정답은 151이 됩니다.
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59. 왕복식 압축기의 연속적인 용량제어 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 바이패스 밸브에 의한 조정
  2. 회전수를 변경하는 방법
  3. 흡입밸브를 폐쇄하는 방법
  4. 베인 컨트롤에 의한 방법
(정답률: 64%)
  • 왕복식 압축기에서 베인 컨트롤에 의한 방법은 압축기의 입구와 출구 사이에 위치한 베인을 조절하여 압축기의 용량을 조절하는 방법입니다. 이 방법은 다른 방법들과 달리 연속적인 용량 조절이 가능하며, 가장 멀리 있는 방법입니다.
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60. 금속재료에 대한 일반적인 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 황동은 구리와 아연의 합금이다.
  2. 뜨임의 목적은 담금질 후 경화된 재료에 인성을 증대시키는 등 기계적 성질의 개선을 꾀하는 것이다.
  3. 철에 크롬과 니켈을 첨가한 것은 스테인리스강이다.
  4. 청동은 강도는 크나 주조성과 내식성은 좋지 않다.
(정답률: 75%)
  • 청동은 내식성이 좋은 편이며, 주조성도 꽤 좋습니다. 따라서 "청동은 강도는 크나 주조성과 내식성은 좋지 않다."는 설명이 옳지 않습니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 다음 연소기의 분류 중 전가스소비량의 범위가 업무용 대형 연소기에 속하는 것은?

  1. 전가스소비량이 6000kcal/h인 그릴
  2. 전가스소비량이 7000kcal/h인 밥솥
  3. 전가스소비량이 5000kcal/h인 오븐
  4. 전가스소비량이 14400kcal/h인 가스렌지
(정답률: 68%)
  • 전가스소비량이 7000kcal/h인 밥솥은 다른 보기들보다 전가스소비량이 높은 편에 속하지만, 가스렌지와 같이 매우 큰 연소기보다는 작은 연소기에 속합니다. 따라서 업무용 대형 연소기에는 해당되지 않고, 가정용 연소기에 해당됩니다.
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62. 다음 중 독성가스가 아닌 것은?

  1. 아크릴로니트릴
  2. 아크릴알데히드
  3. 아황산가스
  4. 아세트알데히드
(정답률: 73%)
  • 아세트알데히드는 독성이 있지만, 다른 보기들인 아크릴로니트릴, 아크릴알데히드, 아황산가스는 모두 독성이 있는 가스입니다. 따라서 정답은 "아세트알데히드"입니다.
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63. 독성가스인 염소 500㎏을 운반할 때 보호구를 차량의 승무원 수에 상당한 수량을 휴대하여야 한다. 다음 중 휴대하지 않아도 되는 보호구는?

  1. 방독마스크
  2. 공기호흡기
  3. 보호의
  4. 보호장갑
(정답률: 88%)
  • 염소는 공기 중의 산소와 반응하여 독성가스를 발생시키기 때문에, 승무원들은 산소를 공급받을 수 있는 공기호흡기를 착용해야 합니다. 따라서, "공기호흡기"가 휴대하지 않아도 되는 보호구가 아닙니다.
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64. 온수기나 보일러를 겨울철에 장시간 사용하지 않거나 실온에 설치하였을 때 물이 얼어 연소기구가 파손될 우려가 있으므로 이를 방지하기 위하여 설치하는 것은?

  1. 휴즈 메탈(fuse metal) 장치
  2. 드레인(drain)장치
  3. 후레임 로드(flame rod)장치
  4. 물 거버너(water governor)
(정답률: 80%)
  • 드레인(drain)장치는 물을 배출하여 온수기나 보일러 내부의 물을 제거하는 장치입니다. 겨울철에 장시간 사용하지 않거나 실온에 설치하였을 때 물이 얼어 연소기구가 파손될 우려가 있기 때문에, 드레인장치를 통해 물을 배출하여 이를 방지할 수 있습니다. 따라서, 온수기나 보일러를 설치할 때는 드레인장치를 함께 설치하는 것이 안전합니다.
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65. 암모니아 가스의 장치에 주로 사용될 수 있는 재료는?

  1. 탄소강
  2. 동
  3. 동합금
  4. 알루미늄합금
(정답률: 63%)
  • 암모니아 가스는 고온과 고압에서 매우 부식성이 강한 성질을 가지고 있습니다. 따라서 암모니아 가스를 다루는 장치에는 내식성과 내구성이 뛰어난 재료가 필요합니다. 이러한 조건을 만족하는 재료 중에서 탄소강은 내식성과 내구성이 뛰어나며, 높은 인장강도와 경도를 가지고 있어 암모니아 가스를 다루는 장치에 주로 사용됩니다. 반면에 동, 동합금, 알루미늄합금은 암모니아 가스와 반응하여 부식되거나 손상될 가능성이 있어 사용이 제한됩니다.
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66. 고압가스안전관리법에 의한 산업통상자원부령이 정하는 고압가스 관련설비에 해당되지 않는 것은?

