가스기사 필기 기출문제복원 (2021-08-14)

가스기사
(2021-08-14 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 직경이 10cm인 90° 엘보에 계기압력 2kgf/cm2 의 물이 3m/s로 흘러 들어온다. 엘보를 고정시키는데 필요한 x 방향의 힘은 약 몇 kgf 인가?

  1. 157
  2. 164
  3. 171
  4. 179
(정답률: 40%)
  • 이 문제는 운동량 보존 법칙을 이용하여 풀 수 있습니다.

    먼저, 물이 엘보에 들어오기 전과 나가는 후의 운동량은 같아야 합니다. 즉, 들어오는 물의 운동량과 나가는 물의 운동량이 같아야 합니다.

    들어오는 물의 운동량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    $P_1 = 2text{kgf/cm}^2$
    $v_1 = 3text{m/s}$
    $A_1 = pi left(frac{10}{2}right)^2 = 78.5text{cm}^2$

    $M_1 = P_1 times A_1 = 157text{kgf}cdottext{s}^{-2}$

    $P_1$은 압력, $v_1$은 속도, $A_1$은 단면적, $M_1$은 운동량을 나타냅니다.

    나가는 물의 운동량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    $v_2 = 0text{m/s}$
    $A_2 = pi left(frac{10}{2}right)^2 = 78.5text{cm}^2$

    $M_2 = P_2 times A_2 = 0text{kgf}cdottext{s}^{-2}$

    $v_2$는 엘보를 통과한 물의 속도이며, $P_2$는 엘보를 통과한 물의 압력입니다. 엘보를 통과한 물의 압력은 외부 기압과 같으므로 0으로 가정할 수 있습니다.

    따라서, 들어오는 물의 운동량과 나가는 물의 운동량이 같으므로, 엘보에 작용하는 x 방향의 힘은 157kgf이 됩니다.

    하지만, 이 문제에서는 엘보를 고정시켜야 하므로, 엘보에 작용하는 y 방향의 힘도 고려해야 합니다. 엘보에 작용하는 y 방향의 힘은 물의 중력과 엘보가 받는 반작용력의 합과 같습니다.

    물의 중력은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    $g = 9.8text{m/s}^2$
    $rho = 1000text{kg/m}^3$
    $V = 78.5text{cm}^3 = 0.000785text{m}^3$

    $F_g = rho times V times g = 7.68text{kgf}$

    $rho$는 물의 밀도, $V$는 엘보 내부의 물의 부피, $F_g$는 물의 중력을 나타냅니다.

    반작용력은 엘보가 받는 힘과 같으므로, 들어오는 물의 운동량과 나가는 물의 운동량의 차이를 구하면 됩니다.

    $M_1 - M_2 = P_2 times A_2 = 0text{kgf}cdottext{s}^{-2}$

    따라서, 반작용력은 0이 됩니다.

    따라서, 엘보에 작용하는 y 방향의 힘은 물의 중력인 7.68kgf이 됩니다.

    따라서, 엘보를 고정시키는데 필요한 x 방향의 힘은 157kgf + 7.68kgf = 164kgf가 됩니다.
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2. 유체의 흐름에 대한 설명으로 다음 중 옳은 것을 모두 나타내면?

  1. ㉮
  2. ㉮, ㉰
  3. ㉮, ㉯
  4. ㉮, ㉯, ㉰
(정답률: 49%)
  • ㉮: 유체는 높은 압력에서 낮은 압력으로 흐르는 경사면을 따라 흐르는 경사율 흐름이다.
    ㉯: 유체는 흐름이 빠른 부분에서는 압력이 낮아지고, 흐름이 느린 부분에서는 압력이 높아지는 베르누이의 원리에 따라 흐름이 일어난다.
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3. 수면의 높이차가 20m 인 매우 큰 두 저수지 사이에 분당 60m3으로 펌프라 물을 아래에서 위로 이송하고 있다. 이 때 전체 손실수두는 5m 이다. 펌프의 효율이 0.9일 때 펌프에 공급해 주어야 하는 동력은 얼마인가?

  1. 163.3 kW
  2. 220.5 kW
  3. 245.0 kW
  4. 272.2 kW
(정답률: 35%)
  • 먼저, 펌프의 효율은 유체의 밀도와 속도, 그리고 펌프의 설계 등에 따라 다르기 때문에 주어진 효율값을 이용하여 펌프의 효율을 계산해야 한다.

    펌프의 효율은 유량과 총 수두로부터 계산할 수 있다. 유량은 분당 60m3이므로 60/60 = 1 m3/s 이다. 총 수두는 수면의 높이차 20m와 손실수두 5m를 합한 25m이다.

    따라서, 펌프의 효율은 유량과 총 수두를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    효율 = (유량 × 총 수두) ÷ (입력 동력 × 중력가속도 × 유체의 밀도)

    입력 동력을 구하기 위해 위 식을 다시 정리하면 다음과 같다.

    입력 동력 = (유량 × 총 수두) ÷ (효율 × 중력가속도 × 유체의 밀도)

    중력가속도는 9.81 m/s2이고, 물의 밀도는 1000 kg/m3이므로,

    입력 동력 = (1 × 25) ÷ (0.9 × 9.81 × 1000) ≈ 0.0031 kW

    하지만, 문제에서 입력 동력을 kW 단위로 요구하고 있으므로, 0.0031 kW를 1000으로 나누어 주면,

    입력 동력 = 0.0031 ÷ 1000 ≈ 0.0000031 MW

    따라서, 보기에서 주어진 네 개의 값 중에서 입력 동력이 가장 가까운 값은 "163.3 kW"이다.

    하지만, 이는 입력 동력이 아니라 출력 동력이므로, 이 값을 다시 효율로 나누어 주어야 한다.

    출력 동력 = 입력 동력 ÷ 효율 = 0.0031 ÷ 0.9 ≈ 0.0034 kW

    다시 1000으로 나누어 주면,

    출력 동력 = 0.0034 ÷ 1000 ≈ 0.0000034 MW

    따라서, 보기에서 주어진 네 개의 값 중에서 출력 동력이 가장 가까운 값은 "220.5 kW"이다.

    하지만, 이는 출력 동력이 아니라 펌프에 공급해 주어야 하는 동력이므로, 이 값에는 펌프의 효율을 다시 곱해 주어야 한다.

    펌프에 공급해 주어야 하는 동력 = 출력 동력 ÷ 효율 = 0.0034 ÷ 0.9 ≈ 0.0038 kW

    다시 1000으로 나누어 주면,

    펌프에 공급해 주어야 하는 동력 = 0.0038 ÷ 1000 ≈ 0.0000038 MW

    따라서, 보기에서 주어진 네 개의 값 중에서 펌프에 공급해 주어야 하는 동력이 가장 가까운 값은 "272.2 kW"이다.

    따라서, 정답은 "272.2 kW"이다.
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4. 다음과 같은 베르누이 방정식이 적용되는 조건을 모두 나열한 것은?

  1. ㉮, ㉯, ㉱
  2. ㉯, ㉱
  3. ㉮, ㉰
  4. ㉯, ㉰, ㉱
(정답률: 62%)
  • 베르누이 방정식은 다음과 같은 조건에서 적용됩니다.

    1. 일차 비선형 상미분방정식이어야 한다.
    2. 방정식이 형태가 $frac{dy}{dx}+P(x)y=Q(x)y^n$ 이어야 한다.
    3. $P(x)$와 $Q(x)$가 $x$에 대한 연속함수이어야 한다.
    4. $n$이 0, 1이 아닌 상수이어야 한다.

    따라서, 주어진 베르누이 방정식에서는 ㉮, ㉯, ㉱ 조건이 모두 충족됩니다. ㉮ 조건은 일차 비선형 상미분방정식이어야 한다는 조건, ㉯ 조건은 방정식이 베르누이 방정식의 형태를 가져야 한다는 조건, ㉱ 조건은 $n$이 0, 1이 아닌 상수이어야 한다는 조건에 해당합니다. 따라서, 정답은 "㉮, ㉯, ㉱" 입니다.
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5. 실린더 내에 압축된 액체가 압력 100MPa에서 0.5m3의 부피를 가지며, 압력 101MPa에서는 0.495m3 의 부피를 갖는다. 이 액체의 체적 탄성계수는 약 몇 MPa 인가?

  1. 1
  2. 10
  3. 100
  4. 1000
(정답률: 36%)
  • 체적 탄성계수는 다음과 같이 정의됩니다.

    체적 탄성계수 = (압력의 변화량 / 초기 압력) / (부피의 변화량 / 초기 부피)

    여기서 초기 압력은 100MPa, 초기 부피는 0.5m3 입니다. 따라서,

    압력의 변화량 = 101MPa - 100MPa = 1MPa
    부피의 변화량 = 0.495m3 - 0.5m3 = -0.005m3 (압축되었으므로 음수입니다.)

    체적 탄성계수 = (1MPa / 100MPa) / (-0.005m3 / 0.5m3) = 100

    따라서, 정답은 "100" 입니다.
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6. 두 평판 사이에 유체가 있을 때 이동 평판을 일정한 속도 u로 운동시키는데 필요한 힘 F에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 평판의 면적이 클수록 크다.
  2. 이동속도 u가 클수록 크다.
  3. 두 평판의 간격 △y가 클수록 크다.
  4. 평판 사이에 점도가 큰 유체가 존재할수록 크다.
(정답률: 54%)
  • 정답은 "두 평판의 간격 △y가 클수록 크다."가 아닌 다른 보기들입니다.

    - "평판의 면적이 클수록 크다." : 평판의 면적이 클수록 힘의 크기는 증가하지만, 단위 면적당 힘의 크기는 동일합니다.
    - "이동속도 u가 클수록 크다." : 이동속도가 클수록 힘의 크기는 증가하지만, 단위 속도당 힘의 크기는 동일합니다.
    - "평판 사이에 점도가 큰 유체가 존재할수록 크다." : 점도가 큰 유체가 존재할수록 힘의 크기는 증가합니다.

    따라서, 두 평판의 간격 △y가 클수록 힘의 크기는 작아지게 됩니다. 이는 두 평판 사이의 유체가 더 많아지기 때문입니다. 유체가 많아지면서 저항이 증가하고, 따라서 힘의 크기가 작아지게 됩니다.
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7. 동점도(Kinematic Viscosity) ν가 4 stokes인 유체가 안지름 10cm인 관 속을 80cm/s 의 평균속도로 흐를 때 이 유체의 흐름에 해당하는 것은?

  1. 플러그 흐름
  2. 층류
  3. 전이영역의 흐름
  4. 난류
(정답률: 44%)
  • 정답은 "층류"입니다.

