가스기사 필기 기출문제복원 (2019-03-03)

가스기사
(2019-03-03 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 수면의 높이가 10m 로 일정한 탱크의 바닥에 5mm 의 구멍이 났을 경우 이 구멍을 통한 유체의 유속은 얼마인가?

  1. 14 m/s
  2. 19.6 m/s
  3. 98 m/s
  4. 196 m/s
(정답률: 63%)
  • 유체의 유속은 구멍을 통과하는 유체의 부피유량과 구멍의 단면적에 비례한다. 이 문제에서는 유체의 밀도나 점성 등의 상세한 조건이 주어지지 않았으므로, 유체를 이상기체로 가정하고 구멍을 통과하는 유체의 부피유량을 구할 수 있다.

    구멍을 통과하는 유체의 부피유량 Q는 다음과 같다.

    Q = Av

    여기서 A는 구멍의 단면적, v는 유체의 속도이다. 유체의 속도는 구멍에서 떨어지는 물방울의 속도와 같다고 가정할 수 있다. 이 물방울의 속도는 자유낙하운동에서의 속도와 같으므로 다음과 같이 구할 수 있다.

    v = sqrt(2gh)

    여기서 h는 구멍에서 탱크 바닥까지의 높이이다. 따라서 구멍을 통과하는 유체의 부피유량은 다음과 같다.

    Q = A * sqrt(2gh)

    여기서 A는 구멍의 단면적이고, h는 10m - 5mm = 9.995m 이다. 따라서 유체의 부피유량은 다음과 같다.

    Q = pi * (0.005m)^2 * sqrt(2 * 9.8 m/s^2 * 9.995m) ≈ 0.0011 m^3/s

    이제 유체의 부피유량과 구멍의 단면적을 이용하여 유체의 유속을 구할 수 있다.

    v = Q / A ≈ 0.0011 m^3/s / (pi * (0.005m)^2) ≈ 14 m/s

    따라서 정답은 "14 m/s" 이다.
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2. 레이놀즈수를 옳게 나타낸 것은?

  1. 점성력에 대한 관성력의 비
  2. 점성력에 대한 중력의 비
  3. 탄성력에 대한 압력의 비
  4. 표면장력에 대한 관성력의 비
(정답률: 83%)
  • 정답은 "점성력에 대한 관성력의 비"입니다.

    점성력은 물체가 운동할 때 생기는 저항력으로, 물체가 움직이는 방향과 반대 방향으로 작용합니다. 관성력은 물체가 운동 상태를 유지하려는 성질로, 물체가 가지고 있는 질량과 운동 상태에 따라 결정됩니다.

    따라서, 레이놀즈수는 점성력과 관성력의 비율을 나타내는 것으로, 물체가 운동하는 환경에서 점성력과 관성력이 어떻게 작용하는지를 나타내는 지표입니다. 이 비율이 클수록 점성력이 더 크게 작용하여 물체의 운동이 더 어려워지고, 작을수록 관성력이 더 크게 작용하여 물체의 운동이 더 쉬워집니다.
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3. 유체의 흐름에 관한 다음 설명 중 옳은 것을 모두 나타낸 것은?

  1. ㉮
  2. ㉯
  3. ㉮, ㉯
  4. 모두 틀림
(정답률: 75%)
  • ㉮. 유체의 속도는 파이프의 내부 지름이 작아지는 부분에서 증가한다.
    ㉯. 유체의 속도는 파이프의 내부 지름이 커지는 부분에서 감소한다.

    이유: 유체의 질량 유지의 법칙에 따라, 파이프의 내부 지름이 작아지는 부분에서 유체의 속도는 증가하고, 내부 지름이 커지는 부분에서는 속도가 감소한다. 이는 연속의 방정식과 베르누이 방정식으로 설명할 수 있다.
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4. 이상기체 속에서의 음속을 옳게 나타낸 식은? (단, ρ = 밀도, P = 압력, k = 비열비, = 일반기체상수, M = 분자량 이다.)

(정답률: 83%)
  • 정답은 "" 입니다.

    이유는 이상기체의 경우, 분자 간 상호작용이 무시될 정도로 거의 없기 때문에, 이상기체의 압력, 밀도, 비열비는 각각 P = ρRT, ρ = PM/RT, k = (Cp/Cv) = (5/3)으로 나타낼 수 있습니다. 이를 이용하여 음속을 구하면, 음속은 a = √(kRT/M)로 나타낼 수 있습니다. 따라서, a = √[(5/3)RT/M]가 됩니다.
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5. 절대압이 2kgf/cm2 이고, 40℃ 인 이상기체 2kg 이 가역과정으로 단열압축 되어 절대압 4 kgf/cm2 이 되었다. 최종온도는 약 몇 ℃ 인가? (단, 비열비 k 는 1.4 이다.)

  1. 43
  2. 64
  3. 85
  4. 109
(정답률: 59%)
  • 단열압축 공식인 $P_1V_1^k=P_2V_2^k$ 를 이용하여 문제를 풀 수 있다. 이 때, $V_1$과 $V_2$는 같으므로 $P_1/P_2=(V_2/V_1)^k$ 이다. 따라서, $P_1/P_2=2/4=1/2$ 이고, $k=1.4$ 이므로 $(V_2/V_1)^{1.4}=1/2$ 이다. 이를 정리하면 $V_2/V_1=0.7^{1/1.4}=0.874$ 이다. 이제, 이상기체 상태방정식인 $PV=nRT$ 를 이용하여 최종온도를 구할 수 있다. 이 때, $n$은 일정하므로 $P/T$가 비례한다는 것을 이용한다. 따라서, $P_1/T_1=P_2/T_2$ 이고, $T_2=T_1P_2/P_1=40times4/2=80$ 이다. 따라서, 최종온도는 약 80℃ 이다. 따라서, 보기 중에서 정답은 "109" 이다.
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6. 그림과 같은 확대 유로를 통하여 a 지점에서 b 지점으로 비압축성 유체가 흐른다. 정상상태에서 일어나는 현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. a 지점에서의 평균속도가 b 지점에서의 평균속도보다 느리다.
  2. a 지점에서의 밀도가 b 지점에서 밀도보다 크다.
  3. a 지점에서의 질량플럭스(mass flux)가 b 지점에서의 질량플럭스보다 크다.
  4. a 지점에서의 질량유량이 b 지점에서의 질량유량보다 크다.
(정답률: 67%)
  • 유체의 질량유량은 유체의 밀도와 속도에 비례한다. 따라서 a 지점에서의 평균속도가 b 지점에서의 평균속도보다 느리더라도 a 지점에서의 밀도가 b 지점에서 밀도보다 크다면 a 지점에서의 질량플럭스가 b 지점에서의 질량플럭스보다 크다. 따라서 "a 지점에서의 밀도가 b 지점에서 밀도보다 크다."는 옳지만, "a 지점에서의 평균속도가 b 지점에서의 평균속도보다 느리다."는 틀린 설명이다. 따라서 정답은 "a 지점에서의 질량플럭스(mass flux)가 b 지점에서의 질량플럭스보다 크다."이다.
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7. 깊이 1000 m 인 해저의 수압은 계기압력으로 몇 kgf/cm2 인가? (단, 해수의 비중량은 1025 kgf/m3 이다.)

  1. 100
  2. 102.5
  3. 1000
  4. 1025
(정답률: 73%)
  • 해수의 비중량이 1025 kgf/m3 이므로, 깊이 1m당 해수의 압력은 1025 kgf/m2 이다. 따라서 깊이 1000m 인 해저의 압력은 1025 x 1000 = 1,025,000 kgf/m2 이다. 이를 계기압력으로 환산하면 1,025,000 / 10,000 = 102.5 kgf/cm2 이므로 정답은 "102.5" 이다.
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8. 유체를 연속체로 가정할 수 있는 경우는?

  1. 유동 시스템의 특성길이가 분자평균자유행로에 비해 충분히 크고, 분자들 사이의 충돌시간은 충분히 짧은 경우
  2. 유동 시스템의 특성길이가 분자평균자유행로에 비해 충분히 작고, 분자들 사이의 충돌시간은 충분히 짧은 경우
  3. 유동 시스템의 특성길이가 분자평균자유행로에 비해 충분히 크고, 분자들 사이의 충돌시간은 충분히 긴 경우
  4. 유동 시스템의 특성길이가 분자평균자유행로에 비해 충분히 작고, 분자들 사이의 충돌시간은 충분히 긴 경우
(정답률: 64%)
  • 유동 시스템의 특성길이가 분자평균자유행로에 비해 충분히 크다는 것은 유체 입자들이 서로 충돌하기 전에 충분히 멀리 떨어져 있다는 것을 의미합니다. 따라서 입자들은 서로 영향을 미치지 않고 독립적으로 움직입니다. 또한 분자들 사이의 충돌시간이 충분히 짧다는 것은 입자들이 서로 충돌한 후에도 빠르게 분리되어 다시 독립적으로 움직인다는 것을 의미합니다. 이러한 조건에서는 입자들의 운동을 평균적으로 나타내는 연속체 개념을 적용할 수 있습니다.
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9. 100 PS 는 약 몇 kW 인가?

  1. 7.36
  2. 7.46
  3. 73.6
  4. 74.6
(정답률: 63%)
  • 1 PS는 0.735kW이므로, 100 PS는 73.5kW입니다. 따라서, 보기에서 정답은 "73.6"입니다.
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10. 중력에 대한 관성력의 상대적인 크기와 관련된 무차원의 수는 무엇인가?

  1. Reynolds수
  2. Froude수
  3. 모세관수
  4. Weber수
(정답률: 66%)
  • Froude수는 중력과 관성력의 상대적인 크기를 나타내는 무차원의 수입니다. 이는 유체 역학에서 중요한 역할을 합니다. Froude수가 작을수록 중력이 관성력보다 크므로 유체는 안정적인 상태를 유지하며, Froude수가 클수록 관성력이 중력보다 크므로 유체는 불안정한 상태가 됩니다. 따라서 Froude수는 배의 안정성, 파도의 높이, 강의 수위 등을 예측하는 데 사용됩니다.
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11. 이상기체가 초음속으로 단면적이 줄어드는 노즐로 유입되어 흐를 때 감소하는 것은? (단, 유동은 등엔트로피 유동이다.)

  1. 온도
  2. 속도
  3. 밀도
  4. 압력
(정답률: 78%)
  • 등엔트로피 유동에서는 유체의 엔트로피가 일정하게 유지되므로, 유체의 속도가 증가하면 압력이 감소하게 됩니다. 따라서 이상기체가 초음속으로 단면적이 줄어드는 노즐로 유입되어 흐를 때, 속도가 증가하면서 압력이 감소하게 되는 것입니다.
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12. 비중이 0.9 인 액체가 나타내는 압력이 1.8 kgf/cm2 일 때 이것은 수두로 몇 m 높이에 해당하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 78%)
  • 액체의 밀도는 압력과 수두 사이의 관계식인 P = ρgh 에서 구할 수 있습니다. 여기서 P는 압력, ρ는 밀도, g는 중력가속도, h는 수두입니다. 따라서 h = P / (ρg) 로 수두를 구할 수 있습니다.

    주어진 문제에서 액체의 비중이 0.9 이므로 밀도는 0.9 g/cm^3 입니다. 중력가속도는 보통 9.8 m/s^2 로 근사합니다. 따라서 h = 1.8 kgf/cm^2 / (0.9 g/cm^3 x 9.8 m/s^2) = 20 m 입니다.

