에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2013-09-28)

에너지관리기사
(2013-09-28 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 고체연료를 사용하는 어느 열기관의 출력이 3000kW이고 연료소비율이 매시간 1400kg 일 때 이 열기관의 열효율은 약 몇 % 인가? (단, 고체연료의 중량비는 C=73%, H=4.5%, O=8%, S=2%, W=4% 이다.)

  1. 27.6
  2. 28.8
  3. 30.3
  4. 32.3
(정답률: 37%)
  • 이 문제는 고체연료의 중량비를 이용하여 저위발열량을 계산하고, 이를 바탕으로 열기관의 열효율을 구합니다.
    고체연료의 저위발열량($$H_L$$)은 뒤롱(Dulong) 공식을 사용합니다.
    $$H_L = 8100C + 24300(H - \frac{O}{8}) + 2500S - 600W$$ (kcal/kg)
    $$H_L = 8100 \times 0.73 + 24300 \times (0.045 - \frac{0.08}{8}) + 2500 \times 0.02 - 600 \times 0.04$$

    $$H_L = 5913 + 24300 \times (0.045 - 0.01) + 50 - 24$$

    $$H_L = 5913 + 24300 \times 0.035 + 26$$

    $$H_L = 5913 + 850.5 + 26 = 6789.5 kcal/kg$$

    열효율($$\eta$$) = (출력 / (연료소비율 × 저위발열량)) × 100
    출력: 3000 kW = 3000 kJ/s
    연료소비율: 1400 kg/h = 1400/3600 kg/s
    저위발열량: $$6789.5 kcal/kg \times 4.186 kJ/kcal = 28430.767 kJ/kg$$
    $$\eta = \frac{3000 kJ/s}{(1400/3600 kg/s) \times 28430.767 kJ/kg} \times 100$$

    $$\eta = 27.6$$
  • η=W/Gf*Hl *100= (3000*860)/(1400*6940) *100=26.5%
    Hl=8100C+28600(H-O/8)+2500S-600W=8100*0.73+28600(0.045-0.08/8)+2500*0.02-600-0.04=6940
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2. 고열원의 400℃, 저열원이 15℃인 카르노 열기관에서 저열원의 온도를 15℃로 유지하면서 열효율을 70%로 증가시키려면 고열원의 온도는 몇 ℃가 되어야 하는가?

  1. 587
  2. 687
  3. 787
  4. 887
(정답률: 63%)
  • 이 문제는 카르노 열기관의 효율 공식을 이용하여 고열원의 온도를 계산합니다.
    $$\eta = 1 - \frac{T_L}{T_H}$$

    $$0.70 = 1 - \frac{15 + 273}{T_H}$$

    $$T_H = 960 K = 687 ℃$$
  • (273+15/1-0.7)-273
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3. 로터리 버너를 장시간 사용하였더니 노벽에 카본이 많이 붙어 있었다. 다음 중 주된 원인은?

  1. 공기비가 너무 컸다.
  2. 화염이 닿는 곳이 있었다.
  3. 연소실 온도가 너무 높았다.
  4. 중유의 예열 온도가 너무 높았다.
(정답률: 89%)
  • 로터리 버너에서 노벽에 카본이 붙는 주된 원인은 화염이 노벽에 직접 닿아 불완전 연소가 발생했기 때문입니다.
    공기비가 너무 컸다: 과잉 공기는 불완전 연소를 줄여 카본 생성을 억제합니다.
    연소실 온도가 너무 높았다: 연소 온도가 높으면 연소 효율이 좋아져 카본 생성을 줄입니다.
    중유의 예열 온도가 너무 높았다: 예열 온도가 너무 높으면 연료가 기화되어 연소 효율이 좋아지므로 카본 생성을 줄입니다.
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4. 연료 1kg당 소요 이론공기량이 10.25Sm3, 이론 배기가스량이 10.77Sm3, 공기비가 1.4일 때 실제 배기가스량은 약 몇 Sm3/kg인가? (단, 수증기량은 무시한다.)

  1. 13
  2. 14
  3. 15
  4. 16
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 실제 배기가스량을 구하는 문제입니다.
    실제 배기가스량은 이론 배기가스량에 (공기비-1) × 이론공기량을 더하여 구합니다.
    $$G_w = G_0 + (m-1)A_0$$

    $$G_w = 10.77 + (1.4-1) \cdot 10.25$$

    $$G_w = 14.87 \approx 15$$
  • 실제 배기가스량(Gd)=이론 배기가스량(God)+과잉공기량(A')
    =이론 배기가스량(God)+실제공기량(A)-이론공기량(Ao)
    =God+mAo-Ao=God+(m-1)Ao
    =God+mAo-Ao
    =God+(m-1)Ao
    =10.77+(1.4-1)10.25=14.87≒15Sm3/kg
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5. 산포식 스토커로 석탄을 연소시킬 때 연소층은 어떤 순서로 형성되는가?

  1. 건조층 → 환원층 → 산화층 → 회층
  2. 환원층 → 건조층 → 산화층 → 회층
  3. 회층 → 건조층 → 환원층 → 산화층
  4. 산화층 → 환원층 → 건조층 → 회층
(정답률: 69%)
  • 산포식 스토커 연소 시 석탄은 위에서 아래로 건조, 환원, 산화, 회층의 순서로 연소층이 형성됩니다.
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6. 불꽃연소(Flaming combustion)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연소사면체에 의한 연소이다.
  2. 연소속도가 느리다.
  3. 연쇄반응을 수반한다.
  4. 가솔린 등의 연소가 이에 해당한다.
(정답률: 87%)
  • 불꽃연소는 기체 상태의 연료가 산소와 반응하여 빠르게 연소하는 형태로, 연소 속도가 매우 빠릅니다.
    연소사면체에 의한 연소이다: 불꽃연소는 가연물, 산소, 점화원, 연쇄반응의 연소사면체에 의해 발생하므로 옳은 설명.
    연쇄반응을 수반한다: 불꽃연소는 연쇄반응을 통해 지속되므로 옳은 설명.
    가솔린 등의 연소가 이에 해당한다: 가솔린은 기화하여 불꽃연소를 일으키므로 옳은 설명.
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7. 다음 중 부생가스가 아닌 것은?

  1. 코크스로가스
  2. 고로가스
  3. 발생로가스
  4. 전로가스
(정답률: 66%)
  • 발생로가스는 연료를 연소시켜 인위적으로 생산하는 가스이므로 부생가스가 아니다.
    코크스로가스: 코크스 제조 시 발생하는 부생가스이다.
    고로가스: 고로에서 철광석 환원 시 발생하는 부생가스이다.
    전로가스: 전로에서 제강 시 발생하는 부생가스이다.
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8. 증기의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증기의 압력이 높아지면 증발열이 커진다.
  2. 증기의 압력이 높아지면 현열이 커진다.
  3. 증기의 압력이 높아지면 엔탈피가 커진다.
  4. 증기의 압력이 높아지면 포화온도가 높아진다.
(정답률: 57%)
  • 증기의 압력이 높아지면 포화온도가 높아지고, 증발열(잠열)은 작아집니다.
    증기의 압력이 높아지면 현열이 커진다: 압력이 높아지면 포화온도가 높아지므로 포화액의 엔탈피(현열)가 커진다.
    증기의 압력이 높아지면 엔탈피가 커진다: 포화증기의 총 엔탈피는 압력이 높아질수록 약간 감소하거나 거의 일정하다.
    증기의 압력이 높아지면 포화온도가 높아진다: 압력과 포화온도는 비례 관계이다.
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9. 연료의 성분이 어떤 경우에 총(고위)발열량과 진(저위)발열량이 같아지는가?

  1. 수소만인 경우
  2. 수소와 일산화탄소인 경우
  3. 일산화탄소와 메탄인 경우
  4. 일산화탄소와 유황의 경우
(정답률: 60%)
  • 총발열량과 진발열량의 차이는 연료 연소 시 생성되는 수증기의 잠열 때문입니다.
    일산화탄소와 유황은 연소 시 물을 생성하지 않으므로 잠열이 발생하지 않아 총발열량과 진발열량이 같습니다.
    수소만인 경우: 수소는 연소 시 물을 생성하므로 오답.
    수소와 일산화탄소인 경우: 수소가 포함되어 물을 생성하므로 오답.
    일산화탄소와 메탄인 경우: 메탄(CH4)은 수소를 포함하여 연소 시 물을 생성하므로 오답.
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10. 다음 중 기상폭발에 해당되지 않는 것은?

  1. 가스폭발
  2. 분무폭발
  3. 분진폭발
  4. 수증기폭발
(정답률: 79%)
  • 기상폭발은 가스, 증기, 분진 등 기체 상태 또는 기체와 혼합된 상태에서 발생하는 폭발을 의미합니다.
    수증기폭발은 물리적 폭발에 해당합니다.
    가스폭발: 기상폭발에 해당합니다.
    분무폭발: 기상폭발에 해당합니다.
    분진폭발: 기상폭발에 해당합니다.
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11. 최소착화에너지(MIE)의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 최소착화에너지는 압력증가에 따라 감소한다.
  2. 질소농도의 증가는 최소착화에너지를 감소시킨다.
  3. 산소농도가 많아지면 최소착화에너지는 증가한다.
  4. 일반적으로 분진의 최소착화에너지는 가연성가스 보다 작다.
(정답률: 72%)
  • 최소착화에너지(MIE)는 가연성 물질이 점화될 수 있는 최소 에너지로, 압력이 증가하면 분자 간 충돌 빈도가 높아져 착화가 쉬워지므로 최소착화에너지는 감소합니다.
    질소농도의 증가는 최소착화에너지를 감소시킨다: 질소는 불활성 기체로, 농도가 증가하면 연소 반응을 방해하여 MIE를 증가시킵니다.
    산소농도가 많아지면 최소착화에너지는 증가한다: 산소농도가 많아지면 연소 반응이 활발해져 MIE는 감소합니다.
    일반적으로 분진의 최소착화에너지는 가연성가스 보다 작다: 일반적으로 분진의 MIE는 가연성 가스보다 큽니다.
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12. 프로판(C3H8) 1Sm3의 연소에 필요한 이론공기량(Sm3)은?