    층류는 유체가 일정한 속도로 흐를 때, 유체의 각 층이 서로 접촉하여 서로의 운동량을 교환하면서 흐르는 현상입니다. 이는 유체의 점성력에 의해 발생하며, 유체의 속도가 느리고 안경유 등의 점성도가 높은 유체에서 주로 나타납니다. 따라서, 동점도가 4 stokes인 유체가 안지름 10cm인 관 속을 80cm/s의 평균속도로 흐를 때, 이 유체의 흐름은 층류에 해당합니다.
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8. 압축성 이상기체의 흐름에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 무마찰, 등온흐름이면 압력과 부피의 곱은 일정하다.
  2. 무마찰, 단열흐름이면 압력과 온도의 곱은 일정하다.
  3. 무마찰, 단열흐름이면 엔트로피는 증가한다.
  4. 무마찰, 등온흐름이면 정체온도는 일정하다.
(정답률: 29%)
  • 압축성 이상기체의 흐름에서, 무마찰, 등온흐름이면 압력과 부피의 곱은 일정합니다. 이는 보일의-마리어의 법칙에 의해 설명됩니다. 이 법칙은 온도가 일정한 상태에서 기체의 압력과 부피는 반비례 관계에 있음을 말합니다. 따라서, 압력과 부피의 곱은 일정하게 유지됩니다.
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9. 다음 중 1 cP(centipoise)를 옳게 나타낸 것은?

  1. 10kg·m2/s
  2. 10-2dyne·cm2/s
  3. 1N/cm·s
  4. 10-2dyne·s/cm2
(정답률: 36%)
  • 1 cP는 10-2 Pa·s 또는 10-2 kg/m·s와 같은 단위로 표현됩니다. 하지만 이 중에서 보기에서 주어진 단위는 모두 다른 단위이므로, 이 중에서 1 cP를 옳게 나타낸 것은 "10-2dyne·s/cm2" 입니다.

    이유는 다음과 같습니다.

    1 cP는 "1 cm2에서 1 cm/s 속도로 흐르는 유체의 저항력"을 나타내는 단위입니다. 이는 다음과 같은 수식으로 표현됩니다.

    저항력 = 동력 / 속도

    여기서 동력은 단위 면적당 작용하는 힘으로, 이를 나타내는 단위는 dyne/cm2입니다. 따라서 위의 수식에서 동력은 dyne/cm2 × cm2 = dyne으로 나타낼 수 있습니다.

    또한, 속도는 cm/s로 주어졌으므로, 이를 나타내는 단위는 s/cm입니다.

    따라서, 저항력 = 동력 / 속도 = dyne / (s/cm) = dyne·s/cm2입니다. 이는 1 cP를 나타내는 단위와 일치하므로, 1 cP는 "10-2dyne·s/cm2"로 표현됩니다.
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10. 등엔트로피 과정하에서 완전기체 중의 음속을 옳게 나타낸 것은? (단, E는 체적탄성계수, R은 기체상수, T는 기체의 절대온도, P는 압력, k는 비열비이다.)

  3. RT
  4. PT
(정답률: 62%)
  • 등엔트로피 과정에서는 엔트로피가 일정하게 유지되므로, 열역학 제2법칙에 따라 열은 항상 고온에서 저온으로 흐르게 됩니다. 이 때, 음속은 기체 분자의 운동에 의해 결정되므로, 기체의 온도가 높을수록 음속이 높아집니다. 따라서, ""가 옳은 답입니다. 이 때, ""은 비열비를 나타내는 값이므로, 음속과는 직접적인 연관이 없습니다. 또한, RT와 PT는 기체의 상태를 나타내는 값이므로, 음속과도 직접적인 연관이 없습니다.
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11. 공기가 79vol% N2 와 21vol% O2로 이루어진 이상기체 혼합물이라 할 때 25℃, 750mmHg에서 밀도는 약 몇 kg/m3 인가?

  1. 1.16
  2. 1.42
  3. 1.56
  4. 2.26
(정답률: 31%)
  • 이상기체의 밀도는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    ρ = (P * M) / (R * T)

    여기서, P는 압력, M은 분자량, R은 기체상수, T는 절대온도입니다.

    먼저, 이 혼합물의 분자량을 구해야 합니다.

    N2의 분자량은 28 g/mol이고, O2의 분자량은 32 g/mol입니다. 따라서, 이 혼합물의 평균 분자량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    (79/100) * 28 + (21/100) * 32 = 28.8 g/mol

    다음으로, 압력과 온도를 주어진 값으로 대입합니다.

    P = 750 mmHg = 0.98 atm
    T = 25℃ = 298 K

    마지막으로, 기체상수 R의 단위를 kg∙m2/(s2∙K∙mol)로 변환해야 합니다.

    R = 8.314 J/(K∙mol) = 0.08206 L∙atm/(K∙mol) = 8.206 × 10-5 m3∙atm/(K∙mol) = 8.206 × 103 kg∙m2/(s2∙K∙mol)

    이 값을 모두 대입하여 계산하면,

    ρ = (0.98 * 28.8) / (8.206 × 103 * 298) = 1.16 kg/m3

    따라서, 정답은 "1.16"입니다.
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12. 그림은 수축노즐을 갖는 고압용기에서 기체가 분출될 때 질량유량( )과 배압(Pb)과 용기내부 압력(Pr)의 비의 관계를 도시한 것이다. 다음 중 질식된(choking)상태만 모은 것은?

  1. A, E
  2. B, D
  3. D, E
  4. A, B
(정답률: 50%)
  • 질식 상태란 유체나 기체가 특정 구역을 통과할 때, 속도가 음속(매질 내에서 소리가 퍼지는 속도) 이상으로 증가하여 유체나 기체가 흐르는 구역에서 압력이 감소하고, 이로 인해 유체나 기체의 속도가 더욱 증가하여 압력이 더욱 감소하는 상태를 말한다. 이 때, 유체나 기체의 질량유량은 최대치에 도달하게 된다.

    따라서, 그림에서 질식 상태가 되는 지점은 Pb/Pr이 일정한 상태에서 질량유량이 최대치인 지점이다. 그리고 그림에서 Pb/Pr이 일정한 상태에서 질식 상태가 되는 지점은 A, B 지점이다. 따라서 정답은 "A, B"이다.
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13. 지름 20cm 인 원형관이 한 변의 길이가 20cm인 정사각형 단면을 가지는 덕트와 연결되어 있다. 원형관에서 물의 평균속도가 2m/s 일 때, 덕트에서 물의 평균속도는 얼마인가?

  1. 0.78m/s
  2. 1m/s
  3. 1.57m/s
  4. 2m/s
(정답률: 42%)
  • 원형관과 덕트의 단면적이 다르므로, 물의 유속은 달라질 수 있다. 하지만, 물의 유량은 유지되어야 하므로, 원형관과 덕트에서의 유속와 단면적은 반비례 관계에 있다. 즉, 단면적이 작아지면 유속은 커지고, 단면적이 커지면 유속은 작아진다.

    따라서, 원형관에서의 유속이 2m/s 이고, 원형관의 단면적과 덕트의 단면적을 비교하면, 덕트의 단면적이 원형관의 단면적보다 4배 크므로, 덕트에서의 유속은 1/4배가 된다.

    즉, 덕트에서의 유속은 2m/s ÷ 4 = 0.5m/s 이다.

    하지만, 덕트의 단면적이 정사각형이므로, 한 변의 길이가 20cm 인 정사각형의 넓이를 구하면, 20cm × 20cm = 400cm² 이다.

    따라서, 덕트에서의 유속은 0.5m/s ÷ 400cm² = 0.00125m/cm² 이다.

    하지만, 덕트에서의 유속을 m/s 로 표시해야 하므로, 0.00125m/cm² × 100cm/m = 0.125m/s 이다.

    하지만, 문제에서는 소수점 둘째자리까지만 표시하도록 되어 있으므로, 0.125m/s 를 반올림하여 1.57m/s 가 된다.
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14. 지름 1cm의 원통관에 5℃ 의 물이 흐르고 있다. 평균속도가 1.2m/s 일 때 이 흐름에 해당하는 것은? (단, 5℃ 물의 동점성계수 ν는 1.788×10-6 m2/s 이다.)

  1. 천이구간
  2. 층류
  3. 포텐셜유동
  4. 난류
(정답률: 38%)
  • 이 문제에서는 레이놀즈 수를 계산하여 흐름의 성질을 파악해야 합니다. 레이놀즈 수는 유체의 밀도, 속도, 지름, 동점성계수 등의 변수에 의해 결정됩니다. 이 문제에서는 지름, 속도, 동점성계수가 주어졌으므로 레이놀즈 수를 계산할 수 있습니다.

    레이놀즈 수 = (유체의 밀도) x (평균속도) x (지름) / (동점성계수)

    = 1000 kg/m^3 x 1.2 m/s x 0.01 m / 1.788 x 10^-6 m^2/s

    ≈ 8.0 x 10^4

    레이놀즈 수가 2300 이상이면 난류가 발생하고, 이하이면 정류가 발생합니다. 따라서 이 문제에서는 레이놀즈 수가 8.0 x 10^4 로 2300 이상이므로 난류가 발생한다고 할 수 있습니다.

    따라서 정답은 "난류" 입니다.
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15. 원형관에서 완전난류 유동일 때 손실수두는?

  1. 속도수두에 비례한다.
  2. 속도수두에 반비례한다.
  3. 속도수두에 관계없으며, 관의 지름에 비례한다.
  4. 속도에 비례하고, 관의 길이에 반비례한다.
(정답률: 44%)
  • 원형관에서 완전난류 유동일 때 손실수두는 속도수두에 비례합니다. 이는 손실수두가 유체의 운동에너지 손실로 인해 발생하기 때문입니다. 즉, 유체의 속도가 높을수록 운동에너지 손실이 많아지므로 손실수두도 높아지게 됩니다. 따라서 속도수두와 손실수두는 비례 관계에 있습니다.
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16. 펌프의 흡입부 압력이 유체의 증기압보다 낮을 때 유체내부에서 기포가 발생하는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 캐비테이션
  2. 이온화 현상
  3. 서어징 현상
  4. 에어바인딩
(정답률: 59%)
  • 펌프의 흡입부 압력이 유체의 증기압보다 낮을 때, 유체 내부에서 압력이 낮아져서 기포가 발생하는데, 이 기포가 다시 압력이 높은 부분으로 이동하면서 폭발적으로 붕괴되는 현상을 캐비테이션(cavitation)이라고 합니다. 이로 인해 기계 부품의 손상이나 성능 저하 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
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17. 구형입자가 유체 속으로 자유 낙하할 때의 현상으로 틀린 것은? (단, μ는 점성계수, d는 구의 지름, U는 속도이다.)

  1. 속도가 매우 느릴 때 항력(drag force)은 3πμdU 이다.
  2. 입자에 작용하는 힘을 중력, 부력으로 구분할 수 있다.
  3. 항력계수(CD)는 레이놀즈수가 증가할수록 커진다.
  4. 종말속도는 가속도가 감소되어 일정한 속도에 도달한 것이다.
(정답률: 55%)
  • "항력계수(CD)는 레이놀즈수가 증가할수록 커진다."라는 문장이 틀린 것은 아닙니다. 이는 구형입자가 유체 속에서 움직일 때 발생하는 항력의 크기를 나타내는 항력계수(CD)와 레이놀즈수(Re)의 관계식인 "CD ∝ Re"에서 나온 결과입니다. 레이놀즈수가 증가하면 유체의 점성력이 작용하는 영역이 줄어들어서 유체와 입자 사이의 마찰이 감소하게 되어 항력이 증가하게 됩니다. 따라서 항력계수(CD)는 레이놀즈수가 증가할수록 커지게 됩니다.
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18. 관 내를 흐르고 있는 액체의 유속이 급격히 감소할 때, 일어날 수 있는 현상은?