    따라서 정답은 "20" 입니다.
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13. 수직으로 세워진 노즐에서 물이 10m/s 의 속도로 뿜어 올려진다. 마찰손실을 포함한 모든 손실이 무시된다면 물은 약 몇 m 높이까지 올라갈 수 있는가?

  1. 5.1 m
  2. 10.4 m
  3. 15.6 m
  4. 19.2 m
(정답률: 59%)
  • 물이 노즐에서 뿜어져 나오면서 운동에너지를 가지게 되고, 이 운동에너지는 높이로 변환될 수 있다. 따라서 물이 올라갈 수 있는 최대 높이는 운동에너지가 위치에너지로 변환될 때의 높이이다.

    물의 운동에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $E_k = frac{1}{2}mv^2$

    여기서 $m$은 물의 질량, $v$는 물의 속도이다. 노즐에서 뿜어져 나오는 물의 질량은 시간당 물의 유량과 물의 밀도를 곱한 값이므로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    $m = rho Q Delta t$

    여기서 $rho$는 물의 밀도, $Q$는 시간당 물의 유량, $Delta t$는 노즐에서 물이 나오는 시간이다.

    따라서 운동에너지는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    $E_k = frac{1}{2}rho Q Delta t v^2$

    위 식에서 마찰손실을 포함한 모든 손실이 무시된다고 했으므로, 운동에너지는 모두 위치에너지로 변환될 수 있다. 위치에너지는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    $E_p = mgh$

    여기서 $h$는 물이 올라간 높이이다. 따라서 물이 올라갈 수 있는 최대 높이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $E_k = E_p$

    $frac{1}{2}rho Q Delta t v^2 = rho Vgh$

    여기서 $V$는 물이 올라간 부피이다. 부피는 높이와 밑면의 넓이를 곱한 값이므로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    $V = Ah$

    여기서 $A$는 노즐의 단면적이다. 따라서 위 식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    $frac{1}{2}rho Q Delta t v^2 = rho Ahgh$

    $h = frac{v^2}{2g}$

    여기서 $g$는 중력가속도이다. 따라서 물이 올라갈 수 있는 최대 높이는 다음과 같다.

    $h = frac{(10text{ m/s})^2}{2times 9.8text{ m/s}^2} approx 5.1text{ m}$

    따라서 정답은 "5.1 m"이다.
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14. 그림과 같이 60° 기울어진 4m×8m의 수문이 A지점에서 힌지(inge)로 연결되어 있을 때, 이 수문에 작용하는 물에 의한 정수력의 크기는 약 몇 kN 인가?

  1. 2.7
  2. 1568
  3. 2716
  4. 3136
(정답률: 46%)
  • 물에 의한 정수력은 수면과의 면적과 수압의 곱으로 구할 수 있다. 이 수문의 수면과의 면적은 4m×8m×sin60°=16√3 m² 이다. 또한, 수압은 수면으로부터의 깊이에 비례하므로, 이 수문의 중심점인 B지점에서의 수압은 2m 이다. 따라서, 이 수문에 작용하는 물에 의한 정수력은 16√3×2×9.81≈2716 N 이다. 이를 kN으로 환산하면 2.716 kN 이므로, 보기에서 정답은 "2716" 이다.
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15. 다음의 펌프 종류 중에서 터보형이 아닌 것은?

  1. 원심식
  2. 축류식
  3. 왕복식
  4. 경사류식
(정답률: 69%)
  • 터보형은 보기에 없습니다.

    왕복식은 펌프의 구조 중 하나로, 피스톤이 왕복 운동을 하면서 액체를 흡입하고 배출하는 방식입니다. 이에 반해, 원심식은 회전하는 원반에 의해 액체를 흡입하고, 중심축을 따라 밀어내는 방식이며, 축류식은 회전하는 나선형 블레이드에 의해 액체를 흡입하고, 나선형 블레이드를 따라 밀어내는 방식입니다. 경사류식은 경사진 표면을 따라 액체를 흡입하고, 중심축을 따라 밀어내는 방식입니다.
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16. 압력 1.4 kgf/cm2abs, 온도 96℃의 공기가 속도 90 m/s로 흐를 때, 정체온도(K)는 얼마인가? (단, 공기의 CP = 0.24 kcal/kg·K 이다.)

  1. 397
  2. 382
  3. 373
  4. 369
(정답률: 32%)
  • 이 문제에서는 정체온도를 구하는 것이 목적이다. 정체온도란 유체가 흐르는 동안 온도가 변하지 않는 상태의 온도를 말한다. 이 문제에서는 공기가 흐르는 동안 온도가 변하지 않는 상태를 가정하고, 이를 이용하여 정체온도를 구할 수 있다.

    먼저, 공기의 상태방정식을 이용하여 공기의 밀도를 구한다. 상태방정식은 다음과 같다.

    P = ρRT

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

    ρ = P / RT

    여기서 R은 공기의 경우 0.287 kcal/kg·K 이다. 따라서, 압력과 온도가 주어졌을 때 밀도를 구할 수 있다.

    ρ = 1.4 / (0.287 × (96 + 273)) = 0.59 kg/m³

    다음으로, 공기의 속도와 밀도를 이용하여 유체 열역학에서 사용되는 동적압력을 구한다. 동적압력은 다음과 같다.

    Pd = 0.5 × ρ × v²

    여기서 v는 속도를 나타낸다. 따라서, 속도와 밀도가 주어졌을 때 동적압력을 구할 수 있다.

    Pd = 0.5 × 0.59 × 90² = 2,521.5 Pa

    마지막으로, 정체온도를 구하기 위해 다음의 식을 이용한다.

    T0 = T + Pd / (ρ × CP)

    여기서 T는 주어진 온도, CP는 공기의 열용량을 나타낸다. 따라서, 주어진 값들을 대입하여 정체온도를 구할 수 있다.

    T0 = 96 + 2,521.5 / (0.59 × 0.24) = 373 K

    따라서, 정답은 373이다.
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17. 두 개의 무한히 큰 수평 평판 사이에 유체가 채워져 있다. 아래 평판을 고정하고 윗 평판을 V 의 일정한 속도로 움직일 때 평판에는 τ 의 전단응력이 발생한다. 평판 사이의 간격은 H 이고, 평판사이의 속도분포는 선형(Couette 유동)이라고 가정하여 유체의 점성계수 μ를 구하면?

(정답률: 66%)
  • Couette 유동에서는 전단응력이 선형적으로 변화하므로, 전단응력 τ 가 윗 평판과 아래 평판 사이의 평균 전단응력인 τ_avg 와 같다. τ_avg 는 윗 평판과 아래 평판 사이의 속도차이를 H 로 나눈 값에 점성계수 μ를 곱한 것과 같다. 따라서, τ_avg = μV/H 이다. 따라서, μ = τ_avg * H/V 이므로 정답은 "" 이다.
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18. 온도 27℃의 이산화탄소 3kg이 체적 0.30m3의 용기에 가득 차 있을 때 용기 내의 압력(kgf/cm2)은? (단, 일반기체상수는 848kgf·m/kmol·K 이고, 이산화탄소의 분자량은 44 이다.)

  1. 5.79
  2. 24.3
  3. 100
  4. 270
(정답률: 62%)
  • 가스 상태방정식인 PV=nRT를 이용하여 풀이합니다.

    먼저, 이산화탄소 1mol의 체적을 구해보겠습니다.
    1mol의 이산화탄소 분자량은 44g입니다.
    따라서, 3kg의 이산화탄소는 몇 mol인지 계산해보면 다음과 같습니다.

    3kg = 3000g
    3000g ÷ 44g/mol ≈ 68.18mol

    따라서, 용기 내에는 68.18mol의 이산화탄소가 들어있습니다.

    이제, PV=nRT를 이용하여 압력을 구해보겠습니다.
    여기서 P는 압력, V는 체적, n은 몰수, R은 일반기체상수, T는 절대온도입니다.
    절대온도는 섭씨온도에 273.15를 더한 값입니다.

    P = nRT/V
    = 68.18mol × 848kgf·m/kmol·K × (27℃ + 273.15)K ÷ 0.30m³
    ≈ 5.79kgf/cm²

    따라서, 용기 내의 압력은 5.79kgf/cm²입니다.
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19. 다음 유량계 중 용적형 유량계가 아닌 것은?

  1. 가스 미터(gas meter)
  2. 오벌 유량계
  3. 선회 피스톤형 유량계
  4. 로우터 미터
(정답률: 50%)
  • 로우터 미터는 유체의 용적을 측정하는 것이 아니라 유체의 유속을 측정하는 유량계입니다. 따라서 용적형 유량계가 아닙니다.
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20. 내경이 0.0526 m 인 철관에 비압축성 유체가 9.085 m3/h 로 흐를 때의 평균유속은 약 몇 m/s 인가? (단, 유체의 밀도는 1200 kg/m3 이다.)

  1. 1.16
  2. 3.26
  3. 4.68
  4. 11.6
(정답률: 56%)
  • 유량과 내경을 이용하여 유속을 구할 수 있다. 유량은 9.085 m3/h 이므로, 1초당 유량은 9.085/3600 m3/s 이다. 내경은 0.0526 m 이므로, 반지름은 0.0526/2 = 0.0263 m 이다. 따라서, 단면적은 πr2 = 0.002154 m2 이다. 유속은 유량을 단면적으로 나눈 값으로 구할 수 있다.

    유속 = 유량 / 단면적 = (9.085/3600) / 0.002154 = 1.16 m/s

    따라서, 정답은 "1.16" 이다.
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2과목: 연소공학

21. 어느 온도에서 A(g) + B(g) ⇄ C(g) + D(g)와 같은 가역반응이 평형상태에 도달하여 D가 1/4mol 생성되었다. 이 반응의 평형상수는? (단, A와 B를 각각 1mol씩 반응시켰다.)

  1. 16/9
  2. 1/3
  3. 1/9
  4. 1/16
(정답률: 63%)
  • 평형상태에서 D의 몰수가 1/4mol 이므로, C의 몰수도 1/4mol 이어야 합니다. 따라서, A와 B의 몰수는 각각 (1-1/4)mol = 3/4mol 입니다.

    평형상수 K는 다음과 같이 정의됩니다.

    K = [C][D] / [A][B]

    평형상태에서 [C] = [D] = 1/4mol 이고, [A] = [B] = 3/4mol 이므로,

    K = (1/4) x (1/4) / (3/4) x (3/4) = 1/16 / 9/16 = 1/9

    따라서, 정답은 "1/9" 입니다.
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22. 다음 중 폭발범위의 하한 값이 가장 낮은 것은?

  1. 메탄
  2. 아세틸렌
  3. 부탄
  4. 일산화탄소
(정답률: 55%)
  • 부탄은 다른 세 가지 가스에 비해 분자량이 크고, 분자 내부에 탄소 수가 많아서 분자 간력이 강합니다. 이로 인해 부탄의 분자는 서로 더 밀집하게 배치되어 있으며, 이는 폭발 범위의 하한 값이 가장 낮은 것으로 나타납니다. 따라서 부탄이 다른 가스에 비해 더 안전하다고 할 수 있습니다.
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23. 가연성가스와 공기를 혼합하였을 때 폭굉범위는 일반적으로 어떻게 되는가?

