에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2013-06-02)

에너지관리기사
(2013-06-02 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 액체를 미립화하기 위해 분무를 할 때 분무를 지배는하는 요소로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 액류의 운동량
  2. 액류와 기체의 표면적에 따른 저항력
  3. 액류와 액공 사이의 마찰력
  4. 액체와 기체 사이의 표면장력
(정답률: 71%)
  • 액체의 분무는 주로 액류의 운동량, 액체와 기체 사이의 표면장력, 액류와 기체의 표면적에 따른 저항력 등에 의해 지배되며, 액류와 액공 사이의 마찰력은 직접적인 지배 요소로 보기 어렵습니다.
    액류의 운동량: 분무 액적의 크기와 분포에 직접적인 영향을 미치므로 오답.
    액류와 기체의 표면적에 따른 저항력: 액적의 분열 및 확산에 영향을 미치므로 오답.
    액체와 기체 사이의 표면장력: 액적 형성 및 안정성에 중요한 영향을 미치므로 오답.
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2. 옥탄(C8H18)이 공기과잉율 2로 연소 시 연소가스 중 산소의 몰분율은?

  1. 0.0647
  2. 0.1012
  3. 0.1294
  4. 0.2024
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 옥탄의 완전 연소 반응식을 세우고, 공기과잉율을 적용하여 연소 생성물 중 산소의 몰분율을 계산합니다.
    1. 옥탄의 이론 완전 연소 반응식:
    $$C_8H_{18} + 12.5O_2 + 12.5 \times 3.76N_2 \rightarrow 8CO_2 + 9H_2O + 12.5 \times 3.76N_2$$

    2. 공기과잉율 2 (실제 공기량 = 이론 공기량의 2배) 적용$$: 실제 공급 O2 = 12.5 × 2 = 25 mol 실제 공급 N2 = (12.5 × 3.76) × 2 = 94 mol 3. 실제 연소 반응식: C_8H_{18} + 25O_2 + 94N_2 \rightarrow 8CO_2 + 9H_2O + (25 - 12.5)O_2 + 94N_2$$
    $$C_8H_{18} + 25O_2 + 94N_2 \rightarrow 8CO_2 + 9H_2O + 12.5O_2 + 94N_2$$

    4. 연소가스 총 몰수:
    $$8 + 9 + 12.5 + 94 = 123.5 mol$$

    5. 연소가스 중 산소의 몰분율:
    $$O_2 몰분율 = \frac{12.5}{123.5}$$

    $$O_2 몰분율 = 0.1012$$
  • C8H18+12.5O2 → 8CO2+9H2O
    산소의 몰분율=O2몰수/Gw
    = O2몰수/(m-021)Ao+연소생성물
    =12.5/(2-0.21)*12.5/0.21+17=0.1012
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3. 수소 4kg을 과잉공기계수 1.4의 공기로 완전 연소시킬 때 발생하는 연소가스 중의 산소량은 약 몇 kg인가?

  1. 3.20
  2. 4.48
  3. 6.40
  4. 12.8
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 수소의 완전 연소 반응식을 통해 이론 산소량을 구하고, 과잉 공기 계수를 적용하여 연소 후 남은 산소량을 계산합니다.
    수소의 완전 연소 반응식: 2H2 + O2 → 2H2O
    수소 4kg에 필요한 이론 산소량은 32kg입니다.
    $$O_{남은} = O_{이론} \times (과잉공기계수 - 1)$$

    $$O_{남은} = 32 \times (1.4 - 1)$$

    $$O_{남은} = 12.8$$
  • A'=A-Ao=mAO-A=(m-1)Ao=(1.4-1)*32/0.232=55.172kg
    ∴ 연소가스중 산소량
    Oo=A'*0.232=57.172*0.232=12.8kg
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4. 수소 1kg을 공기 중에서 연소시켰을 때 생성된 건연소 가스량은 약 몇 Sm3인가? (단, 공기 중의 산소와 질소의 함유비는 21v% 와 79v% 이다.)

  1. 5.60
  2. 21.07
  3. 26.50
  4. 32.32
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 수소의 완전 연소 반응식을 통해 생성되는 건연소 가스량(질소)을 계산합니다.
    $$H_2 1kg의 몰수 = \frac{1000 g}{2 g/mol} = 500 mol$$

    $$필요한 O_2 몰수 = 500 mol \times \frac{1}{2} = 250 mol$$

    $$생성되는 N_2 몰수 = 250 mol \times \frac{79}{21} = 940.476 mol$$

    $$건연소 가스량 (Sm^3) = 940.476 mol \times 22.4 Sm^3/mol$$

    $$= 21066.66 Sm^3$$

    $$= 21.07 Sm^3$$
  • H2+1/2O2→H2O
    2kg 1/2*22.4
    1kg x=11.2/2=5.6
    Ao=5.6/0.21=26.67
    건연소가스량=26.67*0.79=21.07Sm3
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5. 액화석유가스의 성질에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 가스의 비중은 공기보다 무겁다.
  2. 상온, 상압에서는 액체이다.
  3. 천연고무를 잘 용해시킨다.
  4. 물에는 잘 녹지 않는다.
(정답률: 84%)
  • 이 문제는 액화석유가스(LPG)의 성질에 대한 이해를 묻는 문제입니다.
    액화석유가스(LPG)는 상온, 상압에서 기체 상태이며, 압력을 가하거나 온도를 낮추면 액체로 변합니다.
    가스의 비중은 공기보다 무겁다.: 옳은 설명입니다.
    천연고무를 잘 용해시킨다.: 옳은 설명입니다.
    물에는 잘 녹지 않는다.: 옳은 설명입니다.
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6. 다음 중 분젠식 가스버너가 아닌 것은?

  1. 링버너
  2. 적외선버너
  3. 슬릿버너
  4. 블라스트버너
(정답률: 71%)
  • 블라스트버너는 송풍기를 이용하여 공기를 강제로 공급하는 강제통풍식 버너입니다.
    링버너: 분젠식 버너의 일종입니다.
    적외선버너: 분젠식 버너의 일종입니다.
    슬릿버너: 분젠식 버너의 일종입니다.
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7. 저위발열량 93766kJ/Sm3의 C3H8을 공기비 1.2로 연소시킬 때의 이론연소온도는 약 몇 K인가? (단, 배기가스의 평균비열은 1.653kJ/Sm3 · K이고 다른 조건은 무시한다.)

  1. 1563
  2. 1672
  3. 1783
  4. 1856
(정답률: 34%)
  • 이 문제는 저위발열량과 배기가스 비열을 이용하여 이론연소온도를 계산합니다.
    C3H8의 이론 공기량 (A0) = 5 / 0.21 = 23.81 Sm³/Sm³
    C3H8의 이론 배기가스량 (G0) = 3(CO2) + 4(H2O) + 5 × (79/21)(N2) = 3 + 4 + 18.81 = 25.81 Sm³/Sm³
    실제 배기가스량 (G_m) = G0 + (공기비 - 1) × A0
    $$G_m = G_0 + (m-1)A_0$$

    $$G_m = 25.81 + (1.2-1) \times 23.81$$

    $$G_m = 30.572$$

    이론연소온도 (T) = 저위발열량 / (실제 배기가스량 × 배기가스 평균비열)
    $$T = \frac{H_L}{G_m \cdot C_p}$$

    $$T = \frac{93766}{30.572 \cdot 1.653}$$

    $$T = 1855.29$$

    $$T \approx 1856$$
  • Hl=G*C*Δt=G*C*(t2-t1)
    ∴ t2=Hl/G*C* +t1
    C3H8+5O2→3CO2+4H2O
    G=(m-0.21)Ao+연소생성물
    =m-0.21)*Oo/0.21+연소생성물
    = (1.2-0.21)*5/0.21+7=30.57
    ∴ 이론 연소온도
    t2=Hl/G*C* +t1
    =93766/30.57*1.653=1855.57
    ≒ 1856
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8. 연료의 중량분율이 다음 조성과 같은 갈탄을 연소시키기 위한 이론공기량은 약 몇 Sm3/(kg갈탄) 인가?

  1. 2.37
  2. 2.67
  3. 3.03
  4. 3.92
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 연료의 중량분율을 이용하여 이론공기량을 계산하는 문제입니다.
    연료의 탄소(C), 수소(H), 산소(O), 황(S) 함량을 바탕으로 이론산소량을 구한 후, 공기 중 산소의 부피비(21%)를 이용하여 이론공기량을 산출합니다.
    이론공기량 (A_0) 공식:
    $$A_0 = \frac{1}{0.21} \left( \frac{C}{12} + \frac{H}{4} - \frac{O}{32} + \frac{S}{32} \right) \times 22.4$$

    숫자 대입:
    $$A_0 = \frac{1}{0.21} \left( \frac{0.30}{12} + \frac{0.025}{4} - \frac{0.10}{32} + \frac{0.01}{32} \right) \times 22.4$$

    최종 결과:
    $$A_0 \approx 3.03$$
  • Ao=Oo/0.21=1.867C+5.6H-0.7O+0.7S/0.21
    =1.867*0.3+5.6*0.1-0.7*0.1+0.7*0.01/0.21=3.03
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9. 다음 중 연소 온도에 가장 큰 영향을 미치는 것은?

  1. 연료의 착화온도
  2. 연료의 고위발열량
  3. 연료의 휘발분
  4. 연소용 공기의 공기비
(정답률: 82%)
  • 연소용 공기의 공기비는 연소에 필요한 공기량을 조절하여 연소 효율과 화염 온도를 직접적으로 변화시키기 때문에 연소 온도에 가장 큰 영향을 미칩니다.
    연료의 착화온도: 연소 시작 온도일 뿐, 최고 연소 온도에 직접적인 영향은 적습니다.
    연료의 고위발열량: 연소 온도를 높이는 요인이지만, 공기비는 발열량의 잠재력을 실제 온도로 전환하는 데 더 큰 영향을 미칩니다.
    연료의 휘발분: 연소 속도에 영향을 주지만, 최고 연소 온도 자체에 미치는 영향은 공기비보다 작습니다.
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10. 가연성 혼합가스의 폭발한계 측정에 영향을 주는 요소로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 점화에너지
  2. 온도
  3. 용기의 두께
  4. 산소농도
(정답률: 89%)
  • 폭발한계는 가연성 가스의 농도, 온도, 압력, 점화에너지, 산소농도 등에 영향을 받지만, 용기의 두께는 직접적인 영향 요소가 아닙니다.
    점화에너지: 점화에너지가 낮으면 폭발한계 범위가 좁아지므로 영향을 줍니다.
    온도: 온도가 높으면 폭발한계 범위가 넓어지므로 영향을 줍니다.
    산소농도: 산소농도가 낮으면 폭발한계 범위가 좁아지므로 영향을 줍니다.
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11. 연소장치의 연소효율 (Ec)식이 일 때 식에서 HC는 연료의 발열량, H1은 연재 중의 미연탄소에 의한 손실을 의미한다면 H2는 무엇을 뜻하는가?

