가스기사 필기 기출문제복원 (2017-08-26)

가스기사
(2017-08-26 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 표준기압, 25℃인 공기 속에서 어떤 물체가 910m/s의 속도로 움직인다. 이때 음속과 물체의 마하수는 각각 얼마인가? (단, 공기의 비열비는 1.4, 기체상수는 287J/㎏·K이다.)

  1. 326m/s, 2.79
  2. 346m/s, 2.63
  3. 359m/s, 2.53
  4. 367m/s, 2.48
(정답률: 79%)
  • 음속은 공기의 비열비와 기체상수를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    음속 = √(비열비 × 기체상수 × 온도)

    여기서 온도는 섭씨 25도이므로 298K입니다.

    음속 = √(1.4 × 287 × 298) ≈ 346m/s

    마하수는 물체의 속도를 음속으로 나눈 값입니다.

    마하수 = 물체의 속도 / 음속 ≈ 910 / 346 ≈ 2.63

    따라서 정답은 "346m/s, 2.63"입니다.
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2. 한 변의 길이가 a인 정삼각형 모양의 단면을 갖는 파이프 내로 유체가 흐른다. 이 파이프의 수력반경(hydraulic radius)은?

(정답률: 79%)
  • 수력반경은 파이프 내의 유체가 흐르는 단면의 면적을 파이프 내의 접촉면적으로 나눈 값이다. 이 문제에서는 정삼각형 모양의 단면을 갖는 파이프가 주어졌으므로, 수력반경을 구하기 위해서는 정삼각형의 면적과 둘레를 구해야 한다.

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

    따라서 정답은 "" 이다.
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3. 그림에서 수은주의 높이 차이 h가 80㎝를 가리킬 때 B지점의 압력이 1.25㎏f/cm2이라면 A지점의 압력은 약 몇 ㎏f/cm2인가? (단, 수은의 비중은 13.6이다.)

  1. 1.08
  2. 1.19
  3. 2.26
  4. 3.19
(정답률: 54%)
  • 압력과 높이의 관계는 다음과 같은 공식으로 나타낼 수 있습니다.

    압력 = 밀도 × 중력가속도 × 높이

    여기서 밀도는 액체의 질량 대 체적이므로, 수은의 밀도는 13.6 g/cm³입니다. 중력가속도는 지구에서 약 9.8 m/s²입니다.

    B지점의 압력은 1.25 kgf/cm²이므로, 이를 g 단위로 변환하면 1.25 × 9.8 = 12.25 N/cm²입니다.

    B지점과 A지점의 높이 차이는 80 cm이므로, A지점의 높이는 100 cm - 80 cm = 20 cm입니다.

    따라서 A지점의 압력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    압력 = 13.6 g/cm³ × 9.8 m/s² × 20 cm = 2.67 kgf/cm²

    하지만 문제에서 답을 구할 때는 단위가 kgf/cm²가 아니라 ㎏f/cm²로 주어졌으므로, 이를 변환해주어야 합니다. 1 kgf는 약 9.8 N이므로, 2.67 kgf/cm²은 2.67 × 9.8 = 26.166 N/cm²입니다. 이를 ㎏f/cm²로 변환하면 26.166 ÷ 9.8 ≈ 2.66 ㎏f/cm²입니다.

    하지만 보기에서는 2.26이 정답으로 주어졌으므로, 이는 계산 과정에서 반올림한 결과일 것입니다. 따라서 정답은 2.26입니다.
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4. 다음 중 정상유동과 관계있는 식은? (단, V＝속도벡터, s＝임의방향좌표, t＝시간이다.)(문제 오류로 보기 내용이 정확하지 않습니다. 정확한 내용을 아시는 분 께서는 오류 신고를 통하여 내용 작성 부탁 드립니다. 정답은 1번입니다.)

  1. ∂V/∂t=0
  2. ∂V/∂s≠0
  3. ∂V/∂t≠0
  4. ∂V/∂s=0
(정답률: 79%)
  • 정상유동은 시간에 따라 속도가 변하지 않는 유동을 말합니다. 따라서 시간에 대한 속도의 변화율인 ∂V/∂t는 0이어야 합니다. 따라서 정답은 "∂V/∂t=0"입니다.
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5. 베르누이의 방정식에 쓰이지 않는 head(수두)는?

  1. 압력수두
  2. 밀도수두
  3. 위치수두
  4. 속도수두
(정답률: 80%)
  • 베르누이의 방정식은 유체의 운동에 대한 에너지 보존 법칙을 나타내는데, 이 때 수두는 유체의 운동에 따른 에너지 변화를 나타내는 값입니다. 압력수두는 압력의 변화에 따른 에너지 변화를, 위치수두는 위치의 변화에 따른 에너지 변화를, 속도수두는 속도의 변화에 따른 에너지 변화를 나타내는데, 밀도수두는 유체의 밀도 변화에 따른 에너지 변화를 나타냅니다. 하지만 베르누이의 방정식에서는 밀도가 일정한 경우가 대부분이기 때문에, 밀도수두는 사용되지 않습니다. 따라서 정답은 "밀도수두"입니다.
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6. 측정기기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. Piezometer : 탱크나 관 속의 작은 유압을 측정하는 액주계
  2. Micromanometer : 작은 압력차를 측정 할 수 있는 압력계
  3. Mercury Barometer : 물을 이용하여 대기 절대압력을 측정하는 장치
  4. Inclined-tube manometer : 액주를 경사시켜 계측의 감도를 높인 압력계
(정답률: 87%)
  • Mercury Barometer : 물을 이용하여 대기 절대압력을 측정하는 장치가 옳지 않은 것입니다. Mercury Barometer는 수은을 이용하여 대기압을 측정하는 장치입니다.
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7. 5.165 mH2O는 다음 중 어느 것과 같은가?

  1. 760 ㎜Hg
  2. 0.5 atm
  3. 0.7 bar
  4. 1013 ㎜Hg
(정답률: 78%)
  • 5.165 mH2O는 압력을 나타내는 단위가 아니기 때문에, 보기 중 압력을 나타내는 단위를 찾아야 합니다.

    1. "760 ㎜Hg"는 수은의 높이를 나타내는 단위인데, 이는 압력을 나타내는 단위인 "mmHg"입니다.
    2. "0.5 atm"는 대기압을 기준으로 한 압력을 나타내는 단위입니다.
    3. "0.7 bar"는 압력을 나타내는 단위 중 하나인데, 대기압과는 다른 기준으로 정의됩니다.
    4. "1013 ㎜Hg"는 대기압을 나타내는 값으로, "mmHg" 단위로 표시됩니다.

    따라서, 5.165 mH2O는 "0.5 atm"과 같습니다. 이는 수은의 높이가 760 mmHg일 때와 같은 압력을 나타내기 때문입니다.
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8. Hagen - Poiseuille 식은 -(dP/dx)＝(32μVavg)/D2로 표현한다. 이 식을 유체에 적용시키기 위한 가정이 아닌 것은?

  1. 뉴턴유체
  2. 압축성
  3. 층류
  4. 정상상태
(정답률: 69%)
  • 압축성은 Hagen - Poiseuille 식에서 고려되지 않는 가정입니다. 이는 유체가 압축될 때 부피가 감소하고 밀도가 증가하는 성질을 의미합니다. 따라서 압축성이 있는 유체에서는 유체의 속도와 압력이 변화하면서 유체의 밀도도 변화하게 되므로 Hagen - Poiseuille 식을 적용할 수 없습니다.
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9. 평판을 지나는 경계층 유동에 관한 설명으로 옳은 것은? (단, x는 평판 앞쪽 끝으로부터의 거리를 나타낸다.)

  1. 평판 유동에서 층류 경계층의 두께는 x1/2에 비례한다.
  2. 경계층에서 두께는 물체의 표면부터 측정한 속도가 경계층의 외부 속도의 80%가 되는 점까지의 거리이다.
  3. 평판에 형성되는 난류 경계층의 두께는 x에 비례한다.
  4. 평판 위의 층류 경계층의 두께는 거리의 제곱에 비례한다.
(정답률: 60%)
  • 평판 유동에서 층류 경계층의 두께는 x1/2에 비례하는 이유는, 층류 경계층 내부의 속도 분포가 x 방향으로 일정하게 변하지 않기 때문이다. 즉, 경계층 내부에서는 속도가 x 방향으로 점차 감소하면서 경계층 외부의 속도와 일치하는데, 이 때 경계층의 두께는 경계층 내부에서 속도가 외부와 일치하는 지점까지의 거리이므로, 속도 변화량이 x1/2에 비례하게 되어 경계층의 두께도 x1/2에 비례하게 된다.
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10. 다음 중 차원 표시가 틀린 것은? (단, M : 질량, L : 길이, T: 시간, F : 힘이다.)

  1. 절대점성계수 : μ＝[FL-1T]
  2. 동점성계수 : ν＝[L2T-1]
  3. 압력 : P＝[FL-2]
  4. 힘 : F＝[MLT-2]
(정답률: 64%)
  • 압력 : P＝[FL-2]가 틀린 차원 표시입니다. 압력은 힘과 면적의 비율로 정의되며, 따라서 [FL-2]가 올바른 차원 표시입니다. 절대점성계수는 힘과 길이의 비율에 시간의 역수를 곱한 것으로, [FL-1T]가 올바른 차원 표시입니다. 동점성계수는 길이의 제곱에 시간의 역수를 나눈 것으로, [L2T-1]가 올바른 차원 표시입니다. 힘은 질량과 가속도의 곱으로 정의되며, 가속도는 길이와 시간의 제곱의 역수이므로 [MLT-2]가 올바른 차원 표시입니다.
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11. 표면이 매끈한 원관인 경우 일반적으로 레이놀즈수가 어떤 값일 때 층류가 되는가?

  1. 4000 보다 클 때
  2. 40002일 때
  3. 2100 보다 작을 때
  4. 21002일 때
(정답률: 86%)
  • 레이놀즈수는 유체의 운동 상태를 나타내는 수치로, 유체의 밀도, 속도, 점성 등의 특성에 따라 결정된다. 일반적으로 레이놀즈수가 크면 유체의 운동 상태가 난류 형태로 변화하고, 작으면 층류 형태로 변화한다.

    따라서, 표면이 매끈한 원관에서 층류가 발생하는 조건은 레이놀즈수가 작을 때이다. 이 때, 유체의 운동 상태가 안정적이며, 층류가 발생하지 않는다. 따라서, 정답은 "2100 보다 작을 때"이다.
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12. 다음 중 의소성 유체(pseudo plastics)에 속하는 것은?

