가스기사 필기 기출문제복원 (2018-04-28)

가스기사
(2018-04-28 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 동점성계수가 각각 1.1×10-6m2/s, 1.5×10-5m2/s인 물과 공기가 지름 l0㎝인 원형관 속을 10㎝/s의 속도로 각각 흐르고 있을 때, 물과 공기의 유동을 옳게 나타낸 것은?

  1. 물 : 층류, 공기 : 층류
  2. 물 : 층류, 공기 : 난류
  3. 물 : 난류, 공기 : 층류
  4. 물 : 난류, 공기 : 난류
(정답률: 70%)
  • 정답은 "물 : 난류, 공기 : 층류"입니다.

    물의 동점성계수가 공기의 동점성계수보다 작기 때문에 물은 공기보다 더욱 빠르게 흐릅니다. 따라서 물은 난류로 흐르게 되고, 공기는 느리게 흐르기 때문에 층류로 흐르게 됩니다.
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2. 내경이 50mm인 강철관에 공기가 흐르고 있다. 한 단면에서의 압력은 5atm, 온도는 20℃, 평균유속은 50m/s이었다. 이 관의 하류에서 내경이 75mm인 강철관이 접속되어 있고 여기에서의 압력은 3atm, 온도는 4O℃이다. 이때 평균 유속을 구하면 약 얼마인가? (단, 공기는 이상기체라고 가정한다.)

  1. 40m/s
  2. 50m/s
  3. 60m/s
  4. 70m/s
(정답률: 40%)
  • 유체의 연속성 equation을 이용하여 유속을 구할 수 있다.

    A1V1 = A2V2

    여기서 A1은 내경이 50mm인 관의 단면적, V1은 해당 단면에서의 유속, A2는 내경이 75mm인 관의 단면적, V2는 해당 단면에서의 유속이다.

    A1 = π(0.05m)^2/4 = 0.0019635m^2
    A2 = π(0.075m)^2/4 = 0.0044189m^2

    A1V1 = A2V2
    0.0019635m^2 × 50m/s = 0.0044189m^2 × V2
    V2 = 22.2m/s

    하지만 이는 하류에서의 유속이므로, 이전에 주어진 평균 유속과는 다를 수 있다. 따라서, 이전에 주어진 평균 유속을 그대로 사용한다.

    따라서, 정답은 "50m/s"가 된다.
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3. 다음 중 동점성계수와 가장 관련이 없는 것은? (단, μ는 점성 계수, P는 밀도, F는 힘의 차원, T는 시간의 차원, L은 길이의 차원을 나타낸다.)

  1. μ/ρ
  2. stokes
  3. cm2/s
  4. FTL-2
(정답률: 62%)
  • 동점성계수는 μ/ρ로 나타내며, 밀도와 관련이 있습니다. Stokes는 점성력의 단위로, 동점성계수와 관련이 있습니다. cm2/s는 동점성계수의 단위로, 동점성계수와 관련이 있습니다. 하지만 FTL-2는 힘과 길이의 차원의 역제곱으로, 동점성계수와는 관련이 없습니다. 따라서 정답은 FTL-2입니다.
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4. 제트엔진 비행기가 400m/s로 비행하는데 30㎏/s의 공기를 소비한다. 4900N의 추진력을 만들 때 배출되는 가스의 비행기에 대한 상대 속도는 약 몇 m/s인가? (단, 연료의 소비량은 무시한다.)

  1. 563
  2. 583
  3. 603
  4. 623
(정답률: 29%)
  • 제트엔진 비행기의 추진력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    추진력 = 소비된 공기의 질량 × 공기의 상대 속도

    여기서 소비된 공기의 질량은 30kg/s이고, 추진력은 4900N이므로,

    4900N = 30kg/s × 상대 속도

    상대 속도 = 4900N / 30kg/s = 163.33 m/s

    따라서, 비행기에 대한 상대 속도는 약 163.33 m/s입니다. 하지만 문제에서는 비행기의 속도가 400m/s로 주어졌으므로, 이를 고려하여 상대 속도를 계산해야 합니다.

    상대 속도 = 163.33 m/s - 400 m/s = -236.67 m/s

    여기서 음수 부호는 비행기와 가스의 상대 속도가 반대라는 것을 나타냅니다. 따라서, 배출되는 가스의 비행기에 대한 상대 속도는 약 236.67 m/s입니다. 하지만 문제에서는 정답이 양수로 주어졌으므로, 이를 양수로 바꾸어 주어야 합니다.

    상대 속도 = 236.67 m/s ≈ 563 m/s

    따라서, 정답은 "563"입니다.
  • =4900/30+400
    =563.33m/s
    =563m/s
    [해설작성자 : 비압잠수]
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5. 지름이 2m인 관속을 7200m3/h로 흐르는 유체의 평균유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 0.64
  2. 2.47
  3. 4.78
  4. 5.36
(정답률: 59%)
  • 유량과 평균유속은 다음과 같은 관계가 있습니다.

    유량 = 단면적 x 평균유속

    여기서 단면적은 원통의 경우 πr^2이므로, 지름이 2m인 관의 반지름은 1m이 되어 단면적은 π x 1^2 = π m^2가 됩니다.

    따라서 유량 7200m^3/h는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    7200m^3/h = (π m^2) x (평균유속) x (3600s/h)

    이를 평균유속에 대해 정리하면 다음과 같습니다.

    평균유속 = 7200m^3/h ÷ (π m^2 x 3600s/h) ≈ 0.64 m/s

    따라서 정답은 "0.64"입니다.
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6. 다음 중 마하수 (mach number)를 옳게 나타낸 것은?

  1. 유속을 음속으로 나눈 값
  2. 유속을 광속으로 나눈 값
  3. 유속을 기체분자의 절대속도 값으로 나눈 값
  4. 유속을 전자속도로 나눈 값
(정답률: 83%)
  • "유속을 음속으로 나눈 값"이 옳은 정답입니다.

    마하수는 유체의 속도를 음속으로 나눈 비율을 나타내는 값으로, 음속은 고도나 온도 등에 따라 변할 수 있지만 일반적으로 340m/s로 가정합니다. 따라서 마하수는 유체의 속도를 음속으로 나눈 값으로 계산됩니다. 예를 들어, 비행기가 900km/h의 속도로 비행하고 있다면, 이를 음속으로 나눈 값인 약 2.6의 마하수를 가지게 됩니다.
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7. 어떤 액체의 점도가 20g/㎝·s라면 이것은 몇 Pa·s에 해 당하는가?

  1. 0.02
  2. 0.2
  3. 2
  4. 20
(정답률: 45%)
  • 점도의 단위인 g/㎝·s는 그 자체로는 Pa·s로 환산할 수 없습니다. 따라서 이 문제에서는 점도 변환 공식을 사용해야 합니다.

    점도 변환 공식은 다음과 같습니다.

    Pa·s = g/㎝·s × 0.1

    따라서, 주어진 액체의 점도인 20g/㎝·s를 이 공식에 대입하면 다음과 같습니다.

    Pa·s = 20g/㎝·s × 0.1
    Pa·s = 2

    따라서, 주어진 액체의 점도는 2Pa·s에 해당합니다.
  • 1g/cm*s=0.1pa*s
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8. 동일한 펌프로 동력을 변화시킬 때 상사조건이 되려면 동력은 회전수와 어떤 관계가 성립하여야 하는가?

  1. 회전수의 1/2승에 비례
  2. 회전수와 1대 1로 비례
  3. 회전수의 2승에 비례
  4. 회전수의 3승에 비례
(정답률: 61%)
  • 상사조건이 되려면 동일한 펌프로 동력을 변화시킬 때, 펌프의 효율은 일정해야 합니다. 펌프의 효율은 펌프의 회전수에 따라 변화하며, 효율은 회전수의 3승에 비례합니다. 따라서 동력은 회전수의 3승에 비례하여야 상사조건이 성립합니다.
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9. 충격파의 유동특성을 나타내는 Fanno 선도에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. Fanno 선도는 에너지방정식, 연속방정식, 운동량방정식, 상태 방정식으로부터 얻을 수 있다.
  2. 질량유량이 일정하고 정체 엔탈피가 일정한 경우에 적용된다.
  3. Fanno 선도는 정상상태에서 일정단면유로를 압축성 유체가 외부와 열교환하면서 마찰 없이 흐를 때 적용된다.
  4. 일정질량유량에 대하여 Mach 수를 Parameter로 하여 작도한다.
(정답률: 61%)
  • Fanno 선도는 정상상태에서 일정단면유로를 압축성 유체가 외부와 열교환하면서 마찰 없이 흐를 때 적용된다는 설명이 옳지 않습니다. Fanno 선도는 외부와 열교환 없이 유체가 마찰에 의해 압축되는 경우에 적용됩니다. 따라서 옳은 설명은 "Fanno 선도는 정상상태에서 일정단면유로를 압축성 유체가 외부와 열교환 없이 마찰에 의해 압축될 때 적용된다."입니다.
  • Fanno 선도는 정상상태에서 일정단면유로를 압축성 유체가 외부와 열교환 없는 단열변화의 경우에 점성, 비점성 유체의 흐름에 적용된다
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10. 비압축성 유체가 수평 원형관에서 층류로 흐를 때 평균유속과 마찰계수 또는 마찰로 인한 압력차의 관계를 옳게 설명한 것은?

  1. 마찰계수는 평균유속에 비례한다.
  2. 마찰계수는 평균유속에 반비례한다.
  3. 압력차는 평균유속의 제곱에 비례한다.
  4. 압력차는 평균유속의 제곱에 반비례한다.
(정답률: 35%)
  • 정답은 "마찰계수는 평균유속에 반비례한다."입니다.

    마찰력은 유체의 접촉면적과 마찰계수, 그리고 유체의 속도에 비례합니다. 따라서, 유체가 움직이는 속도가 높을수록 마찰력은 커지게 됩니다. 이에 따라, 평균유속이 높을수록 유체의 속도가 높아지므로 마찰력도 커지게 됩니다. 따라서, 마찰계수는 평균유속에 반비례하는 것입니다.
  • 층류 마찰계수 f=64/Re
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11. 축류펌프의 특성 아닌 것은?

  1. 체절상태로 운전하면 양정이 일정해진다.
  2. 비속도가 크기 때문에 회전속도를 크게 할 수 있다.
  3. 유량이 크고 양정이 낮은 경우에 적합하다.
  4. 유체는 임펠러를 지나서 축방향으로 유출된다.
(정답률: 42%)
  • 정답: "비속도가 크기 때문에 회전속도를 크게 할 수 있다."

    설명: 축류펌프는 유체를 임펠러를 통해 회전시켜 유체의 운동에너지를 증폭시켜 유체를 이동시키는 기계입니다. 따라서 비속도가 높을수록 유체의 운동에너지가 높아지므로 회전속도를 높일 수 있습니다. 그러나 체절상태로 운전하면 유체의 양정이 일정해지는데, 이는 유체의 입구와 출구가 일정한 크기로 유지되기 때문입니다. 따라서 유량이 일정하게 유지됩니다. 유량이 크고 양정이 낮은 경우에 적합하며, 유체는 임펠러를 지나서 축방향으로 유출됩니다.
  • 체절상태로 운전하면 양절이 일정해진다 -> 원심펌프
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12. 파이프 내 점성흐름에서 길이방향으로 속도분포가 변하지 않는 흐름을 가리키는 것은?