  1. 연료의 저발열량
  2. 전열손실
  3. 불완전연소에 따른 손실
  4. 현열손실
(정답률: 87%)
  • 연소효율 식에서 H_C는 총 발열량이고, H_1은 미연탄소 손실이므로 H_2는 불완전연소에 의한 손실을 의미합니다.
    연료의 저발열량: 저발열량은 연소효율 계산 시 직접적인 손실 항목이 아니므로 오답.
    전열손실: 전열손실은 연소효율 식의 H_1, H_2에 해당하지 않으므로 오답.
    현열손실: 현열손실은 연소효율 식의 H_1, H_2에 해당하지 않으므로 오답.
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12. 환열실의 전열면적[m2]과 전열량[kcal/h]사이의 관계는? (단, 전열면적은 F, 전열량은 Q, 총괄전열계수는 V이며, △tm은 평균온도차이다.)

  1. Q = F × V × △tm
  2. Q = F / △tm
  3. Q = F × △tm
  4. Q = V / (F × △tm)
(정답률: 82%)
  • 전열량은 전열면적, 총괄전열계수, 평균온도차에 비례하는 열전달 기본 공식입니다.
    Q = F / △tm: 총괄전열계수 V가 누락되어 오답.
    Q = F × △tm: 총괄전열계수 V가 누락되어 오답.
    Q = V / (F × △tm): 전열량 Q는 F, V, △tm에 비례하므로 오답.
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13. 가스버너로 연료가스를 연소시키면서 가스의 유출속도를 점차 빠르게 하였다. 이때 어떤 현상이 발생하겠는가?

  1. 불꽃이 엉클어지면서 짧아진다.
  2. 불꽃이 엉클어지면서 길어진다.
  3. 불꽃형태는 변함없으나 밝아진다.
  4. 별다른 변화를 찾기 힘들다.
(정답률: 86%)
  • 가스 유출 속도가 빨라지면 불꽃의 안정성이 저해되고, 공기와의 혼합이 격렬해져 불꽃이 짧아지거나 부상, 역화, 소염 등의 현상이 발생할 수 있습니다.
    불꽃이 엉클어지면서 짧아진다: 가스 유출 속도가 빨라지면 공기와의 혼합이 격렬해져 불꽃이 불안정해지고 짧아지는 현상이 발생하므로 정답입니다.
    불꽃이 엉클어지면서 길어진다: 유출 속도 증가 시 불꽃은 짧아지는 경향이 있으므로 오답.
    불꽃형태는 변함없으나 밝아진다: 유출 속도 증가는 불꽃 형태에 변화를 주며, 밝기 변화와는 직접적인 관련이 적으므로 오답.
    별다른 변화를 찾기 힘들다: 유출 속도 증가는 불꽃에 명확한 변화를 일으키므로 오답.
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14. 배기가스의 분석값이 CO2 : 11.5%, O2 : 2.0%, N2 : 86.5%이었다. 이 때 공기비(m)는 얼마인가?

  1. 1.1
  2. 1.2
  3. 1.3
  4. 1.4
(정답률: 64%)
  • 이 문제는 배기가스 분석값을 이용하여 공기비(m)를 계산하는 문제입니다.
    공기비는 배기가스 중 질소(N₂)와 산소(O₂) 농도를 이용하여 다음과 같이 계산합니다.
    $$m = \frac{N_2}{N_2 - 3.76 \cdot O_2}$$

    $$m = \frac{86.5}{86.5 - 3.76 \cdot 2.0}$$

    $$m = 1.1$$
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15. 가연성 혼합기의 폭발방지를 위한 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 산소농도의 최소화
  2. 불활성 가스 치환
  3. 불활성 가스의 첨가
  4. 이중용기 사용
(정답률: 82%)
  • 가연성 혼합기의 폭발 방지는 연소의 3요소(가연물, 산소, 점화원) 중 하나를 제거하거나 농도를 조절하는 방식으로 이루어집니다.
    이중용기 사용: 폭발 방지와 직접적인 관련이 적은 방법이므로 정답입니다.
    산소농도의 최소화: 산소 공급을 제한하여 연소를 억제하는 방법이므로 오답.
    불활성 가스 치환: 가연성 가스를 불활성 가스로 대체하여 가연물 농도를 낮추는 방법이므로 오답.
    불활성 가스의 첨가: 혼합기 내 가연성 가스 및 산소 농도를 희석하여 폭발 범위를 벗어나게 하는 방법이므로 오답.
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16. 고체연료의 일반적인 연소형태로 볼 수 없는 것은?

  1. 증발연소
  2. 유동층연소
  3. 표면연소
  4. 분해연소
(정답률: 59%)
  • 고체연료의 일반적인 연소 형태는 표면연소, 분해연소, 증발연소 등이 있습니다.
    유동층연소는 특수한 연소 방식입니다.
    유동층연소: 고체연료의 일반적인 연소 형태가 아닌 특수한 연소 방식이므로 정답입니다.
    증발연소: 휘발성분이 많은 고체연료의 연소 형태이므로 오답.
    표면연소: 숯과 같이 휘발성분이 적은 고체연료의 연소 형태이므로 오답.
    분해연소: 목재와 같이 열분해를 통해 가연성 가스를 발생시키는 고체연료의 연소 형태이므로 오답.
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17. 연소가스의 조성에서 O2를 옳게 나타낸 식은? (단, Lo : 이론 공기량, G : 실제 습연소가스량, m : 공기비이다.)

(정답률: 75%)
  • 연소가스 중 산소 농도는 과잉 공기량에 포함된 산소량을 실제 습연소가스량으로 나눈 값입니다.
    0.21(m-1)Lo / G × 100: 과잉 공기량 (m-1)Lo에 포함된 산소량(0.21)을 실제 습연소가스량 G로 나누어 백분율로 나타낸 식입니다.
    0.21(m-1)Lo: 실제 습연소가스량으로 나누고 백분율로 나타내지 않아 오답.
    0.21(m-1)Lo / G: 백분율로 나타내지 않아 오답.
    0.21(m)Lo / G × 100: 공기비 m이 아닌 과잉 공기비 (m-1)을 사용해야 하므로 오답.
  • 1. 실제공기량 중 산소의 비중 : 0.21 X mLo
    2. 완전연소를 위한 이론산소의 비중 : 0.21 X Lo
    3. 완전연소 후 남은 산소의 비중 : 0.21(m-1)Lo
    4. 전체 습연소가스 대비 남은 산소의 비중
    = [0.21(m-1)Lo]/G
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18. 공기와 연료의 혼합기체의 표시에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 공기비(excess air ratio)는 연공비의 역수와 같다.
  2. 연공비(fuel air ratio)라 함은 가연 혼합기 중의 공기와 연료의 질량비로 정의된다.
  3. 공연비(air fuel ratio)라 함은 가연 혼합기 중의 연료와 공기의 질량비로 정의된다.
  4. 당량비(equivalence ratio)는 실제연공비와 이론연공비의 비로 정의된다.
(정답률: 82%)
  • 당량비는 실제연공비(실제 연료/공기 질량비)를 이론연공비(이론 연료/공기 질량비)로 나눈 값으로 정의됩니다.
    공기비(excess air ratio)는 연공비의 역수와 같다.: 공기비는 공연비(공기/연료)의 역수와 같거나, 이론 공기량에 대한 실제 공기량의 비이므로 오답.
    연공비(fuel air ratio)라 함은 가연 혼합기 중의 공기와 연료의 질량비로 정의된다.: 연료와 공기의 질량비(연료/공기)이므로 오답.
    공연비(air fuel ratio)라 함은 가연 혼합기 중의 연료와 공기의 질량비로 정의된다.: 공기와 연료의 질량비(공기/연료)이므로 오답.
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19. 연소계산에서 열정산에 대한 정의로 옳은 것은?

  1. 발생하는 모든 발열량의 합계
  2. 발생하는 모든 입열과 출열의 수지계산
  3. 발생하는 모든 열의 이용 효율
  4. 연소장치에서 손실되는 모든 열량의 합계
(정답률: 73%)
  • 열정산은 연소 과정에서 발생하는 모든 입열(들어오는 열)과 출열(나가는 열)의 균형을 계산하는 것입니다.
    발생하는 모든 발열량의 합계: 발열량만 고려하므로 오답.
    발생하는 모든 열의 이용 효율: 효율은 열정산의 결과 중 하나이지 정의 자체가 아니므로 오답.
    연소장치에서 손실되는 모든 열량의 합계: 손실열량만 고려하므로 오답.
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20. 다음 기체연료 중 고위발열량(MJ/Sm3)이 가장 큰 것은?

  1. 고로가스
  2. 천연가스
  3. 석탄가스
  4. 수성가스
(정답률: 87%)
  • 기체 연료 중 고위발열량은 일반적으로 천연가스가 가장 높습니다.
    고로가스: 발열량이 가장 낮은 편에 속합니다.
    석탄가스: 천연가스보다 발열량이 낮습니다.
    수성가스: 천연가스보다 발열량이 낮습니다.
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2과목: 열역학

21. 20°C, 500kPa의 공기가 들어있는 2m3 체적인 탱크가 있다. 탱크속의 공기 압력을 일정하게 유지하면서 온도 40°C가 되도록 하려면 몇 kg의 공기를 밖으로 내보내야 하는가? (단, 공기의 기체상수는 0.287kJ/kg·k 이다.)

  1. 0.76
  2. 0.99
  3. 1.14
  4. 11.9
(정답률: 34%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 초기 및 최종 공기의 질량을 계산하고, 그 차이를 통해 외부로 내보내야 할 공기의 질량을 구합니다.
    $$m = \frac{PV}{RT}$$

    초기 공기 질량 (m1):
    $$m_1 = \frac{500 \times 10^3 Pa \times 2 m^3}{287 J/kg \cdot K \times (20 + 273.15) K}$$

    $$m_1 = 11.90 kg$$

    최종 공기 질량 (m2):
    $$m_2 = \frac{500 \times 10^3 Pa \times 2 m^3}{287 J/kg \cdot K \times (40 + 273.15) K}$$

    $$m_2 = 11.14 kg$$

    내보내야 할 공기 질량 (Δm):
    $$\Delta m = m_1 - m_2 = 11.90 - 11.14 = 0.76 kg$$
  • 1) 온도 40°C 체적변화(V2)
    P1*V1/T1=P2*V2/T2(등압=P1=P2)
    V1/T1=V2/T2
    2/273+20=V2/273+40
    V2=2.136m3
    2)체적변화 공기질량(m)계산
    PV=mRT=P(V2-V1)=mRT2
    500*(2.136-2)=m*0.287*(273+40)
    m=0.757≒0.76kg
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22. 의 식은 이상기체의 밀폐계에 대한 압축일을 나타낸다. 이 식이 적용될 수 있는 과정으로 옳은 것은?