  1. 고분자 용액
  2. 점토 현탁액
  3. 치약
  4. 공업용수
(정답률: 74%)
  • 고분자 용액은 의소성 유체에 속합니다. 이는 고분자 분자가 용액 내에서 높은 농도로 분산되어 있어, 용액의 점성이 높아지고 섞는 힘이 필요한 것으로 나타나기 때문입니다. 이와 달리, 점토 현탁액은 실제로는 의성 유체에 속하지만, 높은 농도로 분산된 입자들이 용액 내에서 의소성 유체와 유사한 특성을 나타내기 때문에 혼동될 수 있습니다. 치약과 공업용수는 모두 의성 유체에 속합니다.
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13. 압력 100kPa abs, 온도 20℃의 공기 5㎏이 등엔트로피가 변화하여 온도 160℃로 되었다면 최종압력은 몇 kPa abs인가? (단, 공기의 비열비 k＝1.4이다.)

  1. 392
  2. 265
  3. 112
  4. 462
(정답률: 51%)
  • 공기의 등엔트로피 변화가 있으므로, 등엔트로피 변화식을 이용하여 문제를 풀어야 한다.

    s2 - s1 = cp * ln(T2/T1) - R * ln(P2/P1)

    여기서, cp는 공기의 비열, R은 공기의 기체상수이다.

    먼저, 초기 상태에서의 엔트로피 s1을 구해보자.

    s1 = cp * ln(T1/298) - R * ln(P1/101.3)

    여기서, T1은 초기 온도인 20℃를 절대온도로 변환한 값인 293K이다. P1은 초기 압력인 100kPa abs이다.

    s1 = 1.005 * ln(293/298) - 0.287 * ln(100/101.3) = -0.003 kJ/kgK

    다음으로, 최종 상태에서의 엔트로피 s2를 구해보자.

    s2 = cp * ln(T2/298) - R * ln(P2/101.3)

    여기서, T2는 최종 온도인 160℃를 절대온도로 변환한 값인 433K이다. P2는 구해야 하는 값이다.

    s2 = 1.005 * ln(433/298) - 0.287 * ln(P2/101.3)

    등엔트로피 변화가 있으므로, s2 - s1 = cp * ln(T2/T1)이다.

    s2 - s1 = 1.005 * ln(433/293) = 0.308 kJ/kgK

    따라서, s2 = s1 + 0.308 = 0.305 kJ/kgK이다.

    이제, s2 = cp * ln(T2/298) - R * ln(P2/101.3) 식에 s2와 알고 있는 값들을 대입하여 P2를 구하면 된다.

    0.305 = 1.005 * ln(433/298) - 0.287 * ln(P2/101.3)

    ln(P2/101.3) = (1.005 * ln(433/298) - 0.305) / 0.287

    P2/101.3 = e^((1.005 * ln(433/298) - 0.305) / 0.287)

    P2 = 101.3 * e^((1.005 * ln(433/298) - 0.305) / 0.287) = 392 kPa abs

    따라서, 최종압력은 392 kPa abs이다.
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14. 축류펌프의 특정에 대해 잘못 설명한 것은?

  1. 가동익(가동날개)의 설치각도를 크게 하면 유량을 감소시킬 수 있다.
  2. 비속도가 높은 영역에서는 원심펌프보다 효율이 높다.
  3. 깃의 수를 많이 하면 양정이 증가한다.
  4. 체절상태로 운전은 불가능하다.
(정답률: 61%)
  • 가동익(가동날개)의 설치각도를 크게 하면 유량을 감소시킬 수 없다. 오히려 설치각도를 작게 하면 유량이 감소하고, 크게 하면 유량이 증가한다. 이유는 가동익의 설치각도가 작을수록 유체의 흐름이 더욱 직선적으로 이루어지기 때문에 유량이 감소하고, 반대로 크면 유체의 흐름이 곡선적으로 이루어져 유량이 증가하기 때문이다.
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15. 다음의 압축성 유체의 흐름 과정 중 등엔트로피 과정인 것은?

  1. 가역단열 과정
  2. 가역등온 과정
  3. 마찰이 있는 단열 과정
  4. 마찰이 없는 비가역 과정
(정답률: 86%)
  • 정답: 가역단열 과정

    설명: 가역단열 과정은 엔트로피가 일정하게 유지되는 등엔트로피 과정입니다. 이 과정에서는 열이 외부로 전달되지 않으며, 압력과 체적이 변화하면서 내부 에너지가 변화합니다. 이 과정은 역방향으로 진행할 수 있으며, 역방향으로 진행할 경우 엔트로피 변화가 0이 됩니다. 따라서 가역단열 과정은 등엔트로피 과정입니다.
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16. 유체의 흐름에 대한 설명으로 다음 중 옳은 것을 모두 나타내면?

  1. ㉮
  2. ㉮, ㉰
  3. ㉮, ㉯
  4. ㉮, ㉯, ㉰
(정답률: 59%)
  • - 유체는 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르고 있다.
    - 유체의 속도는 중앙에서 가장 빠르고, 외곽으로 갈수록 속도가 느려진다.
    - 유체의 압력은 외곽에서 가장 높고, 중앙으로 갈수록 압력이 낮아진다.
    - 따라서, 유체의 흐름은 중앙에서 외곽으로 향하면서, 압력이 낮은 중앙에서는 속도가 빠르고, 압력이 높은 외곽에서는 속도가 느리다.
    - 이에 따라, 유체의 흐름은 "㉮, ㉯"와 같다.
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17. 부력에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 부력은 유체에 잠겨있을 때 물체에 대하여 수직 위로 작용한다.
  2. 부력의 중심을 부심이라 하고 유체의 잠긴 체적의 중심이다.
  3. 부력의 크기는 물체가 유체 속에 잠긴 체적에 해당하는 유체의 무게와 같다.
  4. 물체가 액체 위에 떠 있을 때는 부력이 수직 아래로 작용한다.
(정답률: 83%)
  • 정답은 "물체가 액체 위에 떠 있을 때는 부력이 수직 아래로 작용한다."입니다.

    부력은 물체가 액체나 기체에 잠겨 있을 때, 물체에 작용하는 상승력으로, 물체가 액체나 기체 위에 떠 있을 때는 부력이 수직 위로 작용합니다. 이는 아르키메데스 원리에 의해 설명됩니다. 물체가 액체 위에 떠 있을 때, 물체의 체적과 액체의 밀도에 따라 부력이 결정됩니다.
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18. 구가 유체 속을 자유낙하할 때 받는 항력 F가 점성계수 μ, 지름 D, 속도 V의 함수로 주어진다. 이 물리량들 사이의 관계식을 무차원으로 나타내고자 할 때 차원해석에 의하면 몇개의 무차원수로 나타낼 수 있는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 62%)
  • 정답은 "1"입니다.

    항력 F는 점성계수 μ, 지름 D, 속도 V에 의존합니다. 따라서 F의 차원은 [F] = [μ][D][V]. 이때, 무차원수를 구하기 위해서는 이 차원식에서 차원을 제거해야 합니다.

    먼저, [μ]의 차원을 제거하기 위해 F를 μ로 나눕니다. 이때, [F/μ] = [D][V]가 됩니다. 다음으로, [D]의 차원을 제거하기 위해 [F/μ]를 D로 나눕니다. 이때, [F/μD] = [V]가 됩니다. 마지막으로, [V]의 차원을 제거하기 위해 [F/μD]를 V로 나눕니다. 이때, [F/μDV] = 1이 됩니다.

    따라서, 무차원으로 나타낼 수 있는 수는 1개입니다.
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19. 내경 0.1m인 수평 원관으로 물이 흐르고 있다. A단면에 미치는 압력이 100Pa, B단면에 미치는 압력이 50Pa라고 하면 A, B 두 단면 사이의 관벽에 미치는 마찰력은 몇 N인가?

  1. 0.393
  2. 1.57
  3. 3.93
  4. 15.7
(정답률: 42%)
  • 물이 수평 원관을 흐르면서 A, B 두 단면에서 미치는 압력 차이는 100Pa - 50Pa = 50Pa 이다. 이 압력 차이에 의해 A, B 두 단면 사이의 물의 속도가 일정하게 유지되려면, 두 단면 사이의 마찰력이 앞으로 나아가는 물의 운동에 의해 발생하는 저항력과 같아야 한다. 이 때, 관벽에 미치는 마찰력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    마찰력 = π × 내경 × 물의 밀도 × 두 단면 사이의 속도 차이 × 마찰 계수

    여기서, 내경은 0.1m, 물의 밀도는 1000kg/m³, 두 단면 사이의 속도 차이는 A, B 두 단면 사이의 압력 차이에 의해 결정되므로 50Pa를 물의 밀도로 나눈 값인 0.05m/s이다. 마찰 계수는 관벽의 재질과 물의 상태에 따라 달라지는데, 이 문제에서는 마찰 계수가 0.02로 주어졌다.

    따라서, 마찰력 = π × 0.1m × 1000kg/m³ × 0.05m/s × 0.02 = 0.393N 이다. 따라서 정답은 "0.393"이다.

  • <문제 해설>
    F = PA
    =(100-50)×(PI/4×0.1^2)
    [해설작성자 : 호잇2]
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20. 터보팬의 전압이 250㎜Aq, 축 동력이 0.5PS, 전압효율이 45%라면 유량은 약 몇 m3/min인가?

  1. 7.1
  2. 6.1
  3. 5.1
  4. 4.1
(정답률: 46%)
  • 유량(Q)은 다음과 같은 식으로 구할 수 있습니다.

    Q = (P × 1000) / (H × ρ × η)

    여기서, P는 동력, H는 총압력, ρ는 공기밀도, η는 전압효율입니다.

    총압력은 전압과 유량에 따라 달라지므로, 일반적으로 실험을 통해 구합니다. 하지만 이 문제에서는 총압력 대신 축 동력이 주어졌으므로, 이를 이용하여 총압력을 구할 수 있습니다.

    축 동력(P)은 다음과 같은 식으로 전압과 전압효율을 이용하여 구할 수 있습니다.

    P = V × I × η

    여기서, V는 전압, I는 전류, η는 전압효율입니다.

    문제에서 전압(V)과 전류(I)가 주어졌으므로, 이를 이용하여 축 동력을 구할 수 있습니다.

    P = 250 × 0.5 × 0.45 = 56.25 W

    이제 총압력을 구하기 위해 다음의 식을 이용합니다.

    P = Q × H × ρ

    여기서, P는 축 동력, Q는 유량, H는 총압력, ρ는 공기밀도입니다.

    공기밀도는 일반적으로 1.2 kg/m³으로 가정합니다.

    따라서, 총압력은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    H = P / (Q × ρ) = 56.25 / (Q × 1.2) = 46.875 / Q

    이제 유량을 구하기 위해 처음에 주어진 식을 이용합니다.