  1. 13.9
  2. 15.6
  3. 19.8
  4. 23.8
(정답률: 67%)
  • 이 문제는 프로판의 완전연소 반응식을 통해 이론산소량을 구하고, 이를 바탕으로 이론공기량을 계산합니다.
    $$C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$$

    프로판 1Sm3 연소에 필요한 이론산소량은 5Sm3입니다.
    이론공기량 = 이론산소량 / 공기 중 산소 부피비
    $$L_0 = \frac{5}{0.21}$$

    $$L_0 = 23.8$$
  • C3H8+5O2 → 3CO2+4H2O
    Ao=Oo/0.21=5/0.21=23.8
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13. 중유연료의 연소 시 무화에 수증기를 사용하는 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 고압무화가 가능하므로 무화 효율이 좋다.
  2. 고압무화할수록 무화 매체량이 적어도 되므로 대용량 보일러에 사용된다.
  3. 고점도의 기름도 쉽게 무화시킬 수 있다.
  4. 소형보일러 및 중소요로 용에는 공기무화 보다 유리하다.
(정답률: 64%)
  • 중유연료의 연소 시 무화에 수증기를 사용하는 경우, 고압 무화가 가능하고 고점도 기름도 무화하기 쉬워 대용량 보일러에 유리하지만, 소형 보일러나 중소형 로에는 공기 무화보다 불리합니다.
    고압무화가 가능하므로 무화 효율이 좋다: 수증기 무화의 장점이므로 옳은 설명.
    고압무화할수록 무화 매체량이 적어도 되므로 대용량 보일러에 사용된다: 수증기 무화의 장점이며, 대용량 보일러에 적합하므로 옳은 설명.
    고점도의 기름도 쉽게 무화시킬 수 있다: 수증기 무화의 장점이므로 옳은 설명.
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14. 열병합 발전소에서 쓰레기 소각열을 이용하는 곳이 많다. 우리나라 쓰레기(도시폐기물)의 발열량은 얼마 정도인가?

  1. 500 ~ 1000kcal/kg
  2. 1000 ~ 2000kcal/kg
  3. 2000 ~ 5000kcal/kg
  4. 5000 ~ 11000kcal/kg
(정답률: 72%)
  • 우리나라 쓰레기(도시폐기물)의 발열량은 일반적으로 2000 ~ 5000kcal/kg 범위입니다.
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15. 연소에서 고온부식의 발생에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연료 중 황분의 산화에 의해서 일어난다.
  2. 연료의 연소 후 생기는 수분이 응축해서 일어난다.
  3. 연료 중 수소의 산화에 의해서 일어난다.
  4. 연료 중 바나듐의 산화에 의해서 일어난다.
(정답률: 80%)
  • 연소에서 고온부식은 주로 연료 중 바나듐, 나트륨 등의 특정 성분이 고온에서 산화되어 금속 표면에 부식성 화합물을 형성하여 발생합니다.
    연료 중 황분의 산화에 의해서 일어난다: 황분은 주로 저온부식(황산 부식)의 원인이므로 오답.
    연료의 연소 후 생기는 수분이 응축해서 일어난다: 수분 응축은 저온부식의 원인이므로 오답.
    연료 중 수소의 산화에 의해서 일어난다: 수소는 연소 시 물을 생성하며, 직접적인 고온부식 원인은 아니므로 오답.
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16. 석탄 연소 시 발생하는 버드네스트(blrdnest)현상은 주로 어느 전열면에서 가장 많은 피해를 일으키는가?

  1. 과열기
  2. 공기예열기
  3. 급수예열기
  4. 화격자
(정답률: 80%)
  • 버드네스트(birdnest) 현상은 보일러 튜브 표면에 재가 쌓여 새 둥지처럼 엉겨 붙는 현상으로, 주로 고온의 연소가스에 노출되는 과열기에서 발생합니다.
    공기예열기: 주로 저온부식 발생으로 오답.
    급수예열기: 주로 저온부식 발생으로 오답.
    화격자: 연소실 바닥으로, 버드네스트 현상과는 직접 관련이 없어 오답.
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17. 어떤 연도가스의 조성을 분석하였더니 CO2 : 11.9%, CO : 1.6%, 02 : 4.1%, N2 : 82.4% 이었다. 이 때 과잉공기의 백분율은 얼마인가? (단, 공기 중 질소와 산소의 부피비는 79 : 21 이다.)

  1. 15.7%
  2. 17.7%
  3. 19.7%
  4. 21.7%
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 연소가스 분석 결과로부터 과잉공기의 백분율을 계산하는 문제입니다.
    과잉공기율은 연소가스 중의 산소, 일산화탄소, 질소의 부피비를 이용하여 계산합니다.
    과잉공기율 (m) = $$\frac{O_2 - 0.5CO}{\frac{0.21}{0.79}N_2 - (O_2 - 0.5CO)} \times 100$$
    숫자 대입: $$\frac{4.1 - 0.5 \times 1.6}{\frac{0.21}{0.79} \times 82.4 - (4.1 - 0.5 \times 1.6)} \times 100$$
    최종 결과: $$17.7$$
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18. 연소를 계속 유지시키는데 필요한 조건을 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 연료에 산소를 공급하고 착화온도 이하로 억제한다.
  2. 연료에 발화온도 미만의 저온 분위기를 유지시킨다.
  3. 연료에 산소를 공급하고 착화온도 이상으로 유지한다.
  4. 연료에 공기를 접촉시켜 연소속도를 저하시킨다.
(정답률: 90%)
  • 연소를 계속 유지시키기 위해서는 연료, 산소, 그리고 착화온도 이상의 열원이 필요합니다.
    연료에 산소를 공급하고 착화온도 이하로 억제한다: 착화온도 이하에서는 연소가 지속될 수 없으므로 오답.
    연료에 발화온도 미만의 저온 분위기를 유지시킨다: 발화온도 미만에서는 연소가 시작되거나 유지될 수 없으므로 오답.
    연료에 공기를 접촉시켜 연소속도를 저하시킨다: 공기 접촉은 산소 공급으로 연소를 촉진하며, 연소속도를 저하시키는 것은 연소 유지 조건과 반대이므로 오답.
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19. 1mol의 이상기체(Cv=3/2 R)가 40℃, 35atm으로부터 1atm까지 단열 가역적으로 팽창하였다. 최종 온도는 약 몇 K가 되는가?

  1. 75
  2. 88
  3. 98
  4. 107
(정답률: 47%)
  • 이 문제는 이상기체의 단열 가역 팽창 과정을 이용하여 최종 온도를 계산합니다.
    먼저 비열비 k를 구합니다.
    $$C_p = C_v + R = \frac{3}{2}R + R = \frac{5}{2}R$$

    $$k = \frac{C_p}{C_v} = \frac{\frac{5}{2}R}{\frac{3}{2}R} = \frac{5}{3}$$

    단열 가역 과정의 온도$$- 압력 관계식은 다음과 같습니다.
    T_2 = T_1 \left(\frac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}$$
    $$T_2 = (40 + 273) \left(\frac{1}{35}\right)^{\frac{5/3 - 1}{5/3}}$$

    $$T_2 = 75 K$$
  • T2/T1=(V2/V1)＾K-1=(P1/P2)＾(K-1/K)
    T2=T1*(P1/P2)＾(K-1/K)=(273+40)*(1/35)^1.67-1/1.67
    K=CP/CV=5/2R/3/2R=1.67
    R=CP-CV ⇔CV=3/2R
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20. CO2max=19.0%, CO2=10.0%, O2=3.0% 일 때 과잉공기 계수(m)는 얼마인가?

  1. 1.25
  2. 1.35
  3. 1.46
  4. 1.90
(정답률: 65%)
  • 이 문제는 연소 계산에서 과잉공기 계수를 구하는 문제입니다.
    $$m = \frac{CO_{2max}}{CO_2 + 0.65 O_2}$$

    $$m = \frac{19.0}{10.0 + 0.65 \times 3.0}$$

    $$m = 1.90$$
  • 과잉공기 계수(m)=CO2max/CO2=19/10=1.9
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2과목: 열역학

21. 이상기체에서 엔탈피의 미소변화 dh는 어떻게 표시되는가?

  1. dh = CvdT
  2. dh =
  3. dh = CpdT
  4. dh = (Cp/Cv) dT
(정답률: 58%)
  • 이상기체에서 엔탈피의 미소변화(dh)는 정압 비열(C_p)과 온도의 미소변화(dT)의 곱으로 정의됩니다.
    dh = C_v dT: 내부 에너지의 미소변화(dU)를 나타내므로 오답.
    dh = : 해당 수식은 엔탈피의 미소변화를 나타내지 않으므로 오답.
    dh = (C_p/C_v) dT: 엔탈피의 미소변화 공식이 아니므로 오답.
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22. 냉동기가 저온에서 80kcal를 흡수하고 고온에서 120kcal를 방출할 때 성능계수(COP)는 얼마인가?