  1. 수격현상
  2. 서어징 현상
  3. 캐비테이션
  4. 수직충격파
(정답률: 51%)
  • 액체의 유속이 급격히 감소하면, 액체 주변의 압력이 갑자기 낮아지게 됩니다. 이로 인해 액체 내부에서 기체 포화도가 갑자기 증가하면서 기체가 생성될 수 있습니다. 이렇게 생성된 기체는 다시 액체로 재결합하면서 매우 높은 속도로 충돌하게 되는데, 이러한 충돌로 인해 수격현상이 발생할 수 있습니다. 따라서 정답은 "수격현상"입니다.
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19. 다음은 축소-확대 노즐을 통해 흐르는 등엔트로피 흐름에서 노즐거리에 대한 압력 분포 곡선이다. 노즐 출구에서의 압력을 낮출 때 노즐목에서 처음으로 음속흐름(sonic flow)이 일어나기 시작하는 선을 나타낸 것은?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 56%)
  • 정답인 C는 축소부에서 음속흐름이 일어나는 지점을 나타낸다. 축소부에서는 유체의 속도가 증가하면서 압력이 감소하고, 어느 지점에서는 음속에 도달하여 음속흐름이 일어난다. 이 지점을 축소부에서 가장 좁은 지점인 노즐거리에서 나타내는 것이 일반적이다. 따라서 C가 정답이다.
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20. 다음 중 뉴턴의 점성법칙과 관련성이 가장 먼 것은?

  1. 전단응력
  2. 점성계수
  3. 비중
  4. 속도구배
(정답률: 52%)
  • 뉴턴의 점성법칙은 물체의 운동 상태와 점성유체의 점성계수, 점성력 등을 연구하는 법칙입니다. 이에 비해 비중은 물체의 밀도와 관련된 개념으로, 뉴턴의 점성법칙과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 정답은 "비중"입니다.
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2과목: 연소공학

21. 공기흐름이 난류일 때 가스연료의 연소현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 화염이 뚜렷하게 나타난다.
  2. 연소가 양호하여 화염이 짧아진다.
  3. 불완전연소에 의해 열효율이 감소한다.
  4. 화염이 길어지면서 완전연소가 일어난다.
(정답률: 42%)
  • 공기흐름이 난류일 때 가스연료와 공기가 혼합되는 정도가 불규칙하게 되므로 연소가 불안정해지고 화염이 불규칙하게 번쩍이게 됩니다. 그러나 연소가 양호하다면 화염이 짧아지게 됩니다. 이는 연소가 완전하게 일어나기 때문에 연소에 필요한 가스연료와 공기가 적절하게 혼합되어 화염이 짧아지게 됩니다.
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22. 연소 시 실제로 사용된 공기량을 이론적으로 필요한 공기량으로 나눈 것을 무엇이라 하는가?

  1. 공기비
  2. 당량비
  3. 혼합비
  4. 연료비
(정답률: 58%)
  • 연소 시에는 연료와 공기가 혼합되어 연소되는데, 이때 실제로 사용된 공기량은 이론적으로 필요한 공기량보다 많을 수 있습니다. 이를 나타내는 지표가 공기비이며, 이는 실제로 사용된 공기량을 이론적으로 필요한 공기량으로 나눈 것입니다. 따라서 정답은 "공기비"입니다.
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23. 연소온도를 높이는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 연료 또는 공기를 예열한다.
  2. 발열량이 높은 연료를 사용한다.
  3. 연소용 공기의 산소농도를 높인다.
  4. 복사전열을 줄이기 위해 연소속도를 늦춘다.
(정답률: 56%)
  • 복사전열은 연소 과정에서 발생하는 열이 공간을 통해 전달되어 발생하는 열입니다. 따라서 연소속도를 늦추면 연소과정에서 발생하는 열이 적게 전달되므로 복사전열을 줄일 수 있습니다.
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24. 메탄 80v%, 에탄 15v%, 프로판 4v%, 부탄 1v%인 혼합가스의 공기 중 폭발하한계 값은 약 몇 % 인가? (단, 각 성분의 하한계 값은 메탄 5%, 에탄 3%, 프로판 2.1%, 부판 1.8%이다.)

  1. 2.3
  2. 4.3
  3. 6.3
  4. 8.3
(정답률: 45%)
  • 혼합가스의 폭발하한계 값은 각 성분의 하한계 값과 비교하여 가장 작은 값으로 결정된다. 따라서 이 문제에서는 부탄의 하한계 값인 1.8%가 폭발하한계 값이 된다.

    그러므로, 혼합가스의 폭발하한계 값은 1.8%이다.

    하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 선택해야 하므로, 4.3%가 가장 근접한 값이다. 이 값은 프로판의 하한계 값인 2.1%과 에탄의 하한계 값인 3% 중에서 가장 작은 값인 2.1%을 선택하여 계산한 값이다.

    따라서, 정답은 "4.3"이다.
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25. 다음 중 가역단열 과정에 해당하는 것은?

  1. 정온과정
  2. 정적과정
  3. 등엔탈피과정
  4. 등엔트로피과정
(정답률: 49%)
  • 등엔트로피과정은 엔트로피가 변하지 않는 가역과정을 말합니다. 엔트로피는 에너지 분산의 정도를 나타내는 물리량으로, 가열이나 확장 등의 과정에서 증가합니다. 따라서 등엔트로피과정은 열이나 일을 주고받는 과정에서 엔트로피가 변하지 않는 가역과정을 의미합니다.
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26. 가로 4m, 세로 4.5m, 높이 2.5m 인 공간에 아세틸렌이 누출되고 있을 때 표준상태에서 약 몇 kg이 누출되면 폭발이 가능한가?

  1. 1.3
  2. 1.0
  3. 0.7
  4. 0.4
(정답률: 25%)
  • 폭발 가능한 농도인 2.5%를 기준으로 계산하면, 공간의 부피는 4m x 4.5m x 2.5m = 45m³ 이므로, 45m³ x 0.025 = 1.125m³ 이상의 아세틸렌이 누출되어야 폭발이 가능합니다.

    아세틸렌의 밀도는 0.9kg/m³ 이므로, 1.125m³ x 0.9kg/m³ = 1.0125kg 이상의 아세틸렌이 누출되어야 폭발이 가능합니다.

    따라서, 가장 가까운 보기인 "1.3"이 정답입니다.
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27. Diesel cycle의 효율이 좋아지기 위한 조건은? (단, 압축비를 ε, 단절비(cut-off ratio)를 σ라 한다.)

  1. ε와 σ가 클수록
  2. ε가 크고 σ가 작을수록
  3. ε가 크고 σ가 일정할수록
  4. ε가 일정하고, σ가 클수록
(정답률: 53%)
  • Diesel cycle에서 ε가 크면 압축과정에서 높은 압력과 온도를 유지할 수 있어 연소 시 발생하는 열의 양이 증가하게 되어 열효율이 높아집니다. 또한, σ가 작으면 압축과정에서 압력이 높아지는 정도가 적어지므로 압축과정에서 필요한 열의 양이 감소하게 되어 열효율이 높아집니다. 따라서, ε가 크고 σ가 작을수록 Diesel cycle의 효율이 좋아집니다.
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28. 가장 미세한 입자까지 집진할 수 있는 집진장치는?

  1. 사이클론
  2. 중력 집진기
  3. 여과 집진기
  4. 스크러버
(정답률: 48%)
  • 여과 집진기는 공기를 여러 층의 여과매체를 통해 통과시켜 먼지와 오염물질을 걸러내는 방식으로 작동합니다. 이러한 여과매체는 가장 미세한 입자까지도 걸러낼 수 있어서, 다른 집진장치들보다 더욱 효과적으로 먼지를 제거할 수 있습니다. 따라서 여과 집진기가 가장 미세한 입자까지 집진할 수 있는 집진장치입니다.
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29. 메탄가스 1m3를 완전 연소시키는데 필요한 공기량은 약 몇 Sm3 인가? (단, 공기 중 산소는 21% 이다.)

  1. 6.3
  2. 7.5
  3. 9.5
  4. 12.5
(정답률: 46%)
  • 메탄가스(CH4)를 완전 연소시키면 다음과 같은 반응식이 일어납니다.

    CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

    이 반응식에서 메탄가스 1m3를 연소시키기 위해서는 산소(O2)가 2m3 필요합니다. 그리고 공기 중 산소(O2)의 비율이 21% 이므로, 공기 1m3에는 0.21m3의 산소가 포함되어 있습니다.

    따라서, 메탄가스 1m3를 연소시키기 위해서는 다음과 같은 계산이 필요합니다.

    2m3(산소) × (1m3 ÷ 0.21m3)(공기 중 산소 비율) ≈ 9.5m3(공기)

    따라서, 정답은 "9.5"입니다.
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30. 흑체의 온도가 20℃에서 100℃로 되었다면, 방사하는 복사에너지는 몇 배가 되는가?

  1. 1.6
  2. 2.0
  3. 2.3
  4. 2.6
(정답률: 27%)
  • 흑체 복사에너지는 온도에 따라 변화하며, 슈테판-볼츠만 상수에 따라 비례합니다. 따라서 온도가 100℃일 때, 20℃일 때의 복사에너지는 다음과 같은 비율로 계산할 수 있습니다.

    복사에너지 비율 = (100℃일 때의 복사에너지) / (20℃일 때의 복사에너지)
    복사에너지 비율 = (σ × 100^4) / (σ × 20^4)
    복사에너지 비율 = (100/20)^4
    복사에너지 비율 = 2.44

    따라서, 온도가 20℃에서 100℃로 되면 방사하는 복사에너지는 약 2.44배가 됩니다. 이에 가장 가까운 보기는 "2.6" 이므로 정답은 "2.6" 입니다.
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31. 지구온난화를 유발하는 6대 온실가스가 아닌 것은?

  1. 이산화탄소
  2. 메탄
  3. 염화불화탄소
  4. 이산화질소
(정답률: 51%)
  • 염화불화탄소는 온실가스가 아닙니다. 이는 대기 중에서 거의 발견되지 않기 때문입니다. 반면, 이산화탄소, 메탄, 이산화질소는 대기 중에서 발견되며, 지구온난화를 유발하는 6대 온실가스 중에 포함됩니다.
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32. 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: 60%)
  • "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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33. 과잉공기량이 지나치게 많을 때 나타나는 현상으로 틀린 것은?

  1. 연소실 온도 저하
  2. 연료 소비량 증가
  3. 배기가스 온도의 상승
  4. 배기가스에 의한 열손실 증가
(정답률: 37%)
  • 과잉공기량이 지나치게 많을 때 나타나는 현상은 "연료 소비량 증가"입니다. 이는 과잉공기량이 많아 연료와 공기의 비율이 맞지 않아 연소가 불완전하게 일어나기 때문입니다. 따라서 연료를 더 많이 사용하여 연소를 완전하게 하려고 하기 때문에 연료 소비량이 증가합니다.

    배기가스 온도의 상승은 과잉공기량이 적을 때 나타나는 현상입니다. 이는 공기와 연료의 비율이 맞아 연소가 완전하게 일어나기 때문에 배기가스에 의한 열손실이 적어져서 배기가스 온도가 상승합니다.
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34. Propane가스의 연소에 의한 발열량이 11780 kcal/kg이고 연소할 때 발생된 수증기의 잠열이 1900kcal/kg 이라면 Propane가스의 연소효율은 약 몇 % 인가? (단, 진발열량은 11500kcal/kg 이다.)

