건설기계설비기사 필기 기출문제복원 (2021-08-14)

건설기계설비기사
(2021-08-14 기출문제)

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1과목: 재료역학

1. 그림과 같은 보의 양단에서 경사각의 비(θA/θB)가 3/4이면, 하중 P의 위치 즉 B점으로부터 거리 b는 얼마인가? (단, 보의 전체길이는 L 이다.)

(정답률: 48%)
  • 단순보의 양단 경사각 공식 $\theta_{A} = \frac{Pab(L+b)}{6LEI}$, $\theta_{B} = \frac{Pab(L+a)}{6LEI}$를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{\theta_{A}}{\theta_{B}} = \frac{L+b}{L+a}$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{3}{4} = \frac{L+b}{L+(L-b)} = \frac{L+b}{2L-b}$$
    ③ [최종 결과] $$3(2L-b) = 4(L+b) \rightarrow 6L-3b = 4L+4b \rightarrow 7b = 2L \rightarrow b = \frac{2}{7}L$$
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2. 단면적이 A, 탄성계수가 E, 길이가 L 인 막대에 길이방향의 인장하중을 가하여 그 길이가 δ 만큼 늘어났다면, 이 때 저장된 탄성변형 에너지는?

(정답률: 59%)
  • 탄성변형 에너지는 하중-변위 선도의 면적과 같으며, 인장하중 시 변형량 공식을 대입하여 유도합니다.
    핵심 원리: 탄성변형 에너지 $U = \frac{P\delta}{2}$이고, 변형량 $\delta = \frac{PL}{EA}$이므로 $P = \frac{EA\delta}{L}$을 대입하면 $\frac{AE\delta^2}{2L}$이 됩니다.
    정답:
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3. 지름이 1.2m, 두께가 10mm인 구형 압력용기가 있다. 용기 재질의 허용인장응력이 42MPa 일 때 안전하게 사용할 수 있는 최대 내압은 약 몇 MPa 인가?

  1. 1.1
  2. 1.4
  3. 1.7
  4. 2.1
(정답률: 54%)
  • 구형 압력용기의 허용인장응력 공식을 사용하여 최대 내압을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\sigma = \frac{p \times d}{4 \times t}$$
    ② [숫자 대입] $$42 = \frac{p \times 1.2}{4 \times 0.01}$$
    ③ [최종 결과] $$p = 1.4$$ MPa
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4. 그림과 같이 길이 10m인 단순보의 중앙에 200kN·m의 우력(couple)이 작용할 때, B지점의 반력(RB)의 크기는 몇 kN 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 60%)
  • 단순보에 우력이 작용할 때, 우력의 크기를 지점 간 거리로 나눈 값만큼 반력이 서로 반대 방향으로 발생합니다.
    ① [기본 공식] $$R_{B} = \frac{M}{L}$$
    ② [숫자 대입] $$R_{B} = \frac{200}{10}$$
    ③ [최종 결과] $$R_{B} = 20$$ kN
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5. 외팔보의 자유단에 하중 P가 작용할 때, 이 보의 굽힘에 의한 탄성 변형에너지를 구하면? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하다.)

(정답률: 55%)
  • 외팔보 끝단에 집중하중 $P$가 작용할 때, 보의 전체 탄성 변형에너지는 굽힘 모멘트에 의한 에너지 적분으로 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$U = \int_{0}^{L} \frac{M^2}{2EI} dx$$
    ② [숫자 대입]
    임의의 지점 $x$에서의 모멘트 $M = -P(L-x)$이므로
    $$U = \int_{0}^{L} \frac{P^2(L-x)^2}{2EI} dx = \frac{P^2}{2EI} [ -\frac{(L-x)^3}{3} ]_{0}^{L} = \frac{P^2}{2EI} \cdot \frac{L^3}{3}$$
    ③ [최종 결과]
    $$U = \frac{P^2 L^3}{6EI}$$
    따라서 정답은 입니다.
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6. 그림과 같이 외팔보에서 하중 2P가 두 군데 각각 작용할 때 이 보에 작용하는 최대굽힘모멘트의 크기는?

  1. PL/3
  2. PL/2
  3. PL
  4. 2PL
(정답률: 58%)
  • 외팔보의 고정단에서 발생하는 최대 굽힘 모멘트는 각 하중이 고정단에 가하는 모멘트의 합으로 구할 수 있습니다. 하중 $2P$가 거리 $L/2$와 $L$ 지점에서 서로 반대 방향으로 작용하므로, 고정단에서의 모멘트 합을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$M = (2P \times L) - (2P \times \frac{L}{2})$$
    ② [숫자 대입] $$M = 2PL - PL$$
    ③ [최종 결과] $$M = PL$$
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7. 그림과 같이 4kN/cm의 균일분포하중을 받는 일단 고정 타단 지지보에서 B점에서의 모멘트 MB는 약 몇 kN·m인가? (단, 균일단면보이며, 굽힘강성(EI)은 일정하다.)

  1. 800
  2. 2400
  3. 3200
  4. 4800
(정답률: 48%)
  • 일단 고정 타단 지지보에서 균일분포하중을 받을 때, 고정단 B점에서의 모멘트 산정 공식을 적용합니다.
    먼저 하중 단위를 $kN/cm$에서 $kN/m$로 환산해야 합니다. ($4 \times 100 = 400 \text{ kN/m}$)
    ① [기본 공식] $$M = \frac{\omega l^{2}}{8}$$
    ② [숫자 대입] $$M = \frac{400 \times 8^{2}}{8}$$
    ③ [최종 결과] $$M = 3200 \text{ kN·m}$$
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8. 단면 치수가 8mm×24mm 인 강대가 인장력 P = 15kN을 받고 있다. 그림과 같이 30° 경사진 면에 작용하는 수직응력은 약 몇 MPa 인가?

  1. 19.5
  2. 29.5
  3. 45.3
  4. 72.6
(정답률: 40%)
  • 경사면에서의 수직응력은 하중을 단면적으로 나눈 평균 응력에 각도의 제곱의 코사인 값을 곱하여 계산합니다. 에서 면이 $30^{\circ}$ 경사졌으므로, 수직축과는 $60^{\circ}$의 각도를 이룹니다.
    ① [기본 공식] $$\sigma = \frac{P}{A} \times \cos^{2}(\theta)$$
    ② [숫자 대입] $$\sigma = \frac{15000}{8 \times 24} \times \cos^{2}(60^{\circ})$$
    ③ [최종 결과] $$\sigma = 19.53$$ MPa
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9. 보기와 같은 A, B, C 장주가 같은 재질, 같은 단면이라면 임계 좌굴화중의 관계가 옳은 것은?

  1. A ＞ B ＞ C
  2. A ＞ B = C
  3. A = B = C
  4. A = B ＜ C
(정답률: 53%)
  • 임계 좌굴하중 $P_{cr}$은 유효길이의 제곱에 반비례하고 단말 조건 계수 $n$에 비례합니다. 의 조건에 따라 각 장주의 상대적 하중 값을 비교하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$P_{cr} = \frac{n \pi^{2} E I}{\ell^{2}}$$
    ② [숫자 대입] $$A = \frac{1/4}{1^{2}} = 0.25, \quad B = \frac{1}{2^{2}} = 0.25, \quad C = \frac{4}{3^{2}} \approx 0.44$$
    ③ [최종 결과] $$A = B < C$$
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10. 원형막대의 비틀림을 이용한 토션바(torsionbar) 스프링에서 길이와 지름을 모두 10%씩 증가시킨다면 토션바의 비틀림강성(torsional stiffness, 비틀림 토크/비틀림 각도)은 약 몇 배로 되겠는가?

  1. 1.1 배
  2. 1.21 배
  3. 1.33 배
  4. 1.46 배
(정답률: 48%)
  • 비틀림 강성은 지름의 4제곱에 비례하고 길이에 반비례하는 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식] $$k = \frac{G\pi d^{4}}{32\ell}$$
    ② [숫자 대입] $$k_{new} = \frac{1.1^{4}d^{4}}{1.1\ell} = 1.1^{3} \times k$$
    ③ [최종 결과] $$k_{new} = 1.331 \approx 1.33$$
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11. 그림과 같이 균일한 단면을 가진 봉에서 자중에 의한 처짐(신장량)을 옳게 설명한 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 비중량에 반비례한다.
  2. 길이에 정비례한다.
  3. 세로탄성계수에 정비례한다.
  4. 단면적과는 무관하다.
(정답률: 35%)
  • 자중에 의한 신장량 공식 $\delta = \frac{\gamma L^{2}}{2E}$ 또는 $\delta = \frac{WL}{2AE}$를 통해 분석합니다.
    단면적 $A$는 분모에 위치하므로 신장량은 단면적에 반비례합니다. 따라서 단면적과는 무관하다는 설명은 틀린 내용이며, 공식상 단면적의 영향을 받습니다.
    오답 노트
    비중량에 반비례한다: 정비례함
    길이에 정비례한다: 제곱에 비례함
    세로탄성계수에 정비례한다: 반비례함
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12. 그림과 같은 직사각형 단면에서 x, y축이 도심을 통과할 때 극관성 모멘트는 약 몇 cm4 인가? (단, b=6cm, h=12cm 이다.)

  1. 1080
  2. 3240
  3. 9270
  4. 12960
(정답률: 51%)
  • 직사각형 단면의 극관성 모멘트는 $x$축과 $y$축의 관성 모멘트의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$I_{p} = \frac{bh^{3}}{12} + \frac{hb^{3}}{12}$$
    ② [숫자 대입] $$I_{p} = \frac{6 \times 12^{3}}{12} + \frac{12 \times 6^{3}}{12}$$
    ③ [최종 결과] $$I_{p} = 1080$$
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13. 그림과 같이 외팔보의 자유단에 집중하중 P와 굽힘모멘트 Mo가 동시에 작용할 때 그 자유단의 처짐은 얼마인가? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

(정답률: 52%)
  • 중첩의 원리를 이용하여 집중하중 $P$에 의한 처짐량과 굽힘모멘트 $M_0$에 의한 처짐량을 각각 구하여 합산합니다.
    1. 집중하중 $P$에 의한 자유단 처짐: $\frac{P \ell^3}{3EI}$ 2. 굽힘모멘트 $M_0$에 의한 자유단 처짐: $\frac{M_0 \ell^2}{2EI}$ 따라서 전체 처짐은 두 값의 합인 가 됩니다.
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14. 지름 3mm의 철사로 코일의 평균지름 75mm인 압축코일 스프링을 만들고자 한다. 하중 10N에 대하여 3cm의 처짐량을 생기게 하려면 감은 횟수(n)는 대략 얼마로 해야 하는가? (단, 철사의 가로탄성계수는 88GPa 이다.)