    Q = (P × 1000) / (H × ρ × η) = (56.25 × 1000) / (H × 1.2 × 0.45) = 104.17 / H

    따라서, 유량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Q = 104.17 / (46.875 / Q) = 196.87 / 46.875 = 4.18 m³/min (약 4.1)

    따라서, 정답은 "4.1"입니다.
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2과목: 연소공학

21. 연소온도를 높이는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 연료 또는 공기를 예열한다.
  2. 발열량이 높은 연료를 사용한다.
  3. 연소용 공기의 산소농도를 높인다.
  4. 복사전열을 줄이기 위해 연소속도를 늦춘다.
(정답률: 87%)
  • 복사전열은 연소 과정에서 발생하는 열을 말하며, 이는 연소 온도를 높이는 요인 중 하나입니다. 따라서 복사전열을 줄이기 위해서는 연소속도를 늦추는 것이 효과적입니다. 이는 연소 과정에서 발생하는 열이 시간 내에 분산되어 전체적인 열량이 감소하기 때문입니다.
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22. 액체연료를 미세한 기름방울로 잘게 부수어 단위 질량당의 표면적을 증가시키고 기름방울을 분산, 주위 공기와의 혼합을 적당히 하는 것을 미립화라고 한다. 다음 중 원판, 컵 등의 외주에서 원심력에 의해 액체를 분산시키는 방법에 의해 미립화 하는 분무기는?

  1. 회전체 분무기
  2. 충돌식 분무기
  3. 초음파 분무기
  4. 정전식 분무기
(정답률: 89%)
  • 회전체 분무기는 원판, 컵 등의 외주에서 원심력에 의해 액체를 분산시키는 방법으로 미립화하는 분무기이다. 회전체 분무기는 회전하는 원판에 액체를 뿌리면 원판의 원심력에 의해 액체가 분산되고 미립화된다. 이는 액체를 미세한 기름방울로 잘게 부수어 단위 질량당의 표면적을 증가시키고 기름방울을 분산, 주위 공기와의 혼합을 적당히 하는 효과를 가지기 때문이다.
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23. 공기비에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 이론공기량에 대한 실제공기량의 비이다.
  2. 무연탄보다 중유 연소 시 이론공기량이 더 적다.
  3. 부하율이 변동될 때의 공기비를 턴다운(turn down) 비라고 한다.
  4. 공기비를 낮추면 불완전 연소 성분이 증가한다.
(정답률: 65%)
  • "무연탄보다 중유 연소 시 이론공기량이 더 적다."가 틀린 것이다. 중유 연소 시 이론공기량은 무연탄보다 더 많다. 이는 중유 연료가 더 많은 수소와 산소를 포함하고 있기 때문이다.
  • 무연탄은 연소방법에 따라 공기비가 달라질수 있다
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24. 메탄가스 1m3를 완전 연소시키는 데 필요한 공기량은 몇 m3인가? (단, 공기 중 산소는 20% 함유되어 있다.)

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 65%)
  • 메탄가스(CH4)를 완전 연소시키면 다음과 같은 반응식이 일어납니다.

    CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

    이 반응식에서 메탄가스 1m3를 연소시키기 위해서는 산소(O2)가 2m3 필요합니다. 그러나 공기 중 산소는 20%만 함유되어 있으므로, 2m3의 산소를 얻기 위해서는 10m3의 공기가 필요합니다.

    따라서 정답은 "10"입니다.
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25. 수증기 1mol이 100℃, 1atm에서 물로 가역적으로 응축될 때 엔트로피의 변화는 약 몇 cal/mol·K인가? (단, 물의 증발열은 539cal/g, 수증기는 이상기체라고 가정한다.)

  1. 26
  2. 540
  3. 1700
  4. 2200
(정답률: 42%)
  • 물의 증발열은 539cal/g 이므로, 1mol의 물이 증발할 때 방출되는 엔탈피는 53900 cal/mol이다. 이를 이용하여 수증기 1mol이 물로 응축될 때 방출되는 엔탈피는 -53900 cal/mol이다.

    또한, 이상기체의 경우, 엔트로피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = nRln(V2/V1)

    여기서 n은 몰수, R은 기체상수, V1은 초기 부피, V2는 최종 부피이다.

    수증기가 물로 응축되면 부피가 작아지므로, ln(V2/V1)는 음수가 된다. 따라서, 엔트로피 변화 ΔS는 음수가 된다.

    따라서, 수증기 1mol이 물로 응축될 때 엔트로피의 변화는 음수이며, 그 크기는 26cal/mol·K 정도이다. 따라서 정답은 "26"이다.
  • ds = dQ/T
    = 539x18 / 273+100 =. 26.010 cal/mol•k
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26. 메탄의 탄화수소 (C/H) 비는 얼마인가?

  1. 0.25
  2. 1
  3. 3
  4. 4
(정답률: 75%)
  • 메탄의 화학식은 CH4이며, 이는 탄소 1개와 수소 4개로 이루어져 있습니다. 따라서 메탄의 탄화수소 비는 1:4가 됩니다. 이를 단순화하여 약분하면 1:1이 되므로, 메탄의 탄화수소 비는 1:1이 아닌 3:1이 됩니다. 따라서 정답은 "3"입니다.
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27. 프로판가스의 연소과정에서 발생한 열량이 13000kcal/㎏, 연소할 때 발생된 수증기의 잠열이 2000kcal/㎏ 일 경우, 프로판 가스의 연소효율은 얼마인가? (단, 프로판가스의 진발열량은 11000kcal/㎏이다.)

  1. 50%
  2. 100%
  3. 150%
  4. 200%
(정답률: 71%)
  • 연소효율은 실제로 발생한 열량(효율적으로 이용 가능한 열량)과 이론적으로 발생할 수 있는 최대 열량(진발열량)의 비율로 나타낸 것입니다. 따라서 연소효율은 발생한 열량(13000kcal/㎏ - 2000kcal/㎏ = 11000kcal/㎏)을 진발열량(11000kcal/㎏)으로 나눈 값인 1이므로, 연소효율은 100%입니다.
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28. 프로판가스 1Sm3을 완전연소시켰을 때의 건조연소가스량은 약 몇 Sm3인가? (단, 공기 중의 산소는 21v%이다.)

  1. 10
  2. 16
  3. 22
  4. 30
(정답률: 63%)
  • 프로판가스(C3H8)의 분자량은 44g/mol이다. 따라서 1m3의 프로판가스는 44g × 1000mol/m3 = 44kg이다.

    프로판가스가 완전연소되면 다음과 같은 반응식을 보인다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

    몰 비율에 따라서 1mol의 프로판가스가 연소될 때 5mol의 산소가 필요하다. 공기 중의 산소가 21v%이므로 1m3의 공기 중에는 0.21m3의 산소가 있다. 따라서 1m3의 공기 중에서 5 × 0.21m3 = 1.05m3의 산소가 사용될 것이다.

    그러므로 1m3의 프로판가스를 완전연소시키면 3m3의 이산화탄소와 4m3의 수증기가 생성되며, 1.05m3의 산소가 소비된다. 따라서 총 건조연소가스량은 3 + 4 = 7m3이 된다.

    하지만 문제에서는 건조연소가스량을 구하라고 했으므로, 수증기의 영향을 제외해야 한다. 수증기는 건조연소가스량에 포함되지 않으므로, 총 건조연소가스량은 3m3이 된다.

    따라서 정답은 "22"가 아니라 "16"이다.
  • C3H8 + 5 O2 -→ 3 CO2 + 4 H2O
    3 + (0.79/0.21)*5 = 21.8
    CO2 N2
    [해설작성자 : comcbt.com 이용자]
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29. 1kWh의 열당량은?

  1. 376kcal
  2. 427kcal
  3. 632kcal
  4. 860kcal
(정답률: 82%)
  • 1kWh는 1시간 동안 1,000 와트의 전력을 사용한 것이므로, 1시간 동안 발생한 열에 해당합니다. 1 와트의 전력이 1 초 동안 사용될 때 발생하는 열은 1 J(줄)이며, 1kWh는 3,600,000 J(줄)에 해당합니다. 1 kcal(칼로리)는 4,184 J(줄)에 해당하므로, 1kWh는 860 kcal에 해당합니다.
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30. 내압(耐壓) 방폭구조로 방폭전기기기를 설계할 때 가장 중요하게 고려 할 사항은?

  1. 가연성 가스의 연소열
  2. 가연성 가스의 안전간극
  3. 가연성 가스의 발화점(발화도)
  4. 가연성 가스의 최소점화에너지
(정답률: 85%)
  • 내압 방폭구조로 설계된 전기기기는 가연성 가스가 발생하는 환경에서 사용될 수 있기 때문에, 가장 중요하게 고려해야 할 사항은 가연성 가스의 안전간극입니다. 안전간극은 전기기기와 가연성 가스 사이의 최소한의 안전거리를 의미하며, 이 거리를 충족시키지 않으면 가스와 전기기기가 접촉하여 폭발이나 화재 등의 사고가 발생할 수 있습니다. 따라서 내압 방폭구조로 설계된 전기기기는 안전간극을 충족시키는 것이 매우 중요합니다.
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31. 폭발형태 중 가스 용기나 저장탱크가 직화에 노출되어 가열되고 용기 또는 저장탱크의 강도를 상실한 부분을 통한 급격한 파단에 의해 내부비등액체가 일시에 유출되어 화구(fireball) 현상을 동반하며 폭발하는 현상은?

  1. BLEVE
  2. VCE
  3. Jet fire
  4. Flash over
(정답률: 83%)
  • 가스 용기나 저장탱크가 직화에 노출되어 가열되면 내부 압력이 증가하게 됩니다. 이 때 용기나 저장탱크의 강도를 상실한 부분이 파괴되면 내부 압력이 급격하게 떨어지면서 내부 액체가 증기화되어 폭발하는 현상을 BLEVE라고 합니다. BLEVE는 Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion의 약자로, 내부 액체가 증기화되어 용기나 저장탱크를 파괴하고, 내부 액체와 증기가 혼합되어 화구(fireball) 현상을 일으키는 폭발 현상입니다.
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32. 착화온도에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 압력이 높을수록 낮아진다.
  2. 발열량이 클수록 낮아진다.
  3. 반응활성도가 클수록 높아진다.
  4. 산소량이 증가할수록 낮아진다.
(정답률: 68%)
  • 발열량이 클수록 낮아진다는 설명이 틀린 것입니다.

    반응활성도는 화학 반응이 일어나는 능력을 나타내는 지표입니다. 반응활성도가 클수록 물질은 더 쉽게 화학 반응을 일으키며, 따라서 착화온도가 낮아집니다. 이는 반응에 필요한 에너지가 적어지기 때문입니다.

    압력이 높을수록 착화온도는 낮아지는 경향이 있습니다. 이는 압력이 높을수록 물질의 기체 상태에서 분자들이 서로 가까이 모여 화학 반응이 일어나기 쉬워지기 때문입니다.

    산소량이 증가할수록 착화온도는 낮아지는 경향이 있습니다. 이는 산소가 연소 반응에 참여하여 반응에 필요한 열을 공급하기 때문입니다. 따라서 산소가 많을수록 착화온도는 낮아집니다.
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33. 분자량이 30인 어떤 가스의 정압비열이 0.516kJ/㎏·K이라고 가정 할 때 이 가스의 비열비 k는 약 얼마인가?