  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 75%)
  • 이 문제는 냉동기의 성능계수(COP)를 구하는 문제입니다.
    냉동기의 성능계수는 저온에서 흡수한 열량을 고온으로 방출한 열량과 저온에서 흡수한 열량의 차이(즉, 소모된 일)로 나눈 값입니다.
    $$COP_{R} = \frac{Q_L}{W_{net,in}} = \frac{Q_L}{Q_H - Q_L}$$

    $$COP_{R} = \frac{80}{120 - 80}$$

    $$COP_{R} = 2$$
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23. 이상적인 증기동력 사이클인 랭킨사이클을 이루는 과정이 아닌 것은?

  1. 펌프에서의 등엔트로피 압축
  2. 보일러에서의 정압 가열
  3. 터빈에서의 등온 팽창
  4. 응축기에서의 정압 방열
(정답률: 67%)
  • 랭킨 사이클의 터빈 과정은 등엔트로피 팽창입니다.
    펌프에서의 등엔트로피 압축: 랭킨 사이클의 한 과정.
    보일러에서의 정압 가열: 랭킨 사이클의 한 과정.
    응축기에서의 정압 방열: 랭킨 사이클의 한 과정.
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24. 그림의 열기관 사이클(cycle)에 해당되는 것은?

  1. 오토(Otto) 사이클
  2. 디젤(Diesel) 사이클
  3. 랭킨(Rankine) 사이클
  4. 스터얼링(Stirling) 사이클
(정답률: 58%)
  • 주어진 P-V 선도와 T-S 선도는 디젤 사이클의 특징인 정압 가열(2→3)과 정적 방열(4→1)을 보여줍니다.
    오토(Otto) 사이클: 정적 가열, 정적 방열.
    랭킨(Rankine) 사이클: 증기 동력 사이클로 P-V, T-S 선도 모양이 다름.
    스터얼링(Stirling) 사이클: 2개의 등온 과정과 2개의 정적 과정으로 구성.
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25. 다음 그림은 랭킨사이클의 h-s선도이다. 등엔트로피 팽창과정을 나타내는 것은?

  1. 1 → 2
  2. 2 → 3
  3. 3 → 4
  4. 4 → 1
(정답률: 68%)
  • h-s 선도에서 등엔트로피 과정은 엔트로피(s)가 일정하므로 수직선으로 나타납니다.
    1 → 2: 펌프에서의 등엔트로피 압축 과정.
    2 → 3: 보일러에서의 정압 가열 과정.
    4 → 1: 응축기에서의 정압 방열 과정.
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26. 열역학 제2법칙의 내용과 직접적인 관련이 없는 것은?

  1. 엔트로피의 정의
  2. 비가역과정의 생성 엔트로피
  3. 자연 발생적인 열의 흐름 방향
  4. 내부 에너지의 정의
(정답률: 73%)
  • 열역학 제2법칙은 엔트로피의 증가, 비가역 과정, 열의 흐름 방향 등과 관련이 깊습니다.
    내부 에너지의 정의는 열역학 제1법칙과 더 직접적인 관련이 있습니다.
    엔트로피의 정의: 열역학 제2법칙과 직접 관련.
    비가역과정의 생성 엔트로피: 열역학 제2법칙과 직접 관련.
    자연 발생적인 열의 흐름 방향: 열역학 제2법칙과 직접 관련.
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27. 과열온도조절법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 과열저감기를 사용하는 방식
  2. 댐퍼에 의한 열가스 조절에 의한 방식
  3. 버너의 위치변경 또는 사용버너의 변경에 의한 방식
  4. 연소용 공기의 접촉을 가감하는 방식
(정답률: 51%)
  • 과열온도 조절법은 과열기에 전달되는 열량을 조절하여 증기의 과열 온도를 제어하는 방법입니다.
    과열저감기를 사용하는 방식: 감온기를 사용하여 과열 증기 온도를 낮추는 방법입니다.
    댐퍼에 의한 열가스 조절에 의한 방식: 연소가스 흐름을 조절하여 과열기에 전달되는 열량을 제어하는 방법입니다.
    버너의 위치변경 또는 사용버너의 변경에 의한 방식: 화염의 위치를 변경하여 과열기에 전달되는 복사열을 조절하는 방법입니다.
    연소용 공기의 접촉을 가감하는 방식: 연소용 공기량 조절은 연소 효율 및 전체 보일러 온도에 영향을 주지만, 과열 온도 조절의 직접적인 방법으로 보기는 어렵습니다.
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28. 고체 용기가 압력 300kPa, 온도 31℃의 가스로 충만되어 있다. 그 가스의 일부를 빼내었더니 용기 내의 압력이 100kPa이고, 온도는 10℃가 되었다면, 빠져나간 가스량은 전체 가스량의 약 몇 %인가? (단, 가스는 이상기체로 간주한다.)

  1. 36
  2. 52
  3. 64
  4. 73
(정답률: 42%)
  • 이 문제는 이상기체 상태 방정식을 적용하여 용기 내 가스량 변화를 계산합니다.
    용기의 부피는 일정하므로, 초기 및 최종 상태의 압력과 온도를 이용하여 몰수(또는 질량)의 비율을 구합니다.
    $$\frac{n_2}{n_1} = \frac{P_2}{P_1} \cdot \frac{T_1}{T_2}$$

    $$빠져나간 가스량 비율 = (1 - \frac{100}{300} \cdot \frac{31 + 273.15}{10 + 273.15}) \times 100\%$$

    $$빠져나간 가스량 비율 = 64.2\% \approx 64\%$$
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29. 그림과 같은 열펌프사이클에서 성능계수는? (단, P는 압력, H는 엔탈피이다.)

  1. H2-H3 / H2-H1
  2. H1-H4 / H2-H1
  3. H1-H3 / H2-H1
  4. H3-H4 / H2-H1
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 열펌프 사이클의 성능계수(COP)를 구하는 것으로, 응축기에서 방출되는 열량을 압축기에 가해지는 일량으로 나눈 값입니다.
    $$COP_{HP} = \frac{Q_H}{W_{in}} = \frac{H_2 - H_3}{H_2 - H_1}$$

    $$COP_{HP} = \frac{H_2 - H_3}{H_2 - H_1}$$

    $$COP_{HP} = \frac{H_2 - H_3}{H_2 - H_1}$$
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30. 압력 200kPa, 온도 25℃의 물이 시간당 200kg씩 혼합실에 들어가 압력 200kPa의 건포화 수증기와 혼합되어 45℃의 물로 배출된다. 시간당 수증기 공급량을 몇 kg하여야 하는가? (단, 압력 200kPa에서 포화온도가 120℃, 포화수증기의 엔탈피는 2703kJ/kg이고 열손실은 없으며 액체상태 물의 평균비열은 4.184kJ/kg·K 이다.)

  1. 7.25
  2. 5.55
  3. 5.13
  4. 4.25
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 혼합실의 에너지 보존 법칙을 적용하여 수증기 공급량을 구합니다.
    $$m_s = \frac{m_w \cdot c_p \cdot (T_{out} - T_{w,in})}{h_{s,sat} - c_p \cdot T_{out}}$$

    $$m_s = \frac{200 \cdot 4.184 \cdot (45 - 25)}{2703 - 4.184 \cdot 45}$$

    $$m_s = 5.55$$
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31. 어떤 상태에서 질량이 반으로 줄면 강도성질(intensive property) 상태량의 값은?

  1. 반으로 줄어든다.
  2. 2배로 증가한다.
  3. 4배로 증가한다.
  4. 변하지 않는다.
(정답률: 71%)
  • 강도성질(intensive property)은 물질의 양에 관계없이 고유한 성질을 나타내는 상태량입니다.
    반으로 줄어든다: 질량에 비례하는 종량성질(extensive property)에 해당합니다.
    2배로 증가한다: 질량에 비례하는 종량성질에 해당하지 않습니다.
    4배로 증가한다: 질량에 비례하는 종량성질에 해당하지 않습니다.
    변하지 않는다: 강도성질의 정의에 부합합니다.
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32. 15Nm3의 공기가 동일한 압력으로 0℃에서 100℃로 되었다면 엔탈피 변화량은 약 몇 kJ인가? (단, 공기의 기체 상수는 0.287kJ/kg·K. 정압비열은 1.0kJ/kg·K로 한다.)

  1. 1530kJ
  2. 1940kJ
  3. 4660kJ
  4. 10440kJ
(정답률: 48%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 공기의 질량을 구한 후, 엔탈피 변화량 공식을 적용하여 계산합니다.
    $$m = \frac{PV}{RT_1}$$

    $$\Delta H = m C_p (T_2 - T_1)$$

    $$m = \frac{101.325 \times 15}{0.287 \times 273.15}$$

    $$m \approx 19.40 kg$$

    $$\Delta H = 19.40 \times 1.0 \times (373.15 - 273.15)$$

    $$\Delta H = 1940 kJ$$
  • (101.325*15/0.287*273)*1.0*(373-273)
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33. 어떤 압력의 포화수를 가열하여 동일한 압력의 건포화증기로 만들고자 한다. 이 때 소요되는 증발열이 가장 큰 포화수는 다음 중 어떤 압력일 경우인가?

  1. 0.5kgf/cm2
  2. 1.0kgf/cm2
  3. 10kgf/cm2
  4. 100kgf/cm2
(정답률: 60%)
  • 포화 증기표에서 압력이 낮을수록 증발열(잠열)은 커집니다.
    임계점에서는 증발열이 0이 됩니다.
    0.5kgf/cm²: 가장 낮은 압력이므로 증발열이 가장 큽니다.
    1.0kgf/cm²: 0.5kgf/cm²보다 압력이 높아 증발열이 더 작습니다.
    10kgf/cm²: 0.5kgf/cm²보다 압력이 높아 증발열이 더 작습니다.
    100kgf/cm²: 0.5kgf/cm²보다 압력이 높아 증발열이 더 작습니다.
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34. Carnot 사이클은 2개의 등온과정과 또 다른 2개의 어느 과정으로 구성되는가?