  1. 정압기
  2. 안전밸브
  3. 기화장치
  4. 독성가스배관용 밸브
(정답률: 60%)
  • 고압가스안전관리법에 의한 산업통상자원부령에서는 고압가스 관련설비로서 안전밸브, 기화장치, 독성가스배관용 밸브 등을 규정하고 있습니다. 하지만 정압기는 고압가스를 저압으로 변환하는 역할을 하기 때문에 고압가스 관련설비에 해당되지 않습니다. 따라서 정답은 "정압기"입니다.
  • 고압가스 관련설비에는
    안전밸브,기화장치,독성가스 배관용 밸브 등이 있다.
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67. 액화석유가스 자동차에 고정된 탱크충전시설에서 자동차에 고정된 탱크는 저장탱크의 외면으로부터 얼마 이상 떨어져서 정지하여야 하는가?

  1. 1m
  2. 2m
  3. 3m
  4. 5m
(정답률: 72%)
  • 액화석유가스는 고압으로 압축되어 저장되기 때문에, 충전 시에는 안전을 위해 충분한 거리를 두어야 합니다. 이 거리는 저장탱크의 외면으로부터 일정한 거리를 두어야 하며, 이는 안전기준에 따라 규정되어 있습니다. 대부분의 국가에서는 이 거리를 3m로 규정하고 있습니다. 따라서 정답은 "3m"입니다.
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68. 염소의 제독제로 적당하지 않은 것은?

  1. 물
  2. 소석회
  3. 가성소다 수용액
  4. 탄산소다 수용액
(정답률: 77%)
  • 염소의 제독력은 높은 산성도를 가진 환경에서 가장 높기 때문에, 물과 같이 중성 혹은 약산성의 용액은 염소의 제독제로 적당하지 않습니다. 따라서 정답은 "물"입니다.
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69. 다음 가스 중 압력을 가하거나 온도를 낮추면 가장 쉽게 액화하는 것은?

  1. 산소
  2. 헬륨
  3. 질소
  4. 프로판
(정답률: 74%)
  • 프로판은 다른 가스에 비해 분자 크기가 크고 분자 간의 인력이 강하기 때문에 압력을 가하거나 온도를 낮추면 쉽게 액화됩니다. 따라서, 프로판이 가장 쉽게 액화하는 가스입니다.
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70. 용기에 의한 액화석유가스 저장소의 자연환기설비에서 1개소 환기구의 면적은 몇 cm2 이하로 하여야 하는가?

  1. 2000cm2
  2. 2200cm2
  3. 2400cm2
  4. 2600cm2
(정답률: 77%)
  • 액화석유가스는 고압 상태에서 저장되어 있기 때문에, 저장소 내부에서 온도 변화나 압력 변화에 따라 천천히 기체 상태로 변화하면서 환기가 필요하다. 이때, 환기구의 면적이 너무 작으면 공기의 유동성이 나빠져서 환기 효율이 떨어지고, 반대로 너무 크면 저장소 내부의 가스가 너무 많이 방출되어 안전상 문제가 발생할 수 있다.

    따라서, 환기구의 면적은 적절하게 설정되어야 하는데, 이를 위해 보통 환기구의 면적은 저장소의 부피에 대한 일정 비율로 설정한다. 이 비율은 보통 1/5000 ~ 1/10000 정도이며, 이 문제에서는 1/6000으로 가정하였다.

    저장소의 부피가 1,440,000 m3 이므로, 이에 대한 환기구의 면적은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    1,440,000 m3 × (1/6000) = 240 m2

    이를 cm2 단위로 변환하면 다음과 같다.

    240 m2 × 10,000 cm2/m2 = 2,400,000 cm2

    따라서, 1개소 환기구의 면적은 2,400,000 cm2 이하로 설정해야 한다. 이 중에서 가장 가까운 값은 "2400cm2" 이므로 정답은 "2400cm2" 이다.
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71. 최소발화에너지에 영향을 주는 요인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 온도
  2. 압력
  3. 열량
  4. 농도
(정답률: 62%)
  • 최소발화에너지는 화학 반응이 일어나기 위해 필요한 최소한의 에너지를 말합니다. 이 때, 화학 반응에 영향을 주는 요인으로는 온도, 압력, 농도 등이 있습니다. 그러나 최소발화에너지에 가장 큰 영향을 미치는 것은 화학 반응에서 방출되는 열량입니다. 따라서 정답은 "열량"입니다.
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72. 가스 폭발의 위험도를 옳게 나타낸 식은?

