가스기사 필기 기출문제복원 (2019-04-27)

가스기사
(2019-04-27 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 기체수송에 사용되는 기계들이 줄 수 있는 압력 차를 크기 순서대로 옳게 나타낸 것은?

  1. 팬(fan) ＜ 압축기 ＜ 송풍기(blower)
  2. 송풍기(blower) ＜ 팬(fan) ＜ 압축기
  3. 팬(fan) ＜ 송풍기(blower) ＜ 압축기
  4. 송풍기(blower) ＜ 압축기 ＜ 팬(fan)
(정답률: 84%)
  • 압력 차는 기체를 이동시키는 데 필요한 힘을 나타내는데, 압력 차가 클수록 기체를 더 많이 이동시킬 수 있습니다. 따라서 압력 차가 큰 순서대로 나열하면 됩니다. 팬은 공기를 움직이는 데 사용되는데, 압력 차가 크지 않습니다. 송풍기는 팬보다 압력 차가 크지만, 압축기보다는 작습니다. 압축기는 공기를 압축하여 압력 차를 크게 만들어 기체를 이동시키는 데 사용되는데, 가장 압력 차가 큽니다. 따라서 옳은 답은 "팬(fan) ＜ 송풍기(blower) ＜ 압축기" 입니다.
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2. 진공압력이 0.10kgf/cm2 이고, 온도가 20℃ 인 기체가 계기압력 7kgf/cm2 로 등온압축되었다. 이때 압축 전 체적(V1)에 대한 압축 후의 체적(V2)의 비는 얼마인가? (단, 대기압은 720 mmHg 이다.)

  1. 0.11
  2. 0.14
  3. 0.98
  4. 1.41
(정답률: 41%)
  • 기체의 초기 압력과 온도, 그리고 대기압을 고려하여 초기 상태의 기체의 부피를 구하고, 등온압축 후의 압력과 대기압을 고려하여 최종 상태의 기체의 부피를 구한 후, 두 부피의 비를 구하면 된다.

    먼저 초기 상태의 기체의 부피를 구하기 위해, 이상기체 상태방정식을 이용한다.

    PV = nRT

    여기서 P는 초기 압력, V는 초기 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 초기 온도이다. 이를 정리하면,

    V = nRT/P

    대기압을 mmHg에서 kgf/cm2로 변환하여 계산하면,

    V1 = nRT/P = (1 mol)(0.08206 L·atm/mol·K)(293 K)/(0.94 kgf/cm2) = 24.5 L

    다음으로 최종 상태의 기체의 부피를 구하기 위해, 이상기체 상태방정식을 다시 이용한다.

    PV = nRT

    여기서 P는 최종 압력, V는 최종 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 초기 온도이다. 초기 온도와 등온압축이므로 최종 온도도 20℃이다. 최종 압력은 계기압력과 대기압의 합이므로,

    P2 = 7 kgf/cm2 + 720 mmHg × 1 kgf/cm2/760 mmHg = 7.95 kgf/cm2

    이를 대입하여 최종 부피를 계산하면,

    V2 = nRT/P2 = (1 mol)(0.08206 L·atm/mol·K)(293 K)/(7.95 kgf/cm2) = 2.85 L

    따라서, 압축 전 체적(V1)에 대한 압축 후의 체적(V2)의 비는 V1/V2 = 24.5 L/2.85 L ≈ 0.11 이다.
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3. 압력 P1에서 체적 V1을 갖는 어떤 액체가 있다. 압력을 P2로 변화시키고 체적이 V2가 될 때, 압력 차이(P2 - P1)를 구하면? (단, 액체의 체적탄성계수는 K로 일정하고, 체적변화는 아주 적다.)

(정답률: 61%)
  • 액체의 체적탄성계수 K는 액체의 체적이 변할 때 압력의 변화에 대한 비율을 나타내는 상수이다. 즉, ΔV/V = K × ΔP/P 이다. 이를 변형하면 ΔP = P2 - P1 = (V2/V1 - 1) × P1/K 이다. 따라서, 압력 차이는 체적 변화율과 체적탄성계수에 비례하며, 체적 변화율이 매우 작기 때문에 압력 차이는 체적탄성계수 K에 비례한다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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4. 그림과 같이 비중량이 γ1, γ2, γ3인 세 가지의 유체로 채워진 마노미터에서 A 위치와 B 위치의 압력 차이(PB - PA) 는?

  1. -aγ1-bγ2+cγ3
  2. -aγ1+bγ2-cγ3
  3. aγ1-bγ2-cγ3
  4. aγ1-bγ2+cγ3
(정답률: 70%)
  • 마노미터의 A 위치와 B 위치 사이의 수직 높이 차이는 h 이다. 이때 A 위치와 B 위치의 압력 차이는 다음과 같다.

    PB - PA = (γ1h1 + γ2h2 + γ3h3) - (γ1h1 + γ2h2) = γ3h3

    따라서 정답은 "-aγ1+bγ2-cγ3" 이다.
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5. 왕복펌프의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 저속운전에 적합하다.
  2. 같은 유량을 내는 원심펌프에 비하면 일반적으로 대형이다.
  3. 유량은 적어도 되지마 양정이 원심펌프로 미칠 수 없을 만큼 고압을 요구하는 경우는 왕복펌프가 적합하지 않다.
  4. 왕복펌프는 양수작용에 따라 분류하면 단동식과 복동식 및 차동식으로 구분된다.
(정답률: 60%)
  • "유량은 적어도 되지마 양정이 원심펌프로 미칠 수 없을 만큼 고압을 요구하는 경우는 왕복펌프가 적합하지 않다."가 옳지 않은 것입니다. 왕복펌프는 고압을 유지할 수 있으며, 고압을 요구하는 경우에도 적합합니다. 따라서 이 보기가 옳지 않습니다.
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6. 비중량이 30kN/m3인 물체가 물속에서 줄(lpoe)에 매달려 있다. 줄의 장력이 4kN이라고 할 때 물속에 있는 이 물체의 체적은 얼마인가?

  1. 0.198m3
  2. 0.218m3
  3. 0.225m3
  4. 0.246m3
(정답률: 41%)
  • 줄에 매달린 물체는 중력과 물의 부력이 작용하게 된다. 이 때 물체의 체적은 부력과 물체의 무게가 같아지는 지점에서 계산할 수 있다.

    줄의 장력이 4kN이므로 물체의 중력도 4kN이다. 물의 밀도는 1000kg/m3이므로 물의 부력은 30kN/m3 × 9.8m/s2 × V(m3) = 4kN 이다. 이를 풀면 V = 0.136m3 이다.

    따라서 물속에 있는 이 물체의 체적은 0.136m3 이다. 하지만 이는 물속에서의 체적이므로 실제 체적은 물속에서의 체적에 물의 체적을 더한 값이다. 물의 체적은 물의 밀도인 1000kg/m3과 물체의 부피인 0.136m3을 곱한 값인 0.136m3 이다.

    따라서 실제 체적은 0.136m3 + 0.136m3 = 0.272m3 이다. 하지만 문제에서 물체의 체적을 구하는 것이므로, 실제 체적에서 물의 체적을 뺀 값인 0.272m3 - 0.136m3 = 0.136m3 이다.

    따라서 정답은 0.136m3 이다. 하지만 보기에서는 물체의 체적이 아니라 물체의 부피 비중을 묻고 있으므로, 물체의 체적을 물의 체적으로 나눈 값인 0.136m3 / 0.68m3 = 0.198m3 이다.
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7. 내경 0.05m 인 강관 속으로 공기가 흐르고 있다. 한쪽 단면에서의 온도는 293K, 압력은 4atm, 평균유속은 75m/s 였다. 이 관의 하부에는 내경 0.08m 의 강관이 접속되어 있는데 이곳의 옫노는 303K, 압력은 2atm 이라고 하면 이곳에서의 평균유속은 몇 m/s 인가? (단, 공기는 이상기체이고 정상유동이라 간주한다.)

  1. 14.2
  2. 60.6
  3. 92.8
  4. 397.4
(정답률: 51%)
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8. 그림과 같은 덕트에서의 유동이 아음속 유동일 때 속도 및 압력의 유동방향 변화를 옳게 나타낸 것은?

  1. 속도감소, 압력감소
  2. 속도증가, 압력증가
  3. 속도증가, 압력감소
  4. 속도감소, 압력증가
(정답률: 71%)
  • 덕트 내부의 유동이 아음속 유동일 때, 유체 입자들은 서로 충돌하면서 에너지를 소모하게 되어 속도가 감소하게 됩니다. 이에 따라 유체 입자들의 운동에너지가 감소하면서 압력이 증가하게 됩니다. 따라서 정답은 "속도감소, 압력증가" 입니다.
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9. 관 내 유체의 급격한 압력 강하에 따라 수중에서 기포가 분리되는 현상은?

  1. 공기바인딩
  2. 감압화
  3. 에어리프트
  4. 캐비테이션
(정답률: 83%)
  • 수중에서 유체가 급격한 압력 강하를 받으면 그 부분에서 액체가 기체로 변화하여 기포가 생성됩니다. 이러한 현상을 캐비테이션(cavitation)이라고 합니다.
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10. 비중 0.9 인 유체를 10ton/h 의 속도로 20m 높이의 저장탱크에 수송한다. 지름이 일정한 관을 사용할 때 펌프가 유체에 가해 준 일은 몇 kgf·m/kg 인가? (단, 마찰손실은 무시한다.)

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 60%)
  • 펌프가 유체에 가해주는 일은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    일 = 유체의 무게 × 높이

    유체의 무게는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    유체의 부피 = 유체의 질량 / 유체의 밀도
    유체의 질량 = 유체의 부피 × 유체의 밀도
    유체의 무게 = 유체의 질량 × 중력가속도

    여기서 유체의 밀도는 0.9 이므로, 유체의 무게는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    유체의 부피 = 10 ton / 0.9 = 11111.11 m^3
    유체의 질량 = 11111.11 m^3 × 0.9 ton/m^3 = 10000 ton
    유체의 무게 = 10000 ton × 9.8 m/s^2 = 98000 kN

    따라서, 펌프가 유체에 가해주는 일은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    일 = 98000 kN × 20 m = 1960000 kN·m

    이를 유체의 무게로 나누면 다음과 같습니다.

    1960000 kN·m / 10000 ton = 196 kgf·m/kg

    따라서, 정답은 "20"이 아닌 "196"입니다.
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11. 공기 속을 초음속으로 날아가는 물체의 마하각(Machangle)이 35° 일 때, 그 물체의 속도는 약 몇 m/s 인가? (단, 음속은 340m/s 이다.)

  1. 581
  2. 593
  3. 696
  4. 900
(정답률: 73%)
  • 마하각은 물체의 속도가 음속에 대해 몇 배인지를 나타내는 각도이다. 따라서, 마하각이 35°이면, 물체의 속도는 음속의 35배이다.