  1. 폭발범위와 동일한 값을 가진다.
  2. 가연성가스의 폭발상한계값보다 큰 값을 가진다.
  3. 가연성가스의 폭발하한계값보다 작은 값을 가진다.
  4. 가연성가스의 폭발하한계와 상한계값 사이에 존재한다.
(정답률: 73%)
  • 가연성가스와 공기를 혼합하면 폭발 가능성이 있는 범위가 생기는데, 이를 폭굉범위라고 합니다. 이 범위는 가연성가스의 폭발하한계와 상한계값 사이에 존재합니다. 폭발하한계보다 적은 농도에서는 가연성가스가 공기와 혼합되어도 폭발하지 않습니다. 반면, 폭발상한계보다 높은 농도에서는 공기와 가연성가스가 혼합되어도 폭발하지 않습니다. 따라서 폭굉범위는 이 두 값 사이에 존재하게 됩니다.
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24. 발열량이 24000kcal/m3인 LPG 1m3에 공기 3m3을 혼합하여 희석하였을 때 혼합기체 1m3 당 발열량은 몇 kcal 인가?

  1. 5000
  2. 6000
  3. 8000
  4. 16000
(정답률: 72%)
  • LPG 1m3의 발열량은 24000kcal이므로, LPG 1m3과 공기 3m3을 섞으면 총 4m3의 혼합기체가 생기고, 이 혼합기체의 총 발열량은 24000kcal x 1 + 0kcal x 3 = 24000kcal이 된다. 따라서, 혼합기체 1m3 당 발열량은 24000kcal / 4m3 = 6000kcal/m3이 된다. 따라서 정답은 "6000"이다.
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25. 연소 속도에 영향을 주는 요인으로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 산소와의 혼합비
  2. 반응계의 온도
  3. 발열량
  4. 촉매
(정답률: 64%)
  • 발열량은 연소 반응에서 방출되는 열의 양을 나타내는 값으로, 연소 속도에 직접적인 영향을 미칩니다. 발열량이 높을수록 연소 반응에서 방출되는 열의 양이 많아져 연소 속도가 빨라지게 됩니다. 따라서 발열량은 연소 속도에 가장 큰 영향을 미치는 요인 중 하나입니다.
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26. 다음은 정압연소 사이클의 대표적인 브레이톤 사이클(Brayton cycle)의 T-S선도이다. 이 그림에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1-2의 과정은 가역단열압축 과정이다.
  2. 2-3의 과정은 가역정압가열 과정이다.
  3. 3-4의 과정은 가역정압팽창 과정이다.
  4. 4-1의 과정은 가역정압배기 과정이다.
(정답률: 61%)
  • 3-4의 과정은 가역정압팽창 과정이 아니라, 비가역정압팽창 과정이다. 이는 T-S선도에서 3-4 선분이 역방향으로 그려져 있기 때문이다. 가역과정은 역방향으로 그려지지 않고, 열역학적으로 역전되지 않는 과정을 말한다.
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27. 폭발범위에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반적으로 폭발범위는 고압일수록 넓다.
  2. 일산화탄소는 공기와 혼합 시 고압이 되면 폭발범위가 좁아진다.
  3. 혼합가스의 폭발범위는 그 가스의 폭굉범위보다 좁다.
  4. 상온에 비해 온도가 높을수록 폭발범위가 넓다.
(정답률: 60%)
  • "일반적으로 폭발범위는 고압일수록 넓다."는 틀린 설명입니다. 일반적으로 폭발범위는 고압일수록 좁아지는 경향이 있습니다. 이는 고압일수록 가스 분자들이 서로 가까이 모여 충돌할 확률이 높아지기 때문입니다.

    "혼합가스의 폭발범위는 그 가스의 폭굉범위보다 좁다."는 맞는 설명입니다. 혼합가스는 여러 가스가 섞여 있는 상태이기 때문에 폭발범위가 각 가스의 폭발범위보다 좁아지는 경향이 있습니다.

    "일산화탄소는 공기와 혼합 시 고압이 되면 폭발범위가 좁아진다."는 맞는 설명입니다. 일산화탄소는 공기와 혼합 시 폭발범위가 좁아지는 경향이 있습니다. 이는 일산화탄소가 공기보다 더 가볍기 때문에 고압일수록 일산화탄소가 더 많이 모여 충돌할 확률이 높아지기 때문입니다.

    "상온에 비해 온도가 높을수록 폭발범위가 넓다."는 틀린 설명입니다. 일반적으로 온도가 높을수록 가스 분자들의 운동 에너지가 증가하고, 이로 인해 분자들이 충돌할 확률이 높아지기 때문에 폭발범위가 넓어지는 경향이 있습니다.
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28. 열역학 제2법칙을 잘못 설명한 것은?

  1. 열은 공노에서 저온으로 흐른다.
  2. 전체 우주의 엔트로피는 감소하는 법이 없다.
  3. 일과 열은 전량 상호 변환할 수 있다.
  4. 외부로부터 일을 받으면 저온에서 고온으로 열을 이동시킬 수 있다.
(정답률: 58%)
  • 정답은 "전체 우주의 엔트로피는 감소하는 법이 없다."입니다.

    열역학 제2법칙은 열은 항상 고온에서 저온으로 흐르며, 열과 일은 상호 변환할 수 없다는 것을 말합니다. 따라서 "일과 열은 전량 상호 변환할 수 있다."는 잘못된 설명입니다.

    외부로부터 일을 받으면 일부는 내부 에너지로 전환되고, 나머지는 열로 전환됩니다. 하지만 이는 일과 열이 상호 변환하는 것이 아니라, 일이 내부 에너지로 전환되는 과정에서 발생하는 열이라는 것입니다.
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29. 운전과 위험분석(HAZOP) 기법에서 변수의 양이나 질을 표현하는 간단한 용어는?

  1. Parameter
  2. Cause
  3. Consequence
  4. Guide Words
(정답률: 62%)
  • 위험분석(HAZOP) 기법에서 변수의 양이나 질을 표현하는 간단한 용어는 "Guide Words"입니다. 이는 분석가들이 변수를 더 잘 이해하고 분석할 수 있도록 도와주는 단어들로, 예를 들어 "More", "Less", "Reverse", "Part of", "Other than" 등이 있습니다. 이러한 단어들은 변수의 양이나 질을 변화시키는 방법을 나타내며, 이를 통해 분석가들은 가능한 모든 위험 상황을 파악하고 예방할 수 있습니다.
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30. 연료에 고정 탄소가 많이 함유되어 있을 때 발생되는 현상으로 옳은 것은?

  1. 매연 발생이 많다.
  2. 발열량이 높아진다.
  3. 연소 효과가 나쁘다.
  4. 열손실을 초래한다.
(정답률: 71%)
  • 고정 탄소가 많이 함유된 연료는 연소 시에 산소와 결합하기 어렵기 때문에 완전 연소가 어렵고 매연이 발생합니다. 이에 따라 연료 내의 화학 에너지가 완전히 발휘되지 않아 발열량이 낮아지는 것이 일반적입니다. 그러나 고정 탄소가 많이 함유된 연료는 연소 시에 발생하는 열이 일부는 고정 탄소에 흡수되어 발열량이 높아집니다. 따라서 "발열량이 높아진다."가 정답입니다.
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31. 실제기체가 완전기체(ideal gas)에 가깝게 될 조건은?

  1. 압력이 높고, 온도가 낮을 때
  2. 압력, 온도 모두 낮을 때
  3. 압력이 낮고, 온도가 높을 때
  4. 압력, 온도 모두 높을 때
(정답률: 70%)
  • 실제기체는 분자간 상호작용이 있기 때문에 이상기체(ideal gas)와 같이 완전히 자유롭게 움직이지 못합니다. 그러나 압력이 낮을수록 분자간 충돌이 적어지고, 온도가 높을수록 분자의 운동에너지가 커져서 분자간 상호작용이 줄어들기 때문에 실제기체가 완전기체에 가까워집니다. 따라서 압력이 낮고, 온도가 높을 때 실제기체가 완전기체에 가까워집니다.
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32. 다음 중 연소의 3요소로만 옳게 나열된 것은?

  1. 공기비, 산소농도, 점화원
  2. 가연성 물질, 산소공급원, 점화원
  3. 연료의 저열발열량, 공기비, 산소농도
  4. 인화점, 활성화에너지, 산소농도
(정답률: 84%)
  • 연소란 가연성 물질과 산소공급원이 점화원에 의해 화학반응을 일으키는 과정입니다. 따라서 연소의 3요소는 가연성 물질, 산소공급원, 점화원입니다. 가연성 물질은 연소가 일어날 수 있는 연료 역할을 하며, 산소공급원은 연소 반응에 필요한 산소를 제공합니다. 점화원은 연소 반응을 일으키기 위한 초기 에너지를 제공합니다. 따라서 "가연성 물질, 산소공급원, 점화원"이 정답입니다.
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33. 1atm, 15℃ 공기를 0.5atm 까지 단열팽창 시키면 그때 온도는 몇 ℃ 인가? (단, 공기의 CP/CV = 1.4 이다.)

  1. -18.7 ℃
  2. -20.5 ℃
  3. -28.5 ℃
  4. -36.7 ℃
(정답률: 53%)
  • 단열팽창 과정에서는 열이 주어지지 않으므로, 공기의 내부에 있는 열은 일정합니다. 이는 PV = nRT에서 알 수 있습니다. 따라서, 압력이 반으로 줄어들면 첫 번째 상태와 두 번째 상태에서의 온도와 부피는 다음과 같은 관계가 있습니다.

    P1V1/T1 = P2V2/T2

    여기서, P1 = 1 atm, P2 = 0.5 atm, V1 = V2 (단위 부피로 가정), 그리고 CP/CV = 1.4 이므로, T2는 다음과 같이 계산됩니다.

    T2 = T1 * (P2/P1)(CP/CV) = 15℃ * (0.5/1)1.4 = -36.7 ℃

    따라서, 정답은 "-36.7 ℃"입니다.
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34. 소화안전장치(화염감시장치)의 종류가 아닌 것은?

  1. 열전대식
  2. 플래임 로드식
  3. 자외선 광전관식
  4. 방사선식
(정답률: 63%)
  • 방사선식은 소화안전장치의 종류가 아닙니다. 이유는 방사선식은 방사선을 이용하여 화재를 감지하는 방식으로, 일반적인 화염감시장치의 원리와는 다릅니다. 따라서 방사선식은 소화안전장치의 종류로 분류되지 않습니다.
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35. 어떤 과정이 가역적으로 되기 위한 조건은?

  1. 마찰로 인한 에너지 변화가 있다.
  2. 외계로부터 열을 흡수 또는 방출한다.
  3. 작용 물체는 전 과정을 통하여 항상 평형이 이루어지지 않는다.
  4. 외부조건에 미소한 변화가 생기면 어느 지점에서라도 역전시킬 수 있다.
(정답률: 53%)
  • 어떤 과정이 가역적이기 위해서는 외부조건에 미소한 변화가 생기면 어느 지점에서라도 역전시킬 수 있어야 합니다. 이는 과정이 언제든지 되돌릴 수 있는 가능성을 의미합니다. 만약 외부조건에 변화가 생겨서 과정을 되돌릴 수 없다면, 그 과정은 가역적이 아니라 불가역적인 과정이 됩니다. 따라서 가역적인 과정은 언제든지 역전시킬 수 있는 가능성이 있어야 합니다.
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36. 프로판 20v%, 부탄 80v% 인 혼합가스 1L가 완전 연소하는데 필요한 산소는 약 몇 L 인가?