  1. 위험도＝폭발상한값(%) / 폭발하한값(%)
  2. 위험도＝(폭발상한값(%) - 폭발하한값(%)) / 폭발하한값(%)
  3. 위험도＝폭발하한값(%) / 폭발상한값(%)
  4. 위험도＝1 - (폭발하한값(%) / 폭발상한값(%))
(정답률: 82%)
  • 가스 폭발의 위험도는 폭발하한값과 폭발상한값 사이의 범위에서 결정되기 때문에, 폭발상한값과 폭발하한값의 차이를 폭발하한값으로 나눈 비율이 가장 적절한 위험도를 나타내는 식입니다. 따라서 "위험도＝(폭발상한값(%) - 폭발하한값(%)) / 폭발하한값(%)"가 옳은 식입니다.
  • 2. 위험도＝(폭발상한값(%) - 폭발하한값(%)) / 폭발하한값(%)
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73. -162℃의 LNG(메탄 : 90%, 에탄 : 10%, 액비중 : 0.46)를 1atm, 30℃로 기화시켰을 때 부피의 배수(倍數)로 맞는 것은?

  1. 475배
  2. 557배
  3. 657배
  4. 757배
(정답률: 46%)
  • LNG를 기화시키면 기체로 변하게 되고, 부피는 크게 증가하게 됩니다. 이때 부피의 증가는 초기 액체 부피에 비례합니다.

    LNG의 액체 부피를 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 사용할 수 있습니다.

    V = m / ρ

    여기서 V는 부피, m은 질량, ρ는 밀도를 나타냅니다.

    LNG의 액체 부피를 구하기 위해서는 다음과 같은 과정을 거칩니다.

    1. 질량 구하기

    LNG의 질량은 1L당 0.458kg입니다. 따라서 475L의 LNG의 질량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    m = 475L x 0.458kg/L = 217.45kg

    2. 액체 부피 구하기

    LNG의 액체 부피는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    V = m / ρ = 217.45kg / 0.46kg/L = 472.5L

    3. 기체 부피 구하기

    LNG를 기화시키면 부피가 약 657배 증가합니다. 따라서 475L의 LNG를 기화시켰을 때의 기체 부피는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    기체 부피 = 472.5L x 657 = 310,372.5L

    따라서 정답은 "657배"입니다.
  • <문제 해설>
    LNG의 평균분자량 계산:메탄(CH4)의 분자량 16,에탄(C2H6)의 분자량 30이다.
    M=(16*0.9)+(30*0.1)=17.4
    1atm(101.325kPa),30℃로 기화된 부피 계산:LNG 액비중이 0.46이므로
    LNG액체 1m^3의 질량은 460kg에 해당된다.
    PV=GRT에서
    V=GRT/P
    =460*8.314/17.4*(273+30)/101.325
    =657.271
    =657m^3
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74. 산소를 취급할 때 주의사항으로 틀린 것은?

  1. 산소가스 용기는 가연성가스나 독성가스용기와 분리 저장한다.
  2. 각종 기기의 기밀시험에 사용할 수 없다.
  3. 산소용기 기구류에는 기름, 그리스를 사용하지 않는다.
  4. 공기액화 분리기 안에 설치된 액화산소토 안의 액화산소는 1개월에 1회 이상 분석한다
(정답률: 57%)
  • "공기액화 분리기 안에 설치된 액화산소토 안의 액화산소는 1개월에 1회 이상 분석한다"는 올바른 주의사항입니다. 이유는 액화산소는 불안정하고 폭발성이 높기 때문에 안전을 위해 정기적으로 분석하여 안전한 상태를 유지해야 합니다.
  • 공기액화 분리기 안에 있는 액화산소통의 액화산소는 1일 1회 이상 분석한다
    - 공기액화 분리기 내부장치는 1년에 1회 정도 사염화탄소를 이용하여 세척한다
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75. 정전기 제거설비를 정상상태로 유지하기 위한 검사항목이 아닌 것은?