    물체의 속도 = 음속 × 마하수

    따라서, 물체의 속도 = 340m/s × tan(35°) ≈ 593m/s 이다.

    따라서, 정답은 "593"이다.
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12. 다음 면적이 변하는 도관에서의 흐름에 관한 그림이다. 그림에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. d점에서의 압력비를 임계압력비라고 한다.
  2. gg′ 및 hh′ 는 충격파를 나타낸다.
  3. 선 abc 상의 다른 모든 점에서의 흐름은 아음속이다.
  4. 초음속인 경우 노즐의 확산부의 단면적이 증가하면 속도는 감소한다.
(정답률: 71%)
  • 선 abc 상의 다른 모든 점에서의 흐름은 아음속이라는 설명은 옳다. 그러나 초음속인 경우 노즐의 확산부의 단면적이 증가하면 속도는 증가한다. 이는 질량 보존 법칙에 따라 유체의 질량 유속이 일정하기 때문이다. 따라서 정답은 "초음속인 경우 노즐의 확산부의 단면적이 증가하면 속도는 감소한다."가 아닌 "초음속인 경우 노즐의 확산부의 단면적이 증가하면 속도는 증가한다."이다.
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13. 지름 5cm 의 관 속을 15cm/s 로 흐르던 물이 지름 10cm 로 급격히 확대되는 관 속으로 흐른다. 이때 확대에 의한 마찰손실 계수는 얼마인가?

  1. 0.25
  2. 0.56
  3. 0.65
  4. 0.75
(정답률: 46%)
  • 확대 전과 후의 유체의 유속은 보존되므로, $v_1 = v_2 = 15 text{ cm/s}$ 이다. 따라서, 마찰손실은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $$
    frac{Delta P}{L} = f frac{rho v^2}{2D}
    $$

    여기서, $Delta P/L$ 은 단위 길이당 압력 손실, $f$ 는 마찰손실 계수, $rho$ 는 유체의 밀도, $v$ 는 유체의 유속, $D$ 는 관의 직경이다. 확대 전과 후의 압력 손실이 같다고 가정하면,

    $$
    f_1 frac{rho v_1^2}{2D_1} = f_2 frac{rho v_2^2}{2D_2}
    $$

    $$
    frac{f_2}{f_1} = frac{D_1}{D_2} left(frac{v_1}{v_2}right)^2 = frac{1}{4}
    $$

    따라서, $f_2 = 0.25 f_1$ 이다. 확대에 의한 마찰손실 계수는 $f_2$ 이므로, $f_2 = 0.25 times 2.25 = 0.56$ 이다. 따라서, 정답은 "0.56" 이다.
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14. 지름이 400mm 인 공업용 강관에 20℃ 의 공기를 264m3/min 로 수송할 때, 길이 200m 에 대한 손실수두는 약 몇 cm 인가? (단, Darcy-Weisbacg 식의 관마찰계수는 0.1 × 10-3 이다.)

  1. 22
  2. 37
  3. 51
  4. 313
(정답률: 49%)
  • Darcy-Weisbach 식은 다음과 같습니다.

    f = (2gL/D)1/2 / (π2Re)

    여기서, f는 관마찰계수, g는 중력가속도, L은 관의 길이, D는 관경, Re는 레이놀즈수입니다.

    손실수두는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Δh = fLv2 / 2Dg

    여기서, v는 유속입니다.

    문제에서 주어진 조건을 대입하면,

    D = 0.4m
    L = 200m
    v = 264m3/min = 4.4m3/s
    g = 9.81m/s2
    f = 0.1 × 10-3

    Re = (vD/ν) = (4.4 × 0.4 / 1.5 × 10-5) = 1.173 × 105

    따라서,

    f = (2gL/D)1/2 / (π2Re) = (2 × 9.81 × 200 / 0.4)1/2 / (π2 × 1.173 × 105) = 0.018

    Δh = fLv2 / 2Dg = 0.018 × 200 × 4.42 / (2 × 0.4 × 9.81) = 313m

    따라서, 손실수두는 약 313cm입니다.
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15. 다음 중 등엔트로피 과정은?

  1. 가역 단열 과정
  2. 비가역 등온 과정
  3. 수축과 확대 과정
  4. 마찰이 있는 가역적 과정
(정답률: 84%)
  • 등엔트로피 과정은 엔트로피 변화가 0인 과정을 말합니다. 이때, 가역 단열 과정은 열이 완전히 차단된 상태에서 일어나는 과정으로, 열이 완전히 차단되어 열 전달이 없기 때문에 엔트로피 변화가 0이 됩니다. 따라서, 등엔트로피 과정은 가역 단열 과정이 됩니다.
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16. 유체의 점성과 관련된 설명 중 잘못된 것은?

  1. poise 는 점도의 단위이다.
  2. 점도란 흐름에 대한 저항력의 척도이다.
  3. 동점성 계수는 점도/밀도와 같다.
  4. 20℃에서 물의 점도는 1 poise 이다.
(정답률: 75%)
  • 20℃에서 물의 점도는 1 poise가 아니라 0.01 poise이다. 이유는 물의 점도는 온도에 따라 변화하기 때문에, 20℃에서의 물의 점도는 0.01 poise이다.
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17. 단면적이 변화하는 수평 관로에 밀도가 ρ 인 이상유체가 흐르고 있다. 단면적이 A1 인 곳에서의 압력은 P1, 단면적이 A2 이 곳에서의 압력은 P2 이다. 이면 단면적이 A2 인 곳에서의 평균 유속은?

(정답률: 63%)
  • 이 문제는 연속 방정식을 이용하여 풀 수 있습니다. 연속 방정식은 유체의 질량이 보존된다는 물리 법칙으로, 유체의 질량 유량은 어느 한 지점에서 변하지 않습니다.

    따라서, A1에서 유체의 질량 유량은 A2에서 유체의 질량 유량과 같습니다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.

    ρA1v1 = ρA2v2

    여기서 v1은 A1에서의 유속, v2은 A2에서의 유속입니다.

    따라서, 평균 유속은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    v평균 = (A1v1 + A2v2) / (A1 + A2)

    이때, A1 = 2A2 이므로, 위 식을 다시 쓰면 다음과 같습니다.

    v평균 = (2ρv1 + ρv2) / 3

    따라서, 정답은 ""입니다.

    이유는 연속 방정식에서 유체의 질량 유량이 보존된다는 물리 법칙을 이용하여, A1에서의 유속과 A2에서의 유속을 이용하여 평균 유속을 구할 수 있기 때문입니다.
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18. 전단응력(shear stress)과 속도구배와의 관계를 나타낸 다음 그림에서 빙햄플라스틱유체(Bingham plastic fluid)를 나타낸 것은?

  1. (1)
  2. (2)
  3. (3)
  4. (4)
(정답률: 68%)
  • 전단응력과 속도구배는 비례 관계에 있으며, 비례 상수가 절편이다. 따라서 전단응력이 0일 때 속도구배도 0이 되어야 한다. 이를 만족하는 것은 (4) 빙햄플라스틱유체이다. 빙햄플라스틱유체는 일정한 전단응력 이상이 가해지기 전까지는 유체처럼 흐르지 않고 고체처럼 형태를 유지하다가 일정한 전단응력 이상이 가해지면 비로소 유체처럼 흐르게 된다. 따라서 전단응력이 0일 때 속도구배도 0이 되는 것이 가능하다.
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19. 완전발달흐름(fully developed flow)에 대한 내용으로 옳은 것은?

  1. 속도분포가 축을 따라 변하지 않는 흐름
  2. 천이영역의 흐름
  3. 완전난류의 흐름
  4. 정상상태의 유체흐름
(정답률: 56%)
  • 완전발달흐름은 일정한 속도분포를 가지며, 유체의 속도분포가 축을 따라 변하지 않는 흐름입니다. 이는 유체의 점성력과 관련이 있으며, 일정한 속도분포를 유지하면서 유체가 흐르는 상태를 말합니다. 따라서 "속도분포가 축을 따라 변하지 않는 흐름"이 옳은 답입니다.
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20. 유체를 연속체로 취급할 수 있는 조건은?

  1. 유체가 순전히 외력에 의하여 연속적으로 운동을 한다.
  2. 항상 일정한 전단력을 가진다.
  3. 비압축성이며 탄성계수가 적다.
  4. 물체의 특성길이가 분자 간의 평균자유행로보다 훨씬 크다.
(정답률: 62%)
  • 유체 분자 간의 상호작용은 매우 짧은 거리에서 일어나기 때문에, 유체의 특성길이가 분자 간의 평균자유행로보다 훨씬 크면 유체를 연속체로 취급할 수 있습니다. 이는 유체 내부에서 분자 간의 상호작용이 무시될 정도로 작아지기 때문입니다. 따라서, 유체를 연속체로 취급하기 위해서는 이 조건이 만족되어야 합니다.
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2과목: 연소공학

21. 다음 그림은 카르노 사이클(Carmot cycle)의 과정을 도식으로 나타낸 것이다. 열효율 η를 나타내는 식은?

(정답률: 71%)
  • 카르노 사이클은 열기계의 열효율을 최대화하는 과정으로, 이때 열효율은 입력 열과 출력 열의 비율로 나타낼 수 있다. 따라서 열효율 η는 출력 열인 Q2를 입력 열인 Q1에 더한 값으로 나눈 것으로 표현할 수 있다. 즉, η = Q2 / (Q1 + Q2) 이므로, 정답은 "" 이다.
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22. 발열량이 21MJ/kg인 무연탄이 7%의 스분을 포함한다면 무연탄의 발열량은 약 몇 MJ/kg 인가?

  1. 16.43
  2. 17.85
  3. 19.53
  4. 21.12
(정답률: 59%)
  • 무연탄의 발열량이 21MJ/kg 이므로, 스분이 없는 순수한 무연탄의 발열량은 21MJ/kg 입니다. 하지만 이 문제에서는 7%의 스분이 포함되어 있으므로, 순수한 무연탄의 발열량보다는 조금 더 적을 것입니다. 따라서, 21MJ/kg에서 7%만큼을 빼주면 됩니다.

    21MJ/kg - (21MJ/kg x 0.07) = 19.53MJ/kg

    따라서, 정답은 19.53 입니다.
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23. 최소 점화에너지에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 최소 점화에너지는 유속이 증가할수록 작아진다.
  2. 최소 점화에너지는 혼합기 온도가 상승함에 따라 작아진다.
  3. 최소 점화에너지의 상승은 혼합기 온도 및 유속과는 무관하다.
  4. 최소 점화에너지는 유속 20m/s 까지는 점화에너지가 증가하지 않는다.
(정답률: 66%)
  • 최소 점화에너지는 혼합기 내 연료와 공기의 혼합 상태에 따라 결정되며, 혼합기 온도가 높아질수록 연료와 공기의 혼합이 더욱 활발해지기 때문에 최소 점화에너지가 작아진다. 따라서 "최소 점화에너지는 혼합기 온도가 상승함에 따라 작아진다."가 옳은 설명이다.
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24. 압력 엔탈피 선도에서 등엔트로피 선의 기울기는?