  1. 등온과정(isothermal process)
  2. 등압과정(constant pressure process)
  3. 단열과정(adiabatic process)
  4. 등적과정(constant volume process)
(정답률: 57%)
  • 이상기체의 등온과정에서 밀폐계의 일은 W = mRT ln(V_2/V_1) 또는 W = mRT ln(P_1/P_2)로 표현됩니다.
    등압과정(constant pressure process): 등압과정의 일은 PΔV입니다.
    단열과정(adiabatic process): 단열과정의 일은 (P_1V_1 - P_2V_2) / (k-1) 또는 mC_v(T_1 - T_2)입니다.
    등적과정(constant volume process): 등적과정에서는 부피 변화가 없으므로 일이 0입니다.
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23. 상법칙(phase rule)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 평형에서만 존재하는 관계식이다.
  2. 평형이든 비평형이든 무관하게 존재하는 관계식이다.
  3. 각 상의 상대적인 양에 대한 것은 알 수 없다.
  4. 단일성분 2상의 경우 강성적 상태량의 자유도는 1이다.
(정답률: 74%)
  • 상법칙은 오직 평형 상태에서만 적용되는 관계식입니다.
    평형에서만 존재하는 관계식이다: 상법칙은 평형 상태에서만 적용됩니다.
    각 상의 상대적인 양에 대한 것은 알 수 없다: 상법칙은 상의 수, 성분의 수, 자유도 간의 관계를 나타내며, 각 상의 상대적인 양은 알려주지 않습니다.
    단일성분 2상의 경우 강성적 상태량의 자유도는 1이다: 단일성분(C=1), 2상(P=2)의 경우 자유도 F = C - P + 2 = 1 - 2 + 2 = 1이므로 옳은 설명입니다.
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24. 그림과 같이 2개의 단열변화와 2개의 등압변화로 되어 있는 가스터빈의 이상적 사이클 효율은?

(정답률: 56%)
  • 브레이튼 사이클의 열효율은 1에서 저온부의 온도차를 고온부의 온도차로 나눈 값을 뺀 것과 같습니다.
    다른 보기들은 브레이튼 사이클의 이상적인 효율을 나타내는 식이 아닙니다.
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25. 일정정압비열(CP = 1.0kJ/kg·K)을 가정하고, 공기 100kg을 400°C에서 120°C로 냉각할 때 엔탈피 변화는?

  1. -24000kJ
  2. -26000kJ
  3. -28000kJ
  4. -30000kJ
(정답률: 75%)
  • 이 문제는 일정정압비열을 가진 물질의 엔탈피 변화를 구하는 문제입니다.
    $$\Delta H = m C_P \Delta T$$

    $$\Delta H = 100 kg \cdot 1.0 kJ/kg·K \cdot (120 - 400) K$$

    $$\Delta H = -28000 kJ$$
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26. 다음 랭킨사이클(Rankine cycle)의 T – S 선도에서 사선부분 4-5-6-7-4는 무엇을 나타내는가?

  1. 수증기의 과열에 의한 추가적 일(work)
  2. 수증기 과열을 위한 추가적 열량
  3. 응축기에서 제거 되어야 할 열량
  4. 보일러(boiler)의 열부하
(정답률: 76%)
  • 랭킨 사이클 T-S 선도에서 터빈 팽창 과정 중 과열 증기가 팽창하여 생산하는 추가적인 일을 나타냅니다.
    수증기 과열을 위한 추가적 열량: 과열기에서 공급되는 열량은 3-4-5 과정의 면적입니다.
    응축기에서 제거 되어야 할 열량: 응축기에서 제거되는 열량은 6-7-1-2 과정의 면적입니다.
    보일러(boiler)의 열부하: 보일러의 열부하는 2-3-4-5 과정의 면적입니다.
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27. 증기 터빈 노즐에서 분출하는 수증기의 이론 속도와 실제 속도를 각각 Ct, Ca로 표시할 때 초속을 무시하면 노즐 효율 ηn 과는 어떠한 관계가 있는가?

  1. ηn = Ca / Ct
  2. ηn = (Ca / Ct)2
  3. ηn =
  4. ηn = (Ca / Ct)3
(정답률: 60%)
  • 노즐 효율은 실제 얻어지는 운동 에너지와 이론적으로 얻을 수 있는 운동 에너지의 비로 정의됩니다.
    운동 에너지는 속도의 제곱에 비례하므로, 효율은 실제 속도와 이론 속도의 제곱 비가 됩니다.
    $$\eta_n = \frac{\frac{1}{2}Ca^2}{\frac{1}{2}Ct^2} = \left(\frac{Ca}{Ct}\right)^2$$

    η_n = Ca / Ct: 운동 에너지가 아닌 속도의 비이므로 틀렸습니다.
    η_n = (Ca / Ct)^3: 속도의 세제곱 비이므로 틀렸습니다.
    η_n = (Ct / Ca)^2: 실제 속도가 분모에 있어 틀렸습니다.
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28. 유동하는 기체의 압력을 P, 속력을 V, 밀도를 ρ, 중력가속도를 g, 높이를 z, 절대온도 T, 정적비열 Cv 라고 할 때, 기체의 단위질량당 역학적 에너지에 포함되지 않는 것은?

  1. P / ρ
  2. V2 / 2
  3. gz
  4. CvT
(정답률: 65%)
  • C_vT는 기체의 단위질량당 내부 에너지(internal energy)를 나타내는 항으로, 역학적 에너지에 포함되지 않습니다.
    P / ρ: 단위 질량당 유동 에너지(flow energy) 또는 압력 에너지입니다.
    V^2 / 2: 단위 질량당 운동 에너지입니다.
    gz: 단위 질량당 위치 에너지입니다.
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29. 건도 x 인 습증기 1kg을 동일한 압력에서 가열하여 과열증기를 얻었다. 가열하여야 하는 열량은 얼마인가? (단, 이 압력에서 포화액의 엔탈피는 hf, 포화증기의 엔탈피는 hg, 증기의 평균 정압비열은 Cp, 과열도는 A이다.)

  1. (1-x)(hg-hf)+CpA
  2. x(hg-hf)+CpA
  3. (1-x)hg+CpA
  4. xhg+CpA
(정답률: 53%)
  • 습증기를 과열증기로 만드는 과정은 습증기를 포화증기로 만드는 과정과 포화증기를 과열증기로 만드는 과정으로 나뉩니다.
    습증기 1kg을 포화증기로 만드는 데 필요한 열량은 (1-x)(h_g - h_f)입니다.
    포화증기를 과열증기로 만드는 데 필요한 열량은 C_pA입니다.
    따라서 총 가열량은 이 두 열량의 합인 (1-x)(h_g-h_f)+C_pA 입니다.
    x(h_g-h_f)+C_pA: 습증기에서 포화증기로 가는 과정에서 (1-x)가 아닌 x를 곱하여 틀렸습니다.
    (1-x)h_g+C_pA: 잠열 부분에서 h_g만 곱하여 틀렸습니다.
    xh_g+C_pA: 잠열 부분에서 h_g만 곱하고 x를 곱하여 틀렸습니다.
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30. T-S 선도에서 그림과 같은 사이클은 어느 사이클인가? (단, 2-3, 4-1 과정에서는 압력이 일정하다.)

  1. 오토 사이클
  2. 디젤 사이클
  3. 브레이턴 사이클
  4. 랭킨 사이클
(정답률: 40%)
  • 브레이턴 사이클은 두 개의 등엔트로피 과정(1-2, 3-4)과 두 개의 등압 과정(2-3, 4-1)으로 구성됩니다.
    오토 사이클: 두 개의 등엔트로피 과정과 두 개의 등적 과정으로 구성됩니다.
    디젤 사이클: 두 개의 등엔트로피 과정, 하나의 등압 과정, 하나의 등적 과정으로 구성됩니다.
    랭킨 사이클: 증기 동력 사이클로, T-S 선도에서 포화액선과 포화증기선 내부에 위치하며 등압 가열/응축, 등엔트로피 팽창/압축 과정으로 이루어집니다.
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31. 온도와 관련된 설명으로 틀린 것은?

  1. 온도 측정의 타당성에 대한 근거는 열역학 제 0법칙이다.
  2. 온도가 10°C 올라가면 절대온도는 283.15K 올라간다.
  3. 섭씨온도는 물의 어는점과 끓는점을 기준으로 삼는다.
  4. SI 단위계에서 열역학적 온도 눈금(scale)으로는 켈빈 눈금을 사용한다.
(정답률: 79%)
  • 섭씨온도와 절대온도는 눈금 간격이 같으므로, 10°C의 온도 변화는 10K의 절대온도 변화와 같습니다.
    온도 측정의 타당성에 대한 근거는 열역학 제 0법칙이다: 열역학 제0법칙은 온도의 개념을 정의하고 측정의 기초를 제공하므로 옳은 설명입니다.
    섭씨온도는 물의 어는점과 끓는점을 기준으로 삼는다: 섭씨온도의 정의에 해당하므로 옳은 설명입니다.
    SI 단위계에서 열역학적 온도 눈금(scale)으로는 켈빈 눈금을 사용한다: 켈빈(K)은 SI 단위계의 기본 온도 단위이므로 옳은 설명입니다.
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32. 유체가 담겨 있는 밀폐계가 어떤 과정을 거칠 때 그 에너지식은 △U12=Q12으로 표현된다. 이 밀폐계와 관련된 일은 팽창일 또는 압축일 뿐이라고 가정할 경우 이 계가 거쳐간 과정에 해당하는 것은? (단, U는 내부에너지를, Q는 전달된 열량을 나타낸다.)

  1. 등온과정(isothermal process)
  2. 정압과정(constant pressure proess)
  3. 정적과정(constant volume process)
  4. 단열과정(adiabatic process)
(정답률: 53%)
  • 열역학 제1법칙(ΔU = Q - W)에서 △U₁₂=Q₁₂이 성립하려면 일(W)이 0이어야 하며, 팽창일 또는 압축일만 고려할 때 일이 0인 과정은 정적과정입니다.
    등온과정(isothermal process): 온도가 일정하며, 일반적으로 일이 발생하므로 오답.
    정압과정(constant pressure proess): 압력이 일정하며, 부피 변화가 있으면 일이 발생하므로 오답.
    단열과정(adiabatic process): 열량(Q)이 0인 과정이므로 오답.
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33. 일반적으로 팽창밸브(expansion valve)에서의 냉매 상태변화는 다음 중 어디에 속하는가?

