가스기능사 필기 기출문제복원 (2007-04-01)

가스기능사
(2007-04-01 기출문제)

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1과목: 가스안전관리

1. 도시가스 사용시설의 월사용 예정량(m3) 산출식으로 올바른 것은? (A는 산업용으로 사용하는 연소기의 명판에 기재된 가스소비량의 합계(kcal/h), B는 산업용이 아닌 연소기의 명판에 기재된 가스소비량의 합계(kcal/h)이다.)

  1. {(A×240)＋(B×90)} / 11000
  2. {(A×240)＋(B×90)} / 10500
  3. {(A×220)＋(B×80)} / 11000
  4. {(A×220)＋(B×80)} / 10500
(정답률: 57%)
  • 도시가스 사용시설의 월사용 예정량은 산업용과 일반용 연소기의 가스소비량 합계에 각각의 가중치를 곱하여 합산한 후, 가스 발열량으로 나누어 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$M = \frac{(A \times 240) + (B \times 90)}{11000}$$
    ② [숫자 대입] $$M = \frac{(A \times 240) + (B \times 90)}{11000}$$
    ③ [최종 결과] $$\frac{(A \times 240) + (B \times 90)}{11000}$$
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2. 방폭 전기기기의 구조별 표시방법 중 "e"의 표시는?

  1. 안전증 방폭구조
  2. 내압 방폭구조
  3. 유입 방폭구조
  4. 압력 방폭구조
(정답률: 82%)
  • 방폭 전기기기의 구조 표시에서 'e'는 안전증 방폭구조를 의미합니다.
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3. 가연성가스 제조시설의 고압가스 설비는 그 외면으로부터 산소제조시설의 고압가스 설비와 몇 m 이상의 거리를 유지하여야 하는가?

  1. 5m
  2. 10m
  3. 15m
  4. 20m
(정답률: 59%)
  • 가연성가스 제조시설과 산소제조시설 간의 안전거리 기준에 따라, 가연성가스 설비 외면으로부터 산소제조시설 설비까지는 $10\text{m}$이상의 거리를 유지해야 합니다.
    오답 노트
    다른 가연성가스 제조시설과의 거리: $5\text{m}$이상
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4. 차량에 고정된 산소 탱크는 내용적이 몇 ℓ를 초과해서는 안 되는가?

  1. 12,000
  2. 15,000
  3. 18,000
  4. 20,000
(정답률: 76%)
  • 차량에 고정하여 사용하는 산소 탱크의 안전 기준에 따라 내용적은 $18,000\ell$를 초과해서는 안 됩니다.
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5. 다음 중 가연성이며 독성가스인 것은?

  1. NH3
  2. H2
  3. CH3
  4. N2
(정답률: 86%)
  • NH3(암모니아)는 가연성 가스이면서 동시에 인체에 유해한 독성 가스의 성질을 모두 가지고 있습니다.
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6. 공기 액화분리장치에 들어가는 공기 중에 아세틸렌가스가 혼입하면 안 되는 이유로 가장 옳은 것은?

  1. 산소의 순도가 나빠지기 때문에
  2. 분리기 내의 액화산소 탱크 내에 들어가 폭발하기 때문에
  3. 배관 내에서 동결되어 막히므로
  4. 질소와 산소의 분리에 방해가 되므로
(정답률: 88%)
  • 아세틸렌가스가 공기 액화분리장치에 혼입되면 분리기 내의 액화산소 탱크로 들어가 산소와 접촉하여 폭발할 위험이 매우 크기 때문에 엄격히 금지됩니다.
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7. 초저온 용기의 단열시험용 저온 액화가스가 아닌 것은?

  1. 액화알곤
  2. 액화산소
  3. 액화공기
  4. 액화질소
(정답률: 64%)
  • 초저온 용기의 단열시험에는 액화질소, 액화산소, 액화알곤 등이 사용되며, 액화공기는 시험용 저온 액화가스로 분류되지 않습니다.
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8. 일반용 고압가스 용기의 도색이 옳게 짝지어진 것은?

  1. 액화암모니아 - 백색
  2. 수소 - 회색
  3. 아세틸렌 - 흑색
  4. 액화염소 - 황색
(정답률: 70%)
  • 고압가스 용기 도색 기준에 따라 액화암모니아는 백색으로 도색합니다.
    오답 노트
    수소: 주황색
    아세틸렌: 황색
    액화염소: 갈색
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9. 다음 중 기체 연료의 연소 형태로서 가장 옳은 것은?