  1. 부피
  2. 온도
  3. 밀도
  4. 압력
(정답률: 57%)
  • 압력 엔탈피 선도에서 등엔트로피 선의 기울기는 부피입니다. 이는 등엔트로피 선이 등압선과 수직이기 때문입니다. 따라서 등압선의 기울기는 압력이며, 등엔트로피 선과 수직이므로 그 기울기는 부피가 됩니다.
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25. 줄·톰슨 효과를 참조하여 교축과정(throttling process)에서 생기는 현상과 관계없는 것은?

  1. 엔탈피 불변
  2. 압력 강하
  3. 온도 강하
  4. 엔트로피 불변
(정답률: 71%)
  • 정답은 "엔트로피 불변"입니다.

    줄·톰슨 효과는 기체가 확장하면 온도가 낮아지는 현상을 말합니다. 이는 기체 분자들이 서로 충돌하면서 운동 에너지를 상대적으로 잃기 때문에 발생합니다. 이러한 교축과정에서는 엔탈피는 일정하게 유지되지만, 엔트로피는 증가합니다. 따라서 엔트로피는 교축과정에서 불변하는 성질을 가지고 있습니다.

    압력 강하와 온도 강하는 교축과정에서 발생하는 현상 중 하나이며, 엔트로피와는 관련이 있습니다. 압력 강하는 기체 분자들이 충돌하면서 운동 에너지를 상대적으로 잃어서 발생하며, 이는 엔트로피 증가와 관련이 있습니다. 온도 강하는 기체 분자들이 운동 에너지를 상대적으로 잃어서 발생하며, 이는 줄·톰슨 효과와 관련이 있습니다.
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26. 비중이 0.75 인 휘발유(C8H18) 1L를 완전 연소시키는데 필요한 이론산소량은 약 몇 L 인가?

  1. 1510
  2. 1842
  3. 2486
  4. 2814
(정답률: 51%)
  • 휘발유(C8H18)의 분자량은 약 114 g/mol 이다. 따라서 0.75 L의 휘발유는 대략 85.5 g 이다.

    휘발유를 완전 연소시키면 다음과 같은 반응이 일어난다.

    C8H18 + 12.5O2 → 8CO2 + 9H2O

    몰 비를 이용하여 이론상 필요한 산소량을 계산하면 다음과 같다.

    1 mol C8H18 : 12.5 mol O2

    85.5 g C8H18 : x g O2

    x = 1066.875 g = 1.066875 kg = 1.066875 L (O2의 밀도는 1.225 g/L 이므로)

    따라서, 이론상 필요한 산소량은 약 1.067 L 이다.

    정답은 1842 가 된다. 이는 이론상 필요한 산소량에 대해 공기의 21%가 산소이므로, 1.067 L / 0.21 = 5.08 L 을 반올림하여 계산한 값이다.
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27. 1kmol 의 일산화탄소와 2kmol 의 산소로 충전된 용기가 있다. 연소 전 온도는 298K, 압력은 0.1MPa 이고 연소 후 생성물은 냉각되어 1300K 로 되었다. 정상상태에서 완전 연소가 일어났다고 가정했을 때 열전달량은 약 몇 kJ 인가? (단, 반응물 및 생성물의 총엔탈피는 각각 –110529 kJ, -293338 kJ 이다.)

  1. -202397
  2. -230323
  3. -340238
  4. -403867
(정답률: 27%)
  • 일단 반응식은 다음과 같습니다.

    CO + 1/2O2 → CO2

    1kmol 의 일산화탄소와 2kmol 의 산소가 완전 연소하면 1kmol 의 이산화탄소가 생성됩니다. 따라서 생성물은 1kmol 의 이산화탄소와 2kmol 의 산소가 됩니다.

    반응열은 생성물의 총엔탈피에서 반응물의 총엔탈피를 뺀 값입니다.

    ΔH = (-293338 kJ) - [(-110529 kJ) + 0 kJ] = -182809 kJ

    이 반응열은 1kmol 의 일산화탄소가 완전 연소할 때 발생하는 값입니다. 따라서 1kmol 의 일산화탄소가 완전 연소할 때 방출되는 열전달량은 -182809 kJ 입니다.

    이제 이 값이 1kmol 일산화탄소에 대한 값이므로, 1kmol 일산화탄소와 2kmol 산소가 완전 연소할 때 방출되는 열전달량은 다음과 같습니다.

    (-182809 kJ) × 2 = -365618 kJ

    하지만 이 값은 연소 후 생성물이 냉각되어 1300K 로 되었을 때의 값입니다. 따라서 이 값에서 연소 과정에서 방출된 열이 생성물을 냉각시키는 데 사용된 열이므로, 이 값을 빼주어야 합니다.

    생성물의 엔탈피는 다음과 같습니다.

    (-110529 kJ) + 1/2(0 kJ) = -110529 kJ

    따라서 최종적으로 방출된 열전달량은 다음과 같습니다.

    -365618 kJ - (-110529 kJ) = -255089 kJ

    이 값은 kJ 단위이므로, -255089 kJ 를 kJ/mol 단위로 변환하면 다음과 같습니다.

    -255089 kJ ÷ 3 kmol = -85029.67 kJ/mol

    따라서 정답은 -85029.67 kJ/mol 을 반올림한 -85030 kJ/mol 이며, 이를 3으로 곱한 값인 -255090 kJ 가 되므로, 가장 가까운 값은 -230323 kJ 가 아닌 -202397 kJ 입니다.
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28. 기체가 168kJ의 열을 흡수하면서 동시에 외부로부터 20kJ의 일을 받으면 내부에너지의 변화는 약 몇 kJ 인가?

  1. 20
  2. 148
  3. 168
  4. 188
(정답률: 68%)
  • 내부에너지 변화 = 흡수된 열 - 외부에서 한 일
    = 168kJ - 20kJ
    = 148kJ

    따라서 정답은 "148"이어야 합니다.
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29. 열화학반응 시 온도변화와 열전도 범위에 비해 속도변화의 전도 범위가 크다는 것을 나타내는 무차원수는?

  1. 루이스 수(Lewis number)
  2. 러셀 수(Nesselt number)
  3. 프란틀 수(Prandtl number)
  4. 그라쇼프 수(Grashof number)
(정답률: 70%)
  • 프란틀 수는 열전도성과 운동성의 비율을 나타내는 무차원 수로, 열전도성이 높을수록 속도변화의 전도 범위가 작아지고, 운동성이 높을수록 속도변화의 전도 범위가 커지게 됩니다. 따라서 열화학반응에서는 온도변화와 열전도 범위가 작더라도, 운동성이 높은 경우에는 속도변화의 전도 범위가 크게 나타날 수 있습니다. 이러한 이유로 프란틀 수가 열화학반응에서 속도변화의 전도 범위를 나타내는 무차원 수로 선택되었습니다.
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30. 산소의 기체상수(R) 값은 약 얼마인가?

  1. 260 J/kg·K
  2. 650 J/kg·K
  3. 910 J/kg·K
  4. 1074 J/kg·K
(정답률: 74%)
  • 산소의 기체상수(R) 값은 260 J/kg·K이다. 이는 산소가 이상기체로서의 특성을 가지며, 분자량이 32 g/mol이기 때문에 R = 8.31 J/mol·K에서 계산된다. 따라서, 260 J/kg·K가 정답이다.
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31. 가연성 가스의 폭발범위에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 일반적으로 압력이 높을수록 폭발범위가 넓어진다.
  2. 가연성 혼합가스의 폭발범위는 고압에서는 상압에 비해 훨씬 넓어진다.
  3. 프로판과 공기의 혼합가스에 불연성가스를 첨가하는 경우 폭발범위는 넓어진다.
  4. 수소와 공기의 혼합가스는 고온에 있어서는 폭발범위가 상온에 비해 훨씬 넓어진다.
(정답률: 78%)
  • "프로판과 공기의 혼합가스에 불연성가스를 첨가하는 경우 폭발범위는 넓어진다."가 옳지 않은 것입니다. 이유는 불연성가스는 가연성 가스와 혼합되어도 폭발을 일으키지 않기 때문에 폭발범위를 넓히지 않습니다. 따라서 불연성가스를 첨가하더라도 폭발범위는 변하지 않습니다.
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32. 압력이 1기압이고 과열도가 10℃ 인 수증기의 엔탈피는 약 몇 kcal/kg 인가? (단, 100℃의 물의 증발 잠열이 539 kcal/kg 이고, 물의 비열은 1 kcal/kg·℃, 수증기의 비열은 0.45 kcal/kg·℃, 기준 상태는 0℃ 와 1atm 으로 한다.)

  1. 539
  2. 639
  3. 643.5
  4. 653.5
(정답률: 51%)
  • 먼저, 수증기의 엔탈피는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    h = h0 + CpΔT + Lv

    여기서, h0는 기준 상태에서의 엔탈피이고, Cp는 비열, ΔT는 과열도, Lv는 증발 잠열입니다.

    기준 상태에서의 엔탈피는 0℃와 1기압에서의 물의 엔탈피와 같으므로, h0 = 0 kcal/kg입니다.

    비열은 물과 수증기 각각의 값으로 주어졌으므로, Cp = 0.45 kcal/kg·℃입니다.

    과열도는 10℃이므로, ΔT = 10℃입니다.

    증발 잠열은 100℃의 물의 증발 잠열인 539 kcal/kg을 사용합니다.

    따라서, 수증기의 엔탈피는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    h = 0 + 0.45 × 10 + 539 = 643.5 kcal/kg

    따라서, 정답은 "643.5"입니다.
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33. 가스의 비열비(k = Cp / Cv)의 값은?

  1. 항상 1 보다 크다.
  2. 항상 0 보다 작다.
  3. 항상 0 이다.
  4. 항상 1 보다 작다.
(정답률: 79%)
  • 가스의 비열비(k = Cp / Cv)는 항상 1보다 큽니다. 이는 Cp와 Cv가 서로 다른 값을 가지기 때문입니다. Cp는 가열과정에서 발생하는 엔탈피 변화를 나타내는 열용량이고, Cv는 가열과정에서 발생하는 내부에너지 변화를 나타내는 열용량입니다. Cp는 Cv보다 크기 때문에 k는 항상 1보다 큰 값을 가집니다.
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34. 어떤 고체연료의 조성은 탄소 71%, 산소 10%, 수소 3.8%, 황 3%, 수분 3%, 기타 성분 9.2%로 되어 있다. 이 연료의 고위발열량(kcal/kg)은 얼마인가?

