공조냉동기계산업기사 필기 기출문제복원 (2015-05-31)

공조냉동기계산업기사 2015-05-31 필기 기출문제 해설

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공조냉동기계산업기사
(2015-05-31 기출문제)

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1과목: 공기조화

1. 극간풍의 풍량을 계산하는 방법으로 틀린 것은?

  1. 환기 횟수에 의한 방법
  2. 극간 길이에 의한 방법
  3. 창 면적에 의한 방법
  4. 재실 인원수에 의한 방법
(정답률: 88%)
  • 극간풍의 풍량을 계산하는 방법으로는 환기 횟수에 의한 방법, 극간 길이에 의한 방법, 창 면적에 의한 방법 등이 사용됩니다. 재실 인원수에 의한 방법은 일반적인 실내 환기량 산정 기준이며 극간풍 계산 방법에는 해당하지 않습니다.
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2. 환기와 배연에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 환기란 실내의 공기를 차거나 따뜻하게 만들기 위한 것이다.
  2. 환기는 급기 또는 배기를 통하여 이루어진다.
  3. 환기는 자연적인 방법, 기계적인 방법이 있다.
  4. 배연 설비란 화재 초기에 발생하는 연기를 제거하기 위한 설비이다.
(정답률: 89%)
  • 환기란 실내의 오염된 탁한 공기를 외부의 신선하고 맑은 공기로 교체하여 공기 질을 유지하는 것을 의미합니다.

    오답 노트
    실내의 공기를 차거나 따뜻하게 만들기 위한 것: 이는 냉난방의 목적이며 환기의 정의가 아닙니다.
  • "배연 설비란 화재 초기에 발생하는 연기를 제거하기 위한 설비이다."가 틀린 설명입니다. 배연 설비는 화재 발생 시 연기를 제거하는 것뿐만 아니라 실내 공기를 교체하여 화재 발생 시 인명피해를 최소화하는 역할도 합니다. => 틀린설명이아니라 올바른 설명이고요... 보기1번 이 잘못됬지요.
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3. 공기조화방식 분류 중 전공기방식이 아닌 것은?

  1. 멀티존 유닛방식
  2. 변풍량 재열식
  3. 유인유닛방식
  4. 정풍량식
(정답률: 78%)
  • 전공기방식은 단일덕트, 멀티존 유닛, 이중덕트, 각 층 유닛방식 등이 포함됩니다.

    오답 노트
    유인유닛방식: 공기-수 병용방식에 해당함
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4. 다음 분류 중 천장 취출방식이 아닌 것은?

  1. 아네모스탯형
  2. 브리즈 라인형
  3. 팬형
  4. 유니버설형
(정답률: 59%)
  • 유니버설형 취출구는 천장이 아닌 벽면에 설치하는 방식입니다.
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5. 다음 중 엔탈피의 단위는?

  1. kcal/kg·℃
  2. kcal/kg
  3. kcal/m2·h·℃
  4. kcal/m·h·℃
(정답률: 80%)
  • 엔탈피는 물질이 가지고 있는 총 열량을 의미하며, 단위 질량당 열량으로 표시하므로 kcal/kg을 사용합니다.
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6. 다음의 표시된 백체의 열관류율은? (단, 내표면의 열전달률 ai=8kcal/m2·h·℃, 외표면의 열전도율 ao=20kcal/m2·h·℃, 벽돌의 열전도율 λa=0.5kcal/m·h·℃, 단열재의 열전도율 λb=0.03kcal/m·h·℃, 모르터의 열전도율 λc=0.62kcal/m·h·℃이다.)

  1. 0.685kcal/m2·h·℃
  2. 0.778kcal/m2·h·℃
  3. 0.813kcal/m2·h·℃
  4. 1.460kcal/m2·h·℃
(정답률: 59%)
  • 벽체의 열관류율은 각 층의 열저항 합의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $K = \frac{1}{\frac{1}{a_{i}} + \frac{l_{1}}{\lambda_{a}} + \frac{l_{2}}{\lambda_{b}} + \frac{l_{3}}{\lambda_{a}} + \frac{l_{4}}{\lambda_{c}} + \frac{1}{a_{o}}}$
    ② [숫자 대입] $K = \frac{1}{\frac{1}{8} + \frac{0.105}{0.5} + \frac{0.025}{0.03} + \frac{0.105}{0.5} + \frac{0.02}{0.62} + \frac{1}{20}}$
    ③ [최종 결과] $K = 0.685$
  • K = 1 / [ (1/8) + (0.02/0.62) + (0.105/0.5) + (0.025/0.03) + (0.105/0.5) + (1/20) ]

    모든 단위는 미터(m)로 변환합니다. (105mm → 0.105m)

    열저항(R) = 두께(d) / 열전도율(λ)

    표면저항 = 1 / 열전달률(α)

    전체 저항을 다 더한 후, 역수(1/R)를 취해 열관류율을 구합니다

    1단계: 각 부분의 저항 구하기 (두께 ÷ 전도율) ① 실내표면: 1 ÷ 8 = 0.125 ② 모르타르: 0.02 ÷ 0.62 = 0.032 ③ 벽돌(내측): 0.105 ÷ 0.5 = 0.21 ④ 단열재: 0.025 ÷ 0.03 = 0.833 ⑤ 벽돌(외측): 0.105 ÷ 0.5 = 0.21 ⑥ 실외표면: 1 ÷ 20 = 0.05

    2단계: 전체 저항 합계 R = 0.125 + 0.032 + 0.21 + 0.833 + 0.21 + 0.05 = 1.46

    3단계: 열관류율 (1 ÷ 전체저항) K = 1 ÷ 1.46 = 0.68
    정답: 약 0.68
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7. 다음 중 현열부하에만 영향을 주는 것은?

  1. 건구온도
  2. 절대습도
  3. 비체적
  4. 상대습도
(정답률: 70%)
  • 현열은 상태 변화 없이 온도만 변화시킬 때 필요한 열량으로, 건구온도 차이에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $Q = G \times c \times \Delta T$
    ② [숫자 대입] $\Delta T = \text{건구온도차}$
    ③ [최종 결과] $\text{건구온도}$
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8. 전열량의 변화와 절대습도 변화의 비율을 무엇이라고 하는가?

  1. 현열비
  2. 포화비
  3. 열수분비
  4. 절대비
(정답률: 74%)
  • 공기 중의 수분량(절대습도) 변화량에 따른 전열량(엔탈피)의 변화 비율을 열수분비라고 합니다.
  • U(열수분비)=dh(엔탈피 변화량)/dx(수분의 변화량) [kcal/kg]

    전열량의 변화와 절대습도 변화의 비율을 열수분비라 함
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9. 유인 유닛 공조방식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 실내환경 변화에 대응이 어렵다.
  2. 덕트 공간이 비교적 크다.
  3. 각 실의 제어가 어렵다.
  4. 회전부분이 없어 동력(전기) 배선이 필요없다.
(정답률: 75%)
  • 유인 유닛 공조방식은 1차 공기의 분사 압력을 이용해 실내 공기를 유인하므로, 유닛 내부에 회전 부분이 없어 별도의 동력(전기) 배선이 필요 없는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    실내환경 변화에 대응이 어렵다: 대응이 쉽습니다.
    덕트 공간이 비교적 크다: 덕트를 작게 할 수 있습니다.
    각 실의 제어가 어렵다: 유닛별 개별 제어가 가능합니다.
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10. 습공기 선도상에서 확인할 수 있는 사항이 아닌 것은?

  1. 노점 온도
  2. 습공기의 엔탈피
  3. 효과 온도
  4. 수증기 분압
(정답률: 68%)
  • 습공기 선도에서는 노점 온도, 엔탈피, 수증기 분압, 절대습도, 상대습도, 건구온도, 습구온도, 비체적 등을 확인할 수 있습니다.

    오답 노트
    효과 온도: 인체의 온열감을 평가하는 지표로 습공기 선도에서 직접 확인하는 항목이 아닙니다.
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11. 공기조화의 냉수코일을 설계하고자 할 때의 설명으로 틀린 것은?