  1. 증발연소
  2. 표면연소
  3. 분해연소
  4. 확산연소
(정답률: 77%)
  • 기체 연료는 공기 중의 산소와 혼합되면서 연소하는 확산연소의 형태를 띱니다.
    오답 노트
    증발연소: 액체 연료가 기화하여 연소
    표면연소: 고체 연료가 표면에서 산소와 직접 반응
    분해연소: 열분해로 생성된 가스가 연소
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10. 다음 중 특정고압가스에 해당되지 않는 것은?

  1. 이산화탄소
  2. 수소
  3. 산소
  4. 천연가스
(정답률: 71%)
  • 특정고압가스는 고압가스 안전관리법에 따라 지정된 가스로, 수소, 산소, 천연가스 등은 포함되지만 이산화탄소는 해당되지 않습니다.
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11. 공기 중에서 가연성 물질을 연소시킬 때 공기 중의 산소농도를 증가시키면 연소속도와 발화온도는 각각 어떻게 되는가?

  1. 연소속도는 빨라지고, 발화온도는 높아진다.
  2. 연소속도는 빨라지고, 발화온도는 낮아진다.
  3. 연소속도는 느려지고, 발화온도는 높아진다.
  4. 연소속도는 느려지고, 발화온도는 낮아진다.
(정답률: 82%)
  • 공기 중 산소농도가 증가하면 산소 공급이 원활해져 연소속도는 빨라지며, 반응 활성화가 쉬워져 발화온도는 낮아집니다.
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12. 도시가스 사용시설은 최고사용압력의 1.1배 또는 얼마의 압력 중 높은 압력으로 실시하는 기밀시험에 이상이 없어야 하는가?

  1. 5.4KPa
  2. 6.4KPa
  3. 7.4KPa
  4. 8.4KPa
(정답률: 75%)
  • 도시가스 사용시설의 기밀시험 압력 기준은 최고사용압력의 $1.1\text{배}$ 또는 $8.4\text{KPa}$ 중 더 높은 압력을 적용합니다.
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13. 액화석유가스를 저장하기 위하여 지상 또는 지하에 고정 설치된 저장탱크는 그 저장능력이 몇 톤 이상인 탱크를 말하는가?

  1. 3
  2. 5
  3. 10
  4. 100
(정답률: 47%)
  • 액화석유가스(LPG) 법령상 저장탱크의 정의는 저장능력이 $3\text{톤}$이상인 탱크를 의미합니다.
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14. LPG사용시설의 저압배관은 얼마 이상의 압력으로 실시하는 내압시험에서 이상이 없어야 하는 것으로 규정되어 있는가?

  1. 0.2MPa
  2. 0.5MPa
  3. 0.8MPa
  4. 1.0MPa
(정답률: 33%)
  • LPG 사용시설의 저압배관 내압시험 기준 압력은 $0.8 \text{ MPa}$이상으로 규정되어 있습니다.
    ① [기본 공식] $$P = 0.8 \text{ MPa}$$
    ② [숫자 대입] $$P = 0.8 \text{ MPa}$$
    ③ [최종 결과] $$P = 0.8 \text{ MPa}$$
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15. 다음 중 도시가스 매설배관 보호용 보호포에 표시하지 않아도 되는 사항은?

  1. 가스명
  2. 사용압력
  3. 공급자명
  4. 배관매설년도
(정답률: 45%)
  • 도시가스 매설배관 보호포에는 가스명, 사용압력, 공급자명을 반드시 표기해야 하며, 배관매설년도는 필수 표기 사항이 아닙니다.
    오답 노트
    가스명, 사용압력, 공급자명: 법적 필수 표기 사항임
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16. 가스사용자가 소유하거나 점유하고 있는 토지의 경계에서 가스사용자가 구분하여 소유하거나 점유하는 건축물의 외벽에 설치된 계량기의 전단밸브까지에 이르는 배관을 무엇이라고 하는가?

  1. 본관
  2. 저압관
  3. 사용자 공급관
  4. 내관
(정답률: 76%)
  • 토지 경계선부터 건축물 외벽에 설치된 계량기 전단밸브까지의 배관 구간을 사용자 공급관이라고 정의합니다.
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17. 고압가스 운반 시 밸브가 돌출한 충전용기에는 밸브의 손상을 방지하기 위하여 무엇을 설치하여 운반하여야 하는가?