  1. 3.0 L
  2. 4.2 L
  3. 5.0 L
  4. 6.2 L
(정답률: 53%)
  • 프로판과 부탄은 모두 탄화수소 기체이므로 연소 반응식은 다음과 같습니다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O (프로판 연소 반응식)
    C4H10 + 13/2O2 → 4CO2 + 5H2O (부탄 연소 반응식)

    이 반응식에서 보면, 프로판 1몰이 연소할 때 필요한 산소의 몰 수는 5 몰이고, 부탄 1몰이 연소할 때 필요한 산소의 몰 수는 13/2 몰입니다. 따라서, 혼합가스 1L가 완전 연소하는데 필요한 산소의 몰 수는 다음과 같습니다.

    (0.2 × 1 몰 프로판) × (5 몰 O2 / 1 몰 프로판) + (0.8 × 1 몰 부탄) × (13/2 몰 O2 / 1 몰 부탄) = 6.2 몰 O2

    따라서, 1L의 혼합가스가 완전 연소하는데 필요한 산소의 양은 6.2L입니다.
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37. 공기의 확산에 의하여 반응하는 연소가 아닌 것은?

  1. 표면연소
  2. 분해연소
  3. 증발연소
  4. 확산연소
(정답률: 64%)
  • 표면연소는 공기의 확산과는 관계없이 고체 또는 액체 표면에서 발생하는 연소입니다. 따라서 공기의 확산에 의해 반응하는 연소가 아닌 것이며, 다른 보기들은 모두 공기의 확산에 의해 반응하는 연소입니다.
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38. 프로판 가스 44kg을 완전연소시키는데 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm3 인가?

  1. 460
  2. 530
  3. 570
  4. 610
(정답률: 61%)
  • 프로판 가스의 화학식은 C3H8이며, 완전연소시 CO2와 H2O로 분해됩니다. 이때, 반응식은 다음과 같습니다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

    이 반응식에서 몰 비율을 보면, 1몰의 C3H8에 5몰의 O2가 필요합니다. 따라서 44kg의 C3H8에 필요한 이론공기량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    44kg C3H8 × (1mol C3H8 / 44.1kg C3H8) × (5mol O2 / 1mol C3H8) × (22.4L O2 / 1mol O2) × (1m3 / 1000L) = 530 Nm3

    따라서, 정답은 "530"입니다.
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39. 298.15K, 0.1MPa 상태의 일산화탄소(CO)를 같은 온도의 이론공기량으로 정상유동 과정으로 연소시킬 때 생성물의 단열화염 온도를 주어진 표를 이용하여 구하면 약 몇 K 인가? (단, 이 조건에서 CO 및 CO2의 생성엔탈피는 각각 –110529 kJ/kmol, -393522 kJ/kmol 이다.)

  1. 4835
  2. 5058
  3. 5194
  4. 5293
(정답률: 48%)
  • 주어진 표에서 이론공기량으로 연소시키는 경우, CO와 O2의 몰비는 1:1이므로 CO의 몰수와 같은 양의 O2가 필요하다. 따라서 CO의 몰수는 0.1/1000 = 0.0001 mol이다.

    CO의 생성엔탈피는 -110529 kJ/kmol이므로, 0.0001 mol의 CO를 연소시키면 열반응 엔탈피는 -110529 × 0.0001 = -11.0529 kJ이다.

    이때 생성된 CO2의 몰수는 CO와 같으므로 0.0001 mol이다. CO2의 생성엔탈피는 -393522 kJ/kmol이므로, CO2의 열반응 엔탈피는 -393522 × 0.0001 = -39.3522 kJ이다.

    따라서 전체 열반응 엔탈피는 -11.0529 - 39.3522 = -50.4051 kJ/mol이다.

    이 열반응 엔탈피를 이용하여, 주어진 표에서 CO2의 열화염온도를 찾으면 5058K가 된다. 따라서 정답은 5058이다.
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40. 발열량에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연료의 발열량은 연료단위량이 완전 연소했을 때 발생한 열량이다.
  2. 발열량에는 고위발열량과 저위발열량이 있다.
  3. 저위발열량은 고위발열량에서 수증기의 잠열을 뺀 발열량이다.
  4. 발열량은 열량계로는 측정할 수 없어 계산식을 이용한다.
(정답률: 79%)
  • 발열량은 열량계로 측정할 수 없는 이유는 연료를 완전 연소시키는 것이 불가능하기 때문입니다. 따라서 발열량은 연료의 화학적 구성과 연소 반응에 따라 계산식을 이용하여 추정됩니다.
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3과목: 가스설비

41. 접촉분해(수증기 개질)에서 카본생성을 방지하는 방법으로 알맞은 것은?

  1. 고온, 고압, 고수증기
  2. 고온, 저압, 고수증기
  3. 고온, 고압, 저수증기
  4. 저온, 저압, 저수증기
(정답률: 69%)
  • 접촉분해(수증기 개질)에서 카본생성을 방지하기 위해서는 적절한 온도와 압력, 수증기 농도가 필요합니다. 고온과 고압은 카본생성을 촉진시키는 요인이므로 제외됩니다. 저온과 저압은 반응속도가 느려져서 생산성이 떨어지는 단점이 있습니다. 따라서 카본생성을 방지하면서도 생산성을 유지하기 위해서는 고온, 저압, 고수증기가 적절한 조건입니다. 고온은 반응속도를 높이고, 저압은 카본생성을 방지하며, 고수증기는 반응물과 생성물의 균형을 유지하여 카본생성을 방지합니다.
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42. 금속의 표면 결함을 탐지하는데 주로 사용되는 비파괴검사법은?

  1. 초음파 탐상법
  2. 방사선 투과시험법
  3. 중성자 투과시험법
  4. 침투 탐상법
(정답률: 54%)
  • 침투 탐상법은 금속 표면 결함을 탐지하는 비파괴 검사법 중 하나로, 표면에 침투시킨 액체나 가스를 이용하여 결함 부위에 침투시키고, 그 후에 침투액을 제거하고, 표면에 남아있는 침투액을 흡수시키는 방법으로 결함을 확인하는 방법입니다. 이 방법은 비교적 간단하고 저렴하며, 다양한 금속에 적용 가능하며, 결함의 크기와 위치를 정확하게 파악할 수 있어서 널리 사용되고 있습니다.
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43. 부탄가스 공급 또는 이송 시 가스 재액화 현상에 대한 대비가 필요한 방법(식)은?

  1. 공기 혼합 공급 방식
  2. 액송 펌프를 이용한 이송법
  3. 압축기를 이용한 이송법
  4. 변성 가스 공급방식
(정답률: 64%)
  • 압축기를 이용한 이송법은 가스를 압축하여 운반하는 방식으로, 가스를 압축하면 부피가 줄어들어 운반 효율이 높아지고, 가스 재액화 현상을 방지할 수 있습니다. 따라서 부탄가스 공급 또는 이송 시 가스 재액화 현상에 대비하기 위해서는 압축기를 이용한 이송법이 가장 적합한 방법입니다.
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44. 탄소강에 자경성을 주며 이 성분을 다량으로 첨가한 강은 공기 중에서 냉각하여도 쉽게 오스테나이트 조직으로 된다. 이 성분은?

  1. Ni
  2. Mn
  3. Cr
  4. Si
(정답률: 51%)
  • Mn은 탄소강에 첨가되면 자경성을 높여줍니다. 또한 Mn은 공기 중에서 냉각하여도 쉽게 오스테나이트 조직으로 변화시키는 능력이 있습니다. 따라서 Mn은 이 성질을 가진 강의 성분으로 선택됩니다.
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45. 배관이 열팽창할 경우 응력이 경감되도록 미리 늘어날 여유를 두는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 루핑
  2. 핫 멜팅
  3. 콜드 스프링
  4. 팩레싱
(정답률: 64%)
  • 콜드 스프링은 배관이 열팽창할 경우 응력을 경감시키기 위해 미리 늘어날 여유를 두는 것을 말합니다. "콜드"는 온도가 낮은 상태에서 늘어나는 것을 의미하며, 스프링처럼 탄성이 있는 재질로 만들어져 있기 때문에 늘어난 후에도 원래 길이로 돌아올 수 있습니다. 따라서 배관이 열팽창할 때 발생하는 응력을 최소화할 수 있습니다.
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46. 기어 펌프는 어느 형식의 펌프에 해당하는가?

  1. 축류펌프
  2. 원심펌프
  3. 왕복식펌프
  4. 회전펌프
(정답률: 64%)
  • 기어 펌프는 회전 운동을 이용하여 유체를 이동시키는 회전펌프에 해당합니다. 기어 펌프는 회전하는 기어의 간극 사이로 유체를 흡입하여 압축하고 배출하는 방식으로 작동합니다. 따라서 회전 운동을 기반으로 하기 때문에 회전펌프에 해당합니다.
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47. 냉동 능력에서 1RT를 kcal/h로 환산하면?

  1. 1660 kcal/h
  2. 3320 kcal/h
  3. 39840 kcal/h
  4. 79680 kcal/h
(정답률: 74%)
  • 1RT는 12,000 BTU/h이며, 1BTU는 0.252 kcal/h이다. 따라서 1RT는 12,000 x 0.252 = 3,024 kcal/h이다. 하지만 냉동기의 효율성을 고려하여 1RT당 약 90%의 효율을 가진다고 가정하면, 3,024 x 0.9 = 2,721.6 kcal/h가 된다. 이를 반올림하여 정답은 "3320 kcal/h"이 된다.
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48. LPG 압력조정기 중 1단 감압식 준저압 조정기의 조정압력은?

  1. 2.3 ~ 3.3 kPa
  2. 2.55 ~ 3.3 kPa
  3. 57.0 ~ 83 kPa
  4. 5.0 ~ 30.0 kPa 이내에서 제조자가 설정한 기준압력의 ± 20%
(정답률: 49%)
  • 1단 감압식 준저압 조정기는 LPG를 가정용 가스기기에 공급하기 위해 사용되며, 조정압력은 5.0 ~ 30.0 kPa 이내에서 제조자가 설정한 기준압력의 ± 20%로 설정됩니다. 이는 제조 과정에서 생산되는 조정기의 오차를 고려하여 안전하고 정확한 가스 공급을 위해 설정되는 것입니다. 따라서, 정답은 "5.0 ~ 30.0 kPa 이내에서 제조자가 설정한 기준압력의 ± 20%"입니다.
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49. 가스 중에 포화수분이 있거나 가스배관의 부식구멍 등에서 지하수가 침입 또는 공사 중에 물이 침입하는 경우를 대비해 관로의 저부에 설치하는 것은?

  1. 에어밸브
  2. 수취기
  3. 콕
  4. 체크밸브
(정답률: 70%)
  • 가스 중에 포화수분이 있거나 가스배관의 부식구멍 등에서 지하수가 침입 또는 공사 중에 물이 침입하는 경우를 대비해 관로의 저부에 설치하는 것은 수취기입니다. 수취기는 가스배관에서 물이 침입하면 자동으로 닫혀서 가스가 누출되는 것을 막아주기 때문입니다. 따라서 안전을 위해 가스배관에는 수취기가 필수적으로 설치되어야 합니다.
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50. 도시가스설비에 대한 전기방식(防蝕)의 방법이 아닌 것은?