  1. 등온팽창과정
  2. 정압팽창과정
  3. 등엔트로피과정
  4. 등엔탈피과정
(정답률: 53%)
  • 팽창밸브는 외부와의 열 및 일 교환이 거의 없는 단열 팽창 과정으로, 엔탈피 변화가 거의 없어 등엔탈피 과정으로 간주합니다.
    등온팽창과정: 온도가 일정하게 유지되는 과정이므로 오답.
    정압팽창과정: 압력이 일정하게 유지되는 과정이므로 오답.
    등엔트로피과정: 가역 단열 과정으로, 팽창밸브는 비가역 과정이므로 오답.
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34. 열역학 제2법칙에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 제2종 영구기관의 제작은 불가능하다.
  2. 고립계의 엔트로피는 감소하지 않는다.
  3. 열은 자체적으로 저온에서 고온으로 이동이 곤란하다.
  4. 열과 일은 변환이 가능하며, 에너지보존 법칙이 성립한다.
(정답률: 80%)
  • 열역학 제2법칙은 에너지의 방향성과 비가역성을 다루며, '열과 일은 변환이 가능하며, 에너지보존 법칙이 성립한다'는 열역학 제1법칙에 해당합니다.
    제2종 영구기관의 제작은 불가능하다: 열역학 제2법칙의 켈빈-플랑크 원리에 해당하므로 옳은 설명입니다.
    고립계의 엔트로피는 감소하지 않는다: 열역학 제2법칙의 엔트로피 증가 법칙에 해당하므로 옳은 설명입니다.
    열은 자체적으로 저온에서 고온으로 이동이 곤란하다: 열역학 제2법칙의 클라우지우스 원리에 해당하므로 옳은 설명입니다.
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35. 10°C 와 80°C 사이에서 작동되는 카르노(Carnot)냉동기의 성능계수(COP)는 얼마인가?

  1. 8.00
  2. 6.51
  3. 5.64
  4. 4.04
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 카르노 냉동기의 성능계수(COP) 공식을 사용하여 값을 계산합니다.
    $$COP_R = \frac{T_L}{T_H - T_L}$$

    $$COP_R = \frac{10 + 273.15}{(80 + 273.15) - (10 + 273.15)}$$

    $$COP_R = 4.04$$
  • COPr=Q2/W=Q2/Q1-Q2=T2/T1-T2=273+10/(273+80)-(273+10)=4.04
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36. 정압과정에서 –20°C의 탄산가스의 체적은 0°C 에서의 체적의 얼마가 되는가?

  1. 0.632
  2. 0.714
  3. 0.832
  4. 0.927
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 정압과정에서 이상기체의 샤를의 법칙을 적용하여 체적 변화를 계산합니다.
    $$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$$

    $$\frac{V_1}{V_2} = \frac{T_1}{T_2} = \frac{253.15 K}{273.15 K}$$

    $$\frac{V_1}{V_2} = 0.927$$
  • P1V1/T1=P2V2/T2 ,정압과정(P1=P2)
    V1/T1=V2/T2
    V1/V2=T1/T2
    ∴V2=T2/T1*V1=(273-20)/(273+0)*V1=0.927V1
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37. 다음 중 어떤 압력 상태의 과열 수증기 엔트로피가 가장 작은가? (단, 온도는 동일하다고 가정한다.)

  1. 5기압
  2. 10기압
  3. 15기압
  4. 20기압
(정답률: 69%)
  • 동일한 온도에서 압력이 증가하면 분자들의 무질서도가 감소하므로 엔트로피는 감소합니다.
    5기압: 압력이 낮으므로 엔트로피가 더 큽니다.
    10기압: 압력이 낮으므로 엔트로피가 더 큽니다.
    15기압: 압력이 낮으므로 엔트로피가 더 큽니다.
    20기압: 압력이 가장 높으므로 엔트로피가 가장 작습니다.
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38. 비가역 사이클에 대한 클라우시우스의 적분은?

(정답률: 67%)
  • 클라우시우스의 적분은 비가역 사이클에서 항상 0보다 작습니다.
    $$\oint \frac{dQ}{T} < 0$$

    $$\oint \frac{dQ}{T} = 0$$: 가역 사이클에 해당하므로 오답.
    $$\oint \frac{dQ}{T} > 0$$: 열역학 제2법칙에 위배되므로 오답.
    $$\oint \frac{dQ}{T} \ge 0$$: 비가역 사이클의 조건에 맞지 않으므로 오답.
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39. 비열 4.184kJ/kg·K인 물 15kg을 0°C에서 80°C까지 가열할 때, 물의 엔트로피 상승은 약 몇 kJ/K인가?

  1. 9.5
  2. 16.1
  3. 21.9
  4. 30.8
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 물의 엔트로피 변화를 계산하는 문제입니다.
    $$\Delta S = mc \ln\left(\frac{T_2}{T_1}\right)$$

    $$\Delta S = 15 kg \cdot 4.184 kJ/kg \cdot K \cdot \ln\left(\frac{353.15 K}{273.15 K}\right)$$

    $$\Delta S = 16.1 kJ/K$$
  • ΔS=G*C*InT2/T1=15*4.184*In(273+80)/(273+0)=16.129kJ/K≒16.1 kJ/K
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40. 냉동사이클을 비교하여 설명한 것으로 잘못된 것은?

  1. 이상적인 Carnot 사이클이 최고의 COP를 나타낸다.
  2. 가역팽창 엔진을 가진 증기압축 냉동사이클의 성능계수는 최고값에 접근한다.
  3. 보통의 증기압축 사이클은 이론치보다 약간 낮은 효율을 갖는다.
  4. 공기사이클은 최고의 효율을 가진다.
(정답률: 70%)
  • 공기사이클은 증기압축 사이클에 비해 COP가 낮아 효율이 좋지 않습니다.
    이상적인 Carnot 사이클이 최고의 COP를 나타낸다.: Carnot 사이클은 이론적으로 가장 높은 성능계수(COP)를 가집니다.
    가역팽창 엔진을 가진 증기압축 냉동사이클의 성능계수는 최고값에 접근한다.: 팽창밸브 대신 가역팽창 엔진을 사용하면 효율이 증가하여 Carnot COP에 가까워집니다.
    보통의 증기압축 사이클은 이론치보다 약간 낮은 효율을 갖는다.: 실제 사이클은 비가역성(마찰, 열손실 등)으로 인해 이론적인 효율보다 낮습니다.
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3과목: 계측방법

41. 다음 중 미세한 압력차를 측정하기에 적합한 압력계는?

  1. 경사 마노미터
  2. 부르동 게이지
  3. 수직 마노미터
  4. 파이로미터(pyrometer)
(정답률: 81%)
  • 경사 마노미터는 액주관을 기울여 액주의 이동 거리를 늘려 미세한 압력 변화를 더 크게 지시하므로 미세한 압력차 측정에 적합합니다.
    부르동 게이지: 비교적 높은 압력을 측정하는 데 사용됩니다.
    수직 마노미터: 미세한 압력차보다는 일반적인 압력차 측정에 사용됩니다.
    파이로미터(pyrometer): 압력계가 아닌 고온 측정 장치입니다.
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42. 유효숫자를 고려하여 52.2 + 0.032 + 3.5171을 계산할 때 맞는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 55.74
  2. 55.75
  3. 55.7
  4. 55.8
(정답률: 46%)
  • 이 문제는 덧셈에서 유효숫자 규칙을 적용하여 계산합니다.
    덧셈에서 유효숫자는 소수점 이하 자릿수가 가장 적은 숫자에 맞춰야 합니다.
    주어진 숫자 중 52.2는 소수점 이하 첫째 자리까지 유효하므로, 최종 결과도 소수점 이하 첫째 자리까지 표현합니다.
    $$52.2 + 0.032 + 3.5171 = 55.7491$$

    $$55.8$$
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43. 측정하고자 하는 상태량과 독립적 크기를 조정할 수 있는 기준량과 비교하여 측정, 계측하는 방법은?

  1. 보상법
  2. 편위법
  3. 치환법
  4. 영위법
(정답률: 59%)
  • 영위법은 측정량과 기준량을 비교하여 그 차이를 0으로 만드는 방식으로, 측정량과 독립적인 기준량을 조절하여 측정합니다.
    보상법: 영위법과 유사하나, 측정량의 변화를 다른 물리량으로 상쇄시키는 방법입니다.
    편위법: 측정량에 비례하여 지시값이 변하는 방법으로, 기준량과 비교하여 0으로 만드는 방식이 아닙니다.
    치환법: 측정량을 기준량으로 대체하여 측정하는 방법입니다.
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44. 용적식 유량계의 일반적인 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 정도(精度)가 높다.
  2. 고점도의 유체측정이 가능하다.
  3. 맥동에 의한 영향이 없다.
  4. 구조가 간단하다.
(정답률: 41%)
  • 용적식 유량계는 유체를 직접 계량하므로 구조가 복잡하고 정밀한 부품이 필요합니다.
    정도(精度)가 높다.: 용적식 유량계는 유체를 직접 계량하여 높은 정확도를 가집니다.
    고점도의 유체측정이 가능하다.: 고점도 유체 측정에 적합합니다.
    맥동에 의한 영향이 없다.: 맥동 유량 측정에 강합니다.
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45. 피토관의 전압을 Pt(kgf/m2), 정압을 Ps(kgf/m2), 유체의 비중량을 γ(kg/m3), 중력가속도를 g(9.8m/s2)라고 하면 유속 V(m/s)를 구하는 식은?

(정답률: 75%)
  • 이 문제는 피토관을 이용한 유속 측정 시, 전압과 정압의 차이(동압)를 이용하여 유속을 구하는 공식을 적용합니다.
    이는 베르누이 방정식에서 유도됩니다.
    $$V = \sqrt{\frac{2g(P_t - P_s)}{\gamma}}$$

    $$V = \sqrt{\frac{2g(P_t - P_s)}{\gamma}}$$

    $$V = \sqrt{2g(P_t - P_s)/\gamma}$$
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46. 다음 각 습도계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 노점 습도계는 저습도를 측정할 수 있다.
  2. 모발 습도계는 2년마다 모발을 바꾸어 주어야 한다.
  3. 통풍 건습구 습도계는 3~5m/s의 통풍이 필요하다.
  4. 저항식 습도계는 직류전압을 사용하여 측정한다.
(정답률: 79%)
  • 저항식 습도계는 전극의 부식 및 분극 현상을 방지하기 위해 교류전압을 사용하여 측정합니다.
    노점 습도계는 저습도를 측정할 수 있다: 노점 습도계는 넓은 범위의 습도, 특히 저습도 측정에 유리하므로 옳은 설명.
    모발 습도계는 2년마다 모발을 바꾸어 주어야 한다: 모발의 노화로 인한 오차를 줄이기 위해 주기적인 교체가 필요하므로 옳은 설명.
    통풍 건습구 습도계는 3~5m/s의 통풍이 필요하다: 정확한 측정을 위해 적절한 통풍 속도가 요구되므로 옳은 설명.
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47. 연소분석법으로서 산소와 시료가스를 피펫에 천천히 넣고 백금선 등으로 연소시키는 방법으로 우일클레법이라고도 하는 방법은?