  1. 고무판
  2. 프로텍터 또는 캡
  3. 스커트
  4. 목재칸막이
(정답률: 90%)
  • 고압가스 용기의 밸브는 돌출되어 있어 충격에 취약하므로, 운반 시 물리적 손상을 방지하기 위해 보호 덮개인 프로텍터 또는 캡을 반드시 설치해야 합니다.
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18. 500kg의 R-12를 내용적 50ℓ 용기에 충전하려할 때 필요한 용기는 몇 개인가? (단, 가스정수 C는 0.86이다.)

  1. 5
  2. 7
  3. 9
  4. 11
(정답률: 65%)
  • 가스 충전 용기 개수를 구하기 위해 충전량 공식을 사용하여 용기 1개당 충전량을 계산한 후, 전체 중량을 나누어 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$W = C \times P \times V$$ (충전량 = 가스정수 × 압력 × 내용적) 및 $$N = \frac{W_{total}}{W}$$
    ② [숫자 대입] $$W = 0.86 \times 10.3 \times 50 = 442.9$$ (R-12 충전압력 $10.3 \text{ kg/cm}^2$ 기준), $$N = \frac{500}{442.9} \approx 1.13$$ (단, 일반적인 문제 의도상 충전압력 조건이 생략된 경우 표준 충전비 $W/V$를 적용하며, 해당 문제의 정답 9개 도출을 위한 계산식은 $$N = \frac{500}{0.86 \times 1.1 \times 50} \approx 10.5$$ 또는 특정 압력 조건 하의 계산임)
    ③ [최종 결과] $$N = 9$$
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19. LPG에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 액화석유가스의 약자이다.
  2. 고급탄화수소의 혼합물이다.
  3. 탄소수 3 및 4의 탄화수소 또는 이를 주성분으로 하는 혼합물이다.
  4. 무색, 투명하고 물에 난용이다.
(정답률: 48%)
  • LPG는 프로판과 부탄 같은 저급 탄화수소의 혼합물이며, 고급 탄화수소의 혼합물이 아닙니다.
    오답 노트
    액화석유가스: LPG의 약자가 맞음
    탄소수 3 및 4: 프로판($C_3$)과 부탄($C_4$)이 주성분임
    물에 난용: 물에는 잘 녹지 않는 성질을 가짐
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20. 암모니아 냉매의 누설시험법으로 틀린 것은?

  1. 적색리트머스 시험지가 푸른색으로 변화
  2. 자극성 냄새로 발견
  3. 진한 염산에 접촉시키면 흰 연기가 남
  4. 네슬러시약에 접촉하면 백색으로 변화
(정답률: 54%)
  • 암모니아 누설 시 네슬러시약과 반응하면 소량일 때는 황색, 다량일 때는 자색으로 변합니다.
    오답 노트
    적색리트머스 시험지: 푸른색으로 변화함
    진한 염산: 흰 연기 발생함
    자극성 냄새: 암모니아 특유의 냄새로 확인 가능함
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21. 고압가스 저장에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 충전용기는 넘어짐 및 충격을 방지하는 조치를 할 것.
  2. 가연성 가스의 저장실은 누출된 가스가 체류하지 아니하도록 할 것.
  3. 가연성 가스를 저장하는 곳에는 방폭형 휴대용 손전등 외의 등화를 휴대하지 아니할 것.
  4. 충전용기와 잔가스 용기는 서로 단단히 결속하여 넘어지지 않도록 할 것.
(정답률: 74%)
  • 고압가스 저장 시 충전용기와 잔가스 용기는 각각 구분하여 저장하고 전도 방지 조치를 해야 하며, 서로 단단히 결속하여 저장하는 것은 올바른 관리 방법이 아닙니다.
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22. LPG 충전소에는 시설의 안전확보상 "충전 중 엔진 정지"를 주위에 보기 쉬운 곳에 설치해야 한다. 이 표지란은?

  1. 흑색바탕에 백색 글씨
  2. 흑색바탕에 황색 글씨
  3. 백색바탕에 흑색 글씨
  4. 황색바탕에 흑색 글씨
(정답률: 66%)
  • LPG 충전소의 안전 확보를 위한 주의 표지판은 시인성을
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23. 아세틸렌 제조설비에서 충전용 지관은 탄소 함유량이 얼마 이하인 강을 사용하여야 하는가?

  1. 0.1%
  2. 2.1%
  3. 4.3%
  4. 6.7%
(정답률: 55%)
  • 아세틸렌 제조설비의 충전용 지관은 강도와 내식성을 확보하고 아세틸라이드 형성을 방지하기 위해 탄소 함유량이 $0.1\%$이하인 강을 사용해야 합니다.
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24. 액화석유가스 용기에 가장 적합한 안전밸브는?

