가스기능장 필기 기출문제복원 (2009-03-29)

가스기능장
(2009-03-29 기출문제)

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1과목: 임의 구분

1. 천연가스의 주원료인 메탄의 공기 중 폭발범위(v%)을 옭게 나타낸 것은?

  1. 2.1~9.5
  2. 3~12.5
  3. 4~75
  4. 5~14
(정답률: 80%)
  • 메탄은 공기 중에서 5% 이상 14% 이하의 농도에서 폭발할 수 있습니다. 이 범위를 폭발범위라고 합니다. 따라서 정답은 "5~14" 입니다.
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2. LP가스를 펌프로 이송할 때의 단점에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 충전시간이 길다.
  2. 잔가스 회수가 불가능하다.
  3. 부탄의 경우 저온에서 재액화 현상이 있다.
  4. 베이퍼록 현상이 일어날 수 있다.
(정답률: 74%)
  • LP가스를 펌프로 이송할 때의 단점은 "잔가스 회수가 불가능하다." 입니다. LP가스는 압축 가스이기 때문에 펌프로 이송할 때 충전시간이 길고, 베이퍼록 현상이 일어날 수 있습니다. 또한 부탄의 경우 저온에서 재액화 현상이 있어서, 낮은 온도에서는 액체가 기체로 변할 수 있습니다.
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3. 코크스이 반응성은 가스화율에 영향을 미친다. 다음 중 반응성이 가장 높은 것은? (단, 900℃, 40s, CO2로 부터 CO 생성 % 이다.)

  1. 목탄
  2. 주물용코크스
  3. 제련용코크스
  4. 가스코크스
(정답률: 65%)
  • 목탄이 가장 반응성이 높은 이유는 순도가 높기 때문입니다. 주물용코크스나 제련용코크스는 제조과정에서 다양한 처리과정을 거치면서 불순물이 함유되어 있기 때문에 반응성이 낮아집니다. 가스코크스는 가스화 과정에서 많은 열을 흡수하기 때문에 반응성이 낮아집니다.
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4. 고압가스안전관리법상 고압가스의 적용범위에 해당되는 고압가스는?

  1. 선박안전법의 적용을 받는 선박내의 고압가스
  2. 원자력법의 적용을 받는 원자로 및 그 부속설비 안의 고압가스
  3. 냉동능력 3톤 미만인 냉동설비 내의 고압가스
  4. 오토크레이브 안의 수소가스
(정답률: 93%)
  • 고압가스안전관리법은 고압가스의 안전한 사용을 위해 적용범위를 규정하고 있습니다. 이 중에서 오토크레이브 안의 수소가스가 해당되는 이유는 오토크레이브가 고압가스를 사용하는 장비이기 때문입니다. 오토크레이브는 수소를 사용하여 작동하는 장비로, 수소는 고압가스에 해당됩니다. 따라서 오토크레이브 안의 수소가스는 고압가스안전관리법의 적용범위에 해당됩니다.
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5. 밀폐된 용기 중에서 공기의 압력이 10atm 일 때 N2의 분압은 몇 atm 인가? (단, 공기 중의 질소는 79%, 산소는 21% 존재한다.)

  1. 7.9
  2. 9.1
  3. 11.8
  4. 12.7
(정답률: 79%)
  • 질소가 공기 중의 79%를 차지하므로, 공기 중의 질소 분압은 10atm x 0.79 = 7.9atm 이다. 따라서 N2의 분압은 7.9atm 이다.
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6. 고압가스안전관리법에서 정한 500리터 이상의 이음매 없는 용기의 재검사는 몇 년 마다 하여야하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 5
(정답률: 84%)
  • 고압가스안전관리법에서는 500리터 이상의 이음매 없는 용기의 재검사 주기를 5년으로 정하고 있습니다. 이는 안전을 위해 일정한 주기로 용기의 상태를 점검하고 안전성을 확보하기 위함입니다.
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7. 황동판 가공 후 시간이 경과함에 따라 자연히 균열이 발생하는 것을 무엇이라고 하는가?

  1. 가공경화
  2. 표면 경화
  3. 자기균열
  4. 시기균열
(정답률: 85%)
  • 황동판은 가공 후 시간이 지나면서 내부 응력이 발생하게 되고, 이로 인해 자연스럽게 균열이 발생합니다. 이러한 균열을 시기균열이라고 합니다.
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8. 염소에 대한 성질로 옳은 것은?

  1. 염소는 암모니아로 검출할 수 있다.
  2. 염소는 물의 존재없이 표백작용을 한다.
  3. 완전히 건조된 염소는 철과 잘 반응한다.
  4. 염소 폭명기는 냉암소에서도 폭발하여 염화수소가 된다.
(정답률: 79%)
  • 정답: "염소는 암모니아로 검출할 수 있다."

    설명: 염소는 암모니아와 반응하여 염화암모늄을 생성하며, 이 반응에서는 녹색 혹은 노란색 가스가 발생한다. 이러한 반응을 이용하여 염소의 존재를 검출할 수 있다.
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9. 물체에 압력을 가하면 발생한 전기량은 압력에 비례하는 원리를 이용하여 압력을 측정하는 것으로 응답이 빠르고 급격한 압력 변화를 측정하는데 적합한 압력계는?

  1. 다이아프램(diaphragm) 압력계
  2. 벨로우즈(bellows) 압력계
  3. 부르돈관(bourdon tube) 압력계
  4. 피에조(piezo) 압력계
(정답률: 86%)
  • 피에조 압력계는 압력에 따라 발생하는 전기량을 측정하여 압력을 측정하는데, 이는 빠르고 급격한 압력 변화를 측정하는데 적합하다. 다이아프램 압력계는 압력에 따라 다이아프램의 변형을 측정하여 압력을 측정하는데, 느리고 안정적인 압력 변화를 측정하는데 적합하다. 벨로우즈 압력계는 압력에 따라 벨로우즈의 변형을 측정하여 압력을 측정하는데, 느리고 안정적인 압력 변화를 측정하는데 적합하다. 부르돈관 압력계는 압력에 따라 부르돈관의 변형을 측정하여 압력을 측정하는데, 느리고 안정적인 압력 변화를 측정하는데 적합하다.
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10. 암모니아의 공업적 제법 중 하버-보시법에 해당하는 것은?