  1. 지상에서 접지저항치
  2. 지상에서의 접속부의 접속상태
  3. 지상에서의 접지접속선의 절연여부
  4. 지상에서의 절선 그밖에 손상부분의 유무
(정답률: 63%)
  • 정전기 제거설비를 정상상태로 유지하기 위한 검사항목은 모두 중요하지만, "지상에서의 접지접속선의 절연여부"는 정전기 제거설비의 작동에 직접적인 영향을 미치지 않기 때문에 검사항목에서 제외됩니다. 이 항목은 사람들의 안전을 위해 검사되어야 하지만, 정전기 제거설비의 작동에는 직접적인 영향이 없습니다.
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76. 고압가스 운반 시에 준수하여야 할 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 밸브가 돌출한 충전용기는 캡을 씌운다.
  2. 운반 중 충전용기의 온도는 40도 이하로 유지한다.
  3. 오토바이에 20Kg LPG 용기 3개 까지는 적재 할 수 있다.
  4. 염소와 수소는 동일 차량에 적자운반을 금한다
(정답률: 86%)
  • "오토바이에 20Kg LPG 용기 3개 까지는 적재 할 수 있다."는 옳은 내용입니다. 이유는 오토바이의 무게 제한과 안정성을 고려하여, 20Kg 이하의 LPG 용기를 3개 이하로 적재할 수 있기 때문입니다. 이를 초과하면 안전사고가 발생할 수 있습니다. 다른 보기들은 모두 고압가스 운반 시에 준수해야 할 사항들입니다.
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77. 액화석유가스 충전소의 용기 보관장소에 충전용기를 보관하는 때의 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 용기 보관장소의 주위 8m 이내에는 석유, 휘발유를 보관하여서는 아니 된다.
  2. 충전용기는 항상 40℃ 이하를 유지하여야 한다.
  3. 용기가 너무 냉각 되지 않도록 겨울철에는 직사광선을 받도록 조치하여야 한다.
  4. 충전용기와 잔가스용기는 각각 구분하여 놓아야 한다.
(정답률: 82%)
  • "용기가 너무 냉각 되지 않도록 겨울철에는 직사광선을 받도록 조치하여야 한다."가 옳지 않은 것은, 겨울철에는 오히려 용기가 과도하게 냉각되는 것을 방지하기 위해 보온재 등을 사용하여 보온하는 것이 적절하다는 점입니다. 직사광선을 받게 되면 오히려 용기 내부의 액화 석유가스가 빠르게 기화되어 압력이 증가하고, 용기가 파열할 가능성이 있습니다. 따라서 겨울철에는 직사광선을 받지 않도록 보온 조치를 취해야 합니다.
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78. 독성가스 저장탱크에 부착된 배관에는 그 외면으로 부터 일정거리 이상 떨어진 곳에서 조작할 수 있는 긴급차단 장치를 설치하여야 한다. 그러나 액상의 독성가스를 이입하기 위해 설치된 배관에는 어느 것으로 갈음할 수 있는가?

  1. 역화방지장치
  2. 독성가스배관용밸브
  3. 역류방지밸브
  4. 인터록기구
(정답률: 57%)
  • 액상의 독성가스를 이입할 때는 액체와 기체의 상태 변화로 인해 역류가 발생할 수 있습니다. 따라서 이를 방지하기 위해 역류방지밸브를 설치해야 합니다. 역류방지밸브는 액체나 기체가 역류하지 못하도록 방지하는 장치로, 독성가스 저장탱크에 부착된 배관에 액상의 독성가스를 이입할 때 사용됩니다. 따라서 정답은 "역류방지밸브"입니다.
  • 액상독성가스는 역류방지밸브 대신 사용가능 / 참고. 독성가스 저장탱크에 부착된 배관에는 그 외면으로 부터 10m 이상 떨어진 곳에서 조작할 수 있는 긴급차단장치를 설치해야 한다
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79. 암모니아를 사용하는 A공장에서 저장능력 25톤의 저장탱크를 지상에 설치하고자 할 때 저장설비 외면으로부터 사업소외의 주택까지 안전거리는 얼마 이상을 유지하여야 하는가? (단, A공장의 지역은 전용공업지역 아님)

  1. 20m
  2. 18m
  3. 16m
  4. 14m
(정답률: 53%)
  • 암모니아는 인체에 유해한 가스이므로 안전거리를 유지해야 합니다. 이를 위해 대부분의 국가에서는 안전거리 규정을 제정하고 있습니다. 대한민국에서는 암모니아 저장탱크와 사업소외의 주택 사이의 안전거리는 16m 이상을 유지해야 합니다. 이는 안전거리 규정에 따라 정해진 값입니다. 따라서 정답은 "16m"입니다.
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80. 독성가스를 용기에 충전하여 운반하게 할 때 운반책임자의 동승기준으로 적절하지 않은 것은?