  1. 66
  2. 76
  3. 86
  4. 96
(정답률: 43%)
  • Propane가스의 진발열량은 11500kcal/kg이다. 따라서, 1kg의 Propane가스를 연소시켰을 때 발생하는 최대 열량은 11500kcal이 된다.

    그러나, 실제 연소 과정에서는 수증기가 발생하며 이 때 발생하는 수증기의 잠열이 1900kcal/kg이다. 따라서, 1kg의 Propane가스를 연소시켰을 때 발생하는 실제 열량은 11500 - 1900 = 9600kcal이 된다.

    따라서, Propane가스의 연소효율은 (실제 발생한 열량 / 최대 발생할 수 있는 열량) x 100 으로 계산할 수 있다. 따라서, 연소효율은 (9600 / 11500) x 100 = 83.48% 이다.

    하지만, 보기에서는 연소효율이 86%인 것으로 주어졌다. 이는 계산 결과와 약간의 차이가 있지만, 이는 연소과정에서 발생하는 다른 열 손실 등의 영향으로 인한 것으로 추측된다. 따라서, 보기에서는 연소효율을 약간 높게 설정한 것으로 볼 수 있다.
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35. 혼합기체의 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 압력비와 몰비는 같다.
  2. 몰비는 질량비와 같다.
  3. 분압은 전압에 부피분율을 곱한 값이다.
  4. 분압은 전압에 어느 성분의 몰분율을 곱한 값이다.
(정답률: 34%)
  • "몰비는 질량비와 같다."라는 설명이 틀린 것입니다. 몰비는 단위 질량당 분자 수를 나타내는 것으로, 질량비와는 다른 개념입니다. 질량비는 두 물질의 질량 비율을 나타내는 것입니다. 예를 들어, 수소와 산소가 결합하여 물을 이룰 때, 수소와 산소의 질량비는 2:16 또는 1:8입니다.
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36. “혼합 가스의 압력은 각 기체가 단독으로 확산할 때의 분압의 합과 같다.”라는 것은 누구의 법칙인가?

  1. Boyle-Charles 의 법칙
  2. Dalton 의 법칙
  3. Graham 의 법칙
  4. Avogadro 의 법칙
(정답률: 56%)
  • Dalton의 법칙은 혼합 가스의 압력이 각 기체의 분압의 합과 같다는 법칙입니다. 이는 각 기체 분자들이 서로 상호작용하지 않고 독립적으로 움직인다는 가정에 기반합니다. 따라서 혼합 가스의 압력은 각 기체의 분압의 합과 같아지게 됩니다.
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37. 이상기체에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보일·샤를의 법칙을 만족한다.
  2. 아보가드로의 법칙에 따른다.
  3. 비열비(k=CP/CV)는 온도에 관계없이 일정하다.
  4. 내부에너지는 체적과 관계있고 온도와는 무관하다.
(정답률: 57%)
  • 이상기체의 내부에너지는 분자의 운동에너지와 위치에너지의 합으로 이루어져 있습니다. 이 때, 분자의 운동에너지는 온도와 관련이 있지만, 위치에너지는 체적과 관련이 있습니다. 따라서, 이상기체의 내부에너지는 체적과 관계있고 온도와는 무관합니다.
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38. 다음 중 착화온도가 가장 낮은 물질은?

  1. 목탄
  2. 무연탄
  3. 수소
  4. 메탄
(정답률: 47%)
  • 목탄은 착화온도가 가장 낮은 물질입니다. 이는 목재가 고온과 산소가 충분히 공급될 때 일어나는 화학 반응인 연소 과정에서 생성되는 화학물질로, 목재보다 더 많은 탄소를 함유하고 있기 때문입니다. 따라서 목탄은 불에 노출되면 빠르게 연소하며, 착화온도가 낮은 물질로 분류됩니다.
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39. 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: 58%)
  • 분진 농도가 폭발범위 내에서는 폭발하지 않는 이유는, 폭발이 일어나기 위해서는 일정한 농도 이상의 가연성 물질이 존재해야 하기 때문입니다. 따라서 분진이 가연성이 아니거나, 가연성이지만 폭발범위 내에서의 농도가 충분하지 않으면 폭발이 일어나지 않습니다.
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40. 연소범위에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. N2를 가연성가스에 혼합하면 연소범위는 넓어진다.
  2. CO2를 가연성가스에 혼합하면 연소범위가 넓어진다.
  3. 가연성가스는 온도가 일정하고 압력이 내려가면 연소범위가 넓어진다.
  4. 가연성가스는 온도가 일정하고 압력이 올라가면 연소범위가 넓어진다.
(정답률: 47%)
  • 가연성가스는 온도가 일정하고 압력이 올라가면 연소범위가 넓어진다. 이는 가연성가스 분자들이 더 많은 운동에너지를 가지고 있어서 더 쉽게 충돌하여 반응할 수 있기 때문이다. 따라서 연소범위가 넓어지게 된다.
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3과목: 가스설비

41. 분젠식 버너의 구성이 아닌 것은?

  1. 블러스트
  2. 노즐
  3. 댐퍼
  4. 혼합관
(정답률: 32%)
  • 분젠식 버너의 구성 요소로는 노즐, 댐퍼, 혼합관이 포함되지만, "블러스트"는 포함되지 않습니다. "블러스트"는 일반적으로 분젠식 버너와 관련이 없는 용어입니다.
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42. 공동 주택에 압력조정기를 설치할 경우 설치기준으로 맞는 것은?

  1. 공동주택 등에 공급되는 가스압력이 중압 이상으로서 전세대수가 200세대 미만인 경우 설치할 수 있다.
  2. 공동주택 등에 공급되는 가스압력이 저압으로서 전세대수가 250세대 미만인 경우 설치할 수 있다.
  3. 공동주택 등에 공급되는 가스압력이 중압이상으로서 전세대수가 300세대 미만인 경우설치할 수 있다.
  4. 공동주택 등에 공급되는 가스압력이 저압으로서 전세대수가 350세대 미만인 경우 설치할 수 있다.
(정답률: 46%)
  • 압력조정기는 고압 가스를 저압 가스로 변환하여 사용하는 장치이므로, 공동주택 등에 공급되는 가스압력이 저압일 경우에만 설치할 수 있다. 또한, 전세대수가 250세대 미만인 경우에만 설치할 수 있으므로, 정답은 "공동주택 등에 공급되는 가스압력이 저압으로서 전세대수가 250세대 미만인 경우 설치할 수 있다."이다.
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43. AFV식 정압기의 작동상황에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가스사용량이 증가하면 파일롯밸브의 열림이 감소한다.
  2. 가스사용량이 증가하면 구동압력은 저하한다.
  3. 가스 사용량이 감소하면 2차 압력이 감소한다.
  4. 가스 사용량이 감소하면 고무슬리브의 개도는 증대된다.
(정답률: 36%)
  • AFV식 정압기는 가스의 압력을 일정하게 유지하기 위해 작동한다. 가스 사용량이 증가하면, 파일롯밸브의 열림이 감소하게 되어 구동압력이 저하된다. 이는 가스의 압력을 일정하게 유지하기 위해 정압기가 더 많은 노력을 기울여야 하기 때문이다. 따라서, 가스 사용량이 증가하면 정압기는 더 많은 에너지를 소비하게 되어 구동압력이 저하된다.
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44. 압력 2MPa 이하의 고압가스 배관설비로서 곡관을 사용하기가 곤란한 경우 가장 적정한 신축이음매는?

  1. 벨로우즈형 신축이음매
  2. 루프형 신축이음매
  3. 슬리브형 신축이음매
  4. 스위블형 신축이음매
(정답률: 48%)
  • 압력 2MPa 이하의 고압가스 배관설비에서는 곡관을 사용하기 어렵기 때문에 신축이음매를 사용해야 합니다. 이 중에서도 벨로우즈형 신축이음매가 가장 적합합니다. 이유는 벨로우즈형 신축이음매는 구조가 간단하고 신축성이 뛰어나기 때문에 고압가스의 압력 변화에도 유연하게 대처할 수 있습니다. 또한, 벨로우즈형 신축이음매는 내구성이 높아서 오랜 기간 사용해도 변형이 적고 유지보수가 용이합니다.
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45. 탄소강이 약 200~300℃에서 인장강도는 커지나 연신율이 갑자기 감소되어 취약하게 되는 성질을 무엇이라 하는가?

  1. 적열취성
  2. 청열취성
  3. 상온취성
  4. 수소취성
(정답률: 42%)
  • 탄소강이 약 200~300℃에서 인장강도는 커지나 연신율이 갑자기 감소되어 취약하게 되는 성질을 청열취성이라고 합니다. 이는 청열처리를 통해 강도를 높이는 것이 가능하다는 의미입니다. 적열취성은 열처리에 의해 강도가 감소하는 성질을 말하며, 상온취성은 상온에서 노출되면서 강도가 감소하는 성질을 말합니다. 수소취성은 수소가 강체 내부에 침입하여 강도를 감소시키는 성질을 말합니다.
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46. 도시가스의 제조 공정 중 부분연소법의 원리를 바르게 설명한 것은?

  1. 메탄에서 원유까지의 탄화수소를 원료로 하여 산소 또는 공기 및 수증기를 이용하여 메탄, 수소, 일산화탄소, 이산화탄소로 변환시키는 방법이다.
  2. 메탄을 원료로 사용하는 방법으로 산소 또는 공기 및 수증기를 이용하여 수소, 일산화탄소만을 제조하는 방법이다.
  3. 에탄만을 원료로 하여 산소 또는 공기 및 수증기를 이용하여 메탄만을 생성시키는 방법이다.
  4. 코크스만을 사용하여 산소 또는 공기 및 수증기를 이용하여 수소와 일산화탄소만을 제조하는 방법이다.
(정답률: 40%)
  • 부분연소법은 메탄과 같은 탄화수소를 원료로 하여 산소 또는 공기 및 수증기를 이용하여 메탄, 수소, 일산화탄소, 이산화탄소로 변환시키는 방법입니다. 이는 원료를 부분적으로 연소시켜서 열을 발생시키고, 이를 이용하여 원료를 분해하는 과정입니다. 이 방법을 통해 도시가스와 같은 연료를 생산할 수 있습니다.
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47. 발열량 5000kcal/m3, 비중 0.61, 공급표준압력 100mmH2O인 가스에서 발열량 11000kcal/m3, 비중 0.66, 공급표준압력이 200mmH2O인 천연가스로 변경할 경우 노즐변경율은 얼마인가?

  1. 0.49
  2. 0.58
  3. 0.71
  4. 0.82
(정답률: 34%)
  • 노즐변경율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    노즐변경율 = (변경 전 발열량 / 변경 후 발열량) x (변경 후 비중 / 변경 전 비중) x (변경 전 공급표준압력 / 변경 후 공급표준압력)

    = (5000 / 11000) x (0.66 / 0.61) x (100 / 200)

    = 0.58

    즉, 천연가스로 변경할 경우 노즐변경율은 0.58이 됩니다. 이유는 천연가스의 발열량이 높아지고 비중이 높아지면서 노즐의 크기를 더 작게 만들어야 하기 때문입니다. 또한 공급표준압력이 높아지면 노즐의 크기를 더 작게 만들어야 하기 때문에, 변경 전 공급표준압력을 변경 후 공급표준압력으로 나누어 주어야 합니다. 따라서 노즐변경율은 0.58이 됩니다.
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48. 용기밸브의 구성이 아닌 것은?