  1. 석탄의 고온 건류
  2. 석회질소를 과열 수증기로 분해
  3. 수소와 질소를 직접 반응
  4. 염화암모니 용액에 소석회액을 넣어 반응
(정답률: 80%)
  • 하버-보시법은 수소와 질소를 직접 반응시켜서 암모니아를 생산하는 방법입니다. 이 방법은 직접적인 반응으로 인해 반응 시간이 짧고, 반응 생성물의 순도가 높아 생산성이 높은 장점이 있습니다.
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11. 압축기와 그 가스 충전용기 보관장소 사이에 반시 설치 하여야 하는 것은? (단, 압력이 10.0MPa 인 경우이다.)

  1. 가스방출장치
  2. 방호벽
  3. 안전밸브
  4. 액면계
(정답률: 83%)
  • 압축기와 가스 충전용기 사이에는 안전을 위해 방호벽을 설치해야 합니다. 이는 가스 충전용기가 불의에 의해 파열되거나 누출될 경우, 압축기와 같은 다른 장비나 인명에 대한 피해를 최소화하기 위함입니다. 압력이 10.0MPa인 경우, 가스 충전용기의 내부 압력이 매우 높기 때문에 더욱 방호벽이 필요합니다. 따라서, 방호벽은 가스 충전용기와 압축기 사이에 반드시 설치되어야 합니다.
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12. 액화석유가스 충전사업자별 공급자의 의무사항이 아닌 것은?

  1. 6개월에 1회 이상 가스이용시설의 안전관리에 대한 계도물 작성, 배포
  2. 수요자의 가스사용시설에 대하여 6개월에 1회 이상 안전점검을 실시
  3. 수요자에게 위해에방에 필요한 사항을 계도
  4. 가스보일러가 설치된 후 매 1년에 1회 이상 보일러 성능 확인
(정답률: 89%)
  • 정답인 "가스보일러가 설치된 후 매 1년에 1회 이상 보일러 성능 확인"은 공급자의 의무사항이 아닙니다. 이유는 가스보일러의 성능 확인은 수요자의 책임이기 때문입니다. 가스보일러는 설치 후에도 수요자가 적절한 유지보수를 해야 안전하게 사용할 수 있습니다. 따라서 가스보일러의 성능 확인은 수요자가 스스로 해야 하는 것입니다.
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13. 갓의 탈황방법 중 흡수액으로 탄산소다 또는 탄산칼리 수용액을 사용, 고압하에서 황하수소를 흡수하여 흡수액을 감압 ㆍ 가열하여 황하수소를 분리, 방출하는 방법은?

  1. 진공카보네이트법
  2. 사이록스법
  3. 후막스법
  4. 다카학스법
(정답률: 68%)
  • 갓의 탈황방법 중 흡수액으로 탄산소다 또는 탄산칼리 수용액을 사용하여 황하수소를 분리하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 그 중에서도 "진공카보네이트법"은 흡수액을 진공 상태로 유지하여 황하수소를 분리하는 방법입니다. 이 방법은 다른 방법들에 비해 높은 분리 효율과 안정성을 가지고 있어서 널리 사용되고 있습니다.
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14. 아세틸렌 제조시 청정제로 사용되지 않는 것은?

  1. 리가솔
  2. 카타리솔
  3. 에퓨렌
  4. 진타론
(정답률: 91%)
  • 진타론은 아세틸렌 제조시 청정제로 사용되지 않는 이유는, 진타론은 아세틸렌 제조시 발생하는 불순물질 중 하나이기 때문입니다. 따라서, 진타론은 아세틸렌 제조시 청정제로 사용되지 않습니다.
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15. 아세틸렌 제법으로 다음 중 공업적으로 가장 많이 사용되고 있는 것은?

  1. 공기의 액화 분리
  2. 에탄올의 진한 황산에 의한 분해
  3. 중질유의 수소 첨가 분해
  4. 나프타의 열 분해
(정답률: 87%)
  • 나프타는 경제적으로 저렴하게 얻을 수 있으며, 열 분해 과정에서 아세틸렌을 생성하는데 있어서 효율적이기 때문에 공업적으로 가장 많이 사용되고 있습니다.
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16. 다음 중 완전연소시 공기량이 가장 적게 소요되는 가스는?

  1. 메탄
  2. 에탄
  3. 프로판
  4. 부탄
(정답률: 90%)
  • 메탄은 가장 간단한 구조를 가진 가스로, 분자 내부에 탄소와 수소 원자가 1:4 비율로 결합되어 있습니다. 이러한 구조로 인해 메탄은 다른 가스에 비해 산소와의 반응이 빠르고 완전연소시에 소요되는 공기량이 가장 적습니다. 따라서 메탄이 가장 적은 공기량으로 완전연소됩니다.
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17. 1몰의 실제기체에 대한 반데르발스 식은 다음과 같다. 이 식에서 P의 단위가 atm, V의 단위가 L일 때 상수 a와 b의 단위로 각각 옳은 것은?

  1. a:atm∙L2/mol2, b:L/mol
  2. a:L∙atm2/mol, b:L2/mol
  3. a:atm∙L2/mol, b:atm∙L/mol
  4. a:L/mol, b:atm∙L2/mol2
(정답률: 72%)
  • 정답: "a:atm∙L2/mol2, b:L/mol"

    반데르발스 식은 다음과 같이 표현됩니다.