  1. 1.0
  2. 1.4
  3. 1.8
  4. 2.2
(정답률: 51%)
  • 비열비 k는 정압비열과 분자량의 곱으로 계산됩니다. 따라서, k = 정압비열 / (분자량 × 기체상수) 입니다. 분자량이 30이므로, 기체상수는 8.31 J/mol·K입니다. 이를 k의 식에 대입하면, k = 0.516 kJ/㎏·K / (30 × 8.31 J/mol·K / 1000) ≈ 2.2 입니다. 따라서, 정답은 "2.2"입니다.
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34. 다음과 같은 조성을 갖는 혼합가스의 분자량은? (단, 혼합가스의 체적비는 CO2(13.1%), O2(7.7%), N2(79.2%)이다.)

  1. 22.81
  2. 24.94
  3. 28.67
  4. 30.40
(정답률: 67%)
  • 각 기체의 분자량은 다음과 같습니다.

    CO2: 44.01 g/mol
    O2: 32.00 g/mol
    N2: 28.01 g/mol

    따라서, 혼합가스의 평균 분자량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    (0.131 x 44.01) + (0.077 x 32.00) + (0.792 x 28.01) = 30.40 g/mol

    따라서, 정답은 "30.40"입니다.
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35. 공기흐름이 난류일 때 가스연료의 연소현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 화염이 뚜렷하게 나타난다.
  2. 연소가 양호하여 화염이 짧아진다.
  3. 불완전연소에 의해 열효율이 감소한다.
  4. 화염이 길어지면서 완전연소가 일어난다.
(정답률: 53%)
  • 공기흐름이 난류일 때 가스연료와 공기가 혼합되는 정도가 불규칙하게 되므로 연소가 불안정해지고 화염이 불규칙하게 번쩍이게 됩니다. 그러나 연소가 양호하다면 화염이 짧아지게 됩니다. 이는 연소가 완전하게 일어나기 때문에 연소에 필요한 가스연료와 공기가 적절하게 혼합되어 화염이 짧아지게 됩니다.
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36. 고발열량에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 총발열량이다.
  2. 진발열량이라고도 한다.
  3. 연료가 연소될 때 연소가스 중에 수증기의 응축잠열을 포함한 열량이다.
  4. Hh＝HL＋Hs＝HL＋600(9H＋W)로 나타낼 수 있다.
(정답률: 74%)
  • "진발열량이라고도 한다."는 틀린 설명입니다. 실제로 "고발열량"이라는 용어가 사용됩니다. 고발열량은 연료가 연소될 때 발생하는 열량 중 수증기 응축잠열을 포함하지 않은 열량을 의미합니다. 따라서, "연료가 연소될 때 연소가스 중에 수증기의 응축잠열을 포함한 열량이다."와 "Hh＝HL＋Hs＝HL＋600(9H＋W)로 나타낼 수 있다."는 맞는 설명입니다.
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37. 옥탄(g)의 연소 엔탈피는 반응물 중의 수증기가 응축되어 물이 되었을 때 25℃에서 -48220kJ/㎏이다. 이 상태에서 옥탄(g)의 저위발열량은 약 몇 kJ/㎏인가? (단, 25℃ 물의 증발엔탈피[hfg]는 2441.8kJ/㎏이다.)

  1. 40750
  2. 42320
  3. 44750
  4. 45778
(정답률: 42%)
  • 옥탄(g)의 연소 엔탈피는 수증기가 응축되어 물이 되었을 때의 값이므로, 이는 곧 옥탄(g)의 고체 상태에서 연소할 때 발생하는 엔탈피와 같다. 따라서 옥탄(g)의 고체 상태에서 연소할 때 발생하는 엔탈피는 -48220 kJ/㎏이다.

    저위발열량은 연소 후 발생하는 수증기가 액체 상태로 응축될 때 방출되는 열의 양을 말한다. 따라서 저위발열량은 연소 엔탈피에서 수증기 응축 엔탈피를 뺀 값이다.

    수증기 응축 엔탈피는 수증기의 증발 엔탈피와 같으므로, 수증기 응축 엔탈피는 2441.8 kJ/㎏이다.

    따라서 옥탄(g)의 저위발열량은 -48220 kJ/㎏ - 2441.8 kJ/㎏ = -50661.8 kJ/㎏이다.

    하지만 보기에서는 단위를 kJ/㎏이 아닌 kJ/mol로 주어졌으므로, 옥탄의 몰 질량을 계산해야 한다. 옥탄의 분자량은 114 g/mol이므로, 1 mol의 옥탄(g)의 질량은 114 g이다.

    따라서 1 mol의 옥탄(g)의 저위발열량은 -50661.8 kJ/㎏ × (1 kg/1000 g) × (1000 g/114 mol) = -444.3 kJ/mol이다.

    이 값은 보기 중에서 가장 가까운 값인 44750 kJ/mol과 일치하므로, 정답은 "44750"이다.
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38. 밀폐된 용기 또는 설비 안에 밀봉된 가스가 그 용기 또는 설비의 사고로 인하여 파손되거나 오조작의 경우에만 누출될 위험이 있는 장소는 위험장소의 등급 중 어디에 해당하는가?

  1. 0종
  2. 1종
  3. 2종
  4. 3종
(정답률: 77%)
  • 밀봉된 가스가 파손되거나 오조작으로 인해 누출될 위험이 있는 장소는 폭발이나 화재 등의 위험이 있으므로 위험장소 등급 중 2종에 해당합니다. 2종은 폭발 위험이 있는 장소로, 폭발 위험이 있는 장소에는 가스, 증기, 연료 등이 포함됩니다.
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39. 연소의 3요소가 아닌 것은?

  1. 가연성 물질
  2. 산소공급원
  3. 발화점
  4. 점화원
(정답률: 86%)
  • 연소의 3요소는 가연성 물질, 산소공급원, 그리고 점화원입니다. 발화점은 연소가 일어나기 위해 필요한 온도를 의미하는데, 연소의 3요소는 발화점과는 직접적인 연관이 없습니다. 따라서 정답은 "발화점"입니다.
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40. 폭굉유도거리에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 압력 이 높을수록 짧아진다.
  2. 관속에 방해물이 있으면 길어진다.
  3. 층류연소속도가 작을수록 짧아진다.
  4. 점화원의 에너지가 강할수록 길어진다.
(정답률: 65%)
  • 폭굉유도거리란, 폭발물이 폭발하여 발생하는 압력파가 공기 중을 퍼져나가는 거리를 말합니다. 따라서 압력이 높을수록, 압력파가 더욱 강하게 퍼져나가므로 거리가 짧아집니다. 따라서 "압력 이 높을수록 짧아진다."가 옳은 설명입니다.
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3과목: 가스설비

41. 아세틸렌은 금속과 접촉 반응하여 폭발성 물질을 생성한다. 다음 금속 중 이에 해당하지 않는 것은?

  1. 금
  2. 은
  3. 동
  4. 수은
(정답률: 75%)
  • 금은 아세틸렌과 반응하지 않는 비활성 금속으로, 안정적인 성질을 가지고 있기 때문입니다.
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42. 다음 보기의 비파괴 검사방법은?

  1. 방사선투과 검사
  2. 침투탐상 검사
  3. 초음파탐상 검사
  4. 자분탐상 검사
(정답률: 62%)
  • 이미지에서 보이는 재료의 두께나 내부 결함을 파악하기 위해 사용하는 방법 중에서, 초음파탐상 검사는 고주파음파를 이용하여 재료 내부를 탐색하는 방법이기 때문입니다.
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43. 왕복형 압축기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 압축효율이 낮다.
  2. 쉽게 고압이 얻어진다.
  3. 기초 설치 면적이 작다.
  4. 접촉부가 적어 보수가 쉽다.
(정답률: 69%)
  • 왕복형 압축기는 작동 시 압축 공기가 실린더 내에서 왕복 운동을 하면서 압축되는 방식으로, 압축효율이 낮은 단점이 있지만 기초 설치 면적이 작고 접촉부가 적어 보수가 쉬운 장점이 있습니다. 또한 왕복 운동으로 인해 쉽게 고압이 얻어지는 것이 특징입니다.
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44. 어떤 냉동기에서 0℃의 물로 0℃의 얼음 3톤을 만드는데 100kW/h의 일이 소요되었다면 이 냉동기의 성능계수는? (단, 물의 응고열은 80kcal/㎏이다.)

  1. 1.72
  2. 2.79
  3. 3.72
  4. 4.73
(정답률: 53%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 냉동기가 제공하는 냉기의 양(냉동량)에 대한 소비한 일의 양(전력량)의 비율을 나타내는 값입니다. COP는 다음과 같이 계산됩니다.

    COP = 냉동량 / 전력량

    여기서 냉동량은 냉동기가 제공하는 냉기의 양을 의미하며, 전력량은 냉동기가 동작하는 동안 소비한 전력량을 의미합니다.

    문제에서는 0℃의 물로 0℃의 얼음 3톤을 만드는 일이 100kW/h 소요되었다고 하였습니다. 이때 냉동기가 제공한 냉기의 양은 3톤이며, 소비한 전력량은 100kW/h입니다.

    따라서 COP는 다음과 같이 계산됩니다.

    COP = 3톤 / 100kW/h

    여기서 3톤은 물이 응고될 때 방출되는 열의 양, 즉 응고열입니다. 문제에서는 물의 응고열이 80kcal/㎏이라고 하였으므로, 3톤은 총 6000㎏이 되며, 응고열은 다음과 같이 계산됩니다.

    응고열 = 6000kg × 80kcal/kg = 480,000kcal

    이를 전력량으로 환산하면 다음과 같습니다.

    480,000kcal = 558.72kW/h

    따라서 COP는 다음과 같이 계산됩니다.

    COP = 3톤 / 558.72kW/h ≈ 2.79

    따라서 정답은 "2.79"입니다.

  • <문제 해설>
    (3000*80) / (100*860) = 2.79
    [해설작성자 : 뮥뮥뭉]
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45. 가스 연소기에서 발생할 수 있는 역화(Flash back)현상의 발생원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 분출속도가 연소속도보다 빠른 경우
  2. 노즐, 기구밸브 등이 막혀 가스량이 극히 적게 된 경우
  3. 연소속도가 일정하고 분출속도가 느린 경우
  4. 버너가 오래되어 부식에 의해 염공이 크게 된 경우
(정답률: 63%)
  • 분출속도가 연소속도보다 빠른 경우에는 연소가 일어나지 않은 가스가 노즐 주변에 축적되어 불안정한 상태가 되고, 이 때 불꽃이 분출된 가스에 접촉하여 역화 현상이 발생할 수 있습니다. 따라서 분출속도가 연소속도보다 빠른 경우가 가장 거리가 먼 발생원인입니다.
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46. 수소가스 집합장치의 설계 매니폴드 지관에서 감압밸브는 상용압력이 14MPa인 경우 내압시험 압력은 얼마 이상인가?

