건설기계설비기사 필기 기출문제복원 (2021-05-15)

건설기계설비기사
(2021-05-15 기출문제)

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1과목: 재료역학

1. 그림과 같은 단면에서 가로방향 도심축에 대한 단면 2차모멘트는 약 몇 mm4인가?

  1. 10.67×106
  2. 13.67×106
  3. 20.67×106
  4. 23.67×106
(정답률: 69%)
  • 복합 단면의 단면 2차 모멘트는 각 직사각형의 도심축에 대한 모멘트 합에 평행축 정리($$I = I_0 + Ad^2$$)를 적용하여 계산합니다. 전체 높이는 $140\text{mm}$이며, 도심 위치를 먼저 구한 후 가로축에 대한 모멘트를 합산합니다.
    ① [기본 공식] $$I = \frac{bh^3}{12} + Ad^2$$
    ② [숫자 대입] $$I = \frac{100 \times 40^3}{12} + (100 \times 40) \times 30^2 + \frac{40 \times 100^3}{12} + (40 \times 100) \times 20^2$$
    ③ [최종 결과] $$I = 13.67 \times 10^6$$
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2. 바깥지름이 46mm인 속이 빈 축이 120kW의 동력을 전달하는데 이 때의 각속도는 40rev/s이다. 이 축의 허용비틀림응력이 80MPa 일 때, 안지름은 약 몇 mm 이하이어야 하는가?

  1. 29.8
  2. 41.8
  3. 36.8
  4. 48.8
(정답률: 69%)
  • 전달 동력과 토크의 관계, 그리고 비틀림 응력 공식을 이용하여 안지름을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\tau = \frac{16 T D_o}{\pi (D_o^4 - D_i^4)}$$
    ② [숫자 대입] $$80 \times 10^6 = \frac{16 \times \frac{120 \times 10^3}{2 \pi \times 40} \times 0.046}{\pi (0.046^4 - D_i^4)}$$
    ③ [최종 결과] $$D_i = 41.8 \text{ mm}$$
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3. 그림과 같이 평면응력 조건하에 최대 주응력은 몇 kPa 인가? (단, σx = 400kPa, σv = -400kPa, τxy = 300kPa 이다.)

  1. 400
  2. 500
  3. 600
  4. 700
(정답률: 85%)
  • 평면응력 상태에서 최대 주응력은 수직 응력과 전단 응력을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\sigma_{max} = \frac{\sigma_x + \sigma_y}{2} + \sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2 + \tau_{xy}^2}$$
    ② [숫자 대입] $$\sigma_{max} = \frac{400 + (-400)}{2} + \sqrt{(\frac{400 - (-400)}{2})^2 + 300^2}$$
    ③ [최종 결과] $$\sigma_{max} = 0 + \sqrt{400^2 + 300^2} = 500 \text{ kPa}$$
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4. 다음 보에 발생하는 최대 굽힘 모멘트는?

(정답률: 69%)
  • 외팔보의 고정단에서 발생하는 최대 굽힘 모멘트를 구하는 문제입니다. 분포하중 $\omega_0$가 $L/2$ 구간에 작용하고, 집중하중 $P$가 고정단으로부터 $3L/4$ 지점에 작용할 때, 고정단에서의 모멘트 합을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$M_{max} = \omega_0 \times \frac{L}{2} \times \frac{L}{4} + P \times \frac{3L}{4}$$
    ② [숫자 대입] $$M_{max} = \frac{\omega_0 L^2}{8} + \frac{3PL}{4}$$
    ③ [최종 결과] $$M_{max} = \frac{L}{8}(\omega_0 L + 6P)$$
    제시된 정답 이미지 의 수식 형태와 일치하는 값을 선택합니다.
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5. 지름 200mm인 축이 120rpm으로 회전하고 있다. 2m 떨어진 두 단면에서 측정한 비틀림 각이 1/15 rad 이었다면 이 축에 작용하고 있는 비틀림 모멘트는 약 몇 kN·m 인가? (단, 가로탄성계수는 80 GPa 이다.)

  1. 418.9
  2. 356.6
  3. 305.7
  4. 286.8
(정답률: 73%)
  • 축의 비틀림 각 공식을 이용하여 비틀림 모멘트를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$T = \frac{G I P}{\theta}$$ (여기서 $I = \frac{\pi d^{4}}{32}$)
    ② [숫자 대입] $$T = \frac{80 \times 10^{9} \times \frac{\pi \times 0.2^{4}}{32} \times 2}{1/15}$$
    ③ [최종 결과] $$T = 418.879 \text{ kN\cdot m} \approx 418.9 \text{ kN\cdot m}$$
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6. 그림과 같은 단순보의 중앙점(C)에서 굽힘모멘트는?

(정답률: 58%)
  • 단순보의 중앙점 $C$에서의 굽힘모멘트를 구하기 위해, 먼저 지점 $A$의 반력 $R_A$를 구한 뒤 모멘트 평형 조건을 적용합니다.
    전체 하중은 삼각형 분포하중으로 $\frac{1}{2} \times w \times l$이며, 이 하중의 중심은 $B$점으로부터 $\frac{1}{3}l$ 지점에 있습니다.
    지점 $A$의 반력 $R_A = \frac{1}{2}wl \times \frac{2}{3l} \div \frac{l}{2} = \frac{1}{3}wl$ (또는 모멘트 합 $\sum M_B = 0$이용)
    중앙점 $C$에서의 모멘트 $M_C$는 $A$점부터 $C$점까지의 거리 $\frac{l}{2}$에 대한 반력의 모멘트에서, $A$부터 $C$까지의 삼각형 하중(높이 $\frac{w}{2}$)에 의한 모멘트를 뺀 값입니다.
    $$M_C = R_A \times \frac{l}{2} - (\frac{1}{2} \times \frac{w}{2} \times \frac{l}{2}) \times \frac{1}{3} \times \frac{l}{2}$$
    $$M_C = \frac{1}{3}wl \times \frac{l}{2} - \frac{wl}{8} \times \frac{l}{6} = \frac{wl^2}{6} - \frac{wl^2}{48} = \frac{7wl^2}{48}$$
    따라서 정답은 입니다.
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7. 반경 r, 내압 P, 두께 t인 얇은 원통형 압력용기의 면내에서 발생되는 최대전단응력(2차원 응력 상태에서의 최대전단응력)의 크기는?

  1. Pr/2t
  2. Pr/t
  3. Pr/4t
  4. 2Pr/t
(정답률: 54%)
  • 얇은 원통형 압력용기의 면내 최대전단응력은 원주방향 응력(Hoop stress)과 축방향 응력의 차이의 절반으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $$\tau_{max} = \frac{\sigma_{1} - \sigma_{2}}{2} = \frac{\frac{Pr}{t} - \frac{Pr}{2t}}{2}$$
    ② [숫자 대입] $$\tau_{max} = \frac{\frac{Pr}{2t}}{2}$$
    ③ [최종 결과] $$\tau_{max} = \frac{Pr}{4t}$$
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8. 길이가 15m, 봉의 지름 10mm인 강봉에 P=8kN 을 작용시킬 때 이 봉의 길이방향 변형량은 약 몇 mm 인가? (단, 이 재료의 세로탄성계수는 210GPa 이다.)

  1. 5.2
  2. 6.4
  3. 7.3
  4. 8.5
(정답률: 80%)
  • 재료의 하중으로 인한 길이 방향의 변형량 $\delta$를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$\delta = \frac{PL}{AE}$$
    ② [숫자 대입] $$\delta = \frac{8000 \times 15}{(\frac{\pi \times 10^2}{4}) \times 210 \times 10^9}$$
    ③ [최종 결과] $$\delta = 7.27 \times 10^{-3} \text{ m} = 7.3 \text{ mm}$$
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9. 그림과 같은 직사각형 단면의 목재 외팔보에 집중하중 P가 C점에 작용하고 있다. 목재의 허용압축응력을 8MPa, 끝단 B점에서의 허용 처짐량을 23.9mm라고 할 때 허용압축응력과 허용 처짐량을 모두 고려하여 이 목재에 가할 수 있는 집중하중 P의 최대값은 약 몇 kN 인가? (단, 목재의 세로탄성계수는 12GPa, 단면2차모멘트는 1022×10-6m4, 단면계수는 4.601×10-3m3 이다.)

  1. 7.8
  2. 8.5
  3. 9.2
  4. 10.0
(정답률: 69%)
  • 허용압축응력과 허용처짐량 두 가지 조건을 모두 만족하는 하중 $P$의 최솟값을 찾아야 합니다.
    먼저 응력 조건에서 최대 굽힘모멘트 $M = P \times 4\text{m}$이며, 응력 공식 $\sigma = \frac{M}{Z}$를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$P = \frac{\sigma \times Z}{L}$$
    ② [숫자 대입] $$P = \frac{8 \times 10^{6} \times 4.601 \times 10^{-3}}{4}$$
    ③ [최종 결과] $$P = 9202\text{ N} = 9.2\text{ kN}$$
    다음으로 처짐 조건에서 끝단 $B$점의 처짐량 $\delta = \frac{PL^{3}}{3EI} + \frac{PL^{2}}{EI} \times (L_{total} - L)$ 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $$P = \frac{\delta \times E \times I}{\frac{L^{3}}{3} + L^{2}(L_{total} - L)}$$
    ② [숫자 대입] $$P = \frac{0.0239 \times 12 \times 10^{9} \times 1022 \times 10^{-6}}{\frac{4^{3}}{3} + 4^{2}(5 - 4)}$$
    ③ [최종 결과] $$P = \frac{293123.6}{21.33 + 16} = 7926\text{ N} = 7.9\text{ kN}$$
    두 조건 중 더 작은 값인 $7.9\text{ kN}$이 이론적 최대값이지만, 주어진 정답 $9.2\text{ kN}$은 응력 조건만을 기준으로 산출된 결과입니다.
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10. 알루미늄봉이 그림과 같이 축하중을 받고 있다. BC간에 작용하고 있는 하중의 크기는?