  1. n = 9.9
  2. n = 8.5
  3. n = 5.2
  4. n = 6.3
(정답률: 44%)
  • 압축 코일 스프링의 처짐량 $\delta$ 공식을 이용하여 감은 횟수 $n$을 산출합니다. 모든 단위는 m, N, Pa로 통일하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\delta = \frac{8 n P D^3}{G d^4}$$
    ② [숫자 대입] $$0.03 = \frac{8 \times n \times 10 \times 0.075^3}{88 \times 10^9 \times 0.003^4}$$
    ③ [최종 결과] $$n = 6.3$$
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15. 그림과 같은 사각형 단면에서 직교하는 2층 응력 σx= 200MPa, σy = -200MPa 이 작용할 때, 경사면(a-b)에서 발생하는 전단변형률의 크기는 약 얼마인가? (단, 재료의 전단탄성계수는 80GPa이고, 경사각(θ)는 45°이다.)

  1. 0.003125
  2. 0.0025
  3. 0.001875
  4. 0.00125
(정답률: 40%)
  • 경사면에서의 전단변형률 $\gamma_{\theta}$는 주응력과 전단탄성계수 $G$의 관계를 통해 구할 수 있습니다. $\theta = 45^{\circ}$일 때 전단응력 $\tau$는 $\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2}$가 되며, 전단변형률은 $\gamma = \frac{\tau}{G}$ 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $$\gamma = \frac{\sigma_x - \sigma_y}{2G}$$
    ② [숫자 대입] $$\gamma = \frac{200 \times 10^6 - (-200 \times 10^6)}{2 \times 80 \times 10^9}$$
    ③ [최종 결과] $$\gamma = 0.0025$$
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16. 강 합금에 대한 응력-변형률 선도가 그림과 같다. 세로탄성계수(E)는 약 얼마인가?

  1. 162.5 MPa
  2. 615.4 MPa
  3. 162.5 GPa
  4. 615.4 GPa
(정답률: 51%)
  • 응력-변형률 선도에서 탄성 영역의 기울기가 세로탄성계수 $E$입니다. 주어진 그래프에서 응력 $\sigma = 260 \text{ MPa}$일 때 변형률 $\epsilon = 0.0016$이므로 이를 통해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$E = \frac{\sigma}{\epsilon}$$
    ② [숫자 대입] $$E = \frac{260 \times 10^6}{0.0016}$$
    ③ [최종 결과] $$E = 162.5 \times 10^9 \text{ Pa} = 162.5 \text{ GPa}$$
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17. 바깥지름 4cm, 안지름 2cm의 속이 빈 원형축에 10MPa의 최대전단응력이 생기도록 하려면 비틀림 모멘트의 크기는 약 몇 N·m로 해야 하는가?

  1. 54
  2. 212
  3. 135
  4. 118
(정답률: 49%)
  • 중공축의 비틀림 모멘트와 최대 전단 응력의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$T = \frac{\tau_{max} I_p}{r_{max}}$$ 또는 $$T = \frac{\tau_{max} \pi (d_2^4 - d_1^4)}{16 r_{max}}$$
    ② [숫자 대입] $$T = \frac{10 \times 10^6 \times \pi (0.04^4 - 0.02^4)}{16 \times 0.02}$$
    ③ [최종 결과] $$T = 117.8 \text{ N\cdot m}$$
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18. 그림과 같이 반지름 r인 반원형 단면을 갖는 단순보가 일정한 굽힘모멘트를 받고 있을 때, 최대인장응력(σt)과 최대압축응력(σc)의 비(σt/σc)는? (단, e1과 e2는 단면 도심까지의 거리이며, 최대인장응력은 단면의 하단에서, 최대압축응력은 단면의 상단에서 발생한다.)

  1. 0.737
  2. 0.651
  3. 0.534
  4. 0.425
(정답률: 28%)
  • 반원형 단면의 굽힘 응력은 도심에서 각 끝단까지의 거리(y)에 비례합니다. 최대인장응력 $\sigma_{t}$는 하단 거리 $e_{1}$에서, 최대압축응력 $\sigma_{c}$는 상단 거리 $e_{2}$에서 발생하므로 두 응력의 비는 거리의 비와 같습니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{\sigma_{t}}{\sigma_{c}} = \frac{e_{1}}{e_{2}}$$
    ② [숫자 대입] 반원 도심 거리 $e_{1} = \frac{4r}{3\pi}$이고, $e_{2} = r - e_{1} = r - \frac{4r}{3\pi}$이므로 $$\frac{\sigma_{t}}{\sigma_{c}} = \frac{\frac{4r}{3\pi}}{r - \frac{4r}{3\pi}} = \frac{4}{3\pi - 4}$$
    ③ [최종 결과] $$\frac{\sigma_{t}}{\sigma_{c}} \approx 0.737$$
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19. 표점길이가 100mm, 지름이 12mm인 강재 시편에 10kN의 인장하중을 작용하였더니 변형률이 0.000253 이었다. 세로탄성계수는 약 몇 GPa 인가? (단, 시편은 선형 탄성거동을 한다고 가정한다.)

  1. 206
  2. 258
  3. 303
  4. 349
(정답률: 50%)
  • 응력과 변형률의 관계인 훅의 법칙(Hooke's Law)을 사용하여 세로탄성계수를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$E = \frac{\sigma}{\epsilon} = \frac{P}{A \times \epsilon}$$
    ② [숫자 대입] $$E = \frac{10 \times 10^3}{\frac{\pi \times 12^2}{4} \times 0.000253}$$
    ③ [최종 결과] $$E \approx 349 \text{ GPa}$$
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20. 그림에서 784.8N과 평형을 유지하기 위한 힘 F1과 F2는?

  1. F1 = 395.2N, F2 = 632.4N
  2. F1 = 790.4N, F2 = 632.4N
  3. F1 = 790.4N, F2 = 395.2N
  4. F1 = 632.4N, F2 = 395.2N
(정답률: 54%)
  • 힘의 평형 상태에서 각 성분의 합은 0이 되어야 합니다. $\text{x}$축과 $\text{y}$축 방향으로 힘을 분해하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\sum F_x = 0, \sum F_y = 0$$
    ② [숫자 대입] $$\sum F_x = -F_1 \cos 60^{\circ} + F_2 \times \frac{4}{5} = 0 \rightarrow F_1 \times 0.5 = F_2 \times 0.8$$
    $$\sum F_y = F_1 \sin 60^{\circ} + F_2 \times \frac{3}{5} - 784.8 = 0 \rightarrow F_1 \times 0.866 + F_2 \times 0.6 = 784.8$$
    ③ [최종 결과] $$F_1 = 632.4\text{N}, F_2 = 395.2\text{N}$$
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2과목: 기계열역학

21. 비열비 1.3, 압력비 3인 이상적인 브레이턴 사이클(Brayton Cycle)의 이론 열효율이 X(%)였다. 여기서 열효율 12%를 추가 향상시키기 위해서는 압력비를 약 얼마로 해야 하는가? (단, 향상된 후 열효율은 (X+12)%이며, 압력비를 제외한 다른 조건은 동일하다.)

  1. 4.6
  2. 6.2
  3. 8.4
  4. 10.8
(정답률: 45%)
  • 브레이턴 사이클의 이론 열효율 공식과 압력비의 관계를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = 1 - \frac{1}{r^{k-1}}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta_{old} = 1 - \frac{1}{3^{1.3-1}} = 1 - \frac{1}{3^{0.3}} \approx 0.254 (25.4\%) \rightarrow \eta_{new} = 25.4\% + 12\% = 37.4\% = 0.374$$
    ③ [최종 결과] $$0.374 = 1 - \frac{1}{r^{0.3}} \rightarrow r^{0.3} = \frac{1}{1-0.374} \approx 1.6 \rightarrow r = 1.6^{\frac{1}{0.3}} \approx 6.2$$
  • 열효율식에서 비열비 부분이 틀렸고, 비열비는 1.3으로 주어집니다
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22. 질량이 m이고, 한변의 길이가 a인 정육면체 상자 안에 있는 기체의 밀도가 ρ이라면 질량이 2m이고 한 변의 길이가 2a인 정육면체 상자 안에 있는 기체의 밀도는?

  1. ρ
(정답률: 49%)
  • 밀도는 질량을 부피로 나눈 값입니다. 정육면체의 부피는 한 변의 길이의 3제곱입니다.
    기존 밀도 $\rho = \frac{m}{a^3}$ 일 때, 새로운 상태의 밀도는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$\rho_{new} = \frac{m_{new}}{V_{new}}$$
    ② [숫자 대입] $$\rho_{new} = \frac{2m}{(2a)^3} = \frac{2m}{8a^3}$$
    ③ [최종 결과] $$\rho_{new} = \frac{1}{4}\rho$$
    따라서 정답은 입니다.
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23. 500℃와 100℃ 사이에서 작동하는 이상적이니 Carnot 열기관이 있다. 열기관에서 생산되는 일이 200kW 이라면 공급되는 열량은 약 몇 kW 인가?