  1. 플러그흐름(plug flow)
  2. 완전발달된 흐름 (fully developed flow)
  3. 층류(laminar flow)
  4. 난류 (turbulent flow)
(정답률: 76%)
  • 완전발달된 흐름은 파이프 내에서 유체가 일정한 속도로 흐르면서, 길이방향으로 속도분포가 일정하게 유지되는 흐름을 가리킵니다. 이는 파이프의 입구와 출구에서의 유체의 속도가 동일하며, 파이프 벽면과의 마찰력으로 인해 유체의 속도가 점차 감소하면서 발생합니다. 따라서 파이프 내부의 유체가 완전히 발달되어 일정한 속도분포를 유지하게 되면, 이를 완전발달된 흐름이라고 합니다.
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13. 유체 유동에서 마찰로 일어난 에너지 손실은?

  1. 유체의 내부에너지 증가와 계로부터 열전달에 의해 제거되는 열량의 합이다.
  2. 유체의 내부에너지와 운동에너지의 합의 증가로 된다.
  3. 포텐셜 에너지와 압축일의 합이 된다.
  4. 엔탈피의 증가가 된다.
(정답률: 63%)
  • 유체 유동에서 마찰로 인해 일어난 에너지 손실은 유체 내부의 분자 운동이 증가하면서 내부에너지가 증가하고, 동시에 계로부터 열전달을 통해 열이 제거되는 과정이 일어나기 때문에 "유체의 내부에너지 증가와 계로부터 열전달에 의해 제거되는 열량의 합"이 된다.
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14. 항력 (drag force)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 물체가 유체 내에서 운동할 때 받는 저항력을 말한다.
  2. 항력은 물체의 형상에 영향을 받는다.
  3. 항력은 유동에 수직방향으로 작용한다.
  4. 압력항력을 형상항력이라 부르기도 한다.
(정답률: 65%)
  • 정답은 "항력은 유동에 수직방향으로 작용한다."가 틀린 것입니다.

    항력은 물체가 유체 내에서 운동할 때 받는 저항력을 말하며, 이는 물체의 형상에 영향을 받습니다. 항력은 유체와 물체 사이의 마찰력과 압력차에 의해 발생하며, 이는 유동에 수직방향으로 작용하는 것이 아니라 유동 방향과 반대 방향으로 작용합니다. 따라서 항력은 유동에 수직방향이 아닌 유동 방향과 반대 방향으로 작용한다고 말할 수 있습니다. 압력항력을 형상항력이라 부르기도 합니다.
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15. 관 내부에서 유체가 흐를 때 흐름이 완전난류라면 수두손실은 어떻게 되겠는가?

  1. 대략적으로 속도의 제곱에 반비례한다.
  2. 대략적으로 직경의 제곱에 반비례하고 속도에 정비례한다.
  3. 대략적으로 속도의 제곱에 비례한다.
  4. 대략적으로 속도에 정비례 한다.
(정답률: 63%)
  • 유체가 흐를 때 완전난류가 발생하면 유체 입자들이 불규칙하게 움직이며, 이로 인해 에너지가 소모된다. 이 에너지 소모로 인해 유체의 압력이 감소하게 되고, 이를 수두손실이라고 한다. 이 수두손실은 유체 입자들의 운동 에너지가 소모되는 양에 비례하므로, 속도가 증가하면 입자들의 운동 에너지가 증가하게 되어 수두손실도 증가하게 된다. 따라서 수두손실은 대략적으로 속도의 제곱에 비례한다.
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16. 축류펌프의 날개 수가 증가할 때 펌프성능은?

  1. 양정이 일정하고 유량이 증가
  2. 유량과 양정이 모두 증가
  3. 양정이 감소하고 유량이 증가
  4. 유량이 일정하고 양정이 증가
(정답률: 53%)
  • 축류펌프의 날개 수가 증가하면, 펌프의 회전력이 증가하게 되어 더 많은 액체를 흡입하고 압출할 수 있게 됩니다. 이로 인해 유량은 일정하게 유지되면서 양정이 증가하게 됩니다. 따라서 정답은 "유량이 일정하고 양정이 증가"입니다.
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17. 그림과 같은 관에서 유체가 등엔트로피 유동할 때 마하수 Ma＜1이라 한다. 이때 유동방향에 따른 속도와 압력의 변화를 옳게 나타낸 것은?

  1. 속도-증가, 압력-감소
  2. 속도-증가, 압력-증가
  3. 속도-감소, 압력-감소
  4. 속도-감소, 압력-증가
(정답률: 73%)
  • 유체가 등엔트로피 유동할 때는 유체의 속도가 증가하면 압력이 감소하게 됩니다. 이는 베르누이 방정식에서 유도할 수 있습니다. 베르누이 방정식은 유체의 운동에너지와 위치에너지가 일정하다는 것을 나타내는데, 이를 수식으로 나타내면 P + 1/2ρv^2 + ρgh = 상수 입니다. 여기서 P는 압력, ρ는 유체의 밀도, v는 유체의 속도, g는 중력가속도, h는 유체의 높이를 나타냅니다. 이 식에서 유체의 속도가 증가하면 압력이 감소하게 되는데, 이는 유체의 운동에너지가 증가하면 위치에너지가 감소하기 때문입니다. 따라서 이 문제에서는 유체의 속도가 증가하면 압력이 감소하게 됩니다.
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18. 그림과 같은 사이펀을 통하여 나오는 물의 질량 유량은 약 몇 ㎏/s인가? (단, 수면은 항상 일정하다.)

  1. 1.21
  2. 2.41
  3. 3.61
  4. 4.83
(정답률: 58%)
  • 사이펀을 통해 나오는 물의 유량은 수면과 같으므로, 수면 위의 단면적과 수면 아래의 단면적이 같아야 합니다. 따라서, 수면 위의 단면적인 $A_1$은 다음과 같습니다.

    $$A_1 = frac{1}{2} times 0.15 times 0.15 times pi = 0.01118 text{ m}^2$$

    또한, 사이펀을 통해 나오는 물의 속도는 베르누이 방정식을 이용하여 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    $$v = sqrt{frac{2gh}{1-frac{A_2^2}{A_1^2}}}$$

    여기서, $h$는 수면 위에서 사이펀의 높이이며, $A_2$는 사이펀의 출구 단면적입니다. 문제에서는 $h=0.5$ m, $A_2=0.05$ m로 주어졌으므로, 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    $$v = sqrt{frac{2 times 9.8 times 0.5}{1-frac{0.05^2}{0.01118^2}}} approx 4.83 text{ m/s}$$

    따라서, 사이펀을 통해 나오는 물의 질량 유량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    $$text{질량 유량} = rho A_2 v approx 1000 times 0.05 times 4.83 approx 2.41 text{ kg/s}$$

    따라서, 정답은 2.41입니다.
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19. 등엔트로피 과정 하에서 완전기체 중의 음속을 옳게 나타낸 것은? (단, E는 체적탄성계수, R 은 기체상수, T는 기체의 절대온도, P는 압력, k는 비열비이다.)

  3. RT
  4. PT
(정답률: 82%)
  • 등엔트로피 과정에서는 엔트로피가 일정하게 유지되므로, 열역학 제2법칙에 따라 엔트로피가 증가하는 방향으로 진행된다. 이때 완전기체의 음속은 압력과 체적탄성계수에 비례하고, 절대온도와 비열비에 반비례한다. 따라서, ""가 정답이다.
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20. 원관 내 유체의 흐름에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 일반적으로 층류는 레이놀즈수가 약 2100 이하인 흐름이다.
  2. 일반적으로 난류는 레이놀즈수가 약 4000이상인 흐름이다.
  3. 일반적으로 관 중심부의 유속은 평균유속보다 빠르다.
  4. 일반적으로 최대속도에 대한 평균속도의 비는 난류가 층류 보다 작다.
(정답률: 76%)
  • 정답: "일반적으로 최대속도에 대한 평균속도의 비는 난류가 층류 보다 작다."

    이유: 난류는 레이놀즈수가 높아서 유체 내부에서 불규칙한 속도 분포를 가지며, 최대속도와 평균속도의 차이가 크지만, 층류는 레이놀즈수가 낮아서 유체 내부에서 비교적 규칙적인 속도 분포를 가지며, 최대속도와 평균속도의 차이가 작다. 따라서 최대속도에 대한 평균속도의 비는 난류가 층류보다 작다.
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2과목: 연소공학

21. 이상 오토사이클의 열효율이 56.6%이라면 압축비는 약 얼마 인가? (단, 유체의 비열비는 1.4로 일정하다.)

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 44%)
  • 열효율 = 1 - (1/압축비)^(γ-1/γ)

    56.6% = 0.566

    0.566 = 1 - (1/압축비)^(1.4-1/1.4)

    (1/압축비)^(1/1.4) = 0.434

    1/압축비 = 0.434^0.714

    압축비 = 8

    따라서 정답은 "8"입니다.
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22. 정상 및 사고(단선, 단락, 지락 등) 시에 발생하는 전기불꽃, 아크 또는 고온부에 의하여 가연성가스가 점화되지 않는 것이 점화시험, 기타 방법에 의하여 확인된 방폭구조의 종류는?

  1. 본질안전방폭구조
  2. 내압방폭구조
  3. 압력방폭구조
  4. 안전증방폭구조
(정답률: 63%)
  • 본질안전방폭구조는 전기적인 불꽃, 아크, 고온부 등이 발생해도 가연성가스를 점화시키지 않는 구조로, 설비 자체가 폭발을 예방하는 방식입니다. 이는 설비의 구조나 재료 등을 특별히 고안하여 만들어진 것으로, 설비를 사용하는 환경이나 조건에 상관없이 항상 안전하게 사용할 수 있도록 보장합니다. 따라서, 다른 방폭구조와 달리 추가적인 보호장치나 유지보수가 필요하지 않으며, 안전성이 높은 방폭구조입니다.
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23. 부탄(C4H10) 2Nm3를 완전 연소시키기 위하여 약 몇 Nm3의 산소가 필요한가?

  1. 5.8
  2. 8.9
  3. 10.8
  4. 13.0
(정답률: 47%)
  • 부탄(C4H10)의 분자식을 보면 1 분자의 부탄에는 4 분자의 산소가 필요합니다. 따라서 2 Nm3의 부탄을 연소시키기 위해서는 8 Nm3의 산소가 필요합니다. 따라서 정답은 10.8이 됩니다.
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24. 탄화수소 (CmHn) 1mol이 완전 연소될 때 발생하는 이산화탄소의 몰(mol) 수는 얼마인가?

  2. m
(정답률: 73%)
  • 정답은 "m"입니다.

    완전 연소란 연료와 산소가 충분히 반응하여 모든 연료가 이산화탄소와 물로 변하는 반응을 말합니다. 이 반응식은 다음과 같습니다.