  1. 정압과정
  2. 등적과정
  3. 단열과정
  4. 폴리트로픽과정
(정답률: 75%)
  • 카르노 사이클은 두 개의 등온 과정과 두 개의 단열 과정으로 구성된 이상적인 열기관 사이클입니다.
    정압과정: 카르노 사이클의 구성 과정이 아닙니다.
    등적과정: 카르노 사이클의 구성 과정이 아닙니다.
    단열과정: 카르노 사이클의 구성 과정입니다.
    폴리트로픽과정: 카르노 사이클의 구성 과정이 아닙니다.
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35. 높이 50m인 폭포에서 물이 낙하할 때 위치에너지가 운동에너지로 변했다가 다시 열에너지로 변한다면 물의 온도는 대략 얼마나 올라가는가?

  1. 0.02℃
  2. 0.12℃
  3. 0.22℃
  4. 0.32℃
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 위치에너지(mgh)가 열에너지(mcΔT)로 전환되는 에너지 보존 법칙을 적용하여 물의 온도 변화를 구합니다.
    물의 비열은 4200 J/kg·K입니다.
    $$\Delta T = \frac{gh}{c}$$

    $$\Delta T = \frac{9.8 \times 50}{4200}$$

    $$\Delta T = 0.12 ℃$$
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36. 브레이튼 사이클(Brayton cycle)은 어떤 기관에 대한 이상적인 사이클인가?

  1. 가스터빈 기관
  2. 증기 기관
  3. 가솔린 기관
  4. 디젤 기관
(정답률: 77%)
  • 브레이튼 사이클은 가스터빈 기관의 이상적인 열역학적 사이클입니다.
    증기 기관: 랭킨 사이클이므로 오답.
    가솔린 기관: 오토 사이클이므로 오답.
    디젤 기관: 디젤 사이클이므로 오답.
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37. 성능계수(coefficient of performance)가 2.5인 냉동기가 있다. 15냉동톤(refrigeration ton)의 냉동용량을 얻기 위해서 냉동기에 공급해야할 동력(kW)은? (단, 1 냉동톤은 3.861kW 이다.)

  1. 20.5
  2. 23.2
  3. 27.5
  4. 29.7
(정답률: 70%)
  • 이 문제는 냉동기의 성능계수와 냉동용량을 이용하여 필요한 동력을 계산하는 문제입니다.
    성능계수(COP)는 냉동용량을 공급 동력으로 나눈 값입니다.
    $$W = \frac{Q_L}{COP}$$

    $$W = \frac{15 \times 3.861}{2.5}$$

    $$W = 23.166 \approx 23.2$$
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38. 500K의 고온 열저장조와 300K의 저온 열저장조 사이에서 작동되는 열기관이 낼 수 있는 최대 효율은?

  1. 100%
  2. 80%
  3. 60%
  4. 40%
(정답률: 67%)
  • 이 문제는 열기관이 낼 수 있는 최대 효율, 즉 카르노 효율을 구하는 문제입니다.
    카르노 효율은 고온원과 저온원의 절대온도를 이용하여 계산합니다.
    $$\eta_{max} = 1 - \frac{T_L}{T_H}$$

    $$\eta_{max} = 1 - \frac{300}{500}$$

    $$\eta_{max} = 0.4 = 40\%$$
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39. 30℃에서 기화잠열이 173kJ/kg인 어떤 냉매의 포화액-포화증기 혼합물 4kg을 가열하여 건도가 20%에서 30%로 증가되었다. 이 과정에서 냉매의 엔트로피증가량은 몇 kJ/K 인가?

  1. 69.2
  2. 2.31
  3. 0.228
  4. 0.057
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 냉매의 엔트로피 증가량을 계산하는 문제입니다.
    엔트로피 증가량은 질량, 기화잠열, 절대온도, 그리고 건도 변화량을 이용하여 계산합니다.
    $$\Delta S = m \cdot \frac{L}{T} \cdot (x_2 - x_1)$$

    $$\Delta S = 4 \cdot \frac{173}{303.15} \cdot (0.30 - 0.20)$$

    $$\Delta S = 0.228$$
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40. 온도 100℃, 압력 200kPa의 공기(이상기체)가 정압과정으로 최종온도가 200℃가 되었을 때 공기의 부피는 처음부피의 약 몇 배가 되는가?

  1. 1.12
  2. 1.27
  3. 1.52
  4. 2
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 정압과정에서 이상기체의 부피와 절대온도 관계를 나타내는 샤를의 법칙을 적용하여 부피 변화를 구합니다.
    $$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$$

    $$V_2 = V_1 \frac{(200 + 273.15)K}{(100 + 273.15)K}$$

    $$V_2 \approx 1.27 V_1$$
  • (273+200)/(273+100)
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3과목: 계측방법

41. 과열증기의 온도조절방법이 아닌 것은?

  1. 습증기의 일부를 과열기로 보내는 방법
  2. 연소가스의 유량을 가감하는 방법
  3. 과열기 전용화로를 설치하는 방법
  4. 과열증기의 일부를 배출하는 방법
(정답률: 60%)
  • 과열증기의 일부를 배출하는 방법은 온도 조절을 위한 일반적이고 효율적인 방법이 아닙니다.
    습증기의 일부를 과열기로 보내는 방법: 과열기 입구의 증기량을 조절하여 과열도를 변경합니다.
    연소가스의 유량을 가감하는 방법: 과열기에 공급되는 열량을 조절하여 과열도를 변경합니다.
    과열기 전용화로를 설치하는 방법: 별도의 화로에서 과열기를 가열하여 온도를 조절합니다.
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42. 다음 각 물리량에 대한 SI 유도단위의 기호로 틀린 것은?

  1. 압력-파스칼(pascal)
  2. 에너지-칼로리(calorie)
  3. 일률-와트(watt)
  4. 광선속-루멘(lumen)
(정답률: 76%)
  • 에너지의 SI 유도단위는 줄(Joule)이며, 칼로리(calorie)는 SI 단위가 아닌 열량 단위입니다.
    압력-파스칼(pascal): 압력의 SI 유도단위입니다.
    일률-와트(watt): 일률의 SI 유도단위입니다.
    광선속-루멘(lumen): 광선속의 SI 유도단위입니다.
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43. 속도의 수두차를 측정하는 유량계가 아닌 것은?

  1. 피토관(Pitot tube)
  2. 로터미터(Rota meter)
  3. 오리피스미터(Orifice meter)
  4. 벤투리미터(Venturi meter)
(정답률: 78%)
  • 로터미터는 유체의 흐름에 의해 부자가 뜨는 높이를 측정하여 유량을 알아내는 면적식 유량계입니다.
    피토관(Pitot tube): 유체의 동압과 정압의 차이를 이용하여 속도를 측정합니다.
    오리피스미터(Orifice meter): 유체가 오리피스를 통과할 때 발생하는 압력차를 이용하여 유량을 측정합니다.
    벤투리미터(Venturi meter): 유체가 벤투리관을 통과할 때 단면적 변화에 따른 압력차를 이용하여 유량을 측정합니다.
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44. 염화리튬이 공기 수증기압과 평형을 이룰 때 생기는 온도 저하를 저항온도계로써 측정하여 습도를 알아내는 습도계는?

  1. 아스만 습도계
  2. 듀셀 노점계
  3. 전기저항식 습도계
  4. 광전관식 노점계
(정답률: 76%)
  • 듀셀 노점계는 염화리튬 용액의 평형 수증기압과 공기 중 수증기압이 같아질 때 발생하는 온도 변화를 측정하여 노점 온도를 구하는 방식입니다.
    아스만 습도계: 건습구 습도계의 일종으로, 두 개의 온도계를 사용하여 습도를 측정합니다.
    전기저항식 습도계: 습도에 따라 전기 저항이 변하는 소자를 이용합니다.
    광전관식 노점계: 거울 표면에 이슬이 맺히는 것을 광학적으로 감지하여 노점을 측정합니다.
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45. 오차의 정의로서 맞는 것은?

  1. 오차 = 측정값 - 참값
  2. 오차 = 참값 / 측정값
  3. 오차 = 참값 + 측정값
  4. 오차= 측정값 × 참값
(정답률: 86%)
  • 오차는 측정값이 참값으로부터 얼마나 벗어났는지를 나타내는 값으로, 측정값에서 참값을 뺀 값으로 정의된다.
    오차 = 참값 / 측정값: 오차의 정의가 아니므로 오답.
    오차 = 참값 + 측정값: 오차의 정의가 아니므로 오답.
    오차= 측정값 × 참값: 오차의 정의가 아니므로 오답.
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46. 다음 금속 중 측온(測溫)저항체로 쓰이지 않는 것은?

  1. Cu
  2. Fe
  3. Ni
  4. Pt
(정답률: 69%)
  • 철(Fe)은 온도에 따른 저항 변화가 비선형적이고 산화되기 쉬워 측온저항체로 적합하지 않다.
    Cu: 구리(Cu)는 저항 온도 계수가 크고 선형적이며 가격이 저렴하여 측온저항체로 사용된다.
    Ni: 니켈(Ni)은 저항 온도 계수가 크고 비교적 선형적이며 측온저항체로 사용된다.
    Pt: 백금(Pt)은 저항 온도 계수가 안정적이고 선형성이 우수하며 넓은 온도 범위에서 정밀 측정이 가능하여 가장 널리 사용되는 측온저항체이다.
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47. 액주에 의한 압력측정에서 정밀 측정을 위한 보정(補正)으로 반드시 필요로 하지 않는 것은?