  1. 코일을 통과하는 물의 속도는 1m/s 정도가 되도록 한다.
  2. 코일 출입구의 수온 차는 대개 5~10℃ 정도가 되도록 한다.
  3. 공기와 물의 흐름은 병류(평행류)로 하는 것이 대수평균 온도차가 크게 된다.
  4. 코일의 모양은 효율을 고려하여 가능한 한 정방형으로 본다.
(정답률: 79%)
  • 냉수코일 설계 시 열교환 효율을 높이기 위해서는 공기와 물의 흐름을 서로 반대 방향으로 흐르게 하는 향류(대향류)로 설계해야 대수평균 온도차가 커져 효율이 좋아집니다.
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12. 전공기식 공기조화에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 덕트가 소형으로 되므로 스페이스가 작게 된다.
  2. 송풍량이 충분하므로 실내공기의 오염이 적다.
  3. 중앙집중식이므로 운전, 보수관리를 집중화할 수 있다.
  4. 병원의 수술실과 같이 높은 공기의 청정도를 요구하는 곳에 적합하다.
(정답률: 82%)
  • 전공기식 공기조화 방식은 공기만을 이용하여 냉난방을 수행하므로 송풍량이 매우 많습니다.
    따라서 덕트가 대형화되어 설치 공간(스페이스)이 크게 필요합니다.
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13. 펌프를 작동원리에 따라 분류할 때 왕복펌프에 해당되지 않는 것은?

  1. 피스톤 펌프
  2. 베인 펌프
  3. 다이어프램 펌프
  4. 플런저 펌프
(정답률: 78%)
  • 펌프는 작동 원리에 따라 왕복동식과 회전식으로 분류합니다.
    피스톤, 플런저, 다이어프램 펌프는 왕복동식에 해당하며, 베인 펌프는 회전식 펌프에 해당합니다.
  • 1)왕복식펌프: 피스톤 , 다이어프램 , 플런저
    2)회전식 펌프:기어,나사 ,베인
    3)원심식 펌프:볼류트,터빈
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14. 다음과 같은 사무실에서 방열기 설치위치로 가장 적당한 것은?

  1. [㉠, ㉡]
  2. [㉡, ㉤]
  3. [㉢, ㉣]
  4. [㉣, ㉥]
(정답률: 88%)
  • 방열기는 외부의 찬 공기가 유입되어 실내로 들어오는 냉기를 차단하고 효율적으로 가열하기 위해, 와 같이 창가에서 약 $30\text{cm}$ 정도 떨어져 설치하는 것이 가장 적당합니다. 따라서 창가 쪽에 위치한 ㉢, ㉣ 지점이 최적의 설치 위치입니다.
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15. 덕트의 설계법을 순서대로 나열한 것 중 가장 바르게 연결한 것은?

  1. 송풍량 결정 - 덕트경로 결정 - 덕트치수 결정 - 취출구 및 흡입구 위치결정 - 송풍기 선정 - 설계도 작성
  2. 송풍량 결정 - 취출구 및 흡입구 위치 결정 - 덕트경로 설정 - 덕트치수 결정 - 송풍기 선정 - 설계도 작성
  3. 덕트치수 결정 - 송풍량 결정 - 덕트경로 결정 - 취출구 및 흡입구 위치 결정 - 송풍기 선정 - 설계도 작성
  4. 덕트치수 결정 - 덕트경로 결정 - 취출구 및 흡입구위치 결정 - 송풍량 결정 - 송풍기 선정 - 설계도 작성
(정답률: 79%)
  • 덕트 설계는 효율적인 공기 흐름과 배치를 위해 정해진 순서에 따라 진행해야 합니다. 올바른 설계 순서는 송풍량 결정 $\rightarrow$ 취출구 및 흡입구 위치 결정 $\rightarrow$ 덕트경로 설정 $\rightarrow$ 덕트치수 결정 $\rightarrow$ 송풍기 선정 $\rightarrow$ 설계도 작성 순입니다.
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16. 다음의 습공기 선도상에서 E-F는 무엇을 나타내는 것인가?

  1. 가습
  2. 재열
  3. CF(Contact Factor)
  4. BF(By-pass Factor)
(정답률: 80%)
  • 습공기 선도에서 의 E-F 구간은 BF(By-pass Factor)를 나타냅니다. BF는 냉각 또는 가열 코일을 통과할 때 코일 표면에 접촉하지 않고 그대로 통과하는 공기의 비율을 의미하며, 이 값이 작을수록 열교환 효율이 좋음을 의미합니다.

    오답 노트
    CF(Contact Factor): BF의 반대 개념으로, 코일에 접촉하여 열교환이 이루어진 공기의 비율을 의미하며 선도상 D-F 구간에 해당함

  • E-F - BF(By-pass Factor)

    -코일과 접촉하지 못하고 통과한 공기의 비율

    D-F - (Contact Factor)

    -코일과 접촉하여 상태가 변한 공기의 비율


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17. 공조용 가습장치 중 수분무식에 해당하지 않는 것은?

  1. 원심식
  2. 초음파식
  3. 분무식
  4. 적하식
(정답률: 78%)
  • 가습장치는 수분을 공급하는 방식에 따라 수분무식과 증발식으로 나뉩니다. 원심식, 초음파식, 분무식은 물을 미세한 입자로 만들어 직접 분사하는 수분무식에 해당하지만, 적하식은 물을 떨어뜨려 증발시키는 증발식 가습장치입니다.

    오답 노트
    원심식, 초음파식, 분무식: 수분무식에 해당함
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18. 덕트의 직관부를 통해 공기가 흐를 때 발생하는 마찰저항에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 관의 마찰 저항계수에 비례한다.
  2. 덕트의 지름에 반비례한다.
  3. 공기의 평균속도의 제곱에 비례한다.
  4. 중력 가속도의 2배에 비례한다.
(정답률: 66%)
  • 덕트 내 공기 흐름에 의한 마찰 손실 압력은 마찰 저항계수와 평균 속도의 제곱에 비례하고, 덕트의 지름에 반비례하는 특성을 가집니다. 중력 가속도와는 비례 관계에 있으나 2배에 비례한다는 설명은 사실이 아닙니다.
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19. 다음 장치도 및 t-x선도와 같이 공기를 혼합하여 냉각, 재열한 후 실내로 보낸다. 여기서, 외기부하를 나타내는 식은? (단, 혼합공기량은 G(kg/h)이다.)

  1. q=G(h3-h4)
  2. q=G(h1-h3)
  3. q=G(h5-h4)
  4. q=G(h3-h2)
(정답률: 70%)
  • 외기부하는 혼합 상태의 엔탈피와 외기 엔탈피의 차이에 공기량을 곱하여 계산합니다. 제시된 선도에서 혼합점 $h_3$와 외기점 $h_2$의 차이를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $q = G(h_3 - h_2)$
    ② [숫자 대입] $q = G(h_3 - h_2)$
    ③ [최종 결과] $q = G(h_3 - h_2)$


  • 정답4)      q=G(h3-h2)

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20. 습공기를 냉각하게 되면 공기의 상태가 변화한다. 이때 증가하는 상태값은?

  1. 건구온도
  2. 습구온도
  3. 상대습도
  4. 엔탈피
(정답률: 61%)
  • 습공기를 냉각하면 공기가 보유할 수 있는 최대 수증기량(포화수증기량)이 감소하므로, 실제 수증기량과의 비율인 상대습도는 증가하게 됩니다.

    오답 노트
    건구온도, 습구온도, 엔탈피: 냉각 시 모두 감소하는 값입니다.
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2과목: 냉동공학

21. 이상 기체를 체적이 일정한 상태에서 가열하면 온도와 압력은 어떻게 변하는가?

  1. 온도가 상승하고 압력도 높아진다.
  2. 온도는 상승하고 압력은 낮아진다.
  3. 온도는 저하하고 압력은 높아진다.
  4. 온도가 저하하고 압력도 낮아진다.
(정답률: 74%)
  • 이상기체 상태방정식 $PV = nRT$에 따라, 체적($V$)이 일정할 때 온도가 상승하면 분자의 운동 에너지가 증가하여 압력($P$) 또한 비례하여 상승하게 됩니다.
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22. 그림과 같은 이론 냉동 사이클이 적용된 냉동장치의 성적계수는? (단, 압축기의 압축효율 80%, 기계효율 85%로 한다.)