  1. 분별연소법
  2. 폭발법
  3. 완만 연소법
  4. 흡수분석법
(정답률: 63%)
  • 산소와 시료가스를 피펫에 천천히 넣고 백금선 등으로 연소시키는 방법은 완만 연소법이며, 우일클레법이라고도 불립니다.
    분별연소법: 특정 성분만 선택적으로 연소시켜 분석하는 방법이므로 오답.
    폭발법: 시료를 급격히 연소시켜 분석하는 방법이므로 오답.
    흡수분석법: 특정 성분을 흡수제로 제거하여 분석하는 방법이므로 오답.
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48. 물을 함유한 공기와 건조공기의 열전도율의 차이를 이용하여 습도를 측정하는 것은?

  1. 염화리듐 습도센서
  2. 고분자 습도센서
  3. 서미스터 습도센서
  4. 수정진동자 습도센서
(정답률: 80%)
  • 서미스터 습도센서는 물을 함유한 공기와 건조공기의 열전도율 차이를 이용하여 습도를 측정합니다.
    염화리듐 습도센서: 염화리튬의 전기 저항 변화를 이용하므로 오답.
    고분자 습도센서: 고분자 물질의 전기 저항 또는 정전 용량 변화를 이용하므로 오답.
    수정진동자 습도센서: 수정 진동자의 공진 주파수 변화를 이용하므로 오답.
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49. 열전대의 냉접점에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 측온 물체에 닿는 접전이다.
  2. 냉각을 하여 항상 0°C를 유지한 점이다.
  3. 감온접점이라고도 한다.
  4. 자동평형 계기에서의 냉접점은 0°C 이하로 유지한다.
(정답률: 65%)
  • 열전대의 냉접점은 기준 접점으로, 기전력 발생의 기준을 제공하기 위해 온도를 일정하게 유지합니다.
    측온 물체에 닿는 접전이다: 이것은 온접점(측정 접점)에 대한 설명이므로 오답.
    감온접점이라고도 한다: 감온접점은 온접점(측정 접점)을 의미하므로 오답.
    자동평형 계기에서의 냉접점은 0°C 이하로 유지한다: 냉접점은 0°C로 유지하는 것이 일반적이며, 0°C 이하로 유지하는 것은 특수한 경우이거나 잘못된 설명이므로 오답.
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50. 색(色)온도계의 색깔에 따른 온도가 옳게 짝지어진 것은?

  1. 붉은색 – 600°C
  2. 오렌지색 – 800°C
  3. 매우 눈부신 흰색 – 2000°C
  4. 황색 – 2500°C
(정답률: 71%)
  • 이 문제는 색온도계의 색깔에 따른 온도를 묻는 문제입니다.
    색온도계는 물체의 복사열에 의한 색깔 변화를 이용하여 온도를 측정하며, 온도가 높아질수록 붉은색에서 흰색, 푸른색으로 변합니다.
    붉은색 – 600°C: 붉은색은 약 700~900°C 정도입니다.
    오렌지색 – 800°C: 오렌지색은 약 900~1000°C 정도입니다.
    황색 – 2500°C: 황색은 약 1100~1300°C 정도입니다. 2500°C는 백색 또는 청백색에 가깝습니다.
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51. 바이메탈 온도게에서 자유단위 변위거리 δ의 값을 구하는 식은? (단, K는 정수, t는 온도변화, α는 선팽창 계수이다.)

  1. δ = K(αA - αB)L2t2/h
  2. δ = K(αA - αB)L2t/h
  3. δ = K(αA - αB)L2t2h
  4. δ = K(αA - αB)L2th
(정답률: 63%)
  • 이 문제는 바이메탈 온도계의 자유단 변위거리 δ를 구하는 공식을 묻는 문제입니다.
    바이메탈의 자유단 변위는 두 금속의 선팽창 계수 차이, 길이의 제곱, 온도 변화에 비례하고 두께에 반비례합니다.
    기본 공식: $$δ = K(α_A - α_B)L^2t/h$$
    숫자 대입: $$δ = K(α_A - α_B)L^2t/h$$
    최종 결과: $$δ = K(α_A - α_B)L^2t/h$$
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52. 서미스터(thermistor)의 재질로서 부적당한 것은?

  1. Ni
  2. Co
  3. Mn
  4. AI
(정답률: 69%)
  • 이 문제는 서미스터의 재료에 대한 지식을 묻는 문제입니다.
    서미스터는 온도에 따라 저항값이 크게 변하는 반도체 소자로, 주로 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn) 등의 전이금속 산화물을 재료로 사용합니다.
    알루미늄(Al)은 금속으로, 서미스터 재료로 부적합합니다.
    Ni: 서미스터 재료로 적합합니다.
    Co: 서미스터 재료로 적합합니다.
    Mn: 서미스터 재료로 적합합니다.
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53. 오리피스(orifice), 벤투리관(venturi tube)을 이용하여 유량을 측정하고자 할 때 다음 중 필요한 것은?

  1. 측정기구 전, 후의 압력차
  2. 측정기구 전, 후의 온도차
  3. 측정기구 입구에 가해지는 압력
  4. 측정기구의 출구 압력
(정답률: 85%)
  • 이 문제는 오리피스나 벤투리관을 이용한 유량 측정의 기본 원리를 묻는 문제입니다.
    유량 측정은 베르누이 방정식을 적용하여 유체의 속도 변화에 따른 압력 변화를 이용합니다.
    측정기구 전, 후의 온도차: 온도차는 직접적인 유량 측정에 사용되지 않습니다.
    측정기구 입구에 가해지는 압력: 입구 압력만으로는 유량 측정이 불가능합니다.
    측정기구의 출구 압력: 출구 압력만으로는 유량 측정이 불가능합니다.
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54. 피드백제어에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 설비비의 고액투입이 요구된다.
  2. 운영에 있어 고도의 기술이 요구된다.
  3. 일부 고장이 있어도 전생산에 영향이 없다.
  4. 수리가 어렵다.
(정답률: 84%)
  • 피드백 제어는 시스템의 일부 고장이 발생하면 전체 시스템의 안정성과 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
    설비비의 고액투입이 요구된다.
    피드백 제어 시스템은 센서, 제어기 등 추가적인 장비가 필요하여 초기 설비 비용이 높습니다.
    운영에 있어 고도의 기술이 요구된다.
    피드백 제어 시스템은 복잡한 설계와 튜닝이 필요하며, 문제 발생 시 진단 및 해결에 전문적인 지식이 요구됩니다.
    수리가 어렵다.
    피드백 제어 시스템은 여러 구성 요소가 상호 연결되어 있어 고장 원인 파악 및 수리가 복잡할 수 있습니다.
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55. 점도 단위인 1Pa·s와 같은 값을 가지는 단위는?

  1. kg/m·s
  2. P
  3. kgf·s/m2
  4. cP
(정답률: 64%)
  • 이 문제는 점도 단위 Pa·s를 기본 SI 단위로 변환하여 같은 값을 가지는 단위를 찾습니다.
    $$1 Pa \cdot s = 1 \frac{N}{m^2} \cdot s$$

    $$1 \frac{N}{m^2} \cdot s = 1 \frac{kg \cdot m/s^2}{m^2} \cdot s$$

    $$1 \frac{kg \cdot m/s^2}{m^2} \cdot s = 1 \frac{kg}{m \cdot s}$$

    P: CGS 단위계의 점도 단위로 1 P = 0.1 Pa·s 이므로 오답입니다.
    kgf·s/m^2: 중력 단위계의 점도 단위로 1 kgf·s/m^2 = 9.8 Pa·s 이므로 오답입니다.
    cP: P의 1/100 단위로 1 cP = 0.01 P = 0.001 Pa·s 이므로 오답입니다.
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56. 다음 중 간접식 액면측정 방법이 아닌 것은?

  1. 방사선식 액면계
  2. 초음파식 액면계
  3. 플로트식 액면계
  4. 저항전극식 액면계
(정답률: 78%)
  • 플로트식 액면계는 액면에 뜨는 부표(플로트)의 위치를 직접 측정하여 액면을 파악하는 직접식 측정 방법입니다.
    방사선식 액면계: 방사선의 투과 또는 반사 정도를 이용하여 액면을 간접적으로 측정합니다.
    초음파식 액면계: 초음파의 반사 시간을 이용하여 액면까지의 거리를 간접적으로 측정합니다.
    저항전극식 액면계: 액체의 전도성을 이용하여 전극 간의 저항 변화로 액면을 간접적으로 감지합니다.
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57. 다음 중 유량측정의 원리와 유량계를 바르게 연결한 것은?

  1. 유체에 작용하는 힘 – 터빈 유량계
  2. 유속변화로 인한 압력차 – 용적식 유량계
  3. 흐름에 의한 냉각효과 – 전자기 유량계
  4. 파동의 전파 시간차 – 조리개 유량계
(정답률: 74%)
  • 터빈 유량계는 유체의 흐름에 의해 터빈이 회전하고, 이 회전 속도가 유량에 비례하는 원리를 이용합니다.
    유속변화로 인한 압력차 – 용적식 유량계: 유속변화로 인한 압력차는 오리피스, 벤투리 등 차압식 유량계의 원리이며, 용적식 유량계는 일정 부피의 유체를 계량하여 유량을 측정합니다.
    흐름에 의한 냉각효과 – 전자기 유량계: 흐름에 의한 냉각효과는 열선 유량계의 원리이며, 전자기 유량계는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 이용합니다.
    파동의 전파 시간차 – 조리개 유량계: 파동의 전파 시간차는 초음파 유량계의 원리이며, 조리개 유량계는 유속변화로 인한 압력차를 이용합니다.
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58. 적분동작의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 잔류편차가 제어된다.
  2. 제어의 안전성이 떨어진다.
  3. 일반적으로 진동하는 경향이 있다.
  4. 편차의 크기와 지속시간이 반비례하는 동작이다.
(정답률: 58%)
  • 적분동작은 편차의 크기와 지속시간에 비례하여 조작량을 변화시키는 동작입니다.
    잔류편차가 제어된다.
    적분동작은 잔류편차(offset)를 제거하는 특징이 있습니다.
    제어의 안전성이 떨어진다.
    적분동작은 위상 지연을 발생시켜 제어 시스템의 안정성을 저하시킬 수 있습니다.
    일반적으로 진동하는 경향이 있다.
    적분동작은 시스템에 진동을 유발할 수 있습니다.
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59. 전자유량계의 측정원리는?

  1. 베르누이(Bernoulli)법칙
  2. 패러데이(Faraday)법칙
  3. 레더포드(Rutherford)법칙
  4. 줄(Joule)법칙
(정답률: 74%)
  • 전자유량계는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 이용하여 유량을 측정합니다.
    베르누이(Bernoulli)법칙: 차압식 유량계의 원리입니다.
    레더포드(Rutherford)법칙: 원자핵의 구조와 관련된 법칙입니다.
    줄(Joule)법칙: 전류에 의한 발열량과 관련된 법칙입니다.
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60. 다음 중 온도계의 분류가 다른 하나는?