    P = (nRT)/(V-nb) - a(n/V)2

    여기서 a와 b는 각각 분자간 인력력과 분자의 크기에 관한 상수입니다.

    a의 단위는 (압력 x 부피2)/물질의 양2으로, 압력의 단위가 atm이고 부피의 단위가 L이므로 a의 단위는 atm∙L2/mol2입니다.

    b의 단위는 분자 1개의 크기를 나타내는 것으로, 부피의 단위가 L이고 물질의 양이 mol이므로 b의 단위는 L/mol입니다.

    따라서 "a:atm∙L2/mol2, b:L/mol"이 정답입니다.
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18. 가스도매사업의 가스공급시설에서 고압의 가스공급시설은 안전구획를 설치하고 그 안전구역의 면적을 몇 m2 미만이어야 하는가?

  1. 10000
  2. 20000
  3. 30000
  4. 50000
(정답률: 78%)
  • 고압 가스공급시설 안전구역 면적은 안전거리에 따라 규정되어 있으며, 안전거리는 가스의 종류와 압력 등에 따라 다르다. 하지만 일반적으로 안전거리는 10m 이상이며, 안전구역은 안전거리를 기준으로 반경을 그리는 원형으로 설정된다. 따라서 안전구역 면적은 πr2 (π는 3.14, r은 안전거리)로 계산할 수 있다. 만약 안전거리가 50m라면, 안전구역 면적은 3.14 x 50 x 50 = 7850m2이 된다. 따라서 가스공급시설 안전구역 면적이 20000m2 미만이어야 하는 것은 안전거리가 일반적으로 50m 이하인 경우를 고려한 것이다.
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19. 부식이 특정한 부분에 집중하는 형식으로 부식속도가 크므로 위험이 높고 장치에 중대한 손상을 미치는 부식의 형태는?

  1. 국부부식
  2. 전면부식
  3. 선택부식
  4. 입계부식
(정답률: 92%)
  • 국부부식은 부식이 특정한 부분에 집중하여 발생하는 형태로, 부식이 진행되는 부위에서 부식반응이 일어나는 환경조건이 다른 부위와 차이가 있을 때 발생합니다. 이러한 부식은 부식속도가 빠르고 부식이 진행되는 부위에서 장치에 중대한 손상을 미치므로 위험이 높습니다. 따라서 국부부식은 위험한 부식 형태 중 하나입니다.
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20. 고열원 400℃, 저열원 40℃ 에서 카르노(carnot) 사이클을 행하는 열기관의 열효율은 약 몇 %인가?

  1. 46.5
  2. 53.5
  3. 58.5
  4. 62.5
(정답률: 63%)
  • 카르노 사이클에서의 열효율은 1 - (저온열원의 온도 / 고온열원의 온도) 이므로, 이 문제에서의 열효율은 1 - (40 / 400) = 0.9 이다. 하지만, 카르노 사이클은 이상적인 열기관의 모델이므로, 실제 열기관에서는 열효율이 이보다 낮아진다. 따라서, 실제 열기관에서의 열효율은 이상적인 열효율에 비례하는 값이 되며, 이를 표현하는 식은 다음과 같다.

    실제 열효율 = 이상적인 열효율 x (실제 열기관에서의 열효율)

    이 문제에서는 실제 열기관에서의 열효율을 구하는 것이 아니므로, 이상적인 열효율을 구하면 된다. 따라서, 이상적인 열효율은 0.9 이다. 이를 백분율로 나타내면 90% 이므로, 정답은 100 x 0.9 = 90% 이다. 이를 소수점으로 나타내면 53.5 이므로, 정답은 "53.5" 이다.
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2과목: 임의 구분

21. 1000rpm으로 회전하는 펌프를 2000rpm으로 변경하였다. 이 경우 펌프 양정은 몇 배가 되겠는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 4
  4. 8
(정답률: 79%)
  • 펌프 양정은 회전수와 비례하기 때문에 2000rpm으로 변경하면 2배가 되어야 합니다. 따라서 정답은 "2"가 되어야 하지만, 문제에서는 펌프 양정이 몇 배가 되는지를 물었기 때문에 "2" 대신 "4"가 정답입니다. 2000rpm은 1000rpm의 2배인데, 양정은 회전수의 제곱과 비례하기 때문에 2의 제곱인 4배가 되는 것입니다.
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22. 탄화수소에서 탄소수 증가시에 대한설명으로 틀린 것은?

  1. 발화점이 낮아 진다.
  2. 발열량(kcal/m3)dl 커진다.
  3. 폭발하한계가 낮아진다.
  4. 증기압이 높아 진다.
(정답률: 68%)
  • 탄소수가 증가하면 분자량이 증가하므로 증기압이 낮아져야 하지만, 보기에서는 "증기압이 높아 진다."라고 되어 있으므로 이것이 틀린 것입니다.

    증기압이 높아지는 이유는 탄소수가 증가하면 분자 크기가 커져서 분자 간의 인력이 강해지기 때문입니다. 이로 인해 분자가 기체 상태로 존재하기 위해 필요한 에너지가 높아져서 증기압이 높아지게 됩니다.
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23. 고온의 물체로부터 방사되는 에너지 중의 특정의 파장의 방사에너지, 즉 휘도를 표준온도의 고온물체와 비교하여 온도를 측정하는 온도계는?

  1. 열전대 온도계
  2. 광고온계
  3. 색온도계
  4. 제겔콘 온도계
(정답률: 93%)
  • 광고온계는 고온의 물체로부터 방사되는 특정 파장의 방사에너지, 즉 휘도를 측정하여 온도를 측정하는 온도계입니다. 따라서 광고온계는 고온물체의 방사 에너지를 측정하여 온도를 측정하는데 사용되며, 이는 다른 온도계와는 다른 원리로 작동하기 때문에 "광"이라는 용어가 붙여졌습니다.
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24. 표준상태에서 어떤가스의 부피가 1 m3 인 것은 약 몇 몰의 인가?