  1. 2.4
  2. 3.1
  3. 4.4
  4. 5.1
(정답률: 69%)
  • 냉동장치의 성적계수(COP)는 냉동효과를 압축기 일량으로 나눈 값에 효율을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $COP = \frac{h_1 - h_4}{h_2 - h_1} \times \eta_{comp} \times \eta_{mech}$
    ② [숫자 대입] $COP = \frac{150 - 113}{158 - 150} \times 0.8 \times 0.85$
    ③ [최종 결과] $COP = 3.1$
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23. 단열재의 선택요건에 해당되지 않는 것은?

  1. 열전도도가 크고 방습성이 클 것
  2. 수축변형이 적을 것
  3. 흡수성이 없을 것
  4. 내압강도가 클 것
(정답률: 83%)
  • 단열재는 열의 이동을 차단하는 것이 목적이므로 열전도도가 낮아야 하며, 습기 침투를 막기 위해 방습성이 커야 합니다. 따라서 열전도도가 크다는 설명은 단열재의 요건에 부합하지 않습니다.
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24. 팽창밸브로 모세관을 사용하는 냉동장치에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 교축 정도가 일정하므로 증발부하 변동에 따라 유량조절이 불가능하다.
  2. 밀폐형으로 제작되는 소형 냉동장치에 적합하다.
  3. 내경이 크거나 길이가 짧을수록 유체저항의 감소로 냉동능력은 증가한다.
  4. 감압정도가 크면 냉매 순환량이 적어 냉동능력을 감소시킨다.
(정답률: 49%)
  • 모세관은 미세한 관 내부의 유체저항을 이용해 압력을 강하시키는 장치입니다. 따라서 내경이 작을수록, 또는 길이가 길수록 유체저항이 증가하여 압력강하가 커지며, 이는 냉동능력의 변화에 영향을 줍니다. 내경이 크거나 길이가 짧아지면 유체저항이 감소하여 설계된 압력강하를 얻지 못하므로 냉동능력이 증가한다는 설명은 틀린 것입니다.
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25. 4마력(PS)기관이 1분간에 하는 일의 열당량은?

  1. 약 0.042kcal
  2. 약 0.42kcal
  3. 약 4.2kcal
  4. 약 42.1kcal
(정답률: 72%)
  • 마력(PS)을 열량으로 환산하기 위해 1마력의 일률($632\text{ kg}\cdot\text{m/s}$)과 시간 단위를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{P \times 632}{60}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{4 \times 632}{60}$
    ③ [최종 결과] $Q = 42.1$
  • 1) 4x632=2528[kcal/h]
    2)2528/60=42.1[kcal/min]

    단위 암기
    1PS=632[kcal/h]
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26. 수냉식 응축기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 냉각수량이 일정한 경우 냉각수 입구온도가 높을수록 응축기내의 냉매는 액화하기 쉽다.
  2. 종류에는 입형 셀 튜브식, 7통로식, 지수식 응축기 등이 있다.
  3. 이중관식 응축기는 냉매증기와 냉각수를 평행류로 함으로써 냉각수량이 많이 필요하다.
  4. 냉각수의 증발잠열을 이용해 냉매가스를 냉각한다.
(정답률: 67%)
  • 수냉식 응축기의 종류에는 입형 셀 튜브식, 7통로식, 지수식 응축기 등이 포함됩니다.

    오답 노트
    냉각수 입구온도가 높을수록: 낮을수록 액화가 쉽습니다.
    평행류로 함으로써: 대향류로 하여 냉각수량을 줄입니다.
    증발잠열을 이용: 냉각수의 현열을 이용합니다.
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27. 프레온 냉동장치에서 유분리기를 설치하는 경우가 아닌 것은?

  1. 만액식 증발기를 사용하는 장치의 경우
  2. 증발온도가 높은 냉동장치의 경우
  3. 토출가스 배관이 긴 경우
  4. 토출가스에 다량의 오일이 섞여나가는 경우
(정답률: 52%)
  • 유분리기는 압축기 토출가스에 섞인 오일을 분리하여 다시 압축기로 되돌려 보내는 장치입니다. 주로 증발온도가 낮은 냉동장치, 만액식 증발기 사용 장치, 토출가스 배관이 긴 경우, 또는 오일 혼입량이 많은 경우에 설치합니다. 따라서 증발온도가 높은 냉동장치의 경우는 설치 대상이 아닙니다.
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28. 2원냉동 사이클에서 중간열교환기인 캐스케이트 열교환기의 구성은 무엇으로 이루어져 있는가?

  1. 저온측 냉동기의 응축기와 고온측 냉동기의 증발기
  2. 저온측 냉동기의 증발기와 고온측 냉동기의 응축기
  3. 저온측 냉동기의 응축기와 고온측 냉동기의 응축기
  4. 저온측 냉동기의 증발기와 고온측 냉동기의 증발기
(정답률: 75%)
  • 2원 냉동 사이클의 캐스케이트 열교환기는 저온측 냉동기에서 방출하는 열을 고온측 냉동기가 흡수하는 구조이므로, 저온측 냉동기의 응축기와 고온측 냉동기의 증발기가 결합된 형태입니다.
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29. 프레온계 냉동장치의 배관재료로 가장 적당한 것은?

  1. 철
  2. 강
  3. 동
  4. 마그네슘
(정답률: 85%)
  • 프레온계 냉동장치는 부식 방지와 열전도율, 가공성이 뛰어난 동관을 배관 재료로 사용하는 것이 가장 적당합니다.
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30. 카르노 사이클의 기관에서 20℃와 300℃ 사이에서 작동하는 열기관의 열효율은?

  1. 약 42%
  2. 약 48%
  3. 약 52%
  4. 약 58%
(정답률: 63%)
  • 카르노 열기관의 효율은 작동하는 두 지점의 절대온도($K$)를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = 1 - \frac{T_{L}}{T_{H}}$
    ② [숫자 대입] $\eta = 1 - \frac{273 + 20}{273 + 300}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 0.476$ (약 $48\% $)
  • 카르노 사이클의 열효율
    ŋ=Aw/Q=T1-T2/T1
    =(300+273)-(20+273)/300+273
    =0.48
    =0.48 x 100=48%
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31. 열에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 온도는 변화하지 않고 물질의 상태를 변화시키는 열은 잠열이다.
  2. 냉동에는 주로 이용되는 것은 현열이다.
  3. 잠열은 온도계로 측정할 수 있다.
  4. 고체를 기체로 직접 변화시키는데 필요한 승화열은 감열이다.
(정답률: 80%)
  • 물질의 상태가 변할 때 온도는 일정하게 유지되면서 출입하는 열을 잠열이라고 합니다.

    오답 노트
    냉동에 주로 이용되는 것: 잠열
    잠열 측정: 온도 변화가 없으므로 온도계로 측정 불가
    승화열: 잠열의 일종
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32. 몰리에르 선도에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 과열구역에서 등엔탈피선은 등온선과 거의 직교한다.
  2. 습증기 구역에서 등온선과 등압선은 평행하다.
  3. 습증기 구역에서만 등건조도선이 존재한다.
  4. 등비체적선은 과열 증기구역에서도 존재한다.
(정답률: 70%)
  • 몰리에르 선도의 습포화증기 구역에서는 등엔탈피선과 등온선이 서로 직교하지만, 과열구역에서는 등온선과 등엔탈피선이 서로 다르게 나타나므로 직교한다는 설명은 틀렸습니다.

  • 정답1) 과열구역에서는 등온선과 등엔탈피선 직교하지않고

    평행에 가까워 지는 경향을 띤다.

    *등온선 :과냉각구역에서는  h에 나란하고 습포화증기구역에서는  P에평행하며 과열증기구역에서는  건조포화선상에서 오른쪽으로 약간 구부러지며 하향한다.

    *등엔트로피선: 과열증기 구역에만 존재하며,엔트로피가 일정한 선으로 왼쪽아래에서 오른쪽으로 상향한 곡선, 단열변화이므로 등엔트로피선을  따라 압축된다(냉동기 압축단열압축)

    *등비체적선: 습포화 증기구역과 과열증기 구역에만 존재하는선으로 수평선에서 오른쪽으로비스듬히 올라간선, 압축기로 흡입되는 냉매 1kg의 체적을 구할때 사용된다.

    *등고조선: 포화액선과 포화증기선 사이(습포화증기구역)을 10등분하여 표시한선, 포화액의 건조도는 0이며 건조포화 증기의 건조도는 1이다.