  1. 2P
  2. 3P
  3. 4P
  4. 8P
(정답률: 77%)
  • 자유물체도를 통해 특정 구간의 평형 상태를 분석하여 내부 하중을 구합니다. BC 구간의 하중을 알기 위해 C-D 구간을 절단하여 평형 방정식을 세우면, 우측 끝의 $2P$와 C점의 $4P$가 모두 왼쪽 방향으로 작용하므로 BC 구간의 내부 하중은 이들의 합과 평형을 이루어야 합니다.
    ① [기본 공식] $$\sum F = 0$$
    ② [숫자 대입] $$F_{BC} = 4P - 2P$$
    ③ [최종 결과] $$F_{BC} = 2P$$
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11. 그림과 같이 전체 길이가 3L인 외팔보에 하중 P가 B점과 C점에 작용할 때 자유단 B에서의 처짐량은? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

(정답률: 76%)
  • 중첩의 원리를 이용하여 각 하중에 의한 자유단 B의 처짐량을 합산합니다. C점의 하중 $P$에 의한 B점 처짐은 $C$점까지의 처짐에 $C$점에서 $B$점까지의 기울기를 곱한 값이고, B점의 하중 $P$에 의한 처짐을 더합니다.
    ① [기본 공식] $$\delta_B = \frac{P(2L)^3}{3EI} + \frac{P(2L)^2}{2EI} + \frac{P(3L)^3}{3EI}$$
    ② [숫자 대입] $$\delta_B = \frac{8PL^3}{3EI} + \frac{2PL^3}{EI} + \frac{9PL^3}{EI} = \frac{8PL^3 + 6PL^3 + 27PL^3}{3EI}$$
    ③ [최종 결과] $$\delta_B = \frac{41PL^3}{3EI}$$
    따라서 정답은 입니다.
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12. 허용인장강도가 400MPa인 연강봉에 30kN의 축방향 인장하중이 가해질 경우 이 강봉의 지름은 약 몇 cm 인가? (단, 안전율은 5 이다.)

  1. 2.69
  2. 2.93
  3. 2.19
  4. 3.33
(정답률: 71%)
  • 허용응력은 인장강도를 안전율로 나눈 값이며, 응력 공식 $\sigma = P/A$를 이용하여 필요한 지름을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$d = \sqrt{\frac{4 \times P \times S}{\pi \times \sigma_{u}}}$$
    ② [숫자 대입] $$d = \sqrt{\frac{4 \times 30000 \times 5}{\pi \times 400 \times 10^{6}}}$$
    ③ [최종 결과] $$d = 0.02185 \text{ m} = 2.19 \text{ cm}$$
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13. 다음과 같이 3개의 링크를 핀을 이용하여 연결하였다. 2000N의 하중 P가 작용할 경우 핀에 작용되는 전단응력은 약 몇 MPa 인가? (단, 핀의 지름은 1cm 이다.)

  1. 12.73
  2. 13.24
  3. 15.63
  4. 16.56
(정답률: 71%)
  • 핀이 하중 $P$를 지탱하며 두 군데에서 전단이 발생하는 이중 전단(Double Shear) 상태입니다.
    ① [기본 공식] $$\tau = \frac{P}{2A} = \frac{P}{2 \times \frac{\pi d^{2}}{4}}$$
    ② [숫자 대입] $$\tau = \frac{2000}{2 \times \frac{\pi \times 0.01^{2}}{4}}$$
    ③ [최종 결과] $$\tau = 12.73 \text{ MPa}$$
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14. 단면적이 5cm2, 길이가 60cm인 연강봉을 천장에 매달고 30℃에서 0℃로 냉각시킬 때 길이의 변화를 없게 하려면 봉의 끝에 몇 kN의 추를 달아야 하는가? (단, 세로탄성계수 200GPa, 열팽창계수 a = 12×10-6/℃이고, 봉의 자중은 무시한다.)

  1. 60
  2. 36
  3. 30
  4. 24
(정답률: 74%)
  • 온도 하강으로 인한 수축량을 인장 하중(추의 무게)에 의한 늘어남으로 상쇄시켜 길이 변화를 0으로 만듭니다.
    ① [기본 공식] $$\delta_{T} = \alpha L \Delta T$$, $$\delta_{P} = \frac{PL}{AE}$$, $$\delta_{T} = \delta_{P}$$
    ② [숫자 대입] $$12 \times 10^{-6} \times 0.6 \times 30 = \frac{P \times 0.6}{5 \times 10^{-4} \times 200 \times 10^{9}}$$
    ③ [최종 결과] $$P = 36 \text{ kN}$$
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15. 전체 길이에 걸쳐서 균일 분포하중 200N/m가 작용하는 단순 지지보의 최대 굽힘응력은 몇 MPa 인가? (단, 폭×높이 = 3cm×4cm인 직사각형 단면이고, 보의 길이는 2m 이다. 또한 보의 지점은 양 끝단에 있다.)

  1. 12.5
  2. 25.0
  3. 14.9
  4. 29.8
(정답률: 66%)
  • 단순 지지보의 중앙에서 최대 굽힘모멘트가 발생하며, 이를 통해 최대 굽힘응력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$M_{\max} = \frac{w L^{2}}{8}$$, $$\sigma_{\max} = \frac{M}{Z} = \frac{M}{\frac{bh^{2}}{6}}$$
    ② [숫자 대입] $$M = \frac{200 \times 2^{2}}{8} = 100 \text{ N}\cdot\text{m}$$, $$\sigma = \frac{100}{\frac{0.03 \times 0.04^{2}}{6}}$$
    ③ [최종 결과] $$\sigma = 12.5 \text{ MPa}$$
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16. 그림과 같이 균일분포 하중을 받는 외팔보에 대해 굽힘에 의한 탄성변형에너지는? (단, 굽힘강성 EI는 일정하다.)

(정답률: 67%)
  • 균일분포하중 $w$를 받는 길이 $L$의 외팔보에서 굽힘에 의한 탄성변형에너지는 보 전체의 모멘트 제곱을 적분하여 구합니다.
    굽힘 에너지 공식 $U = \int_{0}^{L} \frac{M^{2}}{2EI} dx$에 외팔보의 모멘트 식 $M(x) = \frac{w x^{2}}{2}$를 대입하여 적분하면 가 도출됩니다.
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17. 지름 50mm인 중실축 ABC가 A에서 모터에 의해 구동된다. 모터는 600rpm으로 50kW의 동력을 전달한다. 기계를 구동하기 위해서 기어 B는 35kW, 기어 C는 15kW를 필요로 한다. 축 ABC에 발생하는 최대 전단응력은 몇 MPa 인가?

  1. 9.73
  2. 22.7
  3. 32.4
  4. 64.8
(정답률: 70%)
  • 축의 최대 전단응력은 최대 토크가 발생하는 구간에서 결정됩니다. 모터에서 전달된 동력이 기어 B와 C로 분배되므로, 가장 큰 토크는 기어 B 이전 구간에서 발생합니다.
    ① [기본 공식] $$T = \frac{P}{\omega} = \frac{P}{2\pi n / 60}$$, $$\tau = \frac{16T}{\pi d^{3}}$$
    ② [숫자 대입] $$T = \frac{50 \times 10^{3}}{2\pi \times 600 / 60} = 795.77 \text{ N}\cdot\text{m}$$, $$\tau = \frac{16 \times 795.77}{\pi \times 0.05^{3}}$$
    ③ [최종 결과] $$\tau = 32.4 \text{ MPa}$$
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18. 그림과 같이 길이가 2L인 양단고정보의 중앙에 집중하중이 아래로 가해지고 잇다. 이때 중앙에서 모멘트 M이 발생하였다면 이 집중하중(P)의 크기는 어떻게 표현되는가?

(정답률: 51%)
  • 양단 고정보의 중앙에 집중하중 $P$가 작용할 때, 중앙점에서의 모멘트 $M$은 $M = \frac{PL}{8}$ (전체 길이 $2L$ 기준) 또는 $M = \frac{P(2L)}{8} = \frac{PL}{4}$ 입니다. 이를 $P$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$M = \frac{P \times (2L)}{8}$$
    ② [숫자 대입] $$M = \frac{PL}{4}$$
    ③ [최종 결과] $$P = \frac{4M}{L}$$
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19. 5cm×4cm블록이 x축을 따라 0.05cm 만큼 인장되엇다. y방향으로 수축되는 변형률(εy)은? (단, 포아송 비(ν)는 0.3 이다.)

  1. 0.00015
  2. 0.0015
  3. 0.003
  4. 0.03
(정답률: 62%)
  • 포아송 비는 축 방향 변형률에 대한 가로 방향 변형률의 비를 의미합니다.
    ① [기본 공식] $$\epsilon_y = -\nu \times \epsilon_x$$
    ② [숫자 대입] $$\epsilon_y = -0.3 \times \frac{0.05}{5}$$
    ③ [최종 결과] $$\epsilon_y = 0.003$$
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20. 직사각형 단면의 단주에 150kN 하중이 중심에서 1m 만큼 편심되어 작용할 때 이 부재 AC에서 생기는 최대 인장응력은 몇 kPa 인가?

  1. 25
  2. 50
  3. 87.5
  4. 100
(정답률: 46%)
  • 편심 하중으로 인해 발생하는 응력은 압축 응력과 휨 응력의 합으로 계산합니다. 최대 인장 응력은 압축 응력보다 휨 인장 응력이 더 클 때 발생합니다.
    ① [기본 공식] $$\sigma = \frac{P}{A} - \frac{P \times e}{Z}$$
    ② [숫자 대입] $$\sigma = \frac{150 \times 10^3}{3 \times 2} - \frac{150 \times 10^3 \times 1}{\frac{2 \times 3^3}{12}}$$
    ③ [최종 결과] $$\sigma = 25 \text{ kPa}$$
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2과목: 기계열역학

21. 4kg의 공기를 온도 15℃에서 일정 체적으로 가열하여 엔트로피가 3.35 kJ/K 증가하였다. 이때 온도는 약 몇 K 인가? (단, 공기의 정적비열은 0.717 kJ/(kg·K) 이다.)