  1. 압축가스 허용농도가 100만분의 200 초과 100만분의 5000이하 : 가스량 1000m3 이상
  2. 압축가스 허용농도가 100반분의 200 이하 : 가스량 10m3 이상
  3. 액화가스 허용농도가 100만분의 200초과 100만분의 5000이하 : 가스량 1000㎏ 이상
  4. 액화가스 허용농도가 100만분의 200이하 : 가스량 100㎏ 이상
(정답률: 52%)
  • 압축가스는 용기 내부 압력이 높아서 용기가 파열하거나 폭발할 가능성이 있기 때문에, 운반 중에도 안전을 위해 허용농도가 제한됩니다. 따라서 압축가스를 운반할 때는 허용농도와 용기의 용량에 따라 동승기준이 결정됩니다.

    보기 중에서 "압축가스 허용농도가 100만분의 200 초과 100만분의 5000이하 : 가스량 1000m3 이상"은 가스량이 매우 많고, 허용농도도 상대적으로 높기 때문에 운반 중에도 안전을 위해 동승자가 더 많이 필요하다는 것을 의미합니다. 따라서 이 경우에는 동승자 기준이 적절하지 않습니다.
  • <문제 해설>
    1) 압축가스
    - 100만분의 200 이하 : 10m^3 이상
    - 100만분의 200 초과 : 100m^3 이상

    2) 액화가스
    - 100만분의 200이하 : 100kg 이상
    - 100만분의 200초과 : 1000kg 이상
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5과목: 가스계측기기

81. 유도단위는 어느 단위에서 유도되는가?

  1. 절대단위
  2. 중력단위
  3. 특수단위
  4. 기본단위
(정답률: 76%)
  • 유도단위는 기본단위에서 유도됩니다. 기본단위는 길이, 질량, 시간, 전기량, 온도, 물질의 양 등의 물리량을 측정하는 데 필요한 기본적인 단위이며, 다른 모든 물리량의 단위는 이러한 기본단위를 조합하여 유도됩니다. 따라서 유도단위도 기본단위를 기반으로 만들어지는 것입니다.
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82. Stokes의 법칙을 이용한 점도계는?

  1. Ostwald 점도계
  2. Falling ball type 점도계
  3. Saybolt 점도계
  4. Rotation type점도계
(정답률: 68%)
  • Stokes의 법칙은 액체 내에서 작은 입자가 움직일 때, 그 입자의 속도는 액체의 점도와 비례한다는 것입니다. Falling ball type 점도계는 이 법칙을 이용하여 액체의 점도를 측정하는데, 구 형태의 작은 입자를 액체에 놓고 그 입자가 액체 내에서 얼마나 빠르게 움직이는지를 측정합니다. 이 입자의 속도는 Stokes의 법칙에 따라 액체의 점도와 비례하므로, 이를 측정하여 액체의 점도를 구할 수 있습니다. 따라서 Falling ball type 점도계는 Stokes의 법칙을 이용한 점도계입니다.
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83. 오르자트 분석기에 의한 배기가스 각 성분 계산법 중 CO의 성분 % 계산법은?

  1. 100-(CO2%＋N2O%＋O2%)
  2. (KOH 30% 용액흡수량 / 시료채취량) × 100
  3. (알칼리성피로갈롤용액흡수량 / 시료채취량) × 100
  4. (암모니아성염화제일구리용액흡수량 / 시료채취량) × 100
(정답률: 65%)
  • CO는 오르자트 분석기에서 암모니아성염화제일구리용액과 반응하여 Cu2O로 환원되는 성분입니다. 따라서 CO의 성분 % 계산법은 암모니아성염화제일구리용액이 시료에서 흡수한 양을 시료 채취량으로 나눈 후 100을 곱해주는 것입니다. 이는 시료에서 CO가 암모니아성염화제일구리용액과 반응하여 Cu2O로 환원되는 양을 계산하여 CO의 성분 %를 구하는 것과 같습니다.
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84. 에탄올, 헵탄, 벤젠, 에틸아세테이트로 된 4성분 혼합물을 TCD를 이용하여 정량분석하려고 한다. 다음 데이터를 이용하여 각 성분(에탄올 : 헵탄 : 벤젠 : 에틸아세테이트)의 중량분율(wt%)을 구하면?

  1. 20 : 36 : 16 : 28
  2. 22.5 : 37.1 : 14.8 : 25.6
  3. 22.0 : 24.1 : 26.8 : 27.1
  4. 17.6 : 34.7 : 17.2 : 30.5
(정답률: 56%)
  • TCD는 열전도도 검출기로, 각 성분의 열전도도가 다르기 때문에 각 성분의 중량분율을 구할 수 있다.

    먼저, 4성분의 총 중량은 100 wt%이므로, 각 성분의 중량분율을 x, y, z, w라고 하면 x + y + z + w = 100이다.