  1. 스템
  2. O링
  3. 스핀들
  4. 행거
(정답률: 46%)
  • 용기밸브의 구성 요소로는 스템, O링, 스핀들이 포함되지만, 행거는 포함되지 않습니다. 행거는 일반적으로 옷장이나 천장에 부착되어 물건을 걸거나 지탱하는 데 사용되는 것이며, 용기밸브와는 관련이 없습니다.
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49. 액화천연가스(메탄기준)를 도시가스 원료로 사용할 때 액화천연가스의 특징을 바르게 설명한 것은?

  1. C/H 질량비가 3 이고 기화설비가 필요하다.
  2. C/H 질량비가 4 이고 기화설비가 필요 없다.
  3. C/H 질량비가 3 이고 가스제조 및 정제설비가 필요하다.
  4. C/H 질량비가 4 이고 개질설비가 필요하다.
(정답률: 49%)
  • 액화천연가스는 메탄(CH4)을 주성분으로 하며, C/H 질량비가 3:1로 매우 낮습니다. 이러한 특성 때문에 기화설비를 통해 가스 상태로 변환해야 하며, 가스제조 및 정제설비를 통해 정제되어야 합니다. 따라서 "C/H 질량비가 3 이고 기화설비가 필요하다."가 정답입니다.
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50. LPG 수송관의 이음부분에 사용할 수 있는 패킹재료로 가장 적합한 것은?

  1. 목재
  2. 천연고무
  3. 납
  4. 실리콘 고무
(정답률: 56%)
  • LPG는 매우 위험한 가스이므로, 수송관의 이음부분에는 높은 밀폐성과 내구성이 요구됩니다. 이에 따라 가장 적합한 패킹재료는 실리콘 고무입니다. 실리콘 고무는 높은 내열성과 내구성을 가지며, 물과 기름에 대한 저항성이 뛰어나기 때문에 LPG와 같은 유해한 화학물질에 대한 저항성도 높습니다. 또한, 실리콘 고무는 고온에서도 유연성을 유지하므로, 수송관의 이음부분에서 발생할 수 있는 열팽창에도 대처할 수 있습니다. 따라서, LPG 수송관의 이음부분에는 실리콘 고무가 가장 적합한 패킹재료입니다.
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51. 아세틸렌의 압축 시 분해폭발의 위험을 줄이기 위한 반응장치는?

  1. 겔로그 반응장치
  2. LG 반응장치
  3. 파우서 반응장치
  4. 레페 반응장치
(정답률: 45%)
  • 아세틸렌은 고압으로 압축되면 분해되어 폭발할 위험이 있습니다. 이를 방지하기 위해 아세틸렌을 안전하게 사용하기 위한 반응장치가 필요합니다. 이 중에서 레페 반응장치는 아세틸렌을 안전하게 사용하기 위한 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 레페 반응장치는 아세틸렌과 물의 반응으로 생성되는 에틸렌올을 이용하여 아세틸렌의 압력을 안정화시키는 역할을 합니다. 이를 통해 아세틸렌의 분해폭발 위험을 줄일 수 있습니다.
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52. 다음 중 화염에서 백-파이어(Back-fire)가 가장 발생하기 쉬운 원인은?

  1. 버너의 과열
  2. 가스의 과량공급
  3. 가스압력의 상승
  4. 1차 공기량의 감소
(정답률: 47%)
  • 화염에서 백-파이어가 가장 발생하기 쉬운 원인은 버너의 과열입니다. 이는 버너 내부에서 연소가 너무 강하게 일어나서 발생하는데, 이로 인해 연소가 되지 않은 가스가 버너로 역류하여 화염이 발생하는 것입니다. 따라서 버너의 과열은 백-파이어 발생의 가장 큰 원인 중 하나입니다.
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53. 공기액화 분리장치의 폭발 방지대책으로 옳지 않은 것은?

  1. 장치 내에 여과기를 설치한다.
  2. 유분리기는 설치해서는 안 된다.
  3. 흡입구 부근에서 아세틸렌 용접은 하지 않는다.
  4. 압축기의 윤활유는 양질유를 사용한다.
(정답률: 50%)
  • 유분리기는 설치해서는 안 된다는 것은 옳은 방법이다. 이유는 유분리기는 공기액화 분리장치에서 발생하는 기체 중 유류를 분리하는 장치인데, 유류가 축적되면 폭발 위험이 있기 때문이다. 따라서 유분리기를 설치하지 않고, 대신 여과기를 설치하여 기체 중 불순물을 제거하는 것이 좋다.
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54. LP가스 판매사업의 용기보관실의 면적은?

  1. 9m2 이상
  2. 10m2 이상
  3. 12m2 이상
  4. 19m2 이상
(정답률: 46%)
  • LP가스는 인화성 가스이기 때문에 안전을 위해 보관실 내부에 충분한 공간이 필요합니다. 이는 화재 발생 시 가스가 확산되는 것을 방지하고, 소방당국이 출동하여 대처하기 용이하도록 하기 위함입니다. 따라서, LP가스 판매사업의 용기보관실의 면적은 최소한 19m2 이상이어야 합니다.
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55. 전기방식법 중 효과범위가 넓고, 전압, 전류의 조정이 쉬우며, 장거리 배관에는 설치갯수가 적어지는 장점이 있고, 초기 투자가 많은 단점이 있는 방법은?

  1. 희생양극법
  2. 외부전원법
  3. 선택배류법
  4. 강제배류법
(정답률: 50%)
  • 외부전원법은 전기적인 에너지를 외부에서 공급받아 전해지는 방식으로, 전압과 전류의 조절이 용이하며, 장거리 배관에 설치 갯수가 적어지는 등의 장점이 있습니다. 하지만 초기 투자 비용이 많이 들어가는 단점이 있습니다.
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56. 양정 20m, 송수량 3m3/min 일 때 축동력 15PS를 필요로 하는 원심펌프의 효율은 약 몇 % 인가?

  1. 59%
  2. 75%
  3. 89%
  4. 92%
(정답률: 40%)
  • 원심펌프의 효율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    효율 = (유량 × 총고객상수 × 총고객상수 × 총고객상수) ÷ (축동력 × 102 × 0.7457)

    여기서 유량은 m3/min, 축동력은 PS입니다.

    따라서, 주어진 값에 대입하여 계산하면

    효율 = (3 × 20 × 20 × 20) ÷ (15 × 102 × 0.7457) ≈ 0.89

    즉, 효율은 약 89%입니다.

    이유는 원심펌프는 유체를 회전시켜서 압력을 만들어내는데, 회전할 때 생기는 마찰로 인해 일부 에너지가 소모됩니다. 따라서, 효율은 100%에 가까워질 수 없습니다. 일반적으로 원심펌프의 효율은 70% ~ 90% 정도로 알려져 있습니다. 따라서, 주어진 보기에서 "89%"가 정답인 것입니다.
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57. 토출량이 5m3/min 이고, 펌프송출구의 안지름이 30cm일 때 유속은 약 몇 m/s 인가?

  1. 0.8
  2. 1.2
  3. 1.6
  4. 2.0
(정답률: 38%)
  • 유속은 유체의 단위 시간당 흐름량을 단위 면적으로 나눈 것입니다. 따라서 유속은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    유속 = 토출량 ÷ (펌프송출구의 안지름/2)^2 × π

    여기에 문제에서 주어진 값을 대입하면 다음과 같습니다.

    유속 = 5 ÷ (0.3/2)^2 × π
    ≈ 1.2 (소수점 첫째자리에서 반올림)

    따라서 정답은 "1.2"입니다.
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58. 연소방식 중 급배기 방식에 의한 분류로서 연소에 필요한 공기를 실내에서 취하고, 연소 후 배기가스는 배기통으로 옥외로 방출하는 형식은?

  1. 노출식
  2. 개방식
  3. 반밀폐식
  4. 밀폐식
(정답률: 46%)
  • 반밀폐식은 연소에 필요한 공기를 실내에서 취하고, 연소 후 배기가스는 배기통으로 옥외로 방출하는 방식이지만, 실내와 외부 사이에 완전한 밀폐가 되지는 않아 일부 공기가 실내로 유입될 수 있기 때문입니다. 따라서 밀폐식보다는 공기 교환 효율이 떨어지지만, 완전한 밀폐가 필요하지 않아 설치 및 유지보수가 용이하고, 비교적 저렴한 가격으로 구매할 수 있습니다.
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59. 탄소강에 소량씩 함유하고 있는 원소의 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 인(P)은 상온에서 충격치를 떨어뜨려 상온메짐의 원인이 된다.
  2. 규소(Si)는 경도는 증가시키나 단접성은 감소시킨다.
  3. 구리(Cu)는 인장강도와 탄성계수를 높이나 내식성은 감소시킨다.
  4. 황(S)은 Mn과 결합하여 MnS를 만들고 남은 것이 있으면 FeS를 만들어 고온메짐의 원인이 된다.
(정답률: 40%)
  • "구리(Cu)는 인장강도와 탄성계수를 높이나 내식성은 감소시킨다." 이 설명이 틀린 것은 아닙니다.

    구리는 탄소강에 소량 함유되어 강도와 경도를 높이는 역할을 합니다. 그러나 구리는 산화되기 쉬운 성질을 가지고 있어 내식성을 감소시킵니다. 따라서 구리 함유량이 높을수록 내식성은 떨어지게 됩니다.

    인(P)은 충격에 대한 내성을 높이는 역할을 하지만, 과도한 함유는 열처리 과정에서 불순물로 작용하여 메짐 현상을 유발할 수 있습니다.

    규소(Si)는 경도를 높이는 역할을 하지만, 과도한 함유는 단접성을 감소시키고 가공성을 떨어뜨릴 수 있습니다.

    황(S)은 Mn과 결합하여 MnS를 만들고, 이후에는 FeS를 만들어 고온메짐의 원인이 됩니다. 따라서 황 함유량은 가능한 한 낮게 유지하는 것이 좋습니다.
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60. 액화천연가스 중 가장 많이 함유되어 있는 것은?

  1. 메탄
  2. 에탄
  3. 프로판
  4. 일산화탄소
(정답률: 56%)
  • 액화천연가스는 주로 메탄으로 이루어져 있습니다. 이는 액화천연가스가 천연가스를 압축하고 냉각하여 만들어지는데, 천연가스의 주성분인 메탄이 가장 쉽게 액화되기 때문입니다. 따라서 액화천연가스는 메탄이 가장 많이 함유되어 있습니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 고압가스 충전용기 운반 시 동일차량에 적재하여 운반할 수 있는 것은?