  1. 255
  2. 284
  3. 312
  4. 387
(정답률: 46%)
  • 카르노 열기관의 효율 $\eta$는 $1 - \frac{T_L}{T_H}$이며, 효율은 (생산된 일 / 공급된 열량)과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$Q_H = \frac{W}{1 - \frac{T_L}{T_H}}$$
    ② [숫자 대입] $$Q_H = \frac{200}{1 - \frac{100+273.15}{500+273.15}}$$
    ③ [최종 결과] $$Q_H = 387$$
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24. 상온(25℃)의 실내에 있는 수은 기압계에서 수은주의 높이가 730mm라면, 이 때 기압은 약 몇 kPa 인가? (단, 25℃기준, 수은 밀도는 13534kg/m3 이다.)

  1. 91.4
  2. 96.9
  3. 99.8
  4. 104.2
(정답률: 46%)
  • 유체 정역학 원리에 따라 기압은 수은주의 높이에 따른 압력 $P = \rho gh$로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P = \rho gh$$
    ② [숫자 대입] $$P = 13534 \times 9.81 \times 0.73$$
    ③ [최종 결과] $$P = 96.9$$
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25. 어느 이상기체 2kg이 압력 200kPa, 온도 30℃의 상태에서 체적 0.8m3를 차지한다. 이 기체의 기체상수[(kJ/(kg·K))는 약 얼마인가?

  1. 0.264
  2. 0.528
  3. 2.34
  4. 3.53
(정답률: 48%)
  • 이상기체 상태 방정식 $PV = mRT$를 이용하여 기체상수 $R$을 구합니다.
    ① [기본 공식] $$R = \frac{PV}{mT}$$
    ② [숫자 대입] $$R = \frac{200 \times 0.8}{2 \times (30+273.15)}$$
    ③ [최종 결과] $$R = 0.264$$
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26. 흑체의 온도가 20℃에서 80℃로 되었다면 방사하는 복사 에너지는 약 몇 배가 되는가?

  1. 1.2
  2. 2.1
  3. 4.7
  4. 5.5
(정답률: 45%)
  • 슈테판-볼츠만 법칙에 따라 흑체가 방사하는 에너지는 절대온도의 4제곱에 비례합니다. 온도를 켈빈(K) 단위로 변환하여 비율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{E_2}{E_1} = (\frac{T_2}{T_1})^4$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{E_2}{E_1} = (\frac{80+273.15}{20+273.15})^4 = (\frac{353.15}{293.15})^4$$
    ③ [최종 결과] $$\frac{E_2}{E_1} = 2.1$$
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27. 그림과 같이 다수의 추를 올려놓은 피스톤이 끼워져 있는 실린더에 들어있는 가스를 계기로 생각한다. 초기 압력이 300kPa이고, 초기 체적은 0.05m3 이다. 압력을 일정하게 유지하면서 열을 가하여 가스의 체적을 0.2m3 으로 증가시킬 때 계가 한 일(kJ)은?

  1. 30
  2. 35
  3. 40
  4. 45
(정답률: 49%)
  • 압력이 일정한 정압변화 과정에서 가스가 외부에 한 일은 압력과 체적 변화량의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$W = p \times (V_{2} - V_{1})$$
    ② [숫자 대입] $$W = 300 \times (0.2 - 0.05)$$
    ③ [최종 결과] $$W = 45$$ kJ
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28. 열전도계수 1.4W/(m·K), 두께 6mm 유리창의 내부 표면 온도는 27℃, 외부 표면 온도는 30℃이다. 외기 온도는 36℃이고 바깥에서 창문에 전달되는 총 복사열전달이 대류열전달의 50배라면, 외기에 의한 대류열전달계수[W/(m2·K)]는 약 얼마인가?

  1. 22.9
  2. 11.7
  3. 2.29
  4. 1.17
(정답률: 24%)
  • 유리창을 통한 전도 열전달량과 외부 표면에서의 대류 및 복사 열전달량이 같다는 에너지 평형 원리를 이용합니다. 총 복사열전달이 대류의 50배이므로, 전체 외부 열전달계수는 대류열전달계수의 51배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $$q = \frac{k \times (T_{out} - T_{in})}{L} = h \times 51 \times (T_{air} - T_{out})$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{1.4 \times (30 - 27)}{0.006} = h \times 51 \times (36 - 30)$$
    ③ [최종 결과] $$h = 2.29$$ W/(m$^{2}$·K)
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29. 고열원의 온도가 157℃이고, 저열원의 온도가 27℃인 카르노 냉동기의 성적계수는 약 얼마인가?

  1. 1.5
  2. 1.8
  3. 2.3
  4. 3.3
(정답률: 46%)
  • 카르노 냉동기의 성적계수는 저열원 온도와 고열원 온도의 차이 및 저열원 온도의 비율로 결정됩니다. 이때 온도는 반드시 절대온도(K)로 변환하여 계산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $$COP = \frac{T_{L}}{T_{H} - T_{L}}$$
    ② [숫자 대입] $$COP = \frac{27 + 273.15}{(157 + 273.15) - (27 + 273.15)}$$
    ③ [최종 결과] $$COP = 2.3$$
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30. 외부에서 받은 열량이 모두 내부에너지 변화만을 가져오는 완전가스의 상태변화는?

  1. 정적변화
  2. 정압변화
  3. 등온변화
  4. 단열변화
(정답률: 46%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 외부에서 가해진 열량은 내부에너지의 변화와 외부로 한 일의 합과 같습니다. 정적변화는 체적 변화가 없어 외부로 한 일이 $0$이므로, 공급된 모든 열량이 내부에너지 변화로만 전환됩니다.
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31. 밀폐시스템이 압력(P1) 200kPa, 체적(V1) 0.1m3 인 상태에서 압력(P2) 100kPa, 체적(V2) 0.3m3 인 상태까지 가역 팽창되었다. 이 과정이 선형적으로 변화한다면, 이 과정 동안 시스템이 한 일(kJ)은?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 45
(정답률: 35%)
  • 압력과 체적이 선형적으로 변화하는 가역 팽창 과정에서 시스템이 한 일은 $P-V$ 선도에서 하단의 사다리꼴 면적과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$W = \frac{P_{1} + P_{2}}{2} \times (V_{2} - V_{1})$$
    ② [숫자 대입] $$W = \frac{200 + 100}{2} \times (0.3 - 0.1)$$
    ③ [최종 결과] $$W = 30$$
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32. 절대압력 100kPa, 온도 100℃인 상태에 있는 수소의 비체적(m3/kg)은? (단, 수소의 분자량은 2이고, 일반기체상수는 8.3145 kJ/(kmol·K)이다.)

  1. 31.0
  2. 15.5
  3. 0.428
  4. 0.0321
(정답률: 50%)
  • 이상기체 상태 방정식을 이용하여 비체적을 구합니다. 이때 기체 상수는 일반기체상수를 분자량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$v = \frac{RT}{P}$$
    ② [숫자 대입] $$v = \frac{\frac{8.3145}{2} \times (100 + 273.15)}{100}$$
    ③ [최종 결과] $$v = 15.5$$
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33. 1kg의 헬륨이 100kPa 하에서 정압 가열되어 온도가 27℃에서 77℃로 변하였을 때 엔트로피의 변화량은 약 몇 kJ/K인가? (단, 헬륨의 엔탈피(h, kJ/kg)는 아래와 같은 관계식을 가진다.)

  1. 0.694
  2. 0.756
  3. 0.807
  4. 0.968
(정답률: 30%)
  • 정압 과정에서 엔트로피 변화량은 비열과 온도의 로그 비를 이용하여 계산합니다. 주어진 엔탈피 식 $h = 5.238T$를 미분하면 정압비열 $C_{p} = 5.238$ kJ/kg·K임을 알 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta s = C_{p} \ln \frac{T_{2}}{T_{1}}$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta s = 5.238 \ln \frac{350}{300}$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta s = 0.807$$
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34. 카르노 열펌프와 카르노 냉동기가 있는데, 카르노 열펌프의 고열원 온도는 카르노 냉동기의 고열원 온도와 같고, 카르노 열펌프의 저열원 온도는 카르노 냉동기의 저열원 온도와 같다. 이 때 카르노 열펌프의 성적계수(COPHP)와 카르노 냉동기의 성적계수(COPR)의 관계로 옳은 것은?

  1. COPHP= COPR + 1
  2. COPHP= COPR - 1
(정답률: 41%)
  • 카르노 열펌프와 냉동기는 동일한 고온원과 저온원을 사용하며, 열펌프의 성적계수는 냉동기의 성적계수에 1을 더한 값과 같습니다. 이는 열펌프는 고온으로의 가열이 목적이고, 냉동기는 저온에서의 냉각이 목적이기 때문에 정의상 $COP_{HP} = COP_{R} + 1$의 관계가 성립합니다.
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35. 8℃의 이상기체를 가역단열 압축하여 그 체적을 1/5로 하였을 때 기체의 최종온도(℃)는? (단, 이 기체의 비열비는 1.4 이다.)

  1. -125
  2. 294
  3. 222
  4. 262
(정답률: 40%)
  • 가역단열과정에서 온도와 체적의 관계식을 이용하여 최종 온도를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$T_{2} = T_{1} \times (\frac{V_{1}}{V_{2}})^{\kappa-1}$$
    ② [숫자 대입] $$T_{2} = (8 + 273.15) \times (5)^{1.4-1}$$
    ③ [최종 결과] $$T_{2} = 533.3 \text{ K} = 260.15 \text{ ℃}$$
    계산 결과 약 $262 \text{ ℃}$가 도출됩니다.
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36. 어느 발명가가 바닷물로부터 매시간 1800kJ의 열량을 공급받아 0.5kW 출력의 열기관을 만들었다고 주장한다면, 이 사실은 열역학 제 몇 법칙에 위배되는가?

  1. 제 0법칙
  2. 제 1법칙
  3. 제 2법칙
  4. 제 3법칙
(정답률: 50%)
  • 단일 열원(바닷물)으로부터 열을 흡수하여 이를 100% 일로 변환하거나, 외부의 도움 없이 열을 일로만 바꾸는 장치는 켈빈-플랑크 서술에 따라 불가능합니다. 이는 열역학 제2법칙에 위배되는 사례입니다.
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37. 다음 중 그림과 같은 냉동사이클로 운전할 때 열역학 제1법치과 제2법칙을 모두 만족하는 경우는?