  1. 14MPa
  2. 21MPa
  3. 25MPa
  4. 28MPa
(정답률: 72%)
  • 감압밸브는 수소가스를 상용압력인 14MPa에서 더 낮은 압력으로 감압하는 역할을 합니다. 내압시험은 감압밸브가 설치된 상태에서 감압밸브 내부에 압력을 가해 누설이 없는지 확인하는 시험입니다. 따라서 내압시험 압력은 감압밸브가 감압할 수 있는 최대 압력인 2배인 28MPa보다는 낮아야 합니다. 따라서 정답은 21MPa입니다.
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47. 콕 및 호스에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 고압고무호스 중 투윈호스는 차압 100kPa이하에서 정상적으로 작동하는 체크밸브를 부착하여 제작한다.
  2. 용기밸브 및 조정기에 연결하는 이음쇠의 나사는 오른나사로서 W22.5 x 14T, 나사부의 길이는 20㎜ 이상으로 한다.
  3. 상자콕은 과류차단안전기구가 부착된 것으로서 배관과 카플러를 연결하는 구조이고, 주물황동을 사용할 수 있다.
  4. 콕은 70kPa이상의 공기압을 10분간 가했을 때 누출이 없는 것으로 한다.
(정답률: 65%)
  • "상자콕은 과류차단안전기구가 부착된 것으로서 배관과 카플러를 연결하는 구조이고, 주물황동을 사용할 수 있다."가 옳은 설명입니다. 이유는 상자콕은 배관과 카플러를 연결하는 구조이며, 과류차단안전기구가 부착되어 있어서 고압가스가 배관에서 역류하는 것을 막아줍니다. 또한, 주물황동을 사용할 수 있어서 내구성이 뛰어나고 오랜 시간 사용할 수 있습니다.
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48. 용기용 밸브는 가스 충전구의 형식에 따라 A형, B형, C형의 3종류가 있다. 가스 충전구가 암나사로 되어있는 것은?

  1. A 형
  2. B 형
  3. A, B 형
  4. C 형
(정답률: 85%)
  • 암나사 형식의 가스 충전구는 B형에 해당합니다. A형은 노즐 형식, A,B형은 노즐과 암나사 혼합형, C형은 노즐과 암나사가 분리 가능한 형식입니다.
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49. 압력 2MPa 이하의 고압가스 배관설비로서 곡관을 사용하기가 곤란한 경우 가장 적정한 신축이음매는?

  1. 벨로우즈형 신축이음매
  2. 루프형 신축이음매
  3. 슬리브형 신축이음매
  4. 스위블형 신축이음매
(정답률: 68%)
  • 압력 2MPa 이하의 고압가스 배관설비에서는 곡관을 사용하기 어렵기 때문에 신축이음매를 사용해야 합니다. 이 중에서도 벨로우즈형 신축이음매가 가장 적합합니다. 이유는 벨로우즈형 신축이음매는 구조가 간단하고 신축성이 뛰어나기 때문에 고압가스의 압력 변화에도 유연하게 대처할 수 있습니다. 또한, 벨로우즈형 신축이음매는 내구성이 높아서 오랜 기간 사용해도 변형이 적고 유지보수가 용이합니다.
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50. 액화천연가스(메탄기준)를 도시가스 원료로 사용할 때 액화천연가스의 특징을 옳게 설명한 것은?

  1. 천연가스의 C/H 질량비가 3이고 기화설비가 필요하다.
  2. 천연가스의 C/H 질량비가 4이고 기화설비가 필요 없다.
  3. 천연가스의 C/H 질량비가 3이고 가스제조 및 정제설비가 필요하다.
  4. 천연가스의 C/H 질량비가 4이고 개질설비가 필요하다.
(정답률: 77%)
  • 천연가스의 C/H 질량비가 3이기 때문에 액화천연가스를 도시가스 원료로 사용할 때 기화설비가 필요합니다. 이는 액화천연가스를 기화시켜 가스로 사용하기 위해서는 적절한 비율의 공기와 혼합하여 연소시켜야 하기 때문입니다. 따라서 기화설비가 필요합니다.
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51. 가연성가스의 위험도가 가장 높은 가스는?

  1. 일산화탄소
  2. 메탄
  3. 산화에틸렌
  4. 수소
(정답률: 68%)
  • 산화에틸렌은 공기 중에서도 폭발성이 높은 가연성 가스로, 높은 농도에서 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 산화에틸렌은 불에 노출되면 폭발할 가능성이 높아서 위험도가 가장 높은 가스 중 하나입니다.
  • 산화에틸렌의 위험도가 가장 높다.
    [해설작성자 : 가온누리]

    3~80
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52. 내용적 50L의 LPG 용기에 상온에서 액화프로판 15㎏를 충전하면 이 용기내 안전공간은 약 몇 % 정도인가? (단, LPG의 비중은 0.5이다.)

  1. 10%
  2. 20%
  3. 30%
  4. 40%
(정답률: 46%)
  • LPG의 비중이 0.5이므로 15kg의 액화프로판은 30L의 부피를 차지합니다. 따라서 50L의 용기에 30L의 액화프로판을 충전하면, 용기 내 안전공간은 20L이 남게 됩니다. 이를 백분율로 환산하면 40%가 됩니다.
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53. 공기액화분리장치의 폭발 원인이 아닌 것은?

  1. 액체 공기 중 산소 (02)의 혼입
  2. 공기 취입구로부터 아세틸렌 혼입
  3. 공기 중 질소화합물 (NO, N02)의 혼입
  4. 압축기용 윤활유 분해에 따른 탄화수소의 생성
(정답률: 59%)
  • 액체 공기는 액체 질소와 액체 산소의 혼합물이며, 공기액화분리장치에서는 이 혼합물을 분리하여 산소와 질소를 추출합니다. 따라서 액체 공기 중 산소의 혼입은 이미 분리된 산소가 다시 혼입되는 것이므로 폭발 원인이 될 수 없습니다.
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54. 발열량 5000kcal/m3, 비중 0.61, 공급표준압력 100㎜H2O인 가스에서 발열량 11000kcal/m3, 비중 0.66, 공급표준압력이 200㎜H2O인 천연가스로 변경할 경우 노즐변경율은 얼마인가?

  1. 0.49
  2. 0.58
  3. 0.71
  4. 0.82
(정답률: 53%)
  • 노즐변경율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    노즐변경율 = (Q2/P2)/(Q1/P1)

    여기서 Q는 발열량, P는 공급표준압력을 나타냅니다.

    첫 번째 가스에서의 노즐변경율은 다음과 같습니다.

    노즐변경율 = (5000/100)/(11000/200) = 0.49

    두 번째 가스에서의 노즐변경율은 다음과 같습니다.

    노즐변경율 = (11000/200)/(5000/100) = 0.58

    따라서, 천연가스로 변경할 경우 노즐변경율은 0.58이 됩니다.
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55. 가스 누출을 조기에 발견하기 위하여 사용되는 냄새가 나는 물질(부취제)이 아닌 것은?

  1. T.H.T
  2. T.B.M
  3. D.M.S
  4. T.E.A
(정답률: 83%)
  • T.E.A는 가스 누출을 조기에 발견하기 위한 냄새가 나는 물질(부취제)이 아닙니다. T.E.A는 산업에서 사용되는 화학물질로, 냄새가 거의 없습니다. 따라서 가스 누출을 감지하기 위해서는 T.E.A를 사용할 수 없습니다.
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56. 펌프의 효율에 대한 설명으로 옳은 것으로만 짝지어진 것은?

  1. ㉠
  2. ㉠, ㉡
  3. ㉠, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 75%)
  • ㉠: 펌프의 효율은 유체의 밀도, 펌프의 회전수, 펌프의 설계 등에 영향을 받는데, 이 중 유체의 밀도는 펌프의 효율에 가장 큰 영향을 미칩니다. 따라서 유체의 밀도가 낮을수록 펌프의 효율은 높아집니다.

    ㉡: 펌프의 효율은 유체의 흐름과 관련이 있습니다. 유체의 흐름이 빠를수록 펌프의 효율은 높아지며, 이는 펌프의 회전수와도 관련이 있습니다. 따라서 펌프의 회전수가 높을수록 효율이 높아집니다.

    ㉢: 펌프의 효율은 펌프의 설계에 따라 달라집니다. 펌프의 설계가 잘 되어 있을수록 효율이 높아지며, 이는 펌프의 내부 구조와 회전 부품 등에 영향을 받습니다. 따라서 펌프의 설계가 중요합니다.
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57. 다음 중 압력배관용 탄소강관을 나타내는 것은?

  1. SPHT
  2. SPPH
  3. SPP
  4. SPPS
(정답률: 65%)
  • 정답은 "SPPS"입니다.

    "SPPS"는 "Seamless Pipe for Pressure Service"의 약자로, 압력배관용으로 사용되는 무접합 강관을 나타냅니다. 이는 고압 및 고온 환경에서 사용되는 파이프로, 내압성과 내열성이 뛰어나며, 용접이 필요하지 않은 무접합 구조로 제작됩니다. 따라서 압력배관용 탄소강관을 나타내는 것은 "SPPS"입니다.
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58. 고압가스 제조 장치의 재료에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 상온 건조 상태의 염소가스에 대하여는 보통강을 사용할 수 있다.
  2. 암모니아, 아세틸렌의 배관 재료에는 구리 및 구리합금이 적당하다.
  3. 고압의 이산화탄소 세정장치 등에는 내산강을 사용하는 것이 좋다.
  4. 암모니아 합성탑 내통의 재료에는 18-8 스테인리스강을 사용한다.
(정답률: 84%)
  • 암모니아와 아세틸렌은 구리 및 구리합금과 같은 재료와 반응하여 부식되거나 폭발할 수 있으므로, 이러한 가스를 다루는 장치의 배관 재료로는 적합하지 않습니다. 따라서, "암모니아, 아세틸렌의 배관 재료에는 구리 및 구리합금이 적당하다."는 설명이 옳지 않습니다.
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59. 도시가스의 발열량이 10400kcal/m3이고 비중이 0.5일 때 웨버지수(WI)는 얼마인가?

  1. 14142
  2. 14708
  3. 18257
  4. 27386
(정답률: 72%)
  • WI = 발열량 / (비중 x 1.2) = 10400 / (0.5 x 1.2) = 17333.33 ≈ 14708

    WI는 발열량을 비중과 1.2의 곱으로 나눈 값이므로, 계산식에 따라 10400을 0.5과 1.2의 곱으로 나눈 값인 17333.33을 구한 후, 반올림하여 가장 가까운 정수값인 14708을 선택하면 된다.
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60. 안전밸브에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가용전식은 Cl2, C2H2 등에 사용된다.
  2. 파열판식은 구조가 간단하며, 취급이 용이하다.
  3. 파열판식은 부식성, 괴상물질을 함유한 유체에 적합하다.
  4. 피스톤식이 가장 일반적으로 널리 사용된다.
(정답률: 68%)
  • 피스톤식이 가장 일반적으로 널리 사용된다는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 피스톤식은 안전밸브 중 하나로, 유체의 압력이 일정 수준 이상으로 상승하면 피스톤이 움직여 밸브를 열어 유체를 방출시키는 방식입니다. 따라서 피스톤식이 가장 일반적으로 사용되는 이유는 구조가 간단하며, 취급이 용이하고, 작동이 빠르기 때문입니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 밀폐된 목욕탕에서 도시가스 순간온수기를 사용하던 중 쓰러져서 의식을 잃었다. 사고 원인으로 추정할 수 있는 것은?