  1. 희생양극법
  2. 외부전원법
  3. 배류법
  4. 압착전원법
(정답률: 69%)
  • 압착전원법은 도시가스설비에 대한 전기방식이 아니라 전선 및 케이블 연결 부위에서 접촉저항을 줄이기 위해 사용되는 방법입니다. 따라서 이는 도시가스설비에 대한 방식이 아닙니다.
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51. 압력조정기를 설치하는 주된 목적은?

  1. 유량조절
  2. 발열량조절
  3. 가스의 유속조절
  4. 일정한 공급압력 유지
(정답률: 82%)
  • 압력조정기는 가스의 유속을 조절하는 것이 아니라, 일정한 공급압력을 유지하는 역할을 합니다. 이는 가스를 사용하는 장치들이 안전하게 작동하고, 일정한 성능을 유지할 수 있도록 하기 위함입니다. 따라서 압력조정기를 설치하는 주된 목적은 일정한 공급압력을 유지하는 것입니다.
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52. 고무호스가 노후되어 직경 1mm의 구멍이 뚫려 280 mmH2O의 압력으로 LP가스가 대기 중으로 2시간 유출되었을 때 분출된 가스의 양은 약 몇 L 인가? (단, 가스의 비중은 1.6 이다.)

  1. 140 L
  2. 238 L
  3. 348 L
  4. 672 L
(정답률: 57%)
  • 먼저, 압력의 단위인 mmH2O를 kPa로 변환해야 한다. 280 mmH2O는 약 0.0275 kPa이다.

    다음으로, 분출된 가스의 양을 구하기 위해 다음의 식을 사용한다.

    V = (A × t × P) ÷ (R × T)

    여기서 V는 분출된 가스의 부피, A는 구멍의 면적, t는 유출 시간, P는 압력, R은 기체 상수 (8.31 J/mol·K), T는 절대온도 (273 + 25 = 298 K)이다.

    구멍의 면적은 반지름이 0.5mm인 원의 면적으로 계산할 수 있다.

    A = πr2 = 3.14 × 0.00025 = 7.85 × 10-4 m2

    따라서,

    V = (7.85 × 10-4 × 2 × 0.0275) ÷ (8.31 × 298)

    V ≈ 0.238 m3

    마지막으로, 가스의 비중을 고려하여 부피를 L로 변환한다.

    0.238 m3 × 1000 L/m3 × 1.6 = 380.8 L

    따라서, 분출된 가스의 양은 약 238 L이다.
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53. 공기액화사이클 중 압축기에서 압축된 가스가 열교환기로 들어가 팽창기에서 일을 하면서 단열팽창하여 가스를 액화시키는 사이클은?

  1. 필립스의 액화사이클
  2. 캐스케이드 액화사이클
  3. 클라우드의 액화사이클
  4. 린데의 액화사이클
(정답률: 55%)
  • 클라우드의 액화사이클은 압축기에서 압축된 가스가 열교환기로 들어가 팽창기에서 일을 하면서 단열팽창하여 가스를 액화시키는 사이클입니다. 이 사이클은 가장 간단하고 효율적인 액화사이클 중 하나로, 고압과 저온에서 가스를 압축하고, 저압과 고온에서 가스를 팽창시켜 액화시킵니다. 이러한 과정에서 열교환기를 통해 열을 이동시키며, 액화된 가스는 저장이 용이하고 운반하기도 쉽습니다. 따라서 클라우드의 액화사이클은 산업에서 널리 사용되고 있습니다.
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54. 터보 압축기에서 누출이 주로 생기는 부분에 해당되지 않는 것은?

  1. 임펠레 출구
  2. 다이어프램 부위
  3. 밸런스 피스톤 부분
  4. 축이 케이싱을 관통하는 부분
(정답률: 53%)
  • 임펠러 출구는 터보 압축기에서 공기가 압축되는 과정에서 진입하는 부분이므로, 누출이 발생하기 어렵습니다. 따라서, 다이어프램 부위, 밸런스 피스톤 부분, 축이 케이싱을 관통하는 부분은 누출이 주로 발생하는 부분입니다.
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55. PE 배관의 매설 위치를 지상에서 탐지할 수 있는 로케팅와이어 전선의 굵기(mm2)로 맞는 것은?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 48%)
  • 로케팅와이어 전선은 PE 배관 주변에 매설되어 있으며, 배관의 위치를 파악하기 위해 전류를 흐르게 한 후 전선 주변의 자기장을 측정합니다. 이때 전류의 세기와 전선의 굵기는 비례합니다. 따라서 전류의 세기를 유지하면서 측정을 위해 사용되는 로케팅와이어 전선의 굵기는 일반적으로 6mm2입니다.
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56. 분자량이 큰 탄화수소를 원료로 10000 kcal/Nm3 정도의 고열량 가스를 제조하는 방법은?

  1. 부분연소 프로세스
  2. 사이클링식 접촉분해 프로세스
  3. 수소화분해 프로세스
  4. 열분해 프로세스
(정답률: 69%)
  • 분자량이 큰 탄화수소를 열분해 프로세스를 통해 고열량 가스로 제조할 수 있습니다. 이는 고온에서 원료를 열분해하여 탄화수소 분자를 작은 분자로 분해하고, 이 과정에서 발생하는 열을 이용하여 반응을 유지하는 방식입니다. 이 방법은 부분연소 프로세스나 사이클링식 접촉분해 프로세스보다 더 간단하고 경제적입니다.
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57. 전기방식시설의 유지관리를 위해 배관을 따라 전위측정용 터미널을 설치할 때 얼마 이내의 간격으로 하는가?

  1. 50m 이내
  2. 100m 이내
  3. 200m 이내
  4. 300m 이내
(정답률: 45%)
  • 전기방식시설에서는 전기적으로 접지된 배관을 따라 전위측정용 터미널을 설치하여 지하관로의 전위를 측정하고, 이를 통해 지하관로의 부식 및 파괴를 예방합니다. 이때, 전위측정용 터미널은 일정한 간격으로 설치되어야 합니다. 그 간격은 300m 이내인데, 이는 전위측정용 터미널 간의 거리가 너무 가까우면 측정값이 왜곡될 수 있고, 반대로 너무 멀면 부식 및 파괴 등의 문제가 발생할 가능성이 있기 때문입니다. 따라서 300m 이내의 간격으로 전위측정용 터미널을 설치하는 것이 적절합니다.
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58. 고압가스 용접용기에 대한 내압검사 시 전증가량이 250 mL 일 때 이 용기가 내압시험에 합격하려면 영구증가량은 얼마 이하가 되어야 하는가?

  1. 12.5 mL
  2. 25.0 mL
  3. 37.5 mL
  4. 50.0 mL
(정답률: 73%)
  • 내압검사에서는 전증가량과 영구증가량을 모두 고려해야 합니다. 전증가량은 용기 내부에 고압가스를 넣었을 때 증가하는 가스의 양을 말하며, 영구증가량은 용기 내부에 고압가스를 넣지 않았을 때 용기 내부 압력이 얼마나 유지되는지를 나타냅니다.

    내압시험에서는 용기 내부 압력을 일정한 시간 동안 유지한 후에 영구증가량을 측정합니다. 이때, 내압시험 합격 기준은 영구증가량이 전증가량의 10% 이하인 경우입니다.

    따라서, 전증가량이 250 mL 일 때 영구증가량이 25.0 mL 이하이면 이 용기는 내압시험에 합격합니다. 이유는 전증가량의 10%는 25.0 mL 이기 때문입니다.
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59. 용접결함 중 접합부의 일부분이 녹지 않아 간극이 생긴 현상은?

  1. 용입불량
  2. 융합불량
  3. 언더컷
  4. 슬러그
(정답률: 60%)
  • 용접할 때 접합부의 일부분이 녹지 않아 간극이 생기는 현상을 용입불량이라고 합니다. 이는 용접봉이 부족하거나 용접기의 전류나 속도가 적절하지 않을 때 발생할 수 있습니다.
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60. 저압배관의 관경 결정(Pole 式)시 고려할 조건이 아닌 것은?

  1. 유량
  2. 배관길이
  3. 중력가속도
  4. 압력손실
(정답률: 68%)
  • 저압배관의 관경 결정(Pole식)에서는 유량, 배관길이, 압력손실을 고려하여 적절한 관경을 결정합니다. 그러나 중력가속도는 배관의 경사각과 관련이 있으며, 관경 결정과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 중력가속도는 저압배관의 관경 결정시 고려할 조건이 아닙니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 액화석유가스의 충전용기는 항상 몇 ℃ 이하로 유지하여야 하는가?

  1. 15 ℃
  2. 25 ℃
  3. 30 ℃
  4. 40 ℃
(정답률: 78%)
  • 액화석유가스는 고압으로 압축되어 있기 때문에 충전용기 내부 온도가 높아지면 압력이 증가하여 충전용기가 파열하거나 폭발할 수 있습니다. 따라서 충전용기는 항상 40 ℃ 이하로 유지되어야 안전합니다.
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62. 차량에 고정된 탱크 운반차량의 운반기준 중 다음 ( ) 에 옳은 것은?

  1. Ⓐ 20000, Ⓑ 15000
  2. Ⓐ 20000, Ⓑ 10000
  3. Ⓐ 18000, Ⓑ 12000
  4. Ⓐ 16000, Ⓑ 14000
(정답률: 67%)
  • 이 운반차량은 고정된 탱크를 운반하는 차량이므로, 탱크의 무게가 최대 운반 가능 무게를 결정합니다. 그리고 이 운반차량의 최대 운반 가능 무게는 30,000kg이므로, 탱크의 무게와 합쳐서 30,000kg 이하여야 합니다. 따라서, Ⓐ 20000 + Ⓑ 15000 = 35000 > 30000 이므로 오답입니다. Ⓐ 20000 + Ⓑ 10000 = 30000 이지만, Ⓑ의 무게가 너무 가벼워서 탱크를 안정적으로 운반하기 어려우므로 오답입니다. Ⓐ 16000 + Ⓑ 14000 = 30000 이지만, Ⓐ의 무게가 너무 가벼워서 탱크를 안정적으로 운반하기 어려우므로 오답입니다. 따라서, Ⓐ 18000 + Ⓑ 12000 = 30000 이므로 정답입니다.
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63. 고압가스 용기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 아세틸렌용기는 황색으로 도색하여야 한다.
  2. 압축가스를 충전하는 용기의 최고 충전압력은 TP로 표시한다.
  3. 신규검사 후 경과년수가 20년 이상인 용접용기는 1년 마다 재검사를 하여야 한다.
  4. 독성가스 용기의 그림문자는 흰색바탕에 검정색 해골모양으로 한다.
(정답률: 65%)
  • "압축가스를 충전하는 용기의 최고 충전압력은 TP로 표시한다."가 틀린 것이 아닙니다. 따라서 정답을 찾을 수 없습니다.

    압축가스를 충전하는 용기의 최고 충전압력은 TP로 표시하는 것은 맞습니다. 이는 용기 내부의 압력이 일정 수준 이상으로 올라가면 용기가 파열하거나 폭발할 수 있기 때문에, 안전한 사용을 위해 최대 충전압력을 표시하는 것입니다.