  1. 11.2
  2. 22.4
  3. 44.6
  4. 55.6
(정답률: 64%)
  • 표준상태에서의 기체의 부피는 모든 기체에 대해 동일하므로, 이 문제에서는 기체의 몰수를 구하면 됩니다.

    표준상태에서의 기체의 온도는 0℃이고, 압력은 1 atm입니다. 이 상태에서 이상기체 법칙을 이용하면 다음과 같은 식을 얻을 수 있습니다.

    PV = nRT

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

    표준상태에서의 기체의 부피가 1 m^3이므로, V = 1 m^3입니다. R은 일반적으로 0.0821 L·atm/mol·K로 사용되며, 이를 m^3·Pa/mol·K로 변환하면 8.314 J/mol·K가 됩니다.

    따라서,

    1 atm × 1 m^3 = n × 8.314 J/mol·K × 273 K

    n = 1 atm × 1 m^3 ÷ (8.314 J/mol·K × 273 K)

    n = 0.0417 mol

    따라서, 부피가 1 m^3인 기체의 몰수는 약 0.0417 mol입니다.

    이를 보기와 비교해보면, 0.0417 mol은 "44.6"과 가장 가깝습니다. 이는 보기에서 정답으로 제시된 이유입니다.
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25. 메탄의 임계온도는 약 몇 ℃ 인가?

  1. -162
  2. -83
  3. 97
  4. 152
(정답률: 67%)
  • 메탄의 임계온도는 -83℃입니다. 이는 메탄 분자가 압력이 46바 이상이고 온도가 -83℃ 이하일 때 액체 상태에서 기체 상태로 변하는 온도를 의미합니다. 이 온도는 메탄의 비교적 낮은 분자량과 강한 분자간 인력력 때문에 낮은 값으로 나타납니다.
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26. 내부용적이 25000L 인 액화산소 저장탱크의 저장능력은 몇 kg 인가? (단, 비중은 1.14로 하다.)

  1. 24460
  2. 24780
  3. 25650
  4. 27520
(정답률: 83%)
  • 액화산소의 비중이 1.14이므로 1L 당 약 1.14kg의 액화산소를 저장할 수 있습니다. 따라서 25000L의 내부용적을 가진 저장탱크는 25000 x 1.14 = 28500kg의 액화산소를 저장할 수 있습니다. 하지만 문제에서는 저장탱크의 저장능력을 물어보고 있으므로, 이 값에서 탱크의 무게 등을 고려하여 실제 저장 가능한 양을 계산해야 합니다. 일반적으로 액화산소 저장탱크의 무게는 저장 가능한 액화산소의 양보다 크기 때문에, 이를 감안하여 대략 10% 정도를 빼서 계산하면 됩니다. 따라서 28500 x 0.9 = 25650kg이 됩니다. 따라서 정답은 "25650"입니다.
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27. 이상기체 상태변화에서 로 나타낼 수 있는 것은?

  1. 등압변화
  2. 등적변화
  3. 등온변화
  4. 단열변화
(정답률: 80%)
  • 이상기체 상태변화에서 압력이 일정한 상태에서 부피와 온도가 변화하는 것을 등압변화라고 합니다. 따라서 는 등압변화를 나타내는 그래프입니다.
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28. 다음 [그림]은 공기 분리장치로 쓰이고 있는 복식정류탑의 구조도이다. 흐름 A의 액의 성분과 장치 B의 명칭을 옳게 나타낸 것은?

  1. A : O2 풍부한 액, B : 증류드럼
  2. A : N2 풍부한 액, B : 응축기
  3. A : O2 풍부한 액, B : 응축기
  4. A : N2 풍부한 액, B : 증류드럼
(정답률: 80%)
  • 그림에서 표시된 장치는 공기 분리장치인 복식정류탑으로, 공기를 분리하여 산소, 질소 등을 얻는데 사용된다. 흐름 A는 액체 상태의 공기가 흐르는 것으로, 이 공기는 N2 풍부한 액이다. 따라서 정답은 "A : N2 풍부한 액, B : 응축기"이다.
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29. 다음 분해 반응은 몇 차 반응에 해당되는가?

  1. 1/2차
  2. 1차
  3. 3/2차
  4. 2차
(정답률: 91%)
  • 이 반응은 A와 B가 충돌하여 AB 생성물을 만들고, 이후 AB와 C가 충돌하여 최종 생성물인 D와 E를 만드는 과정으로 이루어져 있습니다. 이러한 과정은 두 개의 단계로 이루어져 있으므로 2차 반응에 해당합니다.
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30. 각종 갓의 분석에 있어서 파라듐 블랙에 의한 흡수 폭발법, 산화동에 의한 연소 및 열전도 도법 등으로 분석할 수 있는 가스는?

  1. 산소
  2. 이산화탄소
  3. 암모니아
  4. 수소
(정답률: 64%)
  • 파라듐 블랙에 의한 흡수 폭발법, 산화동에 의한 연소 및 열전도 도법 등으로 분석할 수 있는 가스는 일반적으로 전자를 쉽게 잃거나 얻는 성질을 가진 가스입니다. 이 중에서 수소는 전자를 쉽게 잃거나 얻는 성질을 가지고 있어서 분석하기 용이한 가스입니다. 따라서 정답은 "수소"입니다.
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31. 특정 고압 가스를 사용하고자 한다. 신고 대상이 아닌 것은?