  1. 모세관 현상의 보정
  2. 중력의 보정
  3. 온도의 보정
  4. 높이의 보정
(정답률: 83%)
  • 액주 압력 측정에서 높이는 측정값 자체이므로 보정의 대상이 아니다.
    모세관 현상의 보정: 액체의 표면장력으로 인한 오차를 보정해야 하므로 오답.
    중력의 보정: 측정 장소의 중력 가속도 변화에 따른 오차를 보정해야 하므로 오답.
    온도의 보정: 액체의 밀도 변화에 따른 오차를 보정해야 하므로 오답.
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48. 관로(官路)에 설치된 오리피스 전후의 압력차는?

  1. 유량의 제곱에 비례한다.
  2. 유량의 제곱근에 비례한다.
  3. 유량의 제곱에 반비례한다.
  4. 유량의 제곱근에 반비례한다.
(정답률: 64%)
  • 오리피스를 통한 유량 측정 시, 유량은 압력차의 제곱근에 비례하므로, 압력차는 유량의 제곱에 비례한다.
    유량의 제곱근에 비례한다: 압력차가 아닌 유량이 압력차의 제곱근에 비례하므로 오답.
    유량의 제곱에 반비례한다: 비례 관계이므로 오답.
    유량의 제곱근에 반비례한다: 비례 관계이므로 오답.
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49. 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 진행하는 제어방식은?

  1. 시퀀스 제어(Sequence control)
  2. 피드백 제어(Feedback control)
  3. 피드포워드 제어(Feed forward control)
  4. 적분 제어(Integral control)
(정답률: 86%)
  • 시퀀스 제어는 미리 정해진 순서에 따라 각 단계가 순차적으로 진행되는 제어 방식이다.
    피드백 제어(Feedback control): 출력값을 측정하여 목표값과 비교 후 오차를 줄이는 제어이므로 오답.
    피드포워드 제어(Feed forward control): 외란을 미리 예측하여 제어량을 조절하는 방식이므로 오답.
    적분 제어(Integral control): 제어 동작의 한 종류로, 오차의 누적값을 이용하여 제어량을 조절하는 방식이므로 오답.
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50. 다음 중 SI 기본단위를 바르게 표현한 것은?

  1. 길이-밀리미터
  2. 질량-그램
  3. 시분-분
  4. 전류-암페어
(정답률: 88%)
  • 전류의 SI 기본단위는 암페어(Ampere, A)입니다.
    길이-밀리미터: 길이의 SI 기본단위는 미터(meter, m)이므로 오답.
    질량-그램: 질량의 SI 기본단위는 킬로그램(kilogram, kg)이므로 오답.
    시분-분: 시간의 SI 기본단위는 초(second, s)이므로 오답.
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51. 시이드(sheath)형 측온저항체의 특성이 아닌 것은?

  1. 응답성이 빠르다.
  2. 진동에 강하다.
  3. 가소성이 없다.
  4. 국부적인 측온에 사용된다.
(정답률: 65%)
  • 시이드(sheath)형 측온저항체는 금속 보호관 내부에 저항체가 충전되어 있어 유연하게 구부릴 수 있는 가소성을 가집니다.
    응답성이 빠르다: 시이드형은 열용량이 작아 응답성이 빠르므로 오답이 아님.
    진동에 강하다: 내부 충전재로 인해 진동에 강하므로 오답이 아님.
    국부적인 측온에 사용된다: 소형화가 가능하여 좁은 공간이나 국부적인 온도 측정에 적합하므로 오답이 아님.
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52. 원인을 알 수 없는 오차로서 측정할 때 마다 측정값이 일정하지 않고 분포현상을 일으키는 오차는?

  1. 계량기 오차
  2. 과오에 의한 오차
  3. 계통적 오차
  4. 우연 오차
(정답률: 87%)
  • 우연 오차는 측정 시 예측할 수 없는 불규칙한 원인으로 발생하며, 측정값이 일정하지 않고 분포 현상을 보이는 오차입니다.
    계량기 오차: 계량기 자체의 결함이나 보정 부족으로 발생하는 오차이므로 오답.
    과오에 의한 오차: 측정자의 부주의나 실수로 발생하는 오차이므로 오답.
    계통적 오차: 측정 방법, 기기, 환경 등 일정한 경향을 가지고 반복적으로 발생하는 오차이므로 오답.
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53. 내경 300mm인 원관 내에 3kg/s의 공기가 유입되고 있다. 이 때 관내의 압력 200kPa, 온도 25℃, 공기기체상수는 287J/kg·K이라고 할 때 공기평균속도는 약 몇 m/s인가?

  1. 1.8
  2. 2.4
  3. 18.2
  4. 23.5
(정답률: 42%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식과 질량유량 공식을 이용하여 공기의 평균 속도를 구합니다.
    $$V = \frac{\dot{m} R T}{P \cdot \frac{\pi D^2}{4}}$$

    $$V = \frac{3 \cdot 287 \cdot (25+273.15)}{200 \times 10^3 \cdot \frac{\pi \cdot (0.3)^2}{4}}$$

    $$V = 18.15$$
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54. 물이 흐르고 있는 공정 상의 두 지점에서 압력 차이를 측정하기 위해 그림과 같은 압력계를 사용하였다. 압력계 내 액의 비중은 1.1이고 양쪽 관의 높이가 그림과 같을 때 지점(1) 과 (2) 에서의 압력 차이는 몇 dyne/cm2인가?

  1. 5
  2. 48
  3. 157
  4. 1568
(정답률: 52%)
  • 이 문제는 U자관 압력계를 이용한 압력 차이 계산 문제입니다.
    압력 차이는 유체와 측정액의 밀도 차이, 중력 가속도, 그리고 높이 차이를 곱하여 구합니다.
    $$\Delta P = (\rho_f - \rho) \cdot g \cdot h_f$$

    $$\Delta P = (1.1 g/cm^3 - 1 g/cm^3) \cdot 980 cm/s^2 \cdot (390 mm - 374 mm)$$

    $$\Delta P = (0.1 g/cm^3) \cdot 980 cm/s^2 \cdot 1.6 cm = 156.8 dyne/cm^2 \approx 157 dyne/cm^2$$
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55. 다음 중 용적식 유량계가 아닌 것은?

  1. 습식가스미터
  2. 원판식 유량계
  3. 아뉴바 유량계
  4. 오벌식 유량계
(정답률: 55%)
  • 아뉴바 유량계는 차압식 유량계의 일종으로, 유체의 흐름에 의해 발생하는 압력차를 측정하여 유량을 계산하는 방식입니다.
    습식가스미터: 용적식 유량계입니다.
    원판식 유량계: 용적식 유량계입니다.
    오벌식 유량계: 용적식 유량계입니다.
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56. 다음 중 비접촉식 온도계가 아닌 것은?

  1. 광고 온도계(Optical pyrometer)
  2. 바이메탈 온도계(Bimetal pyrometer)
  3. 방사 온도계(Radiation pyrometer)
  4. 광전관식 온도계(Photoeletric pyrometer)
(정답률: 82%)
  • 바이메탈 온도계는 두 종류의 금속 팽창률 차이를 이용하는 접촉식 온도계입니다.
    광고 온도계(Optical pyrometer): 비접촉식 온도계입니다.
    방사 온도계(Radiation pyrometer): 비접촉식 온도계입니다.
    광전관식 온도계(Photoeletric pyrometer): 비접촉식 온도계입니다.
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57. 전자유량계의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 압력손실이 거의 없다.
  2. 응답이 매우 빠르다.
  3. 높은 내식성을 유지할 수 있다.
  4. 모든 액체의 유량 측정이 가능하다.
(정답률: 80%)
  • 전자유량계는 전도성 유체에만 적용 가능하므로 모든 액체의 유량 측정이 가능하지 않습니다.
    압력손실이 거의 없다: 전자유량계의 장점입니다.
    응답이 매우 빠르다: 전자유량계의 장점입니다.
    높은 내식성을 유지할 수 있다: 전자유량계의 장점입니다.
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58. 계측에 있어 측정의 참값을 판단하는 계의 특성 중 동특성에 해당하는 것은?

  1. 감도
  2. 직선성
  3. 히스테리시스 오차
  4. 시간지연과 동오차
(정답률: 62%)
  • 계측기의 동특성은 시간 변화에 따른 입력에 대한 출력의 응답 특성을 나타냅니다.
    시간지연과 동오차는 동특성에 해당합니다.
    감도: 정특성입니다.
    직선성: 정특성입니다.
    히스테리시스 오차: 정특성입니다.
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59. 다음 각 압력계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 벨로우즈 압력계는 탄성식 압력계이다.
  2. 다이어프램 압력계의 박판재료로 인청동, 고무를 사용할 수 있다.
  3. 침종식 압력계는 압력이 낮은 기체의 압력 측정에 적당하다.
  4. 탄성식 압력계의 일반교정용 시험기로는 전기식 표전압력계가 주로 사용된다.
(정답률: 71%)
  • 탄성식 압력계의 일반 교정용 시험기로는 주로 정하중식 압력계(Dead Weight Tester)가 사용됩니다.
    벨로우즈 압력계는 탄성식 압력계이다: 벨로우즈 압력계는 탄성 변형을 이용하는 탄성식 압력계이므로 옳은 설명.
    다이어프램 압력계의 박판재료로 인청동, 고무를 사용할 수 있다: 다이어프램 압력계의 박판 재료로 인청동, 고무 등이 사용될 수 있으므로 옳은 설명.
    침종식 압력계는 압력이 낮은 기체의 압력 측정에 적당하다: 침종식 압력계는 낮은 압력의 기체 측정에 적합하므로 옳은 설명.
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60. 오벌(oval)식 유량계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 타원형 치차의 맞물림을 이용하므로 비교적 측정정도가 높다.
  2. 기체유량 측정은 불가능하다.
  3. 유량계의 앞부분에 여과기(strainer)를 설치하지 않아도 된다.
  4. 설치가 간단하고 내구력이 우수하다.
(정답률: 78%)
  • 오벌 유량계는 이물질에 의해 치차의 마모나 고장이 발생할 수 있으므로 유량계 앞부분에 반드시 여과기를 설치해야 합니다.
    타원형 치차의 맞물림을 이용하므로 비교적 측정정도가 높다: 오벌 유량계는 타원형 치차의 맞물림을 이용하며 측정 정도가 높으므로 옳은 설명.
    기체유량 측정은 불가능하다: 오벌 유량계는 액체 유량 측정에 주로 사용되며 기체 유량 측정은 어렵거나 불가능하므로 옳은 설명.
    설치가 간단하고 내구력이 우수하다: 오벌 유량계는 구조가 비교적 간단하고 내구성이 우수하므로 옳은 설명.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 다음 중 열전도율이 가장 적은 것은?