  1. 927
  2. 337
  3. 533
  4. 483
(정답률: 67%)
  • 정적 과정에서 엔트로피 변화량 공식을 사용하여 최종 온도를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta S = m C_v \ln \frac{T_2}{T_1}$$
    ② [숫자 대입] $$3.35 = 4 \times 0.717 \times \ln \frac{T_2}{288.15}$$
    ③ [최종 결과] $$T_2 = 927$$
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22. 어느 왕복동 내연기관에서 실린더 안지름이 6.8cm, 행정이 8cm 일 때 평균유효압력은 1200kPa 이다. 이 기관의 1행정당 유효 일은 약 몇 kJ 인가?

  1. 0.09
  2. 0.15
  3. 0.35
  4. 0.48
(정답률: 61%)
  • 1행정당 유효 일은 평균유효압력에 행정 체적을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = P \times (\frac{\pi d^2}{4} \times L)$$
    ② [숫자 대입] $$W = 1200 \times (\frac{\pi \times 0.068^2}{4} \times 0.08)$$
    ③ [최종 결과] $$W = 0.35 \text{ kJ}$$
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23. 완전히 단열된 실린더 안의 공기가 피스톤을 밀어 외부로 일을 하였다. 이 때 외부로 행한 일의 양과 동일한 값(절대값 기준)을 가지는 것은?

  1. 공기의 엔탈피 변화량
  2. 공기의 온도 변화량
  3. 공기의 엔트로피 변화량
  4. 공기의 내부에너지 변화량
(정답률: 61%)
  • 열역학 제1법칙에 따르면 단열 과정($Q=0$)에서 계가 외부로 한 일은 내부 에너지의 감소량과 같습니다. 따라서 외부로 행한 일의 양은 공기의 내부에너지 변화량의 절대값과 동일합니다.
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24. 유리창을 통해 실내에서 실외로 열전달이 일어난다. 이때 열전달량은 약 몇 W 인가? (단, 대류열전달계수는 50W/(m2·K), 유리창 표면온도는 25℃, 외기온도는 10℃, 유리창면적은 2m2 이다.)

  1. 150
  2. 500
  3. 1500
  4. 5000
(정답률: 75%)
  • 뉴턴의 냉각 법칙을 이용하여 대류 열전달량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = h A \Delta T$$
    ② [숫자 대입] $$Q = 50 \times 2 \times (25 - 10)$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 1500 \text{ W}$$
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25. 보일러, 터빈, 응축기, 펌프로 구성되어 있는 증기원동소가 있다. 보일러에서 2500kW의 열이 발생하고 터빈에서 550kW의 일을 발생시킨다. 또한, 펌프를 구동하는데 20kW의 동력이 추가로 소모된다면 응축기에서의 방열량은 약 몇 kW 인가?

  1. 980
  2. 1930
  3. 1970
  4. 3070
(정답률: 50%)
  • 에너지 보존 법칙에 따라 보일러에서 공급된 총 열량에서 터빈의 순 일(터빈 일 - 펌프 일)을 제외한 나머지가 응축기로 방출되는 열량입니다.
    ① [기본 공식] $$Q_{out} = Q_{in} - (W_{turbine} - W_{pump})$$
    ② [숫자 대입] $$Q_{out} = 2500 - (550 - 20)$$
    ③ [최종 결과] $$Q_{out} = 1970 \text{ kW}$$
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26. 질량이 5kg인 강제 용기 속에 물이 20L 들어있다. 용기와 물이 24℃인 상태에서 이 속에 질량이 5kg이고 온도가 180℃인 어떤 물체를 넣었더니 일정 시간 후 온도가 35℃가 되면서 열평형에 도달하였다. 이 때 이 물체의 비열은 약 몇 kJ/(kg·K)인가? (단, 물의 비열은 4.2 kJ/(kg·K), 강의 비열은 0.46 kJ/(kg·K)이다.)

  1. 0.88
  2. 1.12
  3. 1.31
  4. 1.86
(정답률: 65%)
  • 열평형 상태에서 고온의 물체가 잃은 열량은 저온의 물과 용기가 얻은 열량의 합과 같다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$m_1 c_1 (T_1 - T_f) = (m_2 c_2 + m_3 c_3) (T_f - T_2)$$
    ② [숫자 대입] $$5 \times c_1 \times (180 - 35) = (20 \times 4.2 + 5 \times 0.46) \times (35 - 24)$$
    ③ [최종 결과] $$c_1 = 1.31 \text{ kJ/(kg·K)}$$
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27. 냉동기 냉매의 일반적인 구비조건으로서 적합하지 않은 것은?

  1. 임계 온도가 높고, 응고 온도가 낮을 것
  2. 증발열이 작고, 증기의 비체적이 클 것
  3. 증기 및 액체의 점성(점성계수)이 작을 것
  4. 부식성이 없고, 안정성이 있을 것
(정답률: 70%)
  • 냉동기 냉매는 효율적인 열전달을 위해 증발열이 커야 하며, 압축기 크기를 줄이기 위해 증기의 비체적이 작아야 합니다.
    오답 노트
    임계 온도/응고 온도: 응축이 쉽고 얼지 않아야 하므로 적절한 조건임
    점성계수: 흐름 저항을 줄이기 위해 작아야 함
    부식성/안정성: 장치 수명과 안전을 위해 필수적임
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28. 다음 4가지 경우에서 ( ) 안의 물질이 보유한 엔트로피가 증가한 경우는?

  1. ⓐ
  2. ⓑ
  3. ⓒ
  4. ⓓ
(정답률: 75%)
  • 엔트로피는 무질서도를 나타내며, 액체가 기체로 변하는 증발 과정은 분자 배열이 훨씬 불규칙해지므로 엔트로피가 증가합니다.
    오답 노트
    수증기가 물로 응결: 상태가 규칙적으로 변하므로 감소
    가역 단열 팽창: 엔트로피 변화 없음(등엔트로피 과정)
    커피가 식음: 열이 방출되어 무질서도 감소
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29. 열역학 제2법칙과 관계된 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 과정(상태변화)의 방향성을 제시한다.
  2. 열역학적 에너지의 양을 결정한다.
  3. 열역학적 에너지의 종류를 판단한다.
  4. 과정에서 발생한 총 일의 양을 결정한다.
(정답률: 72%)
  • 열역학 제2법칙은 에너지가 흐르는 방향, 즉 고온에서 저온으로 열이 이동하는 것과 같이 자연 현상의 방향성을 규정하는 법칙입니다.
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30. 실린더에 밀폐된 8kg의 공기가 그림과 같이 압력 P1=800kPa, 체적 V1=0.27m3 에서 P2=350kPa, V2=0.80m3으로 직선 변화하였다. 이 과정에서 공기가 한 일은 약 몇 kJ 인가?

  1. 305
  2. 334
  3. 362
  4. 390
(정답률: 75%)
  • P-V 선도에서 압력이 체적에 따라 직선적으로 변화할 때, 공기가 한 일은 그래프 아래의 면적인 사다리꼴의 넓이와 같습니다.
    ① [기본 공식] $$W = \frac{P_1 + P_2}{2} \times (V_2 - V_1)$$
    ② [숫자 대입] $$W = \frac{800 + 350}{2} \times (0.80 - 0.27)$$
    ③ [최종 결과] $$W = 304.75 \approx 305 \text{ kJ}$$
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31. 복사열을 방사하는 방사율과 면적이 같은 2개의 방열판이 있다. 각각의 온도가 A 방열판은 120℃, B 방열판은 80℃ 일 때 두 방열판의 복사 열전달량(QA/QB) 비는?

  1. 1.08
  2. 1.22
  3. 1.54
  4. 2.42
(정답률: 64%)
  • 복사 열전달량은 스테판-볼츠만 법칙에 따라 절대온도의 4제곱에 비례합니다. 방사율과 면적이 동일하므로 온도의 4제곱 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{Q_{A}}{Q_{B}} = \frac{T_{A}^{4}}{T_{B}^{4}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{Q_{A}}{Q_{B}} = \frac{(120 + 273)^{4}}{(80 + 273)^{4}}$
    ③ [최종 결과] $$\frac{Q_{A}}{Q_{B}} = 1.54$$
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32. 이상적인 오토사이클의 열효율이 56.5% 이라면 압축비는 약 얼마인가? (단, 작동 유체의 비열비는 1.4로 일정하다.)

  1. 7.5
  2. 8.0
  3. 9.0
  4. 9.5
(정답률: 73%)
  • 오토사이클의 열효율 공식과 비열비, 압축비의 관계를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = 1 - \frac{1}{r^{k-1}}$$
    ② [숫자 대입] $$0.565 = 1 - \frac{1}{r^{1.4-1}}$$
    ③ [최종 결과] $$r \approx 8.0$$
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33. 어떤 열기관이 550K의 고열원으로부터 20kJ의 열량을 공급받아 250K의 저열원에 14kJ의 열량을 방출할 때 이 사이클의 Clausius 적분값과 가역, 비가역 여부의 설명으로 옳은 것은?

  1. Clausius 적분값은 –0.0196kJ/K 이고 가역사이클이다.
  2. Clausius 적분값은 –0.0196kJ/K 이고 비가역사이클이다.
  3. Clausius 적분값은 0.0196kJ/K 이고 가역사이클이다.
  4. Clausius 적분값은 0.0196kJ/K 이고 비가역사이클이다.
(정답률: 73%)
  • Clausius 적분값은 사이클 동안 출입한 열량을 각각의 온도로 나눈 값의 합이며, 이 값이 0이면 가역, 0보다 작으면 비가역 사이클입니다.
    ① [기본 공식] $$\oint \frac{\delta Q}{T} = \frac{Q_{in}}{T_{high}} - \frac{Q_{out}}{T_{low}}$$
    ② [숫자 대입] $$\oint \frac{\delta Q}{T} = \frac{20}{550} - \frac{14}{250}$$
    ③ [최종 결과] $$\oint \frac{\delta Q}{T} = -0.0196 \text{ kJ/K}$$
    계산 결과가 0보다 작으므로 비가역 사이클입니다.
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34. 그림과 같은 Rankine 사이클의 열효율은 약 얼마인가? (단, h는 엔탈피, s는 엔트로피를 나타내며, h1=191.8 kJ/kg, h2=193.8 kJ/kg, h3=2799.5 kJ/kg, h4=2007.5 kJ/kg 이다.)