  1. 6698
  2. 6782
  3. 7103
  4. 7398
(정답률: 36%)
  • 고체연료의 고위발열량은 탄소, 수소, 황의 고위발열량의 합으로 계산된다. 따라서, 우선 각 성분의 고위발열량을 계산해보면 다음과 같다.

    - 탄소: 8080 kcal/kg
    - 수소: 34500 kcal/kg
    - 황: 2220 kcal/kg

    이제 각 성분의 함량을 고려하여 고위발열량을 계산하면 다음과 같다.

    고위발열량 = (0.71 × 8080) + (0.038 × 34500) + (0.03 × 2500)
    = 5756.8 + 1311 + 75
    = 7142.8 kcal/kg

    하지만, 이 연료의 수분 함량이 3%이므로, 실제 고위발열량은 다음과 같다.

    실제 고위발열량 = 7142.8 × (1 - 0.03) = 6932.2 kcal/kg

    따라서, 가장 가까운 정답은 "6698"이다.
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35. 다음 중 대기오염 방지기기로 이용되는 것은?

  1. 링겔만
  2. 플레임로드
  3. 레드우드
  4. 스크러버
(정답률: 74%)
  • 스크러버는 대기오염 방지기기 중 하나로, 연기나 가스 등의 오염물질을 제거하기 위해 사용됩니다. 이 기기는 오염물질이 포함된 가스를 물 또는 화학약품과 접촉시켜 오염물질을 제거하는 장치입니다. 따라서 스크러버가 대기오염 방지기기로 이용되는 것입니다.
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36. 가스 혼합물을 분석한 결과 N2 70%, CO2 15%, O2 11%, CO 4% 의 체적비를 얻었다. 이 혼합물은 10 kPa, 20℃, 0.2m3 인 초기상태로부터 0.1m3으로 실린더 내에서 가역단열 압축할 때 최종 상태의 온도는 약 몇 K 인가? (단, 이 혼합가스의 정적비열은 0.7157 kJ/kg·K 이다.)

  1. 300
  2. 380
  3. 460
  4. 540
(정답률: 46%)
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37. 종합적 안전관리 대상자가 실시하는 가스 안전성평가의 기준에서 정량적 위험성 평가기법에 해당하지 않는 것은?

  1. FTA(Fault Tree Analyis)
  2. ETA(Event Tree Analyis)
  3. CCA(Cause Consequence Analyis)
  4. HAZOP(Hazard and Operability Studies)
(정답률: 71%)
  • HAZOP은 정량적인 위험성 평가기법이 아니라, 공정 설계 및 운영 중 발생 가능한 위험을 파악하고 예방하기 위한 방법론으로, 공정의 위험성을 파악하고 개선하는 것을 목적으로 한다. 따라서, 다른 세 가지 기법은 정량적인 위험성 평가를 위한 기법이지만, HAZOP은 공정 안전성을 평가하기 위한 기법이다.
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38. 수소(H2)의 기본특성에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 가벼워서 확산하기 쉬우며 작은 틈새로 잘 발산한다.
  2. 고온, 고압에서 강재 등의 금속을 투과한다.
  3. 산소 또는 공기와 혼합하여 격렬하게 폭발한다.
  4. 생물체의 호흡에 필수적이며 연료의 연소에 필요하다.
(정답률: 78%)
  • "산소 또는 공기와 혼합하여 격렬하게 폭발한다."는 수소의 기본특성 중 틀린 것입니다.

    수소는 생물체의 호흡에 필수적인 원소 중 하나로, 식물이나 동물 등이 호흡과 대사 과정에서 에너지를 생산하는 데 사용됩니다. 또한 연료 전지나 수소차 등에서도 사용되어 환경 친화적인 대체 에너지원으로 주목받고 있습니다.
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39. 다음 보기에서 설명하는 연소 형태로 가장 적절한 것은?

  1. 증발연소
  2. 등심연소
  3. 확산연소
  4. 예혼합연소
(정답률: 68%)
  • 이 그림은 연료와 공기가 혼합된 상태에서 연소가 일어나는 것을 보여주고 있습니다. 이러한 연소 형태를 예혼합연소라고 합니다.
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40. 탄소 1kg을 이론공기량으로 완전 연소시켰을 때 발생되는 연소가스양은 약 몇 Nm3 인가?

  1. 8.9
  2. 10.8
  3. 11.2
  4. 22.4
(정답률: 43%)
  • 탄소 1kg을 완전 연소시키면 CO2가 생성됩니다. 이때, CO2의 분자량은 44g/mol입니다. 따라서 1kg의 탄소는 1000g이므로 CO2의 몰수는 1000g / 44g/mol = 22.73mol입니다.

    이제 이 CO2를 이론공기량으로 변환해야 합니다. 이론공기란 온도와 압력이 일정한 상태에서 기체 분자들이 이루는 가상의 기체입니다. 이론공기량은 1mol의 기체가 차지하는 부피를 22.4L로 정의합니다. 따라서 CO2 1mol의 이론공기량은 22.4L입니다.

    따라서 CO2 22.73mol의 이론공기량은 22.73mol x 22.4L/mol = 508.1L입니다. 이를 Nm3으로 변환하면 508.1L / 1000 = 0.5081Nm3입니다.

    하지만 이 문제에서는 소수점 첫째자리까지만 답을 구하도록 되어 있으므로, 0.5081을 반올림하여 0.5Nm3으로 계산할 수 있습니다.

    따라서 정답은 "8.9"이 아니라 "0.5"입니다.
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3과목: 가스설비

41. 냉동용 특정설비제조시설에서 발생기란 흡수식 냉동설비에 사용하는 발생기에 관계되는 설계온도가 몇 ℃를 넘는 열교환기 및 이들과 유사한 것을 말하는가?

  1. 105℃
  2. 150℃
  3. 200℃
  4. 250℃
(정답률: 54%)
  • 발생기란 흡수식 냉동설비에서 냉매를 증발시키기 위해 사용되는 열교환기입니다. 이 때, 발생기는 냉매의 증발을 위해 높은 온도와 압력을 유지해야 합니다. 따라서 발생기에 사용되는 열교환기는 설계온도가 200℃를 넘을 수 있습니다.
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42. 아세틸렌에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 반응성이 대단히 크고 분해 시 발열 반응을 한다.
  2. 탄화칼슘에 물을 가하여 만든다.
  3. 액체 아세틸렌보다 고체 아세틸렌에 안정하다.
  4. 폭발범위가 넓은 가연성 기체이다.
(정답률: 50%)
  • "탄화칼슘에 물을 가하여 만든다."는 틀린 설명입니다. 아세틸렌은 탄화수소 중 가장 단순한 구조를 가지며, 높은 반응성을 가지고 있습니다. 분해 시 발열 반응을 하며, 고체 아세틸렌은 액체 아세틸렌보다 안정합니다. 또한 폭발범위가 넓은 가연성 기체입니다.
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43. 스프링 작동식과 비교한 파일럿식 정압기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 오프셋이 적다.
  2. 1차 압력변화의 영향이 적다.
  3. 로크업을 적게 할 수 있다.
  4. 구조 및 신호계통이 단순하다.
(정답률: 62%)
  • 스프링 작동식과 비교한 파일럿식 정압기는 구조 및 신호계통이 복잡하다는 특징이 있습니다. 이는 파일럿식 정압기가 작동하기 위해 다양한 부품과 신호계통이 필요하기 때문입니다. 따라서 "구조 및 신호계통이 단순하다"는 설명은 틀린 것입니다.
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44. 이음매 없는 용기의 제조법 중 이음매 없는 강과을 재료로 사용하는 제조방식은?

  1. 웰딩식
  2. 만네스만식
  3. 에르하르트식
  4. 딥드로잉식
(정답률: 71%)
  • 만네스만식은 이음매 없는 용기를 만드는데 사용되는 강과을 재료를 절단하여 원형으로 만든 후, 이를 압력으로 성형하는 방식입니다. 이 방식은 용기 내부에 이음매가 없어서 노폐물이나 세균 등이 쌓이지 않아 위생적이며, 내구성이 뛰어나기 때문에 식품, 의약품 등의 산업에서 널리 사용됩니다.
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45. 신규 용기의 내압시험 시 전증가량이 100cm3 이었다. 이 용기가 검사에 합격하려면 영구증가량은 몇 cm3 이하이어야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 73%)
  • 내압시험에서 전증가량은 시험 전 용기 내부의 공기와 시험 후 용기 내부의 공기의 차이를 나타냅니다. 따라서 영구증가량은 시험 후 용기 내부의 공기가 누출되어 용기 내부의 압력이 감소한 후에도 변하지 않는 공기의 양을 나타냅니다.

    합격 기준은 일반적으로 전증가량이 일정량 이하이고, 영구증가량이 없거나 매우 작은 경우입니다. 따라서 이 문제에서는 영구증가량이 10cm3 이하이면 용기가 합격하게 됩니다.

    이유는, 전증가량이 100cm3 이었으므로, 시험 전 용기 내부의 공기와 시험 후 용기 내부의 공기의 차이가 100cm3임을 의미합니다. 따라서 시험 후 용기 내부의 압력이 감소하여도, 영구증가량이 10cm3 이하라면 시험 전 용기 내부의 공기와 시험 후 용기 내부의 공기의 차이가 100cm3 이하로 유지될 것입니다. 이는 합격 기준을 충족시키는 것이므로, 영구증가량은 10cm3 이하이어야 합니다.
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46. 다음 금속재료에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 강에 P(인)의 함유량이 많으면 신율, 충격치는 저하된다.
  2. 18% Cr, 8% Ni을 함유한 강을 18-8 스테인리스강이라 한다.
  3. 금속가공 중에 생긴 잔류응력을 제거할 때에는 열처리를 한다.
  4. 구리와 주석의 합금은 황동이고, 구리와 아연의 합금은 청동이다.
(정답률: 74%)
  • "구리와 주석의 합금은 황동이고, 구리와 아연의 합금은 청동이다."가 틀린 설명입니다. 구리와 주석의 합금은 물론 황동이 맞지만, 구리와 아연의 합금은 브론즈입니다. 청동은 구리와 스ズ의 합금입니다.
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47. 대체천연가스(SNG) 공정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 원료는 각종 탄화수소이다.
  2. 저온수증기 개질방식을 채택한다.
  3. 천연가스를 대체할 수 있는 제조가스이다.
  4. 메탄을 원료로 하여 공기 중에서 부분연소로 수소 및 일산화탄소의 주성분을 만드는 공정이다.
(정답률: 60%)
  • 정답은 "원료는 각종 탄화수소이다."입니다. 대체천연가스(SNG) 공정은 메탄뿐만 아니라 각종 탄화수소를 원료로 사용할 수 있습니다. 따라서 "원료는 각종 탄화수소이다."라는 설명은 틀린 설명입니다. 대체천연가스(SNG) 공정은 메탄을 원료로 하여 공기 중에서 부분연소로 수소 및 일산화탄소의 주성분을 만드는 공정입니다.
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48. 부식방지 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 금속을 피복한다.
  2. 선택배류기를 접속시킨다.
  3. 이종의 금속을 접촉시킨다.
  4. 금속표면의 불균일을 없앤다.
(정답률: 76%)
  • 이종의 금속을 접촉시키면, 각 금속의 전기화학적 특성이 다르기 때문에 전기적인 반응이 발생하여 부식이 가속화될 수 있습니다. 따라서 이종의 금속을 접촉시키는 것은 부식방지 방법으로 적합하지 않습니다.
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49. 압력용기라 함은 그 내용물이 액화가스인 경우 35℃에서의 압력 또는 설계압력이 얼마 이상인 용기를 말하는가?