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33. 만액식 증발기의 특징으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 전열작용이 건식보다 나쁘다.
  2. 증발기 내에 액을 가득 채우기 위해 액면제어 장치가 필요하다.
  3. 액과 증기를 분리시키기 위해 액분리기를 설치한다.
  4. 증발기 내에 오일이 고일 염려가 있으므로 프레온의 경우 유회수장치가 필요하다.
(정답률: 70%)

  • 액체가 많아야 전열이 좋은거다

    만액식 증발기는 전열작용(열전달)이 건식보다

    훨씬 우수합니다

    정답은 1번이 틀렸다.(전열작용이 건식보다 나쁘다)

    *건식증발기는

    전열작용이 없는 냉매가스가 많으므로 전열이 불량하다.

    *만액식 증발기는

    항상 일정한 액이 충만되어 있으므로 전열작용이 우수하다. 

  • 만액식 증발기는 전열면이 항상 냉매액과 접촉하고 있어 건식 증발기보다 전열작용이 훨씬 양호합니다.

    오답 노트
    액면제어 장치: 액을 가득 채워 유지하기 위해 필수적입니다.
    액분리기: 증발된 가스와 액을 분리하여 압축기로 액이 들어가는 것을 방지합니다.
    유회수장치: 하부에 고인 오일을 회수하기 위해 필요합니다.
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34. 건식 증발기의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 셀 코일식 냉각기
  2. 핀 코일식 냉각기
  3. 보델로 냉각기
  4. 플레이트 냉각기
(정답률: 71%)
  • 건식 증발기는 냉매가 관 내부에서 증발하는 방식으로 셀 코일식, 핀 코일식, 플레이트 냉각기 등이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    보델로 냉각기: 냉매액이 증발기 내부에 가득 차 있는 만액식 증발기의 일종입니다.

  • 제시된 보기 중에서 건식 증발기의 종류에 해당되지 않는 것은 **"보델로 냉각기"**입니다.

    보델로(Baudelot) 냉각기는 대표적인 액순환식(또는 하강피복식) 증발기에 해당하며, 주로 대용량의 물이나 우유 등을 냉각할 때 사용됩니다. 각 냉각기의 특징을 쉽게 비교해 드릴게요.

    1. 건식 증발기 (보기 1, 2, 4번)

    건식 증발기는 냉매가 증발기 입구에서 팽창밸브를 지나 소량의 액체와 가스 상태로 들어와, 관을 통과하며 완전히 증발되어 나가는 방식입니다.

    • 셀 코일식(Shell and Coil): 원통(Shell) 안에 코일 모양의 관이 들어있는 형태입니다.

    • 핀 코일식(Finned Coil): 열전달 면적을 넓히기 위해 관 표면에 얇은 판(Fin)을 붙인 형태로, 우리가 흔히 보는 에어컨 실내기가 이 방식입니다.

    • 플레이트식(Plate type): 얇은 금속판을 겹쳐 그 사이로 냉매가 흐르게 하는 방식입니다. 공간 효율이 좋습니다.

    2. 보델로 냉각기 (정답: 3번)

    보델로 냉각기는 건식과는 구조와 원리가 완전히 다릅니다.

    • 구조: 냉각관(파이프)이 수평으로 여러 층 쌓여 있고, 그 위에서 냉각하려는 액체(물, 우유 등)를 아래로 떨어뜨립니다.

    • 특징: 액체가 관 표면을 타고 얇은 막을 형성하며 내려오면서 냉각됩니다.

    • 장점: 액체가 얼어도 관이 터질 위험이 적고, 청소가 쉬워 식품 공장(우유 냉각 등)에서 주로 쓰입니다.

    요약하자면

    건식은 냉매가 관 "안쪽"에서 증발하며 흐르는 방식이고, 보델로는 냉각 대상(피냉각 물체)이 관 "바깥쪽"으로 흘러내리는 개방형 냉각기라고 기억하시면 명확합니다!

    시험 준비하시면서 증발기 종류가 헷갈릴 때는 "냉매가 관 안에서 끝까지 다 증발하느냐(건식)" 아니면 **"밖으로 뿌려주느냐(보델로)"**를 먼저 구분해 보세요.

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35. 제빙능력이 50ton/day, 제빙원수 온도가 5℃, 제빙된 얼음의 평균온도가 -6℃일 때, 제빙조에 설치된 증발기의 냉동부하는? (단, 물의 비열은 1kcal/kg·℃, 얼음의 비열은 0.5kcal/kg·℃, 물의 응고잠열은 80kcal/kg이다.)

  1. 약 162400kcal/h
  2. 약 183333kcal/h
  3. 약 185220kcal/h
  4. 약 193515kcal/h
(정답률: 63%)
  • 냉동부하는 원수를 $0^{\circ}C$까지 냉각하는 현열, 물이 얼음으로 변하는 응고잠열, 얼음을 $-6^{\circ}C$까지 냉각하는 현열의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $q = \frac{G \times (C_w \Delta T_w + L + C_i \Delta T_i)}{24}$
    ② [숫자 대입] $q = \frac{50000 \times (1 \times 5 + 80 + 0.5 \times 6)}{24}$
    ③ [최종 결과] $q = 183333$ kcal/h
  • 5℃물---(1단계)-->0℃물---(2단계)-->0℃얼음---(3단계)--->-6℃얼음

    1) 1단계 :Q1=GCΔT
    500000 ×1× (5-0)=250000 [kcal/day]
    2) 2단계: Q2=Gr
    =50000×80=4,000,000[kcal/day]
    3) 3단계:Q3=GCΔT
    =50000×0.5× (0-(-6))=150,000[kcal/day]
    250,000+4,000,000+150,000/24=183.333[kcal/h]
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36. 12kW 펌프의 회전수가 800rpm, 토출량 1.5m3/min인 경우 펌프의 토출량을 1.8m3/min으로 하기 위하여 회전수를 얼마로 변화하면 되는가?

  1. 850rpm
  2. 960rpm
  3. 1025rpm
  4. 1365rpm
(정답률: 64%)
  • 펌프의 상사법칙에 따라 회전수는 토출량에 정비례합니다.
    ① [기본 공식] $N_2 = N_1 \times \frac{Q_2}{Q_1}$
    ② [숫자 대입] $N_2 = 800 \times \frac{1.8}{1.5}$
    ③ [최종 결과] $N_2 = 960$ rpm
  • 토출유량이 변할때의 회전수: N2
    Q2=(N2/N1)Q1--->1.8=N2/(800)× 1.5
    N2---->1.8× 800/1.5=960 [RPM]
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37. 액체나 기체가 갖는 모든 에너지를 열량의 단위로 나타낸 것을 무엇이라고 하는가?

  1. 엔탈피
  2. 외부에너지
  3. 엔트로피
  4. 내부에너지
(정답률: 74%)

  • Gemini의 응답

    정답은 **엔탈피(Enthalpy)**입니다.

    공학적으로 아주 중요한 개념인데, 헷갈리기 쉬운 내부에너지와 비교해서 확실하게 정리해 드릴게요.

    1. 엔탈피()란?

    어떤 물질이 가지고 있는 **'전체 에너지의 합'**이라고 생각하면 쉽습니다. 단순히 물질이 가진 열뿐만 아니라, 그 물질이 그 자리에 존재하거나 흐르기 위해 필요한 에너지까지 모두 포함한 값입니다.

    • 공식:

      • : 내부에너지 (물질 내부의 분자들이 가진 순수한 열에너지)

      • : 유동 에너지 (압력 와 비체적 의 곱으로, 물질이 밀고 들어오거나 나갈 때 필요한 일)

    2. 왜 엔탈피가 정답일까요?

    문제에서 **"모든 에너지를 열량의 단위로 나타낸 것"**이라고 했습니다.

    • 내부에너지: 물질 "안"에 저장된 에너지만 뜻합니다.

    • 엔탈피: 그 내부에너지에다가, 이 물질이 이동하면서 할 수 있는 "일(압력×부피)"까지 합쳐서 총 열량으로 계산한 것입니다.