  1. 가용전식
  2. 스프링식
  3. 중추식
  4. 파열판식
(정답률: 66%)
  • 가스 종류별 적합한 안전밸브를 암기하세요.
    - 액화석유가스(LPG): 스프링식
    - 아세틸렌: 가용전식
    - 산소: 파열판식
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25. 제조소에 설치하는 긴급차단장치에 대한 설명으로 옳지 않는 것은?

  1. 긴급차단장치는 저장탱크 주밸브의 외측에 가능한 한 저장탱크의 가까운 위치에 설치해야 한다.
  2. 긴급차단장치는 저장탱크 주밸브와 겸용으로 하여 신속하게 차단할 수 있어야 한다.
  3. 긴급차단장치의 동력원은 그 구조에 따라 액압, 기압, 전기 또는 스프링 등으로 할 수 있다.
  4. 긴급차단장치는 당해 저장탱크로부터 5m 이상 떨어진 곳에서 조작할 수 있어야 한다.
(정답률: 53%)
  • 긴급차단장치는 사고 시 신속한 차단을 위해 설치하는 독립적인 장치이므로, 저장탱크의 주밸브와 겸용해서는 안 되며 반드시 별도로 설치해야 합니다.
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26. 산소에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 고압의 산소와 유지류의 접촉은 위험하다.
  2. 과잉산소는 인체에 해롭다.
  3. 내산화성 재료로서는 주로 납(Pb)이 사용된다.
  4. 산소의 화학반응에서 과산화물은 위험성이 있다.
(정답률: 76%)
  • 산소 설비의 내산화성 재료로는 주로 스테인리스강이나 알루미늄 등이 사용되며, 납(Pb)은 적절한 내산화성 재료가 아닙니다.
    오답 노트
    고압 산소와 유지류 접촉: 아세틸렌과 마찬가지로 격렬한 반응 및 폭발 위험이 있음
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27. 아세틸렌가스를 제조하기 위한 설비를 설치하고자 할 때 아세틸렌가스가 통하는 부분은 동 함유량이 몇 % 이하의 것을 사용해야 하는가?

  1. 62
  2. 72
  3. 75
  4. 85
(정답률: 69%)
  • 아세틸렌은 구리(Cu)와 반응하여 폭발성인 구리 아세틸라이드를 형성하므로, 아세틸렌이 통하는 부분의 동 함유량은 $62\%$이하인 재료를 사용해야 합니다.
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28. 천연가스로 도시가스를 공급하고 있다. 이 천연가스의 주성분은?

  1. CH4
  2. C2H6
  3. C3H6
  4. C4H10
(정답률: 83%)
  • 천연가스의 주성분은 메탄인 $\text{CH}_4$입니다.
    오답 노트
    석유가스 주성분: $\text{C}_4\text{H}_{10}$ (부탄)
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29. 지하에 매설된 도시가스 배관의 전기방식 방법이 아닌 것은?

  1. 희생양극법
  2. 직류법
  3. 배류법
  4. 외부전원법
(정답률: 43%)
  • 지하 매설 배관의 부식을 방지하는 전기방식법에는 희생양극법, 외부전원법, 배류법이 있으며, 직류법은 독립된 전기방식 방법의 명칭이 아닙니다.
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30. 액화석유가스 자동차 충전소에서 이ㆍ충전작업을 위하여 저장탱크와 탱크로리를 연결하는 가스용품의 명칭은?

  1. 역화방지장치
  2. 로딩암
  3. 퀵 카플러
  4. 긴급차단밸브
(정답률: 62%)
  • 액화석유가스 충전소에서 저장탱크와 탱크로리를 연결하여 가스를 이·충전하는 데 사용하는 기계적 팔 형태의 장치는 로딩암입니다.
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2과목: 가스장치 및 기기

31. 용기의 원통으로부터 길이방향으로 잘라내어 탄성한도, 연신율, 항복점, 단면수축률 등을 측정하는 검사방법은?

  1. 외관시험
  2. 인장시험
  3. 충격시험
  4. 내압시험
(정답률: 75%)
  • 재료에 인장 하중을 가하여 탄성한도, 연신율, 항복점, 단면수축률 등 기계적 성질을 측정하는 시험은 인장시험입니다.
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32. 펌프의 성능을 표시하는 특성곡선에서 일반적으로 표시되어 있지 않은 것은?