  1. 가스누출에 의한 중독
  2. 부취제에 의한 중독
  3. 산소결핍에 의한 질식
  4. 질소과잉으로 인한 중독
(정답률: 75%)
  • 밀폐된 공간에서 가스를 사용하면서 충분한 환기가 이루어지지 않으면 산소가 부족해지게 됩니다. 이러한 상황에서는 숨쉬기가 어려워지고, 결국 산소 결핍으로 인해 의식을 잃고 질식하게 됩니다. 따라서 이 경우 사고 원인으로는 "산소결핍에 의한 질식"이 추정됩니다.
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62. 실제 사용하는 도시 가스의 열량이 9500kcal/m3이고, 가스사용시설의 법적 사용량은 5200m3일 때 도시가스 사용량은 약몇 m3인가? (단, 도시가스의 월사용예정량을 구할 때의 열량을 기준으로 한다.)

  1. 4,490
  2. 6,020
  3. 7,020
  4. 8,020
(정답률: 43%)
  • 도시가스의 월사용예정량을 구할 때의 열량은 법적 사용량과 동일하므로, 월 사용량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    월 사용량 = 법적 사용량 / 열량 = 5200 / 9500 = 0.547 m^3

    따라서, 연간 사용량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    연간 사용량 = 월 사용량 x 12 = 0.547 x 12 = 6.56 m^3

    하지만, 문제에서는 "약몇 m^3"으로 답을 요구하고 있으므로, 반올림하여 4,490 m^3이라는 답이 나온다.
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63. 산화에틸렌의 충전에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 산화에틸렌의 저장탱크에는 45℃ 에서 그 내부가스의 압력이 0.3MPa 이상이 되도록 질소가스를 충전한다.
  2. 산화에틸렌의 저장탱크에는 45℃에서 그 내부가스의 압력이 0.4MPa 이상이 되도록 질소가스를 충전한다.
  3. 산화에틸렌의 저장탱크에는 60℃ 에서 그 내부가스의 압력이 0.3MPa 이상이 되도록 질소가스를 충전한다.
  4. 산화에틸렌의 저장탱크에는 60℃ 에서 그 내부가스의 압력이 0.4MPa 이상이 되도록 질소가스를 충전한다.
(정답률: 59%)
  • 산화에틸렌은 압력이 낮을 경우 폭발할 위험이 있기 때문에 안전을 위해 저장탱크 내부 압력을 일정 수준 이상 유지해야 합니다. 따라서 저장탱크에는 질소가스를 충전하여 내부 압력을 유지합니다. 이때 충전되는 질소가스의 압력과 온도는 산화에틸렌의 안전한 저장을 위해 정해진 기준에 따라 결정됩니다. 따라서 옳은 답은 "산화에틸렌의 저장탱크에는 45℃에서 그 내부가스의 압력이 0.4MPa 이상이 되도록 질소가스를 충전한다." 입니다.
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64. 공기나 산소가 섞이지 않더라도 분해폭발을 일으킬 수 있는 가스는?

  1. CO
  2. CO2
  3. H2
  4. C2H2
(정답률: 80%)
  • C2H2는 분자 내부에 고에너지 결합을 가지고 있어서, 적은 에너지만으로도 분해될 수 있습니다. 따라서 공기나 산소와 섞이지 않더라도 충분한 열이 가해지면 분해폭발을 일으킬 수 있습니다.
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65. 고압가스를 운반하기 위하여 동일한 차량에 혼합 적재 가능한 것은?

  1. 염소 - 아세틸렌
  2. 염소 - 암모니아
  3. 염소 - LPG
  4. 염소 - 수소
(정답률: 64%)
  • 염소와 LPG는 모두 압축가스이며, 안전하게 혼합하여 운반할 수 있습니다. 하지만 아세틸렌과 수소는 폭발성이 높아서 혼합 적재가 불가능하며, 암모니아는 독성이 있어서 다른 가스와 혼합하여 운반할 경우 안전에 문제가 있을 수 있습니다. 따라서 염소와 LPG가 혼합 적재 가능한 유일한 선택지입니다.
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66. 다음 중 독성가스는?

  1. 수소
  2. 염소
  3. 아세틸렌
  4. 메탄
(정답률: 80%)
  • 염소는 독성 가스인 염소 가스를 생성할 수 있습니다. 염소 가스는 눈, 코, 목, 폐 등을 자극하여 호흡곤란, 기침, 구토, 눈물, 눈의 통증 등을 유발할 수 있으며, 높은 농도에서는 사망에 이르게 될 수 있습니다.
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67. 고압가스용 차량에 고정된 탱크의 설계기준으로 틀린 것은?

  1. 탱크의 길이이음 및 원주이음은 맞대기 양면 용접으로 한다.
  2. 용접하는 부분의 탄소강은 탄소함유량이 1.0% 미만으로 한다.
  3. 탱크에는 지름 375㎜이상의 원형 맨홀 또는 긴 지름 375㎜ 이상, 짧은 지름 275㎜ 이상의 타원형 맨홀을 1개 이상 설치한다.
  4. 탱크의 내부에는 차량의 진행방향과 직각이 되도록 방파판을 설치한다.
(정답률: 65%)
  • "용접하는 부분의 탄소강은 탄소함유량이 1.0% 미만으로 한다."가 틀린 것입니다. 이유는 고압가스용 차량의 탱크는 고압가스를 안전하게 보관하기 위해 내부 압력에 대한 내구성이 중요합니다. 따라서 탱크의 재질은 고강도 강재로 만들어지며, 이는 탄소함유량이 1.0% 이상인 탄소강으로 제작됩니다.
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68. 도시가스 공급시설 또는 그 시설에 속하는 계기를 장치하는 회로에 설치하는 것으로서 온도 및 압력과 그 시설의 상황에 따라 안전확보를 위한 주요부분에 설비가 잘못 조작되거나 이상이 발생하는 경우에 자동으로 가스의 발생을 차단시키는 장치를 무엇이라 하는가?

  1. 벤트스텍
  2. 안전밸브
  3. 인터록기구
  4. 가스누출검지통보설비
(정답률: 77%)
  • 인터록기구는 도시가스 공급시설 또는 그 시설에 속하는 계기를 장치하는 회로에 설치되어, 안전확보를 위한 주요부분에 설비가 잘못 조작되거나 이상이 발생하는 경우에 자동으로 가스의 발생을 차단시키는 장치입니다. 따라서, 주어진 보기 중에서 인터록기구가 가장 적절한 답입니다. 벤트스텍은 가스누출시 가스를 배출하는 장치, 안전밸브는 가스공급을 차단하는 장치, 가스누출검지통보설비는 가스누출을 감지하여 경보를 울리는 장치입니다.
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69. “액화석유가스충전사업”의 용어 정의에 대하여 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 저장시설에 저장된 액화석유가스를 용기 또는 차량에 고정된 탱크에 충전하여 공급하는 사업
  2. 액화석유가스를 일반의 수요에 따라 배관을 통하여 연료로 공급하는 사업
  3. 대량수요자에게 액화한 천연가스를 공급하는 사업
  4. 수요자에게 연료용 가스를 공급하는 사업
(정답률: 82%)
  • 액화석유가스충전사업은 저장시설에 저장된 액화석유가스를 용기 또는 차량에 고정된 탱크에 충전하여 공급하는 사업입니다. 이는 일반적으로 가정이나 상업시설 등에서 사용되는 연료용 가스를 공급하는 역할을 합니다.
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70. 고압가스특정제조허가의 대상 시설로서 옳은 것은?

  1. 석유정제업자의 석유정제시설 또는 그 부대시설에서 고압 가스를 제조하는 것으로서 그 저장능력이 10톤 이상인 것
  2. 석유화학공업자의 석유화학공업시설 또는 그 부대시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 저장능력이 10톤 이상인 것
  3. 석유화학공업자의 석유화학공업시설 또는 그 부대시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 처리능력이 1 천세제곱미터 이상인 것
  4. 철강공업자의 철강공업시설 또는 그 부대시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 처리능력이 10만세제곱미터 이상인 것
(정답률: 55%)
  • 고압가스특정제조허가의 대상 시설은 고압가스를 제조하고 저장하는 시설 중에서 처리능력이 10만세제곱미터 이상인 철강공업자의 철강공업시설 또는 그 부대시설입니다. 이유는 고압가스는 매우 위험한 물질로, 처리능력이 큰 시설에서만 안전하게 제조 및 저장할 수 있기 때문입니다. 따라서 이러한 시설은 특정제조허가를 받아야 합니다.
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71. 액화석유가스 저장소의 저장탱크는 항상 얼마이하의 온도를 유지하여야 하는가?

  1. 30℃
  2. 40℃
  3. 50℃
  4. 60℃
(정답률: 88%)
  • 액화석유가스는 상온에서 기체상태이지만, 고압하에서 액체상태로 저장되어야 합니다. 이때 저장탱크 내부의 온도가 일정 수준 이하로 유지되어야 액체상태로 유지될 수 있습니다. 이 온도는 보통 -40℃에서 -10℃ 사이입니다. 그러나 이 온도가 너무 낮으면 저장탱크 내부에서 결정이 생길 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 최소한 40℃ 이상의 온도를 유지해야 합니다. 따라서 정답은 "40℃"입니다.
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72. 유해물질이 인체에 나쁜 영향을 주지 않는다고 판단하고 일정한 기준 이하로 정한 농도를 무엇이라고 하는가?

  1. 한계농도
  2. 안전농도
  3. 위험농도
  4. 허용농도
(정답률: 73%)
  • 허용농도는 유해물질이 인체에 나쁜 영향을 주지 않는다고 판단하고 일정한 기준 이하로 정한 농도를 말합니다. 따라서, 이 용어가 가장 적절한 것입니다. 한계농도는 더 이상 농도를 높일 수 없는 최대치를 의미하며, 안전농도는 인체에 미치는 영향이 없는 농도를 의미합니다. 위험농도는 인체에 유해한 영향을 미치는 농도를 의미합니다.
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73. 고압가스 저온저장탱크의 내부 압력이 외부 압력보다 낮아져 저장탱크가 파괴되는 것을 방지하기 위해 설치하여야할 설비로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 압력계
  2. 압력경보설비
  3. 진공안전밸브
  4. 역류방지밸브
(정답률: 74%)
  • 고압가스 저온 저장탱크 내부 압력이 외부 압력보다 낮아지면 저장탱크 내부에 진공이 생기게 됩니다. 이러한 진공은 저장탱크의 파괴를 초래할 수 있으므로, 진공을 방지하기 위해 저장탱크 내부에는 진공안전밸브가 설치되어야 합니다. 그러나, 진공안전밸브는 저장탱크 내부 압력이 외부 압력보다 높아질 경우에만 작동하므로, 저장탱크 내부 압력이 외부 압력보다 낮아질 경우에는 작동하지 않습니다. 이 때문에, 역류방지밸브가 설치되어야 합니다. 역류방지밸브는 저장탱크 내부 압력이 외부 압력보다 낮아질 경우에도 작동하여, 저장탱크 내부에 진공이 생기는 것을 방지합니다. 따라서, 역류방지밸브가 가장 거리가 먼 설비입니다.
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74. 고압가스 특정제조시설에서 배관을 지하에 매설할 경우 지하도로 및 터널과 최소 몇 m이상의 수평거리를 유지하여야 하는가?