  1. 열팽창식
  2. 압력식
  3. 광전관식
  4. 제겔콘
(정답률: 56%)
  • 광전관식 온도계는 복사열을 이용한 비접촉식 온도계입니다.
    열팽창식: 접촉식 온도계입니다.
    압력식: 접촉식 온도계입니다.
    제겔콘: 접촉식 온도계로, 특정 온도에서 녹는 성질을 이용합니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 반규석질 내화물의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 염기성내화물이다.
  2. 열에 의한 치수변동율이 작다.
  3. 저온에서 강도가 작다.
  4. MgO, ZnO 를 50~80% 함유한다.
(정답률: 49%)
  • 반규석질 내화물은 열팽창률이 낮아 열에 의한 치수변동이 작습니다.
    염기성내화물이다.: 산성 내화물에 가깝습니다.
    저온에서 강도가 작다.: 고온에서 강도가 높고, 저온에서도 충분한 강도를 가집니다.
    MgO, ZnO 를 50~80% 함유한다.: MgO, ZnO는 염기성 내화물의 주성분입니다.
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62. 열매체를 가열하는 보일러의 용량은 몇 kW를 1t/h로 계산하는가?

  1. 477.8
  2. 581.5
  3. 697.8
  4. 789.5
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 보일러 용량 환산에 사용되는 표준 계수를 적용합니다.
    $$보일러 용량 (kW) = 증발량 (t/h) \times 환산계수 (kW \cdot h/t)$$

    $$보일러 용량 (kW) = 1 \times 697.8$$

    $$보일러 용량 = 697.8$$
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63. 효율관리기자재의 제조업자는 효율관리시험기관으로부터 측정결과를 통보받은 날로부터 며칠 이내에 그 측정결과를 에너지관리공단에 신고하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존 정답인 4번을 정답 처리 합니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 7일
  2. 15일
  3. 30일
  4. 60일
(정답률: 75%)
  • 효율관리기자재 제조업자는 측정결과를 통보받은 날로부터 60일 이내에 에너지관리공단에 신고해야 합니다. (관련 규정 개정 전 기준)
    7일: 해당 규정의 기간과 다릅니다.
    15일: 해당 규정의 기간과 다릅니다.
    30일: 해당 규정의 기간과 다릅니다.
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64. 다음 중 평균효율관리기자재에 해당하는 것은?

  1. 전기냉방기
  2. 승용자동차
  3. 삼상유도전동기
  4. 조명기기
(정답률: 68%)
  • 평균효율관리기자재는 승용자동차, 냉장고, 에어컨 등 에너지 소비효율 등급을 관리하는 품목 중 평균 효율을 관리하는 품목을 말합니다.
    전기냉방기: 최저소비효율기준 및 효율등급표시 대상 품목입니다.
    삼상유도전동기: 최저소비효율기준 대상 품목입니다.
    조명기기: 고효율에너지기자재 인증 대상 품목입니다.
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65. 터널요의 3개 구조부에 해당하지 않는 것은?

  1. 용융부
  2. 예열부
  3. 소성부
  4. 냉각부
(정답률: 58%)
  • 터널요는 예열부, 소성부, 냉각부의 3개 구조로 구성됩니다.
    예열부: 터널요의 주요 구조부입니다.
    소성부: 터널요의 주요 구조부입니다.
    냉각부: 터널요의 주요 구조부입니다.
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66. 샤모트질(Chamotte)벽돌의 주성분은?

  1. Al2O3, 2SiO2, 2H2O
  2. Al2O3, 7SiO2, H2O
  3. FeO, Cr2O3
  4. MgCO3
(정답률: 75%)
  • 샤모트질 벽돌은 주로 카올리나이트(Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O)를 주성분으로 하는 점토를 소성하여 만듭니다.
    Al₂O₃, 7SiO₂, H₂O: 샤모트질 벽돌의 주성분과 다릅니다.
    FeO, Cr₂O₃: 크롬-마그네시아질 내화벽돌 등의 주성분입니다.
    MgCO₃: 마그네사이트질 내화벽돌의 원료인 마그네사이트의 주성분입니다.
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67. 용융석영을 방사하여 제조하며 융점이 높고 내약품성이 우수하며 최고 사용온도가 약 1100°C인 단열재는?

  1. 석면
  2. 폼글라스
  3. 펄라이트
  4. 세라믹 화이버
(정답률: 77%)
  • 세라믹 화이버는 용융석영을 방사하여 제조하며, 고온 내열성, 내약품성이 우수하고 최고 사용온도가 약 1100°C에 달하는 단열재입니다.
    석면: 발암물질로 사용이 규제되며, 최고 사용온도가 세라믹 화이버보다 낮습니다.
    폼글라스: 유리질 재료로 내약품성은 좋으나, 최고 사용온도가 200~400°C 정도로 낮습니다.
    펄라이트: 진주암을 고온 가열하여 팽창시킨 것으로, 최고 사용온도가 700~800°C 정도로 세라믹 화이버보다 낮습니다.
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68. 에너지 사용계획의 검토기준에 해당되지 않는 것은?

  1. 폐열의 회수·활용 및 폐기물 에너지이용 기술개발의 적절성
  2. 부문별·용도별 에너지 수요의 적절성
  3. 연료·열 및 전기의 공급체계, 공급원 선택 및 관련시설 건설계획의 적절성
  4. 고효율 에너지이용 시스템 및 설비 설치의 적절성
(정답률: 68%)
  • 에너지 사용계획의 검토기준은 주로 현재 또는 가까운 미래의 에너지 사용 및 공급 계획의 적절성을 평가하며, '기술개발'은 직접적인 검토기준에 해당하지 않습니다.
    부문별·용도별 에너지 수요의 적절성: 에너지 사용계획의 중요한 검토기준입니다.
    연료·열 및 전기의 공급체계, 공급원 선택 및 관련시설 건설계획의 적절성: 에너지 공급 측면의 중요한 검토기준입니다.
    고효율 에너지이용 시스템 및 설비 설치의 적절성: 에너지 효율 향상 측면의 중요한 검토기준입니다.
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69. 관의 신축량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차 등에 반비례 한다.
  2. 식축량은 관의 길이, 온도차에는 비례하지만 열팽창계수에는 반비례한다.
  3. 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차 등에 비례한다.
  4. 신축량은 관의 열팽창계수에 비례하고 온도차와 길이에 반비례한다.
(정답률: 81%)
  • 관의 신축량은 열팽창계수, 관의 길이, 그리고 온도차에 모두 비례합니다.
    신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차 등에 반비례 한다: 신축량은 이들 요소에 비례합니다.
    식축량은 관의 길이, 온도차에는 비례하지만 열팽창계수에는 반비례한다: 신축량은 열팽창계수에도 비례합니다.
    신축량은 관의 열팽창계수에 비례하고 온도차와 길이에 반비례한다: 신축량은 온도차와 길이에도 비례합니다.
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70. 보온재의 열전도계수에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 보온재의 함수율이 크게 되면 열전도계수도 증가한다.
  2. 보온재의 기공율이 클수록 열전도계수는 작아진다.
  3. 보온재는 열전도계수가 작을수록 좋다.
  4. 온도가 상승하면 열전도계수는 감소된다.
(정답률: 55%)
  • 보온재의 열전도계수는 온도가 상승하면 증가합니다.
    보온재의 함수율이 크게 되면 열전도계수도 증가한다: 물은 공기보다 열전도율이 높으므로 함수율이 높으면 열전도계수가 증가합니다.
    보온재의 기공율이 클수록 열전도계수는 작아진다: 기공 내 공기는 열전도율이 낮으므로 기공율이 클수록 열전도계수는 작아집니다.
    보온재는 열전도계수가 작을수록 좋다: 열전도계수가 작아야 열 손실을 효과적으로 막을 수 있습니다.
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71. 강관의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 내충격성이 크다.
  2. 인장강도가 크다.
  3. 부식에 강하다.
  4. 관의 접합이 쉽다.
(정답률: 67%)
  • 강관은 철을 주성분으로 하므로 부식에 취약합니다.
    내충격성이 크다: 강관은 충격에 강하므로 옳은 설명입니다.
    인장강도가 크다: 강관은 인장강도가 크므로 옳은 설명입니다.
    관의 접합이 쉽다: 강관은 용접 등으로 접합이 비교적 쉬우므로 옳은 설명입니다.
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72. 작업이 간편하고 조업주기가 단축되며 요체의 보유열을 이용할 수 있어 경제적인 반연속식 요는?

  1. 셔틀요
  2. 윤요
  3. 터널요
  4. 도염식요
(정답률: 69%)
  • 셔틀요는 작업이 간편하고 조업주기가 단축되며 요체의 보유열을 이용할 수 있어 경제적인 반연속식 요입니다.
    윤요: 연속식 요로, 이동식입니다.
    터널요: 연속식 요로, 대량 생산에 적합합니다.
    도염식요: 간헐식 요의 한 종류입니다.
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73. 시공업자단체에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 관련 주무부처 장관의 인가를 받아 설립한다.
  2. 단체는 개인으로 한다.
  3. 시공업자는 시공업자단체에 가입할 수 있다.
  4. 단체는 시공업에 관한 사항을 정부에 건의할 수 있다.
(정답률: 84%)
  • 시공업자단체는 법인 또는 단체로서, 개인이 아닙니다.
    관련 주무부처 장관의 인가를 받아 설립한다: 단체 설립의 일반적인 절차입니다.
    시공업자는 시공업자단체에 가입할 수 있다: 단체의 목적 중 하나입니다.
    단체는 시공업에 관한 사항을 정부에 건의할 수 있다: 단체의 역할 중 하나입니다.
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74. 보온면의 방산열량 1100kJ/m2, 나면의 방산열량 1600kJ/m2일 때 보온재의 보온 효율은 약 몇 %인가?

  1. 25
  2. 31
  3. 45
  4. 69
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 보온재의 보온 효율을 계산하는 문제입니다.
    보온 효율은 나면의 방산열량과 보온면의 방산열량 차이를 나면의 방산열량으로 나누어 구합니다.
    $$보온 효율 (\%) = \frac{나면의 방산열량 - 보온면의 방산열량}{나면의 방산열량} \times 100$$

    $$= \frac{1600 - 1100}{1600} \times 100$$

    $$= 31.25 \approx 31$$
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75. 연간에너지사용량이 30만 티오이인 자가 구역별로 나누어 에너지 진단을 하고자 할 때 에너지진단주기는?