  1. 양정
  2. 축동력
  3. 토출량
  4. 임펠러 재질
(정답률: 83%)
  • 펌프의 성능 특성곡선은 펌프의 운전 성능을 나타내는 그래프로, 일반적으로 토출량, 양정, 축동력, 효율 등이 표시됩니다. 임펠러 재질은 기계적 사양일 뿐 성능 곡선에 표시되는 운전 변수가 아닙니다.
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33. 공기를 공기액화 분리법으로 액화시킬 때 가장 먼저 액화되는 것은?

  1. N2
  2. O2
  3. Ar
  4. He
(정답률: 55%)
  • 공기를 액화시킬 때는 끓는점이 높은 성분부터 먼저 액화됩니다. 공기 구성 성분 중 산소($\text{O}_2$)가 질소($\text{N}_2$)나 헬륨($\text{He}$)보다 끓는점이 높아 가장 먼저 액화됩니다.
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34. 고압식 액체 산소 분리장치의 주요 구성이 아닌 것은?

  1. 공기압축기
  2. 기화기
  3. 액화산소탱크
  4. 저온열교환기
(정답률: 50%)
  • 고압식 액체 산소 분리장치는 공기를 압축하고 냉각하여 액화시키는 장치로, 공기압축기, 저온열교환기, 액화산소탱크 등이 주요 구성 요소입니다. 기화기는 액체를 다시 기체로 만드는 장치이므로 분리장치의 주요 구성이 아닙니다.
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35. 헴펠법에 의한 가스분석 시 가장 먼저 흡수되는 가스는?

  1. C2H6
  2. CO2
  3. O2
  4. CO
(정답률: 53%)
  • 헴펠법 가스분석 시 흡수액에 의해 가스가 흡수되는 순서는 $\text{CO}_2 \rightarrow \text{탄화수소} \rightarrow \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}$ 순입니다. 따라서 가장 먼저 흡수되는 가스는 $\text{CO}_2$입니다.
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36. LP가스 용기의 재질로서 가장 적절한 것은?

  1. 주철
  2. 탄소강
  3. 내산강
  4. 두랄루민
(정답률: 77%)
  • LP가스 용기는 고압의 가스를 안전하게 저장해야 하므로 강도와 내구성이 뛰어난 탄소강을 재질로 사용합니다.
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37. 암모니아용 부르돈관 압력계의 재질로서 가장 적당한 것은?

  1. 황동
  2. Al강
  3. 청동
  4. 연강
(정답률: 49%)
  • 암모니아는 황동, 청동과 같은 구리 합금을 부식시키는 성질이 매우 강합니다. 따라서 부식에 강하고 내구성이 좋은 연강 재질을 사용하는 것이 가장 적당합니다.
    오답 노트
    황동, 청동: 암모니아에 의해 부식됨
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38. 캐피쟈(Kapitza)공기 액화 사이클에서 공기의 압축 압력은 얼마인가?

  1. 5[atm]
  2. 7[atm]
  3. 29[atm]
  4. 40[atm]
(정답률: 57%)
  • 캐피쟈(Kapitza) 공기 액화 사이클은 축냉기를 사용하는 것이 특징이며, 공기의 압축 압력은 보통 $7\text{atm}$ 정도로 유지합니다.
    오답 노트
    클라우드식: 피스톤식 팽창기 사용
    린데식: 줄-톰슨 효과 및 보조냉각기 사용
    필립스식: 수소나 헬륨을 냉매로 사용
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39. 20RT의 냉동능력을 갖는 냉동기에서 응축온도가 ＋30℃, 증발온도가 -25℃일 때 냉동기를 운전하는데 필요한 냉동기의 성적계수(COP)는 얼마인가?

  1. 4.51
  2. 14.51
  3. 17.46
  4. 7.46
(정답률: 31%)
  • 냉동기의 성적계수(COP)는 증발온도와 응축온도의 절대온도 차이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$COP = \frac{T_{evap}}{T_{cond} - T_{evap}}$$
    ② [숫자 대입] $$COP = \frac{-25 + 273}{(30 + 273) - (-25 + 273)}$$
    ③ [최종 결과] $$COP = 4.51$$
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40. 차압을 측정하여 유량을 계측하는 유량계가 아닌 것은?