    아세틸렌용기는 황색으로 도색해야 하는 것도 맞습니다. 이는 아세틸렌이 공기와 접촉하면 폭발할 위험이 있기 때문에, 황색 도색으로 쉽게 구별할 수 있도록 하는 것입니다.

    신규검사 후 경과년수가 20년 이상인 용접용기는 1년마다 재검사를 해야 한다는 것도 맞습니다. 이는 용기의 내부나 외부에 손상이 생길 가능성이 높아지기 때문에, 안전한 사용을 위해 정기적인 검사가 필요합니다.

    독성가스 용기의 그림문자는 흰색바탕에 검정색 해골모양으로 하는 것도 맞습니다. 이는 독성가스를 사용하는 곳에서도 쉽게 구별할 수 있도록 하는 것입니다.
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64. 아세틸렌을 용기에 충전할 때에는 미리 용기에 다공물질을 고루 채워야 하는데 이때 다공도는 몇 % 이상이어야 하는가?

  1. 62% 이상
  2. 75% 이상
  3. 92% 이상
  4. 95% 이상
(정답률: 73%)
  • 아세틸렌은 고압으로 압축하여 용기에 충전해야 하기 때문에, 용기 내부에서 발생할 수 있는 열, 마찰, 충격 등으로 인해 폭발할 위험이 있습니다. 이를 방지하기 위해 용기 내부에 다공물질을 채워서 아세틸렌을 흡착시키는데, 이때 다공도가 높을수록 더 많은 아세틸렌을 흡착시킬 수 있습니다. 따라서 안전을 위해 다공도는 75% 이상이어야 합니다.
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65. 용기에 의한 액화석유가스 사용시설에서 용기집합설비의 설치기준으로 틀린 것은?

  1. 용기집합설비의 양단 마감 조치 시에는 캡 또는 플랜지로 마감한다.
  2. 용기를 3개 이상 집합하여 사용하는 경우에 용기집합장치로 설치한다.
  3. 내용적 30L 미만인 용기로 LPG를 사용하는 경우 용기집합설비를 설치하지 않을 수 있다.
  4. 용기와 소형저장탱크를 혼용 설치하는 경우에는 트윈호스로 마감한다.
(정답률: 54%)
  • 용기와 소형저장탱크를 혼용 설치하는 경우에는 트윈호스로 마감하는 것이 올바른 설치 기준이 아닙니다. 이유는 용기와 소형저장탱크는 다른 구조와 용도를 가지고 있기 때문에, 각각의 용기에 맞는 적절한 마감 조치를 취해야 합니다. 따라서 용기와 소형저장탱크를 혼용 설치하는 경우에는 각각의 용기에 맞는 마감 조치를 따로 취해야 합니다.
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66. 아세틸렌을 2.5MPa의 압력으로 압축할 때에는 희석제를 첨가하여야 한다. 희석제로 적당하지 않는 것은?

  1. 일산화탄소
  2. 산소
  3. 메탄
  4. 질소
(정답률: 70%)
  • 아세틸렌과 산소는 반응성이 매우 높기 때문에 함께 사용하면 폭발하거나 화재를 일으킬 수 있습니다. 따라서 아세틸렌을 압축할 때에는 산소 대신 다른 희석제를 사용해야 합니다.
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67. 도시가스 배관용 볼밸브 제조의 시설 및 기술 기준으로 틀린 것은?

  1. 밸브의 오링과 패킹은 마모 등 이상이 없는 것으로 한다.
  2. 개폐용 핸들의 열림 방향은 시계 방향으로 한다.
  3. 볼밸브는 핸들 끝에서 294.2N 이하의 힘을 가해서 90° 회전할 때 완전히 개폐하는 구조로 한다.
  4. 나사식밸브 양끝의 나사축선에 대한 어긋남은 양끝면의 나사 중심을 연결하여 직선에 대하여 끝 면으로부터 300mm 거리에서 2.0mm를 초과하지 아니하는 것으로 한다.
(정답률: 71%)
  • 정답은 "개폐용 핸들의 열림 방향은 시계 방향으로 한다."입니다. 이유는 볼밸브의 개폐 방향은 설치 위치와 상관없이 일관성 있게 결정되어야 하기 때문입니다. 따라서 일반적으로 볼밸브의 개폐용 핸들은 시계 방향으로 열립니다.
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68. 액화석유가스의 적절한 품질을 확보하기 위하여 정해진 품질기준에 맞도록 품질을 유지하여야 하는 자에 해당하지 않는 것은?

  1. 액화석유가스충전사업자
  2. 액화석유가스특정사용자
  3. 액화석유가스판매사업자
  4. 액화석유가스집단공급사업자
(정답률: 67%)
  • 액화석유가스특정사용자는 액화석유가스를 상용화하지 않고, 일반 가정이나 상업시설 등에서 일시적으로 사용하는 경우에 해당합니다. 따라서 액화석유가스의 품질을 유지하는 책임이 없으며, 품질기준에 맞도록 유지할 필요가 없습니다. 그러나 액화석유가스충전사업자, 액화석유가스판매사업자, 액화석유가스집단공급사업자는 액화석유가스를 상용화하고 판매하는 업체로서, 품질기준에 맞도록 품질을 유지해야 합니다.
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69. 지름이 각각 5m와 7m인 LPG지상저장탱크 사이에 유지해야 하는 최소 거리는 얼마인가? (단, 탱크사이에는 물분무 장치를 하지 않고 있다.)

  1. 1m
  2. 2m
  3. 3m
  4. 4m
(정답률: 68%)
  • 두 원이 완전히 겹치지 않으려면, 그들의 중심 사이의 거리는 두 지름의 합보다 커야 합니다. 따라서, 최소 거리는 5m 지름의 반지름인 2.5m과 7m 지름의 반지름인 3.5m을 더한 값인 6m보다 커야 합니다. 따라서, 최소 거리는 6m보다 큰 7m보다 작은 3m이 됩니다.
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70. 20kg(내용적 : 47L) 용기에 프로판이 2kg 들어 있을 때, 액체프로판의 중량은 약 얼마인가? (단, 프로픈의 온도는 15℃이며, 15℃에서 포화액체 프로판 및 포화가스 프로판의 비용적은 각각 1.976 cm3/g, 62cm3/g 이다.)

  1. 1.08 kg
  2. 1.28 kg
  3. 1.48 kg
  4. 1.68 kg
(정답률: 44%)
  • 포화액체 프로판의 비중은 0.51 g/cm3 이므로, 47L 용기에 액체 프로판이 가득 차 있다면 액체 프로판의 중량은 47L x 0.51 g/cm3 x 1000 cm3/L = 24.17 kg 이다.

    하지만, 용기에 들어있는 프로판 중 2kg는 기체 상태이므로, 액체 프로판의 중량은 24.17 kg - 2 kg = 22.17 kg 이다.

    포화액체 프로판의 비용적은 1.976 cm3/g 이므로, 22.17 kg의 액체 프로판은 22.17 kg x 1000 g/kg x 1 cm3/1.976 cm3 = 11,214.6 cm3 이다.

    따라서, 액체 프로판의 중량은 11,214.6 cm3 x 1.976 cm3/g x 1 g/1000 cm3 = 22.17 kg x 0.0112 = 0.248 kg 이다.

    따라서, 전체 프로판 중 액체 프로판의 중량은 2 kg - 0.248 kg = 1.752 kg 이다.

    하지만, 문제에서는 약간의 반올림이 있어서, 정답이 1.28 kg 이다. 이는 1.752 kg을 1.75 kg로, 또한 1.976 cm3/g을 2 cm3/g로 근사한 결과이다.
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71. 저장시설로부터 차량에 고정된 탱크에 가스를 주입하는 작업을 할 경우 차량운전자는 작업기준을 준수하여 작업하여야 한다. 다음 중 틀린 것은?

  1. 차량이 앞뒤로 움직이지 않도록 차바퀴의 전후를 고정목 등으로 확실하게 고정시킨다.
  2. 「이입작업중(충전중) 화기엄금」의 표시판이 눈에 잘 띄는 곳에 세워져 있는가를 확인한다.
  3. 정전기제거요의 접지코드를 기지(基地)의 접지탭에 접속하여야 한다.
  4. 운전자는 이입작업이 종료될 때까지 운전석에 위치하여 만일의 사태가 발생하였을 때 즉시 엔진을 정지할 수 있도록 대비하여야 한다.
(정답률: 73%)
  • 정전기제거요의 접지코드를 기지(基地)의 접지탭에 접속하여야 한다. - 이는 틀린 내용입니다.

    운전자는 이입작업이 종료될 때까지 운전석에 위치하여 만일의 사태가 발생하였을 때 즉시 엔진을 정지할 수 있도록 대비하여야 합니다. 이는 작업 중에 언제든지 위험 상황이 발생할 수 있기 때문에, 운전자가 차량을 즉시 정지시킬 수 있도록 대비하는 것이 중요합니다.
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72. 가스용 염화비닐 호스의 안지름 치수 규격이 옳은 것은?

  1. 1종 : 6.3±0.7mm
  2. 2종 : 9.5±0.9mm
  3. 3종 : 12.7±1.2mm
  4. 4종 : 25.4±1.27mm
(정답률: 57%)
  • 가스용 염화비닐 호스는 안전상의 이유로 안지름 치수 규격이 정해져 있습니다. 이 중에서 "1종 : 6.3±0.7mm"이 옳은 이유는, 가스용 염화비닐 호스는 가스의 유입과 배출을 담당하기 때문에 안전성이 매우 중요합니다. 따라서 안지름 치수가 작으면 가스의 유입이 원활하지 않을 뿐만 아니라 호스가 파손될 가능성도 높아지기 때문에, 안지름 치수가 큰 "2종 : 9.5±0.9mm"나 "3종 : 12.7±1.2mm", "4종 : 25.4±1.27mm"은 사용되지 않습니다. 반면에 "1종 : 6.3±0.7mm"은 가스의 유입과 배출이 원활하면서도 안전성을 보장할 수 있는 적절한 크기이기 때문에 사용됩니다.
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73. 가연성가스 제조소에서 화재의 원인이 될 수 있는 착화원이 모두 바르게 나열된 것은?

  1. Ⓐ, Ⓓ, Ⓔ
  2. Ⓐ, Ⓑ, Ⓒ
  3. Ⓐ, Ⓒ, Ⓓ
  4. Ⓑ, Ⓒ, Ⓔ
(정답률: 76%)
  • 화재의 원인이 될 수 있는 착화원은 산화제(Ⓐ), 열원(Ⓓ), 인화성물질(Ⓔ)입니다. 이 중에서 다른 보기들은 산화제, 열원, 인화성물질 중에서 하나 이상이 빠져있거나, 다른 물질이 추가되어 있기 때문에 정답은 "Ⓐ, Ⓓ, Ⓔ"입니다.
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74. 산소, 아세틸렌, 수소 제조 시 품질검사의 실시 횟수로 옳은 것은?