  1. 1년
  2. 2년
  3. 3년
  4. 5년
(정답률: 71%)
  • 에너지진단주기는 연간 에너지 사용량에 따라 결정됩니다.
    연간 에너지 사용량이 30만 티오이 이상인 경우 에너지진단주기는 3년입니다.
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76. 용선로(cupola)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 대량생산이 가능하다.
  2. 용해 특성상 용탕에 탄소, 황, 인 등의 불순물이 들어가기 쉽다.
  3. 동합금, 경합금 등 비철금속 용해로로 주로 사용된다.
  4. 다른 용해로에 비해 열효율이 좋고 용해시간이 빠르다.
(정답률: 63%)
  • 용선로는 주로 주철을 용해하는 데 사용되며, 비철금속 용해에는 적합하지 않습니다.
    대량생산이 가능하다: 용선로의 장점입니다.
    용해 특성상 용탕에 탄소, 황, 인 등의 불순물이 들어가기 쉽다: 용선로의 단점입니다.
    다른 용해로에 비해 열효율이 좋고 용해시간이 빠르다: 용선로의 장점입니다.
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77. 다음 그림에 맞는 로의 명칭은?

  1. 배소로
  2. 고로
  3. 평로
  4. 용선로
(정답률: 78%)
  • 제시된 그림은 철광석, 코크스, 석회석을 투입하여 용선을 생산하는 대형 수직로의 구조를 보여줍니다.
    이는 고로(Blast furnace)의 전형적인 모습입니다.
    배소로: 광석을 가열하여 불순물을 제거하는 로입니다.
    평로: 강철을 생산하는 제강로의 일종입니다.
    용선로: 주철을 생산하기 위해 선철이나 고철을 녹이는 로입니다.
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78. 보일러에 부착하는 안전밸브에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 스프링식 안전밸브는 고압, 대용량 보일러에 적합하다.
  2. 지렛대식 안전밸브는 추의 이동에 따라 증기의 취출압력을 조정한다.
  3. 스프링식 안전밸브는 스프링의 신축으로 증기의 취출압력을 조절한다.
  4. 중추식 안전밸브는 밸브 위에 추를 올려 놓아 증기압력과 수직이 되게 하여 고압용으로 적합하다.
(정답률: 64%)
  • 중추식 안전밸브는 밸브 위에 추를 올려놓아 증기압력과 균형을 맞추는 방식으로, 구조가 간단하지만 고압용으로는 부적합하며 진동에 취약합니다.
    주로 저압 보일러에 사용됩니다.
    스프링식 안전밸브는 고압, 대용량 보일러에 적합하다: 스프링의 장력을 이용하여 압력을 조절하므로 고압 및 대용량에 적합합니다.
    지렛대식 안전밸브는 추의 이동에 따라 증기의 취출압력을 조정한다: 지렛대의 원리를 이용하여 추의 위치를 조절함으로써 압력을 변경할 수 있습니다.
    스프링식 안전밸브는 스프링의 신축으로 증기의 취출압력을 조절한다: 스프링의 압축 및 이완 정도에 따라 밸브가 열리는 압력이 결정됩니다.
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79. 특정열사용 기자재 설치·시공범위가 아닌 것은?

  1. 강철제보일러 세관
  2. 철금속가열로의 시공
  3. 태양열 집열기 배관
  4. 금속균열로의 배관
(정답률: 61%)
  • 특정열사용 기자재는 에너지이용 합리화법에 따라 관리되는 보일러, 산업용로, 태양열 설비 등을 의미합니다.
    금속균열로는 화학공정 설비로 분류되어 특정열사용 기자재의 설치·시공범위에 해당하지 않습니다.
    강철제보일러 세관: 보일러는 특정열사용 기자재에 해당합니다.
    철금속가열로의 시공: 산업용로는 특정열사용 기자재에 해당합니다.
    태양열 집열기 배관: 태양열 설비는 특정열사용 기자재에 해당합니다.
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80. 배관설비의 지지에 필요한 조건을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 온도의 변화에 따른 배관신축을 충분히 고려하여야 한다.
  2. 배관 시공 시 필요한 배관기울기를 용이하게 조정할 수 있어야 한다.
  3. 배관설비의 진동과 소음을 외부로 쉽게 전달할 수 있어야 한다.
  4. 수격현상 및 외부로부터 진동과 힘에 대하여 견고하여야 한다.
(정답률: 88%)
  • 배관설비의 지지 조건은 진동과 소음의 외부 전달을 최소화해야 합니다.
    진동과 소음을 외부로 쉽게 전달하는 것은 부적절합니다.
    온도의 변화에 따른 배관신축을 충분히 고려하여야 한다: 배관의 열팽창 및 수축을 흡수할 수 있도록 지지해야 합니다.
    배관 시공 시 필요한 배관기울기를 용이하게 조정할 수 있어야 한다: 배관의 기울기 조절은 배수나 유체 흐름에 중요하므로 지지대가 이를 가능하게 해야 합니다.
    수격현상 및 외부로부터 진동과 힘에 대하여 견고하여야 한다: 배관은 외부 충격이나 내부 수격현상에 견딜 수 있도록 튼튼하게 지지되어야 합니다.
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5과목: 열설비설계

81. 보일러 내에서 물을 강제 순환시키는 이유로 옳은 것은?

  1. 보일러의 성능을 양호하게 하기 위하여
  2. 보일러의 압력이 상승하면 포화수와 포화증기의 비중량의 차가 점점 줄어들기 때문에
  3. 관의 마찰 저항을 줄이기 위하여
  4. 보일러 드럼이 1개이기 때문에
(정답률: 63%)
  • 고압 보일러에서는 압력이 상승함에 따라 포화수와 포화증기의 비중량 차이가 줄어들어 자연 순환력이 약해지므로, 안정적인 열전달과 과열 방지를 위해 강제 순환이 필요합니다.
    보일러의 성능을 양호하게 하기 위하여: 너무 일반적인 설명으로, 핵심적인 이유가 아닙니다.
    보일러의 압력이 상승하면 포화수와 포화증기의 비중량의 차가 점점 줄어들기 때문에: 압력 상승 시 비중량 차이 감소로 자연 순환력이 약화되어 강제 순환이 필요해지는 핵심적인 이유입니다.
    관의 마찰 저항을 줄이기 위하여: 강제 순환은 오히려 마찰 저항을 증가시킬 수 있으므로 오답입니다.
    보일러 드럼이 1개이기 때문에: 드럼의 개수와 강제 순환의 직접적인 이유는 관련이 없습니다.
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82. 보일러와 압력용기에서 일반적으로 사용되는 계산식에 의해 산정되는 두께로서 부식여유를 포함한 두께를 무엇이라 하는가?

  1. 계산 두께
  2. 실제 두께
  3. 최소 두께
  4. 최대 두께
(정답률: 80%)
  • 보일러 및 압력용기의 최소 두께는 계산 두께에 부식 여유를 더한 값입니다.
    계산 두께: 부식 여유를 포함하지 않은 이론적인 두께이므로 오답입니다.
    실제 두께: 제작 시의 실제 두께로, 최소 두께 이상이어야 하므로 오답입니다.
    최소 두께: 계산식에 의해 산정되는 두께에 부식 여유를 포함한 두께를 의미합니다.
    최대 두께: 일반적으로 사용되지 않는 용어이므로 오답입니다.
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83. 보일러의 성능계산 시 사용되는 증발율(kg/m2h)에 대하여 가장 옳게 나타낸 것은?

  1. 실제 증발량에 대한 발생증기 엔탈피와의 비
  2. 연료 소비량에 대한 상당증발량과의 비
  3. 상당 증발량에 대한 실제증발량과의 비
  4. 전열 면적에 대한 실제증발량과의 비
(정답률: 54%)
  • 증발율은 보일러의 전열 면적당 실제 증발량을 나타내는 지표입니다.
    실제 증발량에 대한 발생증기 엔탈피와의 비: 증발율의 정의와 무관합니다.
    연료 소비량에 대한 상당증발량과의 비: 보일러 효율 또는 연료 소비율과 관련된 개념입니다.
    상당 증발량에 대한 실제증발량과의 비: 증발 배수와 관련된 개념입니다.
    전열 면적에 대한 실제증발량과의 비: 증발율의 정확한 정의입니다.
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84. 유체의 압력손실은 배관 설계 시 중요한 인자이다. 다음 중 압력손실과의 관계로서 틀린 것은?

  1. 압력손실은 관마찰계수에 비례한다.
  2. 압력손실은 유속의 제곱에 비례한다.
  3. 압력손실은 관의 길이에 반비례한다.
  4. 압력손실은 관의 내경에 반비례한다.
(정답률: 78%)
  • 유체의 압력손실은 관의 길이에 비례합니다.
    압력손실은 관마찰계수에 비례한다: 옳은 설명입니다.
    압력손실은 유속의 제곱에 비례한다: 옳은 설명입니다.
    압력손실은 관의 길이에 반비례한다: 압력손실은 관의 길이에 비례하므로 오답입니다.
    압력손실은 관의 내경에 반비례한다: 옳은 설명입니다.
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85. 송풍기 압력이 20kPa, 연소가스량이 1500m3/min, 송풍기 효율이 0.7일 때 송풍기의 실제 소요동력은 몇 kW 인가? (단, 송풍기의 여유율은 0.1이다)

  1. 550
  2. 700
  3. 714
  4. 786
(정답률: 33%)
  • 이 문제는 송풍기의 실제 소요동력을 계산하는 문제입니다.
    송풍기 압력, 유량, 효율 및 여유율을 고려하여 계산합니다.
    $$P_{actual} = \frac{P \cdot Q}{\eta \cdot 60} \cdot (1 + 여유율)$$

    $$P_{actual} = \frac{20 kPa \cdot 1500 m^3/min}{0.7 \cdot 60} \cdot (1 + 0.1)$$

    $$P_{actual} = 785.7 kW \approx 786 kW$$
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86. 다음 열설비에 사용되는 관 중 관내 유속이 30~80m/sec정도로서 가장 빠른 관은?

  1. 응축수관
  2. 펌프 토출관
  3. 포화 증기관
  4. 과열 증기관
(정답률: 63%)
  • 과열 증기는 압력이 높고 밀도가 낮아 다른 유체에 비해 관내 유속이 가장 빠릅니다.
    응축수관: 액체 상태이므로 유속이 느립니다.
    펌프 토출관: 액체 상태이므로 유속이 느립니다.
    포화 증기관: 과열 증기보다 밀도가 높아 유속이 상대적으로 느립니다.
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87. 보일러 실내에 설치하는 배관에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배관은 외부에 노출하여 시공하여야 한다.
  2. 배관의 이음부와 전기계량기와의 거리는 30cm이상의 거리를 유지하여야 한다.
  3. 관경 50mm인 배관은 3m마다 고정장치를 설치하여야 한다.
  4. 배관을 나사접합으로 하는 경우에는 관용 테이퍼나사에 의하여야 한다.
(정답률: 59%)
  • 배관의 이음부와 전기계량기와의 거리는 30cm가 아니라 60cm 이상을 유지해야 합니다.
    배관은 외부에 노출하여 시공하여야 한다: 점검 및 보수를 용이하게 하기 위함입니다.
    관경 50mm인 배관은 3m마다 고정장치를 설치하여야 한다: 배관의 처짐 방지 및 안정성 확보를 위한 규정입니다.
    배관을 나사접합으로 하는 경우에는 관용 테이퍼나사에 의하여야 한다: 기밀 유지를 위한 표준 접합 방식입니다.
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88. 노통식 보일러에서 파형부의 길이가 230mm 미만인 파형 노통의 최소 두께(t)를 결정하는 식은? (단, P는 최소 사용압력(MPa), D는 노통의 파형부에서의 최대 내경과 최소 내경의 평균치(mm), C는 노통의 종류에 따른 상수이다.)