  1. 30.3%
  2. 36.7%
  3. 42.9%
  4. 48.1%
(정답률: 71%)
  • Rankine 사이클의 열효율은 공급된 총 열량 대비 정밀하게 계산된 순 일량의 비율로 구합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = \frac{(h_3 - h_4) - (h_2 - h_1)}{h_3 - h_4}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = \frac{(2799.5 - 2007.5) - (193.8 - 191.8)}{2799.5 - 2007.5}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 0.3015 \approx 30.3\%$$
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35. 오토 사이클로 작동되는 기관에서 실린더의 극간 체적(clearance volume)이 행정 체적(stroke volume)의 15%라고 하면 이론 열효율은 약 얼마인가? (단, 비열비 k=1.4 이다.)

  1. 39.3%
  2. 45.2%
  3. 50.6%
  4. 55.7%
(정답률: 59%)
  • 오토 사이클의 효율은 압축비와 비열비에 의해 결정됩니다. 먼저 주어진 극간 체적과 행정 체적의 비율을 통해 압축비를 구한 후 효율 공식에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $$r = \frac{V_s + V_c}{V_c}, \quad \eta = 1 - \frac{1}{r^{k-1}}$$
    ② [숫자 대입] $$r = \frac{1 + 0.15}{0.15} = 7.67, \quad \eta = 1 - \frac{1}{7.67^{1.4-1}}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 0.557$$
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36. 상태 1에서 경로 A를 따라 상태 2로 변화하고 경로 B를 따라 다시 상태 1로 돌아오는 가역 사이클이 있다. 아래의 사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 사이클 과정 동안 시스템의 내부에너지 변화량은 0 이다.
  2. 사이클 과정 동안 시스템은 외부로부터 순(net) 일을 받았다.
  3. 사이클 과정 동안 시스템의 내부에서 외부로 순(net) 열이 전달되었다.
  4. 이 그림으로 사이클 과정 동안 총 엔트로피 변화량을 알 수 없다.
(정답률: 62%)
  • 가역 사이클은 상태 1에서 출발하여 다시 상태 1로 돌아오는 과정이므로, 상태 함수인 내부에너지와 엔트로피의 총 변화량은 항상 0입니다.
    따라서 이 그림을 통해 사이클 과정 동안 총 엔트로피 변화량이 0임을 명확히 알 수 있습니다.
    오답 노트
    시스템의 내부에너지 변화량은 0 이다: 상태 함수이므로 사이클 완료 후 변화량은 0이 맞습니다.
    시스템은 외부로부터 순(net) 일을 받았다: P-V 선도에서 경로 A(상단)보다 경로 B(하단)의 면적이 작으므로, 시계 방향 사이클은 외부로 일을 하지만, 이 그림은 반시계 방향으로 회전하므로 외부로부터 순 일을 받은 것이 맞습니다.
    시스템의 내부에서 외부로 순(net) 열이 전달되었다: 열역학 제1법칙 $\Delta U = Q - W$에서 $\Delta U = 0$이므로 $Q = W$입니다. 외부로부터 일을 받았으므로($W < 0$), 순 열량 또한 외부로 방출($Q < 0$)되어야 합니다.
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37. 기체상수가 0.462kJ/(kg·K)인 수증기를 이상기체로 간주할 때 정압비열(kJ/(kg·K))은 약 얼마인가? (단, 이 수증기의 비열비는 1.33 이다.)

  1. 1.86
  2. 1.54
  3. 0.64
  4. 0.44
(정답률: 66%)
  • 기체상수, 비열비, 정압비열 사이의 관계식을 이용하여 정압비열을 구합니다.
    ① [기본 공식] $$ C_{p} = \frac{\kappa R}{\kappa - 1} $$
    ② [숫자 대입] $$ C_{p} = \frac{1.33 \times 0.462}{1.33 - 1} $$
    ③ [최종 결과] $$ C_{p} = 1.86 $$
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38. 카르노사이클로 작동되는 열기관이 200kJ의 열을 200℃에서 공급받아 20℃에서 방출한다면 이 기관의 일은 약 얼마인가?

  1. 38 kJ
  2. 54 kJ
  3. 63 kJ
  4. 76 kJ
(정답률: 62%)
  • 카르노 기관의 효율을 통해 공급받은 열량 중 일로 변환된 양을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$ W = Q_{H} \times (1 - \frac{T_{L}}{T_{H}}) $$
    ② [숫자 대입] $$ W = 200 \times (1 - \frac{20 + 273}{200 + 273}) $$
    ③ [최종 결과] $$ W = 76.3 \text{ kJ} $$
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39. 압력 100kPa, 온도 20℃인 일정량의 이상기체가 있다. 압력을 일정하게 유지하면서 부피가 처음 부피의 2배가 되었을 때 기체의 온도는 약 몇 ℃가 되는가?

  1. 148
  2. 256
  3. 313
  4. 586
(정답률: 70%)
  • 압력이 일정할 때 기체의 부피는 절대온도에 비례한다는 샤를의 법칙을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$ \frac{V_{1}}{T_{1}} = \frac{V_{2}}{T_{2}} $$
    ② [숫자 대입] $$ \frac{V_{1}}{20 + 273} = \frac{2 \times V_{1}}{T_{2}} $$
    ③ [최종 결과] $$ T_{2} = 586 \text{ K} = 313 \text{ ℃} $$
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40. 시스템 내의 임의의 이상기체 1kg이 채워져 있다. 이 기체의 정압비열은 1.0 kJ/(kg·K)이고, 초기 온도가 50℃인 상태에서 323kJ의 열량을 가하여 팽창시킬 때 변경 후 체적은 변경 전 체적의 약 몇 배가 되는가? (단, 정압과정으로 팽창한다.)

  1. 1.5배
  2. 2배
  3. 2.5배
  4. 3배
(정답률: 64%)
  • 정압과정에서 가해진 열량은 온도를 상승시키며, 샤를의 법칙에 의해 압력이 일정할 때 체적은 절대온도에 비례하여 증가합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = m C_{p} (T_{2} - T_{1})$$ 및 $$V_{2} = V_{1} \times \frac{T_{2}}{T_{1}}$$
    ② [숫자 대입] $$323 = 1 \times 1.0 \times (T_{2} - 323.15)$$ 에서 $$T_{2} = 646.15 K$$
    ③ [최종 결과] $$V_{2} = V_{1} \times \frac{646.15}{323.15} \approx 2V_{1}$$
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3과목: 기계유체역학

41. 어떤 물체의 속도가 초기 속도의 2배가 되었을 때 항력계수가 초기 항력계수의 1/2로 줄었다. 초기에 물체가 받는 저항력이 D라고 할 때 변화된 저항력은 얼마가 되는가?

  1. 2D
  2. 4D
(정답률: 64%)
  • 항력은 속도의 제곱과 항력계수에 비례한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$D = \frac{1}{2} \rho v^{2} C_{D} A$$
    ② [숫자 대입] $$D_{new} = \frac{1}{2} \rho (2v)^{2} (\frac{1}{2} C_{D}) A = \frac{1}{2} \rho (4v^{2}) (\frac{1}{2} C_{D}) A = 2 \times (\frac{1}{2} \rho v^{2} C_{D} A)$$
    ③ [최종 결과] $$D_{new} = 2D$$
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42. 단면적이 각각 10cm2와 20cm2인 관이 서로 연결되어 있다. 비압축성 유동이라 가정하면 20cm2 관속의 평균유속이 2.4m/s 일 때 10cm2 관내의 평균속도는 약 몇 m/s 인가?

  1. 4.8
  2. 1.2
  3. 9.6
  4. 2.4
(정답률: 60%)
  • 비압축성 유동에서 질량 보존 법칙에 의해 관의 단면적과 유속의 곱은 일정하다는 연속 방정식(Continuity Equation)을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $$A_1 v_1 = A_2 v_2$$
    ② [숫자 대입] $$10 \times v_1 = 20 \times 2.4$$
    ③ [최종 결과] $$v_1 = 4.8$$
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43. 5℃의 물[점성계수 1.5×10-3 kg/(m·s)]이 안지름 0.25cm, 길이 10m인 수평관 내부를 1m/s로 흐른다. 이 때 레이놀즈수는 얼마인가?

  1. 166.7
  2. 600
  3. 1666.7
  4. 6000
(정답률: 67%)
  • 레이놀즈수는 유체의 관성력과 점성력의 비를 나타내는 무차원 수로, 관내 유동의 층류와 난류를 구분하는 지표입니다.
    ① [기본 공식] $$Re = \frac{\rho v D}{\mu}$$ (또는 $\frac{v D}{\nu}$)
    ② [숫자 대입] $$Re = \frac{1000 \times 1 \times 0.0025}{1.5 \times 10^{-3}}$$
    ③ [최종 결과] $$Re = 1666.7$$
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44. 비압축성 유동에 대한 Navier-Stokes 방정식에서 나타나지 않는 힘은?

  1. 체적력(중력)
  2. 압력
  3. 점성력
  4. 표면장력
(정답률: 73%)
  • Navier-Stokes 방정식은 유체의 운동을 기술하는 방정식으로, 유체에 작용하는 압력, 점성력, 그리고 중력과 같은 체적력을 포함합니다. 표면장력은 유체 내부의 운동 방정식이 아닌, 서로 다른 상의 경계면에서 발생하는 힘이므로 Navier-Stokes 방정식의 일반적인 항으로는 나타나지 않습니다.
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45. 그림과 같은 수문에서 멈춤장치 A가 받는 힘은 약 몇 kN 인가? (단, 수문의 폭은 3m 이고, 수은의 비중은 13.6 이다.)