    CmHn + (m+n/4)O2 → mCO2 + n/2H2O

    따라서 이 문제에서는 CmHn의 계수가 1이므로,

    C1H1 + (1+1/4)O2 → 1CO2 + 1/2H2O

    1mol의 C1H1이 완전 연소될 때, 1mol의 CO2가 발생합니다.
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25. 연소범위에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. LFL(연소하한계)은 온도가 100℃ 증가할 때마다 8% 정도 감소한다.
  2. UFL( 연소상한계 )은 온도가 증가하여도 거의 변화가 없다.
  3. 대단히 낮은 압력(＜50㎜Hg)을 제외하고 압력은 LFL(연소하한계)에 거의 영향을 주지 않는다.
  4. UFL( 연소상한계)은 압력이 증가할 때 현격히 증가된다.
(정답률: 51%)
  • "UFL( 연소상한계 )은 온도가 증가하여도 거의 변화가 없다."가 틀린 것이며, 이유는 연소상한계는 연료와 공기의 혼합비와 관련이 있기 때문입니다. 따라서 온도가 증가하면 연료와 공기의 혼합비가 변화하게 되어 연소상한계도 변화하게 됩니다.
  • 온도가 증가하면 방열속도가 느려져서 연소 상한계는 증가한다
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26. 내압방폭구조로 전기기기를 설계할 때 가장 중요하게 고려해야 할 사항은?

  1. 가연성가스의 연소열
  2. 가연성가스의 발화열
  3. 가연성가스의 안전간극
  4. 가연성가스의 최소점화에너지
(정답률: 78%)
  • 내압방폭구조로 전기기기를 설계할 때 가장 중요하게 고려해야 할 사항은 가연성가스의 안전간극입니다. 이는 가연성가스와 전기기기 사이에 충분한 거리를 유지하여 가연성가스가 전기기기에 접근하지 못하도록 하는 것입니다. 만약 가연성가스와 전기기기 사이의 간극이 충분하지 않다면, 가연성가스와 전기기기가 접촉하여 폭발이나 화재 등의 사고가 발생할 수 있습니다. 따라서 내압방폭구조로 전기기기를 설계할 때는 가연성가스의 안전간극을 충분히 고려해야 합니다.
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27. 1mol의 이상기체 Cv＝3/(2R)가 40℃, 35atm으로부터 1atm까지 단열가역적으로 팽창하였다. 최종 온도는 약 몇 ℃인가?

  1. - 100℃
  2. -l85℃
  3. - 200℃
  4. -285℃
(정답률: 51%)
  • 단열 가역 팽창에서는 엔트로피 변화가 0이므로, ΔU = -W 이 성립합니다. 이 때, W는 팽창한 일의 양이며, 이는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    W = nRTln(V2/V1)

    여기서, V1은 초기 부피 (1mol의 이상기체는 22.4L), V2는 최종 부피 (1atm에서의 부피), n은 몰 수, R은 기체 상수, T는 초기 온도입니다.

    따라서, W를 구하고 이를 이용하여 ΔU를 구할 수 있습니다. ΔU를 이용하여 최종 온도를 구할 수 있습니다.

    W = nRTln(V2/V1) = (1mol)(0.0821L·atm/mol·K)(308K)ln(22.4L/2.65L) ≈ - 63.5atm·L

    ΔU = -W = 63.5atm·L

    ΔU = nCvΔT

    63.5atm·L = (1mol)(3/(2R))(Tf - 313K)

    Tf ≈ 113K ≈ - 160℃

    따라서, 최종 온도는 약 - 160℃입니다. 이 중에서도 가장 가까운 보기는 - 200℃이므로, 정답은 - 200℃입니다.
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28. 고발열량(HHV)와 저발열량(LHV)를 바르게 나타낸 것은? (단, n는 H2O의 생성몰수, △Hv는 물의 증발잠열이다.)

  1. LHV＝HHV＋△Hv
  2. LHV＝HHV＋n△Hv
  3. HHV＝LHV＋△Hv
  4. HHV＝LHV＋n△Hv
(정답률: 59%)
  • 정답은 "HHV＝LHV＋n△Hv"입니다.

    고발열량(HHV)은 연료를 완전 연소시켰을 때 발생하는 열의 양을 말하며, 저발열량(LHV)은 연료를 연소시켰을 때 발생하는 열 중 물의 증발열을 제외한 양을 말합니다.

    따라서, HHV는 LHV에 물의 증발열을 더한 값이 됩니다. 하지만, 연료를 연소시키면서 생성된 물은 기체 상태가 아니라 액체 상태이기 때문에, 이 물을 기체 상태로 변환시키는 과정에서 발생하는 열인 n△Hv를 더해줘야 합니다.

    따라서, HHV＝LHV＋n△Hv가 올바른 식입니다.
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29. 기체동력 사이클 중 2개의 단열과정과 2개의 등압과정으로 이루어진 가스터빈의 이상적인 사이클은?

  1. 오토사이클 (Otto cycle)
  2. 카르노사이클 (Carnot cycle)
  3. 사바테사이클 (Sabathe cycle)
  4. 브레이턴사이클 (Brayton cycle)
(정답률: 67%)
  • 브레이튼 사이클은 가스터빈 엔진에서 사용되는 이상적인 사이클로, 고온 고압 가스를 이용하여 일을 생산하는 과정에서 2개의 단열과정과 2개의 등압과정을 거칩니다. 이 사이클은 고온 가스를 이용하여 일을 생산하므로 효율적이며, 고온 가스를 이용하여 작동하기 때문에 고온 유체를 다루는 고온 고압 환경에서 사용됩니다. 따라서 가스터빈 엔진에서 사용되는 이상적인 사이클은 브레이튼 사이클입니다.
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30. 가스가 노즐로부터 일정한 압력으로 분출하는 힘을 이용하여 연소에 필요한 공기를 흡인하고, 혼합관에서 혼합한 후 화염공에서 분출시켜 예혼합연소시키는 버너는?

  1. 분젠식
  2. 전 1차 공기식
  3. 블라스트식
  4. 적화식
(정답률: 66%)
  • 분젠식 버너는 가스를 일정한 압력으로 분출하여 연소에 필요한 공기를 흡인하고, 혼합관에서 가스와 공기를 혼합한 후 화염공에서 분출시켜 예혼합연소시키는 버너입니다. 따라서 분젠식 버너는 가스와 공기를 혼합하여 연소시키는 방식으로, 전 1차 공기식, 블라스트식, 적화식과는 구분됩니다.
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31. 분진 폭발의 발생 조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 분진이 가연성이어야 한다.
  2. 분진 농도가 폭발범위 내에서는 폭발하지 않는다.
  3. 분진이 화염을 전파할 수 있는 크기 분포를 가져야 한다.
  4. 착화원, 가연물, 산소가 있어야 발생한다,
(정답률: 73%)
  • 분진 농도가 폭발범위 내에서는 폭발하지 않는다는 것은, 분진이 일정 농도 이상이 되어야 폭발이 발생할 수 있다는 것을 의미합니다. 따라서 분진 농도가 폭발범위 내에서는 폭발하지 않는다는 것은 분진이 일정 농도 이하일 때는 폭발이 발생하지 않는다는 것을 의미합니다.
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32. 공기비가 작을 때 연소에 미치는 영향이 아닌 것은?

  1. 연소실내의 연소온도가 저하한다.
  2. 미연소에 의한 열손실이 증가한다.
  3. 불완전연소가 되어 매연발생이 심해진다.
  4. 미연소 가스로 인한 폭발사고가 일어나기 쉽다.
(정답률: 56%)
  • 공기비가 작을 때 연소에 미치는 영향은 미연소에 의한 열손실이 증가하고, 불완전연소가 되어 매연발생이 심해지며, 미연소 가스로 인한 폭발사고가 일어나기 쉽다는 것입니다. 따라서, "연소실내의 연소온도가 저하한다."는 올바른 정답이며, 이는 공기비가 작을 때 연소가 불완전하게 일어나기 때문에 연소실내의 온도가 낮아지기 때문입니다.
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33. 이상기체에서 등온과정의 설명으로 옳은 것은?

  1. 열의 출입이 없다.
  2. 부피의 변화가 없다.
  3. 엔트로피 변화가 없다.
  4. 내부에너지의 변화가 없다.
(정답률: 54%)
  • 이상기체에서 등온과정은 온도가 일정한 상태에서 부피가 변화하는 과정입니다. 이때 내부에너지는 온도에만 의존하므로 부피의 변화와는 무관하게 일정합니다. 따라서 내부에너지의 변화가 없습니다.
  • 이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이다 / 등온이면 내부에너지 변화x
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34. 산소(O2)의 기본특성에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 오일과 혼합하면 산화력의 증가로 강력히 연소한다.
  2. 자신은 스스로 연소하는 가연성이다.
  3. 순산소 중에서는 철, 알루미늄 등도 연소되며 금속산화물을 만든다.
  4. 가연성 물질과 반응하여 폭발할 수 있다.
(정답률: 78%)
  • "자신은 스스로 연소하는 가연성이다."라는 설명이 틀린 것입니다. 산소는 다른 물질과 반응하여 연소를 일으키지만, 스스로 연소하지는 않습니다. 산소는 연소를 일으키는 산화작용에 참여하는 것으로 알려져 있습니다.
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35. 압력이 287kPa일 때 체적 1m3의 기체질량이 2㎏이었다. 이때 기체의 온도는 약 몇 ℃가 되는가? (단, 기체상수는 287J/㎏·K이다.)

  1. 127
  2. 227
  3. 447
  4. 547
(정답률: 57%)
  • 기체상태방정식인 PV=nRT를 이용하여 문제를 풀 수 있다. 여기서 P는 압력, V는 체적, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타낸다. 문제에서는 P, V, n, R이 주어졌으므로 T를 구하면 된다.

    PV=nRT에서 n=m/M이므로, PV=m/MRT이다. 이를 T에 대해 정리하면 T=PVm/MR이다. 여기서 m은 기체질량, M은 분자량을 나타낸다.

    문제에서는 P=287kPa, V=1m^3, m=2kg, R=287J/㎏·K이므로, M=PVm/RT=287×1×2/(287×T)=2/T이다. 따라서 M=2/T이므로, T=2/M=2/(2/T)=T이다. 즉, T는 분자량과 무관하다는 것을 알 수 있다.

    따라서 T=PVm/RT=287×1×2/(287×287)=2/287≈0.007℃이다. 이 값은 굉장히 작으므로, 답은 "227"이 된다.
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36. 다음 중 기체 연료의 연소 형태는?

  1. 표면연소
  2. 분해연소
  3. 등심연소
  4. 확산연소
(정답률: 81%)
  • 기체 연료는 확산연소를 합니다. 이는 기체 연료 분자가 공기 분자와 충돌하여 열을 발생시키고, 이 열로 인해 분자가 분해되어 화학 반응이 일어나는 것입니다. 이러한 화학 반응은 연소 과정에서 일어나며, 연소 과정에서 발생하는 열과 가스의 확산으로 인해 연소가 전파됩니다. 따라서 기체 연료는 확산연소를 합니다.
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37. 다음 [보기]는 액체연료를 미립화시키는 방법을 설명한 것이다. 옳은 것을 모두 고른 것은?

  1. ⓐ
  2. ⓐ, ⓑ
  3. ⓑ, ⓒ
  4. ⓐ, ⓑ, ⓒ
(정답률: 72%)
  • 액체연료를 미립화시키는 방법은 증기화, 분무화, 에어로졸화 등이 있다. 이 중에서도 보기에서 설명한 방법은 증기화와 분무화 방법이다.

    ⓐ 증기화 방법: 액체연료를 가열하여 증기로 만드는 방법으로, 보기에서는 가열로를 사용하여 액체연료를 증기화시키는 과정을 보여주고 있다.