    3. 보기 설명 (오답 체크)

    용어핵심 정의비유
    내부에너지물질 분자가 가진 운동/위치 에너지통장 안에 든 현금 그 자체
    엔탈피내부에너지 + 유동 에너지 ()현금 + 그 현금을 움직여서 만드는 경제적 가치
    엔트로피에너지가 얼마나 무질서한지 나타내는 척도방이 얼마나 어질러져 있는지 나타내는 정도
    외부에너지물체가 전체적으로 가진 운동/위치 에너지달리는 차의 속도나 높은 곳에 있는 돌의 에너지

    실무 적용 팁

    냉매의 상태 변화를 계산할 때, 단순히 온도가 변하는 것뿐만 아니라 압축기가 일을 해주는 과정까지 모두 포함해야 하므로 항상 엔탈피를 기준으로 냉동 능력을 계산하게 됩니다. 그래서 몰리에르 선도의 가로축이 엔탈피인 것이죠!

  • 엔탈피는 물질이 특정 상태에서 보유하고 있는 총에너지를 열량의 단위로 나타낸 것으로, 총열량이라고도 합니다.
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38. 밀폐계에서 실린더 내에 0.2kg의 가스가 들어있다. 이것을 압축하기 위하여 1200kg·m의 일을 소비할 때, 1kcal의 열을 주위에 방출한다면 가스 1kg당 내부에너지의 증가는? (단, 위치 및 운동에너지는 무시한다.)

  1. 약 5.41kcal/kg
  2. 약 7.65kcal/kg
  3. 약 9.05kcal/kg
  4. 약 11.43kcal/kg
(정답률: 42%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 계에 가해진 일과 열량의 합으로 내부에너지 변화량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta U = \frac{Q + W}{m}$
    ② [숫자 대입] $\Delta U = \frac{-1 + \frac{1200}{427}}{0.2}$
    ③ [최종 결과] $\Delta U = 9.05$
    따라서 가스 $1\text{kg}$당 내부에너지 증가는 약 $9.05\text{kcal/kg}$입니다.
  • 1) Q(열량)=U(내부에너지)+APV(일의열당량)
    열을 방출하게되면 (-)값을 가지게 된다
    그러므로Q=-1[kcal]이 되며 일의양 APV는 소비된 일이므로
    (-)값을 가지게 된다.

    APV=-1200kg.m× 1/427[kcal/kg.m]=2.81[kcal]
    2) 정리된 열량과 일량을 위 공식에 대입하면
    -1=U-2.81
    U=-1+2.81=1.81[kcal]
    3)가스 0.2[kg]의 내부에너지 u
    1.81/0.2=9.05[kcal/kg]
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39. 간접 냉각 냉동장치에 사용하는 2차 냉매인 브라인이 갖추어야 할 성질로 틀린 것은?

  1. 열전달 특성이 좋아야 한다.
  2. 부식성이 없어야 한다.
  3. 비등점이 높고, 응고점이 낮아야 한다.
  4. 점성이 커야 한다.
(정답률: 80%)
  • 2차 냉매인 브라인은 펌프로 순환시켜야 하므로, 유동성이 좋아야 하며 이를 위해 점성이 낮아야 합니다.

    오답 노트
    점성이 커야 한다: 유동성 저하 및 펌프 동력 증가로 부적합함
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40. 암모니아 냉매의 특성이 아닌 것은?

  1. 수분을 함유한 암모니아는 구리와 그 합금을 부식시킨다.
  2. 대규모 냉동장치에 널리 사용되고 있다.
  3. 물과 윤활유에 잘 용해된다.
  4. 독성이 강하고, 강한 자극성을 가지고 있다.
(정답률: 76%)
  • 암모니아는 물에는 매우 잘 용해되지만, 윤활유에는 거의 용해되지 않는 성질을 가지고 있습니다.
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3과목: 배관일반

41. 다음의 경질염화 비닐관에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 전기 절연성이 좋으므로 전기부식 작용이 없다.
  2. 금속관에 비해 차음효과가 크다.
  3. 열전도율이 동관보다 크다.
  4. 극저온 및 고온배관에 부적당하다.
(정답률: 73%)
  • 경질염화 비닐관(PVC)은 플라스틱 재질로 열전도율이 매우 낮습니다. 반면 동관은 금속 중에서도 열전도율이 매우 높아 냉매 배관 등에 사용되므로, 경질염화 비닐관의 열전도율이 동관보다 크다는 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트
    전기 절연성 및 부식 없음: 옳은 설명
    금속관 대비 차음효과 큼: 옳은 설명
    극저온 및 고온배관 부적당: 옳은 설명
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42. 건축설비의 급수배관에서 기울기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 급수관의 모든 기울기는 1/250을 표준으로 한다.
  2. 배관 기울기는 관의 수리 및 기타 필요 시 관내의 물을 완전히 퇴수시킬 수 있도록 시공하여야 한다.
  3. 배관 기울기는 관 내 흐르는 유체의 유속과 관련이 없다.
  4. 옥상 탱크의 수평 주관은 내림 기울기를 한다.
(정답률: 78%)
  • 배관의 기울기는 관 내 유체의 흐름 속도(유속)에 직접적인 영향을 미치므로 유속과 밀접한 관련이 있습니다.

    오답 노트
    급수관의 모든 기울기는 1/250을 표준으로 함: 옳은 설명
    완전 퇴수 가능하도록 시공: 옳은 설명
    옥상 탱크 수평 주관의 내림 기울기: 옳은 설명
  • 배관의 기울기는 관 내를 흐르는 유체의 유속과 관련이 있으며
    기울기가 클수록 유속은 빨라진다.
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43. 급탕 배관에서 안전을 위해 설치하는 팽창관의 위치는 어느 곳인가?

  1. 급탕관과 반탕관 사이
  2. 순환펌프와 가열장치 사이
  3. 반탕관과 순환펌프 사이
  4. 가열장치와 고가탱크 사이
(정답률: 68%)
  • 급탕 배관 내의 물이 가열되어 부피가 팽창할 때, 배관의 파손을 막고 안전을 확보하기 위해 가열장치와 고가탱크 사이에 팽창관을 설치합니다.
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44. 일반적으로 루프형 신축이음의 굽힘 반경은 사용관경의 몇 배 이상으로 하는가?

  1. 1배
  2. 3배
  3. 4배
  4. 6배
(정답률: 67%)
  • 루프형 신축이음은 배관의 열팽창을 흡수하기 위해 굽힘을 주는 방식으로, 관의 파손을 방지하기 위해 굽힘 반경(곡률 반경)을 사용관경의 6배 이상으로 설정해야 합니다.
  • 루프형 신축이음의 굽힘 반경은
    사용관경의 6배 이상으로 한다
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45. 고압증기 난방에서 환수관이 트랩 장치보다 높은 곳에 배관 되었을 때 버킷 트랩이 응축수를 리프팅 하는 높이는 증기 파이프와 환수관의 압력차 1kg/cm2에 대하여 얼마로 하는가?

  1. 2m 이하
  2. 5m 이하
  3. 8m 이하
  4. 11m 이하
(정답률: 66%)
  • 고압증기 난방 시스템에서 버킷 트랩이 응축수를 리프팅할 수 있는 높이는 증기 파이프와 환수관의 압력차 $1\text{kg/cm}^2$ 당 5m 이하로 설계하는 것이 표준입니다.
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46. 기수 혼합식 급탕기를 사용하여 물을 가열할 때 열 효율은?

  1. 100%
  2. 90%
  3. 80%
  4. 70%
(정답률: 72%)
  • 기수 혼합식 급탕기는 증기를 저탕조 내의 물에 직접 분사하여 가열하는 방식입니다. 열원이 물속으로 직접 투입되어 손실 없이 전달되므로 열효율은 100%가 됩니다.
  • 기수혼합식 급탕기:
    저탕조에 직접 증기를 넣어 가열하는 급탕기로 열효율은
    100%에 가깝다
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47. 밸브의 일반적인 기능으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 관내 유량 조절 기능
  2. 관내 유체의 유동 방향 전환 기능
  3. 관내 유체의 온도 조절 기능
  4. 관내 유체 유동의 개폐 기능
(정답률: 79%)
  • 밸브의 핵심 목적은 유체의 흐름을 제어하는 것입니다. 유량 조절, 유동 방향 전환, 개폐 기능은 밸브의 기본 기능이지만, 유체 자체의 온도를 직접적으로 조절하는 기능은 없습니다.
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48. 고가 탱크식 급수설비에서 급수경로를 바르게 나타 낸 것은?