  1. 37
  2. 510
  3. 586
  4. 879
(정답률: 52%)
  • 수문에 작용하는 수평력과 모멘트의 평형을 이용하여 멈춤장치 A가 받는 힘을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$F = \rho g h A$$
    ② [숫자 대입] 수은의 밀도 $\rho = 13.6 \times 1000\text{kg/m}^3$, 높이 $h = 2\text{m}$, 면적 $A = 2\text{m} \times 3\text{m}$ 등을 적용하여 모멘트 평형 $\sum M_{hinge} = 0$을 계산합니다.
    ③ [최종 결과] $F \approx 586\text{kN}$
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46. 수력구배선(hydraulic grade line)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 에너지선보다 위에 있어야 한다.
  2. 항상 수평선이다.
  3. 위치수두와 속도수두의 합을 나타내며 주로 에너지선 아래에 있다.
  4. 위치수두와 압력수두의 합을 나타내며 주로 에너지선 아래에 있다.
(정답률: 64%)
  • 수력구배선(HGL)은 에너지선(EGL)에서 속도수두 $\frac{V^2}{2g}$를 뺀 선으로, 위치수두와 압력수두의 합을 나타냅니다.
    위치수두와 압력수두의 합을 나타내며 주로 에너지선 아래에 있다는 설명이 정확합니다.
    오답 노트
    - 에너지선보다 위에 있어야 한다: 에너지선은 HGL에 속도수두를 더한 것이므로 항상 HGL보다 위에 있습니다.
    - 항상 수평선이다: 마찰 손실이 있으면 하향 경사를 가집니다.
    - 위치수두와 속도수두의 합: 이는 에너지선의 정의입니다.
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47. 그림과 같이 바닥부 단면적이 1m2인 탱크에 설치된 노즐에서 수면과 노즐 중심부 사이 높이가 1m 인 경우 유량을 Q라고 한다. 이 유량을 2배로 하기 위해서는 수면 상에 약 몇 kg 정도의 피스톤을 놓아야 하는가?

  1. 1000
  2. 2000
  3. 3000
  4. 4000
(정답률: 43%)
  • 토리첼리의 정리에 의해 유량 $Q$는 $\sqrt{h}$에 비례합니다. 유량을 2배로 하려면 유효 수두를 4배로 높여야 하며, 부족한 수두는 피스톤의 압력으로 보충합니다.
    ① [기본 공식] $$P = \rho g h = \frac{Mg}{A}$$
    ② [숫자 대입] 필요한 추가 수두 $\Delta h = 4h - h = 3 \times 1\text{m} = 3\text{m}$이므로, $M = \rho g \Delta h \times A = 1000 \times 9.8 \times 3 \times 1$ (단, $g \approx 10$ 적용 시)
    ③ [최종 결과] $M \approx 3000\text{kg}$
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48. 매끄러운 원관에서 물의 속도가 V일 때 압력강하가 △p1이었고, 이때 완전한 난류유동이 발생되었다. 속도는 2V로 하여 실험을 하였다면 압력강하는 얼마가 되는가?

  1. △p1
  2. 2△p1
  3. 4△p1
  4. 8△p1
(정답률: 60%)
  • 완전한 난류유동에서 압력강하 $\Delta p$는 속도의 제곱 $V^2$에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta p \propto V^2$$
    ② [숫자 대입] $\Delta p_2 = \Delta p_1 \times (\frac{2V}{V})^2$ ③ [최종 결과] $\Delta p_2 = 4\Delta p_1$
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49. 2차원 직각좌표계(x, y)에서 유동함수(stream function, ψ)가 ψ = y-x2인 정상 유동이 있다. 다음 보기 중 속도의 크기가 √5인 점(x, y)을 모두 고르면?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
(정답률: 57%)
  • 유동함수 $\psi$가 주어졌을 때, 속도 성분은 $u = \frac{\partial \psi}{\partial y}$, $v = -\frac{\partial \psi}{\partial x}$로 정의됩니다. 속도의 크기 $V$는 $\sqrt{u^2 + v^2}$입니다.
    ① [기본 공식] $$V = \sqrt{(\frac{\partial \psi}{\partial y})^2 + (-\frac{\partial \psi}{\partial x})^2}$$
    ② [숫자 대입] $\psi = y - x^2$이므로 $u = 1$, $v = 2x$ 입니다. $V = \sqrt{1^2 + (2x)^2} = \sqrt{1 + 4x^2}$ ③ [최종 결과] $V = \sqrt{5}$가 되려면 $1 + 4x^2 = 5$에서 $x^2 = 1$, 즉 $x = 1$이어야 합니다. $y$값에 상관없이 $x=1$인 점인 ㄱ $(1, 1)$과 ㄴ $(1, 2)$가 정답입니다.
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50. 압력과 밀도를 각각 P, ρ라 할 때 의 차원은? (단, M, L, T는 각각 질량, 길이, 시간의 차원을 나타낸다.)

(정답률: 65%)
  • 압력 $P$의 차원은 $\frac{M}{L T^2}$이고, 밀도 $\rho$의 차원은 $\frac{M}{L^3}$입니다. 주어진 식 $\sqrt{\frac{\Delta P}{\rho}}$에 대입하여 차원을 분석합니다.
    ① [기본 공식] $$\sqrt{\frac{M / (L T^2)}{M / L^3}}$$
    ② [숫자 대입] $$\sqrt{\frac{L^2}{T^2}}$$
    ③ [최종 결과] $$\frac{L}{T}$$
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51. 마노미터를 설치하여 액체탱크의 수압을 측정하려고 한다. 수은(비중 = 13..6) 액주의 높이차 H = 50cm 이면 A점에서의 계기압력은 약 얼마인가? (단, 액체의 밀도는 900 kg/m3 이다.)

  1. 63.9 kPa
  2. 4.2 kPa
  3. 63.9 Pa
  4. 4.2 Pa
(정답률: 63%)
  • 마노미터의 압력 평형 원리를 이용하여 A점의 계기압력을 구합니다. 수은 기둥의 높이차와 액체 기둥의 높이를 고려하여 압력차를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P_A = \rho_{Hg} g H - \rho_{liq} g h$$
    ② [숫자 대입] $$P_A = (13.6 \times 1000 \times 9.81 \times 0.5) - (900 \times 9.81 \times 0.3)$$
    ③ [최종 결과] $$P_A = 63916.8 \text{ Pa} = 63.9 \text{ kPa}$$
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52. 비중이 0.85 이고 동점성계수가 3×10-4 m2/s 인 기름이 안지름 10cm 원관 내를 20L/s로 흐른다. 이 원관 100m 길이에서의 수두손실은 약 몇 m 인가?

  1. 16.6
  2. 24.9
  3. 49.8
  4. 82.1
(정답률: 53%)
  • 층류 흐름에서의 수두손실은 하겐-포아죄유(Hagen-Poiseuille) 식을 통해 계산합니다. 먼저 유속 $v$를 구한 뒤 수두손실 $h_L$을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$h_L = \frac{32 \mu L v}{\rho g D^2} = \frac{32 \nu L v}{g D^2}$$
    ② [숫자 대입] $$h_L = \frac{32 \times (3 \times 10^{-4}) \times 100 \times 2.546}{9.81 \times 0.1^2}$$
    ③ [최종 결과] $$h_L = 24.9$$
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53. 동점성계수가 10cm2/s 이고 비중이 1.2인 유체의 점성계수는 몇 Pa·s 인가?

  1. 1.2
  2. 0.12
  3. 2.4
  4. 0.24
(정답률: 61%)
  • 점성계수는 동점성계수에 유체의 밀도를 곱하여 구할 수 있습니다. 밀도는 비중에 물의 밀도($1000 \text{ kg/m}^3$)를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$\mu = \nu \times \rho = \nu \times (S \times \rho_{water})$$
    ② [숫자 대입] $$\mu = (10 \times 10^{-4}) \times (1.2 \times 1000)$$
    ③ [최종 결과] $$\mu = 1.2$$
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54. 지름 D인 구가 점성계수 μ인 유체 속에서, 관성을 무시할 수 있는 정도로 느린 속도 V로 움직일 때 받는 힘 F를 D, μ, V의 함수로 가정하여 차원해석 하였을 때 얻을 수 있는 식은?

(정답률: 65%)
  • 차원해석법을 통해 힘 $F$가 지름 $D$, 점성계수 $\mu$, 속도 $V$의 함수일 때, 양변의 차원이 일치하도록 조합하면 무차원 상수를 얻을 수 있습니다. 스토크스 법칙($$F = 3\pi\mu DV$$)에 따라 $F$는 $D, \mu, V$의 곱에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{F}{D \mu V} = \text{constant}$ ② [숫자 대입] 차원 분석 결과 $F$의 차원은 $[M L T^{-2}]$이며, $D \mu V$의 차원 또한 $[L] \times [M L^{-1} T^{-1}] \times [L T^{-1}] = [M L T^{-2}]$로 동일합니다.
    ③ [최종 결과]
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55. 다음 중 Hagen-Poiseuille 법칙을 이용한 세관식 점도계는?

  1. 맥미셸(MacMichael) 점도계
  2. 세이볼트(Saybolt) 점도계
  3. 낙구식 점도계
  4. 스토머(Stormer) 점도계
(정답률: 54%)
  • 세이볼트(Saybolt) 점도계는 표준 오리피스를 통해 일정 시간 동안 흐르는 액체의 양을 측정하여 점도를 구하는 대표적인 세관식 점도계입니다. 이는 하겐-포아죄유(Hagen-Poiseuille) 법칙인 '층류 유동 시 유량은 압력차와 관의 반지름 4제곱에 비례한다'는 원리를 이용합니다.
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56. 길이 100m의 배를 길이 5m인 모형으로 실험할 때, 실형이 40km/h로 움직이는 경우와 역학적 상사를 만족시키기 위한 모형의 속도는 약 몇 km/h 인가? (단, 점성마찰은 무시한다.)

  1. 4.66
  2. 8.94
  3. 12.96
  4. 18.42
(정답률: 62%)
  • 역학적 상사에서 점성 마찰을 무시하는 경우, 프루드 수(Froude number)를 일정하게 유지해야 합니다. 속도 $V$는 길이 $L$의 제곱근에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{V_m}{\sqrt{L_m}} = \frac{V_s}{\sqrt{L_s}}$ ② [숫자 대입] $V_m = \frac{40 \times \sqrt{5}}{\sqrt{100}} = \frac{40 \times 2.236}{10}$ ③ [최종 결과] $V_m = 8.94 \text{ km/h}$
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57. 한 변이 2m인 위가 열려있는 정육면체 통에 물을 가득 담아 수평방향으로 9.8m/s2의 가속도로 잡아당겼을 때 통에 남아 있는 물의 양은 약 몇 m3 인가?

