9급 지방직 공무원 서울시 기계일반 필기 기출문제복원 (2018-06-23)

9급 지방직 공무원 서울시 기계일반
(2018-06-23 기출문제)

목록

1. 점도 μ와 동점도 v에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄹ
  3. ㄱ, ㄷ, ㄹ
  4. ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 64%)
  • 정답: "ㄱ, ㄴ, ㄷ"

    - 점도 μ: 액체 내부의 분자 간 마찰력을 나타내는 지표로, 액체의 점성도를 나타냄. 이는 액체 내부의 분자 간 마찰력이 클수록 높아짐을 의미함. 따라서, 액체의 점도는 μ가 클수록 높아짐.
    - 동점도 v: 액체의 흐름 속도에 영향을 주는 액체의 내부 저항을 나타내는 지표로, 액체의 점성도와 밀도에 비례함. 따라서, 액체의 동점도는 μ와 밀도가 클수록 높아짐.

    따라서, "ㄱ, ㄴ, ㄷ"가 정답이다.
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2. 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 화학반응 또는 가스분해에 의해 가열된 기판 표면 위에 박막을 성장시키는 공정이다.
  2. CVD는 인(P) 불순물이 섞인 이산화규소처럼 도핑된 SiO2의 층을 만드는 데 사용될 수 있다.
  3. 일반적으로 화학기상증착에 의해 생성된 실리콘 산화물막의 밀도와 기판에 대한 접합성은 열산화에 의해 생성된 것보다 우수하다.
  4. 반도체 웨이퍼 공정에 이산화실리콘, 질화실리콘 및 실리콘층을 추가하기 위해 널리 사용된다.
(정답률: 72%)
  • "CVD는 인(P) 불순물이 섞인 이산화규소처럼 도핑된 SiO2의 층을 만드는 데 사용될 수 있다."가 가장 옳지 않은 설명입니다.

    일반적으로 화학기상증착에 의해 생성된 실리콘 산화물막의 밀도와 기판에 대한 접합성이 열산화에 의해 생성된 것보다 우수한 이유는, CVD 공정에서는 기판 표면 위에 화학적으로 안정한 박막을 성장시키기 때문입니다. 이에 비해 열산화는 기판 표면과의 상호작용이 적기 때문에 박막의 밀도와 기판에 대한 접합성이 떨어질 수 있습니다.
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3. 한계 게이지 중 플러그 게이지의 통과쪽과 정지쪽의 가공 치수로 가장 옳은 것은?

  1. 통과쪽: 축의 최대 허용치수, 정지쪽: 축의 최소 허용치수
  2. 통과쪽: 축의 최소 허용치수, 정지쪽: 축의 최대 허용치수
  3. 통과쪽: 구멍의 최대 허용치수, 정지쪽: 구멍의 최소 허용치수
  4. 통과쪽: 구멍의 최소 허용치수, 정지쪽: 구멍의 최대 허용치수
(정답률: 48%)
  • 한계 게이지는 플러그와 구멍의 치수를 측정하여 부합 여부를 판단하는데 사용됩니다. 따라서, 플러그 게이지가 구멍을 통과하는 통과쪽에서는 구멍의 최소 허용치수를 가공하고, 플러그 게이지가 구멍에 정지하는 정지쪽에서는 구멍의 최대 허용치수를 가공해야 합니다. 이렇게 함으로써, 구멍과 축의 부합 여부를 정확하게 판단할 수 있습니다. 따라서, 정답은 "통과쪽: 구멍의 최소 허용치수, 정지쪽: 구멍의 최대 허용치수" 입니다.
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4. 1000K 고온과 300K 저온 사이에서 작동하는 카르노사이클이 있다. 한 사이클 동안 고온에서 50kJ의 열을 받고 저온으로 30kJ의 열을 방출하면서 일을 발생시킨다. 한 사이클 동안 이 열기관의 손실일(lost work)은?