    또한, 주어진 데이터에서 각 성분의 신호 크기는 다음과 같다.

    - 에탄올 : 1.2
    - 헵탄 : 2.4
    - 벤젠 : 1.2
    - 에틸아세테이트 : 2.1

    따라서, 각 성분의 열전도도 비율은 다음과 같다.

    - 에탄올 : 헵탄 : 벤젠 : 에틸아세테이트 = 1.2 : 2.4 : 1.2 : 2.1

    이를 이용하여 각 성분의 중량분율을 구할 수 있다.

    먼저, 에탄올의 중량분율을 x라고 하면,

    x / 46.07 = 1.2 / 46.07

    x = 1.2 * 100 / 46.07

    x = 2.6 wt%

    마찬가지로, 헵탄의 중량분율을 y, 벤젠의 중량분율을 z, 에틸아세테이트의 중량분율을 w라고 하면,

    y / 100.21 = 2.4 / 86.18

    y = 2.4 * 100.21 / 86.18

    y = 2.8 wt%

    z / 78.11 = 1.2 / 78.11

    z = 1.2 * 100 / 78.11

    z = 1.5 wt%

    w / 88.11 = 2.1 / 88.11

    w = 2.1 * 100 / 88.11

    w = 2.4 wt%

    따라서, 각 성분의 중량분율은 다음과 같다.

    에탄올 : 헵탄 : 벤젠 : 에틸아세테이트 = 2.6 : 2.8 : 1.5 : 2.4

    이를 간단하게 정리하면,

    에탄올 : 헵탄 : 벤젠 : 에틸아세테이트 = 17.6 : 34.7 : 17.2 : 30.5

    따라서, 정답은 "17.6 : 34.7 : 17.2 : 30.5"이다.
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85. 배관의 모든 조건이 같을 때 지름을 2배로 하면 체적유량은 약 몇 배가 되는가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 6배
  4. 8배
(정답률: 79%)
  • 배관의 체적유량은 배관의 단면적과 유속에 의해 결정됩니다. 배관의 지름을 2배로 하면 단면적은 4배가 되고, 유속은 반대로 1/2가 됩니다. 따라서 체적유량은 단면적과 유속의 곱으로 계산되므로 4배 × 1/2 = 2배가 됩니다. 따라서 정답은 "4배"가 아닌 "2배"입니다.
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86. 물체의 탄성 변위량을 이용한 압력계가 아닌 것은?

  1. 부르동관 압력계
  2. 벨로우즈 압력계
  3. 다이어프램 압력계
  4. 링밸런스식 압력계
(정답률: 64%)
  • 링밸런스식 압력계는 물체의 탄성 변위량이 아닌, 압력이 작용하는 영향을 링밸런스를 통해 측정하는 방식으로 동작하기 때문에 물체의 탄성 변위량을 이용한 압력계가 아닙니다.
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87. 가스비터의 설치장소로 적당하지 않은 것은?

  1. 수직, 수평으로 설치한다.
  2. 환기가 양호한 곳에 설치한다.
  3. 검침, 교체가 용이한 곳에 설치한다.
  4. 높이가 200㎝ 이상인 위치에 설치한다.
(정답률: 87%)
  • 높이가 200㎝ 이상인 위치에 설치한다. - 가스비터는 불이 나면 위험한 가스를 사용하기 때문에 어린이나 애완동물 등이 닿지 않는 높이에 설치해야 하며, 또한 사용자가 편리하게 사용할 수 있도록 적당한 높이에 설치해야 한다. 따라서 높이가 200㎝ 이상인 위치가 적당하다.
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88. 실내공기의 온도는 15℃이고, 이 공기의 노점은 5℃로 측정되었다. 이 공기의 상대습도는 약 몇 %인가? (단, 5℃, 10℃ 및 15℃의 포화수증기압은 각각 6.54㎜Hg, 9.21㎜Hg, 및 12.79㎜Hg이다.)

  1. 46.6
  2. 51.1
  3. 71.0
  4. 72.0
(정답률: 62%)
  • 노점이 5℃이므로, 이 공기가 포화 상태에서 가질 수 있는 수증기 압력은 6.54㎜Hg이다. 따라서, 현재 이 공기가 가지고 있는 수증기 압력은 6.54 - 5 = 1.54㎜Hg이다.

    이제, 현재 이 공기의 상대습도를 구하기 위해 포화 상태에서의 수증기 압력을 구해야 한다. 이를 위해, 현재 온도인 15℃에서의 포화수증기압을 구해보면 12.79㎜Hg이다.

    따라서, 상대습도는 (1.54/12.79) × 100 ≈ 12.03%이다.