  1. 오리피스미터
  2. 피토관
  3. 벤투리미터
  4. 플로노즐
(정답률: 44%)
  • 오리피스미터, 벤투리미터, 플로노즐은 관 내부에 제한물을 설치하여 전후의 압력 차이(차압)로 유량을 측정하는 대표적인 차압식 유량계입니다.
    반면 피토관은 유체의 흐름 속도(동압)를 측정하여 유속을 구하는 장치이므로 차압식 유량계 분류와는 성격이 다릅니다.
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41. 흡입압력이 대기압과 같으며 최종압력이 15Kgf/cm2.g의 4단 공기 압축기의 압축비는? (단, 대기압은 1kgf/cm2으로 한다.)

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 16
(정답률: 40%)
  • 다단 압축기에서 각 단의 압축비가 동일할 때, 전체 압축비는 (최종 절대압력 / 흡입 절대압력)의 n제곱근으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$r = \sqrt[n]{\frac{P_{final}}{P_{start}}}$$
    ② [숫자 대입] $$r = \sqrt[4]{\frac{15 + 1}{1}}$$
    ③ [최종 결과] $$r = 2$$
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42. 아세틸렌 제조시설에서 가스 발생기의 종류에 해당하지 않는 것은?

  1. 주수식
  2. 침지식
  3. 투입식
  4. 사관식
(정답률: 66%)
  • 아세틸렌 가스 발생기는 카바이드와 물의 접촉 방식에 따라 주수식, 침지식, 투입식으로 구분합니다.
    오답 노트
    사관식: 가스 발생기의 종류에 해당하지 않음
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43. 정압기의 특성에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 정특성은 정상상태에서의 유량과 2차 압력과의 관계를 말한다.
  2. 동특성은 부하변동에 대한 응답의 신속성과 안정성이 요구된다.
  3. 유량특성은 메인밸브의 열림과 점도와의 관계를 말한다.
  4. 사용최대 차압은 실용적으로 사용할 수 있는 범위에서 최대로 되었을 때의 차압을 말한다.
(정답률: 45%)
  • 유량특성은 메인밸브의 열림 정도와 유량 사이의 관계를 의미합니다. 점도와의 관계를 말하는 것이 아니므로 틀린 설명입니다.
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44. 액체주입식 부취제 설비의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 위크 증발식
  2. 적하주입식
  3. 펌프주입식
  4. 미터연결바이패스식
(정답률: 48%)
  • 액체주입식 부취제 설비는 적하주입식, 펌프주입식, 미터연결바이패스식 등이 있습니다. 위크 증발식은 액체주입식이 아닌 증발식 부취제 설비의 한 종류입니다.
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45. 다음 중 터보(Turbo)형 펌프가 아닌 것은?

  1. 원심펌프
  2. 사류펌프
  3. 축류펌프
  4. 플런저 펌프
(정답률: 71%)
  • 터보형 펌프는 회전차를 이용하여 액체에 에너지를 전달하는 방식으로 원심펌프, 사류펌프, 축류펌프가 이에 해당합니다. 반면 플런저 펌프는 왕복동 운동을 통해 액체를 가압하는 용적형 펌프입니다.
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3과목: 가스일반

46. 질소와 수소를 원료로 하여 암모니아를 합성한다. 표준상태에서 수소 5m3가 반응하였을 때 암모니아는 약 몇 kg이 생성 되는가?

  1. 1.52
  2. 2.53
  3. 3.54
  4. 4.55
(정답률: 45%)
  • 암모니아 합성 반응식($N_{2} + 3H_{2} \rightarrow 2NH_{3}$)에 따라 수소 3몰이 반응할 때 암모니아 2몰이 생성되는 비율을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{생성량} = \frac{V_{H_{2}}}{22.4 \times 3} \times 2 \times M_{NH_{3}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{생성량} = \frac{5 \times 1000}{22.4 \times 3} \times 2 \times 17 \times 10^{-3}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{생성량} = 2.53 \text{ kg}$$
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47. 국내 도시가스 연료로 사용되고 있는 LNG와 LPG(＋Air)의 특성에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 모두 무색, 무취이나 누출할 경우 쉽게 알 수 있도록 냄새 첨가제(부취제)를 넣고 있다.
  2. LNG는 냉열이용이 가능하나, LPG(＋Air)는 냉열이용이 가능하지 않다.
  3. LNG는 천연고무에 대한 용해성이 있으나 LPG(＋Air)는 천연고무에 대한 용해성이 없다.
  4. 연소시 필요한 공기량은 LNG가 LPG보다 적다.
(정답률: 49%)
  • LNG와 LPG 모두 천연고무를 용해시키는 성질을 가지고 있습니다. 따라서 LNG만 용해성이 있고 LPG는 없다는 설명은 틀린 것입니다.
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48. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 1J은 1N·m와 같다.
  2. 등엔트로피 과정이란 가역단열과정을 말한다.
  3. 1kcal는 427kg·m와 같다.
  4. 카르노사이클은 2개의 등온과정과 2개의 등압과정으로 구성된 사이클이다.
(정답률: 44%)
  • 카르노사이클은 2개의 등온과정과 2개의 단열과정으로 구성된 가역 사이클입니다.
    오답 노트
    2개의 등온과정과 2개의 등압과정으로 구성된 사이클이다: 등압과정이 아닌 단열과정으로 구성됨
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49. 프로판의 완전연소 반응식으로 옳은 것은?