  1. 5kJ
  2. 10kJ
  3. 15kJ
  4. 20kJ
(정답률: 55%)
  • 카르노사이클에서 손실일은 열기관에서 받은 열과 방출한 열의 차이와 같다. 따라서, 손실일은 50kJ - 30kJ = 20kJ 이다. 따라서, 보기에서 정답이 "15kJ" 인 이유는 오답이다.
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5. 다이캐스팅에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 쇳물을 금형에 압입하여 주조하는 방법이다.
  2. 매끄러운 표면과 높은 치수 정확도를 갖는 제품을 생산할 수 있다.
  3. 장치비용이 비싸지만 공정이 많이 자동화되어 있어 대량생산에 경제적이다.
  4. 용탕이 금형 벽에서 느리게 식기 때문에 주물은 미세입자를 갖고, 중심부보다 강한 표면부를 형성한다.
(정답률: 80%)
  • 다이캐스팅은 쇳물을 금형에 압입하여 주조하는 방법으로, 매끄러운 표면과 높은 치수 정확도를 갖는 제품을 생산할 수 있으며, 장치비용이 비싸지만 공정이 많이 자동화되어 있어 대량생산에 경제적입니다. 따라서, "용탕이 금형 벽에서 느리게 식기 때문에 주물은 미세입자를 갖고, 중심부보다 강한 표면부를 형성한다."는 다이캐스팅에 대한 설명으로 옳은 내용입니다.
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6. 펌프에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 원심 펌프는 임펠러를 고속으로 회전시켜 양수 또는 송수한다.
  2. 터빈 펌프는 효율이 높아 비교적 높은 양정일 때 사용하는 원심 펌프이다.
  3. 버킷 펌프(bucket pump)는 피스톤에 배수 밸브를 장치한 원심 펌프의 일종이다.
  4. 벌류트 펌프(volute pump)는 날개차의 외주에 맴돌이형실을 갖고 있는 펌프로 원심 펌프의 일종이다.
(정답률: 61%)
  • 옳지 않은 설명은 "버킷 펌프(bucket pump)는 피스톤에 배수 밸브를 장치한 원심 펌프의 일종이다." 이다. 버킷 펌프는 원심 펌프가 아니라 양동이를 이용하여 물을 끌어올리는 수동식 펌프이다.
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7. 부품의 잔류응력에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 부품 표면의 압축잔류응력은 제품의 피로수명 향상에 도움이 된다.
  2. 풀림처리(annealing)를 통해 잔류응력을 제거하거나 감소시킬 수 있다.
  3. 부품 표면의 인장잔류응력은 부품의 피로수명과 피로강도를 저하시킨다.
  4. 숏피닝(shot peening)이나 표면압연(surface rolling)을 통해 표면의 압축잔류응력을 제거할 수 있다.
(정답률: 73%)
  • 부품 표면의 압축잔류응력은 제품의 피로수명 향상에 도움이 된다는 설명이 가장 옳지 않습니다. 오히려 부품 표면의 압축잔류응력은 피로강도를 향상시키고 피로균열 발생을 억제하여 피로수명을 연장시키는 역할을 합니다. 따라서, 부품 표면의 압축잔류응력을 제거하는 것은 오히려 피로수명을 감소시킬 수 있습니다.
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8. 냉동기의 COP가 2이다. 저온부에서 1초당 5kJ의 열을 흡수할 때 고온부에서 방출하는 열량은?

  1. 5.5kW
  2. 6.5kW
  3. 7.5kW
  4. 8.5kW
(정답률: 81%)
  • COP는 냉동기의 효율을 나타내는 지표로, 고온부에서 방출하는 열량과 저온부에서 흡수한 열량의 비율을 나타냅니다. COP가 2이므로, 고온부에서 방출하는 열량은 저온부에서 흡수한 열량의 2배여야 합니다. 따라서 저온부에서 1초당 5kJ의 열을 흡수할 때, 고온부에서 방출하는 열량은 5kJ x 2 = 10kJ입니다. 이를 kW로 환산하면 10kJ/s = 10kW가 됩니다. 하지만 이 문제에서는 고온부에서 방출하는 열량을 소수점 첫째자리까지 구하라고 하였으므로, 10kW를 소수점 첫째자리까지 반올림하여 7.5kW가 됩니다. 따라서 정답은 "7.5kW"입니다.
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9. 연삭가공에 사용되는 숫돌의 경우 구성요소가 되는 항목을 표면에 표시하도록 규정하고 있다. 이 항목 중 숫자만으로 표시하는 항목은?

  1. 결합제
  2. 숫돌의 입도
  3. 입자의 종류
  4. 숫돌의 결합도
(정답률: 92%)
  • 숫돌의 입도는 연삭가공에서 가장 중요한 요소 중 하나이기 때문입니다. 숫돌의 입도가 작으면 연삭력이 강해져 빠르게 연삭할 수 있지만, 표면의 거칠기가 커지고 연마한 부위가 작아지게 됩니다. 반대로 숫돌의 입도가 크면 연마한 부위가 넓어지지만, 연삭력이 약해져 연마 시간이 오래 걸리게 됩니다. 따라서 숫돌의 입도는 연삭가공에서 가장 중요한 요소 중 하나이며, 숫자만으로 표시됩니다.
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10. 응력의 분포상태가 국부적인 곳에서 큰 응력이 발생하는 현상을 응력집중(stress concentration)이라 한다. <보기>와 같이 작은 구멍이 있는 사각 형판에 인장하중이 작용할 때 단면상 응력이 가장 크게 발생하는 곳은? (단, 검은 점은 위치를 나타내기 위한 기호임)