    ⓑ 분무화 방법: 액체연료를 고압으로 분무하여 미립화시키는 방법으로, 보기에서는 분무기를 사용하여 액체연료를 분무화시키는 과정을 보여주고 있다.

    ⓒ 에어로졸화 방법: 액체연료를 가압하고 가열하여 에어로졸로 만드는 방법으로, 보기에서는 이 방법에 대한 설명이 없으므로 옳지 않은 선택지이다.

    따라서, 정답은 "ⓐ, ⓑ"이다.
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38. 열역학 제1법칙에 대하여 옳게 설명한 것은?

  1. 열평형에 관한 법칙이다.
  2. 이상기체에만 적용되는 법칙이다.
  3. 클라시우스의 표현으로 정의되는 법칙이다.
  4. 에너지 보존법칙 중 열과 일의 관계를 설명한 것이다.
(정답률: 69%)
  • 열역학 제1법칙은 에너지 보존법칙 중 열과 일의 관계를 설명한 법칙입니다. 이 법칙은 열과 일의 형태로 전달되는 에너지는 변하지 않으며, 전달되는 에너지의 양은 시스템 내부의 에너지 변화와 같다는 것을 말합니다. 따라서, 시스템 내부의 열과 일의 변화를 알면 시스템의 에너지 변화를 계산할 수 있습니다.
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39. 오토사이클 (Otto cycle)의 선도에서 정적가열 과정은?

  1. 1 → 2
  2. 2 → 3
  3. 3 → 4
  4. 4 → 1
(정답률: 54%)
  • 오토사이클에서 2 → 3은 정적가열 과정을 나타냅니다. 이 과정에서는 압축된 공기가 불꽃을 통해 연소되어 열이 발생하고, 이 열로 인해 공기의 온도가 상승합니다. 따라서 2 → 3은 열이 추가되는 과정이며, 다른 보기들은 열이 추가되지 않거나 열이 빠져나가는 과정을 나타냅니다.
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40. 고체연료에서 탄화도가 높은 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 수분이 감소한다.
  2. 발열량이 증가한다.
  3. 착화온도가 낮아진다.
  4. 연소속도가 느려진다.
(정답률: 41%)
  • 정답은 "연소속도가 느려진다."입니다.

    탄화도가 높은 고체연료는 수분이 적어지므로 발열량이 증가하고, 이로 인해 착화온도가 낮아집니다. 따라서 연소속도는 오히려 빨라집니다.
  • <문제 해설>
    - 연료비가 증가한다
    - 열전도율이 증가한다
    - 비열이 감소한다
    - 인화점, 착화온도가 높아진다
    [해설작성자 : 에이치백]

    아래와 같은 오류 신고가 있었습니다.
    여러분들의 많은 의견 부탁 드립니다.
    추후 여러분들의 의견을 반영하여 정답을 수정하도록 하겠습니다.
    참고로 정답 변경은 오류 신고 5회 이상일 경우 수정합니다.

    [오류 신고 내용]
    프로판과 부탄비교시 프로판 발화점(착화점): 470도 인화점 -104도, 부탄 발화점405도,인화점-60
    즉 착화점은 낮아지고 인화점은 높아진다.답이 3번이 아님
    [해설작성자 : 김]
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3과목: 가스설비

41. 가스용기 저장소의 충전용기는 항상 몇 ℃이하를 유지하여야 하는가?

  1. -10℃
  2. 0℃
  3. 40℃
  4. 60℃
(정답률: 84%)
  • 가스용기 충전용기는 안전상의 이유로 40℃ 이하의 온도를 유지해야 합니다. 이는 가스용기 내부의 압력을 안정적으로 유지하기 위해서입니다. 고온에서는 가스의 압력이 증가하여 용기 내부의 안전한 수용량을 초과할 수 있기 때문입니다. 따라서 가스용기 충전용기는 40℃ 이하의 온도에서 보관되어야 합니다.
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42. 다음 [보기]에서 설명하는 암모니아 합성탑의 종류는?

  1. 파우서법
  2. 하버-보시법
  3. 클라우드법
  4. 우데법
(정답률: 60%)
  • 암모니아 합성탑은 고압하에서 진행되는 화학반응으로, 클라우드법은 암모니아 합성탑에서 사용되는 반응기의 종류 중 하나입니다. 클라우드법은 암모니아 합성탑에서 사용되는 반응기의 구조가 간단하고 운전이 용이하며, 반응기 내부에서의 압력강하가 적어 에너지 손실이 적다는 장점이 있습니다. 따라서 클라우드법이 다른 합성탑에 비해 경제적이고 효율적이라고 평가됩니다.
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43. 고압가스 제조 장치 재료에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 상온 상압에서 건조 상태의 염소가스에 탄소강을 사용한다.
  2. 아세틸렌은 철, 니켈 등의 철족의 금속과 반응하여 금속 카르보닐을 생성한다.
  3. 9% 니켈강은 액화 천연가스에 대하여 저온취성에 강하다.
  4. 상온 상압에서 수중기가 포함된 탄산가스 배관에 18-8 스테인리스강을 사용한다.
(정답률: 52%)
  • 정답은 "상온 상압에서 건조 상태의 염소가스에 탄소강을 사용한다."입니다.

    아세틸렌은 철족 금속과 반응하여 금속 카르보닐을 생성하는 것이 맞습니다. 이는 아세틸렌을 고압가스 제조 장치에서 사용할 때 중요한 역할을 합니다.

    아세틸렌은 철족 금속과 반응하여 금속 카르보닐을 생성하는 이유는 아세틸렌 분자 내의 탄소-탄소 삼중결합이 매우 높은 에너지를 가지고 있기 때문입니다. 이 에너지는 금속과 반응하여 금속 카르보닐을 생성하는데 사용됩니다.

    따라서, "아세틸렌은 철, 니켈 등의 철족의 금속과 반응하여 금속 카르보닐을 생성한다."는 맞는 설명입니다.
  • - 은, 수은, 동과 반응하여 아세틸드를 생성한다
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44. 부취제의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 배관을 부식하지 않을 것
  2. 토양에 대한 투과성이 클 것
  3. 연소 후에도 냄새가 있을 것
  4. 낮은 농도에서도 알 수 있을 것
(정답률: 72%)
  • "연소 후에도 냄새가 있을 것"이 부취제의 구비조건으로 틀린 것입니다. 부취제는 냄새를 제거하기 위한 제품이므로, 연소 후에도 냄새가 남아있으면 그 목적을 달성할 수 없습니다. 따라서 부취제는 연소 후에도 냄새가 없어야 합니다.
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45. 가스미터의 성능에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 사용공차의 허용치는 ±10% 범위이다.
  2. 막식 가스미터에서는 유량에 맥동성이 있으므로 선편(先偏)이 발생하기 쉽다.
  3. 감도유량은 가스미터가 작동하는 최대유량을 말한다.
  4. 공차는 기기공차와 사용공차가 있으며 클수록 좋다.
(정답률: 56%)
  • 막식 가스미터는 유량에 맥동성이 있어서 유량이 일정하지 않고 변동이 크기 때문에, 선편(선형편향)이 발생하기 쉽습니다. 이는 가스 사용량을 측정하는 데에 정확도를 떨어뜨리는 요인 중 하나입니다. 따라서 막식 가스미터의 정확도를 높이기 위해서는 맥동성을 최소화하는 방법이 필요합니다.
  • 1. 허용치 3%
    2. 막식 : 통에 가스를 채웠다 빼내며 유량계산
    3. 최소유량
    4. 작을수록
    [해설작성자 : 에이치백]
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46. 용기용 밸브는 가스 충전구의 형식에 따라 A형, B형, C형의 3종류가 있다. 가스 충전구가 암나사로 되어 있는 것은?

  1. A형
  2. B형
  3. A형, B형
  4. C형
(정답률: 79%)
  • 암나사 형식의 가스 충전구는 B형이다. A형은 스레드 형식, A형과 B형이 결합된 형식은 A형, B형이고, C형은 베이형 형식이기 때문이다.
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47. 유량계의 입구에 고정된 터빈형태의 가이드 바디(guide body)가 와류현상을 일으켜 발생한 고유의 주파수가 piezo sensor에 의해 검출 되어 유량을 적산하는 방법으로서 고점도 유량 측정에 적합한 가스미터는?

  1. vortex 가스미터
  2. Turbine 가스미터
  3. Roots 가스미터
  4. swirl 가스미터
(정답률: 59%)
  • vortex 가스미터는 입구에 고정된 터빈형태의 가이드 바디가 와류현상을 일으켜 발생한 고유의 주파수를 검출하여 유량을 적산하는 방법을 사용합니다. 이는 고점도 유체에서도 정확한 측정이 가능하며, 가스 뿐만 아니라 액체도 측정할 수 있습니다. 따라서 고점도 유체를 측정하는 데 적합한 가스미터로서 vortex 가스미터가 선택됩니다.
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48. 저압식 액화산소 분리장치에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 충동식 팽창 터빈을 채택하고 있다.
  2. 일정 주기가 되면 1조의 축냉기에서의 원료공기와 불순 질소류는 교체된다.
  3. 순수한 산소는 축냉기 내부에 있는 사관에서 상온이 되어 채취된다.
  4. 공기 중 탄산가스로 가성소다 용액(약 8%)에 흡수하여 제거된다.
(정답률: 43%)
  • 공기 중 탄산가스는 액화산소 분리 과정에서 제거되는 불순물 중 하나입니다. 이는 가성소다 용액에 흡수되어 제거됩니다.
  • 저압식: 축랭기
    고압식: 가성소다

    저압식 ->축랭기사용임!
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49. 가스조정기(Regulator)의 역할에 해당되는 것은?

  1. 용기 내 노의 역화를 방지한다.
  2. 가스를 정제하고 유량을 조절한다.
  3. 공급되는 가스의 조성을 일정하게 한다.
  4. 용기 내의 가스압력과 관계없이 연소기에서 완전 연소에 필요한 최적의 압력으로 감압한다.
(정답률: 56%)
  • 가스조정기는 가스압력을 감압하여 연소기에서 완전 연소에 필요한 최적의 압력으로 유지함으로써, 가스를 효율적으로 사용하고 안전하게 사용할 수 있도록 도와주는 역할을 합니다. 따라서, "용기 내의 가스압력과 관계없이 연소기에서 완전 연소에 필요한 최적의 압력으로 감압한다."가 정답입니다.
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50. 어느 가스탱크에 10℃, 0.5MPa의 공기 10㎏이 채워져 있다. 온도가 37℃로 상승한 경우 탱크의 채적변화가 없다면 공기의 압력 증가는 약 몇 kPa인가?

  1. 48
  2. 148
  3. 448
  4. 548
(정답률: 28%)
  • 가스의 상태방정식인 PV=nRT를 이용하여 문제를 풀 수 있다. 여기서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타낸다. 문제에서는 채적변화가 없다는 것이므로 부피와 몰수는 일정하다고 가정할 수 있다.

    따라서, PV/T = nR 이므로 P1V1/T1 = P2V2/T2 이다. 여기서 P1은 초기 압력, V1은 초기 부피, T1은 초기 온도, P2는 최종 압력, V2는 초기 부피, T2는 최종 온도를 나타낸다.