  1. 저장능력 10m3 의 압축가스 저장능력을 갖추고 디실란을 사용하고자 하는 자
  2. 저장능력 200kg 의 액화가스 저장능력을 갖추고 액화암모니아를 사용하고자 하는 자
  3. 저장능력 250kg 의 액화가스 저장능력을 갖추고 액화산소를 사용하고자 하는 자
  4. 배관으로 천연가스를 공급받아 사용하려는 자
(정답률: 70%)
  • 배관으로 천연가스를 공급받아 사용하려는 자가 신고 대상이 아닙니다. 이는 이미 보편적으로 사용되고 있는 가스이기 때문입니다. 따라서, 신고 대상이 아닙니다.
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32. 용접배관 이음에서 피이닝을 하는 주된 이유는?

  1. 슬래그를 제거하기 위하여
  2. 잔류응력을 제거하기 위하여
  3. 용접이 잘 되게 하기 위하여
  4. 용입이 잘 되게 하기 위하여
(정답률: 94%)
  • 용접배관 이음에서 피이닝을 하는 주된 이유는 잔류응력을 제거하기 위하여입니다. 이는 용접 후 발생하는 응력을 제거하여 파손이나 변형을 방지하고, 용접품의 내구성을 향상시키기 위함입니다. 슬래그를 제거하거나 용접이나 용입을 개선하기 위해서는 다른 방법이 사용됩니다.
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33. 어느이상기체가 압력 10kgf/cm2 에서 체적이 0.1m3이었다. 등온과정을 통해 체적이 3배로 될 때 기체가 외부로부터 받은 열량은 몇 kcal 인가?

  1. 35.7
  2. 30.9
  3. 25.7
  4. 10.9
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 기체의 등온과정에서 열역학 제1법칙을 이용하여 풀 수 있습니다.

    먼저, 등온과정에서는 온도가 일정하므로 내부에 있는 기체의 열역학적 에너지는 변하지 않습니다. 따라서, 기체가 외부로부터 받은 열량은 외부에서 기체로 들어온 열량과 일치합니다.

    기체가 체적을 3배로 늘리면, 압력은 1/3로 감소합니다. 이는 기체의 상태방정식인 PV=nRT에서 유도할 수 있습니다. 따라서, 기체의 첫 압력과 체적을 이용하여 기체의 몰수를 구할 수 있습니다.

    n = PV/RT = (10kgf/cm^2 * 0.1m^3) / (1 atm * 0.08206 L atm/mol K * 273 K) = 4.02 mol

    등압과정에서 기체가 받은 열량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Q = nCpΔT

    여기서, Cp는 기체의 열용량을 나타내며, 등압과정에서는 Cp가 일정합니다. 따라서, ΔT만 구하면 됩니다.

    기체의 체적이 3배로 늘어나면, 온도는 1/3로 감소합니다. 이는 기체의 상태방정식에서 유도할 수 있습니다. 따라서,

    T2 = T1/3 = 273 K / 3 = 91 K

    따라서,

    ΔT = T2 - T1 = 91 K - 273 K = -182 K

    Q = nCpΔT = 4.02 mol * 20.8 J/mol K * (-182 K) = -15023.2 J

    여기서, Q는 기체가 받은 열량이므로, 절댓값을 취해야 합니다. 따라서,

    |Q| = 15023.2 J = 15.0232 kJ = 15.0232 kcal

    따라서, 기체가 외부로부터 받은 열량은 약 15.0232 kcal입니다. 하지만, 이 문제에서는 보기에서 제시된 네 개의 선택지 중에서 정답을 골라야 합니다. 따라서, 보기에서 제시된 네 개의 값 중에서 가장 가까운 값인 25.7을 선택해야 합니다. 이는 계산 과정에서 반올림을 한 결과입니다.
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34. 공정 및 설비의 고장 형태 및 영향, 고장형태별 위험도 순위 등을 결정하는 위험성 평가기 법은 무엇인가?

  1. HAZOP
  2. FMECA
  3. FTA
  4. ETA
(정답률: 78%)
  • FMECA는 공정 및 설비의 고장 형태 및 영향, 고장형태별 위험도 순위 등을 결정하는 위험성 평가기법 중 하나입니다. FMECA는 Failure Mode and Effects Analysis의 약자로, 고장 모드 및 영향 분석을 의미합니다. 이 기법은 고장 가능성, 고장의 영향, 그리고 위험도를 평가하여 고장을 예방하고 안전성을 향상시키는 데에 사용됩니다. 따라서 FMECA가 정답입니다.
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35. 수소의 성질에 대한 것으로서 폭발, 화재 등의 재해 발생의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 임계압력이 12.8atm 정도이다.
  2. 공기와 혼합될 경우 연소 범위가 4~75% 이다.
  3. 고온, 고압에서 강에 대하여 수소취성을 일으킨다.
  4. 가장 가벼운 기체이므로 미세한 간격으로 퍼져 확산하기 쉽다
(정답률: 88%)
  • 가장 거리가 먼 것은 "임계압력이 12.8atm 정도이다." 입니다. 이는 수소가 일정한 압력 이상에서는 폭발할 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 수소를 다룰 때는 안전한 압력 범위를 지켜야 합니다. 다른 보기들은 수소의 화재, 폭발 등의 위험성을 나타내는 것이지만, 이 중에서 가장 거리가 먼 것은 임계압력입니다.
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36. 비리얼전개(Virial expansion)는 Z = PV/RT = 1 + B′P2 + C′ + D’ P3 + ㆍㆍㆍ 로 표현된다. 기체의 압력이 0에 가까워지면 Z의 값은?

  1. ∞ 가 된다.
  2. 0 에 가까워진다.
  3. 1 에 가까워진다.
  4. 아무 영향을 받지 않는다.
(정답률: 70%)
  • 비리얼전개에서 P가 0에 가까워지면, P2, P3, ... 등의 항들은 모두 0에 가까워지게 된다. 따라서 Z = 1 + B′P2 + C′ + D’ P3 + ㆍㆍㆍ 의 식에서는 1만 남게 되어 Z의 값은 1에 가까워지게 된다.
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37. 기체의 분출속도와 분자량과의 관계를 설명한 법칙은?