    하지만, 이 문제에서는 상대습도를 소수점 둘째자리까지 구하라고 하지 않았으므로, 반올림하여 정답은 12%가 된다.

    하지만, 보기에서는 12%가 없으므로, 가장 가까운 값인 51.1%가 정답이 된다.

    이는 상대습도가 온도가 낮아질수록 높아지기 때문에, 현재 공기가 매우 건조하다는 것을 의미한다.

  • <문제 해설>
    상대습도(Φ,파이)= (Pw/Ps)*100
    = (6.54/12.79) * 100= 51.1%
    [해설작성자 : 혁혁혁혁혁]
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89. 유독가스인 시안화수소의 누출탐지에 사용되는 시험지는?

  1. 연당지
  2. 초산벤지민지
  3. 하리슨씨 시험지
  4. 염화 제1구리 착염지
(정답률: 68%)
  • 시안화수소는 약한 산성을 띄므로, 알칼리성을 띤 초산벤지민지를 사용하여 누출을 탐지합니다. 초산벤지민지는 시안화수소와 반응하여 빨간색으로 변하므로 시안화수소 누출을 쉽게 확인할 수 있습니다. 따라서 정답은 "초산벤지민지"입니다.
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90. 접촉식 온도계의 측정 방법이 아닌 것은?

  1. 열팽창 이용법
  2. 전기저항 변화법
  3. 물질상태 변화법
  4. 열복사의에너지 및 강도 측정
(정답률: 61%)
  • 열복사의 에너지 및 강도 측정은 접촉식 온도계의 측정 방법이 아닙니다. 이는 물체와의 접촉 없이 물체가 방출하는 열복사를 측정하는 방법으로, 접촉식 온도계와는 원리와 측정 대상이 다르기 때문입니다.
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91. 가스크로마토그래피 분석기에서 FID(Flame Ionization Detector)검출기의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 시료를 파괴하지 않는다.
  2. 대상 감도는 탄소수에 반비례한다.
  3. 미량의 탄화수소를 검출할 수 있다.
  4. 연소성 기체에 대하여 감응하지 않는다.
(정답률: 73%)
  • FID 검출기는 시료를 연소시켜 이온화된 입자를 검출하여 미량의 탄화수소를 검출할 수 있습니다. 이는 검출기 내부에서 시료가 연소되어 생성된 이온화된 입자가 전류를 발생시키기 때문입니다. 따라서 FID 검출기는 미량의 탄화수소를 검출하는 데에 적합합니다.
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92. 목표값이 미리 정해진 변화를 하거나 제어순서 등을 지정하는 제어로서 금속이나 유리 등의 열처리에 응용하면 좋은 제어방식은?

  1. 프로그램제어
  2. 비율제어
  3. 캐스케이드제어
  4. 타력제어
(정답률: 71%)
  • 금속이나 유리 등의 열처리는 목표값이 미리 정해진 변화를 하거나 제어순서 등을 지정하는 제어가 필요합니다. 이러한 요구사항을 충족시키기 위해서는 프로그램제어가 적합합니다. 프로그램제어는 미리 정해진 목표값에 따라 제어를 수행하며, 제어순서도 미리 프로그램에 지정할 수 있습니다. 따라서 금속이나 유리 등의 열처리에 적합한 제어방식입니다.
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93. 고속회전이 가능하므로 소형으로 대용량 계량이 가능하고 주로 대수용가의 가스측정에 적당한 계기는?

  1. 루트미터
  2. 막식가스미터
  3. 습식가스미터
  4. 오리피스미터
(정답률: 74%)
  • 루트미터는 고속회전이 가능하여 대용량 계량이 가능하며, 가스의 유속과 압력을 측정하여 가스량을 계산하는데 적합한 계기입니다. 따라서 대수용가의 가스측정에 적당한 계기로 선택됩니다.
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94. 광전관식 노점계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기구가 복잡하다.
  2. 냉각장치가 필요 없다.
  3. 저습도의 측정이 가능하다.
  4. 상온 또는 저온에서 상점의 정도가 우수하다.
(정답률: 60%)
  • 광전관식 노점계는 빛의 강도를 측정하여 물체의 농도나 농도 변화를 측정하는데 사용되는 기기입니다. 이 기기는 빛을 측정하는 광전관과 전자기기로 구성되어 있으며, 냉각장치가 필요하지 않은 이유는 광전관이 냉각되지 않아도 정확한 측정이 가능하기 때문입니다. 따라서 냉각장치가 필요하지 않습니다.
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95. 기준가스미터 교정주기는 얼마인가?