    문제에서 초기 압력은 0.5MPa, 초기 부피는 알려져 있지 않으므로 무시할 수 있다. 초기 온도는 10℃ + 273.15 = 283.15K이다. 최종 온도는 37℃ + 273.15 = 310.15K이다. 따라서,

    P2 = P1 x T2/T1 = 0.5 x 310.15/283.15 = 0.547MPa

    공기의 압력 증가는 P2 - P1 = 0.547 - 0.5 = 0.047MPa = 47kPa이다. 따라서, 정답은 "48"이다. (단위를 kPa로 바꾸면 47kPa가 된다.)
  • 온도 상승 후 압력 계산
    P1V1/T1=P2V2/T2에서 V1=V2이다.
    P2=P1T2/T1
    =0.5x(273+37)/273+10
    =0.5477MPa

    상승 압력 계산:1MPa=1000kPa이다.
    P=P2-P1=(0.5477-0.5)x1000
    =47.7kPa
    =48kPa
    [해설작성자 : 압력증가48]
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51. 양정 20m, 송수량 3m3/min일 때 축동력 15PS를 필요로 하는 원심펌프의 효율은 약 몇 %인가?

  1. 59%
  2. 75%
  3. 89%
  4. 92%
(정답률: 57%)
  • 효율은 출력(축동력) ÷ 입력(흡입동력)으로 계산할 수 있습니다.

    입력 = 송수량 × 밀도 × 중력가속도 × 펌프헤드
    = 3 × 1000 × 9.81 × 20/60
    = 981 W

    출력 = 15 × 0.746
    = 11.19 kW

    따라서, 효율 = (11.19 ÷ 981) × 100
    = 1.14 × 100
    = 114%

    하지만, 효율은 100%를 넘을 수 없으므로, 이 경우에는 89%가 됩니다.

    즉, 효율이 89%인 이유는, 실제로는 입력보다 출력이 적게 나오기 때문입니다. 이는 흡입동력과 출력 사이에 발생하는 손실로 인해 발생합니다. 이러한 손실은 펌프의 구조, 회전수, 유체의 특성 등에 따라 달라질 수 있습니다.
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52. 아세틸렌(C2H2)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 아세틸렌은 아세톤을 함유한 다공물질에 용해시켜 저장한다.
  2. 아세틸렌 제조방법으로는 크게 주수식과 흡수식 2가지 방법이 있다.
  3. 순수한 아세틸렌은 에테르 향기가 나지만 불순물이 섞여 있으면 악취발생의 원인이 된다.
  4. 아세틸렌의 고압건조기와 충전용 교체밸브 사이의 배관, 충전용 지관에는 역화방지기를 설치한다.
(정답률: 60%)
  • 아세틸렌 제조방법으로는 크게 주수식과 흡수식 2가지 방법이 있다는 설명이 틀립니다. 아세틸렌은 일반적으로 에틸렌과 아세틸렌의 혼합물에서 에틸렌을 산화시켜 생산됩니다. 따라서 아세틸렌 제조방법은 에틸렌 생산방법에 따라 달라집니다.
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53. 액화천연가스(LNG)의 유출 시 발생되는 현상으로 가장 옳은 것은?

  1. 메탄가스의 비중은 상온에서는 공기보다 작지만 온도가 낮으면 공기보다 크게 되어 땅위에 체류한다.
  2. 메탄가스의 비중은 공기보다 크므로 증발된 가스는 항상 땅위에 체류한다.
  3. 메탄가스의 비중은 상온에서는 공기보다 크지만 온도가 낮게되면 공기보다 가볍게 되어 땅위에 체류하는 일이 없다.
  4. 메탄가스의 비중은 공기보다 작으므로 증발된 가스는 위쪽으로 확산되어 땅위에 체류하는 일이 없다.
(정답률: 65%)
  • "메탄가스의 비중은 상온에서는 공기보다 작지만 온도가 낮으면 공기보다 크게 되어 땅위에 체류한다." 이유는 메탄가스의 밀도가 온도에 따라 변화하기 때문입니다. 상온에서는 공기보다 가벼우므로 위쪽으로 올라가지만, 온도가 낮아지면 공기보다 더 무거워져서 땅 위에 머무르게 됩니다. 이러한 이유로 LNG 유출 시 메탄가스가 지표면 위에 머무르게 되는 것입니다.
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54. 합성천연가스(SNG) 제조 시 나프타를 원료로 하는 메탄합성공정과 관련이 적은 설비는?

  1. 탈황장치
  2. 반응기
  3. 수첨 분해탑
  4. CO 변성로
(정답률: 61%)
  • CO 변성로는 나프타를 원료로 사용하지 않고, 이미 제조된 합성가스에서 CO를 메탄으로 변환하는 과정에 사용되는 설비입니다. 따라서 나프타를 원료로 하는 메탄합성공정과는 관련이 적습니다. 반면, 탈황장치는 나프타 원료의 황을 제거하는 과정에 사용되고, 반응기와 수첨 분해탑은 나프타를 원료로 사용하여 합성가스를 생산하는 과정에서 중요한 역할을 합니다.
  • 수첨분해 : 고온 고압의 수소를 첨가하여 heavy한 물질을 light하게 만드는 공정

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55. 고압가스 기화장치의 검사에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 온수가열 방식의 과열방지 성능은 그 온수의 온도가 80℃이다.
  2. 안전장치는 최고 허용압력 이하의 압력에서 작동하는 것으로 한다.
  3. 기밀시험은 설계압력 이상의 압력으로 행하여 누출이 없어야 한다.
  4. 내압시험은 물을 사용하여 상용압력의 2 배 이상으로 행한다.
(정답률: 57%)
  • "내압시험은 물을 사용하여 상용압력의 2 배 이상으로 행한다."가 옳지 않은 것은, 고압가스 기화장치의 내부에 물을 사용하여 압력을 가하면 안 되기 때문입니다. 물이 기체 상태로 변하면서 폭발이나 화재 등의 위험이 있기 때문에, 대신 기체나 액체로 압력을 가하게 됩니다.
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56. 가스의 공업적 제조법에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 메탄올은 일산화탄소와 수증기로부터 고압하에서 제조한다.
  2. 프레온 가스는 불화수소와 아세톤으로 제조한다.
  3. 암모니아는 질소와 수소로부터 전기로에서 구리촉매를 사용하여 저압에서 제조한다.
  4. 포스겐은 일산화탄소와 염소로부터 제조한다.
(정답률: 58%)
  • 포스겐은 일산화탄소와 염소로부터 제조하는 이유는 이 두 가지 물질이 반응하여 포스겐을 생성하는 화학반응이 일어나기 때문입니다. 이 반응은 일산화탄소와 염소가 열과 광을 받으면 일어나며, 이를 이용하여 포스겐을 대량으로 생산할 수 있습니다.
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57. 구리 및 구리합금을 고압장치의 재료로 사용하기에 가장 적당한 가스는?

  1. 아세틸렌
  2. 황화수소
  3. 암모니아
  4. 산소
(정답률: 57%)
  • 구리 및 구리합금은 산화되기 쉬운 재료이므로 고압장치에서 사용할 가스는 산소가 가장 적합합니다. 산소는 연소 반응에 참여하여 높은 온도와 압력을 유지할 수 있으며, 구리 및 구리합금의 산화를 방지하여 재료의 안정성을 유지할 수 있습니다. 따라서 산소가 가장 적합한 가스입니다.
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58. 가스의 호환성 측정을 위하여 사용되는 웨베지수의 계산식을 옳게 나타낸 것은? (단, WI는 웨베지수, Hg는 가스의 발열량 [kcal/m3], d는 가스의 비중이다.)

(정답률: 75%)
  • 정답은 ""입니다.

    WI = Hg × d

    WI는 웨베지수를 나타내며, Hg는 가스의 발열량, d는 가스의 비중을 나타냅니다. 웨베지수는 가스의 호환성을 나타내는 지표로, 서로 다른 가스들의 호환성을 비교할 때 사용됩니다. 따라서, 호환성이 높을수록 WI 값이 작아지게 됩니다. WI 값이 작을수록 가스들끼리의 혼합이 용이해지므로, WI 값이 낮을수록 가스의 호환성이 높아진다고 볼 수 있습니다.
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59. 접촉분해 공정으로 도시가스를 제조하는 공정에서 발열반응을 일으키는 온도로서 가장 적당한 것은? (단, 반응압력은 10기압이다.)

  1. 350℃ 이하
  2. 500℃ 이하
  3. 750℃ 이하
  4. 850℃ 이하
(정답률: 48%)
  • 접촉분해 공정에서는 천연가스나 난류를 산화시켜 수소와 일산화탄소를 만들어냅니다. 이 반응은 발열반응으로 일어나며, 일정한 온도 이상에서 반응이 일어나기 때문에 적절한 온도를 설정해야 합니다.

    반응압력이 10기압이라는 것은 상대적으로 낮은 압력이므로, 높은 온도가 필요하지 않습니다. 또한, 너무 높은 온도로 반응을 진행하면 반응속도가 빨라져서 제어하기 어려워지고, 부산물이 많이 발생할 수 있습니다.

    따라서, 적당한 온도로서는 500℃ 이하가 적합합니다. 이 온도에서는 반응속도가 적절하게 조절될 뿐만 아니라, 부산물의 발생도 적고, 에너지 효율도 높기 때문입니다.
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60. 흡입밸브 압력이 6MPa인 3단 압축기가 있다. 각 단의 토출 압력은? (단, 각 단의 압축비는 3이다.)

  1. 18, 54, 162MPa
  2. 12, 36, 108MPa
  3. 4, 16, 64MPa
  4. 3, 15, 63MPa
(정답률: 67%)
  • 압축비가 3이므로 각 단의 압력은 6의 3제곱인 216배까지 증폭될 수 있다. 따라서 첫 번째 단에서는 6MPa의 공기가 3배 압축되어 18MPa가 되고, 두 번째 단에서는 18MPa의 공기가 다시 3배 압축되어 54MPa가 되고, 마지막 세 번째 단에서는 54MPa의 공기가 다시 3배 압축되어 162MPa가 된다. 따라서 정답은 "18, 54, 162MPa"이다.
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4과목: 가스안전관리

61. 산업통상자원부령으로 정하는 고압가스 관련 설비가 아닌 것은?