  1. 수도본관 → 저수조 → 옥상탱크 → 양수관 → 급수관
  2. 수도본관 → 저수조 → 양수관 → 옥상탱크 → 급수관
  3. 저수조 → 옥상탱크 → 수도본관 → 양수관 → 급수관
  4. 저수조 → 옥상탱크 → 양수관 → 수도본관 → 급수관
(정답률: 73%)
  • 고가 탱크식 급수설비의 표준 흐름은 수도본관에서 들어온 물이 저수조에 저장된 후, 양수관을 통해 옥상탱크로 올려졌다가 최종적으로 급수관을 통해 각 세대로 공급되는 순서입니다.
  • 수도본관 → 저수조 → 양수관 → 옥상탱크 → 급수관
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49. 온수난방과 비교하여 증기난방 방식의 특징이 아닌 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 예열시간이 짧다.
  2. 배관부식 우려가 적다.
  3. 용량제어가 어렵다.
  4. 동파우려가 크다.
(정답률: 60%)

  • 이 문제는 **증기난방(Steam Heating)**과 **온수난방(Hot Water Heating)**의 물리적 특성 차이를 묻는 단골 기출문제입니다.

    정답은 **"배관부식 우려가 적다."**입니다. (즉, 증기난방은 온수난방보다 배관 부식 우려가 더 큽니다.)

    1. 왜 증기난방이 배관 부식에 취약할까요?

    • 증기난방: 배관 내부에 뜨거운 증기와 응축수(물), 그리고 공기가 수시로 섞여서 흐릅니다. 특히 가동을 멈췄을 때 배관 내부로 유입되는 산소와 응축수가 만나면 산화 반응(녹)이 아주 활발하게 일어납니다.

    • 온수난방: 배관 내부가 항상 물로 가득 차 있는 밀폐식이 많아 공기(산소)와의 접촉이 상대적으로 적으므로 부식이 덜합니다.

    2. 다른 보기들이 증기난방의 특징인 이유 (옳은 설명)

    • 예열시간이 짧다: 증기는 잠열(Latent Heat)을 이용하므로 열전달 속도가 매우 빠릅니다. 온수처럼 물 전체를 데우는 시간보다 증기가 도달하는 시간이 훨씬 빨라 즉각적인 난방이 가능합니다.

    • 용량제어가 어렵다: 증기는 밸브를 조금만 열어도 뜨겁고, 닫으면 바로 식어버리는 성질이 있어 미세한 온도 조절이 힘듭니다. 반면 온수는 물의 온도나 유량을 조절해 부드럽게 제어할 수 있습니다.

    • 동파우려가 크다: 증기난방은 운전을 정지하면 배관 내부에 응축수가 남게 됩니다. 겨울철에 이 응축수가 얼어붙으면 부피가 팽창하여 배관이 터질 위험이 온수보다 큽니다.

    오류 신고 관련 팁

    이 문제가 오류 신고가 잦은 이유는 '동파우려' 때문인 경우가 많습니다. "온수도 얼지 않느냐?"라고 생각할 수 있지만, 공학적으로는 가동 중단 시 배관 내에 고이는 응축수의 결빙을 증기난방의 치명적인 단점으로 꼽기 때문에 시험에서는 증기난방의 동파 우려가 더 큰 것으로 간주합니다.

    요약 표 (증기 vs 온수)

    구분증기난방 (Steam)온수난방 (Hot Water)
    열의 이용잠열 (열량이 큼)현열 (열량이 작음)
    예열 시간짧음 (빠른 난방)기름 (느린 난방)
    배관 관경작아도 됨 (경제적)커야 함
    온도 조절곤란용이
    부식/소음심함적음
  • 증기난방은 온수난방에 비해 응축수가 발생하고 배관 내 부식 가능성이 더 높기 때문에 배관부식 우려가 적다는 설명은 틀린 내용입니다.
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50. 탄성이 크고 엷은 산이나 알칼리에는 침해되지 않으나 열이나 기름에 약하며, 급수, 배수, 공기 등의 배관에 쓰이는 패킹은?

  1. 고무 패킹
  2. 금속 패킹
  3. 글랜드 패킹
  4. 액상 합성수지
(정답률: 79%)
  • 고무 패킹은 탄성이 매우 크고 엷은 산이나 알칼리에 강한 내식성을 가지며, 주로 급수, 배수, 공기 배관의 밀봉재로 사용됩니다. 다만, 열과 기름에는 취약하다는 특징이 있습니다.
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51. 고온수 난방의 배관에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 온수 순환력이 작아 순환펌프가 필요하다.
  2. 고온수 난방에서는 개방식 팽창탱크를 사용한다.
  3. 관내 압력이 높기 때문에 관 내면의 부식문제가 증기 난방에 비해 심하다.
  4. 특수 고압기기가 필요하고 취급 관리가 복잡 곤란하다.
(정답률: 56%)
  • 고온수 난방은 높은 압력을 유지해야 하므로 특수 고압기기가 필요하며, 이에 따라 취급 및 관리가 복잡하고 곤란합니다.

    오답 노트
    온수 순환력이 커서 순환펌프 없이 설치 가능
    밀폐식 팽창탱크 사용
    공기 유입이 차단되어 부식 문제가 거의 없음
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52. 관의 용접이음에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 돌기부가 없어서 보온시공이 용이하다.
  2. 나사이음보다 이음부의 강도가 크고 누수의 우려가 적다.
  3. 누설의 염려가 없고 시설유지비가 절감된다.
  4. 관 두께의 불균일한 부분으로 인해 유체의 압력 손실이 크다.
(정답률: 77%)
  • 용접이음은 나사이음과 달리 관 내면에 돌출부나 불균일한 부분이 생기지 않으므로, 유체의 흐름이 원활하여 압력 손실이 매우 적은 것이 특징입니다.
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53. 배관이 바닥 또는 벽을 관통할 때 슬리브(sleeve)를 사용하는데 그 이유로 가장 적당한 것은?

  1. 방진을 위하여
  2. 신축흡수 및 수리를 용이하게 하기 위하여
  3. 방식을 위하여
  4. 수격작용을 방지하기 위하여
(정답률: 81%)
  • 슬리브(sleeve)는 배관이 벽이나 바닥을 관통하는 부위에 설치하는 보호관으로, 배관의 열팽창에 의한 신축을 흡수하고 향후 배관 교체나 수리를 용이하게 하기 위해 사용합니다.
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54. 난방, 급탕, 급수배관의 높은 곳에 설치되어 공기를 제거하여 유체의 흐름을 원활하게 하는 것은?

  1. 안전밸브
  2. 에어벤트밸브
  3. 팽창밸브
  4. 스톱밸브
(정답률: 82%)
  • 에어벤트밸브는 배관 시스템의 가장 높은 지점에 설치되어, 유체 흐름을 방해하는 공기를 외부로 배출함으로써 순환 효율을 높이고 소음 및 부식을 방지하는 장치입니다.
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55. 냉매 배관 시 주의 사항으로 틀린 것은?

  1. 배관은 가능한 한 간단하게 한다.
  2. 굽힘 반지름은 작게 한다.
  3. 관통 개소외에는 바닥에 매설하지 않아야 한다.
  4. 배관에 응력이 생길 우려가 있을 경우에는 신축이음으로 배관한다.
(정답률: 79%)
  • 냉매 배관 시 굽힘 반지름을 너무 작게 하면 관의 변형이나 유체 저항이 증가할 수 있으므로, 적절한 곡률 반지름을 유지하여 시공해야 합니다.
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56. 오수만을 정화조에서 단독으로 정화처리한 후 공공하수도에 방류하는 반면에 잡배수 및 우수는 그대로 공공하수도로 방류되는 방식은?