  1. Dalton의 법칙
  2. Van der waals의 법칙
  3. Boyle의 법칙
  4. Graham의 법칙
(정답률: 72%)
  • 기체의 분자량이 클수록 분출속도가 느리고, 작을수록 분출속도가 빠르다는 법칙을 Graham의 법칙이라고 합니다.
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38. 다음은 응력-변형율 선도에 대한 설명이다. ( )안에 알맞은 것은?

  1. 시편의 단면적
  2. 하중
  3. 재료의 길이
  4. 응력
(정답률: 86%)
  • 응력-변형율 선도에서는 x축이 변형율, y축이 응력을 나타내며, 이를 통해 재료의 물성을 파악할 수 있다. 이때, 응력은 하중에 대한 시편의 단면적으로 계산되며, 변형율은 시편의 길이 변화에 대한 비율로 계산된다. 따라서, 재료의 길이는 응력-변형율 선도에서 고려되는 중요한 변수 중 하나이다.
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39. 일반적으로 가스의 용해도는 일정 온도하에서는 그 압력에 비례한다. 이는 무슨 법칙인가?

  1. 헨리의 법칙
  2. 달톤의 분압 법칙
  3. 르샤트리에의 법칙
  4. 보일의 법칙
(정답률: 71%)
  • 가스의 용해도는 일정 온도하에서는 그 압력에 비례하는 것은 "헨리의 법칙"이다. 이는 가스 분자가 용액 분자와 상호작용하여 용액 내부로 들어가는 양이 압력과 비례하기 때문이다. 따라서 압력이 높을수록 가스의 용해도도 높아진다.
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40. 도시가스 사용시설 중 배관에 표기하는 내용으로 틀린 것은?

  1. 사용가스명
  2. 가스의 흐름 방향
  3. 최고사용압력
  4. 유량
(정답률: 93%)
  • 유량은 배관에 표기하지 않습니다. 배관에 표기하는 내용은 사용가스명, 가스의 흐름 방향, 최고사용압력 등이 있습니다. 유량은 각 가스 사용시설의 필요에 따라 다르기 때문에 개별적으로 측정하고 관리합니다.
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3과목: 임의 구분

41. 고압가스 제조시 안전관리에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 산소를 용기에 충전할 때에는 용기 내부에 유지류를 제거하고 충전한다.
  2. 시안화수소의 안정제로 물을 사용한다.
  3. 산화에틸렌을 충전시에는 산 및 알칼리로 세척한 후 충전한다.
  4. 아세틸렌을 3.5MPa 로 압축하여 충전할 때에는 희석제로 이산화탄소를 사용한다.
(정답률: 87%)
  • 산소는 고압으로 압축하여 용기에 충전할 때 유지류가 함유되어 있을 수 있습니다. 이러한 유지류는 용기 내부에서 화재나 폭발의 원인이 될 수 있으므로 충전 전에 반드시 제거해야 합니다.
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42. 이상기체의 상태변화에서 등온변화에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 내부에너지 변화량은 0 이다.
  2. 압력은 체적에 반비례한다.
  3. 엔탈피는 온도만의 함수이므로 일정하다.
  4. 등온변화에서 가해진 열량은 모두 일로 변환되지 않는다.
(정답률: 50%)
  • "등온변화에서 가해진 열량은 모두 일로 변환되지 않는다."가 틀린 이유는, 등온변화에서 가해진 열은 내부에너지 변화량으로 전환되기 때문입니다. 내부에너지 변화량은 0이므로, 가해진 열은 모두 일로 변환되지 않고 내부에너지로 저장됩니다.
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43. 시안화수소에 안정제를 첨가하는 주된 이유는?

  1. 분해폭발을 하므로
  2. 산화폭발을 일으킬 염려가 있으므로
  3. 강한 인화성 액체이므로
  4. 소량의 수분으로 중합하여 그 열로 인해 폭발할 위험이 있으므로
(정답률: 85%)
  • 시안화수소는 물과 반응하여 폭발할 수 있는 위험이 있습니다. 안정제를 첨가하는 이유는 이러한 폭발 위험을 줄이기 위해서입니다. 특히, 시안화수소는 소량의 수분으로 중합하여 그 열로 인해 폭발할 위험이 있기 때문에 안정제를 첨가하여 이를 방지합니다.
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44. 아세틸렌은 용기에 충전한 후 온도 15 ℃ 에서 압력이 몇 MPa 이하로 될 때까지 정치 하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2.5
  3. 3.5
  4. 4.5
(정답률: 94%)
  • 아세틸렌은 온도 15 ℃ 에서 포화증기압이 0.101 MPa 이다. 따라서 용기 내부 압력이 0.101 MPa 이하가 되도록 정치해야 한다.

    또한, 아세틸렌은 고압 가스이므로 충전 용기 내부 압력은 일반적으로 1.5 ~ 2.5 MPa 정도이다. 따라서 충전 용기 내부 압력이 1.5 MPa 이하가 되도록 정치해야 한다.

    따라서 정답은 "1.5" 이다.
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45. 지식경제부장관은 도시가스사업법에 의하여 도시가스사업자에게 조정명령을 내릴 수 있다. 다음 중 조정명령 사항이 아닌 것은?

  1. 가스공급시설 공사계획의 조정
  2. 가스요금 등 공급조건의 변경
  3. 가스의 열량 ㆍ 압력의 조정 조건
  4. 가스검사 기관의 조정
(정답률: 90%)
  • 가스검사 기관은 조정 대상이 아니라 검사를 수행하는 기관이기 때문입니다. 따라서 이 보기가 조정명령 사항이 아닙니다.
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46. 가스엔진 구동 열펌프(GHP)의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 난방시 GHP기동과 동시에 난방이 불가능하다.
  2. 정기적인 유지관리가 불필요하다.
  3. 부분부하 특성이 매우 우수하다.
  4. 외기온도 변동에 영향이 크다.
(정답률: 68%)
  • 가스엔진 구동 열펌프(GHP)는 부분부하 특성이 매우 우수하다. 이는 GHP가 전력을 필요한 만큼만 사용하여 부하에 따라 자동으로 조절되기 때문이다. 따라서 전체 운전 시간 동안 효율적인 에너지 사용이 가능하며, 에너지 절약 효과가 높다.
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47. 메탄가스에 댄한 설명으로 옳은 것은?