  1. 10PD
  2. 10P/D
  3. C/10PD
  4. 10PD/C
(정답률: 71%)
  • 이 문제는 보일러 노통의 최소 두께를 결정하는 공식을 묻는 문제입니다.
    노통의 최소 두께(t) 공식:
    $$t = \frac{10PD}{C}$$

    10PD: 공식 형태가 아닙니다.
    10P/D: 공식 형태가 아닙니다.
    C/10PD: 공식 형태가 아닙니다.
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89. 맞대기용접은 용접방법에 따라 그루브를 만들어야 한다. 판의 두께 20mm의 강판을 맞대기 용접 이음할 때 적합한 그루브의 형상은?

  1. I 형
  2. J 형
  3. X 형
  4. H 형
(정답률: 74%)
  • 두꺼운 판(20mm)의 맞대기 용접 시 양면에서 용접하여 완전한 용입을 얻고 변형을 최소화하기 위해 H형(양면 V형) 그루브가 적합합니다.
    I 형: 얇은 판에 주로 사용되며, 20mm 두께에는 용입 부족으로 부적합합니다.
    J 형: 한쪽 면에서만 용접하는 경우에 사용되지만, 20mm 두께에는 용입이 어렵고 변형이 발생하기 쉽습니다.
    X 형: H형과 동일한 양면 V형을 지칭할 수 있으나, 일반적으로 H형이 두꺼운 판에 대한 표준적인 표현입니다.
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90. Shell & Tube 열교환기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 현장제작이 가능하여 좁은 공간에 설치가 가능하다.
  2. 플레이트 열교환기에 비해서 열통과율이 낮다.
  3. Shell과 Tube 내의 흐름은 직류보다 향류흐름의 선능이 더 우수하다.
  4. 구조상 고온·고압에 견딜 수 있어 석유화학공업 분야 등에서 많이 이용된다.
(정답률: 61%)
  • Shell & Tube 열교환기는 구조가 복잡하고 부피가 커서 현장 제작이 어렵고 좁은 공간에 설치하기 어렵습니다.
    플레이트 열교환기에 비해서 열통과율이 낮은 것은 Shell & Tube 열교환기의 특징입니다.
    Shell과 Tube 내의 흐름은 직류보다 향류흐름의 성능이 더 우수한 것은 열교환기의 일반적인 특성입니다.
    구조상 고온·고압에 견딜 수 있어 석유화학공업 분야 등에서 많이 이용되는 것은 Shell & Tube 열교환기의 장점입니다.
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91. 최고사용압력이 1.5MPa을 넘는 강철제보일러의 수압시험압력은 최고사용압력의 몇 배로 하여야 하는가?

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 64%)
  • 최고사용압력이 1.5MPa을 넘는 강철제보일러의 수압시험압력은 최고사용압력의 1.5배로 해야 합니다.
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92. 벽돌을 105°C ~ 120°C 사이에서 건조시킨 무게를 W, 이것을 물속에서 3시간 끓인 이후 유지시킨 무게를 W1, 물속에서 꺼내어 표면수분을 닦은 무게를 W2라고 할 때 부피비중을 구하는 식은?

  1. W/(W2-W1)
  2. (W-W1)/(W2-W1)
  3. W/(W1-W2)
  4. (W-W2)/(W2-W1)
(정답률: 55%)
  • 이 문제는 벽돌의 부피비중을 구하는 공식을 묻는 문제입니다.
    부피비중은 건조 중량을 물에 잠긴 상태의 부피로 나눈 값입니다.
    $$부피비중 = \frac{W}{W_2 - W_1}$$

    여기서 W는 건조 중량, W2는 표면건조 포화 중량, W1은 수중 중량을 나타냅니다.
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93. 보일러 계속사용검사기준의 순수처리기준이 아닌 것은?

  1. 총경도(mg CaCO3/ℓ) : 0
  2. pH(298K{25°C}에서) : 7 ~ 9
  3. 실리카(mg SiO2/ℓ) : 흔적이 나타나지 않음
  4. 전기 전도율(298K{25°C}에서의) : 0.05μs/cm 이하
(정답률: 66%)
  • 보일러 계속사용검사기준에서 순수처리기준 중 전기 전도율은 0.05μs/cm 이하가 아닌 1.0μs/cm 이하입니다.
    총경도(mg CaCO3/ℓ) : 0은 올바른 기준입니다.
    pH(298K{25°C}에서) : 7 ~ 9는 올바른 기준입니다.
    실리카(mg SiO2/ℓ) : 흔적이 나타나지 않음은 올바른 기준입니다.
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94. 압력용기를 옥내에 설치하는 경우에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 압력용기의 천정과의 거리는 압력용기 본체상부로부터 1m 이상 이어야 한다.
  2. 압력용기 본체와 벽과의 거리는 1m 이상 이어야 한다.
  3. 인접한 압력용기와의 거리는 1m 이상 이어야 한다.
  4. 유독성 물질을 취급하는 압력용기는 1개 이상의 출입구 및 환기장치가 있어야 한다.
(정답률: 64%)
  • 압력용기의 천정과의 거리는 본체 상부로부터 1m 이상이어야 한다는 규정에 따라 이 옳습니다.
    압력용기 본체와 벽과의 거리는 0.3m 이상이어야 합니다.
    인접한 압력용기와의 거리는 0.3m 이상이어야 합니다.
    유독성 물질을 취급하는 압력용기는 2개 이상의 출입구 및 환기장치가 있어야 합니다.
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95. 입형 보일러의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 설치 면적이 좁다.
  2. 전열면적이 적고 효율이 낮다.
  3. 증발량이 적으며 습증기가 발생한다.
  4. 증기실이 커서 내부 청소 및 검사가 쉽다.
(정답률: 72%)
  • 입형 보일러는 구조상 증기실이 작고 내부 청소 및 검사가 어렵다는 특징이 있다.
    설치 면적이 좁다: 입형 보일러의 장점이므로 오답.
    전열면적이 적고 효율이 낮다: 입형 보일러의 단점이므로 오답.
    증발량이 적으며 습증기가 발생한다: 입형 보일러의 단점이므로 오답.
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96. 전열면에 비등기포가 생겨 열유속이 급격하게 증대하며, 가열면상에 서로 다른 기포의 발생이 나타나는 비등과정을 무엇이라고 하는가?

  1. 단상액체 자연대류
  2. 핵비등(nucleate boiling)
  3. 천이비등(transition boiling)
  4. 막비등(film boiling)
(정답률: 79%)
  • 핵비등은 가열면에서 기포가 발생하여 성장하고 떨어져 나가는 과정이 반복되며 열전달이 활발하게 일어나는 비등 현상이다.
    단상액체 자연대류: 기포 발생이 없는 액체 상태의 열전달이므로 오답.
    천이비등(transition boiling): 핵비등과 막비등 사이의 불안정한 비등 영역이므로 오답.
    막비등(film boiling): 가열면 전체가 증기막으로 덮여 열전달이 저해되는 현상이므로 오답.
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97. 리벳이음에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 기밀작업 시 리베팅하고 냉각된 후 가장자리에 코킹작업을 한다.
  2. 열간 리베팅은 작업 완료 후 수축이 없어 판을 죄는 힘이 없고 마찰저항도 없다.
  3. 보일러 제작 시 과거에는 용접이음을 통한 작업이 주류였으나 최근에는 리벳이음이 대부분이다.
  4. 리벳 재료는 전기적 부식을 막기 위해 판재와 다른 종류의 재질계통을 쓰게 하는 것을 원칙으로 한다.
(정답률: 67%)
  • 리벳이음의 기밀성을 확보하기 위해 리베팅 후 냉각 수축이 발생하면 틈새가 생길 수 있으므로, 이를 막기 위해 코킹(caulking) 작업을 한다.
    열간 리베팅은 작업 완료 후 수축이 없어 판을 죄는 힘이 없고 마찰저항도 없다: 열간 리베팅은 냉각 시 수축하여 판을 강하게 죄는 힘이 발생하므로 오답.
    보일러 제작 시 과거에는 용접이음을 통한 작업이 주류였으나 최근에는 리벳이음이 대부분이다: 과거에는 리벳이음이 주류였으나 최근에는 용접이음이 대부분이므로 오답.
    리벳 재료는 전기적 부식을 막기 위해 판재와 다른 종류의 재질계통을 쓰게 하는 것을 원칙으로 한다: 전기적 부식을 막기 위해 판재와 같은 종류의 재질을 사용하는 것이 원칙이므로 오답.
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98. 수관 1개의 길이가 2500mm, 수관의 내경이 60mm, 수관의 두께가 5mm인 수관 100개를 갖는 수관 보일러의 전열면적은 약 몇 m2 인가? (문제오류로 실제 시험에서는 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 40
  2. 79
  3. 471
  4. 550
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 수관 보일러의 전열면적을 계산하는 문제입니다.
    전열면적은 수관의 내경과 길이를 이용하여 원통의 옆면적을 구한 후, 총 수관 개수를 곱하여 계산합니다.
    $$A = \pi \cdot d \cdot L \cdot n$$

    $$A = \pi \cdot 0.06 \cdot 2.5 \cdot 100$$

    $$A \approx 47.12$$
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99. 다음 중 원통형 보일러가 아닌 것은?

  1. 코나시 보일러
  2. 랭커셔 보일러
  3. 케와니 보일러
  4. 다꾸마 보일러
(정답률: 62%)
  • 다꾸마 보일러는 수관 보일러의 일종으로, 원통형 보일러가 아니다.
    코나시 보일러: 원통형 보일러이므로 오답.
    랭커셔 보일러: 원통형 보일러이므로 오답.
    케와니 보일러: 원통형 보일러이므로 오답.
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100. 1시간당 35kg의 연료를 연소하여 열이 전부 일로 변환된다면 발생하는 동력은 몇 마력(PS)인가? (단, 연료 1kg의 발열량이 6800kcal 이다.)

  1. 376
  2. 474
  3. 525
  4. 555
(정답률: 38%)
  • 이 문제는 연료의 발열량을 동력(마력)으로 환산하는 문제입니다. 1 PS = 632 kcal/h의 관계를 사용합니다.
    $$동력(PS) = \frac{연료량 \times 발열량}{632}$$

    $$동력(PS) = \frac{35 kg/h \times 6800 kcal/kg}{632 kcal/h/PS}$$

    $$동력(PS) = 376$$
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