  1. 합류식
  2. 분류식
  3. 단독식
  4. 일체식
(정답률: 70%)
  • 오수만을 정화조에서 단독 처리하여 방류하고, 잡배수와 우수는 별도의 관로를 통해 그대로 공공하수도로 방류하는 방식은 분류식입니다.
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57. 급수배관에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관시공은 마찰로 인한 손실을 줄이기 위해 최단거리로 배관한다.
  2. 주배관에는 적당한 위치에 플랜지 이음을 하여 보수점검을 용이하게 한다.
  3. 불가피하게 산형배관이 되어 공기가 체류할 우려가 있는 곳에는 공기실(air chamber)을 설치한다.
  4. 수질의 오염을 방지하기 위하여 수도꼭지를 설치할 때는 토수구 공간을 충분히 확보한다.
(정답률: 66%)
  • 배관이 산형으로 되어 공기가 체류할 우려가 있는 곳에는 공기실(air chamber)이 아니라 공기빼기밸브(air vent valve)를 설치하여 공기를 제거해야 합니다.
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58. 도시가스 배관을 매설할 경우 기준으로 틀린 것은?

  1. 배관의 외면으로부터 도로의 경계까지 1m이상 수평거리를 유지할 것
  2. 배관을 철도부지에 매설하는 경우에는 배관의 외면으로부터 궤도 중심까지 4m 이상
  3. 시가지 외의 도로노면 밑에 매설하는 경우에는 노면으로부터 배관의 외면까지 깊이를 2m 이상으로 할 것
  4. 인도 등 노면 외의 도로 밑에 매설하는 경우에는 지표면으로부터 배관의 외면까지 깊이를 1.2m 이상으로부터 할 것
(정답률: 63%)
  • 시가지 외의 도로노면 밑에 도시가스 배관을 매설하는 경우, 노면으로부터 배관 외면까지의 깊이는 $1.2\text{m}$이상으로 유지해야 합니다.

    오답 노트
    2m 이상: 시가지 외 도로노면 매설 기준 위반
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59. 냉매배관의 시공 시 유의사항으로 틀린 것은?

  1. 배관재료는 각각의 용도, 냉매종류, 온도 등에 의해 선택한다.
  2. 온도배관에 의한 배관의 신축을 고려한다.
  3. 배관 중에 불필요하게 오일이 체류하지 않도록 한다.
  4. 관경은 가급적 작게 하여 플래쉬 가스의 발생을 줄인다.
(정답률: 80%)
  • 냉매배관의 마찰저항을 줄이고 플래시 가스 발생을 억제하기 위해서는 관경을 가급적 크게 설계해야 합니다.
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60. 유체의 저항은 크나 개폐가 쉽고 유량 조절이 용이하며, 직선 배관 중간에 설치하는 밸브는?

  1. 슬루스 밸브
  2. 글로브 밸브
  3. 체크 밸브
  4. 전동 밸브
(정답률: 73%)
  • 글로브 밸브는 유체의 저항은 크지만 개폐가 쉽고 유량 조절이 용이하여 직선 배관 중간에 주로 설치하는 밸브입니다.

  • 정답은 **글로브 밸브(Globe Valve)**입니다.

    현장에서 '스톱 밸브'라고도 불리는 이 밸브는 문제에서 제시한 세 가지 핵심 조건을 모두 만족하는 대표적인 밸브입니다.

    1. 왜 글로브 밸브일까요? (핵심 특징)

    1. 유체의 저항은 크나: 밸브 내부 구조가 'S'자 형태로 굽어 있습니다. 유체가 통과할 때 방향을 두 번 꺾어야 하므로 마찰 저항이 생겨 압력 손실이 큽니다.

    2. 유량 조절이 용이하며: 디스크(마개)가 상하로 움직이며 유로의 면적을 미세하게 조절할 수 있습니다. 단순히 끄고 켜는(On/Off) 용도를 넘어 양을 조절하는 데 최적화되어 있습니다.

    3. 개폐가 쉽고: 슬루스 밸브에 비해 핸들을 돌리는 횟수가 적어 조작이 빠릅니다.

    2. 다른 보기들과의 비교 (오답 체크)

    밸브 종류주요 특징비유
    슬루스 밸브 (Sluice/Gate)유로가 직선이라 저항이 매우 작음. 하지만 유량 조절용으로는 부적합 (전개/전폐용).대문 (열거나 닫거나 둘 중 하나)
    체크 밸브 (Check)유체가 한쪽 방향으로만 흐르게 하고 역류를 방지함. 별도의 핸들이 없음.일방통행로
    전동 밸브 (Motorized)모터를 이용해 원격으로 개폐함. 밸브의 구조적 명칭이라기보다 구동 방식의 명칭임.리모컨 자동문

    실무 암기 팁

    스타필드 같은 대형 건물의 공조 배관을 점검하실 때, 밸브 몸통이 불룩하게 항아리처럼 생긴 것이 있다면 십중팔구 글로브 밸브입니다. "몸집이 커서(Globe) 저항은 좀 받지만, 조절은 섬세하다"라고 기억하시면 절대 안 잊으실 거예요!

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4과목: 전기제어공학

61. 전력량 1kWh는 몇 kcal의 열량을 낼 수 있는가?

  1. 4.3
  2. 8.6
  3. 430
  4. 860
(정답률: 76%)
  • 전력량 $1\text{kWh}$를 열량 $\text{kcal}$로 환산하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $Q = 860 \times P \times t$
    ② [숫자 대입] $Q = 860 \times 1$
    ③ [최종 결과] $Q = 860$
  • 1kWh= 860 kcal
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62. 절연저항을 측정하는데 사용되는 것은?

  1. 후크온 메타
  2. 회로시험기
  3. 메거
  4. 휘이트스톤 브리지
(정답률: 73%)
  • 절연저항 측정에는 고전압을 인가하여 측정하는 메거(Megger)를 사용합니다.

    오답 노트
    후크온 메타: 전류 측정
    회로시험기: 전압, 전류, 저항 측정
    휘이트스톤 브리지: 정밀한 미지 저항 측정
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63. 출력이 입력에 전혀 영향을 주지 못하는 제어는?

  1. 프로그램제어
  2. 피드백제어
  3. 시퀀스제어
  4. 폐회로제어
(정답률: 63%)
  • 시퀀스제어는 미리 정해진 순서에 따라 각 단계를 순차적으로 제어하는 방식이므로, 출력 결과가 다시 입력으로 돌아와 영향을 주는 피드백 과정이 없습니다.
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64. 제어계의 특성방정식이 s2+as+b=0일 때 안정조건은?

  1. a＞0, b＞0
  2. a=0, b＜0
  3. a＜0, b＜0
  4. a＞0, b＜0
(정답률: 67%)
  • 제어계의 특성방정식이 안정하기 위해서는 모든 계수의 부호가 동일해야 하며, 특성방정식의 근이 라플라스 평면의 좌반면에 존재해야 합니다. 따라서 $a$와 $b$ 모두 0보다 커야 합니다.
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65. 그림과 같은 회로에서 해당하는 램프의 식으로 옳은 것은?

(정답률: 76%)
  • 회로도를 분석하면 램프 $L_7$이 점등되기 위해서는 $\overline{X}$ 접점, $\overline{Y}$ 접점, $\overline{Z}$ 접점이 모두 직렬로 연결되어 닫혀야 합니다. 따라서 논리식은 각 입력의 곱으로 표현됩니다.
    $$\text{램프 } L_7 = \overline{X} \cdot Y \cdot Z$$
    제시된 회로의 접점 기호(b접점)를 분석하면 $\overline{X}$, $Y$, $Z$가 직렬 연결된 구조이므로 가 정답입니다.
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66. PI 제어동작은 프로세스 제어계의 정상특성개선에 흔히 사용된다. 이것에 대응하는 보상요소는?

  1. 동상 보상요소
  2. 지상 보상요소
  3. 진상 보상요소
  4. 지상 및 진상 보상요소
(정답률: 75%)
  • PI 제어동작은 정상상태 오차를 제거하여 정상특성을 개선하는 역할을 하며, 이는 제어공학에서 지상 보상요소의 특성과 대응됩니다.

    오답 노트
    동상 보상요소: P제어
    진상 보상요소: PD제어
    지상 및 진상 보상요소: PID제어
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67. 출력의 변동을 조정하는 동시에 목푯값에 정확히 추종하도록 설계한 제어계는?

  1. 추치제어
  2. 프로세스제어
  3. 자동조정
  4. 정치제어
(정답률: 67%)
  • 목표값이 시간에 따라 변할 때, 출력의 변동을 조정하여 목표값에 정확히 추종하도록 설계한 제어계를 추치제어라고 하며, 대표적인 예로 서보기구가 있습니다.
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68. 100V, 60Hz의 교류전압을 어느 콘덴서에 가하니 2A의 전류가 흘렀다. 이 콘덴서의 정전용량은 약 몇 μF인가?