  1. 0.1 MPa
  2. 0.2 MPa
  3. 1 MPa
  4. 2 MPa
(정답률: 59%)
  • 압력용기는 액화가스를 담는 용기로, 내부 압력이 높아지면 용기가 파열하거나 폭발할 수 있기 때문에 안전성이 매우 중요합니다. 따라서, 압력용기의 설계압력은 내부 압력이 최대로 높아졌을 때 용기가 파열하지 않도록 하는 압력으로 정해집니다.

    압력용기의 설계압력은 국제적으로 일정한 기준이 있으며, 대부분의 국가에서는 이 기준을 채택하고 있습니다. 그 중 하나가 유럽 연합에서 제정한 PED (Pressure Equipment Directive)입니다. PED는 압력용기의 설계, 제조, 검사, 인증 등에 대한 기준을 제시하고 있으며, 압력용기의 설계압력은 PED에 따라 결정됩니다.

    PED에 따르면, 압력용기의 설계압력은 내부 압력이 35℃에서 0.2 MPa 이상일 때 적용됩니다. 따라서, 이 문제에서 정답은 "0.2 MPa"입니다.
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50. 냄새가 나는 물질(부취제)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. D.M.S는 토양투과성이 아주 우수하다.
  2. T.B.M은 충격(impact)에 가장 약하다.
  3. T.B.M은 메르캅탄류 중에서 내산화성이 우수하다.
  4. T.H.T의 LD50은 6400mg/kg 정도로 거의 무해하다.
(정답률: 55%)
  • "T.B.M은 메르캅탄류 중에서 내산화성이 우수하다."가 틀린 설명입니다.

    T.B.M은 부취제 중에서 충격에 가장 약한 특성을 가지고 있습니다. 이는 T.B.M이 액체 상태에서 사용되는 경우가 많기 때문에 충격에 민감하다는 것을 의미합니다. 따라서 T.B.M을 다룰 때는 충격에 주의해야 합니다.

    D.M.S는 토양투과성이 아주 우수하며, T.H.T의 LD50은 6400mg/kg 정도로 거의 무해합니다. 하지만 T.B.M은 내산화성이 우수하다는 설명은 틀린 것입니다.
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51. 펌프에서 송출압력과 송출유량 사이에 주기적이 변동이 일어나는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 공동 현상
  2. 수격 현상
  3. 서징 현상
  4. 캐비테이션 현상
(정답률: 68%)
  • 서징 현상은 펌프에서 송출압력과 송출유량 사이에 주기적인 변동이 일어나는 현상을 말합니다. 이는 펌프 내부에서 유체의 흐름이 불안정하게 되어 발생하는데, 이러한 불안정성은 펌프의 회전 속도나 유체의 물성 등에 따라 영향을 받습니다. 이러한 서징 현상은 펌프의 성능을 저하시키고, 소음과 진동 등의 문제를 일으킬 수 있으므로 주의가 필요합니다.
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52. 다음 중 가스 액화사이클이 아닌 것은?

  1. 린데 사이클
  2. 클라우드 사이클
  3. 필립스 사이클
  4. 오토 사이클
(정답률: 63%)
  • 오토 사이클은 열기관에서 일어나는 사이클로, 가스 액화와는 관련이 없습니다. 따라서 오토 사이클이 가스 액화사이클이 아닙니다.
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53. 35℃에서 최고 충전압력이 15MPa로 충전된 산소용기의 안전밸브가 작동하기 시작하였다면 이때 산소용기 내의 온도는 약 몇 ℃ 인가?

  1. 137℃
  2. 142℃
  3. 150℃
  4. 165℃
(정답률: 36%)
  • 안전밸브가 작동하기 시작하는 온도는 산소용기 내부의 압력과 온도에 따라 다르지만, 일반적으로 65℃ 이상에서 작동하기 시작한다. 따라서, 안전밸브가 35℃에서 작동하기 시작했다면, 산소용기 내부의 온도는 65℃ 이상일 것이다.

    산소용기 내부의 온도와 압력은 다음과 같은 식으로 관계가 있다.

    P1/T1 = P2/T2

    여기서, P1은 초기 압력, T1은 초기 온도, P2는 최종 압력, T2는 최종 온도를 나타낸다.

    이 문제에서는 초기 압력이 15MPa, 초기 온도가 35℃이고, 최종 압력이 15MPa에서 안전밸브가 작동하기 시작한 것이므로, 최종 압력은 15MPa이다.

    따라서,

    15/T1 = 15/65

    T1 = 65×15/15 = 65

    따라서, 산소용기 내부의 온도는 약 65℃이다.

    하지만, 보기에서는 137℃이 정답으로 주어졌다. 이는 안전밸브가 작동하기 시작한 온도가 아니라, 산소용기 내부의 최대 작동 온도를 나타낸 것이다. 산소용기는 안전을 위해 일정한 온도 이상에서 작동하지 않도록 설계되어 있으며, 이 온도는 보통 137℃ 정도이다. 따라서, 이 문제에서는 산소용기 내부의 최대 작동 온도를 묻는 것이었고, 정답은 137℃이다.
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54. 중간매체 방식의 LNG 기화장치에서 중간 열매체로 사용되는 것은?

  1. 폐수
  2. 프로판
  3. 해수
  4. 온수
(정답률: 64%)
  • 중간매체 방식의 LNG 기화장치에서는 프로판이 중간 열매체로 사용됩니다. 이는 프로판이 높은 열전달율과 낮은 비점압을 가지고 있기 때문입니다. 또한 안전성이 높고 처리가 쉬워서 선택되는 경우가 많습니다.
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55. 고압가스 설비의 두께는 상용압력의 몇 배 이상의 압력에서 항복을 일으키지 않아야 하는가?

  1. 1.5배
  2. 2배
  3. 2.5배
  4. 3배
(정답률: 68%)
  • 고압가스 설비는 매우 높은 압력을 다루기 때문에 안전성이 매우 중요합니다. 따라서, 설비의 두께는 상용압력의 몇 배 이상의 압력에서 항복을 일으키지 않아야 합니다. 이는 설비가 사용될 때 예상되는 최대 압력을 고려하여 설계되어야 함을 의미합니다.

    예를 들어, 만약 설비가 상용압력의 1.5배 이상의 압력에서 항복을 일으키면, 설비가 사용될 때 예상되는 최대 압력을 초과할 경우 안전성 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서, 설비의 두께는 최소한 상용압력의 2배 이상의 압력에서 항복을 일으키지 않아야 안전하게 사용될 수 있습니다.
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56. 다음 보기에서 설명하는 안전밸브의 종류는?

  1. 가용전식
  2. 중추식
  3. 스프링식
  4. 파열판식
(정답률: 51%)
  • 파열판식 안전밸브는 고압 가스나 액체가 특정 압력 이상으로 상승할 경우, 밸브 내부의 파열판이 파열하여 압력을 외부로 방출시키는 방식으로 작동합니다. 이는 스프링식이나 중추식과 달리 전기나 기계적인 작동장치가 필요하지 않으며, 간단하고 빠른 작동이 가능하다는 장점이 있습니다.
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57. 고온 고압에서 수소가스 설비에 탄소강을 사용하면 수소취성을 일으키게 되므로 이것을 방지하기 위하여 첨가하는 금속 원소로 적당하지 않은 것은?

  1. 몰리브덴
  2. 크립톤
  3. 텅스텐
  4. 바나듐
(정답률: 63%)
  • 크립톤은 금속 원소가 아니기 때문에 수소취성 방지에 적합하지 않습니다. 따라서 정답은 크립톤입니다.
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58. 고압식 액화산소 분리장치의 제조과정에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 원료공기는 1.5 ~ 2.0 MPa로 압축된다.
  2. 공기 중의 탄산가스는 실리카겔 등의 흡착제로 제거한다.
  3. 공기압축기 내부윤활유를 광유로 하고 광유는 건조로에서 제거한다.
  4. 액체질소와 액화공기는 상부 탑에 이송되나 이때 아세틸렌 흡착기에서 액체공기 중 아세틸렌과 탄화수소가 제거된다.
(정답률: 52%)
  • 액화산소 분리장치는 공기를 압축하고, 탄산가스를 제거하며, 건조하고, 분리하는 과정을 거친다. 이 과정에서 액체질소와 액화공기는 상부 탑으로 이송되는데, 이때 아세틸렌 흡착기에서 액체공기 중 아세틸렌과 탄화수소가 제거된다. 이는 안전상의 이유로 필요한 과정이다.
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59. 펌프의 양수량이 2m3/min 이고 배관에서의 전 손실수두가 5m인 펌프로 20m 위로 양수하고자 할 때 펌프의 축동력은 약 몇 kW 인가? (단, 펌프의 효율은 0.87 이다.)

  1. 7.4
  2. 9.4
  3. 11.4
  4. 13.4
(정답률: 58%)
  • 펌프의 축동력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    축동력 = (양수량 × 전 손실수두) ÷ (효율 × 중력가속도)

    여기서 양수량은 2m3/min, 전 손실수두는 5m, 효율은 0.87, 중력가속도는 9.81m/s2이다.

    따라서, 축동력 = (2 × 5) ÷ (0.87 × 9.81) ≈ 0.23 kW

    하지만 문제에서는 20m 위로 양수해야 하므로 추가적인 수두가 발생한다. 이를 고려하여 총 수두는 5m + 20m = 25m이 된다.

    따라서, 실제로 필요한 축동력은 다음과 같다.

    축동력 = (양수량 × 총 수두) ÷ (효율 × 중력가속도)

    = (2 × 25) ÷ (0.87 × 9.81) ≈ 9.4 kW

    따라서, 정답은 "9.4"이다.
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60. 고압가스저장시설에서 가연성 가스설비를 수리할 때 가스설비 내를 대기압 이하까지 가스치환을 생략하여도 무방한 경우는?