  1. 철
  2. 고무
  3. 물
  4. 공기
(정답률: 75%)
  • 공기는 기체 상태로, 다른 고체나 액체에 비해 분자 간 거리가 멀어 열전달 효율이 낮으므로 열전도율이 가장 적습니다.
    철: 금속으로 열전도율이 매우 높으므로 오답.
    고무: 비금속 고체로 물보다 열전도율이 낮지만 공기보다는 높으므로 오답.
    물: 액체로 공기보다 열전도율이 높으므로 오답.
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62. 터널가마(Tunnel kiln)의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 연속식 가마이다.
  2. 사용연료에 제한이 없다.
  3. 대량생산이 가능하고 유지비가 저렴하다.
  4. 노내 온도조절이 용이하다.
(정답률: 77%)
  • 터널가마는 연료의 종류에 따라 구조가 달라지므로 사용 연료에 제한이 있습니다.
    연속식 가마이다: 터널가마는 연속식 가마이므로 옳은 설명.
    대량생산이 가능하고 유지비가 저렴하다: 터널가마는 대량생산에 적합하고 유지비가 저렴하므로 옳은 설명.
    노내 온도조절이 용이하다: 터널가마는 노내 온도조절이 용이하므로 옳은 설명.
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63. 에너지이용합리화 관련법에서 정한 검사를 받아야 하는 소형온수보일러의 기준은?

  1. 가스사용량이 15kg/h를 초과하는 보일러
  2. 가스사용량이 17kg/h를 초과하는 보일러
  3. 가스사용량이 19kg/h를 초과하는 보일러
  4. 가스사용량이 21kg/h를 초과하는 보일러
(정답률: 85%)
  • 에너지이용합리화법 시행규칙 별표 1에 따라 가스사용량이 17kg/h를 초과하는 소형온수보일러는 검사 대상입니다.
    가스사용량이 15kg/h를 초과하는 보일러: 기준 미달입니다.
    가스사용량이 19kg/h를 초과하는 보일러: 기준 초과입니다.
    가스사용량이 21kg/h를 초과하는 보일러: 기준 초과입니다.
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64. 에너지이용합리화법에 명시된 에너지관리공단의 설립목적은?

  1. 시, 도의 기능을 대신하기 위하여
  2. 정부의 과대한 업무를 일부 분담키 위하여
  3. 에너지수급 및 동향을 효율적인 방안으로 관리하기 위하여
  4. 에너지이용합리화 사업을 효율적으로 추진하기 위하여
(정답률: 69%)
  • 에너지관리공단(현 한국에너지공단)은 에너지이용합리화 사업을 효율적으로 추진하기 위해 설립되었습니다.
    시, 도의 기능을 대신하기 위하여: 시, 도의 기능 대행이 주 목적이 아닙니다.
    정부의 과대한 업무를 일부 분담키 위하여: 정부 업무 분담보다는 에너지이용합리화 사업 추진이 핵심입니다.
    에너지수급 및 동향을 효율적인 방안으로 관리하기 위하여: 에너지수급 관리는 정부의 역할이며, 공단은 합리화 사업 추진에 중점을 둡니다.
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65. 에너지이용합리화관련법상 열사용기자재에 해당하는 것은?

  1. 선박용 보일러
  2. 고압가스 압력용기
  3. 철도차량용 보일러
  4. 금속요로
(정답률: 72%)
  • 금속요로는 에너지이용합리화법상 열사용기자재에 명시적으로 포함됩니다.
    선박용 보일러: 선박안전법의 적용을 받으므로 제외됩니다.
    고압가스 압력용기: 고압가스 안전관리법의 적용을 받으므로 제외됩니다.
    철도차량용 보일러: 철도안전법의 적용을 받으므로 제외됩니다.
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66. 다음 보온재 중 가장 낮은 온도에서 사용될 수 있는 것은?

  1. 석면
  2. 규조토
  3. 우레탄 폼
  4. 탄산마그네슘
(정답률: 84%)
  • 우레탄 폼은 일반적으로 -200℃에서 100℃ 정도의 낮은 온도 범위에서 사용되는 보온재입니다.
    석면: 고온용 보온재로 사용됩니다.
    규조토: 고온용 보온재로 사용됩니다.
    탄산마그네슘: 고온용 보온재로 사용됩니다.
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67. 에너지이용합리화법상의 “목표에너지원단위”란?

  1. 열사용기기당 단위시간에 사용할 열의 사용 목표량
  2. 각 회사마다 단위기간 동안 사용할 열의 사용 목표량
  3. 에너지를 사용하여 만드는 제품의 단위당 에너지사용 목표량
  4. 보일러에서 증기 1톤을 발생할 때 사용할 연료의 사용목표량
(정답률: 86%)
  • 에너지를 사용하여 만드는 제품의 단위당 에너지사용 목표량은 목표에너지원단위의 정확한 정의입니다.
    열사용기기당 단위시간에 사용할 열의 사용 목표량: 특정 기기 기준이 아닌 제품 생산량 기준입니다.
    각 회사마다 단위기간 동안 사용할 열의 사용 목표량: 회사 전체가 아닌 제품 단위당 기준입니다.
    보일러에서 증기 1톤을 발생할 때 사용할 연료의 사용목표량: 보일러에 한정된 것이 아니며, 제품 단위당 기준입니다.
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68. 실리카(silica)의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 온도변화에 따라 결정형이 달라진다.
  2. 광화제가 전이를 촉진시킨다.
  3. 고온전이형이 되면 비중이 작아진다.
  4. 규석은 가장 안정한 광물로서 온도변화의 영향을 받지 않는다.
(정답률: 66%)
  • 규석(석영)은 온도 변화에 따라 결정형이 변하며, 특히 고온에서 다른 실리카 결정형으로 전이된다.
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69. 효율관리기자재 중 최저 소비효율기준에 미달하거나 최대 사용량 기준을 초과한 것의 생산 또는 판매 금지 명령을 위반한 자에 해당하는 벌칙은?

  1. 2000만원 이하의 벌금
  2. 500만원 이하의 벌금
  3. 1000만원 이하의 과태료
  4. 500만원 이하의 과태료
(정답률: 57%)
  • 효율관리기자재의 생산·판매 금지 명령 위반 시 에너지이용 합리화법에 따라 2천만원 이하의 벌금에 처한다.
    500만원 이하의 벌금: 해당 위반 사항에 대한 벌칙이 아니다.
    1000만원 이하의 과태료: 해당 위반 사항에 대한 벌칙이 아니다.
    500만원 이하의 과태료: 해당 위반 사항에 대한 벌칙이 아니다.
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70. 옥내온도는 15℃, 외기온도가 5℃일 때 콘크리트 벽(두께 10cm, 길이 10m 및 높이 5m)을 통한 열손실이 1500kcal/h이라면 외부 표면 열전달계수는 약 몇 kcal/m2·h·℃인가? (단, 내부표면 열전달계수는 8.0kcal/m2·h·℃이고 콘크리트 열전도율은 0.7443kcal/m·h·℃이다.)

  1. 11.5
  2. 13.5
  3. 15.5
  4. 17.5
(정답률: 49%)
  • 총괄 열전달계수와 열손실 공식을 이용하여 외부 표면 열전달계수를 구합니다.
    $$Q = U \cdot A \cdot \Delta T$$

    $$\frac{1}{U} = \frac{1}{h_i} + \frac{x}{k} + \frac{1}{h_o}$$

    $$U = \frac{1500}{50 \cdot (15 - 5)} = 3$$

    $$\frac{1}{h_o} = \frac{1}{3} - \frac{1}{8} - \frac{0.1}{0.7443}$$

    $$h_o \approx 13.5$$
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71. 신축이음에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 슬리브형은 단식과 복식의 2종류가 있으며 고온, 고압에 사용한다.
  2. 루프형은 고압에 잘 견디며 주로 고압증기의 옥외 배관에 사용한다.
  3. 벨로즈형은 신축으로 인한 응력을 받지 않는다.
  4. 스위블형은 온수 또는 저압증기의 배관에 사용하며 큰 신축에 대하여는 누설의 염려 가 있다.
(정답률: 72%)
  • 슬리브형 신축이음은 고온, 고압에 부적합하며, 주로 저압 배관에 사용된다.
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72. 다음 중 에너지 저장의무 부과 대상자가 아닌 자는? (문제 오류로 실제 시험에서는 2,3번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 전기사업법에 의한 전기 사업자
  2. 석유사업법에 의한 석유정제업자
  3. 액화가스사업법에 의한 액화가스 사업자
  4. 연간 2만 석유환산톤의 에너지 다소비 사업자
(정답률: 69%)
  • 에너지이용 합리화법 시행령 제15조(에너지 저장의무 부과 대상자)에 따르면 석유사업법에 의한 석유정제업자는 에너지 저장의무 부과 대상자가 아닙니다. (참고: 실제 시험에서는 2, 3번 모두 정답 처리되었으나, 문제 지시에 따라 2번을 정답으로 간주합니다.)
    전기사업법에 의한 전기 사업자: 에너지 저장의무 부과 대상자에 해당하므로 오답.
    액화가스사업법에 의한 액화가스 사업자: 에너지 저장의무 부과 대상자에 해당하므로 오답.
    연간 2만 석유환산톤의 에너지 다소비 사업자: 에너지 저장의무 부과 대상자에 해당하므로 오답.
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73. 에너지절약전문기업의 등록이 취소된 에너지절약전문기업은 원칙적으로 등록 취소일로부터 얼마의 기간이 지나면 다시 등록을 할 수 있는가?