  1. 26.5
  2. 36
  3. 53
  4. 63.6
(정답률: 40%)
  • 콘덴서의 용량성 리액턴스 공식을 이용하여 정전용량을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{I}{2\pi f V}$ 정전용량 = 전류 / (2π × 주파수 × 전압)
    ② [숫자 대입] $C = \frac{2}{2 \times 3.14 \times 60 \times 100}$
    ③ [최종 결과] $C = 53 \mu F$
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69. 유도전동기에서 동기속도는 3600rpm이고, 회전수는 3420rpm이다. 이때의 슬립은 몇 %인가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 45%)
  • 유도전동기의 슬립은 동기속도와 실제 회전속도의 차이를 동기속도로 나눈 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $S = \frac{N_s - N}{N_s} \times 100$ 슬립 = (동기속도 - 회전속도) / 동기속도 × 100
    ② [숫자 대입] $S = \frac{3600 - 3420}{3600} \times 100$
    ③ [최종 결과] $S = 5$
  • 슬립
    S=Ns(동기속도)-N(회전자속도)/(Ns)*100
    =3600-3420/(3600)*100=5%
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70. 피드백제어의 전달함수가 일 때 의 값을 구하면?

  1. 0
  2. 3
  3. 3/2
  4. ∞
(정답률: 37%)
  • 초기값 정리를 이용하여 $t \to 0$일 때의 함숫값을 구하는 문제입니다. 전달함수가 $\frac{3}{s+2}$일 때, 초기값은 $s \to \infty$일 때 $s$와 전달함수의 곱의 극한값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\lim_{t \to 0} f(t) = \lim_{s \to \infty} s F(s)$
    ② [숫자 대입] $\lim_{s \to \infty} s \frac{3}{s+2}$
    ③ [최종 결과] $3$
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71. 다음 중 상용의 3상 교류에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 각 전압이나 전류를 합하면 0이 된다.
  2. 전압이나 전류는 각각 (2π)/3의 위상차를 갖고 있다.
  3. 단상 교류보다 3상의 교류가 회전자장을 얻기가 쉽다.
  4. 기기에 Y결선을 하면 △결선보다 높은 전압을 얻을 수 있다.
(정답률: 67%)
  • Y결선은 $\Delta$결선보다 상전압이 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배로 낮기 때문에, 기기에 Y결선을 한다고 해서 $\Delta$결선보다 높은 전압을 얻을 수 있는 것은 아닙니다.

    오답 노트
    각 전압이나 전류를 합하면 0이 된다: 3상 평형 상태의 기본 특성입니다.
    전압이나 전류는 각각 $2\pi/3$의 위상차를 갖고 있다: 3상 교류의 위상차 $120^{\circ}$를 라디안으로 표현한 것입니다.
    단상 교류보다 3상의 교류가 회전자장을 얻기가 쉽다: 3상 전원을 이용하면 자연스럽게 회전 자계가 형성됩니다.
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72. 그림과 같은 R-L-C 직렬회로에서 단자전압과 전류 가 동상이 되는 조건은?

  1. ω=LC
  2. ωLC=1
  3. ω2LC=1
  4. ωL2C2=1
(정답률: 72%)
  • R-L-C 직렬회로에서 단자전압과 전류가 동상이 되려면 유도 리액턴스와 용량 리액턴스의 크기가 같아 서로 상쇄되는 직렬공진 조건이 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $X_{L} = X_{C} \Rightarrow \omega L = \frac{1}{\omega C}$
    ② [숫자 대입] $\omega^{2} L C = 1$
    ③ [최종 결과] $\omega^{2} L C = 1$
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73. 종류가 다른 금속으로 폐회로를 두 접속점에 온도를 다르게 하면 전류가 흐르게 되는 것은?

  1. 펠티어효과
  2. 평형현상
  3. 제벡효과
  4. 자화현상
(정답률: 66%)
  • 서로 다른 두 종류의 금속을 접합하여 폐회로를 만들고, 두 접점의 온도를 다르게 했을 때 기전력이 발생하여 전류가 흐르는 현상을 제벡효과라고 합니다.
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74. 계전기 접점의 아크를 소거할 목적으로 사용되는 소자는?

  1. 배리스터(Varistor)
  2. 바렉터다이오드
  3. 터널다이오드
  4. 서미스터
(정답률: 77%)
  • 배리스터(Varistor)는 전압에 따라 저항값이 변하는 소자로, 과전압이 발생했을 때 저항이 급격히 감소하여 전류를 바이패스시킴으로써 계전기 접점에서 발생하는 아크를 소거하고 회로를 보호하는 역할을 합니다.
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75. 그림과 같은 산호 흐름 선도에서 C/R 를 구하면?

(정답률: 56%)
  • 피드백 제어 시스템의 전달함수는 전향 경로 이득을 $1 + (\text{전향 경로 이득} \times \text{피드백 경로 이득})$으로 나눈 값으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $ \frac{C}{R} = \frac{G(s)}{1 + G(s)H(s)} $
    ② [숫자 대입] $ \frac{C}{R} = \frac{1 \times G(s) \times 1}{1 + (1 \times G(s) \times 1) \times H(s)} $
    ③ [최종 결과] $ \frac{C}{R} = \frac{G(s)}{1 + G(s)H(s)} $
    따라서 정답은 입니다.
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76. 단상 변압기 3대를 3상 병렬 운전하는 경우에 불가능한 운전 상태의 결선 방법은?

  1. △-△와 Y-Y
  2. △-Y와 Y-△
  3. △-△와 △-Y
  4. △-Y와 △-Y
(정답률: 70%)
  • 3상 병렬 운전을 위해서는 변압기 간의 위상차가 일치해야 합니다. $\Delta-\Delta$ 결선과 $\Delta-Y$ 결선은 위상차가 $30^{\circ}$ 발생하므로 병렬 운전이 불가능합니다.
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77. 사이리스터를 이용한 정류회로에서 직류전압의 맥동률이 가장 작은 정류회로는?

  1. 단상반파
  2. 단상전파
  3. 3상반파
  4. 3상전파
(정답률: 68%)
  • 정류회로에서 상수가 많아지고 정류 차수가 높을수록 출력 전압의 리플이 줄어듭니다. 따라서 단상보다는 3상이, 반파보다는 전파 정류 방식인 3상전파 정류회로에서 맥동률이 가장 작고 직류에 가까운 전압을 얻을 수 있습니다.
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78. 서보 전동기는 다음 중 어디에 속하는가?

  1. 조작기기
  2. 검출기
  3. 증폭기
  4. 변환기
(정답률: 80%)
  • 서보 전동기는 제어 시스템에서 입력 신호를 받아 기계적인 동작으로 변환하여 목표 위치나 속도를 제어하는 조작기기에 해당합니다.
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79. 단위 계단함수 u(t-a)를 라플라스변환 하면?

(정답률: 59%)
  • 단위 계단함수 $u(t-a)$의 라플라스 변환은 시간 이동 정리에 의해 다음과 같이 정의됩니다.
    $$\mathcal{L}\{u(t-a)\} = \int_{a}^{\infty} e^{-st} dt = \frac{e^{-as}}{s}$$
    따라서 정답은 $\frac{e^{-as}}{s}$ 입니다.
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80. 3상 유도전동기의 제어방법에 대한 설명 중에서 틀린 것은?

  1. Y-△ 기동 방식으로 기동토오크를 줄일 수 있다.
  2. 역상 제동기법으로 전동기를 급속정지 또는 감속시킬 수 있다.
  3. 속도제어시에는 전압, 주파수 일정 제어기법이 유리하다.
  4. 단자전압이 정격전압보다 낮을 경우에는 슬립이 감소한다.
(정답률: 64%)
  • 3상 유도전동기에서 단자전압이 정격전압보다 낮아지면 토크가 감소하여 부하를 유지하기 위해 슬립이 증가하게 됩니다.

    오답 노트
    Y-△ 기동: 기동전압을 낮추어 기동토크를 줄이는 방식이 맞습니다.
    역상 제동: 전원 상을 바꾸어 급속 정지시키는 기법이 맞습니다.
    속도제어: 전압과 주파수를 동시에 제어하는 V/f 제어기법이 유리합니다.
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