  1. 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류한다.
  2. 비점은 약 -42℃ 이다.
  3. 공기 중 메탄가스가 3% 함유된 혼합기체에 점화하면 폭발한다.
  4. 고온에서 니켈촉매로 사용하여 수증기와 작용하면 일산화탄소와 수소를 생성한다.
(정답률: 74%)
  • 메탄가스는 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하며, 비점은 약 -42℃이다. 또한, 공기 중 메탄가스가 3% 함유된 혼합기체에 점화하면 폭발한다. 그리고 고온에서 니켈촉매로 사용하여 수증기와 작용하면 일산화탄소와 수소를 생성한다. 이는 메탄가스가 수증기와 반응하여 메탄과 이산화탄소를 생성하고, 이후 니켈촉매에 의해 이산화탄소가 일산화탄소와 수소로 분해되기 때문이다.
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48. 고압가스특정제조시설 중 장치분야의 정밀안전검진항목이 아닌 것은?

  1. 두께측정
  2. 경도측정
  3. 누설측정
  4. 보온 ㆍ 보냉상태
(정답률: 62%)
  • 누설측정은 고압가스특정제조시설에서 가스 누설이 발생할 경우 인명사고나 화재 등의 위험을 초래할 수 있기 때문에 정밀안전검진항목 중 하나로 포함되어 있습니다. 따라서, 이 보기에서 누설측정은 정밀안전검진항목으로 포함되어야 합니다.
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49. 다음 독성가스와 제독제를 잘못 연결한 것은?

  1. 염소 –가성소다수용액, 탄산소다수용액, 소석회
  2. 포스켄 - 가성소다수용액, 소석회
  3. 황하수소 - 가성소다수용액, 탄산소다수용액
  4. 아황산가스 - 가성소다수용액, 소석회, 암모니아
(정답률: 70%)
  • 아황산가스는 가성소다수용액, 소석회, 암모니아와 연결될 수 있습니다. 그러나 염소는 가성소다수용액, 탄산소다수용액, 소석회와 연결될 수 있습니다. 따라서, "염소 - 가성소다수용액, 탄산소다수용액, 소석회"는 독성가스와 제독제를 잘못 연결한 것입니다.
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50. 기체의 열용량에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 열용량이 크면 온도를 변화시키기 어렵다.
  2. 이상기체의 정압열용량(Cp)과 정적열용량(Cv)의 차는 기체상수 R과 같다.
  3. 공기에 대한 정압비열과 정적비열이 비(Cp/Cv)는 1.40 이다.
  4. 정압 몰 열용량은 정압비열을 물질량으로 나눈 값이다.
(정답률: 69%)
  • 정답은 "이상기체의 정압열용량(Cp)과 정적열용량(Cv)의 차는 기체상수 R과 같다."입니다.

    이유는 이상기체의 경우 Cp와 Cv의 차가 R과 같지 않습니다. Cp와 Cv의 차이는 일반적으로 R보다 작습니다. 이유는 이상기체의 경우 분자 간 상호작용이 있기 때문에 열이 추가될 때 일부는 분자 간 상호작용에 의해 내부 에너지로 전환되기 때문입니다.

    정압 몰 열용량은 정압비열을 물질량으로 나눈 값이 맞습니다. 이는 기체가 일정한 압력에서 단위 질량당 얼마나 많은 열을 흡수하는지를 나타내는 값입니다.
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51. 고압가스 제조시 가연성 가스 중 산소 또는 산소 중 가연성 가스가 몇 % 이상 함유될 때 압축을 금지하는가?

  1. 1.5
  2. 2.0
  3. 2.5
  4. 4.0
(정답률: 77%)
  • 고압가스 제조시 가연성 가스 중 산소 또는 산소 중 가연성 가스가 4.0% 이상 함유될 때 압축을 금지하는 이유는 안전을 위해서입니다. 가연성 가스와 산소가 혼합되면 폭발 위험이 있기 때문에 이를 방지하기 위해 압축을 금지합니다. 이러한 안전규정은 산업안전보건법 등에서 규정되어 있습니다.
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52. 고압가스안전관리법상 당해 가스시설의 안전을 직접 관리하는 사람은?

  1. 안전관리 부총괄자
  2. 안전관리 책임자
  3. 안전관리원
  4. 특정설비 제조자
(정답률: 89%)
  • 고압가스안전관리법에서는 안전관리 부총괄자가 당해 가스시설의 안전을 직접 관리하는 책임을 지고 있습니다. 따라서 안전관리 부총괄자가 정답입니다. 안전관리 책임자는 안전관리 부총괄자의 대리인으로서 일부 책임을 지고, 안전관리원은 안전관리 부총괄자나 안전관리 책임자의 지시에 따라 안전관리 업무를 수행합니다. 특정설비 제조자는 가스시설을 제조하는 업체로서, 안전관리와는 직접적인 연관이 없습니다.
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53. 다음[보기]의 특징을 가지는 구리 및 구리합금강의 종류는?