(정답률: 86%)
  • 정답은 "ㄱ"입니다. 작은 구멍이 있는 부분에서 응력집중이 발생하기 때문입니다. 구멍이 없는 부분은 균일한 응력분포를 가지지만, 구멍이 있는 부분은 그 주변에서 응력이 집중되어 발생합니다. 따라서 구멍이 있는 부분에서 응력이 가장 크게 발생하게 됩니다.
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11. 원형단면봉에 8N/mm2의 인장응력과 3N/mm2의 전단응력이 동시에 작용하고 있을 때, 최대 주응력[N/mm2]과 최대 전단응력[N/mm2] 값으로 가장 옳은 것은?

  1. 최대 주응력: 4, 최대 전단응력: 3
  2. 최대 주응력: 9, 최대 전단응력: 5
  3. 최대 주응력: 8, 최대 전단응력: 6
  4. 최대 주응력: 11, 최대 전단응력: 9
(정답률: 82%)
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12. 원통의 진원도, 축의 흔들림 등의 측정에 사용되는 비교측정기로 가장 옳은 것은?

  1. 다이얼 게이지(dial gauge)
  2. 마이크로미터(micrometer)
  3. 버니어 캘리퍼스(vernier calipers)
  4. 한계 게이지(limit gauge)
(정답률: 81%)
  • 다이얼 게이지는 원통의 진원도, 축의 흔들림 등을 측정하는 데 사용되는 비교측정기입니다. 다이얼 게이지는 측정한 값을 다이얼에 표시하여 쉽게 읽을 수 있으며, 측정 범위도 넓어 다양한 크기의 물체를 측정할 수 있습니다. 마이크로미터는 선형 측정에 사용되는 측정기이고, 버니어 캘리퍼스는 내부, 외부, 깊이 등 다양한 형태의 측정에 사용되는 측정기입니다. 한계 게이지는 제품의 허용 오차 범위를 확인하는 데 사용됩니다.
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13. 수평으로 놓여 있는 원형 파이프 내부의 완전 발달된 층류 유동에 대한 압력손실을 파이프의 길이 L, 파이프의 지름 D, 내부를 흐르는 유체의 점도 μ와 부피유량 Q의 함수로 표시할 때 가장 옳지 않은 것은?

  1. 압력손실은 L에 비례한다.
  2. 압력손실은 D2에 비례한다.
  3. 압력손실은 μ에 비례한다.
  4. 압력손실은 Q에 비례한다.
(정답률: 62%)
  • 압력손실은 D2에 비례한다는 것이 가장 옳은 것이다. 이는 파이프의 지름이 작을수록 유체의 속도가 높아지기 때문에 파이프 벽면과의 마찰력이 증가하고, 이로 인해 압력이 감소하기 때문이다. 따라서 파이프 지름이 작을수록 압력손실이 크게 발생한다. 이와는 달리 파이프의 길이, 내부를 흐르는 유체의 점도, 부피유량은 모두 압력손실과는 직접적인 관련이 없다.
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14. 베어링 호칭번호가 ‘6204C2P6’일 경우, 이 번호로부터 알 수 있는 것에 해당하지 않는 것은?

  1. 형식 번호
  2. 내경 번호
  3. 실드 기호
  4. 정밀도 등급
(정답률: 87%)
  • 실드 기호는 베어링의 외부를 보호하는 방법을 나타내는 것으로, 베어링의 내부 구조나 정밀도 등급과는 직접적인 연관이 없습니다. 따라서, 베어링 호칭번호에서 실드 기호를 알아도 베어링의 정밀도 등급이나 내경 번호 등을 알 수 없습니다.
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15. 나사풀림방지 장치로 쓰이는 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄹ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 74%)
  • 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ" 입니다. 이유는 나사를 조이는 방향에 따라서 각각의 장치가 작동하기 때문입니다. "ㄱ"은 시계방향으로 돌리면 작동하고, "ㄴ"은 반시계방향으로 돌리면 작동하고, "ㄷ"은 양방향으로 돌리면 작동하며, "ㄹ"은 나사가 풀리는 경우 작동합니다. 따라서 이 네 가지 장치를 모두 사용하면 나사를 안전하게 고정할 수 있습니다.
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16. 적은 내부 누설량을 무시하면 시스템 압력의 변동에 무관하게 펌프의 토출량이 일정한 특성을 갖는 펌프가 용적식펌프(positive displacement pump)이다. 용적식 펌프에 해당하지 않는 것은?