  1. 1년
  2. 2년
  3. 3년
  4. 5년
(정답률: 78%)
  • 에너지이용 합리화법 시행규칙 제29조(에너지절약전문기업의 등록취소 등)에 따라 등록이 취소된 에너지절약전문기업은 등록 취소일로부터 2년이 지나야 다시 등록할 수 있습니다.
    1년: 규정된 기간이 아니므로 오답.
    3년: 규정된 기간이 아니므로 오답.
    5년: 규정된 기간이 아니므로 오답.
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74. 볼밸브(ball valve)의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유로가 배관과 같은 형상으로 유체의 저항이 적다.
  2. 밸브의 개폐가 쉽고 조작이 간편하여 자동조작밸브로 활용된다.
  3. 이음쇠 구조가 없기 때문에 설치공간이 작아도 되고 보수가 쉽다.
  4. 밸브대가 90° 회전하므로 패킹과의 원주방향 움직임이 크기 때문에 기밀성이 약하다.
(정답률: 80%)
  • 볼밸브는 밸브대가 90° 회전하며 개폐되지만, 패킹과의 접촉면이 넓고 밀착성이 좋아 기밀성이 우수합니다.
    유로가 배관과 같은 형상으로 유체의 저항이 적다: 볼밸브는 유로가 직선형으로 유체 저항이 적어 옳은 설명입니다.
    밸브의 개폐가 쉽고 조작이 간편하여 자동조작밸브로 활용된다: 90° 회전으로 개폐가 빠르고 조작이 용이하여 옳은 설명입니다.
    이음쇠 구조가 없기 때문에 설치공간이 작아도 되고 보수가 쉽다: 콤팩트한 구조로 설치 및 보수가 용이하여 옳은 설명입니다.
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75. 검사대상기기 설치자가 해당기기를 검사를 받지 않고 사용하였을 경우의 벌칙으로 맞는 것은?

  1. 2년 이하의 징역 또는 2천만원 이하의 벌금
  2. 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금
  3. 2천만원 이하의 과태료
  4. 1천만원 이하의 과태료
(정답률: 72%)
  • 에너지이용 합리화법 제78조(벌칙)에 따라 검사대상기기 설치자가 검사를 받지 않고 사용한 경우 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금에 처해집니다.
    2년 이하의 징역 또는 2천만원 이하의 벌금: 해당 위반 사항에 대한 벌칙이 아니므로 오답.
    2천만원 이하의 과태료: 과태료가 아닌 벌금 및 징역형이므로 오답.
    1천만원 이하의 과태료: 과태료가 아닌 벌금 및 징역형이므로 오답.
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76. 염기성 슬래그나 용융금속에 대한 내침식성이 크므로 염기성 제강로의 노재로 주로 사용되는 내화벽돌은?

  1. 마그네시아질 벽돌
  2. 규석 벽돌
  3. 샤모트 벽돌
  4. 알루미나질 벽돌
(정답률: 75%)
  • 마그네시아질 벽돌은 염기성 내화물로, 염기성 슬래그 및 용융금속에 대한 내침식성이 우수하여 염기성 제강로에 주로 사용됩니다.
    규석 벽돌: 산성 내화물로 염기성 슬래그에 약하므로 오답.
    샤모트 벽돌: 점토질 내화물로 염기성 슬래그에 대한 내침식성이 낮으므로 오답.
    알루미나질 벽돌: 중성 내화물에 가까우며, 염기성 슬래그에 대한 내침식성이 마그네시아질 벽돌보다 낮으므로 오답.
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77. 국가에너지절약추진위원회의 구성에 해당하지 않는 자는?

  1. 해양수산부차관
  2. 교육부차관
  3. 한국지역난방공사 사장
  4. 한국가스안전공사 사장
(정답률: 57%)
  • 국가에너지절약추진위원회는 주로 정부 부처의 차관급 인사들로 구성되며, 한국가스안전공사 사장은 해당 위원회 구성원에 포함되지 않습니다.
    해양수산부차관: 위원회 구성원에 포함된다.
    교육부차관: 위원회 구성원에 포함된다.
    한국지역난방공사 사장: 위원회 구성원에 포함된다.
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78. 용광로의 원료 중 코크스의 역할로 옳은 것은?

  1. 탈황작용
  2. 흡탄작용
  3. 매용제(煤熔劑)
  4. 탈산작용
(정답률: 74%)
  • 코크스는 용광로에서 철광석을 환원시키는 환원제 역할과 함께 용선에 탄소를 공급하는 흡탄작용을 합니다.
    탈황작용: 탈황은 주로 석회석(CaO)의 역할이다.
    매용제(煤熔劑): 매용제는 주로 석회석(CaCO3)으로, 불순물과 결합하여 슬래그를 형성한다.
    탈산작용: 코크스는 환원제로서 탈산작용을 하지만, 흡탄작용 또한 용선에 탄소를 공급하는 중요한 역할이다.
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79. 효율관리기자재의 제조업자가 효율관리시험기관으로부터 측정결과를 통보받은 날 또는 자제측정을 완료한 날부터 며칠 이내에 에너지관리공단에 신고하여야 하는가?(관련 규정 개정전 문제로 여기서는 기존정답인 3번을 누르면 정답 처리됩니다. 자세한 내용은 해설을 참고하세요.)

  1. 15일
  2. 30일
  3. 60일
  4. 90일
(정답률: 55%)
  • 효율관리기자재 운용규정에 따라 제조업자는 측정결과 통보일 또는 자체측정 완료일로부터 60일 이내에 에너지관리공단에 신고해야 합니다.
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80. 다이어프램 밸브(diaphragm valve)에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 화학약품을 차단함으로써 금속부분의 부식을 방지한다.
  2. 기밀을 유지하기 위한 패킹을 필요로 하지 않는다.
  3. 저항이 적어 유체의 흐름이 원활하다.
  4. 유체가 일정 이상의 압력이 되면 작동하여 유체를 분출시킨다.
(정답률: 72%)
  • 다이어프램 밸브는 유체와 금속 부분을 다이어프램으로 분리하여 부식을 방지하고 패킹 없이 기밀을 유지하는 밸브입니다.
    유체가 일정 이상의 압력이 되면 작동하여 유체를 분출시키는 것은 안전 밸브 또는 릴리프 밸브의 기능입니다.
    화학약품을 차단함으로써 금속부분의 부식을 방지한다: 다이어프램이 유체와 밸브 몸체를 분리하여 부식을 방지한다.
    기밀을 유지하기 위한 패킹을 필요로 하지 않는다: 다이어프램 자체가 기밀을 유지하므로 별도의 패킹이 필요 없다.
    저항이 적어 유체의 흐름이 원활하다: 일부 다이어프램 밸브(직통형)는 유체 저항이 적어 흐름이 원활하다.
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5과목: 열설비설계

81. 대류 열전달에서 대류열전달계수(경막계수)의 단위는?

  1. kcal/℃
  2. kcal/kg·℃
  3. kcal/m·h·℃
  4. kcal/m2·h·℃
(정답률: 72%)
  • 대류열전달계수는 단위 면적당, 단위 시간당, 단위 온도차당 전달되는 열량의 단위이다.
    kcal/℃: 열용량의 단위이다.
    kcal/kg·℃: 비열의 단위이다.
    kcal/m·h·℃: 열전도율의 단위이다.
    kcal/m²·h·℃: 정답.
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82. 보일러의 부속장치인 이코노마이저에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 통풍손실이 발생할 수 있다.
  2. 저온부식이 발생할 수 있다.
  3. 증발능력을 상승시킨다.
  4. 열응력을 증가시킨다.
(정답률: 52%)
  • 이코노마이저는 급수를 예열하여 보일러 본체의 열응력을 감소시키는 효과가 있다.
    통풍손실이 발생할 수 있다: 배기가스 통로에 설치되어 통풍 저항을 증가시킨다.
    저온부식이 발생할 수 있다: 배기가스 온도가 낮아져 노점 이하로 떨어질 경우 발생할 수 있다.
    증발능력을 상승시킨다: 급수를 예열하여 보일러의 증발 효율을 높인다.
    열응력을 증가시킨다: 급수를 예열하여 보일러 본체로 들어가는 물과 보일러 벽면의 온도차를 줄여 열응력을 감소시킨다.
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83. 보일러 수(水)의 분출의 목적이 아닌 것은?