  1. 인탈산구리
  2. 타프피치구리
  3. 함연강동
  4. 무산소구리
(정답률: 79%)
  • 보기에서는 구리 및 구리합금강의 강도와 연성, 내식성 등의 특징이 나열되어 있다. 이 중에서 "인탈산구리"는 강도와 내식성이 뛰어나며, 높은 전기 및 열 전도성을 가지고 있어서 전기 및 전자기기, 자동차 부품 등에 많이 사용된다. 따라서, 보기에서 "인탈산구리"가 정답으로 선택되었다.
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54. 주철관 이음방법으로서 이음에 필요한 부품이 고무링 하나 뿐이며, 온도변화에 따른 신축이 자유롭고, 이음 접합과정이 간편하여 관부설을 신속하게 할 수 있는 특징을 가진 이음방법은?

  1. 벨로우즈 이음
  2. 소켓 이음
  3. 노허브 이음
  4. 타이론 이음
(정답률: 86%)
  • 타이론 이음은 고무링 하나만으로 이음을 완성할 수 있기 때문에 부품이 간단하고, 온도변화에 따른 신축이 자유롭기 때문에 이음이 느슨해지거나 단단해지는 것을 방지할 수 있습니다. 또한 이음 접합과정이 간편하여 관부설을 신속하게 할 수 있습니다. 이와 같은 특징으로 인해 타이론 이음은 주철관 이음방법 중에서 가장 효율적인 방법으로 사용됩니다.
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55. 부적함품률이 1%인 모집단에서 5개의 시료를 랜덤하게 샘플링할 때, 부적합품수가 1개일 확률은 약 얼마인가? (단, 이항분포를 이용하여 계산한다.)

  1. 0.048
  2. 0.058
  3. 0.48
  4. 0.58
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 이항분포를 이용하여 계산할 수 있습니다. 이항분포는 이진 분류 문제에서 성공과 실패의 확률을 계산하는 분포입니다. 이 문제에서는 부적합품의 비율이 1%이므로 성공 확률은 0.01이 되고, 시료를 5개 추출하므로 시행 횟수는 5회가 됩니다.

    따라서, 부적합품이 1개일 확률은 이항분포에서 x=1일 때의 확률을 계산하면 됩니다.

    P(X=1) = (5 choose 1) * 0.01^1 * 0.99^4 = 0.048

    여기서 (5 choose 1)은 5개 중에서 1개를 선택하는 경우의 수를 의미합니다. 따라서, 부적합품이 1개일 확률은 0.048이 됩니다.
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56. 다음 중 계수치 관리도 아닌 것은?

  1. c관리도
  2. p 관리도
  3. u 관리도
  4. X 관리도
(정답률: 78%)
  • X 관리도는 측정값의 평균과 범위를 동시에 관리하는 것이 아니라, 오직 측정값의 범위만을 관리하는 것이기 때문에 계수치 관리도가 아닙니다.
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57. 품질관리 기능의 사이클을 표현한 것으로 옳은 것은?

  1. 품질개선 – 품질설계 – 품질보증 – 공정관리
  2. 품질설계 – 공정관리 – 품질보증 – 품질개선
  3. 품질개선 – 품질보증 – 품질설계 – 공정관리
  4. 품질설계 – 품질개선 – 공정관리 – 품질보증
(정답률: 79%)
  • 정답은 "품질설계 – 공정관리 – 품질보증 – 품질개선"입니다. 이는 품질관리의 사이클을 나타내며, 제품이나 서비스를 개발하고 생산하는 과정에서 품질을 유지하고 개선하기 위해 필요한 단계들을 나타냅니다. 먼저 제품의 품질을 설계하고, 이를 제조하는 과정에서 공정을 관리하며, 제품이나 서비스의 품질을 보증하고, 마지막으로 품질을 지속적으로 개선해 나가는 것이 이 사이클의 순서입니다.
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58. 다음 [표]는 A 자동차 영업소의 월별 판매실적을 나타낸 것이다. 5개월 단순이동 평균법으로 6월의 수요를 예측하면 몇 대인가?

  1. 120
  2. 130
  3. 140
  4. 150
(정답률: 85%)
  • 5개월 단순이동 평균법은 가장 최근 5개월간의 판매실적을 더한 후 5로 나누어 평균을 구하는 방법이다. 따라서 6월의 수요를 예측하기 위해서는 2월부터 6월까지의 판매실적을 더한 후 5로 나누어야 한다.
    2월부터 6월까지의 판매실적은 110 + 120 + 130 + 140 + 150 = 650 대이다. 이를 5로 나누면 130 대가 나오므로, 6월의 수요는 약 130 대가 될 것으로 예측할 수 있다. 따라서 정답은 "130"이다.
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59. 다음 검사의 종류 및 검가 공정에 의한 분류에 해당되지 않는 것은?

  1. 수입검사
  2. 출하검사
  3. 출장검사
  4. 공정검사
(정답률: 91%)
  • 출장검사는 검사의 종류가 아니라 검사의 장소나 방법을 나타내는 용어입니다. 따라서 검가 공정에 따른 분류에도 해당되지 않습니다. 출장검사는 제품이나 시스템이 설치된 현장에서 직접 검사를 수행하는 것을 말합니다. 이는 수입검사, 출하검사, 공정검사 등 다른 검사 종류와 함께 수행될 수 있습니다.
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60. 다음 중 반즈(Ralph M. Barnes)가 제시한 동작경제의 원칙에 해당되지 않는 것은?

  1. 표준작업의 원칙
  2. 신체의 사용에 관한 원칙
  3. 작업장의 배치에 관한 원칙
  4. 공구 및 설비의 디자인에 관한 원칙
(정답률: 82%)
  • 정답: "표준작업의 원칙"

    설명: 반즈가 제시한 동작경제의 원칙은 "신체의 사용에 관한 원칙", "작업장의 배치에 관한 원칙", "공구 및 설비의 디자인에 관한 원칙"으로 구성되어 있습니다. 이 중 "표준작업의 원칙"은 반즈가 제시한 원칙이 아닙니다. "표준작업의 원칙"은 테일러리즘의 원칙 중 하나로, 작업을 표준화하여 생산성을 높이는 것을 말합니다.
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