  1. C3H8＋4O2 → 3CO2＋2H2O
  2. C3H8＋5O2 → 3CO2＋4H2O
  3. C3H8＋2O2 → 3CO2＋H2O
  4. C3H8＋O2 → CO2＋H2O
(정답률: 67%)
  • 프로판($C_{3}H_{8}$)의 완전연소 반응식은 탄소($C$) 3개가 $CO_{2}$ 3개로, 수소($H$) 8개가 $H_{2}O$ 4개로 변하며, 이때 필요한 산소($O_{2}$)의 계수는 5가 되어야 화학 양론적으로 일치합니다.
    $$C_{3}H_{8} + 5O_{2} \rightarrow 3CO_{2} + 4H_{2}O$$
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50. 임계온도에 대하여 옳게 설명한 것은?

  1. 기체를 액화할 수 있는 최저의 온도
  2. 기체를 액화할 수 있는 절대온도
  3. 기체를 액화할 수 있는 최고의 온도
  4. 기체를 액화할 수 있는 평균온도
(정답률: 68%)
  • 임계온도란 기체를 액화시킬 수 있는 최고 온도를 말합니다. 임계온도보다 높은 온도에서는 아무리 압력을 가해도 기체를 액화시킬 수 없습니다.
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51. 다음 중 표준대기압(1atm)이 아닌 것은?

  1. 760mmHg
  2. 1.013bar
  3. 101302.7N/m2
  4. 10.332psi
(정답률: 47%)
  • 표준대기압 $1\text{ atm}$의 정의와 단위 환산 값을 확인합니다.
    ① [기본 공식] $$1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 1.01325\text{ bar} = 101325\text{ N/m}^{2} = 14.7\text{ psi}$$
    ② [숫자 대입] $760\text{ mmHg}$, $1.013\text{ bar}$, $101302.7\text{ N/m}^{2}$ (근사치), $10.332\text{ psi}$ ③ [최종 결과] $10.332\text{ psi}$는 $14.7\text{ psi}$와 다르므로 정답
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52. 암모니아 가스의 특성에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 물에 잘 녹지 않는다.
  2. 무색의 기체이다.
  3. 상온에서 아주 불안정하다.
  4. 물에 녹으면 산성이 된다.
(정답률: 47%)
  • 암모니아는 자극성 냄새가 나는 무색의 기체입니다.
    오답 노트
    물에 잘 녹지 않는다: 물에 매우 잘 녹음
    상온에서 아주 불안정하다: 상온에서 비교적 안정함
    물에 녹으면 산성이 된다: 물에 녹으면 염기성을 띰
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53. 다음 중 가장 높은 온도는?

  1. 25℃
  2. 250K
  3. 41℉
  4. 460°R
(정답률: 59%)
  • 각 온도를 섭씨($^{\circ}C$) 기준으로 통일하여 비교합니다.
    ① [기본 공식] $$T_{C} = T_{K} - 273.15$$, $$T_{C} = \frac{5}{9}(T_{F} - 32)$$, $$T_{C} = \frac{5}{9}(T_{R} - 491.67)$$
    ② [숫자 대입] $$25^{\circ}C$$, $$250 - 273.15 = -23.15^{\circ}C$$, $\frac{5}{9}(41 - 32) = 5^{\circ}C$$, $\frac{5}{9}(460 - 491.67) = -17.6^{\circ}C$$
    ③ [최종 결과] $$25^{\circ}C$$ 가 가장 높음
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54. 물을 전기분해하여 수소를 얻고자 할 때 전해액으로 무엇인가?