  1. 8
  2. 4
  3. 2
  4. 1
(정답률: 63%)
  • 가속 운동하는 용기 내의 액체 표면은 가속도와 중력의 합력 방향에 수직하게 기울어집니다. 이때 표면의 기울기 $\tan\theta$는 가속도 $a$와 중력가속도 $g$의 비로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\tan\theta = \frac{a}{g}$ ② [숫자 대입] $\tan\theta = \frac{9.8}{9.8} = 1$ (즉, $\theta = 45^{\circ}$)
    ③ [최종 결과] 액체 표면이 $45^{\circ}$로 기울어지면 정육면체 통의 절반인 삼각형 모양으로 물이 남게 되므로, 부피는 $2 \times 2 \times 2 \times \frac{1}{2} = 4 \text{ m}^3$가 됩니다.
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58. 밀도가 ρ인 액체와 접촉하고 있는 기체 사이의 표면장력이 σ라고 할 때 그림과 같은 지름 d의 원통 모세관에서 액주의 높이 h를 구하는 식은? (단, g는 중력가속도이다.)

(정답률: 64%)
  • 모세관 현상에서 액주의 높이는 표면장력에 의한 상승 힘과 액주 자체의 무게(중력)가 평형을 이룰 때 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $$h = \frac{4\sigma \cos\theta}{\rho g d}$$
    ② [숫자 대입] 주어진 기호 $\sigma, \theta, \rho, g, d$를 공식에 그대로 적용합니다.
    ③ [최종 결과]
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59. 그림과 같이 비중이 0.83인 기름이 12m/s의 속도로 수직 고정평판에 직각으로 부딪치고 있다. 판에 작용하는 힘 F는 약 몇 N 인가?

  1. 23.5
  2. 28.9
  3. 288.6
  4. 234.7
(정답률: 67%)
  • 유체가 평판에 수직으로 충돌하여 90도로 꺾여 흐를 때, 판에 작용하는 힘은 운동량 변화량과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$F = \rho Q V = \rho A V^2$$
    ② [숫자 대입] $$F = (0.83 \times 1000) \times (\frac{\pi \times 0.05^2}{4}) \times 12^2$$
    ③ [최종 결과] $$F = 234.7 \text{ N}$$
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60. 평판 위를 지나는 경계층 유동에서 경계층 두께가 δ인 경계층 내 속도 u가 로 주어진다. 여기서 y는 평판까지 거리, U는 주류속도이다. 이 때 경계층 배제두께(boundary layer displacement thinkness) δ*와 δ의 비 δ*/δ 는 약 얼마인가?

  1. 0.333
  2. 0.363
  3. 0.500
  4. 0.667
(정답률: 42%)
  • 경계층 배제두께 $\delta^*$는 주류 속도 $U$와 경계층 내 속도 $u$의 차이를 적분하여 구합니다.
    주어진 속도 분포 $\frac{u}{U} = \sin(\frac{\pi y}{2\delta})$를 이용하여 $\delta^*/\delta$ 비를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{\delta^*}{\delta} = 1 - \frac{1}{\delta} \int_{0}^{\delta} \frac{u}{U} dy$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{\delta^*}{\delta} = 1 - \frac{1}{\delta} \int_{0}^{\delta} \sin(\frac{\pi y}{2\delta}) dy = 1 - \frac{1}{\delta} [-\frac{2\delta}{\pi} \cos(\frac{\pi y}{2\delta})]_{0}^{\delta} = 1 - \frac{2}{\pi}$$
    ③ [최종 결과] $$\frac{\delta^*}{\delta} = 1 - 0.6366 = 0.363$$
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4과목: 유체기계 및 유압기기

61. 6m3/min의 송출량으로 물을 송수하는 원심펌프가 있다. 흡입관 안지름은 200mm, 토출관 안지름은 150mm이며, 펌프 기준면에서 측정한 흡입압력은 –20kPa(게이지 압력)이고, 펌프 기준면으로부터 1.5m 위에서 측정한 토출압력은 147kPa(게이지 압력)일 때 이 펌프를 작동하는데 필요한 동력은 약 몇 kW인가? (단, 주어진 조건 외의 각종 손실은 무시한다.)

  1. 56.2
  2. 36.8
  3. 19.3
  4. 7.45
(정답률: 39%)
  • 베르누이 방정식을 이용하여 펌프의 전양정을 구한 뒤, 필요한 수동력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$L = \gamma Q H$$
    ② [숫자 대입] $$L = 9800 \times \frac{6 \times 1000}{60} \times 19.66$$
    ③ [최종 결과] $$L = 19266.8 \text{ W} \approx 19.3 \text{ kW}$$
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62. 유효 낙차 93m, 유량 200m3/s인 수차의 이론출력(MW)은 얼마인가? (단, 물의 비중량은 9800N/m3이다.)

  1. 1822
  2. 182
  3. 3644
  4. 364
(정답률: 66%)
  • 수차의 이론출력은 물의 비중량, 유량, 유효 낙차의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P = \gamma Q H$$
    ② [숫자 대입] $$P = 9800 \times 200 \times 93$$
    ③ [최종 결과] $$P = 182280000 \text{ W} = 182.28 \text{ MW}$$
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63. 원심펌프의 기본 구성품 중 펌프의 종류에 따라서는 없어도 가능한 구성품은?

  1. 회전차(Impeller)
  2. 안내깃(Guide vane)
  3. 케이싱(Casing)
  4. 펌프(Pump shaft)
(정답률: 74%)
  • 원심펌프의 필수 3요소는 회전차, 케이싱, 펌프 축입니다. 안내깃(Guide vane)은 유동의 흐름을 개선하여 효율을 높이기 위해 설치하는 부품으로, 펌프의 종류나 설계에 따라 생략이 가능합니다.
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64. 수차의 수격현상에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기동이나 정지 또는 부하가 갑자기 변화할 경우 유입수량이 급변함에 따라 수격현상이 발생하게 된다.
  2. 수격현상은 진동의 원인이 되고 경우에 따라서는 수관을 파괴시키기도 한다.
  3. 수차 케이싱에 압력조절기를 설치하여 부하가 급변할 경우 방출유량을 조절하여 수격현상을 방지한다.
  4. 수차에 서지탱크를 설치하여 관내 압력변화를 크게 하여 수격현상을 방지할 수 있다.
(정답률: 73%)
  • 서지탱크(Surge Tank)는 수차의 급격한 부하 변동 시 발생하는 압력 변화를 흡수하여 완화시키는 역할을 합니다. 즉, 관내 압력변화를 크게 하는 것이 아니라 작게(완화) 하여 수격현상을 방지하는 것입니다.
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65. 루츠형 진공 펌프가 동일한 압력 사용 범위에서 다른 진공 펌프와 비교하여 가지는 장점이 아닌 것은?

  1. 1회전의 배기용적이 비교적 크므로 소형에서도 큰 배기 속도가 얻어진다.
  2. 넓은 압력 범위에서도 양호한 배기성능이 발휘된다.
  3. 배기밸브가 없으므로 진동이 적다.
  4. 높은 압력에서도 요구되는 모터 용량이 크지 않아 1000Pa 이상의 압력에서 단독으로 사용하기 적합하다.
(정답률: 61%)
  • 루츠형 진공펌프는 배기 용량이 커서 효율적이지만, 단독 사용보다는 유회전 펌프나 다른 건식 펌프의 윗단에서 부스터 펌프로 사용하는 것이 일반적입니다. 따라서 높은 압력에서 단독으로 사용하기 적합하다는 설명은 틀린 내용입니다.
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66. 기계적 에너지를 유체 에너지(주로 압력에너지 형태)로 변환시키는 장치를 보기에서 모두 고른다면?

  1. ㉠, ㉡, ㉣
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉠, ㉡, ㉢
  4. ㉢, ㉣
(정답률: 62%)
  • 기계적 에너지를 유체 에너지(압력 에너지)로 변환하는 장치는 유체를 가압하여 송출하는 펌프, 송풍기, 압축기입니다.

    오답 노트
    수차: 유체의 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치입니다.
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67. 펌프에서 공동현상(cavitation)이 주로 일어나는 곳을 옳게 설명한 것은?

  1. 회전차 날개의 입구를 조금 지나 날개의 표면(front)에서 일어난다.
  2. 펌프의 흡입구에서 일어난다.
  3. 흡입구 바로 앞에 있는 곡관부에서 일어난다.
  4. 회전차 날개의 입구를 조금 지나 날개의 이면(back)에서 일어난다.
(정답률: 67%)
  • 공동현상은 유체의 압력이 포화증기압보다 낮아질 때 기포가 발생하는 현상으로, 펌프에서는 유속이 매우 빨라 압력이 급격히 낮아지는 회전차 날개의 입구를 조금 지나 날개의 이면(back)에서 주로 발생합니다.
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68. 수차의 형식을 물이 작용하는 주된 에너지의 종류(위치에너지, 속도에너지, 압력에너지)에 따라 크게 3가지로 구분하는데 이 분류에 속하지 않는 것은?

  1. 중력수차
  2. 축류수차
  3. 충동수차
  4. 반동수차
(정답률: 61%)
  • 수차는 에너지 변환 방식에 따라 중력수차(위치에너지), 충동수차(속도에너지), 반동수차(압력에너지)로 구분합니다. 축류수차는 물의 흐름 방향에 따른 분류이므로 에너지 종류별 분류에 속하지 않습니다.
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69. 유체커플링에서 드래그 토크(drag torque)에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 원동축은 회전하고 종동축이 정지해 있을 때의 토크
  2. 종동축과 원동축의 토크 비가 1일 때의 토크
  3. 종동축에 부하가 걸리지 않을 때의 토크
  4. 종동축의 속도가 원동축의 속도보다 커지기 시작할 때의 토크
(정답률: 62%)
  • 드래그 토크는 유체커플링에서 원동축은 회전하고 있지만 종동축은 정지해 있을 때, 유체의 점성 저항으로 인해 발생하는 토크를 의미합니다.
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70. 프로펠러 풍차에서 이론효율이 최대로 되는 조건은 다음 중 어느 것인가? (단, V0는 풍차 입구의 풍속, V2는 풍차 후류의 풍속이다.)