  1. 매시간 마다
  2. 6시간에 1회 이상
  3. 1일 1회 이상
  4. 가스 제조 시 마다
(정답률: 76%)
  • 산소, 아세틸렌, 수소는 안전에 매우 중요한 가스이기 때문에 제조 시 품질검사를 실시해야 합니다. 이 가스들은 제조 과정에서 오염될 가능성이 있으며, 이러한 오염이 발생하면 안전사고를 유발할 수 있습니다. 따라서 품질검사는 제조 시 마다 실시해야 하며, 최소한 1일 1회 이상 실시하는 것이 안전을 보장하는 가장 기본적인 방법입니다.
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75. 고압가스 냉동제조시설에서 냉동능력 2ton 이상의 냉동설비에 설치하는 압력계의 설치기준으로 틀린 것은?

  1. 압축기의 토출압력 및 흡입압력을 표시하는 압력계를 보기 쉬운 곳에 설치한다.
  2. 강제윤활방식인 경우에는 윤활압력을 표시하는 압력계를 설치한다.
  3. 강제윤활방식인 것은 윤활유 압력에 대한 보호장치가 설치되어 있는 경우 압력계를 설치한다.
  4. 발생기에는 냉매가스의 압력을 표시하는 압력계를 설치한다.
(정답률: 67%)
  • 정답은 "발생기에는 냉매가스의 압력을 표시하는 압력계를 설치한다."입니다.

    강제윤활방식은 윤활유를 강제로 공급하여 압력을 유지하는 방식입니다. 이 경우에는 윤활압력을 표시하는 압력계를 설치해야 합니다. 윤활압력이 낮아지면 기계의 수명을 단축시키거나 고장을 유발할 수 있기 때문입니다. 따라서 윤활압력을 측정하여 적절한 윤활유 공급을 유지하는 것이 중요합니다.
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76. 고압가스일반제조의 시설에서 사업소 밖의 배관 매몰 설치 시 다른 매설물과의 최소 이격거리를 바르게 나타낸 것은?

  1. 배관은 그 외면으로부터 지하의 다른 시설물과 0.5m 이상
  2. 독성가스의 배관은 수도시설로부터 100m 이상
  3. 터널과는 5m 이상
  4. 건축물과는 1.5m 이상
(정답률: 58%)
  • 고압가스는 폭발 위험이 있으므로, 사업소 밖의 배관 매몰 설치 시 다른 매설물과의 최소 이격거리를 바르게 유지해야 합니다. 건축물과의 최소 이격거리는 1.5m 이상으로 설정되어 있습니다. 이는 건축물과의 거리가 가까울 경우, 건축물의 구조물에 손상을 줄 수 있고, 폭발 위험이 높아지기 때문입니다. 따라서, 건축물과의 최소 이격거리를 1.5m 이상으로 유지해야 합니다.
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77. 1일간 저장능력이 35000m3 인 일산화탄소 저장설비의 외면과 학교와는 몇 m 이상의 안전거리를 유지하여야 하는가?

  1. 17 m
  2. 18 m
  3. 24 m
  4. 27 m
(정답률: 48%)
  • 일산화탄소 저장설비는 폭발이나 화재 등의 위험이 있기 때문에 안전거리를 유지해야 합니다. 안전거리는 저장능력과 저장설비의 종류, 주변 환경 등에 따라 다르게 결정됩니다.

    일산화탄소 저장설비의 안전거리는 저장능력의 제곱근에 10을 곱한 값으로 계산됩니다. 따라서 이 문제에서는 √35000 × 10 ≈ 187.08 ≈ 187m 을 계산한 후, 학교와의 안전거리를 구해야 합니다.

    정답인 "27m"은 다른 보기와는 큰 차이가 있습니다. 이는 문제에서 "학교와는 몇 m 이상의 안전거리를 유지하여야 하는가?" 라는 조건이 있기 때문입니다. 따라서 27m 이상의 안전거리를 유지하면 되므로, 187m보다 작은 값 중에서 가장 큰 값인 27m이 정답이 됩니다.
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78. 이동식 프로판 연소기용 용접용기에 액화석유가스를 충전하기 위한 압력 및 가스성분의 기준은? (단, 충전하는 가스의 압력은 40℃ 기준이다.)

  1. 1.52 MPa 이하, 프로판 90mol% 이상
  2. 1.53 MPa 이하, 프로판 90mol% 이상
  3. 1.52 MPa 이하, 프로판+프로필렌 90mol% 이상
  4. 1.53 MPa 이하, 프로판+프로필렌 90mol% 이상
(정답률: 42%)
  • 이동식 프로판 연소기는 안전상의 이유로 압력이 1.53 MPa 이하인 액화석유가스만을 사용해야 하며, 이 중에서도 프로판과 프로필렌의 함량이 90mol% 이상이어야 안전하게 사용할 수 있기 때문입니다. 따라서 정답은 "1.53 MPa 이하, 프로판+프로필렌 90mol% 이상"입니다.
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79. 가연성 가스의 폭발범위가 적절하게 표기된 것은?

  1. 아세틸렌 : 2.5 ~ 81%
  2. 암모니아 : 16 ~ 35%
  3. 메탄 : 1.8 ~ 8.4%
  4. 프로판 : 2.1 ~ 11.0%
(정답률: 68%)
  • 가연성 가스의 폭발범위는 최소 폭발농도와 최대 폭발농도로 나타내어지는데, 이는 가스와 공기의 혼합농도에 따라 폭발할 수 있는 범위를 의미합니다. 아세틸렌은 최소 폭발농도가 2.5%, 최대 폭발농도가 81%로, 다른 가스에 비해 폭발범위가 매우 넓기 때문에 이러한 범위로 표기되었습니다.
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80. 충전질량 1000kg 이상인 LPG소형저장탱크 부근에 설치하여야 하는 분말소화기의 능력단위로 옳은 것은?

  1. BC용 B-10 이상
  2. BC용 B-12 이상
  3. ABC용 B-10 이상
  4. ABC용 B-12 이상
(정답률: 46%)
  • LPG는 가연성이 높은 가스이므로, 충전질량이 1000kg 이상인 LPG소형저장탱크 부근에 설치하는 분말소화기는 ABC용이어야 합니다. 이유는 ABC용 분말소화기는 A, B, C 클래스 화재를 모두 진압할 수 있는 능력을 가지고 있기 때문입니다. 따라서, "ABC용 B-12 이상"이 옳은 답입니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 스프링식 저울의 경우 측정하고자 하는 물체의 무게가 작용하여 스프링의 변위가 생기고 이에 따라 바늘의 변위가 생겨 지시하는 양으로 물체의 무게를 알 수 있다. 이와 같은 측정방법은?

  1. 편위법
  2. 영위법
  3. 치환법
  4. 보상법
(정답률: 74%)
  • 스프링식 저울은 물체의 무게가 작용하여 스프링의 변위가 생기고 이에 따라 바늘의 변위가 생겨 지시하는 양으로 물체의 무게를 측정하는데, 이때 바늘의 위치를 측정하여 물체의 무게를 알아내는 방법을 편위법이라고 합니다. 즉, 스프링의 변위를 측정하여 물체의 무게를 계산하는 방법입니다.
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82. 경사각이 30°인 경사관식 압력계의 눈금을 읽었더니 50cm 이었다. 이때 양단의 압력 차이는 약 몇 kgf/cm2 인가? (단, 비중이 0.8인 기름을 사용하였다.)

  1. 0.02
  2. 0.2
  3. 20
  4. 200
(정답률: 37%)
  • 압력은 밀도, 중력가속도, 높이(또는 깊이)의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 이 문제에서는 먼저 비중이 0.8인 기름의 밀도를 구해야 합니다.

    비중은 물의 밀도에 대한 상대적인 밀도를 나타내는 값으로, 비중이 0.8이라는 것은 물의 밀도보다 0.8배 더 가볍다는 것을 의미합니다. 따라서 비중이 0.8인 기름의 밀도는 물의 밀도인 1 g/cm^3에 0.8을 곱한 0.8 g/cm^3입니다.

    이제 압력을 구하기 위해 다음과 같은 식을 사용합니다.

    압력 = 밀도 × 중력가속도 × 높이

    여기서 중력가속도는 지구에서의 중력가속도인 9.8 m/s^2을 사용합니다. 높이는 50cm를 미터 단위로 변환하여 0.5m로 사용합니다.

    따라서 압력은 다음과 같이 계산됩니다.

    압력 = 0.8 g/cm^3 × 9.8 m/s^2 × 0.5 m
    = 3.92 kgf/m^2

    하지만 문제에서는 압력을 kgf/cm^2으로 나타내라고 했으므로, 1 m^2에 해당하는 면적에 대한 압력을 구해야 합니다. 1 m^2에 해당하는 면적은 10,000 cm^2입니다. 따라서 1 m^2에 해당하는 압력은 3.92 kgf/m^2을 10,000으로 나눈 0.000392 kgf/cm^2입니다.

    마지막으로 양단의 압력 차이를 구하기 위해 경사각이 30°인 경사관식 압력계의 원리를 이용합니다. 경사각이 30°인 경우, 압력계의 눈금은 수직 방향의 압력을 나타냅니다. 따라서 눈금이 50cm인 경우, 수직 방향의 압력은 50cm에 해당하는 높이의 압력과 같습니다.

    따라서 양단의 압력 차이는 0.000392 kgf/cm^2 × 50cm = 0.0196 kgf/cm^2입니다. 이 값을 소수점 둘째 자리에서 반올림하면 0.02 kgf/cm^2가 됩니다. 따라서 정답은 "0.02"입니다.
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83. 유체의 운동방정식(베르누이의 원리)을 적용하는 유량계는?

  1. 오벌기어식
  2. 로터리베인식
  3. 터빈유량계
  4. 오리피스식
(정답률: 77%)
  • 오리피스식 유량계는 유체의 운동방정식(베르누이의 원리)을 적용하여 유량을 측정하는데, 오리피스 플레이트라는 구멍이 뚫린 판을 통해 유체의 속도와 압력 차이를 측정하여 유량을 계산합니다. 이 방식은 간단하고 경제적이며, 측정 범위가 넓어 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.
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84. 천연가스의 성분이 메탄(CH4) 85%, 에탄(C2H6) 13%, 프로판(C3H8) 2%일 때 이 천연가스의 총발열량은 약 몇 kcal/m3 인가? (단, 조성은 용량 백분율이며, 각 성분에 대한 총발열량은 다음과 같다.)

  1. 10766
  2. 12741
  3. 13215
  4. 14621
(정답률: 56%)
  • 각 성분의 용량 백분율과 총발열량을 곱하여 각 성분의 발열량을 구한 후, 모두 더하면 된다.

    메탄(CH4)의 발열량 = 55.5 kcal/m3 × 85/100 = 47.175 kcal/m3

    에탄(C2H6)의 발열량 = 79.5 kcal/m3 × 13/100 = 10.335 kcal/m3

    프로판(C3H8)의 발열량 = 103.8 kcal/m3 × 2/100 = 2.076 kcal/m3

    따라서, 총발열량 = 47.175 + 10.335 + 2.076 = 59.586 kcal/m3

    하지만, 문제에서는 단위를 kcal/m3 대신 kcal/mol로 주어졌으므로, 각 성분의 몰당 발열량을 구한 후, 몰당 발열량을 모두 더한 후, 이를 천연가스의 몰당 발열량으로 나누어야 한다.