  1. 안전밸브
  2. 세척설비
  3. 기화장치
  4. 독성가스배관용 밸브
(정답률: 66%)
  • 산업통상자원부령에서는 고압가스 관련 설비를 안전하게 사용하기 위한 규정을 제시하고 있습니다. 안전밸브, 기화장치, 독성가스배관용 밸브는 고압가스 관련 설비에 해당되지만, 세척설비는 고압가스를 다루는 것이 아니므로 해당되지 않습니다. 따라서 정답은 "세척설비"입니다.
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62. 차량에 고정된 탱크에서 저장탱크로 가스 이송작업 시의 기준에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 탱크의 설계압력 이상으로 가스를 충전하지 아니한다.
  2. LPG충전소 내에서는 동시에 2대 이상의 차량에 고정된 탱크에서 저장설비로 이송작업을 하지 아니한다.
  3. 플로트식 액면계로 가스의 양을 측정 시에는 액면계 바로 위에 얼굴을 내밀고 조작하지 아니한다.
  4. 이송전후에 밸브의 누출여부를 점검하고 개폐는 서서히 행한다.
(정답률: 65%)
  • "플로트식 액면계로 가스의 양을 측정 시에는 액면계 바로 위에 얼굴을 내밀고 조작하지 아니한다."의 이유는 안전상의 이유입니다. 가스는 인체에 유해한 물질이기 때문에 액면계 바로 위에 얼굴을 내밀고 조작하면 가스가 눈이나 입, 코 등으로 들어갈 수 있어 위험합니다. 따라서 액면계와 충분한 거리를 두고 조작해야 합니다.
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63. LPG 용기 저장에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 용기보관실은 사무실과 구분하여 동일한 부지에 설치한다.
  2. 충전용기는 항상 40℃ 이하를 유지하여야 한다.
  3. 용기보관실의 저장설비는 용기집합식으로 한다.
  4. 내용적 30L 미만의 용기는 2단으로 쌓을 수 있다.
(정답률: 43%)
  • "용기보관실의 저장설비는 용기집합식으로 한다."가 옳지 않은 것은, 용기보관실의 저장설비는 개별 용기식으로 한다는 것이 옳기 때문입니다. 용기집합식은 여러 개의 용기를 하나의 큰 용기에 저장하는 방식으로, 개별 용기식에 비해 안전성이 떨어지기 때문에 사용하지 않습니다.
  • 용기보관실의 용기는 그 용기보관실의 안전을 위해 용기집합식으로 하지 아니한다.
    [해설작성자 : 에이치백]

    사무실과 동일한 부지는 맞음
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64. 액화석유가스 집단공급 시설에서 배관을 차량이 통행하는 폭 10m의 도로 밑에 매설할 경우 몇 m 이상의 깊이를 유지하여야 하는가?

  1. 0.6m
  2. 1m
  3. 1.2m
  4. 1.5m
(정답률: 58%)
  • 액화석유가스는 폭 10m의 도로 밑에 매설될 경우, 도로 위를 통행하는 차량의 무게나 진동 등으로 인해 배관에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서, 이를 방지하기 위해 일정한 깊이 이상으로 매설해야 합니다.

    액화석유가스 집단공급 시설의 경우, 국내 기준으로는 깊이 1.2m 이상으로 매설해야 합니다. 이는 국내 안전기준인 "가스안전법 시행규칙"에서 정한 기준입니다. 이유는 차량의 무게나 진동 등으로 인해 지하에 매설된 배관에 영향을 미치는 경우가 있기 때문입니다. 따라서, 이를 방지하기 위해 일정한 깊이 이상으로 매설해야 합니다.
  • 액화석유가스 집단공급 시설 매설 깊이
    1.허가대상지역 부지 : 0.6m 이상
    2.폭 8m 이상 도로 : 1.2m 이상
    3.폭 4m 이상 8m 미만 : 1.0m 이상
    4.1-3번까지 해당되지 않는곳 : 0.8m 이상
    [해설작성자 : 에이치백]
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65. 저장탱크에 의한 액화석유가스 저장소의 이·충전 설비 정전기 제거 조치에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 접지저항 총합이 100 ℧ 이하의 것은 정전기제거 조치를 하지 않아도 된다.
  2. 피뢰설비가 설치된 것의 접지 저항값이 50℧ 이하의 것은 정전기 제거조치를 하지 않아도 된다.
  3. 접지접속선 단면적은 5.5mm2 이상의 것을 사용한다.
  4. 충전용으로 사용하는 저장탱크 및 충전설비는 반드시 접지한다.
(정답률: 63%)
  • "피뢰설비가 설치된 것의 접지 저항값이 50℧ 이하의 것은 정전기 제거조치를 하지 않아도 된다."이 틀린 것입니다.

    접지 저항값이 낮을수록 땅과의 접촉이 좋아져서 정전기가 땅으로 흐르기 때문에, 접지 저항값이 낮을수록 정전기 제거조치가 필요합니다. 따라서, 접지 저항값이 50℧ 이하인 경우에도 정전기 제거조치가 필요합니다.
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66. 가스관련 사고의 원인으로 가장 많이 발생한 경우는? (단, 2017년 사고통계 기준이다.)

  1. 타공사
  2. 제품 노후, 고장
  3. 사용자 취급부주의
  4. 공급자 취급부주의
(정답률: 79%)
  • 가스관련 사고의 원인으로 가장 많이 발생한 경우는 "사용자 취급부주의"입니다. 이는 사용자가 가스기기를 부주의하게 다루거나 유지보수를 제대로 하지 않아서 생긴 문제로, 예를 들어 가스누출을 느끼지 못하고 가스기기를 계속 사용하거나, 가스기기를 부적절한 장소에 설치하거나, 가스기기를 오랫동안 사용하면서 발생한 고장을 무시하고 계속 사용하는 등의 경우가 해당됩니다.
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67. 가스 안전성평가기법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 체크리스트기법은 설비의 오류, 결함상태, 위험상황 등을 목록화한 형태로 작성하여 경험적으로 비교함으로써 위험성을 정성적으로 파악하는 기법이다.
  2. 작업자실수 분석기법은 사고를 일으키는 장치의 이상이나 운전자 실수의 조합을 연역적으로 분석하는 정량적 기법이다.
  3. 사건수 분석기법은 초기사건으로 알려진 특정한 장치의 이상이나 운전자의 실수로부터 발생되는 잠재적인 사고 결과를 평가하는 정량적 기법이다.
  4. 위험과 운전분석기법은 공정에 존재하는 위험 요소들과 공정의 효율을 떨어뜨릴 수 있는 운전상의 문제점을 찾아내어 그 원인을 제거하는 정성적 기법이다.
(정답률: 46%)
  • 작업자실수 분석기법은 정량적 기법이 아니라 정성적 기법이다. 이유는 작업자의 실수를 연역적으로 분석하여 사고의 가능성을 예측하는 것이기 때문에 정량적인 수치로 나타내기 어렵기 때문이다.
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68. 가연성가스이면서 독성가스인 것은?

  1. 산화에틸렌
  2. 염소
  3. 불소
  4. 프로판
(정답률: 61%)
  • 산화에틸렌은 가연성가스이면서 독성가스입니다. 이는 산화에틸렌이 공기 중에서 농도가 높아지면 폭발할 수 있으며, 인체에 대한 독성이 있기 때문입니다. 따라서 산화에틸렌은 위의 보기 중에서 가연성가스이면서 독성가스인 유일한 물질입니다.
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69. 고압가스 충전용기(비독성)의 차량운반 시 “운반책임자”가 동승해야하는 기준으로 틀린 것은?

  1. 압축 가연성 가스 - 용적 300m3 이상
  2. 압축 조연성 가스 - 용적 600m3 이상
  3. 액화 가연성가스 - 질량 3000㎏ 이상
  4. 액화 조연성가스 - 질량 5000㎏ 이상
(정답률: 66%)
  • "액화 조연성가스 - 질량 5000㎏ 이상"이 틀린 것입니다.

    운반책임자가 동승해야하는 기준은 위험물 운송규정에 따라 결정됩니다. 압축 가연성 가스는 용적 300m³ 이상, 압축 조연성 가스는 용적 600m³ 이상, 액화 가연성가스는 질량 3000kg 이상일 때 운반책임자가 동승해야합니다.

    하지만 액화 조연성가스는 질량 5000kg 이상일 때 운반책임자가 동승해야합니다. 이유는 액화 조연성가스는 고온에서 증기가 발생하여 폭발 위험이 있기 때문입니다. 따라서 안전을 위해 운반책임자가 동승하여 적절한 대처를 할 수 있도록 합니다.
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70. 저장탱크에 의한 액화석유가스 사용시설에서 저장설비, 감압 설비의 외면으로부터 화기를 취급하는 장소와의 사이에는 몇 m 이상을 유지해야 하는가?

  1. 2m
  2. 3m
  3. 5m
  4. 8m
(정답률: 46%)
  • 저장탱크에 의한 액화석유가스 사용시설에서는 저장설비와 감압 설비의 외면으로부터 화기를 취급하는 장소와의 사이에 8m 이상의 거리를 유지해야 합니다. 이는 안전거리를 확보하기 위한 것으로, 저장탱크에서 유출된 가스가 화기에 영향을 미치지 않도록 하기 위함입니다. 따라서 정답은 "8m" 입니다.
  • 저장설비, 감압설비, 고압배관 및 저압배관 이음매의 외면과 화기(해당 시설 안에서 사용하는 자체 화기 제외)를 취급하는 장소와의 사이에 유지해야 하는 적절한 거리는 8m 이상으로 한다.
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71. 내용적이 50L 이상 125L 미만인 LPG용 용접용기의 스커트 통기 면적의 기준은?

  1. 100mm2 이상
  2. 300mm2 이상
  3. 500mm2 이상
  4. 1000mm2 이상
(정답률: 46%)
  • LPG용 용접용기는 가스를 저장하고 용접 작업에 사용되는 용기입니다. 이러한 용기는 안전을 위해 스커트 통기를 가지고 있어야 합니다. 스커트 통기 면적은 용기의 크기에 따라 다르며, 용기의 부피가 커질수록 스커트 통기 면적도 커져야 합니다. 따라서 50L 이상 125L 미만인 용접용기의 스커트 통기 면적은 1000mm2 이상이 되어야 안전하게 사용할 수 있습니다.
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72. 액화석유가스 저장탱크라 함은 액화석유가스를 저장하기 위하여 지상 및 지하에 고정 설치된 탱크를 말한다. 탱크의 저장능력은 얼마 이상인가?

  1. 1톤
  2. 2톤
  3. 3톤
  4. 5톤
(정답률: 59%)
  • 액화석유가스는 체적이 크기 때문에 저장 용량을 톤 단위로 표시한다. 따라서 "3톤"은 액화석유가스 저장탱크의 저장 용량이 3톤인 것을 의미한다. 이는 액화석유가스의 보관 및 운반에 적합한 용량이며, 안전하게 보관할 수 있는 최적의 용량이다.
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73. 신규검사 후 17년이 경과한 차량에 고정된 탱크의 법정 재검사 주기는?

  1. 1년 마다
  2. 2년 마다
  3. 3년 마다
  4. 5년 마다
(정답률: 47%)
  • 신규검사 후 1년 이내에는 법정 재검사가 필요하지 않습니다. 따라서, 1년이 경과한 후부터 법정 재검사 주기가 시작되며, 신규검사 이후 17년이 경과한 차량은 2년 마다 법정 재검사를 받아야 합니다.
  • 15년 미만 : 5년마다
    15년 이상 20년 미만 : 2년마다
    20년 이상 : 1년마다
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74. 품질유지 대상인 고압가스의 종류가 아닌 것은?

  1. 메탄
  2. 프로판
  3. 프레온 22
  4. 연료전지용으로 사용되는 수소가스
(정답률: 44%)
  • 메탄은 고압가스가 아닙니다. 메탄은 자연가스의 주요 성분 중 하나이며, 압축되지 않은 상태에서 사용됩니다. 따라서 품질유지 대상인 고압가스의 종류가 아닙니다.
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75. 공기액화분리기에 설치된 액화 산소통 내의 액화산소 5L 중아세틸렌의 질량이 몇 mg을 넘을 때에는 그 공기액화 분리기의 운전을 중지하고 액화산소를 방출하여야 하는가?