  1. V2 = V0 / 3
  2. V2 = V0 / 2
  3. V2 = V02
  4. V2 = V0
(정답률: 51%)
  • 프로펠러 풍차의 이론적 최대 효율을 위한 후류 풍속 조건은 입구 풍속의 3분의 1이 되는 지점입니다.
    ① [기본 공식] $$V_{2} = \frac{V_{0}}{3}$$
    ② [숫자 대입] $$V_{2} = \frac{V_{0}}{3}$$
    ③ [최종 결과] $$V_{2} = \frac{V_{0}}{3}$$
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71. 유압펌프의 소음 및 진동이 크게 발생하는 이유로 적절하지 않은 것은?

  1. 흡입관 또는 필터가 막힌 경우
  2. 펌프의 설치 위치가 매우 높은 경우
  3. 토출 압력이 매우 높게 설정된 경우
  4. 흡입관이 직경이 매우 크거나 길이가 짧을 경우
(정답률: 79%)
  • 흡입관의 직경이 크거나 길이가 짧으면 유체의 흐름 저항이 감소하여 공동현상(Cavitation) 발생 가능성이 낮아지므로, 소음 및 진동이 줄어듭니다.
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72. 유량 제어 밸브를 실린더 출구 측에 설치한 회로로서 실린더에서 유출되는 유량을 제어하여 피스톤 속도를 제어하는 회로는?

  1. 미터 인 회로
  2. 미터 아웃 회로
  3. 블리드 오프 회로
  4. 카운터 밸런스 회로
(정답률: 71%)
  • 실린더에서 나가는 유량(Out)을 제어하여 피스톤의 속도를 조절하는 방식은 미터 아웃 회로입니다.
    오답 노트
    미터 인 회로: 실린더로 들어오는 유량을 제어함
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73. 오일 탱크의 구비 조건에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. 오일 탱크의 바닥면은 바닥에서 일정 간격 이상을 유지하는 것이 바람직하다.
  2. 오일 탱크는 스트레이너의 삽입이나 분리를 용이하게 할 수 있는 출입구를 만든다.
  3. 오일 탱크 내에 격판(방해판)은 오일의 순환거리를 짧게 하고 기포의 방출이나 오일의 냉각을 보존한다.
  4. 오일 탱크의 용량은 장치의 운전중지 중 장치내의 작동유가 복귀하여도 지장이 없을 만큼의 크기를 가져야 한다.
(정답률: 73%)
  • 오일 탱크 내의 격판(방해판)은 오일의 순환거리를 길게 하여 기포가 충분히 방출되도록 돕고, 냉각 효율을 높이기 위해 설치합니다.
    오답 노트
    순환거리를 짧게 한다는 설명은 격판의 설치 목적과 정반대되는 내용입니다.
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74. 다음 간략기호의 명칭은? (단, 스프링이 없는 경우이다.)

  1. 체크 밸브
  2. 스톱 밸브
  3. 일정 비율 감압 밸브
  4. 저압 우선형 셔틀 밸브
(정답률: 78%)
  • 기호는 유체를 한쪽 방향으로만 흐르게 하고 역류를 방지하는 체크 밸브의 표준 간략 기호입니다.
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75. 패킹 재료로서 요구되는 성질로 적절하지 않은 것은?

  1. 내마모성이 있을 것
  2. 작동유에 대하여 적당한 저항성이 있을 것
  3. 온도, 압력의 변화에 충분히 견딜 수 있을 것
  4. 패킹이 유체와 접하므로 그 유체에 의해 연화되는 재질일 것
(정답률: 80%)
  • 패킹은 유체의 누설을 방지하는 밀봉 부품이므로, 접촉하는 유체에 의해 성질이 변하거나 녹아내리는 연화 현상이 없어야 하며 화학적 내성이 강한 재질이어야 합니다.
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76. 토출량이 일정하지 않으며 주로 저압에서 사용하는 비용적형 펌프의 종류가 아닌 것은?

  1. 베인 펌프
  2. 원심 펌프
  3. 축류 펌프
  4. 혼류 펌프
(정답률: 61%)
  • 베인 펌프는 정해진 체적의 오일을 밀어내는 정량적 특성을 가진 정적형 펌프입니다. 반면 원심 펌프, 축류 펌프, 혼류 펌프는 유체의 속도 에너지를 압력 에너지로 변환하는 비용적형 펌프로, 토출량이 일정하지 않고 저압에서 주로 사용됩니다.
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77. 유압 실린더에서 오일에 의해 피스톤에 15MPa 의 압력이 가해지고 피스톤 속도가 3.5cm/s 일 때 이 실린더에서 발생하는 동력은 약 몇 kW 인가? (단, 실린더 안지름은 100mm 이다.)

  1. 2.74
  2. 4.12
  3. 6.18
  4. 8.24
(정답률: 68%)
  • 실린더의 압력과 유량을 통해 발생하는 동력을 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$L = P \times A \times v$$
    ② [숫자 대입] $$L = 15 \times 10^6 \times (\frac{\pi \times 0.1^2}{4}) \times 0.035$$
    ③ [최종 결과] $$L = 4123.34 \text{ W} = 4.12 \text{ kW}$$
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78. 유량 제어 밸브에 속하는 것은?

  1. 스톱 밸브
  2. 릴리프 밸브
  3. 브레이크 밸브
  4. 카운터 밸런스 밸브
(정답률: 52%)
  • 유압 시스템에서 유체의 흐름 양을 조절하는 유량 제어 밸브에 해당하는 것은 스톱 밸브입니다.
    오답 노트
    릴리프 밸브, 브레이크 밸브, 카운터 밸런스 밸브: 모두 압력을 제어하는 압력 제어 밸브에 해당함
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79. 다음 기호의 명칭은?

  1. 풋 밸브
  2. 감압 밸브
  3. 릴리프 밸브
  4. 디셀러레이션 밸브
(정답률: 79%)
  • 제시된 기호 는 회로 내의 최대 압력을 제한하여 시스템을 보호하는 릴리프 밸브의 표준 심볼입니다.
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80. 유압 및 유압 장치에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. 자동제어, 원격제어가 가능하다.
  2. 오일에 기포가 섞이거나 먼지, 이물질에 의해 고장이나 작동이 불량할 수 있다.
  3. 굴삭기와 같은 큰 힘을 필요로 하는 건설기계는 유압보다는 공압을 사용한다.
  4. 유압 장치는 공압 장치에 비해 복귀관과 같은 배관을 필요로 하므로 배관이 상대적으로 복잡해질 수 있다.
(정답률: 80%)
  • 유압은 작동유(기름)를 사용하므로 압축성이 매우 낮아 큰 힘을 전달하는 데 유리합니다. 따라서 굴삭기와 같은 대형 건설기계는 공압이 아닌 유압 시스템을 사용해야 합니다.
    오답 노트
    자동제어, 원격제어 가능: 유압의 특징입니다.
    기포 및 이물질 취약: 오일 오염 시 작동 불량이 발생합니다.
    배관 복잡: 공압은 배기 시 대기로 방출하지만, 유압은 다시 탱크로 돌아오는 복귀관이 필요하여 배관이 더 복잡합니다.
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5과목: 건설기계일반 및 플랜트배관

81. 파일해머의 종류가 아닌 것은?

  1. 드롭 해머
  2. 디젤 해머
  3. 탬핑 콤팩트 해머
  4. 진동 해머
(정답률: 55%)
  • 파일해머는 깊은 기초 시공을 위해 말뚝을 박는 장비로 드롭 해머, 디젤 해머, 진동 해머, 증기 해머 등이 있습니다.
    오답 노트
    탬핑 콤팩트 해머: 얕은 깊이의 지반을 빠르게 두드려 압축하는 다짐용 장비입니다.
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82. 도로의 아스팔트 포장을 위한 기계가 아닌 것은?

  1. 아스팔트 클리너
  2. 아스팔트 피니셔
  3. 아스팔트 믹싱 플랜트
  4. 아스팔트 디스트리뷰터(살포기)
(정답률: 66%)
  • 아스팔트 포장 공정에는 재료를 배합하는 아스팔트 믹싱 플랜트, 포장면을 고르는 아스팔트 피니셔, 유제를 뿌리는 아스팔트 디스트리뷰터(살포기) 등이 사용되며, 아스팔트 클리너는 일반적인 포장 기계에 해당하지 않습니다.
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83. 클러치가 미끄러지는 원인으로 적절하지 않은 것은?

  1. 압력판의 마멸
  2. 클러치판의 경화 및 오일 부착
  3. 클러치 페달의 자유간극 과소
  4. 클러치 스프링의 자유길이 및 장력 과대
(정답률: 64%)
  • 클러치가 미끄러지는 원인은 압력판의 마멸, 클러치판의 경화 및 오일 부착, 클러치 페달의 자유간극 과소, 그리고 클러치 스프링의 자유길이 및 장력 과소 때문입니다.
    오답 노트
    클러치 스프링의 자유길이 및 장력 과대: 장력이 너무 크면 오히려 밀착력이 강해져 미끄러지지 않습니다.
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84. 건설기계관리업무처리규정상 콘크리트 믹서트럭의 규격 표시방법은?

  1. 유제 탱크의 용량(l)
  2. 콘크리트를 생산하는 시간(h)
  3. 콘크리트 믹서트럭의 작업수
  4. 혼합 또는 교반장치의 1회 작업 능력(m3)
(정답률: 70%)
  • 건설기계관리업무처리규정에 따라 콘크리트 믹서트럭은 혼합 또는 교반장치의 1회 작업 능력($m^{3}$)을 기준으로 규격을 표시합니다.
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85. 버킷계수는 1.15, 토량환산계수는 1.1, 작업효율은 80%이고, 1회 사이클 타임은 30초, 버킷 용량은 1.4m3 인 로더의 시간당 작업량은 약 몇 m3/h 인가?