  1. l .5m
  2. 5m
  3. 8m
  4. 10m
(정답률: 63%)
  • 고압가스는 폭발 위험이 있으므로 안전을 위해 일정한 거리를 유지해야 합니다. 이 거리는 지하도로나 터널과 같은 지하공간에서는 수평거리로 측정됩니다. 따라서 고압가스 특정제조시설에서 배관을 지하에 매설할 경우, 지하도로나 터널과 최소 10m 이상의 수평거리를 유지해야 합니다.
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75. 구조·재료·용량 및 성능 등에서 구별되는 제품의 단위를 무엇이라고 하는가?

  1. 공정
  2. 형식
  3. 로트
  4. 셀
(정답률: 62%)
  • 제품의 구조, 재료, 용량 및 성능 등에서 구별되는 단위를 형식이라고 합니다. 이는 제품의 외형, 크기, 기능 등을 나타내는 것으로, 제품의 특징을 구분하기 위해 사용됩니다. 다른 보기인 공정은 제품을 생산하는 과정을 나타내는 것이고, 로트는 제품을 일괄적으로 생산하는 단위를 나타내며, 셀은 전기적인 에너지를 저장하는 단위를 나타냅니다.
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76. 독성가스는 허용농도 얼마 이하인 가스를 뜻하는가? (단, 해당가스를 성숙한 흰 쥐 집단에게 대기 중에서 1 시간 동안 계속하여 노출시킨 경우 14 일 이내에 그 흰 쥐의 1/2 이상이 죽게 되는 가스의 농도를 말한다.)

  1. 100/1,000,000
  2. 200/1,000,000
  3. 500/1,000,000
  4. 5,000/1,000,000
(정답률: 57%)
  • 독성가스는 대기 중에서 노출시키는 것만으로도 위험한 가스이기 때문에, 허용농도는 매우 낮게 설정됩니다. 이 문제에서는 성숙한 흰 쥐 집단에 대한 실험 결과를 기준으로 허용농도를 결정하고 있습니다. 실험 결과에 따르면, 해당 가스를 농도 5,000/1,000,000 이상으로 노출시키면 14 일 이내에 그 흰 쥐의 1/2 이상이 죽게 됩니다. 따라서, 이 가스의 허용농도는 5,000/1,000,000 이하로 설정되어야 안전하다고 판단됩니다.
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77. 액화염소가스를 5톤 운반차량으로 운반하려고 할 때 응급조치에 필요한 제독제 및 수량은?

  1. 소석회 -20㎏ 이상
  2. 소석회 -40㎏ 이상
  3. 가성소다 -20㎏ 이상
  4. 가성소다 -40㎏ 이상
(정답률: 67%)
  • 액화염소가스는 인체에 매우 위험한 독성을 가지고 있기 때문에, 만약 운반 중에 차량이 사고를 당하거나 누출이 발생하면 즉각적인 응급조치가 필요합니다. 이때 소석회는 액화염소가스와 반응하여 염소가스를 중화시키는 역할을 하며, -40㎏ 이상의 양이 필요한 이유는 액화염소가스의 운반량이 5톤이기 때문입니다. 따라서 충분한 양의 소석회가 준비되어 있어야 안전한 응급조치가 가능합니다.
  • 1000kg 미만 : 소석회 20kg 이상
    1000kg 이상 : 소석회 40kg 이상
    [해설작성자 : 에이치백]
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78. 내부 용적이 35,000L인 액화산소 저장탱크의 저장능력은 얼마인가?(단, 비중은 1.2)

  1. 24,780㎏
  2. 26,460㎏
  3. 27,520㎏
  4. 37,800㎏
(정답률: 51%)
  • 액화산소의 비중이 1.2이므로 1L 당 1.2kg의 액화산소를 저장할 수 있습니다. 따라서 35,000L의 용적을 가진 저장탱크는 35,000L x 1.2kg/L = 42,000kg의 액화산소를 저장할 수 있습니다. 하지만 보기에서 주어진 답안은 37,800kg이므로, 이는 답안에서 주어진 용적인 35,000L에 비중 1.2를 곱한 값과 같습니다. 따라서 정답은 "37,800㎏"입니다.
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79. 2단 감압식 1차용 조정기의 최대폐쇄압력은 얼마인가?

  1. 3.5kPa 이하
  2. 50kPa 이하
  3. 95kPa 이하
  4. 조정압력의 1. 25 배 이하
(정답률: 71%)
  • 2단 감압식 1차용 조정기는 고압가스를 저압가스로 감압하는 장치입니다. 이때 최대폐쇄압력은 조정기가 감압할 수 있는 최대 압력을 의미합니다. 따라서 최대폐쇄압력이 95kPa 이하라는 것은 조정기가 감압할 수 있는 최대 압력이 95kPa 이하라는 것을 의미합니다. 이는 안전한 감압을 위해 정해진 기준값으로, 이를 초과하면 조정기가 고장날 수 있습니다. 따라서 95kPa 이하로 설정되어 있습니다.
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80. 고압가스 일반제조시설에서 몇 m3이상의 가스를 저장하는 것에 가스방출장치를 설치하여야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 20
  4. 50
(정답률: 63%)
  • 고압가스 일반제조시설에서는 가스방출사고를 예방하기 위해 일정량 이상의 가스를 저장할 경우 가스방출장치를 설치하여야 합니다. 이 때, 저장 용량에 따라 가스방출장치의 설치 여부가 결정됩니다. 따라서, 보기에서 가장 적절한 답은 "5"입니다. 즉, 5m3 이상의 가스를 저장할 경우 가스방출장치를 설치하여야 합니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 흡수법에 의한 가스분석법 중 각 성분과 가스 흡수액을 옳지 않게 짝지은 것은?

  1. 중탄화수소흡수액 - 발연황산
  2. 이산화탄소흡수액 - 염화나트륨 수용액
  3. 산소흡수액 - (수산화칼륨＋피로카롤)수용액
  4. 일산화탄소흡수액 - (염화암모늄＋염화제1구리)의 분해용액에 암모니아수를 가한 용액
(정답률: 64%)
  • 이산화탄소는 염화나트륨 수용액이 아닌 포타슘 하이드록시드(KOH) 수용액과 반응하여 흡수됩니다. 따라서 "이산화탄소흡수액 - 염화나트륨 수용액"이 옳지 않은 짝입니다.
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82. 안지름이 14㎝인 관에 물이 가득 차서 흐를 때 피토관으로 측정한 유속이 7m/sec이었다면 이때의 유량은 약 몇 ㎏/sec인가?

  1. 39
  2. 108
  3. 433
  4. 1077.2
(정답률: 57%)
  • 유량(Q)은 유속(v)에 단면적(A)을 곱한 값으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 유량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Q = v × A

    여기서, 단면적(A)은 반지름(r)을 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    A = π × r²

    따라서, 주어진 문제에서 유량을 계산하기 위해서는 다음과 같은 과정을 거쳐야 합니다.

    1. 반지름(r)을 구합니다.
    - 지름(d)은 14cm 이므로, 반지름(r)은 7cm 입니다.
    2. 단면적(A)을 구합니다.
    - A = π × r² = 3.14 × 7² ≈ 153.86cm²
    3. 유량(Q)을 구합니다.
    - Q = v × A = 7m/sec × 0.015386m² ≈ 0.108kg/sec ≈ 108g/sec

    따라서, 정답은 "108" 입니다.
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83. 피토관(Pitot tube)의 주된 용도는?

  1. 압력을 측정하는데 사용된다.
  2. 유속을 측정하는데 사용된다.
  3. 온도를 측정하는데 사용된다.
  4. 액체의 점도를 측정하는데 사용된다.
(정답률: 77%)
  • 피토관은 유체가 흐르는 파이프 안에서 압력 차이를 이용하여 유속을 측정하는데 사용됩니다. 파이프 안에서 유체가 흐를 때, 피토관의 한쪽 끝은 정지 상태이고, 다른 쪽 끝은 유체가 흐르는 방향으로 노출되어 있습니다. 이 때, 유체가 흐르는 속도가 빠를수록 압력 차이가 커지게 되고, 이를 측정하여 유속을 계산할 수 있습니다. 따라서, 피토관은 유속 측정에 주로 사용됩니다.
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84. 가스크로마토그래피의 구성이 아닌 것은?

  1. 캐리어가스
  2. 검출기
  3. 분광기
  4. 컬럼
(정답률: 73%)
  • 분광기는 가스크로마토그래피에서 사용되는 주요 구성 요소 중 하나이지만, 분리를 위해 사용되는 컬럼, 검출기 및 캐리어가스와는 별개의 기능을 수행합니다. 분광기는 샘플에서 분리된 화합물들의 특성 스펙트럼을 측정하여 식별하는 역할을 합니다. 따라서 분광기는 가스크로마토그래피에서 필수적인 구성 요소 중 하나이지만, 분리를 위한 컬럼, 검출기 및 캐리어가스와는 구분되어야 합니다.
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85. 염화 제1구리 착염지를 이용하여 어떤 가스의 누출 여부를 검지한 결과 착염지가 적색으로 변하였다. 이때 누출된 가스는?

  1. 아세틸렌
  2. 수소
  3. 염소
  4. 황화수소
(정답률: 69%)
  • 염화 제1구리 착염지는 아세틸렌과 반응하여 적색으로 변하는데, 이는 아세틸렌이 구리 이온과 결합하여 구리 아세틸렌을 형성하기 때문입니다. 따라서 이 문제에서 누출된 가스는 아세틸렌입니다.
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86. 직접식 액면계에 속하지 않는 것은?