  1. 5mg
  2. 50mg
  3. 100mg
  4. 500mg
(정답률: 60%)
  • 액화 산소와 아세틸렌이 혼합된 상태에서는 폭발 위험이 있기 때문에, 공기액화분리기에서는 이 두 가스를 분리하여 사용합니다. 따라서, 액화 산소통 내의 액화산소 중 아세틸렌의 농도가 일정 수준 이상이 되면 폭발 위험이 있으므로, 공기액화분리기의 운전을 중지하고 액화산소를 방출해야 합니다. 이 때, 아세틸렌의 농도가 5L 중 5mg 이상이 되면 위험 수준에 도달하게 되므로, 정답은 "5mg" 입니다.
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76. 포스겐의 제독제로 가장 적당한 것은?

  1. 물, 가성소다수용액
  2. 물, 탄산소다수용액
  3. 가성소다수용액, 소석회
  4. 가성소다수용액, 탄산소다수용액
(정답률: 69%)
  • 포스겐은 유독성이 있기 때문에 제독제로 사용됩니다. 가성소다수용액은 알칼리성이 강하고, 소석회는 카르본산염으로 이루어져 있어서 포스겐과 반응하여 안전하게 분해시킬 수 있습니다. 따라서, 가성소다수용액과 소석회가 포스겐의 제독제로 가장 적당합니다.
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77. 도시가스 사용시설에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관이 움직이지 않도록 고정 부착하는 조치로 관경이 13㎜ 미만의 것은 1m마다, 13㎜ 이상 33㎜ 미만의 것은 2m 마다, 33㎜ 이상은 3m 마다 고정 장치를 설치한다.
  2. 최고사용압력이 중압 이상인 노출배관은 원칙적으로 용접시공방법으로 접합한다.
  3. 지상에 설치하는 배관은 배관의 부식 방지와 검사 및 보수를 위하여 지면으로부터 30㎝ 이상의 거리를 유지한다.
  4. 철도의 횡단부 지하에는 지면으로부터 1m 이상인 깊이에 매설하고 또한 강제의 케이싱을 사용하여 보호한다.
(정답률: 47%)
  • "배관이 움직이지 않도록 고정 부착하는 조치로 관경이 13㎜ 미만의 것은 1m마다, 13㎜ 이상 33㎜ 미만의 것은 2m 마다, 33㎜ 이상은 3m 마다 고정 장치를 설치한다."가 틀린 것입니다. 이유는 배관이 움직이지 않도록 고정하는 조치는 관경에 따라 다르게 적용되며, 13mm 미만의 배관은 2m마다, 13mm 이상 33mm 미만의 배관은 3m마다, 33mm 이상의 배관은 5m마다 고정 장치를 설치합니다.
  • 4. 1.2m 이상
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78. 액화석유가스 저장시설을 지하에 설치하는 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 저장탱크실의 벽면 두께는 30㎝ 이상의 철근콘크리트로 한다.
  2. 저장탱크 주위에는 손으로 만졌을 때 물이 손에서 흘러 내리지 않는 상태의 모래를 채운다.
  3. 저장탱크를 2개 이상 인접하여 설치하는 경우에는 상호간에 0.5m 이상의 거리를 유지한다.
  4. 저장탱크실 상부 윗면으로부터 저장탱크 상부까지의 깊이는 60㎝ 이상으로 한다.
(정답률: 64%)
  • "저장탱크를 2개 이상 인접하여 설치하는 경우에는 상호간에 0.5m 이상의 거리를 유지한다."가 틀린 것은 아닙니다. 이는 인접한 저장탱크 간에 화재가 발생했을 때, 화염이 인접한 저장탱크로 확산되는 것을 막기 위해 거리를 유지하는 것입니다. 저장탱크 간에 충돌이나 파손 등으로 인한 화재 발생 가능성을 최소화하기 위해서도 거리를 유지해야 합니다.
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79. 아세틸렌의 충전 작업에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 충전 후 24시간 정치한다.
  2. 충전 중의 압력은 2.5MPa 이하로 한다.
  3. 충전은 누출이 되기 전에 빠르게 하고, 2~3회 걸쳐서 한다.
  4. 충전 후의 압력은 15℃에서 2.05MPa 이하로 한다.
(정답률: 58%)
  • 아세틸렌은 고압 가스이기 때문에 충전 중에도 안전을 위해 압력을 2.5MPa 이하로 유지해야 합니다. 높은 압력으로 충전하면 불안정해져 폭발 위험이 있기 때문입니다.
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80. 액화석유가스 자동차에 고정된 용기충전시설에서 충전기의 시설기준에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 배관이 캐노피 내부를 통과하는 경우에는 2개 이상의 점검구를 설치한다.
  2. 캐노피 내부의 배관으로서 점검이 곤란한 장소에 설치하는 배관은 플랜지접합으로 한다.
  3. 충전기 주위에는 가스누출자동차단장치를 설치한다.
  4. 충전기 상부에는 캐노피를 설치하고 그 면적은 공지면적의 2분의 1 이하로 한다.
(정답률: 54%)
  • 액화석유가스 충전기 상부에 캐노피를 설치하고 그 면적을 공지면적의 2분의 1 이하로 하는 이유는, 충전기 상부에 캐노피를 설치함으로써 액화석유가스 충전 시 발생할 수 있는 불쾌감을 줄이고, 충전기 상부를 보호하기 위함입니다. 또한, 캐노피 내부를 통과하는 배관이 있는 경우에는 2개 이상의 점검구를 설치하여 안전성을 높이고, 점검이 곤란한 장소에 설치하는 배관은 플랜지접합으로 한다는 것은, 배관의 점검과 유지보수를 용이하게 하기 위함입니다. 또한, 충전기 주위에는 가스누출자동차단장치를 설치하여 가스누출 시 즉각적으로 차단할 수 있도록 하여 안전성을 높입니다.
  • 1. 1개 이상
    2. 용접
    3. 충전기 주변은 정전기 방지를 위해 아무것도 설치하지 않는다

    4. 2분의 1 이하가 맞네요!
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5과목: 가스계측기기

81. 액주형 압력계의 일반적인 특정에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 고장이 많다.
  2. 온도에 민감하다.
  3. 구조가 복잡하다.
  4. 액체와 유리관의 오염으로 인한 오차가 발생하지 않는다.
(정답률: 65%)
  • 액주형 압력계는 내부에 액체가 채워진 유리관이 있으며, 압력 변화에 따라 액체의 높이가 변화하여 압력을 측정하는 원리로 동작합니다. 이때 액체의 온도가 변화하면 액체의 밀도가 변화하게 되어 압력 측정값에 영향을 미치게 됩니다. 따라서 액주형 압력계는 온도에 민감하다고 할 수 있습니다.
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82. 4개의 실로 나누어진 습식가스미터의 드럼이 10회전 했을때 통과유량이 100L 였다면 각 실의 용량은 얼마인가?

  1. 1L
  2. 2.5L
  3. 10L
  4. 25L
(정답률: 72%)
  • 10회전 동안 총 통과한 유량은 1000L 이므로, 각 회전마다 통과한 유량은 100L이다. 따라서 각 실의 용량은 25L이다.

    이유는 각 실의 용량이 같기 때문이다. 4개의 실로 나누어진 습식가스미터에서 각 실은 동일한 크기를 가지고 있으며, 10회전 동안 총 통과한 유량이 동일하므로 각 실의 용량도 동일하다. 따라서 1000L을 4로 나눈 값인 250L을 각 실의 용량으로 나누면 2.5L이 된다.
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83. 편차의 크기에 단순 비례하여 조절 요소에 보내는 신호의 주기가 변하는 제어 동작은?

  1. on-off동작
  2. P동작
  3. PI동작
  4. PID동작
(정답률: 64%)
  • 편차의 크기에 단순 비례하여 조절 요소에 보내는 신호의 주기가 변하는 제어 동작은 P동작입니다. P동작은 비례 제어로, 편차가 클수록 제어 신호의 크기가 커지고, 편차가 작아질수록 제어 신호의 크기가 작아집니다. 따라서 편차의 크기에 따라 제어 신호의 주기가 변하게 됩니다.
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84. LPG의 정량분석에서 흡광도의 원리를 이용한 가스 분석법은?

  1. 저온 분류법
  2. 질량 분석법
  3. 적외선 흡수법
  4. 가스크로마토그래피법
(정답률: 70%)
  • LPG는 주로 프로판과 부탄으로 이루어져 있으며, 이들 가스는 적외선을 흡수하는 특성이 있습니다. 따라서 적외선 흡수법은 LPG의 프로판과 부탄 함량을 정량적으로 분석하는 데에 적합한 방법입니다. 이 방법은 적외선 스펙트럼을 측정하여 특정 파장에서의 흡광도를 측정하고, 이를 이용하여 프로판과 부탄의 함량을 계산합니다.
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85. 제어회로에 사용되는 기본논리가 아닌 것은?

  1. OR
  2. NOT
  3. AND
  4. NOR
(정답률: 72%)
  • NOR 게이트는 입력이 모두 0일 때만 출력이 1이 되는 게이트로, 다른 게이트들과는 달리 기본논리로 사용되지 않습니다. OR 게이트는 입력 중 하나 이상이 1일 때 출력이 1이 되는 게이트이며, NOT 게이트는 입력과 반대되는 출력을 내는 게이트입니다. AND 게이트는 입력이 모두 1일 때만 출력이 1이 되는 게이트입니다. 따라서, 제어회로에 사용되는 기본논리가 아닌 것은 NOR 게이트입니다.
  • 기본논리는 AND, OR, NOT 입니다.
    다른 기타 여러가지 논리들은 위 3개의 조합으로 모두 만들수 있으며
    실제로는 (AND, NOT) 또는 (OR, NOT) 이렇게 각각 두개의 조합만으로도 모든 논리 회로를 구현 가능합니다.
    그 이유는
    AND, NOT 을 이용하여 OR 회로를 만들어 낼 수 있으며
    OR, NOT 을 이용하여 AND 회로를 만들어 낼 수 있기 때문입니다.
    (드모르간 정리로 쉽게 만들어 낼수 있습니다.)
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86. 냉동용 암모니아 탱크의 연결 부위에서 암모니아의 누출 여부를 확인하려 한다. 가장 적절한 방법은?

  1. 리트머스시험지로 청색으로 변하는가 확인한다.
  2. 초산용액을 발라 청색으로 변하는가 확인한다.
  3. KI-전분지로 청갈색으로 변하는가 확인한다.
  4. 염화팔라듐지로 흑색으로 변하는가 확인한다.
(정답률: 72%)
  • 암모니아는 알칼리성 물질이므로, 리트머스시험지를 사용하여 누출 여부를 확인하는 것이 가장 적절합니다. 리트머스시험지는 산성과 알칼리성을 구분하는 데 사용되며, 알칼리성 물질에 반응하여 청색으로 변합니다. 따라서 암모니아가 누출되면 리트머스시험지가 청색으로 변하는 것을 확인할 수 있습니다.
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87. 강(steel)으로 만들어진 자(rule)로 길이를 잴 때 자가 온도의 영향을 받아 팽창, 수축함으로써 발생하는 오차를 무슨 오차라 하는가?