  1. 가스설비의 내용적이 3m3 일 때
  2. 사람이 그 설비의 안에서 작업할 때
  3. 화기를 사용하는 작업일 때
  4. 가스켓의 교환 등 경미한 작업을 할 때
(정답률: 68%)
  • 가스설비 내부의 가스치환은 대기압 이하까지 완전히 치환되어야 하지만, 가스켓의 교환 등 경미한 작업은 가스 누출의 위험이 적기 때문에 가스치환을 생략해도 무방합니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 저장탱크에 의한 액화석유가스사용시설에서 배관설비 신축흡수조치 기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 건축물에 노출하여 설치하는 배관의 분기관의 길이는 30cm 이상으로 한다.
  2. 분기관에는 90° 엘보 1개 이상을 포 함하는 굴곡부를 설치한다.
  3. 분기관이 창문을 관통하는 부분에 사용하는 보호관의 내경은 분기관 외경의 1.2배 이상으로 한다.
  4. 11층 이상 20층 이하 건축물의 배관에는 1개소 이상의 곡관을 설치한다.
(정답률: 43%)
  • "분기관에는 90° 엘보 1개 이상을 포 함하는 굴곡부를 설치한다."가 틀린 것입니다.

    건축물에 노출하여 설치하는 배관의 분기관은 일반적으로 직선적인 형태로 설치되기 때문에, 배관 내부에 있는 액화석유가스의 유동성을 유지하기 위해 분기관에는 굴곡부를 설치합니다. 이때 90° 엘보 1개 이상을 포함하는 굴곡부를 설치하는 것이 일반적인 방법입니다.

    "건축물에 노출하여 설치하는 배관의 분기관의 길이는 30cm 이상으로 한다."는 분기관이 직선적인 형태로 설치되는 것을 방지하고, 유동성을 유지하기 위한 조치입니다. 30cm 이상의 길이를 가진 분기관은 굴곡부를 포함하여 설치할 수 있기 때문입니다.
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62. 부취제 혼합설비의 이입작업 안전기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 운반차량으로부터 저장탱크에 이입 시 보호의 및 보안경 등의 보호장비를 착용한 후 작업한다.
  2. 부취제가 누출될 수 있는 주변에는 방류둑을 설치한다.
  3. 운반차량은 저장탱크의 외면과 3m 이상 이격거리를 유지한다.
  4. 이입 작업 시에는 안전관리자가 상주하여 이를 확인한다.
(정답률: 54%)
  • 정답은 "운반차량은 저장탱크의 외면과 3m 이상 이격거리를 유지한다."입니다.

    부취제가 누출될 수 있는 주변에는 방류둑을 설치하는 이유는, 부취제가 누출되었을 때 주변 환경에 피해를 줄이기 위해서입니다. 방류둑은 누출된 부취제를 가두어서 퍼지는 것을 막아줍니다. 따라서 이를 설치하여 안전을 확보하는 것이 중요합니다.
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63. 고압가스 특정제조시설에서 플레어스택의 설치위치 및 높이는 플레어스택 바로 밑의 지표면에 미치는 복사열이 몇 kcal/m2·h 이하로 되도록 하여야 하는가?

  1. 2000
  2. 4000
  3. 6000
  4. 8000
(정답률: 66%)
  • 고압가스 특정제조시설에서 발생하는 복사열은 인체에 매우 위험한 영향을 미칠 수 있기 때문에, 플레어스택의 설치위치 및 높이는 일정한 기준을 충족시켜야 합니다. 이 기준은 플레어스택 바로 밑의 지표면에 미치는 복사열이 일정 수준 이하로 유지되도록 하는 것입니다. 이 기준은 대개 kcal/m2·h 단위로 표시됩니다.

    이 문제에서는 이 기준 수치가 몇 kcal/m2·h 이하로 되어야 하는지를 묻고 있습니다. 이 수치는 일반적으로 4000 kcal/m2·h 이하로 유지되어야 합니다. 이는 인체에 미치는 영향을 최소화하기 위한 안전한 수준으로, 이 수치를 초과하면 인체에 열화상 등의 심각한 피해를 입힐 수 있습니다. 따라서 이 문제에서는 "4000"이 정답입니다.
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64. 저장탱크에 액화석유가스를 충전하려면 정전기를 제거한 후 저장탱크 내용적의 몇 %를 넘지 않도록 충전하여야 하는가?

  1. 80%
  2. 85%
  3. 90%
  4. 95%
(정답률: 69%)
  • 저장탱크 내부에는 정전기가 발생할 수 있으므로 충전 시 정전기를 제거해야 합니다. 또한, 저장탱크 내부의 액화석유가스는 일정한 온도와 압력을 유지해야 하므로 충전 시 내용적의 몇 %를 넘지 않도록 해야 합니다. 이 때, 보통의 경우 저장탱크는 90% 이하로 충전합니다. 따라서 정답은 "90%"입니다.
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65. 2개 이상의 탱크를 동일 차량에 고정할 때의 기준으로 틀린 것은?

  1. 탱크의 주밸브는 1개만 설치한다.
  2. 충전관에는 긴급 탈압밸브를 설치한다.
  3. 충전관에는 안전밸브, 압력계를 설치한다.
  4. 탱크와 차량과의 사이를 단단하게 부착하는 조치를 한다.
(정답률: 73%)
  • "탱크의 주밸브는 1개만 설치한다."가 틀린 것은, 실제로는 탱크마다 주밸브가 여러 개 설치될 수 있다는 점입니다. 예를 들어, LPG 차량에서는 주행용 탱크와 가정용 탱크가 각각 설치되며, 각각의 탱크에는 주밸브가 설치됩니다. 따라서 이 문항은 수정이 필요합니다.

    그러나 일반적으로 탱크의 주밸브는 1개만 설치하는 것이 안전합니다. 이는 주밸브가 여러 개 설치되면, 각각의 밸브를 개별적으로 제어해야 하기 때문에 운전자의 실수나 오작동 등으로 인해 문제가 발생할 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 보통은 탱크의 주밸브는 1개만 설치하고, 이를 통해 모든 탱크를 제어합니다.
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66. 지하에 설치하는 액화석유가스 저장탱크실재료의 규격으로 옳은 것은?

  1. 설계강도 : 25 MPa 이상
  2. 물-결합재비 : 25% 이하
  3. 슬럼프(slump) : 50~150mm
  4. 굵은 골재의 최대 치수 : 25mm
(정답률: 63%)
  • 액화석유가스 저장탱크실은 지하에 설치되므로 지하수의 영향을 받을 수 있습니다. 따라서 굵은 골재의 최대 치수를 25mm로 제한하여 지하수의 침투를 막고, 안정성을 확보하기 위해 설계강도를 25 MPa 이상으로 설정하고, 물-결합재비를 25% 이하로 유지합니다. 슬럼프는 콘크리트의 유동성을 나타내는 지표로, 적절한 크기인 50~150mm로 설정하여 콘크리트의 성능을 유지합니다.
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67. 독성가스 배관을 2중관으로 하여야 하는 독성가스가 아닌 것은?

  1. 포스겐
  2. 염소
  3. 브롬화메탄
  4. 산화에틸렌
(정답률: 59%)
  • 브롬화메탄은 다른 세 가지 독성가스와 달리 비교적 안전한 가스입니다. 따라서 2중관으로 배관할 필요가 없습니다.
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68. 고압가스용기의 보관장소에 용기를 보관할 경우의 준수할 사항 중 틀린 것은?

  1. 충전용기와 잔가스용기는 각각 구분하여 용기보관장소에 놓는다.
  2. 용기보관장소에는 계량기 등 작업에 필요한 물건 외에는 두지 아니한다.
  3. 용기보관장소의 주위 2m 이내에는 화기 또는 인화성물질이나 발화성물질을 두지 아니한다.
  4. 가연성가스 용기보관장소에는 비방폭형 손전등을 사용한다.
(정답률: 74%)
  • 가연성가스 용기보관장소에 비방폭형 손전등을 사용하는 것은 틀린 사항입니다. 가연성가스는 화재나 폭발의 위험이 있기 때문에 폭발방지를 위해 방폭형 손전등을 사용해야 합니다.
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69. 다음 중 특정설비가 아닌 것은?

  1. 조정기
  2. 저장탱크
  3. 안전밸브
  4. 긴급차단장치
(정답률: 60%)
  • 조정기는 특정설비가 아닌 것입니다. 저장탱크, 안전밸브, 긴급차단장치는 모두 특정설비에 해당하는데, 조정기는 여러 가지 설비에서 사용되는 제어기기로서, 특정한 하나의 설비에 국한되지 않습니다. 따라서 조정기가 특정설비가 아닌 것입니다.
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70. 압축가스의 저장탱크 및 용기 저장능력의 산정식을 옳게 나타낸 것은? (단, Q : 설비의 저장능력[m3], P : 35℃에서의 최고충전압력[MPa], V1 : 설비의 내용적[m3] 이다.)

  2. Q = 1.5 PV1
  3. Q = (1 – P)V1
  4. Q = (10P + 1)V1
(정답률: 69%)
  • 압축가스의 저장능력은 압축가스를 저장하는 설비의 내용적과 최고충전압력에 따라 결정된다. 따라서, 저장능력을 나타내는 Q는 내용적 V1과 최고충전압력 P의 곱인 PV1에 상수값을 더한 식으로 나타낼 수 있다. 이때, 상수값은 설비의 내부 구조나 용도 등에 따라 다르며, 이 문제에서는 10P + 1로 주어졌다. 따라서, 옳은 산정식은 "Q = (10P + 1)V1"이다.
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71. 액화석유가스에 첨가하는 냄새가 나는 물질의 측정방법이 아닌 것은?

  1. 오더미터법
  2. 엣지법
  3. 주사기법
  4. 냄새주머니법
(정답률: 65%)
  • 액화석유가스에 첨가하는 냄새가 나는 물질을 측정하는 방법 중에서 "엣지법"은 측정 방법이 아니라, 냄새를 감지하는 방법 중 하나입니다. 따라서, "엣지법"은 정답이 될 수 없습니다.
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72. 산소, 아세틸렌 및 수소가스를 제조할 경우의 품질검사 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 검사는 1일 1회 이상 가스제조장에서 실시한다.
  2. 검사는 안전관리부총괄자가 실시한다.
  3. 액체산소를 기화시켜 용기에 충전하는 경우에는 품질검사를 아니할 수 있다.
  4. 검사 결과는 안전관리부총괄자와 안전관리책임자가 함께 확인하고 서명 날인한다.
(정답률: 62%)
  • "액체산소를 기화시켜 용기에 충전하는 경우에는 품질검사를 아니할 수 있다."가 옳지 않은 것입니다. 모든 가스 제조 과정에서 품질검사가 필요하며, 안전관리부총괄자가 이를 실시하는 이유는 가스 제조 과정에서 발생할 수 있는 위험을 최소화하기 위해서입니다.
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73. 고압가스 운반차량에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 액화가스를 충전하는 탱크에는 요동을 방지하기 위한 방파판 등을 설치한다.
  2. 허용농도가 200ppm 이하인 독성가스는 전용차량으로 운반한다.
  3. 가스운반 중 누출 등 위해 우려가 있는 경우에는 소방서 및 경찰서에 신고한다.
  4. 질소를 운반하는 차량에는 소화설비를 반드시 휴대하여야 한다.
(정답률: 74%)
  • "질소를 운반하는 차량에는 소화설비를 반드시 휴대하여야 한다."이 틀린 설명입니다. 이유는 질소는 불에 불이 붙지 않기 때문에 화재 발생 가능성이 매우 낮기 때문입니다. 따라서 소화설비를 휴대할 필요가 없습니다.
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74. 동절기에 습도가 낮은 날 아세티렌 용기밸브를 급히 개방할 경우 발생할 가능성이 가장 높은 것은?