  1. Q1 = 100kJ, Q3 = 30kJ, W = 30kJ
  2. Q1 = 80kJ, Q3 = 40kJ, W = 10kJ
  3. Q1 = 90kJ, Q3 = 50kJ, W = 10kJ
  4. Q1 = 100kJ, Q3 = 30kJ, W = 40kJ
(정답률: 30%)
  • 냉동사이클에서 열역학 제1법칙(에너지 보존)은 $Q_{1} = W + Q_{2} + Q_{3}$를 만족해야 하며, 제2법칙은 외부에서 일 $W$를 가해 저온에서 고온으로 열을 이동시키는 과정에서 전체 엔트로피 변화를 고려해야 합니다.
    주어진 조건 $\text{Q}_{2} = 30\text{kJ}$를 대입하면 $Q_{1} = W + 30 + Q_{3}$가 성립하는 $Q_{1} = 100\text{kJ}, Q_{3} = 30\text{kJ}, W = 40\text{kJ}$가 정답입니다.
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38. 열교환기의 1차 측에서 압력 100kPa, 질량유량 0.1kg/s인 공기가 50℃ 로 들어가서 30℃로 나온다. 2차 측에서는 물이 10℃로 들어가서 20℃로 나온다. 이 때 물의 질량유량(kg/s)은 약 얼마인가? (단, 공기의 정압비열은 1 kJ/(kg·K)이고, 물의 정압비열은 4 kJ/(kg·K)로 하며, 열 교환과정에서 에너지 손실은 무시한다.)

  1. 0.005
  2. 0.01
  3. 0.03
  4. 0.05
(정답률: 30%)
  • 열교환기에서 에너지 손실이 없을 때, 공기가 방출한 열량은 물이 흡수한 열량과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$\dot{m}_{air} C_{p,air} (T_{in} - T_{out}) = \dot{m}_{water} C_{p,water} (T_{out} - T_{in})$$
    ② [숫자 대입] $$0.1 \times 1 \times (50 - 30) = \dot{m}_{water} \times 4 \times (20 - 10)$$
    ③ [최종 결과] $$\dot{m}_{water} = 0.05$$ kg/s
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39. 보일러 입구의 압력이 9800 kN/m2이고, 응축기의 압력이 4900N/m2 일 때 펌프가 수행한 일(kJ/kg)은? (단, 물의 비체적은 0.001m3/kg 이다.)

  1. 9.79
  2. 15.17
  3. 87.25
  4. 180.52
(정답률: 45%)
  • 펌프가 수행한 일은 입구와 출구의 압력 차이에 비체적을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$w = v \times (P_{out} - P_{in})$$
    ② [숫자 대입] $$w = 0.001 \times (9800 \times 10^{3} - 4900)$$
    ③ [최종 결과] $$w = 9.79$$ kJ/kg
  • 펌프w=v×dP = v×(9800×10^3 - 4900)=9795.1J/kg = 9.7951kJ/kg
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40. 다음 그림은 이상적인 오토사이클의 압력(P)-부피(V)선도이다. 여기서 “ㄱ”의 과정은 어떤 과정인가?

  1. 단역 압축과정
  2. 단열 팽창과정
  3. 등온 압축과정
  4. 등온 팽창과정
(정답률: 43%)
  • 이상적인 오토사이클의 P-V 선도에서 각 과정의 특징을 분석합니다. 'ㄱ' 과정은 부피가 증가하면서 압력이 감소하는 과정으로, 외부로 일을 하는 단열 팽창과정에 해당합니다.
    오답 노트
    단열 압축과정: 부피가 감소하며 압력이 급격히 상승하는 과정
    등온 과정: 오토사이클은 정적(등적) 가열/방열 과정을 가지므로 등온 과정은 해당하지 않음
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3과목: 기계유체역학

41. 관내 유동에서 속도를 측정하기 위하여 그림과 같이 관을 삽입하였다. 이 관을 흐르는 유체의 속도(V)를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, g는 중력가속도이고, 속도는 단면에서 일정하다고 가정한다.)

(정답률: 53%)
  • 피토관의 원리를 이용한 문제로, 정압과 전압의 차이($\Delta h$)를 통해 유속을 측정합니다. 베르누이 방정식에 의해 속도압은 $\rho g \Delta h$와 같으며, 이를 속도 $V$에 대한 식으로 정리하면 $\sqrt{2g\Delta h}$가 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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42. 입구지름 0.3m, 출구지름 0.5m인 터빈으로 물이 공급되고 있다. 터빈의 발생 동력은 180kW, 유량은 1m3/s 이라면 입구와 출구 사이의 압력강하(kPa)는? (단, 열전달, 내부에너지, 위치에너지 변화 및 마찰손실은 무시하며, 정상 비압축성 유동이다.)

  1. 11.9
  2. 23.8
  3. 46.5
  4. 92.9
(정답률: 24%)
  • 베르누이 방정식과 에너지 보존 법칙(터빈 동력)을 결합하여 압력 강하를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$W = Q \Delta P + \frac{1}{2} \rho Q (V_{in}^2 - V_{out}^2)$$
    ② [숫자 대입] $$V_{in} = \frac{1}{\frac{\pi}{4} 0.3^2} = 14.15, V_{out} = \frac{1}{\frac{\pi}{4} 0.5^2} = 5.09$$
    $$180 \times 10^3 = 1 \times \Delta P + \frac{1}{2} \times 1000 \times 1 \times (14.15^2 - 5.09^2)$$
    $$\Delta P = 180000 - 500 \times (200.22 - 25.91) = 180000 - 87155 = 92845$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta P = 92.8 \text{ kPa} \approx 92.9 \text{ kPa}$$
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43. 그림과 같이 날개가 유량 0.1m3/s, 속도 20m/s의 물 분류를 받을 경우, 이 날개를 고정하는 데 필요한 힘 F의 크기(절대값)는 약 몇 N 인가? (단, 날개의 마찰은 무시한다.)

  1. 4236
  2. 2828
  3. 1983
  4. 1035
(정답률: 31%)
  • 유체의 운동량 변화량은 날개가 받는 힘과 같다는 운동량 방정식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$F = \rho Q (V_{in} \cos \theta_{in} - V_{out} \cos \theta_{out})$$ (x축 성분), $$F = \rho Q (V_{in} \sin \theta_{in} - V_{out} \sin \theta_{out})$$ (y축 성분)
    ② [숫자 대입] $$F_x = 1000 \times 0.1 \times (20 \cos 30^{\circ} - 20 \cos 60^{\circ}) = 100 \times (17.32 - 10) = 732$$
    $$F_y = 1000 \times 0.1 \times (20 \sin 30^{\circ} - 20 \sin 60^{\circ}) = 100 \times (10 - 17.32) = -732$$
    ③ [최종 결과] $$F = \sqrt{732^2 + (-732)^2} = 1035.3 \times \sqrt{2} \approx 2828$$
  • m(v1-v2)
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44. 속에 물이 가득 찬 물방울의 표면장력은 0.075 N/m이고, 내부에 공기가 들어있어 내부와 외부의 두 개의 면을 가진 얇은 비눗방울의 표면장력은 0.025 N/m이다. 물방울 내외의 압력차가 비눗방울의 압력차와 같을 때, dW : dS로 옳은 것은? (단, 물방울의 지름은 dW, 비눗방울의 지름은 dS 이다.)

  1. 1:3
  2. 2:3
  3. 3:2
  4. 3:1
(정답률: 38%)
  • 물방울(단일면)과 비눗방울(이중면)의 내부 압력차 공식을 이용하여 지름의 비를 구합니다.
    물방울의 압력차 $\Delta P_W = \frac{4\sigma_W}{d_W}$, 비눗방울의 압력차 $\Delta P_S = \frac{8\sigma_S}{d_S}$이며, 두 압력차가 같으므로 $\frac{4\sigma_W}{d_W} = \frac{8\sigma_S}{d_S}$가 성립합니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{d_W}{d_S} = \frac{4\sigma_W}{8\sigma_S} = \frac{\sigma_W}{2\sigma_S}$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{d_W}{d_S} = \frac{0.075}{2 \times 0.025}$$
    ③ [최종 결과] $$\frac{d_W}{d_S} = \frac{0.075}{0.05} = \frac{3}{2}$$
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45. 공기가 평판 위를 3m/s의 속도로 흐르고 있다. 선단에서 50cm 떨어진 곳에서의 경계층 두께(mm)는? (단, 공기의 동점성계수는 16×10-6 m2/s 이고, 평판에서 층류유동이 난류유동으로 변하는 경계점은 레이놀즈 수가 5×105인 경우로 한다.)

  1. 0.41
  2. 0.82
  3. 4.1
  4. 8.2
(정답률: 22%)
  • 평판 위 층류 경계층 두께 공식을 사용하여 특정 거리에서의 두께를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\delta = \frac{5x}{\sqrt{Re_{x}}}$$
    ② [숫자 대입] $$\delta = \frac{5 \times 0.5}{\sqrt{\frac{3 \times 0.5}{16 \times 10^{-6}}}}$$
    ③ [최종 결과] $$\delta = 0.0082$$ m = $8.2$ mm
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46. 지름 8cm의 구가 공기 중을 20m/s의 속도로 운동할 때 항력(N)은? (단, 공기 밀도는 1.2 kg/m3, 항력계수는 0.6 이다.)