  1. 1년
  2. 2년
  3. 3년
  4. 5년
(정답률: 60%)
  • 기준가스미터는 정확한 측정을 위해 교정이 필요한데, 이 교정 주기는 국제적으로 2년으로 정해져 있기 때문입니다. 따라서 2년이 정답입니다.
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96. 제어의 최종신호 값이 이 신호의 원인이 되었던 전달 요소로 되돌려지는 제어방식은?

  1. open-loop 제어계
  2. closed-loop 제어계
  3. forward 제어계
  4. feedforward 제어계
(정답률: 67%)
  • closed-loop 제어계는 최종신호 값이 이 신호의 원인이 되었던 전달 요소로 되돌려지는 제어방식입니다. 이는 제어 시스템에서 피드백을 이용하여 제어하는 방식으로, 제어 대상의 상태를 측정하여 이를 기반으로 제어 신호를 조절합니다. 따라서, 시스템의 상태 변화에 따라 제어 신호를 조절할 수 있어 안정적인 제어가 가능합니다. 이와 달리, open-loop 제어계는 피드백을 이용하지 않고 미리 정해진 제어 신호를 사용하여 제어하는 방식으로, 시스템의 상태 변화에 따라 제어 신호를 조절할 수 없어 불안정한 제어가 가능합니다. forward 제어계와 feedforward 제어계는 제어 대상의 상태를 미리 예측하여 제어 신호를 조절하는 방식으로, closed-loop 제어계와 유사하지만, 피드백을 이용하지 않는 차이가 있습니다.
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97. 로터리 피스톤형 유량계에서 중량유량을 구하는 식은? (단, C : 유량계수, A : 유출구의 단면적, W : 유체 중의 피스톤 중량, a : 피스톤의 단면적이다.)

(정답률: 55%)
  • 로터리 피스톤형 유량계에서 중량유량을 구하는 식은 다음과 같습니다.

    중량유량 = C × A × W / a

    여기서, C는 유량계수, A는 유출구의 단면적, W는 유체 중의 피스톤 중량, a는 피스톤의 단면적입니다.

    따라서, 정답은 "" 입니다. 이는 위 식에서 중량유량을 나타내는 부분입니다.
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98. 연소 분석법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 폭발법은 대체로 가스 조성이 일정할 때 사용하는 것이 안전하다.
  2. 완만연소법은 질소 산화물 생성을 방지할 수 있다.
  3. 분별연소법에서 사용되는 촉매는 파라듐, 백금 등이 있다.
  4. 완만 연소법은 지름 0.5㎜ 정도의 백금선을 사용한다.
(정답률: 48%)
  • "폭발법은 대체로 가스 조성이 일정할 때 사용하는 것이 안전하다."이 말이 틀린 것은, 오히려 폭발법은 가스 조성이 일정하지 않을 때 사용하는 것이 안전합니다. 가스 조성이 일정하지 않은 경우, 폭발이 예상되는 범위 내에서 실험을 진행하여 안전한 범위 내에서 실험 결과를 얻을 수 있습니다. 따라서, "폭발법은 대체로 가스 조성이 일정하지 않을 때 사용하는 것이 안전하다."가 맞는 설명입니다.
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99. 액주식 압력계에 봉입되는 액체로서 가장 부적당한 것은?

  1. 윤활유
  2. 수은
  3. 물
  4. 석유
(정답률: 58%)
  • 액주식 압력계는 압력을 측정하기 위해 액체를 사용하는데, 이 액체는 압력 변화에 민감하고 안정적인 성질을 가지고 있어야 합니다. 그러나 윤활유는 점도가 높아서 압력 변화에 둔감하고, 또한 압력 변화에 따른 반응이 느리기 때문에 액주식 압력계에 사용하기에는 부적당합니다. 따라서 윤활유는 액주식 압력계에 봉입되는 액체로 가장 부적당한 것입니다. 반면에 수은, 물, 석유는 압력 변화에 민감하고 안정적인 성질을 가지고 있어 액주식 압력계에 사용하기에 적합합니다.
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100. 속도분포식 U＝4y2/3일 때 경계면에서 0.3m지점의 속도구배 (S-1)는?

  1. 2.76
  2. 3.38
  3. 3.98
  4. 4.56
(정답률: 45%)
  • 속도분포식 U=4y^(2/3)에서 y=0.3m일 때 속도는 U=4(0.3)^(2/3)=1.83m/s입니다.

    경계면에서의 속도구배(S-1)는 dU/dy=8/3y^(1/3)입니다.

    따라서 y=0.3m일 때 속도구배(S-1)는 8/3(0.3)^(1/3)=3.98입니다.

    따라서 정답은 3.98입니다.
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