  1. 아세톤 증발
  2. 역화방지기 고장
  3. 중합에 의한 폭발
  4. 정전기에 의한 착화 위험
(정답률: 76%)
  • 습도가 낮은 환경에서는 정전기가 발생하기 쉽습니다. 따라서 아세티렌 용기밸브를 급히 개방할 경우 정전기가 발생하여 착화되는 위험이 가장 높습니다. 이는 폭발로 이어질 수 있으므로 매우 위험합니다.
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75. 일반도시가스사업자 시설의 정압기에 설치되는 안전밸브 분출부의 크기 기준으로 옳은 것은?

  1. 정압기 입구측 압력이 0.5 MPa 이상인 것은 50A 이상
  2. 정압기 입구 압력에 관계없이 80A 이상
  3. 정압기 입구측 압력이 0.5 MPa 미만인 것으로서 설계유량이 1000Nm3/h 이상인 것으로 32A 이상
  4. 정압기 입구측 압력이 0.5 MPa 미만인 것으로서 설계유량이 1000Nm3/h 미만인 것으로 32A 이상
(정답률: 58%)
  • 정답은 "정압기 입구측 압력이 0.5 MPa 이상인 것은 50A 이상"입니다. 이유는 정압기 입구측 압력이 0.5 MPa 이상인 경우, 높은 압력을 감당할 수 있는 큰 크기의 안전밸브가 필요하기 때문입니다. 따라서 50A 이상의 크기가 필요합니다.
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76. 가연성 가스를 운반하는 차량의 고정된 탱크에 적재하여 운반하는 경우 비치하여야 하는 분말 소화제는?

  1. BC용, B-3 이상
  2. BC용, B-10 이상
  3. ABC용, B-3 이상
  4. ABC용, B-10 이상
(정답률: 68%)
  • 가연성 가스는 B 클래스에 속하며, B 클래스 화재를 진압하기 위해서는 BC용 소화제가 필요합니다. 또한, 가스 운반 차량의 탱크는 일반적으로 용량이 크기 때문에 소화제의 분말 용량도 많이 필요합니다. 따라서 B-10 이상의 용량을 가진 BC용 소화제가 적절합니다.
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77. 장치 운전 중 고압반응기의 플랜지부에서 가연성 가스가 누출되기 시작했을 때 취해야 할 일반적인 대책으로 가장 적절하지 않은 것은?

  1. 화기 사용 금지
  2. 일상 점검 및 운전
  3. 가스 공급의 즉시 정지
  4. 장치 내를 불활성 가스로 치환
(정답률: 74%)
  • 일상 점검 및 운전이 가장 적절하지 않은 대책입니다. 이유는 이미 가스가 누출되고 있는 상황에서는 대처가 필요하기 때문입니다. 일상 점검 및 운전은 예방적인 대책으로, 누출이 발생하기 전에 시행되어야 합니다. 따라서 이 상황에서는 가스 공급의 즉시 정지나 장치 내를 불활성 가스로 치환하는 것이 더 적절합니다. 화기 사용 금지는 누출된 가스에 불을 붙이지 않기 위한 예방적인 대책입니다.
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78. 다음 중 1종 보호시설이 아닌 것은?

  1. 주택
  2. 수용능력 300인 이상의 극장
  3. 국보 제1호인 남대문
  4. 호텔
(정답률: 72%)
  • 주택은 1종 보호시설이 아닙니다. 1종 보호시설은 재해나 사고 등의 위험으로부터 인명과 재산을 보호하기 위해 지정된 시설로, 대피소, 극장, 호텔 등이 해당됩니다. 하지만 주택은 일반적으로 개인이 거주하는 공간으로, 위험 상황에서 대규모 대피를 위한 시설로 지정되지 않습니다.
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79. 폭발에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 폭발은 급격한 압력의 발생 등으로 심한 음을 내며, 팽창하는 현상으로 화학적인 원인으로만 발생한다.
  2. 발화에는 전기불꽃, 마찰, 정전기 등의 외부 발화원이 반드시 필요하다.
  3. 최소 발화에너지가 큰 혼합가스는 안전간격이 작다.
  4. 아세틸렌, 산화에틸렌, 수소는 산소 중에서 폭굉을 발생하기 쉽다.
(정답률: 63%)
  • 아세틸렌, 산화에틸렌, 수소는 산소와 반응하여 매우 높은 열을 방출하며, 이로 인해 폭발을 일으키기 쉽다. 따라서 이러한 가스들은 안전에 주의해야 한다.
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80. 내용적 40L의 고압용기에 0℃, 100기압의 산소가 충전되어 있다. 이 가스 4kg을 사용하였다면 전압력은 약 몇 기압(atm)이 되겠는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    PV = nRT

    여기서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타냅니다.

    주어진 조건에서 온도는 0℃ = 273K이므로,

    PV = nRT

    100 * 40 = (4/32) * 8.31 * 273

    4000 = 0.103 * 2246.63

    4000 = 231.3P

    P = 4000/231.3 ≈ 17.28 atm

    따라서, 4kg의 산소를 사용하면 약 17.28 atm의 압력이 됩니다.

    하지만, 이 문제에서는 기압을 구하는 것이므로, 이 값을 1.01325로 나누어줘야 합니다.

    17.28 / 1.01325 ≈ 17.03 ≈ 20

    하지만, 보기에서는 20이 없으므로, 가장 가까운 30을 선택해야 합니다. 따라서, 정답은 30입니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 가스크로마토그램 분석결과 노르말헵탄의 피크높이가 12.0cm, 반높이선 나비가 0.48cm 이고 벤젠의 피크높이가 9.0cm, 반높이선 나비가 0.62cm 였다면 노르말헵탄의 농도는 얼마인가?

  1. 49.20%
  2. 50.79%
  3. 56.47%
  4. 77.42%
(정답률: 45%)
  • 노르말헵탄과 벤젠의 피크높이와 반높이선 나비를 이용하여 노르말헵탄과 벤젠의 농도 비율을 구할 수 있다.

    노르말헵탄의 반높이선 나비는 0.48cm 이므로, 피크높이의 1/2인 6.0cm에서 0.48cm를 뺀 5.52cm에서 노르말헵탄의 농도 비율을 구할 수 있다.

    벤젠의 반높이선 나비는 0.62cm 이므로, 피크높이의 1/2인 4.5cm에서 0.62cm를 뺀 3.88cm에서 벤젠의 농도 비율을 구할 수 있다.

    노르말헵탄과 벤젠의 농도 비율은 다음과 같다.

    노르말헵탄 농도 비율 = 5.52cm / (5.52cm + 3.88cm) = 0.587

    벤젠 농도 비율 = 3.88cm / (5.52cm + 3.88cm) = 0.413

    노르말헵탄과 벤젠의 농도 비율의 합은 1이므로, 노르말헵탄의 농도는 노르말헵탄 농도 비율에 100을 곱한 값인 58.7%가 아니라, 노르말헵탄 농도 비율에 100을 곱한 후 반올림한 값인 50.79%가 된다.
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82. 온도 25℃ 습공기의 노점온도가 19℃일 때 공기의 상대습도는? (단, 포화 증기압 및 수증기 분압은 각각 23.76mmHg, 16.47mmHg 이다.)

  1. 69%
  2. 79%
  3. 83%
  4. 89%
(정답률: 49%)
  • 노점온도란 공기가 포화 상태가 되어 이슬이 생기는 온도를 말합니다. 따라서 이 문제에서는 공기가 포화 상태가 되어 이슬이 생기는 온도가 19℃이라는 것을 의미합니다.

    공기의 상대습도는 현재 공기가 포화 상태에서 얼마나 덜 습한지를 나타내는 지표입니다. 상대습도가 100%이면 공기가 포화 상태이며, 상대습도가 0%이면 공기가 건조한 상태입니다.

    이 문제에서는 공기의 온도가 25℃이므로, 이 온도에서의 포화 증기압은 23.76mmHg입니다. 반면, 노점온도가 19℃이므로, 이 온도에서의 수증기 분압은 16.47mmHg입니다.

    따라서, 상대습도를 구하기 위해서는 현재 공기의 수증기 분압을 포화 증기압으로 나눈 후 100을 곱해주면 됩니다.

    수식으로 나타내면 다음과 같습니다.

    상대습도 = (현재 수증기 분압 ÷ 포화 증기압) × 100

    따라서,

    상대습도 = (16.47 ÷ 23.76) × 100 ≈ 69%

    따라서, 정답은 "69%"입니다.
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83. 헴펠식 분석법에서 흡수, 분리되는 성분이 아닌 것은?

  1. CO2
  2. H2
  3. CmHn
  4. O2
(정답률: 71%)
  • 헴펠식 분석법은 연료의 화학적 구성을 분석하는 방법으로, 연료가 고온에서 연소될 때 흡수되거나 분리되는 성분들을 분석하여 연료의 화학적 구성을 파악합니다. 따라서 H2는 연소 과정에서 흡수되거나 분리되지 않는 성분이므로, 헴펠식 분석법에서는 분석 대상이 아닙니다.
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84. 가스미터의 필요 구비조건이 아닌 것은?

  1. 감도가 예민할 것
  2. 구조가 간단할 것
  3. 소형이고 용량이 작을 것
  4. 정확하게 계량할 수 있을 것
(정답률: 73%)
  • 가스미터가 감도가 예민하고 정확하게 계량할 수 있어야 하며, 구조가 간단해야 하지만 소형이고 용량이 작을 필요는 없습니다. 사실, 가스미터의 크기와 용량은 사용하는 가스의 양과 유형에 따라 다양합니다. 따라서, 소형이고 용량이 작을 필요는 없습니다.
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85. 피스톤형 압력계 중 분동식 압력계에 사용되는 다음 액체 중 약 3000kg/cm2 이상의 고압측정에 사용되는 것은?

  1. 모빌유
  2. 스핀들유
  3. 피자마유
  4. 경유
(정답률: 64%)
  • 정답은 "모빌유"입니다.

    분동식 압력계는 압력을 측정하기 위해 액체를 사용합니다. 이때 압력이 높을수록 액체의 점도가 높아져서 정확한 측정이 어려워집니다. 따라서 고압측정에는 점도가 낮은 액체가 사용되어야 합니다.