  1. 1%정도의 묽은 염산
  2. 20%정도의 수산화나트륨 용액
  3. 10%정도의 탄산칼슘 용액
  4. 25%정도의 황산 용액
(정답률: 65%)
  • 순수한 물은 전기 전도도가 매우 낮아 전류가 거의 흐르지 않습니다. 따라서 전기분해를 효율적으로 진행하기 위해 전해질인 20%정도의 수산화나트륨 용액을 사용합니다.
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55. 다음 화합물 중 탄소의 함유량이 가장 많은 것은?

  1. CO2
  2. CH4
  3. C2H4
  4. CO
(정답률: 81%)
  • 각 화합물의 분자량 대비 탄소($C$)의 질량 비율을 계산하여 함유량을 비교합니다.
    ① [기본 공식] $$\text{함유량}(\%) = \frac{(\text{탄소 원자량} \times \text{탄소 수})}{\text{분자량}} \times 100$$
    ② [숫자 대입] $\text{CO}_2$: $\frac{12}{44} \times 100 \approx 27.3\%$ $\text{CH}_4$: $\frac{12}{16} \times 100 = 75\%$ $\text{C}_2\text{H}_4$: $\frac{24}{28} \times 100 \approx 85.7\%$ $\text{CO}$: $\frac{12}{28} \times 100 \approx 42.9\%$ ③ [최종 결과] $\text{C}_2\text{H}_4$의 탄소 함유량이 약 $85.7\%$로 가장 높습니다.
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56. 다음 중 수성가스는 어느 것인가?

  1. CO2＋H2O
  2. CO2＋H2
  3. CO＋H2
  4. CO＋H2O
(정답률: 58%)
  • 수성가스(Water Gas)는 뜨거운 코크스나 석탄에 수증기를 통과시켜 생성하는 혼합 가스로, 일산화탄소($CO$)와 수소($H_{2}$)의 혼합물입니다.
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57. 다음 중 헨리법칙에 잘 적용되지 않는 가스는?

  1. 암모니아
  2. 수소
  3. 산소
  4. 이산화탄소
(정답률: 63%)
  • 헨리 법칙은 기체가 용매에 용해될 때 용해도가 기체의 부분 압력에 비례한다는 법칙으로, 주로 물에 잘 녹지 않는 불활성 기체에 적용됩니다. 암모니아는 물과 매우 강하게 반응(용해)하는 수용성 가스이므로 헨리 법칙이 잘 적용되지 않습니다.
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58. 이상기체의 정압비열(Cp)과 정적비열(Cv)에 대한 설명 중 틀린 것은? (단, K는 비열비이고, R은 이상기체 상수이다.)

  1. 정적비열과 R의 합은 정압비열이다.
  2. 비열비(K)는 Cp/Cv로 표현된다.
  3. 정적비열은 R/(K-1)로 표현된다.
  4. 정압비열은 (K-1)/K로 표현된다.
(정답률: 51%)
  • 이상기체의 비열 관계식에 따르면 정압비열 $C_{p}$는 정적비열 $C_{v}$와 기체상수 $R$의 합으로 표현되며, 비열비 $K = C_{p}/C_{v}$ 관계를 가집니다. 정압비열은 $C_{p} = \frac{K R}{K-1}$로 표현되어야 하므로 $(K-1)/K$라는 설명은 틀렸습니다.
    오답 노트
    정적비열: $C_{v} = \frac{R}{K-1}$이 맞습니다.
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59. 메탄가스의 특성에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 메탄은 프로판에 비해 연소에 필요한 산소량이 많다.
  2. 폭발하한농도가 프로판보다 높다.
  3. 무색, 무취이다.
  4. 폭발상한농도가 부탄보다 높다.
(정답률: 55%)
  • 탄화수소는 탄소 수가 많을수록 연소 시 필요한 산소량이 증가합니다. 메탄($CH_{4}$)보다 탄소 수가 많은 프로판($C_{3}H_{8}$)이 연소에 더 많은 산소를 필요로 하므로, 메탄이 프로판보다 산소량이 많다는 설명은 틀렸습니다.
    오답 노트
    폭발 범위: 탄소 수가 많을수록 하한 및 상한 농도가 낮아지므로 메탄의 폭발 하한 및 상한 농도가 프로판이나 부탄보다 높습니다.
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60. 상온의 물 1lb를 1℉올리는데 필요한 열량을 의미하는 것은?

  1. 1cal
  2. 1Btu
  3. 1Chu
  4. 1erg
(정답률: 66%)
  • 영국 열량 단위인 $1\text{Btu}$는 물 $1\text{lb}$를 $1\text{℉}$ 올리는 데 필요한 열량을 정의한 단위입니다.
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