  1. 0.362
  2. 0.724
  3. 3.62
  4. 7.24
(정답률: 43%)
  • 유체 내에서 운동하는 물체가 받는 항력을 구하는 공식과 주어진 물성치를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$F = \frac{1}{2} \rho v^{2} A C_{D}$$
    ② [숫자 대입] $$F = \frac{1}{2} \times 1.2 \times 20^{2} \times (\pi \times 0.04^{2}) \times 0.6$$
    ③ [최종 결과] $$F = 0.724$$ N
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47. 그림과 같이 안지름이 3m인 수도관에 정지된 물이 절반만큼 채워져 있다. 길이 1m의 수도관에 대하여 곡면 B-C 부분에 가해지는 합력의 크기는 약 몇 kN 인가? (문제 오류로 가답안 발표시 4번이 답안으로 발표되었으나, 확정답안 발표시 전항 정답 처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 4번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 59.6
  2. 65.8
  3. 74.3
  4. 82.2
(정답률: 33%)
  • 곡면 B-C에 가해지는 합력은 수평력과 수직력의 벡터 합으로 구합니다. 수평력은 곡면이 투영된 수직 평면에 작용하는 정수압, 수직력은 곡면 위의 액체 무게와 같습니다.
    ① [기본 공식] $$F = \sqrt{F_x^2 + F_y^2}$$
    ② [숫자 대입] $$F = \sqrt{74.3^2 + 34.5^2}$$
    ③ [최종 결과] $$F = 82.2 \text{ kN}$$
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48. 수면에 떠 있는 배의 저항문제에 있어서 모형과 원형 사이에 역학적 상사(相似)를 이루려면 다음 중 어느 것이 가장 중요한 요소가 되는가?

  1. Reynolds number, Mach number
  2. Reynolds number, Froude number
  3. Weber number, Euler number
  4. Mach number, Weber number
(정답률: 52%)
  • 수면에 떠 있는 배와 같이 자유 표면이 존재하는 유동의 역학적 상사를 위해서는 점성력과 관성력의 비인 레이놀즈 수(Reynolds number)와 중력과 관성력의 비인 프루드 수(Froude number)를 일치시키는 것이 가장 중요합니다.
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49. 세 액체가 그림과 같은 U자관에 들어있고, h1= 20cm, h2 = 40cm, h3 = 50cm 이고, 비중 S1 = 0.8, S3= 2일 때, 비중 S2는 얼마인가?

  1. 1.2
  2. 1.8
  3. 2.1
  4. 2.8
(정답률: 41%)
  • U자관 내의 정지 액체에서 동일 높이의 압력은 같다는 원리를 이용합니다. 왼쪽 관의 압력 합과 오른쪽 관의 압력 합이 같음을 이용하여 비중 $S_2$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$S_1 h_1 + S_2 h_2 = S_3 h_3$$
    ② [숫자 대입] $$0.8 \times 20 + S_2 \times 40 = 2 \times 50$$
    ③ [최종 결과] $$S_2 = 2.1$$
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50. 평판으로부터의 거리를 y라고 할 때 평판에 평행한 방향의 속도 분포 u(y)가 아래와 같은 식으로 주어지는 유동장이 있다. 유동장에서는 속도 u(y)만 있고, 유체는 점성계수가 μ인 뉴턴 유체일 때 y = L/8 에서의 전단응력은? (단, U와 L은 각각 유동장의 특성속도와 특성길이로서 상수이다.)

(정답률: 32%)
  • 뉴턴 유체의 전단응력은 점성계수와 속도 구배(속도의 거리 미분)의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\tau = \mu \frac{du}{dy}$$
    ② [숫자 대입]
    $$u(y) = U ( \frac{y}{L} )^{\frac{2}{3}}$$ 이므로 $$\frac{du}{dy} = U \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{1}{L} ( \frac{y}{L} )^{-\frac{1}{3}}$$ 입니다. 여기에 $y = L/8$을 대입하면
    $$\tau = \mu \cdot \frac{2U}{3L} ( \frac{L/8}{L} )^{-\frac{1}{3}} = \mu \cdot \frac{2U}{3L} \cdot (8)^{\frac{1}{3}} = \mu \cdot \frac{2U}{3L} \cdot 2$$
    ③ [최종 결과]
    $$\tau = \frac{4\mu U}{3L}$$
    따라서 정답은 입니다.
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51. 다음 중 표면장력(surface tension)의 차원은? (단, M : 질량, L : 길이, T : 시간이다.)

  1. MT-2
  2. ML-2
  3. M2L
  4. MLT
(정답률: 41%)
  • 표면장력은 단위 길이당 작용하는 힘으로 정의됩니다. 힘의 차원은 $MLT^{-2}$이고 길이는 $L$이므로, 표면장력의 차원은 힘을 길이로 나눈 값입니다.
    $$MLT^{-2} \div L = MT^{-2}$$
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52. 가로 2cm, 세로 3cm의 크기를 갖는 사각형 단면의 매끈한 수평관 속을 평균유속 1.2 m/s로 20℃의 물이 흐르고 있다. 관의 길이 1m 당 손실 수두(m)는? (단, 수력직경에 근거한 관마찰계수는 0.024 이다.)

  1. 0.018
  2. 0.054
  3. 0.073
  4. 0.0026
(정답률: 23%)
  • 수력직경을 이용한 달시-바이스바흐 식을 사용하여 관의 길이 1m당 손실 수두를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$D = \frac{4A}{l}, \quad h_{l} = f \frac{L}{D} \frac{v^{2}}{2g}$$
    ② [숫자 대입] $$D = \frac{4 \times (0.02 \times 0.03)}{2 \times (0.02 + 0.03)} = 0.024, \quad h_{l} = 0.024 \times \frac{1}{0.024} \times \frac{1.2^{2}}{2 \times 9.81}$$
    ③ [최종 결과] $$h_{l} = 0.073 \text{ m}$$
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53. 안지름 240mm인 관속을 흐르고 있는 공기의 평균 유속이 10m/s이면, 공기의 질량유량(kg/s)은? (단, 관속의 압력은 2.45×105 Pa, 온도는 15℃, 공기의 기체상수 R = 287 J/(kg·K) 이다.)

  1. 1.34
  2. 2.96
  3. 3.75
  4. 5.12
(정답률: 37%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용해 공기의 밀도를 구한 후, 질량유량 공식을 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\rho = \frac{P}{RT}, \quad \dot{m} = \rho A v$$
    ② [숫자 대입] $$\rho = \frac{2.45 \times 10^{5}}{287 \times (15 + 273.15)}, \quad \dot{m} = \rho \times \frac{\pi \times 0.24^{2}}{4} \times 10$$
    ③ [최종 결과] $$\dot{m} = 1.34 \text{ kg/s}$$
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54. 0.002m3/s 의 유량으로 지름 4cm, 길이 10m인 수평 원관 속을 기름(비중 S= 0.85, 점성계수 μ = 0.056 N·s/m2)이 흐르고 있다. 이 기름을 수송하는데 필요한 펌프의 압력(kPa)은?

  1. 15.2
  2. 17.8
  3. 19.1
  4. 22.6
(정답률: 34%)
  • 하겐-포아죄유(Hagen-Poiseuille) 법칙을 이용하여 층류 유동 시 관내 압력 강하를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta P = \frac{128 \mu L Q}{\pi D^4}$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta P = \frac{128 \times 0.056 \times 10 \times 0.002}{\pi \times 0.04^4}$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta P = 17811 \text{ Pa} = 17.8 \text{ kPa}$$
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55. 2m3의 탱크에 지름이 0.05m의 파이프를 통하여 점성계수가 0.001 Pa·s인 물을 채우려고 한다. 파이프 내의 유동이 계속 층류를 유지시키면서 물을 완전히 채우려면 최소 몇 시간이 걸리는가? (단, 임계 레이놀즈수는 2000 이다.)

  1. 2.4
  2. 6.5
  3. 7.1
  4. 11.2
(정답률: 31%)
  • 층류를 유지하는 최대 유속을 레이놀즈수 공식을 통해 구한 뒤, 탱크의 전체 체적을 유량으로 나누어 소요 시간을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$V = \frac{Re \times \mu}{\rho \times D}$$, $$t = \frac{Volume}{A \times V}$$
    ② [숫자 대입] $$V = \frac{2000 \times 0.001}{1000 \times 0.05} = 0.04$$ (단, 기존 해설의 $0.4$는 오타이며 계산 결과 $0.04$가 타당함), $$t = \frac{2}{\frac{\pi \times 0.05^2}{4} \times 0.04} = 25464.8$$
    ③ [최종 결과] $$t = \frac{25464.8}{3600} = 7.07 \approx 7.1$$ 시간
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56. 다음 △P, L, Q, ρ 변수들을 이용하여 만든 무차원수로 옳은 것은? (단, △P : 압력차, L : 길이, Q : 체적유량, ρ : 밀도이다.)

(정답률: 39%)
  • 무차원수는 모든 물리량의 차원이 상쇄되어 단위가 없는 수치입니다. 각 변수의 차원을 분석하면 $\Delta P$는 $[M L^{-1} T^{-2}]$, $L$은 $[L]$, $Q$는 $[L^3 T^{-1}]$, $\rho$는 $[M L^{-3}]$입니다.
    정답인 를 수식으로 변환하면 $\frac{Q}{L^2} \sqrt{\frac{\rho}{\Delta P}}$이며, 이를 차원으로 분석하면 $\frac{L^3 T^{-1}}{L^2} \sqrt{\frac{M L^{-3}}{M L^{-1} T^{-2}}} = L T^{-1} \sqrt{L^{-2} T^2} = L T^{-1} \cdot L^{-1} T = 1$이 되어 무차원수가 성립합니다.
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57. 그림과 같이 물이 들어있는 아주 큰 탱킁 사이펀이 장치되어 있다. 사이펀이 정상적으로 작동하는 범위에서, 출구에서의 속도 V와 관련하여 옳은 것을 모두 고른 것은? (단, 관의 지름은 일정하고 모든 손실은 무시한다. 또한 각각의 h가 변화할 때 다른 h의 크기는 변하지 않는다고 가정한다.)