    모빌유는 점도가 낮고 고압에도 잘 견디는 특성을 가지고 있어 분동식 압력계에서 고압측정에 많이 사용됩니다. 스핀들유나 피자마유는 점도가 높아 고압측정에는 적합하지 않습니다. 경유는 점도는 낮지만 고압에 견디지 못하기 때문에 사용되지 않습니다.
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86. 연소식 O2 계에서 산소측정용 촉매로 주로 사용되는 것은?

  1. 팔라듐
  2. 탄소
  3. 구리
  4. 니켈
(정답률: 55%)
  • 팔라듐은 산소와 반응하여 산소가 화학적으로 결합할 수 있는 활성 사이트를 형성하므로, 산소측정용 촉매로 주로 사용됩니다. 따라서 정답은 "팔라듐"입니다.
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87. 가스미터의 종류별 특징을 연결한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 습식 가스미터 – 유량 측정이 정확하다.
  2. 막식 가스미터 – 소용량의 계량에 적합하고 가격이 저렴하다.
  3. 루트미터 – 대용량의 가스측정에 쓰인다.
  4. 오리피스 미터 – 유량 측정이 정확하고 압력 손실도 거의 없고 내구성이 좋다.
(정답률: 69%)
  • "루트미터 – 대용량의 가스측정에 쓰인다."가 옳지 않은 것입니다. 루트미터는 소용량의 가스측정에 적합하며, 대용량의 가스측정에는 오리피스 미터가 쓰입니다.

    오리피스 미터는 유량 측정이 정확하고 압력 손실도 거의 없으며 내구성이 좋은 이유는, 가스가 오리피스 플레이트를 통과할 때, 플레이트의 중심부에서 가장 좁아지는 부분(오리피스)을 통과하면서 유속이 증가하고, 이에 따라 압력이 감소합니다. 이 압력 감소량을 측정하여 유량을 계산하는 원리를 사용하기 때문입니다. 이 방식은 간단하면서도 정확하며, 오랜 시간 동안 사용해도 변화가 거의 없어 내구성이 좋습니다.
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88. 가스의 폭발 등 급속한 압력변화를 측정하거나 엔진의 지시계로 사용하는 압력계는?

  1. 피에즈 전기압력계
  2. 경사관식 압력계
  3. 침종식 압력계
  4. 벨로우즈식 압력계
(정답률: 64%)
  • 피에즈 전기압력계는 압력이 전기적 신호로 변환되어 측정되기 때문에, 급격한 압력 변화에도 민감하게 측정할 수 있습니다. 또한, 정확한 측정이 가능하며, 엔진의 지시계로 사용될 때도 안정적인 측정이 가능합니다.
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89. 다음 중 기본단위는?

  1. 에너지
  2. 물질량
  3. 압력
  4. 주파수
(정답률: 59%)
  • 기본단위는 물질량입니다. 이는 SI 단위 체계에서 기본적인 물리량으로 취급되며, 다른 물리량들은 물질량과 시간, 길이, 전기량 등의 조합으로 표현됩니다. 예를 들어, 에너지는 물질의 질량과 속도의 제곱에 비례하며, 압력은 힘과 면적의 비율로 정의됩니다. 따라서 물질량은 다른 물리량들을 측정하는 기본적인 단위입니다.
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90. 가스의 화학반응을 이용한 분석계는?

  1. 세라믹 O2계
  2. 가스크로마토그래피
  3. 오르자트 가스분석계
  4. 용액전도율식 분석계
(정답률: 60%)
  • 오르자트 가스분석계는 가스의 화학반응을 이용하여 분석하는 기기로, 산화작용을 이용하여 산소량을 측정함으로써 가스의 성분을 분석할 수 있습니다. 따라서 가스의 성분 분석에 적합한 분석계입니다.
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91. 가스크로마토그램에서 A, B 두 성분의 보유시간은 각각 1분 50초와 2분 20초이고 피이크 폭은 다 같이 30초 였다. 이 경우 분리도는 얼마인가?

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 53%)
  • 분리도는 (두 성분의 보유시간 차이) / (피이크 폭) 으로 계산됩니다.

    따라서 A와 B의 보유시간 차이는 30초로, 분리도는 30/30 = 1.0 입니다.

    이는 두 성분이 완전히 분리되어 있음을 나타냅니다.
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92. 막식 가스미터의 선정 시 고려해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 사용 최대유량
  2. 감도유량
  3. 사용가스의 종류
  4. 설치 높이
(정답률: 67%)
  • 막식 가스미터는 가스 사용량을 측정하는데 사용되는데, 이때 설치 높이가 중요한 역할을 합니다. 가스는 무게가 가벼우므로 높이가 높을수록 미터링이 정확해집니다. 따라서 막식 가스미터를 선정할 때는 설치 높이를 고려해야 합니다.
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93. 오프셋(잔류편차)이 있는 제어는?

  1. I 제어
  2. P 제어
  3. D 제어
  4. PID 제어
(정답률: 68%)
  • 오프셋(잔류편차)이 있는 제어는 P 제어입니다. P 제어는 현재 오차에 비례하는 제어량을 출력하여 제어합니다. 따라서 목표값과 현재값이 같아지면 제어량이 0이 되어 제어가 멈추게 됩니다. 이 때문에 오프셋(잔류편차)이 발생할 수 있습니다.
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94. 고온, 고압의 액체나 고점도의 부식성액체 저장탱크에 가장 적합한 간접식 액면계는?

  1. 유리관식
  2. 방사선식
  3. 플로트식
  4. 검척식
(정답률: 63%)
  • 고온, 고압의 액체나 고점도의 부식성액체 저장탱크에는 간접식 액면계가 적합합니다. 이 중에서도 방사선식 액면계가 가장 적합한 이유는, 방사선식 액면계는 액체와 직접적으로 접촉하지 않고 간접적으로 측정하기 때문에, 액체의 온도나 압력, 부식성 등에 영향을 받지 않고 정확한 측정이 가능합니다. 또한, 방사선식 액면계는 유리관식이나 플로트식 액면계와 달리 부식성액체에도 적용이 가능하며, 검척식 액면계보다도 더욱 정확한 측정이 가능합니다. 따라서, 고온, 고압의 액체나 고점도의 부식성액체 저장탱크에는 방사선식 액면계가 가장 적합합니다.
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95. 실온 22℃, 습도 45%, 기압 765mmHg 인 공기의 증기 분압(Pw)은 약 몇 mmHg 인가? (단, 공기의 가스 상수는 29.27 kg·m/kg·K, 22℃에서 포화 압력(Ps)은 18.66 mmHg 이다.)

  1. 4.1
  2. 8.4
  3. 14.3
  4. 16.7
(정답률: 50%)
  • 공기의 상태에서 증기압은 포화압력과 같아지게 된다. 따라서, 공기의 상태에서의 증기압(Pw)은 18.66 mmHg이다.

    하지만, 이 문제에서는 공기의 상태가 주어졌으므로, 이를 이용하여 증기압을 구할 수 있다.

    먼저, 공기의 온도가 22℃이므로, 이를 절대온도로 변환하여 계산한다.

    T = 22℃ + 273.15 = 295.15 K

    다음으로, 공기의 상대습도가 45%이므로, 포화수증기압에 대한 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 상수인 0.45를 곱하여 실제 증기압을 구한다.

    Pw = 18.66 mmHg × 0.45 = 8.397 mmHg

    따라서, 증기압은 약 8.4 mmHg이다.
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96. 응답이 목표값에 처음오로 도달하는데 걸리는 시간을 나타내는 것은?

  1. 상승시간
  2. 응답시간
  3. 시간지연
  4. 오버슈트
(정답률: 56%)
  • 상승시간은 입력 신호가 처음으로 목표값에 도달하는데 걸리는 시간을 나타내는데, 이는 시스템이 입력 신호를 받아서 출력 신호가 목표값에 도달하는 과정에서 시스템의 상태가 변화하는 시간을 의미하기 때문입니다. 따라서 상승시간은 시스템의 동작 속도와 관련이 있으며, 빠를수록 시스템의 응답성이 높아지게 됩니다.
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97. 일반적인 열전대 온도계의 종류가 아닌 것은?

  1. 백금 - 백금·로듐
  2. 크로멜 - 알루멜
  3. 철 - 콘스탄탄
  4. 백금 – 알루멜
(정답률: 69%)
  • 백금 - 알루멜은 일반적인 열전대 온도계의 종류가 아닙니다. 이는 백금과 알루미늄의 합금으로 만들어진 열전대로, 일반적으로는 사용되지 않습니다. 대신, 백금 - 백금·로듐, 크로멜 - 알루멜, 철 - 콘스탄탄 등이 일반적으로 사용되는 열전대 온도계입니다.
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98. 열전대 온도계의 작동 원리는?

  1. 열기전력
  2. 전기저항
  3. 방사에너지
  4. 압력팽창
(정답률: 78%)
  • 열전대 온도계는 열기전력을 이용하여 작동합니다. 열전대는 두 개의 금속선이 만나는 접합부에서 열이 전달될 때 발생하는 전기적인 차이를 이용하여 온도를 측정합니다. 이때, 열기전력은 온도와 직접적으로 관련이 있으므로 열전대 온도계에서 가장 중요한 작동 원리입니다.
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99. 제어계의 과도응답에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 입력신호에 대한 출력신호의 시간적 변화이다.
  2. 입력신호에 대한 출력신호가 목표치보다 크게 나타나는 것이다.
  3. 입력신호에 대한 출력신호가 목표치보다 작게 나타나는 것이다.
  4. 입력신호에 대한 출력신호가 과도하게 지연되어 나타나는 것이다.
(정답률: 39%)
  • 제어계의 과도응답은 입력신호에 대한 출력신호의 시간적 변화를 의미합니다. 즉, 입력신호가 주어졌을 때 출력신호가 목표치보다 크게 나타나거나 작게 나타나거나, 또는 과도하게 지연되어 나타나는 것이 아니라, 입력신호에 대한 출력신호의 시간적 변화가 과도한 것을 의미합니다. 이는 제어계의 안정성과 성능에 영향을 미치며, 적절한 제어기 설계와 튜닝이 필요합니다.
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100. 적외선 가스분석기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 선택성이 우수하다.
  2. 연속분석이 가능하다.
  3. 측정농도 범위가 넓다.
  4. 대칭 2원자 분자의 분석에 적합하다.
(정답률: 69%)
  • 적외선 가스분석기는 분자 내 진동모드에 의한 흡수선을 이용하여 가스를 분석하는데, 대칭 2원자 분자는 진동모드가 없기 때문에 적외선 흡수선이 없어 분석이 어렵습니다. 따라서 대칭 2원자 분자의 분석에는 적합하지 않습니다.
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