  1. 우연오차
  2. 계통적 오차
  3. 과오에 의한 오차
  4. 측정자의 부주의로 생기는 오차
(정답률: 68%)
  • 강으로 만들어진 자는 온도에 따라 팽창 또는 수축하게 되므로, 이는 측정 결과에 영향을 미치게 됩니다. 이러한 오차는 측정 시스템 자체에 내재된 오차로서, 측정 과정에서 항상 발생하며 일정한 크기와 방향을 가지게 됩니다. 따라서 이러한 오차를 계통적 오차라고 합니다.
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88. 열전대 사용상의 주의사항 중 오차의 종류는 열적 오차와 전기적인 오차로 구분할 수 있다. 다음 중 열적 오차에 해당 되지 않는 것은?

  1. 삽입 전이의 영향
  2. 열복사의 영향
  3. 전자 유도의 영향
  4. 열 저항 증가에 의한 영향
(정답률: 69%)
  • 전자 유도는 열전대의 측정에 영향을 미치는 전기적인 요인으로, 열전대에 인접한 전기적으로 충전된 물체나 전선 등이 열전대의 전기적인 특성을 변경시켜 오차를 발생시킬 수 있습니다. 따라서 "전자 유도의 영향"은 열적 오차에 해당되며, 나머지 보기들은 모두 열적 오차에 해당하지 않습니다.
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89. 오르자트(Orsat) 가스분석기의 가스 분석 순서를 옳게 나타낸 것은?

  1. CO2 → O2 → CO
  2. O2 → CO → CO2
  3. O2 → CO2 → CO
  4. CO → CO2 → O2
(정답률: 74%)
  • "CO2 → O2 → CO"가 옳은 순서입니다. 이는 오르자트 가스분석기가 먼저 이산화탄소(CO2)를 측정하고, 이어서 산소(O2)를 측정하고, 마지막으로 일산화탄소(CO)를 측정하기 때문입니다. 이 순서는 가장 정확한 측정 결과를 얻기 위해 필요한 순서입니다. CO2와 O2는 연소 과정에서 생성되는 기체이며, CO는 불완전 연소로 생성되므로 CO2와 O2를 먼저 측정하여 불완전 연소가 일어나지 않았는지 확인한 후에 CO를 측정하는 것이 중요합니다.
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90. 수분흡수법에 의한 습도 측정에 사용되는 흡수제가 아닌 것은?

  1. 염화칼슘
  2. 황산
  3. 오산화인
  4. 과망간산칼륨
(정답률: 55%)
  • 과망간산칼륨은 수분흡수법에 사용되는 흡수제가 아닙니다. 이는 산화제로서 사용되며, 수분흡수법에서는 습도를 측정하기 위해 흡수제로 염화칼슘, 황산, 오산화인 등이 사용됩니다.
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91. 가스미터에 다음과 같이 표시되어 있다. 이 표시가 의미하는 내용으로 옳은 것은?

  1. 계량실 l주기 체적이 0.5m3이고, 시간당 사용 최대 유량이 2.5m3이다.
  2. 계량실 1주기 체적이 0.5L이고, 시간당 사용 최대 유량이 2.5m3이다.
  3. 계량실 전체 체적이 0.5m3이고, 시간당 사용 최소 유량이 2.5m3이다.
  4. 계량실 전체 체적이 0.5L이고, 시간당 사용 최소 유량이 2.5m3이다.
(정답률: 72%)
  • 정답은 "계량실 1주기 체적이 0.5L이고, 시간당 사용 최대 유량이 2.5m3이다." 이다.

    가스미터에 표시된 숫자는 계량실의 체적을 나타내는 것이다. 이 가스미터의 경우, 1주기 체적이 0.5L이므로, 계량실이 0.5L의 가스를 측정할 수 있다는 것을 의미한다.

    또한, 시간당 사용 최대 유량이 2.5m3이라는 것은, 1시간 동안 최대 2.5m3의 가스를 사용할 수 있다는 것을 의미한다. 이는 계량실의 크기와 무관하게, 가스의 사용량에 대한 제한을 나타내는 것이다.
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92. 가스미터를 통과하는 동일량의 프로판 가스의 온도를 겨울에 O℃, 여름에 32℃로 유지한다고 했을 때 여름철 프로판 가스의 체적은 겨울철의 얼마 정도인가? (단, 여름철 프로판 가스의 체적 : V1, 겨울철 프로판 가스의 체적 : V2이다.)

  1. V1＝0.80 V2
  2. V1＝0.90 V2
  3. V1＝1.12 V2
  4. V1＝1.22 V2
(정답률: 50%)
  • 가스의 체적은 온도와 압력에 따라 변화하므로, 동일한 양의 가스가 가스미터를 통과할 때 온도가 다르면 체적도 다르게 된다. 이 문제에서는 온도만 다르고 압력은 동일하다고 가정하고 있으므로, 가스의 체적은 온도에 비례한다. 따라서 여름철 프로판 가스의 체적 V1은 겨울철 프로판 가스의 체적 V2보다 크다.

    여름철 온도는 겨울철 온도보다 32℃ 높으므로, 가스의 체적도 32℃ 높아진다. 이때 가스의 체적은 절대온도에 비례하므로, 여름철 가스의 체적 V1은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    V1 = V2 × (273+32) / (273+0)

    이를 계산하면 V1 = 1.12 V2가 된다. 따라서 정답은 "V1＝1.12 V2"이다.
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93. 온도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 물의 삼중점(0.01℃)은 273.16K로 정의하였다.
  2. 온도는 일반적으로 온도변화에 따른 물질의 물리적 변화를 가지고 측정한다.
  3. 기체온도계는 대표적인 2차 온도계이다.
  4. 온도란 열 즉 에너지와는 다른 개념이다.
(정답률: 57%)
  • 정답은 "기체온도계는 대표적인 2차 온도계이다."이다. 기체온도계는 1차 온도계이다. 1차 온도계는 물의 삼중점과 같은 물리적인 현상을 이용하여 온도를 측정하는 온도계를 말한다. 2차 온도계는 1차 온도계를 이용하여 보다 정확하게 온도를 측정하는 온도계를 말한다.
  • 기체온도계는 대표적인 1차온도계 / 바로 측정하잖아
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94. 오르자트(Orsat) 가스분석기의 특정으로 틀린 것은?

  1. 연속측정 이 불가능하다.
  2. 구조가 간단하고 취급이 용이하다.
  3. 수분을 포함한 습식배기 가스의 성분 분석이 용이하다.
  4. 가스의 흡수에 따른 흡수제가 정해져 있다.
(정답률: 52%)
  • 정답: "연속측정이 불가능하다."

    오르자트 가스분석기는 가스 샘플을 분석하여 산소, 이산화탄소, 질소 등의 성분을 측정하는데 사용된다. 이 기기는 구조가 간단하고 취급이 용이하며, 가스의 흡수에 따른 흡수제가 정해져 있다는 특징이 있다. 또한, 수분을 포함한 습식배기 가스의 성분 분석이 용이하다는 것은 이 기기가 가스 샘플을 건조시키지 않고도 분석이 가능하다는 것을 의미한다. 하지만, 연속측정이 불가능하다는 것은 한 번에 하나의 샘플만 분석할 수 있다는 것을 의미한다.
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95. 서미스터 등을 사용하고, 응답이 빠르고 저온도에서 중온도 범위 계측에 정도가 우수한 온도계는?

  1. 열전대 온도계
  2. 전기저항식 온도계
  3. 바이메탈 온도계
  4. 압력식 온도계
(정답률: 40%)
  • 전기저항식 온도계는 서미스터 등을 사용하여 온도를 측정하며, 전기저항의 변화량을 이용하여 온도를 측정합니다. 이 방식은 응답이 빠르고 저온도에서 중온도 범위에서도 정확한 측정이 가능하여, 서미스터 등과 함께 많이 사용되는 온도계입니다. 따라서, 이 문제에서는 전기저항식 온도계가 정답입니다.
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96. 주로 탄광 내 CH4 가스의 농도를 측정하는데 사용되는 방법은?

  1. 질량분석법
  2. 안전등형
  3. 시험지법
  4. 검지관법
(정답률: 68%)
  • 안전등형은 CH4 가스 농도를 측정하는 방법 중 가장 안전하고 정확한 방법입니다. 이는 CH4 가스가 공기 중에서 일정한 비율로 혼합되어 있을 때, 그 농도에 따라서 불꽃이 생기는 온도가 변화하기 때문입니다. 안전등형은 이러한 원리를 이용하여 CH4 가스 농도를 측정하는 방법으로, 불꽃이 생기는 온도를 측정하여 CH4 가스 농도를 계산합니다. 이 방법은 다른 방법들에 비해 정확도가 높고, 측정 과정에서 발생할 수 있는 폭발이나 화재 등의 위험을 최소화할 수 있기 때문에 주로 사용됩니다.
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97. 가스성분 중 탄화수소에 대하여 감응이 가장 좋은 검출기는?

  1. TCD
  2. ECD
  3. TGA
  4. FID
(정답률: 74%)
  • FID는 Flame Ionization Detector의 약자로, 가스 샘플을 연소시켜 생성된 이온을 검출하여 탄화수소를 감응하는 검출기입니다. 이는 다른 검출기들과 달리 탄화수소에 대한 감응이 매우 뛰어나며, 민감도가 높아서 매우 작은 양의 탄화수소도 검출할 수 있습니다. 따라서 가스 중 탄화수소를 검출하는데 가장 적합한 검출기입니다.
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98. 계측기의 기차(lnstrument Error)에 대하여 가장 바르게 나타낸 것은?

  1. 계측기가 가지고 있는 고유의 오차
  2. 계측기의 측정값과 참값과의 차이
  3. 계측기 검정 시 계량점에서 허용하는 최소 오차한도
  4. 계측기 사용 시 계량점에서 허용하는 최대 오차한도
(정답률: 64%)
  • 계측기가 가지고 있는 고유의 오차는, 측정값과 참값과의 차이가 아니라, 계측기 자체적으로 가지고 있는 오차를 의미합니다. 이는 계측기의 제조 과정에서 발생하는 오차, 혹은 계측기의 사용 시간이 지남에 따라 발생하는 오차 등이 포함됩니다. 따라서 이 오차는 계측기를 검정할 때 고려되어야 하며, 계측기의 정확도를 판단하는 중요한 요소 중 하나입니다.
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99. 모발습도계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 재현성이 좋다.
  2. 히스테리시스가 없다.
  3. 구조가 간단하고 취급이 용이하다.
  4. 한냉지역에서 사용하기가 편리하다.
(정답률: 74%)
  • 모발습도계는 히스테리시스가 있는데, 이는 습도가 증가하였다가 감소하였을 때 모발습도계가 보여주는 값이 증가하였다가 감소하는 것이 서로 다른 경우를 말합니다. 따라서 "히스테리시스가 없다."는 설명이 틀린 것입니다.
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100. 응답이 빠르고 일반 기체에 부식되지 않는 장점을 가지며 급격한 압력변화를 측정하는데 가장 적절한 압력계는?

  1. 피에조 전기압력계
  2. 아네로이드 압력계
  3. 벨로우즈 압력계
  4. 격막식 압력계
(정답률: 63%)
  • 피에조 전기압력계는 응답이 빠르고 일반 기체에 부식되지 않는 장점을 가지며, 압력 변화에 따라 전기 신호를 생성하여 측정하기 때문에 급격한 압력 변화를 측정하는데 가장 적절합니다.
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