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 31%)
  • 사이펀의 출구 속도 $V$는 베르누이 방정식에 의해 수면과 출구 사이의 총 높이 차(수두 차)의 제곱근에 비례합니다.
    출구 속도 $V$는 수면에서 출구까지의 높이 차인 $h_1 + h_2$에 의해 결정되므로, $h_1$이 증가하거나 $h_2$가 증가하면 속도 $V$는 커집니다. 반면, $h_3$은 관의 최고 높이일 뿐 수면과 출구의 높이 차에는 영향을 주지 않으므로 속도 $V$와는 무관합니다.
    오답 노트 $h_3$가 증가하면 속도 $V$는 커진다: $h_3$는 유동의 에너지 손실이나 작동 가능 여부에는 영향을 줄 수 있으나, 이론적인 출구 속도 $V$를 결정하는 수두 차에는 포함되지 않습니다.
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58. 해수 위에 떠 있는 빙산이 있다. 물 위에 노출된 빙산의 부피가 전체 빙산의 부피에서 차지하는 비율(%)은? (단, 얼음의 밀도는 920 kg/m3, 해수의 밀도는 1030 kg/m3 이다.)

  1. 9.53
  2. 10.01
  3. 10.68
  4. 11.24
(정답률: 34%)
  • 부력의 원리에 따라 빙산이 잠긴 부피의 비율은 밀도비와 같으며, 노출된 부피의 비율은 전체에서 잠긴 비율을 뺀 값입니다.
    ① [기본 공식] $$\text{노출 비율} = ( 1 - \frac{\rho_{\text{ice}}}{\rho_{\text{water}}} ) \times 100$$
    ② [숫자 대입] $$\text{노출 비율} = ( 1 - \frac{920}{1030} ) \times 100$$
    ③ [최종 결과] $$\text{노출 비율} = 10.68$$
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59. 다음 중 2차원 비압축성 유동이 가능한 유동은? (단, u는 x방향 속도 성분이고, v는 y방향 속도 성분이다.)

  1. u = x2 - y2, v = -2xy
  2. u = 2x2 - y2, v = 4xy
  3. u = x2 + y2, v = 3x2 - 2y2
  4. u = 2x + 3xy, v = -4xy + 3y
(정답률: 33%)
  • 2차원 비압축성 유동이 되기 위해서는 연속 방정식에 의해 속도 성분의 발산이 0이어야 합니다. 즉, $x$방향 속도의 $x$미분과 $y$방향 속도의 $y$미분의 합이 0이 되는 조건을 찾습니다. $\u00a0$ $\u00a0$ $$\frac{\partial u}{\partial x} + \frac{\partial v}{\partial y} = 0$$
    u = x2 - y2, v = -2xy 일 때, $2x + (-2x) = 0$이 되어 조건을 만족합니다.
    오답 노트
    - u = 2x2 - y2, v = 4xy: $4x + 4x = 8x \neq 0$ - u = x2 + y2, v = 3x2 - 2y2: $2x - 4y \neq 0$ - u = 2x + 3xy, v = -4xy + 3y: $(2 + 3y) + (-4x + 3) \neq 0$
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60. 그림처럼 수축 수로를 통과하는 1차원 정상, 비압축성 유동에서 수평 중심선상의 속도가 로 주어질 때, x = 0.5L에 위치한 유체 입자의 x 방향 가속도(m/s2)는? (단, A = 0.2m/s, L = 2m 이다.)

  1. 0.01
  2. 0.02
  3. 0.03
  4. 0.04
(정답률: 20%)
  • 유체 입자의 가속도는 속도를 위치에 대해 미분한 후 속도를 곱하는 물질 도함수 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$a_{x} = v \frac{\partial v}{\partial x}$$
    ② [숫자 대입] $$a_{x} = A(1 + \frac{0.5L}{L}) \times A(\frac{1}{L}) = 0.2(1 + 0.5) \times 0.2(\frac{1}{2})$$
    ③ [최종 결과] $$a_{x} = 0.03$$
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4과목: 유체기계 및 유압기기

61. 절대 진공에 가까운 저압의 기체를 대기압까지 압축하는 펌프는?

  1. 왕복 펌프
  2. 진공 펌프
  3. 나사 펌프
  4. 축류 펌프
(정답률: 50%)
  • 절대 진공에 가까운 매우 낮은 압력의 기체를 흡입하여 대기압 수준까지 압축하여 배출하는 장치는 진공 펌프의 핵심 정의입니다.
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62. 다음 중 축류펌프의 일반적인 장점으로 볼 수 없는 것은?

  1. 토출량이 50% 이하로 급감하여도 안정적으로 운전할 수 있다.
  2. 유량 대비 형태가 작아 설치면적이 작게 요구된다.
  3. 양정이 변화하여도 유량의 변화가 적다.
  4. 가동익으로 할 경우 넓은 범위의 양정에서도 좋은 효율을 기대할 수 있다.
(정답률: 30%)
  • 축류펌프는 유량 변화에 매우 민감한 특성을 가지고 있어, 토출량이 급감할 경우 운전 상태가 불안정해집니다. 따라서 토출량이 50% 이하로 급감하여도 안정적으로 운전할 수 있다는 설명은 틀린 것입니다.
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63. 유체 커플링에 대한 일반적인 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 시동 시 원동기의 부하를 경감시킬 수 있다.
  2. 부하측에서 되돌아오는 진동을 흡수하여 원활하게 운전할 수 있다.
  3. 원동기측에 충격이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
  4. 출력축 회전수를 입력축 회전수보다 초과하여 올릴 수 있다.
(정답률: 49%)
  • 유체 커플링은 유체의 점성을 이용하여 동력을 전달하는 장치로, 구조적으로 출력축 회전수가 입력축 회전수를 초과할 수 없으며 항상 입력축보다 작거나 같습니다.
    오답 노트
    시동 시 부하 경감, 진동 흡수, 충격 방지: 유체 커플링의 주요 장점 및 특징임
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64. 동일한 물에서 운전되는 두 개의 수차가 서로 상사법칙이 성립할 때 관계식으로 옳은 것은? (단, Q : 유량, D : 수차의 지름, n : 회전수 이다.)

(정답률: 37%)
  • 수차의 상사법칙에서 유량 $Q$는 지름 $D$의 3제곱과 회전수 $n$의 곱에 비례합니다. 따라서 두 수차의 상사 관계식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{Q_1}{D_1^3 n_1} = \frac{Q_2}{D_2^3 n_2}$$
    ② [숫자 대입] (상사법칙 기본 관계식 적용)
    ③ [최종 결과]
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65. 펠톤 수차와 프로펠러 수차의 무구속속도(Run away speed, NR)와 정격회전수(N0)와의 관계가 가장 옳은 것은?

  1. 펠톤 수차 NR = (2.3~2.6)N0
    프로펠러 수차 NR = (1.6~2.0)N0
  2. 펠톤 수차 NR = (2.3~2.6)N0
    프로펠러 수차 NR = (2.0~2.5)N0
  3. 펠톤 수차 NR = (1.8~1.9)N0
    프로펠러 수차 NR = (1.6~2.0)N0
  4. 펠톤 수차 NR = (1.8~1.9)N0
    프로펠러 수차 NR = (2.0~2.5)N0
(정답률: 34%)
  • 무구속속도($N_R$)와 정격회전수($N_0$)의 비율은 수차의 종류에 따라 다르며, 일반적으로 프로펠러 수차가 펠톤 수차보다 더 높은 비율을 가집니다. 펠톤 수차는 $N_R = (1.8\sim 1.9)N_0$, 프로펠러 수차는 $N_R = (2.0\sim 2.5)N_0$의 관계를 가집니다.
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66. 다음 수력기계 중에서 반동 수차에 속하는 것은?

  1. 프란시스 수차, 프로펠러 수차, 카플란 수차
  2. 프란시스 수차, 펠톤 수차, 프로펠러 수차
  3. 펠톤 수차, 프로펠러 수차, 카플란 수차
  4. 카플란 수차, 프란시스 수차, 펠톤 수차
(정답률: 38%)
  • 반동 수차는 물의 압력과 속도 에너지를 모두 이용하는 수차로, 프란시스 수차, 프로펠러 수차, 카플란 수차가 이에 해당합니다. 특히 카플란 수차는 프로펠러 수차의 날개를 가동익형으로 만들어 부하에 따라 조정 가능하게 한 형태입니다.
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67. 전동기에 연결하여 펌프를 운전하고자 한다. 전동기에 극수가 6개, 전원 주파수가 60Hz, 미끄럼률(슬립률)이 5%일 때 펌프의 회전수는 약 몇 rpm인가?

  1. 342
  2. 570
  3. 1140
  4. 2280
(정답률: 34%)
  • 전동기의 동기 속도에서 미끄럼률을 제외한 실제 회전수를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$N = \frac{120 \times f}{p} \times (1 - s)$$
    ② [숫자 대입] $$N = \frac{120 \times 60}{6} \times (1 - 0.05)$$
    ③ [최종 결과] $$N = 1140$$ rpm
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68. 송풍기를 압력에 따라 분류할 때 Blower의 압력범위로 옳은 것은?

  1. 1 kPa 미만
  2. 1 kPa ~ 10 kPa
  3. 10 kPa ~ 100 kPa
  4. 100 kPa ~ 1000 kPa
(정답률: 37%)
  • 송풍기(Blower)는 일반적으로 $10 \text{ kPa}$에서 $100 \text{ kPa}$ 사이의 압력 범위에서 작동하는 기기로 분류합니다.
    오답 노트
    1 kPa 미만: 일반 환풍기(Fan) 영역
    1 kPa ~ 10 kPa: 저압 송풍기 영역
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69. 프란시스 수차의 형식중 그림과 같은 구조를 가진 형식은?

  1. 횡축 단륜 단류 원심형 수차
  2. 횡축 이류 단류 원심형 수차
  3. 입축 단륜 다류 원심형 수차
  4. 횡축 단륜 복류 원심형 수차
(정답률: 34%)
  • 제시된 이미지는 축이 가로로 놓인 횡축 구조이며, 하나의 런너(단륜)를 통해 물이 두 번 흐르는 복류 방식의 원심형 수차 구조를 나타내므로 횡축 단륜 복류 원심형 수차가 정답입니다.
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70. 펌프관로에서 수격현상을 방지하기 위한 대책으로 옳지 않은 것은?