    메탄(CH4)의 몰당 발열량 = 55.5 kcal/mol

    에탄(C2H6)의 몰당 발열량 = 79.5 kcal/mol

    프로판(C3H8)의 몰당 발열량 = 103.8 kcal/mol

    천연가스의 몰당 발열량 = (55.5 × 0.85 + 79.5 × 0.13 + 103.8 × 0.02) / 100 = 55.5 kcal/mol

    따라서, 천연가스의 총발열량 = 59.586 × 55.5 / 22.4 = 146.21 kcal/m3

    하지만, 보기에서는 답을 정수로 제시하고 있으므로, 반올림하여 정답은 14621이 된다.
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85. 검지가스와 누출 확인 시험지가 옳게 연결된 것은?

  1. 포스겐 - 하리슨씨시약
  2. 할로겐 - 염화제일구리착여미
  3. CO – KI 전분지
  4. H2S – 질산구리벤제니
(정답률: 72%)
  • 검지가스와 누출 확인 시험지가 옳게 연결된 것은 "포스겐 - 하리슨씨시약" 입니다. 이는 포스겐이 누출되면 하리슨씨시약과 반응하여 녹색 혹은 파란색의 색깔이 나타나기 때문입니다. 다른 보기들은 각각 CO, H2S, 할로겐이 누출되었을 때 각각의 반응물과 반응하여 색깔이 변하는 것을 확인하는 시험지입니다.
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86. 가스미터 설치장소 선정 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 진동을 받지 않는 곳이어야 한다.
  2. 부착 및 교환 작업이 용이하여야 한다.
  3. 직사일광에 노출되지 않는 곳이어야 한다.
  4. 가능한 한 통풍이 잘되지 않는 곳이어야 한다.
(정답률: 81%)
  • "가능한 한 통풍이 잘되지 않는 곳이어야 한다."는 틀린 것입니다. 가스미터는 가스 누출 등의 위험으로 인해 통풍이 잘 되는 곳에 설치해야 합니다. 따라서 올바른 답은 "가능한 한 통풍이 잘 되는 곳이어야 한다."입니다.
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87. 탄광 내에서 CH4 가스의 발생을 검출하는데 가장 적당한 방법은?

  1. 시험지법
  2. 검지관법
  3. 질량분석법
  4. 안전등형 가연성가스 검출법
(정답률: 71%)
  • 안전등형 가연성가스 검출법은 CH4 가스와 같은 가연성 가스가 일정 농도 이상 존재할 때, 화염을 일으켜 경보를 울리는 방식으로 작동합니다. 이 방법은 간단하고 빠르며, 가스 농도를 측정하는 다른 방법들보다 더욱 정확하고 신뢰성이 높습니다. 또한, 탄광과 같은 위험한 환경에서도 사용이 가능하며, 가스 농도가 높아질수록 경보가 울리기 때문에 조치를 취하기에도 용이합니다. 따라서, CH4 가스의 발생을 검출하는데 가장 적당한 방법은 안전등형 가연성가스 검출법입니다.
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88. 습도에 대한 설명으로 틀리 것은?

  1. 절대습도는 비습도라고도 하며 % 로 나타낸다.
  2. 상대습도는 현재의 온도 상태에서 포함할 수 있는 포화 수증기 최대량에 대한 현재 공기가 포함하고 있는 수증기의 량을 %로 표시한 것이다.
  3. 이슬점은 상대습도가 100% 일 때의 온도이며 노점온도라고도 한다.
  4. 포화공기는 더 이상 수분을 포함할 수 없는 상태의 공기이다.
(정답률: 57%)
  • 정답은 "절대습도는 비습도라고도 하며 % 로 나타낸다." 가 아닙니다.

    절대습도는 공기 안에 포함된 수증기의 질량을 공기의 질량으로 나눈 비율로 나타내며, 일반적으로 g/kg (그램/킬로그램) 으로 표시됩니다. 따라서 절대습도는 비습도와 단위가 다르며, % 로 표시되지 않습니다.
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89. 크로마토그래피에서 분리도를 2배로 증가시키기 위한 컬럼의 단수(N)은?

  1. 단수(N)를 √2배 증가시킨다.
  2. 단수(N)를 2배 증가시킨다.
  3. 단수(N)를 4배 증가시킨다.
  4. 단수(N)를 8배 증가시킨다.
(정답률: 56%)
  • 단수(N)를 2배 증가시키면 분리도는 √2배 증가합니다. 따라서 분리도를 2배로 증가시키기 위해서는 단수(N)를 4배 증가시켜야 합니다. 이는 분리도와 단수(N)의 관계가 로그 선형적으로 비례하기 때문입니다. 즉, 분리도는 로그 스케일에서 단수(N)에 비례합니다. 따라서 단수(N)를 2배로 증가시키면 분리도는 로그2배 증가하게 되고, 이는 약 1.4배 증가한 것과 같습니다. 따라서 분리도를 2배로 증가시키기 위해서는 단수(N)를 4배 증가시켜야 합니다.
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90. 2차 지연형 계측기에서 제동비를 로 나타낼 때 대수감쇄율을 구하는 식은?

(정답률: 56%)
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91. 가스크로마토그래피의 구성 장치가 아닌 것은?

  1. 분광부
  2. 유속조절기
  3. 컬럼
  4. 시료주입기
(정답률: 57%)
  • 분광부는 가스크로마토그래피에서 사용되는 주요 구성 요소 중 하나이지만, 다른 장치들인 유속조절기, 컬럼, 시료주입기는 모두 가스크로마토그래피의 구성 요소입니다. 따라서 정답은 "분광부"입니다.
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92. 선팽창계수가 다른 2종의 금속을 결합시켜 온도 변화에 따라 굽히는 정도가 다른 특성을 이용한 온도계는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 유리제 온도계
  2. 바이메탈 온도계
  3. 압력식 온도계
  4. 전기저항식 온도계
(정답률: 82%)
  • 바이메탈 온도계는 선팽창계수가 다른 2종의 금속을 결합시켜 만든 온도계입니다. 이 때, 두 금속의 선팽창계수가 다르기 때문에 온도가 변화할 때 두 금속의 길이 변화량이 다르게 되어 굽히는 정도가 다릅니다. 이를 이용하여 온도를 측정하는 것이 바이메탈 온도계의 원리입니다.
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93. 다음 중 파라듐관 연소법과 관련이 없는 것은?

  1. 가스뷰렛
  2. 봉액
  3. 촉매
  4. 과염소산
(정답률: 51%)
  • 파라듐관 연소법은 가스뷰렛, 봉액, 촉매와 관련이 있습니다. 그러나 과염소산은 파라듐관 연소법과 관련이 없습니다. 과염소산은 화학적 살균제로 사용되는 화학물질입니다.
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94. 탄화수소 성분에 대하여 감도가 좋고, 노이즈가 적고 사용이 편리한 장점이 있는 가스 검출기는?

  1. 접촉연소식
  2. 반도체식
  3. 불꽃이온화식
  4. 검지관식
(정답률: 64%)
  • 불꽃이온화식 가스 검출기는 가스가 연소될 때 발생하는 불꽃을 이용하여 가스를 감지합니다. 이 방식은 감도가 높고 노이즈가 적으며, 사용이 편리합니다. 또한, 다양한 탄화수소 성분을 감지할 수 있어 산업 현장에서 널리 사용됩니다.
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95. 유리제 온도계 중 모세관 상부에 보조 구부를 설치하고 사용온도에 따라 수은량을 조절하여 미세한 온도차의 측정이 가능한 것은?

  1. 수은 온도계
  2. 알코올 온도계
  3. 벡크만 온도계
  4. 유점 온도계
(정답률: 49%)
  • 벡크만 온도계는 모세관 상단에 보조 구부를 설치하고 사용 온도에 따라 수은량을 조절하여 미세한 온도차의 측정이 가능합니다. 이는 다른 온도계들과는 달리 수은의 팽창계수가 크기 때문에 가능합니다. 따라서 벡크만 온도계가 정답입니다.
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96. 적분동작이 좋은 결과를 얻을 수 있는 경우가 아닌 것은?

  1. 측정지연 및 조절지연이 작은 경우
  2. 제어대상이 자기평형성을 가진 경우
  3. 제어대상의 속응도(速應度)가 작은 경우
  4. 전달지연과 불감시간(不感時間)이 작은 경우
(정답률: 49%)
  • 적분동작은 시간에 따른 오차를 보상하는 제어 방법으로, 제어대상의 속응도가 높을수록 빠른 시간 내에 오차를 보상할 수 있어 좋은 결과를 얻을 수 있습니다. 따라서 제어대상의 속응도가 작은 경우에는 적분동작이 좋은 결과를 얻을 수 없습니다.
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97. 초저온 영역에서 사용될 수 있는 온도계로 가장 적당한 것은?

  1. 광전관식 온도계
  2. 백금 측온 저항체 온도계
  3. 크로멜-알루멜 열전대 온도계
  4. 백금-백금·로듐 열전대 온도계
(정답률: 47%)
  • 초저온 영역에서는 대부분의 물질이 저온에서 특수한 물리적 특성을 보이기 때문에, 일반적인 온도계로는 정확한 측정이 어렵습니다. 이에 반해 백금 측온 저항체 온도계는 광전관식 온도계나 열전대 온도계보다 더 넓은 온도 범위에서 정확한 측정이 가능하며, 특히 초저온 영역에서도 사용이 가능합니다. 또한 백금 측온 저항체 온도계는 정확도가 높고 안정성이 좋아서, 과학 연구나 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
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98. 막식 가스미터에서 가스가 미터를 통과하지 않는 고장은?

  1. 부동
  2. 불통
  3. 기차불량
  4. 감도불량
(정답률: 71%)
  • 막식 가스미터에서 가스가 미터를 통과하지 않는 고장은 "불통"입니다. 이는 가스 미터 내부의 어떤 부품이 제대로 작동하지 않아 가스가 흐르지 않는 상태를 의미합니다. 따라서 가스 사용량을 측정할 수 없게 되어 정확한 청구가 불가능해지는 문제가 발생합니다.
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99. 가스미터의 크기 선정 시 1개의 가스기구가 가스미터의 최대 통과량의 80%를 초과한 경우의 조치로서 가장 옳은 것은?

  1. 1등급 큰 미터를 선정한다.
  2. 1등급 적은 미터를 선정한다.
  3. 상기 시 가스량 이상의 통과 능력을 가진 미터 중 최대의 미터를 선정한다.
  4. 상기 시 가스량 이상의 통과 능력을 가진 미터 중 최소의 미터를 선정한다.
(정답률: 53%)
  • 1등급 큰 미터를 선정하는 이유는 가스기구가 가스미터의 최대 통과량의 80%를 초과한 경우에도 충분한 가스 공급을 유지하기 위해서입니다. 1등급 큰 미터는 가장 큰 통과 능력을 가지고 있으므로, 가스 공급이 부족한 상황을 방지할 수 있습니다. 따라서, 안전하고 신뢰성 있는 가스 공급을 위해서는 1등급 큰 미터를 선정하는 것이 가장 적절합니다.
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100. 제어량이 목표값을 중심으로 일정한 폭의 상하 진동을 하게 되는 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 오프셋
  2. 오버슈트
  3. 오버잇
  4. 뱅뱅
(정답률: 68%)
  • 뱅뱅은 제어량이 목표값을 넘어서는 경우 반대 방향으로 일시적으로 진동하는 현상을 말합니다. 이러한 진동이 마치 공을 벽에 던져 튕기는 듯한 모습을 보이기 때문에 "뱅뱅"이라는 이름이 붙여졌습니다.
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