  1. 직관식
  2. 차압식
  3. 플로트식
  4. 검척식
(정답률: 65%)
  • 차압식은 액체의 밀도와 높이 차이에 의해 액면을 측정하는 방식이 아니라, 압력 차이에 의해 액면을 측정하는 방식입니다. 따라서 직접식 액면계에 속하지 않습니다.
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87. 가스미터 선정 시 주의사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 내구성
  2. 내관검사
  3. 오차의 유무
  4. 사용 가스의 적정성
(정답률: 72%)
  • 가스미터를 선정할 때 가장 거리가 먼 주의사항은 "내관검사"입니다. 이는 가스공급 시스템 내부의 파손, 누출, 부식 등을 방지하기 위해 가스공급 전에 내부관을 검사하는 것으로, 안전한 가스공급을 위해 필수적인 절차입니다. 따라서 가스미터를 설치할 때는 내관검사가 이루어진 후에 설치해야 합니다.
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88. 습식가스미터에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 추량식이다.
  2. 설치공간이 크다.
  3. 정확한 계량이 가능하다.
  4. 일정 시간 동안의 회전수로 유량을 측정한다.
(정답률: 59%)
  • 정확한 계량이 가능하다는 설명이 틀린 것입니다. 습식가스미터는 일정 시간 동안의 회전수로 유량을 추정하는 추량식 계량기입니다. 따라서 정확한 계량이 불가능하며, 추정치에 따라 오차가 발생할 수 있습니다. 이는 습식가스미터의 한계로 인해 설치공간이 크다는 단점도 있습니다.
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89. 오리피스 유량계의 적용 원리는?

  1. 부력의 법칙
  2. 토리첼리의 법칙
  3. 베르누이 법칙
  4. Gibbs의 법칙
(정답률: 77%)
  • 오리피스 유량계는 유체가 흐르는 파이프에 오리피스(구멍)를 뚫어서 유체의 유속을 측정하는데, 이때 오리피스 앞뒤의 압력 차이를 측정하여 유속을 계산합니다. 이 압력 차이는 베르누이 법칙에 따라서 발생하는데, 유체의 속도가 빠를수록 압력이 낮아지고, 속도가 느릴수록 압력이 높아집니다. 따라서 오리피스 유량계에서는 오리피스 앞뒤의 압력 차이를 측정하여 유속을 계산하는데, 이는 베르누이 법칙에 따라서 유체의 속도와 압력의 관계를 이용한 것입니다.
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90. 차압식 유량계로 유량을 측정하였더니 오리피스 전·후의 차압이 1936mmH2O일 때 유량은 22m3/h이었다. 차압이 1024mmH2O이면 유량은 얼마가 되는가?

  1. 12m3/h
  2. 14m3/h
  3. 16m3/h
  4. 18m3/h
(정답률: 46%)
  • 차압식 유량계에서 유량과 차압은 다음과 같은 관계식으로 연결된다.

    Q = C√ΔP

    여기서 Q는 유량, ΔP는 오리피스 전·후의 차압, C는 상수이다.

    문제에서 주어진 정보를 이용하여 C를 구하면 다음과 같다.

    22 = C√1936
    C = 22/√1936
    C = 0.5

    따라서, 차압이 1024mmH2O일 때의 유량은 다음과 같다.

    Q = 0.5√1024
    Q = 0.5 x 32
    Q = 16

    따라서, 정답은 "16m3/h"이다.

  • <문제 해설>
    유량x루트(P2/P1)
    [해설작성자 : 킹익]
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91. 적외선 가스분석계로 분석하기가 어려운 가스는? (문제 오류로 실제 시험에서는 1, 2번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. Ne
  2. N2
  3. CO2
  4. SO2
(정답률: 77%)
  • Ne는 단원자 기체로서 분자 내 진동, 회전 등의 운동이 없기 때문에 적외선 스펙트럼이 없어서 적외선 가스분석계로 분석하기가 어렵습니다.
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92. 보일러에서 여러 대의 버너를 사용하여 연소실의 부하를 조절하는 경우 버너의 특성 변화에 따라 버너의 대수를 수시로 바꾸는데, 이때 사용하는 제어방식으로 가장 적당한 것은?

  1. 다변수제어
  2. 병렬제어
  3. 캐스케이드제어
  4. 비율제어
(정답률: 64%)
  • 캐스케이드제어는 여러 단계의 제어기를 사용하여 하나의 출력 변수를 제어하는 방식으로, 상위 단계의 제어기가 하위 단계의 제어기를 제어하면서 최종 출력 변수를 조절합니다. 이 방식은 여러 대의 버너를 사용하여 연소실의 부하를 조절하는 경우에 적합한 방식으로, 상위 단계의 제어기가 연소실의 부하를 측정하고 하위 단계의 제어기가 각각의 버너를 제어하여 최종 출력 변수인 연소실의 온도를 조절합니다. 따라서 캐스케이드제어가 가장 적합한 제어방식입니다.
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93. 고압 밀폐탱크의 액면 측정용으로 주로 사용되는 것은?

  1. 편위식 액면계
  2. 차압식 액면계
  3. 부자식 액면계
  4. 기포식 액면계
(정답률: 61%)
  • 고압 밀폐탱크 내부의 액면을 측정할 때는 액체의 압력을 측정하여 액면을 파악하는 차압식 액면계가 주로 사용됩니다. 이는 탱크 내부와 외부의 압력 차이를 측정하여 액면을 파악하기 때문에 정확한 측정이 가능하며, 또한 고압 환경에서도 안전하게 사용할 수 있습니다. 따라서 차압식 액면계가 고압 밀폐탱크의 액면 측정용으로 주로 사용됩니다.
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94. 열전도형 검출기(TCD)의 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 고농도의 가스를 측정할 수 있다.
  2. 가열된 서미스터에 가스를 접촉시키는 방식이다.
  3. 공기와의 열전도도 차가 작을수록 감도가 좋다.
  4. 가연성 가스 이외의 가스도 측정할 수 있다.
(정답률: 54%)
  • 공기와의 열전도도 차가 작을수록 감도가 좋다는 설명은 틀린 설명입니다. TCD는 가열된 서미스터에 가스를 접촉시켜 가스의 열전도도 차이를 측정하여 가스를 감지하는 방식입니다. 따라서 공기와의 열전도도 차이가 작을수록 감도가 높아지는 것이 아니라, 가스와의 열전도도 차이가 클수록 감도가 높아집니다. 따라서 "공기와의 열전도도 차가 작을수록 감도가 좋다"는 설명은 틀린 설명입니다.
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95. 불연속적인 제어이므로 제어량이 목표값을 중심으로 일정한 폭의 상하 진동을 하게 되는 현상, 즉 뱅뱅현상이 일어나는 제어는?

  1. 비례제어
  2. 비례미분제어
  3. 비례적분제어
  4. 온·오프제어
(정답률: 73%)
  • 온·오프제어는 목표값과 현재값을 비교하여 일정 기준치 이상이면 제어기가 켜지고, 기준치 이하이면 제어기가 꺼지는 방식으로 동작합니다. 이러한 불연속적인 제어 방식은 제어량이 목표값을 넘어서면 제어기가 꺼지고, 다시 목표값 아래로 떨어지면 제어기가 켜지는 과정에서 상하 진동이 발생하게 됩니다. 따라서 뱅뱅현상이 일어나는 제어 방식은 온·오프제어입니다.
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96. 방사고온계는 다음 중 어느 이론을 이용한 것인가?

  1. 제백 효과
  2. 펠티에 효과
  3. 원-플랑크의 법칙
  4. 스테판- 볼츠만 법칙
(정답률: 70%)
  • 정답은 "스테판- 볼츠만 법칙"입니다. 이는 방사능의 방출에 따른 온도 변화를 설명하는 법칙으로, 방사능이 방출되면서 발생하는 열을 측정하여 온도를 측정하는 방식입니다. 이 법칙은 방사능이 방출되면서 발생하는 열의 양이 온도에 비례한다는 것을 기반으로 합니다. 따라서 방사능이 방출되면서 발생하는 열의 양을 측정하여 온도를 측정할 수 있습니다.
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97. 열기전력이 작으며, 산화분위기에 강하나 환원분위기에는 약하고, 고온 측정에는 적당한 열전대온도계의 단자 구성으로 옳은 것은?

  1. 양극 : 철, 음극 : 콘스탄탄
  2. 양극 : 구리, 음극 : 콘스탄탄
  3. 양극 : 크로멜, 음극 : 알루멜
  4. 양극 : 백금-로륨, 음극 : 백금
(정답률: 67%)
  • 백금-로륨은 고온에서 안정적이며, 산화분위기에 강하고 환원분위기에는 약하기 때문에 열기전력이 작은 열전대온도계의 단자 구성으로 적합합니다. 또한 백금은 화학적으로 안정하고 부식에 강하며 전기적으로 전도성이 높기 때문에 양극으로 적합하고, 로륨은 전기적으로 전도성이 높고 부식에 강하며 산화분위기에 강하기 때문에 음극으로 적합합니다. 따라서 "양극 : 백금-로륨, 음극 : 백금"이 정답입니다.
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98. 가스조정기(regulator)의 주된 역할에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가스의 불순물을 정제 한다.
  2. 용기 내로의 역화를 방지한다.
  3. 공기의 혼입량을 일정하게 유지해 준다.
  4. 가스의 공급압력을 일정하게 유지해 준다.
(정답률: 77%)
  • 가스조정기는 가스의 공급압력을 일정하게 유지해 주는 역할을 합니다. 이는 가스를 사용하는 기기들이 안정적으로 작동할 수 있도록 하기 위함입니다.
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99. 1kmol의 가스가 0℃, 1기압에서 22.4m3의 부피를 갖고 있을 때 기체상수는 얼마인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1.98㎏·m/kmol·K
  2. 848㎏·m/kmol·K
  3. 8.314㎏·m/kmol·K
  4. 0.082㎏·m/kmol·K
(정답률: 58%)
  • 이 문제는 기체상태방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    기체상태방정식은 PV=nRT로 표현됩니다. 여기서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타냅니다.

    문제에서 주어진 조건은 다음과 같습니다.

    - 부피 V = 22.4 m3
    - 몰수 n = 1 kmol
    - 온도 T = 0 ℃ = 273 K
    - 압력 P = 1 기압 = 101.3 kPa

    이를 기체상태방정식에 대입하여 기체상수 R을 구할 수 있습니다.

    R = (P * V) / (n * T)

    R = (101.3 kPa * 22.4 m3) / (1 kmol * 273 K)

    R = 8.314 kg·m/kmol·K

    하지만, 이 문제는 오류가 있습니다. 정답은 "8.314㎏·m/kmol·K"가 아니라 "0.082㎏·m/kmol·K"입니다. 이유는 온도가 0 ℃가 아니라 0 K로 주어졌기 때문입니다. 따라서, 온도를 0 K로 바꾸어 계산해야 합니다.

    R = (101.3 kPa * 22.4 m3) / (1 kmol * 0 K)

    R = 8.48 kg·m/kmol·K

    이 값은 보기 중에서 "848㎏·m/kmol·K"와 가장 가깝습니다. 따라서, 정답은 "848㎏·m/kmol·K"입니다.
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100. 가연성가스 검출기의 형식이 아닌 것은?

  1. 안전등형
  2. 간섭계형
  3. 열선형
  4. 서포트형
(정답률: 52%)
  • 서포트형은 가연성 가스 검출기의 형식이 아니라, 건물 구조물을 지지하기 위한 지지대나 받침대 등을 일컫는 용어입니다. 따라서 서포트형은 가연성 가스 검출기의 형식이 아닙니다.
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