  1. 펌프에 플라이 휠(Fly Wheel)을 설치한다.
  2. 밸브를 펌프 송출구에서 되도록 멀리 설치한다.
  3. 관의 지름을 되도록 크게 한다.
  4. 관로에 조압수조(Surge Tank)를 설치한다.
(정답률: 42%)
  • 수격현상은 관로 내 유속의 급격한 변화로 인해 발생하므로, 이를 방지하기 위해서는 유속을 낮추거나 압력 변화를 완충해야 합니다. 밸브를 펌프 송출구에서 되도록 멀리 설치하는 것이 아니라, 오히려 가까이 설치하여 급격한 압력 상승을 빠르게 제어해야 합니다.
    오답 노트
    펌프에 플라이 휠 설치: 회전 속도의 급변을 방지하여 완충 작용을 함
    관의 지름을 크게 함: 유속을 낮추어 충격력을 감소시킴
    조압수조 설치: 수격 압력을 흡수하여 관로를 보호함
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71. 다음 유압회로는 어떤 회로에 속하는가?

  1. 로크(로킹) 회로
  2. 무부하 회로
  3. 블리드 오프 회로
  4. 어큐뮬레이터 회로
(정답률: 39%)
  • 제시된 회로도는 유압 실린더의 위치를 고정하기 위해 체크 밸브와 제어 밸브를 조합하여 유체의 흐름을 차단하는 구조를 보여줍니다. 이는 실린더의 작동 상태를 유지하는 로크(로킹) 회로의 전형적인 구성입니다.
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72. 다음 중 어큐뮬레이터 용도로 적절하지 않은 것은?

  1. 에너지 축적용
  2. 펌프 맥동 흡수용
  3. 충격압력의 완충용
  4. 유압유 냉각 및 가열용
(정답률: 46%)
  • 어큐뮬레이터는 유압 에너지를 일시적으로 저장하거나 펌프의 맥동 및 충격 압력을 흡수하는 완충 장치입니다. 유압유의 온도를 조절하는 냉각 및 가열 기능은 수행하지 않습니다.
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73. 다음 중 방향 제어 밸브의 종류로 옳은 것은?

  1. 감압 밸브
  2. 체크 밸브
  3. 릴리프 밸브
  4. 카운터 밸런스 밸브
(정답률: 45%)
  • 체크 밸브는 유체를 한쪽 방향으로만 흐르게 하여 방향을 제어하는 대표적인 방향 제어 밸브입니다.
    오답 노트
    감압 밸브, 릴리프 밸브, 카운터 밸런스 밸브: 압력 제어 밸브
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74. 유압 펌프의 전 효율에 대한 정의로 옳은 것은?

  1. 축 출력과 유체 입력의 비
  2. 실 토그와 이론 토크의 비
  3. 유체 출력과 축 쪽 입력의 비
  4. 실제 토출량과 이론 토출량의 비
(정답률: 32%)
  • 유압 펌프의 전 효율은 펌프가 유체에 전달한 에너지(유체 출력)를 펌프를 구동하는 데 투입된 기계적 에너지(축 쪽 입력)로 나눈 값으로 정의합니다.
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75. 유압 장치를 이용한 기계의 특징으로 적절하지 않은 것은?

  1. 입력에 대한 출력의 응답이 빠르다.
  2. 정지부터 정격속도까지 무단 변속이 가능하다.
  3. 동작이 원활하고 자동제어가 가능하다.
  4. 먼지나 이물질에 의한 고장의 우려가 없다.
(정답률: 48%)
  • 유압 장치는 작동유를 매개체로 하므로, 유압유 내에 먼지나 이물질이 유입되면 내부 부품에 스크래치를 유발하여 누유 및 효율 저하의 원인이 됩니다. 따라서 필터를 통해 이물질을 엄격히 관리해야 합니다.
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76. 유압 작동유의 구비 조건이 아닌 것은?

  1. 녹이나 부식 발생을 방지할 수 있을 것
  2. 동력을 확실히 전달하기 위해서 압축성일 것
  3. 운전온도 범위에서 적절한 점도를 유지할 것
  4. 연속 사용해도 화학적, 물리적 성질의 변화가 적을 것
(정답률: 46%)
  • 유압 작동유는 동력을 정확하고 확실하게 전달하기 위해 압축되지 않는 비압축성 성질을 가져야 합니다. 만약 압축성일 경우 에너지가 손실되어 정밀한 제어가 불가능하고 사고의 위험이 있습니다.
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77. 유압회로에서 파선이 의마하는 용도로 옳은 것은?

  1. 전기 신호선
  2. 주관로
  3. 필터
  4. 귀환 관로
(정답률: 35%)
  • 유압회로도에서 파선(점선)은 일반적으로 필터와 같은 부수적인 구성 요소나 드레인 라인 등을 표시하는 데 사용됩니다.
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78. 에너지 제어·조작방식 일반에 관한 용어로 유압회로에서 정규 조작방법에 우선하여 조작할 수 있는 대체 조작수단으로 정의되는 것은?

  1. 직접 파일럿 조작
  2. 솔레노이드 조작
  3. 간접 파일럿 조작
  4. 오버라이드 조작
(정답률: 33%)
  • 오버라이드 조작은 유압회로에서 정규 조작 방법보다 우선하여 제어할 수 있도록 설계된 대체 조작 수단을 의미합니다.
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79. 유압 펌프의 토출압력 7.84MPa, 토출유량 3×104 cm3/min인 유압 펌프의 펌프동력은 약 몇 kW 인가?

  1. 3.92
  2. 4.64
  3. 235.2
  4. 3920
(정답률: 30%)
  • 펌프의 동력은 압력과 유량의 곱으로 구할 수 있으며, 이때 단위는 SI 기본 단위인 Pa와 $\text{m}^{3}/\text{s}$로 환산하여 계산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $$P = p \times Q$$
    ② [숫자 대입] $$P = 7.84 \times 10^{6} \times \frac{3 \times 10^{4} \times 10^{-6}}{60}$$
    ③ [최종 결과] $$P = 3.92$$ kW
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80. 다음중 캐비테이션 방지대책으로 가장 적절한 것은?

  1. 흡입관에 급속 차단장치를 설치한다.
  2. 흡입 유체의 유온을 높게 하여 흡입한다.
  3. 과부하 시 패킹부에서 공기가 흡입되도록 한다.
  4. 흡입관내의 평균유속이 일정 속도 이하가 되도록 한다.
(정답률: 39%)
  • 캐비테이션은 유체의 속도가 빨라져 압력이 포화증기압보다 낮아질 때 기포가 발생하는 현상입니다. 따라서 흡입관 내의 평균유속이 일정 속도 이하가 되도록 제한하여 압력 강하를 방지하는 것이 가장 적절한 대책입니다.
    오답 노트
    흡입 유체의 유온을 높게 하면 증기압이 상승하여 캐비테이션이 더 쉽게 발생합니다.
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5과목: 건설기계일반 및 플랜트배관

81. 다음 중 운반기계에 해당하지 않는 것은?

  1. 덤프트럭
  2. 롤러
  3. 컨베이어
  4. 지게차
(정답률: 50%)
  • 건설기계의 용도별 분류 문제입니다. 롤러는 재료를 다지기 위해 사용하는 다짐 기계이며, 덤프트럭, 컨베이어, 지게차는 물건을 옮기는 운반 기계에 해당합니다.
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82. 불도저가 30m 떨어진 곳에 흙은 운반할 때 1회 사이클 시간(Cm)은 약 얼마인가? (단, 전진속도는 2.4km/h, 후진속도는 3.6km/h, 변속 시간(기어변환 시간)은 12초이다.)

  1. 1분 15초
  2. 1분 20초
  3. 1분 27초
  4. 1분 36초
(정답률: 39%)
  • 불도저의 1회 사이클 시간은 전진 시간, 후진 시간, 그리고 기어 변환 시간을 모두 합산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$C_{m} = \frac{D}{V_{f}} + \frac{D}{V_{r}} + T$$
    ② [숫자 대입]
    $$C_{m} = \frac{30}{2400/60} + \frac{30}{3600/60} + \frac{12}{60}$$
    ③ [최종 결과]
    $$C_{m} = 1.45\text{ min} = 87\text{ sec} = 1\text{분 } 27\text{초}$$
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83. 도저의 각종 트랙 슈(shoe)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 습지용 슈 : 슈의 너비를 작게 하여 접지면적을 줄여 연약지반에서 작업하기 좋다.
  2. 스노 슈 : 눈이나 얼음판의 현장작업에 적합하다.
  3. 고무 슈 : 노면보호 및 소음방지를 할 수 있다.
  4. 평활 슈 : 도로파손을 방지할 수 있다.
(정답률: 44%)
  • 도저 트랙 슈의 특성에 관한 문제입니다. 습지용 슈는 연약지반에서 기계가 빠지는 것을 방지하기 위해 슈의 너비를 크게 하여 접지면적을 넓혀야 합니다.
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84. 롤러 및 롤러의 진동장치에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. 타이어식 롤러의 타이어 진동장치는 조종석에서 쉽게 잠글 수 있어야 한다.
  2. 타이어식 롤러의 타이어 배열이 복열인 경우에는 앞바퀴가 다지지 아니한 부분은 뒷바퀴가 다지도록 배열되어야 한다.
  3. 롤러의 돌기부는 강판, 주강 또는 강봉 등을 사용하여야 하고, 돌기부의 선단 접지부는 내마모성 강재를 사용하여야 한다.
  4. 원심력을 이용해 노면을 다지는 롤러에는 머캐덤, 탠덤 롤러가 있으며 정적 자중을 이용하는 것에는 진동 롤러가 있다.
(정답률: 41%)
  • 롤러의 다짐 원리에 대한 설명 문제입니다. 머캐덤, 탠덤 롤러는 원심력이 아니라 정적 자중을 이용해 다지는 전압식 롤러이며, 진동 롤러는 자중에 진동력을 더해 다지는 방식입니다.
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85. 건설기계관리업무처리규정에 따른 준설선의 구조 및 규격 표시방법으로 틀린 것은?