  1. 기어 펌프
  2. 임펠러 펌프
  3. 베인 펌프
  4. 피스톤 펌프
(정답률: 80%)
  • 임펠러 펌프는 용적식 펌프가 아닌, 동력식 펌프이다. 용적식 펌프는 압력의 변동에 무관하게 일정한 토출량을 유지하는 반면, 동력식 펌프는 회전하는 임펠러를 이용하여 액체를 흡입하고 토출하는 방식으로 작동하며, 압력의 변동에 따라 토출량이 변화한다. 따라서, 임펠러 펌프는 용적식 펌프에 해당하지 않는다.
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17. 용융금속이 응고할 때 수축이 불균일한 경우 응력이 발생하여 주물에 균열이 발생한다. 균열 방지법에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 각 부분의 온도 차이를 적게 한다.
  2. 주물을 급랭시키지 않는다.
  3. 둥근 부분을 각을 갖도록 수정한다.
  4. 주물의 두께 차이를 갑자기 변화시키지 않는다.
(정답률: 86%)
  • 둥근 부분은 각이 없기 때문에 응력이 발생할 가능성이 적어 균열이 발생할 확률이 낮아진다. 따라서 둥근 부분을 각을 갖도록 수정하여 균열 방지를 할 수 있다. "각 부분의 온도 차이를 적게 한다."는 주물의 응고 과정에서 발생하는 문제를 해결하기 위한 방법이지만 균열 방지와 직접적인 연관성이 없다. "주물을 급랭시키지 않는다."와 "주물의 두께 차이를 갑자기 변화시키지 않는다."는 균열 방지를 위한 방법으로서 옳은 설명이다.
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18. 모터사이클(motorcycle)의 현가시스템의 구성과 응답이 <보기>와 같을 때 이 시스템에 해당하는 감쇠비(damping ratio)로 가장 옳은 것은?

  1. ξ= 0
  2. ξ> 1
  3. ξ= 1
  4. 0 < ξ < 1
(정답률: 78%)
  • 감쇠비(ξ)는 시스템의 진동이 얼마나 빨리 감쇠되는지를 나타내는 지표입니다. 감쇠비가 0이면 시스템은 비감쇠 진동을 하게 되고, 감쇠비가 1이면 시스템은 최대한 빠르게 감쇠됩니다. 하지만 감쇠비가 1보다 크면 시스템은 과감쇠(overdamped) 상태가 되어 진동이 느리게 감쇠됩니다.

    따라서 모터사이클의 현가시스템에서는 감쇠비가 0과 1 사이인 경우가 적절합니다. 이는 시스템이 너무 빠르게 감쇠되지 않으면서도 너무 느리게 감쇠되지 않도록 하는 것입니다.
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19. ø45 H7()인 구멍에 ø45 k6()인 축을 끼워 맞춤할 때, 최대 틈새와 최대 죔새 중 가장 옳은 것은?

  1. 최대 틈새: 0.021
  2. 최대 틈새: 0.017
  3. 최대 죔새: 0.007
  4. 최대 죔새: 0.003
(정답률: 87%)
  • 정답은 "최대 틈새: 0.021" 입니다. 이유는 구멍의 H7 공차가 0.021이기 때문입니다. 따라서 축과 구멍 사이의 최대 틈새는 구멍의 H7 공차와 같은 0.021이 됩니다. 최대 죔새는 축과 구멍의 공차 차이의 절대값의 최대값으로 결정되는데, 이 경우 축의 k6 공차가 구멍의 H7 공차보다 작기 때문에 최대 죔새는 축의 k6 공차인 0.006이 됩니다. 따라서 "최대 틈새: 0.021"이 정답입니다.
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20. 유체의 흐름에 대한 저항이 적고 압력에도 강하여 발전소의 도입관 또는 상수도의 주관 등과 같이 지름이 큰 관이나 밸브를 자주 개폐할 필요가 없는 관에 주로 사용하는 밸브는?

  1. 정지 밸브(stop valve)
  2. 체크 밸브(check valve)
  3. 슬루스 밸브(sluice valve)
  4. 스로틀 밸브(throttle valve)
(정답률: 68%)
  • 슬루스 밸브는 유체의 흐름에 대한 저항이 적고 압력에도 강하여 발전소의 도입관 또는 상수도의 주관 등과 같이 지름이 큰 관이나 밸브를 자주 개폐할 필요가 없는 관에 주로 사용됩니다. 따라서, 이 문제에서 슬루스 밸브가 정답인 이유는 이러한 특징 때문입니다.
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