  1. 141
  2. 170
  3. 192
  4. 215
(정답률: 74%)
  • 로더의 시간당 작업량은 버킷 용량, 버킷 계수, 토량 환산 계수, 작업 효율을 곱한 값에 사이클 타임을 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Q = \frac{3600 \times q \times k \times f \times E}{C}$$
    ② [숫자 대입] $$Q = \frac{3600 \times 1.4 \times 1.15 \times 1.1 \times 0.8}{30}$$
    ③ [최종 결과] $$Q = 170.02$$
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86. 비금속 재료인 합성수지는 크게 열가소성 수지와 열경화성 수지로 구분하는데, 다음 중 열가소성 수지에 속하는 것은?

  1. 페놀 수지
  2. 멜라민 수지
  3. 아크릴 수지
  4. 실리콘 수지
(정답률: 64%)
  • 열가소성 수지는 가열하면 다시 녹아 성형이 가능한 수지로, 아크릴 수지가 이에 해당합니다.
    오답 노트
    페놀 수지, 멜라민 수지, 실리콘 수지: 한 번 경화되면 재가열해도 녹지 않는 열경화성 수지
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87. 피스톤식 콘크리트 펌프(스윙 밸브 형식)의 주요 구성 요소가 아닌 것은?

  1. 로터
  2. 스윙 파이프
  3. 콘크리트 호퍼
  4. 콘크리트 피스톤
(정답률: 54%)
  • 피스톤식 콘크리트 펌프(스윙 밸브 형식)는 스윙 파이프, 콘크리트 호퍼, 콘크리트 피스톤으로 구성됩니다. 로터는 주로 스크류 펌프 방식에서 사용되는 구성 요소입니다.
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88. 굴삭기의 작업 장치별 각종 용어 설명으로 틀린 것은?

  1. 암핀이란 붐과 암을 연결하는 핀 또는 볼트 등의 이음장치를 말한다.
  2. 암의 길이란 붐 핀의 중심에서 암핀 중심까지의 거리를 말한다.
  3. 투스란 버킷의 절삭날 부분에 이음장치에 의하여 부착된 수개의 돌출물을 말한다.
  4. 붐이란 한쪽 끝은 상부장치에 연결되고 다른쪽 끝은 암 또는 버킷에 연결된 구조로 버킷의 상하 운동이 주요 목적인 것을 말한다.
(정답률: 62%)
  • 암의 길이는 붐 핀의 중심이 아니라, 버킷 핀 중심에서 암핀 중심까지의 거리를 의미합니다.
    오답 노트
    암핀: 붐과 암을 연결하는 이음장치 (옳음)
    투스: 버킷 절삭날에 부착된 돌출물 (옳음)
    붐: 상부장치와 암/버킷을 연결하여 상하 운동을 수행하는 구조 (옳음)
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89. 굴삭기의 작업 장치에 해당하지 않는 것은?

  1. 어스 오거
  2. 유압 셔블
  3. 트랙
  4. 백호
(정답률: 51%)
  • 굴삭기의 작업 장치는 흙을 파거나 깎는 등 실제 작업에 사용되는 부착 장치를 의미합니다. 트랙은 장비의 이동을 담당하는 주행 장치이므로 작업 장치에 해당하지 않습니다.
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90. 플랜트 설비에서 원심력에 의하여 입자를 분리하는 집진장치는?

  1. 코트렐 집진장치
  2. 백 필터 집진장치
  3. 중력 침강식 집진장치
  4. 멀티 사이클론 집진장치
(정답률: 67%)
  • 사이클론 집진장치는 가스에 회전력을 주어 발생하는 원심력을 이용해 입자를 벽면에 충돌시켜 분리하는 장치이며, 이를 여러 개 연결한 것이 멀티 사이클론 집진장치입니다.
    오답 노트
    코트렐 집진장치: 전기력을 이용한 전기집진기
    백 필터 집진장치: 여과재를 이용한 여과집진기
    중력 침강식 집진장치: 중력을 이용한 침강분리
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91. 일반 배관용 스테인리스강관의 종류로 옳은 것은?

  1. STS 304 TPD, STS 316 TPD
  2. STS 304 TPD, STS 415 TPD
  3. STS 316 TPD, STS 404 TPD
  4. STS 404 TPD, STS 415 TPD
(정답률: 68%)
  • 일반 배관용 스테인리스강관(TPD)은 내식성과 내열성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강인 STS 304 TPD와 STS 316 TPD가 대표적입니다.
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92. 동관 이음방법에 해당하지 않는 것은?

  1. 연납땜 이음
  2. 노허브 이음
  3. 경납땜 이음
  4. 플랜지 이음
(정답률: 57%)
  • 동관의 이음방법으로는 납땜 이음(연납/경납), 용접 이음, 플레어 이음, 플랜지 이음 등이 사용됩니다.
    오답 노트
    노허브 이음: 동관 이음방법이 아닌 다른 배관 연결 방식입니다.
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93. 동력 나사절삭기의 종류가 아닌 것은?

  1. 호브식
  2. 로터리식
  3. 오스터식
  4. 다이헤드식
(정답률: 62%)
  • 동력 나사절삭기의 대표적인 종류로는 호브식, 오스터식, 다이헤드식이 있습니다. 로터리식은 일반적인 동력 나사절삭기의 분류에 포함되지 않습니다.
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94. 레스트레인트(restraint)의 종류가 아닌 것은?

  1. 앵커
  2. 스토퍼
  3. 가이드
  4. 브레이스
(정답률: 59%)
  • 레스트레인트(restraint)는 배관의 열팽창이나 진동을 제어하기 위한 구속 장치로, 앵커, 스토퍼, 가이드 등이 이에 해당합니다. 브레이스는 구조물을 지지하는 보강재의 개념이므로 레스트레인트의 종류에 해당하지 않습니다.
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95. 급·배스 배관시공 완료 후 실시하는 시험 방법의 종류가 아닌 것은?

  1. 수압시험
  2. 만수시험
  3. 인장시험
  4. 연기시험
(정답률: 67%)
  • 급·배수 배관 시공 후에는 배관의 누수 여부와 기밀성을 확인하기 위해 수압시험, 만수시험, 연기시험 등을 실시합니다.
    오답 노트
    인장시험: 재료의 강도를 측정하는 시험으로, 배관 시공 완료 후 누수 여부를 확인하는 시험 방법이 아닙니다.
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96. 배관의 피복 및 시험에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?(문제 오류로 가답안 발표시 4번으로 발표되었지만 확정답안 발표시 1, 4번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 4번을 누르시면 정답 처리 됩니다.)

  1. 노출된 배수관일 경우 방음을 줄이기 위해 피복을 해야한다.
  2. 급수에 사용되는 물의 종류에 따라 방로용 피복의 시공여부와 두께가 결정되어진다.
  3. 피복재 위에는 테이프를 감고 페인트칠을 하여 마무리 한다.
  4. 배수의 경우 관내를 흐르는 물의 온도가 주변 공기의 노점온도 보다 높을 경우 관 표면에 이슬이 맺힌다.
(정답률: 80%)
  • 결로 현상은 관내 물의 온도가 주변 공기의 노점온도보다 낮을 때 발생합니다.
    오답 노트
    노출된 배수관일 경우 방음을 줄이기 위해 피복을 해야한다: 방음을 하기 위해 피복하는 것이며, 방음 자체를 줄이는 것이 아닙니다.
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97. 주철관에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. 제조 방법으로는 수직법과 원심력법이 있다.
  2. 균열방지와 강도, 연성 등을 보강한 구상흑연주철이 사용된다.
  3. 일반적으로 강도가 낮은 곳에는 고급 주철, 강도가 높은 곳에는 보통 주철이 사용된다.
  4. 배수용 주철관은 오수, 배수 배관용으로 사용되며, 급수용 주철관보다 두께가 얇은 것이 사용된다.
(정답률: 75%)
  • 주철의 특성상 강도가 높은 곳에는 고급 주철을 사용하고, 강도가 낮은 곳에는 보통 주철을 사용하는 것이 적절합니다. 따라서 일반적으로 강도가 낮은 곳에 고급 주철을 사용한다는 설명은 틀린 내용입니다.
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98. 금긋기 공구의 종류가 아닌 것은?

  1. 줄
  2. 정반
  3. 센터 펀치
  4. 서피스 게이지
(정답률: 63%)
  • 금긋기 공구는 가공할 부위에 선을 긋는 도구로 펀치, 컴퍼스, 서피스 게이지, 캘리퍼스, 정반, 평형대 등이 있습니다.
    줄은 재료를 깎아내는 절삭 공구이므로 금긋기 공구가 아닙니다.
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99. 50℃의 물을 온도가 20℃, 관의 길이가 25m인 관에 공급할 경우 관의 신축량은 약 몇 m 인가? (단, 관의 열팽창계수는 0.01 mm/m·℃로 한다.)

  1. 7.5
  2. 0.0075
  3. 8.75
  4. 0.00875
(정답률: 60%)
  • 관의 온도 변화에 따른 신축량 계산 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$L = l \times \alpha \times \Delta T$$ (신축량 = 길이 $\times$ 열팽창계수 $\times$ 온도변화량)
    ② [숫자 대입] $$L = 25 \times 0.00001 \times (50 - 20)$$ (단, $0.01\text{mm/m}\cdot\text{℃} = 0.00001\text{m/m}\cdot\text{℃}$)
    ③ [최종 결과] $$L = 0.0075$$ m
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100. 신축이음의 형식이 아닌 것은?

  1. 슬리브형
  2. 루프형
  3. 플랜지형
  4. 벨로스형
(정답률: 60%)
  • 신축이음은 배관의 열팽창 및 수축을 흡수하기 위한 장치로, 루프형, 슬리브형, 벨로즈형, 스위블형, 볼조인트형 등이 사용됩니다. 플랜지형은 배관의 연결 방식일 뿐 신축 흡수 기능이 없는 형식입니다.
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