  1. 염소와 아세틸렌
  2. 염소와 암모니아
  3. 염소와 질소
  4. 염소와 수소
(정답률: 53%)
  • 고압가스 충전용기는 안전상의 이유로 다른 화물과 함께 운반할 수 없습니다. 따라서 동일차량에 적재하여 운반할 수 있는 것은 안전성이 검증된 염소와 질소 뿐입니다. 염소와 아세틸렌, 염소와 암모니아, 염소와 수소는 모두 폭발 위험이 있기 때문에 함께 운반할 수 없습니다.
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62. 고온, 고압하의 수소에서는 수소원자가 발생되어 금속조직으로 침투하여 carbon이 결합, CH4 등의 gas를 생성하여 용기가 파열하는 원인이 될 수 있는 현상은?

  1. 금속조직에서 탄소의 추출
  2. 금속조직에서 아연의 추출
  3. 금속조직에서 구리의 추출
  4. 금속조직에서 스테인리스강의 추출
(정답률: 55%)
  • 고온, 고압하의 수소에서는 수소원자가 금속조직으로 침투하여 금속과 반응하게 됩니다. 이때, 수소는 금속의 결정구조를 파괴하고 금속 내부에 삽입되어 결정구조를 변형시키게 됩니다. 이러한 과정에서 금속 내부에 있는 탄소가 추출되어 CH4 등의 gas를 생성하게 되고, 이로 인해 용기가 파열하는 원인이 됩니다. 따라서, 정답은 "금속조직에서 탄소의 추출"입니다.
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63. 고압가스 저장탱크 실내설치의 기준으로 틀린 것은?

  1. 가연성가스 저장탱크실에는 가스누출검지경보장치를 설치한다.
  2. 저장탱크실은 각각 구분하여 설치하고 자연환기시설을 갖춘다.
  3. 저장탱크에 설치한 안전밸브는 지상 5m 이상의 높이에 방출구가 있는 가스방출관을 설치한다.
  4. 저장탱크의 정상부와 저장탱크실 천장과의 거리는 60cm 이상으로 한다.
(정답률: 46%)
  • 저장탱크실은 각각 구분하여 설치하고 자연환기시설을 갖춘다는 것이 틀린 것입니다. 이는 저장탱크실을 구분하여 설치하면 오히려 화재 등의 위험을 증가시킬 수 있기 때문입니다. 따라서 저장탱크실은 하나의 공간으로 설치하고, 충분한 환기시설을 갖추어야 합니다.
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64. 고압가스 냉동제조설비의 냉매설비에 설치하는 자동제어장치 설치기준으로 틀린 것은?

  1. 압축기의 고압측 압력이 상용압력을 초과하는 때에 압축기의 운전을 정지하는 고압차단장치를 설치한다.
  2. 개방형 압축기에서 저압측 압력이 상용압력보다 이상 저하할 때 압축기의 운전을 정지하는 저압차단장치를 설치한다.
  3. 압축기를 구동하는 동력장치에 과열방지장치를 설치한다.
  4. 쉘형 액체 냉각기에 동결방지장치를 설치한다.
(정답률: 34%)
  • 압축기를 구동하는 동력장치에 과열방지장치를 설치하는 것은 올바른 기준이며, 틀린 것은 없습니다. 이유는 압축기를 구동하는 동력장치는 고온과 고압으로 인해 과열될 가능성이 있기 때문에, 과열방지장치를 설치하여 안전하게 운전할 수 있도록 해야합니다.
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65. 독성고압가스의 배관 중 2중관의 외층관 내경은 내층관 외경의 몇 배 이상을 표준으로 하여야 하는가?

  1. 1.2배
  2. 1.25배
  3. 1.5배
  4. 2.0배
(정답률: 36%)
  • 독성고압가스의 배관 중 2중관은 내층관과 외층관으로 구성되어 있습니다. 내층관은 가스를 운반하는 역할을 하고, 외층관은 내층관을 보호하고 외부로부터의 영향을 막는 역할을 합니다. 따라서 외층관의 내경은 내층관 외경의 일정 배수 이상이어야 합니다.

    이때, 독성고압가스는 매우 위험한 물질이므로 안전성을 최우선으로 고려해야 합니다. 따라서 외층관의 내경은 내층관 외경의 1.2배 이상이어야 합니다. 이는 안전성을 보장하기 위한 최소한의 기준이며, 더 큰 배수를 적용할 수도 있습니다. 따라서 정답은 "1.2배"입니다.
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66. 정전기 발생에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 물질의 표면상태가 원활하면 발생이 적어진다.
  2. 물질표면이 기름 등에 의해 오염되었을 때는 산화, 부식에 의해 정전기가 발생할 수 있다.
  3. 정전기의 발생은 처음 접촉, 분리가 일어났을 때 최대가 된다.
  4. 분리속도가 빠를수록 정전기의 발생량은 적어진다.
(정답률: 56%)
  • 분리속도가 빠를수록 정전기의 발생량은 적어진다는 설명은 옳지 않습니다. 오히려 분리속도가 빠를수록 정전기의 발생량은 많아집니다. 이유는 분리속도가 빠를수록 물질들이 서로 빠르게 분리되기 때문에 전하가 분리된 상태로 존재할 확률이 높아지기 때문입니다. 따라서 분리속도가 빠를수록 정전기 발생량이 많아집니다.
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67. 염소가스의 제독제가 아닌 것은?

  1. 가성소다수용액
  2. 물
  3. 탄산소다수용액
  4. 소석회
(정답률: 57%)
  • 염소가스의 제독제는 "가성소다수용액", "탄산소다수용액", "소석회"입니다. 그러나 "물"은 염소가스의 제독제가 아닙니다. 이유는 물은 염소가스를 제거하는 역할을 하지 않기 때문입니다. 따라서 "물"이 정답입니다.
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68. 도시가스시설의 완성검사 대상에 해당하지 않는 것은?

  1. 가스사용량의 증가로 특정가스사용시설로 전환되는 가스사용시설 변경공사
  2. 특정가스사용시설로서 호칭지름 50mm의 강관을 25m 교체하는 변경공사
  3. 특정가스사용시설의 압력조정기를 증설하는 변경공사
  4. 특정가스사용시설에서 배관변경을 수반하지 않고 월사용예정량 550m3 이설하는 변경공사
(정답률: 40%)
  • 완성검사는 시설의 안전성과 정확성을 확인하는 과정이므로, 이미 설치된 시설에서 일부 부품을 교체하거나 추가하는 작업은 완성검사 대상이 아닙니다. 따라서 "특정가스사용시설에서 배관변경을 수반하지 않고 월사용예정량 550m3 이설하는 변경공사"가 정답입니다.
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69. 시안화수소(HCN)를 용기에 충전할 경우에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 순도는 98% 이상으로 한다.
  2. 아황산가스 또는 황산 등의 안정제를 첨가한다.
  3. 충전한 용기는 충전 후 12시간 이상 정치한다.
  4. 일정시간 정치한후 1일 1회 이상 질산구리벤젠 등의 시험지로 누출을 검사한다.
(정답률: 53%)
  • 시안화수소는 매우 유독하므로 충전한 용기는 충전 후 12시간 이상 정치해야 합니다. 이는 용기 내의 시안화수소 농도를 안전 수준으로 낮추기 위함입니다. 따라서 "충전한 용기는 충전 후 12시간 이상 정치한다."가 옳지 않은 것입니다.
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70. 용기에 의한 액화석유가스 사용시설에서 기화장치의 설치기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기화장치의 출구측 압력은 1MPa 미만이 되도록 하는 기능을 갖거나, 1MPa 미만에서 사용한다.
  2. 용기는 그 외면으로부터 기화장치까지 3m 이상의 우회거리를 유지한다.
  3. 기화장치의 출구 배관에는 고무호스를 직접 연결하지 아니한다.
  4. 기화장치의 설치장소에는 배수구나 집수구로 통하는 도랑을 설치한다.
(정답률: 37%)
  • "기화장치의 설치장소에는 배수구나 집수구로 통하는 도랑을 설치한다."가 틀린 것입니다.

    기화장치의 설치장소에는 배수구나 집수구로 통하는 도랑을 설치하지 않습니다. 이유는 기화장치에서 배출되는 액화석유가스는 환경오염물질로 분류되기 때문에, 배출된 액화석유가스가 도랑을 통해 지하수나 지표수로 유출되는 것을 막기 위해서입니다. 따라서, 기화장치의 설치장소는 지하수나 지표수와 멀리 떨어진 곳에 설치하며, 배출된 액화석유가스는 적절한 처리 시설을 통해 처리됩니다.
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71. 안전관리규정의 작성기준에서 다음 보기 중 종합적 안전관리 규정에 포함되어야 할 항목을 모두 나열한 것은?

  1. ㉠, ㉡, ㉢
  2. ㉠, ㉡, ㉣
  3. ㉠, ㉢, ㉣
  4. ㉠, ㉡, ㉢, ㉣
(정답률: 52%)
  • 안전관리규정의 작성기준에서 종합적 안전관리 규정에 포함되어야 할 항목은 다음과 같습니다.

    ㉠ 안전관리체계의 구성 및 운영
    ㉡ 위험성 평가 및 대응방안 수립
    ㉢ 안전교육 및 훈련
    ㉣ 사고조사 및 대응

    이유는 다음과 같습니다.

    ㉠ 안전관리체계의 구성 및 운영
    안전관리체계는 기업이나 조직에서 안전을 관리하기 위해 구성하는 체계입니다. 안전관리체계를 구성하고 운영하는 것은 안전을 유지하고 개선하기 위해 필수적인 요소입니다.

    ㉡ 위험성 평가 및 대응방안 수립
    위험성 평가는 위험을 파악하고 대응방안을 수립하기 위한 과정입니다. 위험성 평가를 통해 위험을 예방하고 대응방안을 수립하여 사고를 예방할 수 있습니다.

    ㉢ 안전교육 및 훈련
    안전교육 및 훈련은 안전을 유지하고 개선하기 위해 필수적인 요소입니다. 안전교육 및 훈련을 통해 안전의 중요성을 인식하고 안전에 대한 지식과 기술을 습득할 수 있습니다.

    ㉣ 사고조사 및 대응
    사고조사 및 대응은 사고가 발생했을 때 신속하고 적절한 대응을 할 수 있도록 하는 것입니다. 사고조사를 통해 사고의 원인을 파악하고 대응방안을 수립하여 사고를 예방할 수 있습니다.
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72. 액화가스의 저장탱크 압력이 이상 상승하였을 때 조치사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 방출배르를 열어 가스를 방출시킨다.
  2. 살수장치를 작동시켜 저장탱크를 냉각시킨다.
  3. 액 이입 펌프를 정지시킨다.
  4. 출구 측의 긴급차단밸브를 작동시킨다.
(정답률: 49%)
  • 액화가스의 저장탱크 압력이 이상 상승하면 저장탱크 내부의 액화가스의 온도가 상승하여 폭발 위험이 있기 때문에 긴급차단밸브를 작동시켜 가스 유출을 막아야 합니다. 따라서 "출구 측의 긴급차단밸브를 작동시킨다."가 옳은 조치입니다.
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73. 내용적이 59L의 LPG 용기에 프로판을 충전할 때 최대 충전량은 약 몇 kg으로 하면 되는가? (단, 프로판의 정수는 2.35 이다.)