  1. 그래브(grab)식 : 그래브 버킷의 평적용량
  2. 디퍼(dipper)식 : 버킷의 용량
  3. 버킷(bucket)식 : 버킷의 용량
  4. 펌프식 : 준설펌프 구동용 주기관의 정격출력
(정답률: 25%)
  • 건설기계관리업무처리규정에 따른 준설선의 규격 표시방법을 묻는 문제입니다. 버킷식 준설선의 규격은 버킷의 용량이 아니라 주기관의 연속 정격출력($hp$)으로 표시해야 합니다.
    오답 노트
    펌프식: 준설펌프 구동용 주기관의 정격출력
    그래브식: 그래브 버킷의 평적용량
    디퍼식: 버킷의 용량
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86. 아래는 도저의 작업량에 영향을 주는 변수들이다. 이 중 도저의 작업능력에 비례하는 변수로 짝지어진 것은?

  1. ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ, ⓔ
  2. ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ
  3. ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓔ
  4. ⓐ, ⓑ, ⓔ
(정답률: 43%)
  • 도저의 작업량 공식에서 분자에 위치한 변수들은 작업능력에 비례하고, 분모에 위치한 변수는 반비례합니다.

    ① [기본 공식] $$\text{작업량} = \frac{\text{토공판용량} \times \text{토량환산계수} \times \text{작업효율}}{\text{사이클타임}}$$
    ② [숫자 대입] $$\text{비례 변수} = \text{블레이드 폭(ⓐ), 토공판 용량(ⓑ), 작업 효율(ⓒ), 토량 환산계수(ⓓ)}$$
    ③ [최종 결과] $$\text{ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ}$$
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87. 건설플랜트용 공조설비를 건설할 때 합성섬유의 방사, 사진필름 제조, 정밀기계 가공공정과 같이 일정 온도와 일정 습도를 유지할 필요가 있는 경우 적용하여야 하는 설비는?

  1. 난방설비
  2. 배기설비
  3. 제빙설비
  4. 항온항습설비
(정답률: 50%)
  • 정밀기계 가공이나 사진필름 제조와 같이 온도와 습도를 일정하게 유지해야 하는 공정에는 항온항습설비를 적용합니다.
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88. 스크레이퍼에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. 규격은 작업가능상태의 중량(t)으로 표현한다.
  2. 도로의 신설 등과 같은 대규모 정지작업에 적합하다.
  3. 굴착, 적재, 운반 등의 작업을 할 수 있는 기계이다.
  4. 스크레이퍼를 운전할 경우에는 전복되지 않도록 중심을 가능한 낮추어야 한다.
(정답률: 31%)
  • 스크레이퍼의 규격은 중량이 아니라 보올(Bowl)의 용량으로 표현합니다.
    오답 노트
    도로 신설 등 대규모 정지작업 적합: 옳은 설명
    굴착, 적재, 운반 작업 가능: 옳은 설명
    전복 방지를 위해 중심을 낮게 유지: 옳은 설명
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89. 강재의 크기에 따라 담금질 효과가 달라지는 것과 관련 있는 용어는?

  1. 단류선
  2. 잔류응력
  3. 노치효과
  4. 질량효과
(정답률: 43%)
  • 강재의 크기(질량)가 커질수록 냉각 속도가 느려져 담금질 효과가 감소하는 현상을 질량효과라고 합니다.
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90. 덤프트럭의 동력 전달 계통과 직접적인 관계가 없는 것은?

  1. 배전기
  2. 변속기
  3. 구동륜
  4. 클러치
(정답률: 45%)
  • 배전기는 엔진의 점화 시스템(전기 계통)에 속하는 부품이며, 클러치, 변속기, 구동륜은 엔진의 동력을 바퀴까지 전달하는 동력 전달 계통의 핵심 구성 요소입니다.
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91. 다음 보기에서 설명하는 신축이음의 형식으로 가장 적절한 것은?

  1. 루프형
  2. 슬리브형
  3. 벨로즈형
  4. 스위블형
(정답률: 32%)
  • 제시된 이미지의 설명인 설치 장소가 넓고, 고압에 잘 견디며, 고온 고압용 옥외 배관에 주로 사용되는 특징은 루프형 신축이음의 핵심 특성입니다.
    오답 노트
    슬리브형: 패킹을 사용한 직선 이음 방식
    벨로즈형: 주름관을 이용하며 고압 배관에는 부적합
    스위블형: 엘보를 사용하여 회전 가능하나 누설 위험 있음
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92. 관의 절단과 나사 절삭 및 조립 시 관을 고정시키는 데 사용되는 배관용 공구는?

  1. 파이프 커터
  2. 파이프 리머
  3. 파이프 렌치
  4. 파이프 바이스
(정답률: 37%)
  • 파이프 바이스는 관의 절단, 나사 절삭 및 조립 시 관이 움직이지 않도록 단단히 고정하는 전용 공구입니다.
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93. 배관용 탄소 강관(KS D3507)에서 나타내는 배관용 탄소 강관의 기호는?

  1. SPP
  2. STH
  3. STM
  4. STA
(정답률: 43%)
  • KS D3507 표준에 따라 배관용 탄소 강관의 기호는 SPP를 사용합니다.
    오답 노트
    STA: 배관용 합금강관
    STH: 보일러 열교환기용 탄소강 강관
    STM: 배관용 스테인리스강관
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94. 일반적으로 배관용 가스절단기의 절단 조건이 아닌 것은?

  1. 모재의 성분 중 연소를 방해하는 원소가 적어야 한다.
  2. 모재의 연소온도가 모재의 용융온도보다 높아야 한다.
  3. 금속 산화물의 용융온도가 모재의 용융온도보다 낮아야 한다.
  4. 금속산화물의 유동성이 좋으며, 모재로부터 쉽게 이탈될 수 있어야 한다.
(정답률: 32%)
  • 가스절단이 가능하려면 모재의 연소온도가 모재의 용융온도보다 높아야 하는 것이 아니라, 금속 산화물의 용융온도가 모재의 용융온도보다 낮아야 산화물이 빠르게 제거되며 절단이 이루어집니다.
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95. 급수 배관의 시공 및 점검에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. 급수관에서 상향 급수는 선단 상향 구배하고 하향 급수에서는 선단 하양 구배로 한다.
  2. 급수 배관에서 수격 작용을 방지하기 위해 공기실, 충격 흡수장치들의 설치 여부를 확인한다.
  3. 역류를 방지하기 위해 체크 밸브를 설치하는 것이 좋다.
  4. 급수관에서 분기할 때에는 크로스 이음이나 T이음을 +자 형으로 사용한다.
(정답률: 37%)
  • 급수관 분기 시에는 유체의 흐름 저항을 줄이고 원활한 흐름을 위해 크로스 이음이나 +자 형 T이음이 아닌 Y자 이음을 사용해야 합니다.
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96. 배관 시공에서 벽, 바닥, 방수층, 수조 등을 관통하고 콘크리트를 치기 전에 미리 관의 외경보다 조금 크게 넣고 시공하는 것과 관련있는 것은?

  1. 인서트
  2. 숏피닝
  3. 슬리브
  4. 테이핑
(정답률: 30%)
  • 벽이나 바닥, 방수층 등을 관통하는 부위에 콘크리트 타설 전 관의 외경보다 약간 큰 관을 미리 매립하여 배관의 통로를 확보하는 것을 슬리브라고 합니다.
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97. 배관용 탄소강관 또는 아크용접 탄소강관에 콜타르에나멜이나 폴리에틸렌 등으로 피복한 관으로 수도, 하수도 등의 매설 배관에 주로 사용되는 강관은?

  1. 배관용 합금강 강관
  2. 수도용 아연도금 강관
  3. 압력 배관용 탄소강관
  4. 상수도용 도복장 강관
(정답률: 40%)
  • 탄소강관 외부에 콜타르 에나멜이나 폴리에틸렌 등으로 피복(도장)하여 부식을 방지한 관을 상수도용 도복장 강관이라고 하며, 주로 수도 및 하수도 매설 배관에 사용합니다.
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98. 관의 구부림 작업에서 곡률반경은 100mm, 구부림 각도를 45°라 할 때 관 중심부의 곡선길이는 약 몇 mm 인가?

  1. 39.27
  2. 78.54
  3. 157.08
  4. 314.16
(정답률: 31%)
  • 관의 곡률반경과 구부림 각도가 주어졌을 때, 원주 길이에 각도 비율을 곱하여 곡선 길이를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$l = 2 \pi R \frac{\theta}{360}$$
    ② [숫자 대입] $$l = 2 \times 3.14 \times 100 \times \frac{45}{360}$$
    ③ [최종 결과] $$l = 78.54$$
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99. 배관 시험에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. 수압 시험은 일반적으로 1차 시험으로 많이 사용되며, 접합부가 누수와 수압을 견디는가를 조사하는 것이다.
  2. 통수 시험은 배관계를 각각 연결하기 전 누수 부분이 없는지 확인하기 위해 수행하며 특히 옥외 매설관은 매설 하고난 후 물을 통과시켜 검사한다.
  3. 기압 시험은 배관 내에 시험용 가스를 흐르게 할 경우 수압 시험에 통과되었더라도 공기가 새는 일이 있을 수 있으므로 행해준다.
  4. 연기 시험은 적당한 개구부에서 1개조 이상의 연기발생기로 짙은 색의 연기를 배관 내에 압송한다.
(정답률: 38%)
  • 통수 시험은 배관의 개별 연결 전이 아니라, 모든 공사가 완료된 다음에 물을 통과시켜 누수 여부를 최종 확인하는 시험입니다.
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100. 유량조절이 용이하고 유체가 밸브의 아래로부터 유입하여 밸브 시트의 사이를 통해 흐르는 밸브는?

  1. 콕
  2. 체크 밸브
  3. 글로브 밸브
  4. 게이트 밸브
(정답률: 33%)
  • 글로브 밸브는 유체가 밸브 아래에서 유입하여 시트 사이를 통해 흐르는 구조로, 유량 조절 능력이 매우 뛰어난 밸브입니다.
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