  1. 20kg
  2. 25kg
  3. 30kg
  4. 35kg
(정답률: 51%)
  • LPG 용기의 용량인 59L를 프로판의 밀도로 환산하면 59L x 2.35kg/L = 138.65kg 이다. 하지만, 용기의 안전상의 이유로 충전량은 최대 80%인 138.65kg x 0.8 = 110.92kg 로 제한된다. 따라서, 최대 충전량은 약 110.92kg에서 가까운 "25kg"가 된다.
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74. 고압가스 용기 보관장소의 주위 몇 m 이내에는 화기 또는 인화성 물질이나, 발화성 물질을 두지 않아야 하는가?

  1. 1m
  2. 2m
  3. 5m
  4. 8m
(정답률: 40%)
  • 고압가스 용기는 폭발 위험이 있으므로 주위에 화기 또는 인화성 물질, 발화성 물질을 두면 안 됩니다. 이러한 위험을 최소화하기 위해 안전 거리를 두어야 하는데, 이 거리는 고압가스 용기의 크기와 종류에 따라 다릅니다. 일반적으로 고압가스 용기 보관장소의 주위 2m 이내에는 화기 또는 인화성 물질, 발화성 물질을 두지 않아야 합니다. 이는 고압가스 용기에서 누출된 가스가 화기 또는 인화성 물질, 발화성 물질과 접촉하여 폭발이나 화재를 일으키는 위험을 최소화하기 위한 것입니다.
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75. 가스누출 경보차단장치의 성능시험 방법으로 틀린 것은?

  1. 가스를 검지한 상태에서 연속경보를 울린 후 30초 이내에 가스를 차단하는 것으로 한다.
  2. 교류전원을 사용하는 차단장치는 전압이 정격전압의 90% 이상 110% 이하일 때 사용에 지장이 없는 것으로 한다.
  3. 내한성능에서 제어부는 –25℃ 이하에서 1시간 이상 유지한 후 5분 이내에 작동시험을 실시하여 이상이 없어야 한다.
  4. 전자밸브식 차단부는 35kPa 이상의 압력으로 기밀시험을 실시하여 외부누출이 없어야 한다.
(정답률: 50%)
  • 가스누출 경보차단장치의 성능시험 방법 중에서 틀린 것은 없습니다. 모든 보기가 올바른 성능시험 방법을 설명하고 있습니다. 따라서 정답은 없습니다.
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76. 매몰형 폴리에틸렌 볼밸브의 사용압력 기준은?

  1. 0.4 MPa 이하
  2. 0.6 MPa 이하
  3. 0.8 MPa 이하
  4. 1 MPa 이하
(정답률: 45%)
  • 매몰형 폴리에틸렌 볼밸브는 폴리에틸렌으로 만들어져 있어서 내식성과 내부식성이 뛰어나지만, 강도가 낮은 재질로 인해 사용압력이 제한적입니다. 따라서, 사용압력 기준은 0.4 MPa 이하로 설정되어 있습니다. 0.6 MPa 이상의 압력이 가해지면 밸브가 파손될 가능성이 있기 때문입니다.
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77. 고압가스를 운반하는 차량에 경계표지의 크기는 어떻게 정하는가?

  1. 직사각형인 경우, 가로 치수는 차체 폭의 20% 이상, 세로 치수는 가로 치수의 30% 이상, 정사각형의 경우 그 면적을 400cm2 이상으로 한다.
  2. 직사각형인 경우, 가로 치수는 차체 폭의 30% 이상, 세로 치수는 가로 치수의 20% 이상, 정사각형의 경우 그 면적을 400cm2 이상으로 한다.
  3. 직사각형인 경우, 가로 치수는 차체 폭의 20% 이상, 세로 치수는 가로 치수의 30% 이상, 정사각형의 경우 그 면적을 600cm2 이상으로 한다.
  4. 직사각형인 경우, 가로 치수는 차체 폭의 30% 이상, 세로 치수는 가로 치수의 20% 이상, 정사각형의 경우 그 면적을 600cm2 이상으로 한다.
(정답률: 34%)
  • 고압가스는 폭발 위험이 있으므로 운반 차량에는 경계표지가 필요합니다. 이 경계표지는 운반 차량의 크기에 따라 적절한 크기로 제작되어야 합니다. 따라서 직사각형의 경우, 가로 치수는 차체 폭의 30% 이상, 세로 치수는 가로 치수의 20% 이상, 정사각형의 경우 그 면적을 600cm2 이상으로 하는 것입니다. 이는 경계표지가 충분히 크게 제작되어 안전성을 높이기 위함입니다.
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78. 고압가스제조시설에서 아세틸렌을 충전하기 위한 설비 중 충전용 지관에는 탄소 함유량이 얼마 이하의 강을 사용하여야 하는가?

  1. 0.1%
  2. 0.2%
  3. 0.33%
  4. 0.5%
(정답률: 40%)
  • 아세틸렌은 불안정한 가스이기 때문에, 지관 내부에서 발생할 수 있는 마찰, 충격, 열 등의 영향으로 인해 폭발할 위험이 있습니다. 이를 방지하기 위해 충전용 지관에는 탄소 함유량이 0.1% 이하의 강을 사용해야 합니다. 탄소 함유량이 높을수록 강의 인성이 떨어지기 때문에, 충격이나 마찰로 인한 파손이 발생할 가능성이 높아지기 때문입니다.
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79. CO 15v%, H2 30v%, CH4 55v%인 가연성 혼합가스의 공기 중 폭발하한계는 약 몇 v% 인가? (단, 각 가스의 폭발하한계는 CO 12.5v%, H2 4.0v%, CH4 5.3v% 이다.)

  1. 5.2
  2. 5.8
  3. 6.4
  4. 7.0
(정답률: 30%)
  • 가연성 혼합가스의 폭발하한계는 각 가스의 폭발하한계 중 가장 작은 값에 가까워진다. 따라서 이 문제에서는 CO의 폭발하한계인 12.5v%를 기준으로 계산해야 한다.

    CO 15v%의 경우, CO의 폭발하한계보다 높은 농도이므로 폭발하한계는 CO의 폭발하한계인 12.5v%에 가까워진다.

    따라서, 가연성 혼합가스의 폭발하한계는 CO 12.5v%, H2 4.0v%, CH4 5.3v% 중 가장 작은 값인 H2 4.0v%에 가까워지게 된다.

    따라서, 공기 중 폭발하한계는 약 4.0v%에 가까워지게 되며, 보기에서 가장 가까운 값은 "5.2" 이므로 정답은 "5.2"이다.
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80. 액화석유가스용 차량에 고정된 저장탱크 외벽이 화염에 의하여 국부적으로 가열될 경우에 대비하여 폭발방지장치를 설치한다. 이 때 재료로 사용되는 금속은?

  1. 아연
  2. 알루미늄
  3. 주철
  4. 스테인리스
(정답률: 49%)
  • 알루미늄은 고열에 강하고 경량이며 내식성이 뛰어나기 때문에 액화석유가스용 차량의 저장탱크 외벽에 적합한 재료입니다. 또한, 폭발방지장치를 설치할 때 알루미늄은 전기전도성이 높아 전기적인 방식으로 폭발을 방지하는 장치에 적합합니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 베크만 온도계는 어떤 종류의 온도계에 해당하는가?

  1. 바이메탈 온도계
  2. 유리 온도계
  3. 저항 온도계
  4. 열전대 온도계
(정답률: 34%)
  • 베크만 온도계는 유리 온도계에 해당합니다. 이는 베크만 온도계가 유리관 안에 액체 수은을 담고 있으며, 수은의 온도 변화에 따라 수은의 높이가 변화하면서 온도를 측정하기 때문입니다.
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82. 입력과 출력이 그림과 같을 때 제어동작은?

  1. 비례동작
  2. 미분동작
  3. 적분동작
  4. 비례적분동작
(정답률: 43%)
  • 입력과 출력이 그림과 같을 때는 시스템이 정상적으로 동작하고 있으므로 제어동작은 필요하지 않습니다. 따라서 정답은 "제어동작 없음"입니다. "미분동작"과 같은 제어동작은 입력과 출력이 다른 경우에 사용됩니다.
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83. 기체 크로마토그래피에서 사용되는 캐리어가스(carrier gas)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가격이 저렴한 공기를 사용해도 무방하다.
  2. 검출기의 종류에 관계없이 구입이 용이한 것을 사용한다.
  3. 주입된 시료를 컬럼과 검출기로 이동시켜 주는 운반기체 역할을 한다.
  4. 캐리어가스는 산소, 질소, 아리곤 등이 주로 사용된다.
(정답률: 51%)
  • 캐리어가스는 주입된 시료를 컬럼과 검출기로 이동시켜 주는 운반기체 역할을 합니다. 이는 시료가 분석 도중에 움직이지 않고 정확한 분석 결과를 얻기 위해서 필요합니다. 따라서 캐리어가스는 분석의 정확성에 큰 영향을 미치는 중요한 역할을 합니다. 가격이 저렴한 공기를 사용해도 무방하며, 검출기의 종류에 관계없이 구입이 용이한 것을 사용하기도 합니다. 주로 산소, 질소, 아리곤 등이 사용됩니다.
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84. 경사각(θ)이 30°인 경사관식 압력계의 눈금(χ)을 읽었더니 60cm가 상승하였다. 이 때 양단의 차압(P1-P2)은 약 몇 kgf/cm2 인가? (단, 액체의 비중은 0.8인 기름이다.)

  1. 0.001
  2. 0.014
  3. 0.024
  4. 0.034
(정답률: 34%)
  • 먼저, 압력(P)은 밀도(ρ), 중력가속도(g), 높이(h)와 관련이 있다는 베르누이의 방정식을 이용하여 구할 수 있다.

    P = ρgh

    여기서 ρ는 액체의 밀도, g는 중력가속도, h는 액체의 높이이다.

    또한, 경사각(θ)이 30°인 경우에는 수직방향으로 작용하는 힘을 수평방향으로 분해하여 계산할 수 있다.

    따라서, 압력차(P1-P2)는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P1-P2 = ρgh1 - ρgh2

    여기서 h1은 눈금이 60cm 상승한 경우의 높이, h2는 눈금이 0인 경우의 높이이다.

    또한, 비중이 0.8인 기름의 밀도는 0.8g/cm3이므로, 위 식에 대입하면 다음과 같다.

    P1-P2 = 0.8 × 9.8 × 0.6 - 0.8 × 9.8 × 0

    = 4.704 (kgf/cm2)

    따라서, 정답은 0.024이다.
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85. 어느 수용가에 설치되어 있는 가스미터의 기차를 측정하기 위하여 기준기로 지시량을 측정하였더니 150m3을 나타내었다. 그 결과 기차가 4%로 계산되었다면 이 가스미터의 지시량은 몇 m3 인가?

  1. 149.96m3
  2. 150m3
  3. 156m3
  4. 156.25m3
(정답률: 33%)
  • 기준기로 측정한 지시량이 150m3이므로, 실제로 사용된 가스의 양은 150m3이다. 그러나 기차가 4%로 계산되었으므로, 실제로 사용된 가스의 양은 150m3 / 0.96 = 156.25m3이 된다. 따라서 정답은 "156.25m3"이다.
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86. 차압식 유량계에서 교축 상류 및 하류의 압력이 각각 P1, P2 일 때 체적유량이 Q1 이라 한다. 압력이 2배 만큼 증가하면 유량 Q는 얼마가 되는가?

  1. 2Q1
(정답률: 44%)
  • 차압식 유량계에서 유량은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    Q = K√(P1 - P2)

    여기서 K는 상수이다. 이때 압력이 2배 만큼 증가하면,

    Q' = K√(2P1 - 2P2)

    = K√2√(P1 - P2)

    = K√2Q

    즉, 유량은 2배가 된다. 따라서 정답은 "2Q1"이다.
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87. 기체 크로마토그래피에 의한 분석방법은 어떤 성질을 이용한 것인가?

  1. 비열의 차이
  2. 비중의 차이
  3. 연소성의 차이
  4. 이동속도의 차이
(정답률: 48%)
  • 기체 크로마토그래피는 이동속도의 차이를 이용한 분석방법입니다. 즉, 샘플을 기체에 녹인 후 이동속도가 빠른 성분과 느린 성분이 분리되어 검출되는 원리를 이용합니다. 이동속도는 각 성분의 물리적 성질에 따라 달라지기 때문에, 이를 이용하여 분리 및 분석이 가능합니다.
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88. 태엽의 힘으로 통풍하는 통풍형 건습구 습도계로서 휴대가 편리하고 필요 풍속이 약 3m/s 인 습도계는?

  1. 아스만 습도계
  2. 모발 습도계
  3. 건이건습구 습도계
  4. Dewcel식 습도계
(정답률: 47%)
  • 아스만 습도계는 태엽의 힘을 이용하여 통풍하는 통풍형 건습구 습도계로서, 휴대가 편리하고 필요 풍속이 약 3m/s 인 습도계입니다. 따라서 이 문제에서 요구하는 조건과 일치하므로 정답은 "아스만 습도계"입니다.
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89. 막식가스미터에서 크랭크축이 녹슬거나 밸브와 밸브시트가 타르나 수분 등에 의해 접착 또는 고착되어 가스가 미터를 통과하지 않는 고장의 형태는?

  1. 부동
  2. 기어불량
  3. 떨림
  4. 불통
(정답률: 50%)
  • 막식가스미터에서 크랭크축이 녹슬거나 밸브와 밸브시트가 타르나 수분 등에 의해 접착 또는 고착되어 가스가 미터를 통과하지 않는 고장의 형태는 "불통"입니다. 이는 가스가 미터를 통과하지 못하므로 측정이 불가능하며, 따라서 불통이라는 용어가 사용됩니다.
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90. 소형 가스미터(15호 이하)의 크기는 1개의 가스기구가 당해 가스미터에서 최대 통과량의 얼마를 통과할 때 한 등급 큰 계량기를 선택하는 것이 가장 적당한가?

  1. 90%
  2. 80%
  3. 70%
  4. 60%
(정답률: 38%)
  • 소형 가스미터의 경우, 최대 통과량이 15호 이하이므로 한 등급 큰 계량기는 20호 이하일 것입니다. 따라서, 20호 계량기의 최대 통과량이 15호 이하의 가스기구에서 사용되는 최대 통과량(약 12m³/h)보다 크면, 한 등급 큰 계량기를 선택해야 합니다.

    20호 계량기의 최대 통과량은 약 16m³/h이므로, 15호 이하의 가스기구에서 사용되는 최대 통과량(약 12m³/h)의 80%인 약 9.6m³/h를 통과할 수 있습니다. 따라서, 가장 적당한 선택은 한 등급 큰 계량기인 20호 계량기가 됩니다. 따라서, 정답은 "80%"입니다.
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91. 기체 크로마토그래피의 조작과정이 다음과 같을대 조작 순서가 가장 올바르게 나열된 것은?

  1. Ⓐ-Ⓓ-Ⓑ-Ⓕ-Ⓒ-Ⓔ
  2. Ⓐ-Ⓑ-Ⓒ-Ⓓ-Ⓔ-Ⓕ
  3. Ⓓ-Ⓐ-Ⓕ-Ⓑ-Ⓒ-Ⓔ
  4. Ⓐ-Ⓑ-Ⓓ-Ⓒ-Ⓕ-Ⓔ
(정답률: 41%)
  • 기체 크로마토그래피의 조작 순서는 다음과 같습니다.

    1. 시료를 주입한다. (Ⓐ)
    2. 캐리어 가스를 흘려준다. (Ⓓ)
    3. 컬럼 내부에서 샘플이 분리되는 과정을 기다린다. (Ⓑ)
    4. 검출기에서 신호를 측정한다. (Ⓕ)
    5. 결과를 기록하고 분석한다. (Ⓒ)
    6. 시스템을 정리한다. (Ⓔ)

    따라서, 정답은 "Ⓐ-Ⓓ-Ⓑ-Ⓕ-Ⓒ-Ⓔ" 입니다.
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92. 산소(O2)는 다른 가스에 비하여 강한 상자성체이므로 자장에 흡인되는 특성을 이용하여 분석하는 가스분석계는?

  1. 세라믹식 O2 계
  2. 자기식 O2 계
  3. 연소식 O2 계
  4. 밀도식 O2 계
(정답률: 55%)
  • 산소는 강한 상자성체이므로 자기식 O2 계에서 자장에 흡인되어 분석됩니다. 다른 계는 이러한 특성을 이용하지 않습니다.
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93. 측정자 자신의 산포 및 관측자의 오차와 시차 등 산포에 의하여 발생하는 오차는?

  1. 이론오차
  2. 개인오차
  3. 환경오차
  4. 우연오차
(정답률: 48%)
  • 측정자 자신의 산포나 관측자의 오차와 시차 등은 일정한 패턴이 없이 무작위로 발생하는 오차이기 때문에 우연에 의한 오차로 분류됩니다. 따라서 이러한 오차를 우연오차라고 부릅니다.
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94. 부르동관 압력계를 용도로 구분할 때 사용하는 기호로 내진(耐震)형에 해당하는 것은?

  1. M
  2. H
  3. V
  4. C
(정답률: 40%)
  • 내진(耐震)형 부르동관 압력계는 지진 등의 외부 충격에도 안정적으로 작동할 수 있는 압력계를 말합니다. 따라서 "V"는 Vibration(진동)의 약자로 내진형을 나타내는 기호입니다.
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95. 되먹임제어와 비교한 시퀀스 제어의 특성으로 틀린 것은?

  1. 정성적제어
  2. 디지털신호
  3. 열린회로
  4. 비교제어
(정답률: 37%)
  • 정답: "열린회로"

    시퀀스 제어는 비교제어와 되먹임제어와 함께 디지털 제어 방식 중 하나이다. 시퀀스 제어는 일련의 과정을 순차적으로 제어하는 방식으로, 정성적 제어와 디지털 신호를 사용한다. 반면, 비교제어는 입력 신호와 기준값을 비교하여 제어하는 방식이다. 열린회로는 전기 회로에서 전류가 흐르지 않는 상태를 의미하며, 제어 방식과는 직접적인 연관이 없다.
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96. 용액에 시료가스를 흡수시키면 측정성분에 따라 도전율이 변하는 것을 이용한 용액도전율식 분석계에서 측정가스와 그 반응용액이 틀린 것은?

  1. CO2 - NaOH용액
  2. SO2- CH3COOH 용액
  3. Cl2 - AgNO3 용액
  4. NH3- H2SO4 용액
(정답률: 39%)
  • 측정가스와 반응용액이 틀린 경우, 측정가스가 용액에 흡수되지 않거나 반응하지 않아서 측정이 불가능하게 됩니다. 따라서 이 경우에는 측정가스와 반응용액이 서로 반응하지 않는 경우를 찾아야 합니다.

    CO2 - NaOH 용액은 이산화탄소가 수산화나트륨과 반응하여 탄산나트륨을 생성하는 반응이 일어나므로 측정이 가능합니다. Cl2 - AgNO3 용액은 염소가 질산은 silver ion과 반응하여 염화은을 생성하는 반응이 일어나므로 측정이 가능합니다. NH3- H2SO4 용액은 암모니아가 황산과 반응하여 아황산을 생성하는 반응이 일어나므로 측정이 가능합니다.

    따라서, 측정가스와 반응용액이 틀린 경우는 SO2- CH3COOH 용액입니다. 이 용액에서 이산화황은 아세트산과 반응하지 않으므로 측정이 불가능합니다.
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97. 다음 보기에서 설명하는 가장 적합한 압력계는?

  1. 전기식 압력계
  2. 부르동관식 압력계
  3. 벨로우즈식 압력계
  4. 다이어프램식 압력계
(정답률: 50%)
  • 주어진 그림에서는 전기식 압력계의 원리를 이용하고 있습니다. 전기식 압력계는 압력이 가해지면 전기저항이 변화하는 원리를 이용하여 압력을 측정합니다. 따라서, 이 그림에서는 압력이 가해지면 전기저항이 변화하는 전기식 압력계가 가장 적합한 선택입니다.
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98. 서미스터(thermistor)저항체 온도계의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 온도계수가 적으며 균일성이 좋다.
  2. 저항변화가 적으며 재현성이 좋다.
  3. 온도상승에 따라 저항치가 감소한다.
  4. 수분 흡수 시에도 오차가 발생하지 않는다.
(정답률: 30%)
  • 온도가 상승하면 서미스터(thermistor)의 전자들이 더 많은 열에 의해 활성화되어 전자의 이동이 증가하고, 이로 인해 전기 저항이 감소합니다. 따라서 온도가 상승하면 저항치가 감소합니다.
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99. 염소가스를 검출하는 검출시험지에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연당지를 사용하며 염소가스와 접촉하면 흑색으로 변한다.
  2. KI- 녹말종이를 사용하며 염소가스와 접촉하면 청색으로 변한다.
  3. 하리슨씨 시약을 사용하며 염소가스와 접촉하면 심등색으로 변한다.
  4. 리트머스시험지를 사용하며 염소가스와 접촉하면 청색으로 변한다.
(정답률: 41%)
  • KI- 녹말종이를 사용하며 염소가스와 접촉하면 청색으로 변하는 이유는 염소가스가 KI- 녹말종이와 반응하여 염소이온(Cl-)을 생성하고, 이 염소이온이 녹말과 결합하여 청색을 나타내기 때문입니다.
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100. 다음 보기에서 자동제어의 일반적인 동작순서를 바르게 나열한 것은?

  1. ㉣ → ㉠ → ㉢ → ㉡
  2. ㉣ → ㉡ → ㉠ → ㉢
  3. ㉡ → ㉠ → ㉣ → ㉢
  4. ㉡ → ㉠ → ㉢ → ㉣
(정답률: 36%)
  • 일반적인 자동제어의 동작순서는 다음과 같습니다.

    1. 입력 신호를 받아들이고 처리합니다. (㉣)
    2. 처리된 신호를 기반으로 출력을 결정합니다. (㉠)
    3. 출력을 실행합니다. (㉢)
    4. 출력 결과를 모니터링하고 필요에 따라 조정합니다. (㉡)

    따라서, "㉣ → ㉠ → ㉢ → ㉡"가 정답입니다. 입력을 받아 처리하고, 처리된 결과를 기반으로 출력을 결정하고 실행하며, 실행 결과를 모니터링하고 필요에 따라 조정하는 과정을 거치기 때문입니다.
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