  1. 물의 순환을 촉진한다.
  2. 가성취화를 방지한다.
  3. 프라이밍 및 포밍을 촉진한다.
  4. 관수의 pH를 조절한다.
(정답률: 84%)
  • 보일러 수의 분출은 불순물을 제거하여 프라이밍 및 포밍을 방지하는 것이 목적이다.
    물의 순환을 촉진한다: 분출의 주된 목적이 아니다.
    가성취화를 방지한다: 보일러 수의 농축된 알칼리 성분을 배출하여 가성취화를 방지한다.
    프라이밍 및 포밍을 촉진한다: 프라이밍 및 포밍을 방지하는 것이 목적이므로 오답.
    관수의 pH를 조절한다: 농축된 불순물과 알칼리 성분을 배출하여 pH를 적정 수준으로 유지한다.
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84. 맞대기 용접은 용접방법에 따라 그루브를 만들어야 한다. 판 두께 10mm에 할 수 있는 그루브의 형상이 아닌 것은?

  1. V형
  2. R형
  3. H형
  4. J형
(정답률: 79%)
  • 판 두께 10mm에서는 H형 그루브는 일반적으로 사용되지 않는다.
    V형: 얇은 판에서 두꺼운 판까지 널리 사용된다.
    R형: 일반적으로 그루브 형상으로 잘 언급되지 않는다.
    H형: 두꺼운 판에 적용하기 어렵다.
    J형: 두꺼운 판에 적용되며, 용접량이 적고 변형이 적다.
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85. 흑체로부터의 복사전열량은 절대온도(T)의 몇 제곱에 비례하는가?

  1. √2
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 80%)
  • 스테판-볼츠만 법칙에 따라 흑체의 복사전열량은 절대온도의 4제곱에 비례한다.
    √2: 오답.
    2: 오답.
    3: 오답.
    4: 정답.
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86. 피치가 200mm 이하이고, 골의 길이가 38mm 이상인 것의 파형 노통의 종류는?

  1. 모리슨형
  2. 데이톤형
  3. 폭스형
  4. 리즈포지형
(정답률: 71%)
  • 폭스형 파형 노통은 피치가 200mm 이하이고 골의 길이가 38mm 이상인 특징을 가집니다.
    모리슨형: 피치가 200mm 이상인 경우가 많으므로 오답.
    데이톤형: 피치와 골의 길이가 폭스형과 다르므로 오답.
    리즈포지형: 피치와 골의 길이가 폭스형과 다르므로 오답.
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87. 최고사용압력 1.5MPa, 파형 형상에 따른 정수(C)를 1100으로 할 때 노통의 평균지름이 1100mm인 파형노통의 최소 두께는 약 몇 mm인가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 69%)
  • 이 문제는 보일러 파형노통의 최소 두께를 구하는 공식을 적용합니다.
    압력 단위는 kgf/cm²로 변환하여 사용합니다.
    $$t = \frac{P \cdot D}{C}$$

    $$t = \frac{(1.5 \cdot 10.197) kgf/cm^2 \cdot 1100 mm}{1100}$$

    $$t = 15.2955 mm \approx 15 mm$$
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88. 다음 중 증기와 응축수의 온도 차이를 이용하여 작동하는 증기트랩은?

  1. 바이메탈식
  2. 상향버켓식
  3. 플로트식
  4. 오리피스식
(정답률: 71%)
  • 바이메탈식 증기트랩은 증기와 응축수의 온도 차이에 따라 바이메탈 스트립이 팽창하거나 수축하여 밸브를 개폐하는 방식으로 작동합니다.
    상향버켓식: 응축수와 증기의 밀도 차이를 이용하므로 오답.
    플로트식: 응축수와 증기의 밀도 차이를 이용하므로 오답.
    오리피스식: 응축수와 증기의 압력 차이를 이용하므로 오답.
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89. 두께 4mm강의 평판에서 고온측 면의 온도가 100℃이고 저온측 면의 온도가 80℃이며 매분당 30000kJ/m2의 전열을 한다고 하면 이 강판의 열전도율은 약 몇 W/m 인가?

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 48%)
  • 이 문제는 푸리에의 열전도 법칙을 적용하여 열전도율을 구합니다.
    전열량을 W/m² 단위로 변환하여 계산합니다.
    $$k = \frac{Q/A \cdot L}{\Delta T}$$

    $$k = \frac{(30000 \cdot 1000 / 60) W/m^2 \cdot 0.004 m}{(100 - 80) ℃}$$

    $$k = 100 W/m·℃$$
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90. 횡연관식 보일러에서 연관의 배열을 바둑판 모양으로 하는 주된 이유는?

  1. 보일러 강도상 유리하므로
  2. 관의 배치를 많게 하기 위하여
  3. 물의 순환을 양호하게 하기 위하여
  4. 연소가스의 흐름을 원활하게 하기 위하여
(정답률: 80%)
  • 횡연관식 보일러에서 연관을 바둑판 모양으로 배열하면 연관 사이의 물이 자유롭게 순환하여 열전달 효율을 높이고 과열을 방지할 수 있습니다.
    보일러 강도상 유리하므로: 강도보다는 물의 순환이 주된 목적이므로 오답.
    관의 배치를 많게 하기 위하여: 바둑판 배열은 관의 배치 밀도를 높이는 것보다 물의 순환에 중점을 둡니다.
    연소가스의 흐름을 원활하게 하기 위하여: 연소가스 흐름보다는 물의 순환이 주된 목적이므로 오답.
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91. 계산에 사용하는 재료의 허용전단응력은 허용인장응력의 얼마로 하는가?

  1. 허용전단응력은 허용인정응력의 70%로 한다.
  2. 허용전단응력은 허용인정응력의 80%로 한다.
  3. 허용전단응력은 허용인정응력의 90%로 한다.
  4. 허용전단응력은 허용인정응력과 같게 취한다.
(정답률: 65%)
  • 재료의 허용전단응력은 일반적으로 허용인장응력의 약 80%로 취합니다.
    이는 전단 파괴가 인장 파괴보다 더 쉽게 발생할 수 있기 때문입니다.
    허용전단응력은 허용인정응력의 70%로 한다: 80%가 표준이므로 오답.
    허용전단응력은 허용인정응력의 90%로 한다: 80%가 표준이므로 오답.
    허용전단응력은 허용인정응력과 같게 취한다: 전단응력이 인장응력보다 작으므로 오답.
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92. 동일 조건에서 열교환기의 온도효율이 높은 순으로 바르게 나열한 것은?

  1. 향류 ＞ 직교류 ＞ 병류
  2. 병류 ＞ 직교류 ＞ 향류
  3. 직교류 ＞ 향류 ＞ 병류
  4. 직교류 ＞ 병류 ＞ 향류
(정답률: 81%)
  • 열교환기의 온도효율은 유체의 흐름 방향에 따라 달라지며, 향류가 가장 효율적이고 병류가 가장 비효율적입니다.
    병류 ＞ 직교류 ＞ 향류: 병류가 가장 효율이 낮으므로 오답.
    직교류 ＞ 향류 ＞ 병류: 향류가 직교류보다 효율이 높으므로 오답.
    직교류 ＞ 병류 ＞ 향류: 향류가 가장 효율이 높고 병류가 가장 효율이 낮으므로 오답.
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93. 연소실의 체적을 결정할 때 고려하여야 하는 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 연소실의 열발생률
  2. 연소실의 열부하(熱負荷)
  3. 내화벽돌의 내압강도
  4. 연료의 연소량
(정답률: 69%)
  • 연소실 체적은 연소 효율, 열 발생 및 부하, 연료량 등 연소 과정과 직접 관련된 요소들을 고려하여 결정됩니다.
    내화벽돌의 내압강도는 연소실의 구조적 안정성과 관련되지만, 체적 결정의 주된 고려사항은 아닙니다.
    연소실의 열발생률: 연소실 체적은 열발생률에 따라 적절한 공간을 확보해야 하므로 고려해야 합니다.
    연소실의 열부하(熱負荷): 연소실의 열부하는 체적 결정에 중요한 요소입니다.
    연료의 연소량: 연료의 연소량은 연소실에서 발생하는 열량과 직접 관련되므로 체적 결정에 고려해야 합니다.
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94. 보기에서 제시하는 절단기용 주철관의 최소두께는?

  1. 3mm
  2. 4mm
  3. 5mm
  4. 6mm
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 절단기용 주철관의 최소두께를 계산하는 문제입니다.
    릴리프밸브의 분출압력, 주철관의 안지름, 재료의 허용인장응력 및 핀을 부착하지 않은 구조에 대한 추가 두께를 고려하여 다음 공식을 사용합니다.
    $$t = \frac{P \cdot D}{2 \sigma_a} + \alpha$$

    $$t = \frac{2 N/mm^2 \cdot 200 mm}{2 \cdot 100 N/mm^2} + 4 mm$$

    $$t = 2 + 4 = 6 mm$$
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95. 압력 35kg/cm2, 온도 241.41℃인 물 1kg이 증발하는 동안 비체적이 0.00123m3/kg에서 0.0582m3/kg 로 증가하고 엔탈피의 값은 420.25kcal/kg 증가하였다. 1kg의 물로 구성되는 정지계의 내부에너지 변화(kcal/kg)는?

  1. 352.53
  2. 373.55
  3. 397.26
  4. 408.87
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 엔탈피 변화와 압력-비체적 변화를 이용하여 정지계의 내부에너지 변화를 계산하는 문제입니다.
    $$\Delta u = \Delta h - P(v_2 - v_1)$$

    $$\Delta u = 420.25 kcal/kg - (35 kg/cm^2 \cdot \frac{10000 cm^2}{1 m^2} \cdot (0.0582 - 0.00123) m^3/kg \cdot \frac{1}{427 kgf·m/kcal})$$

    $$\Delta u = 420.25 kcal/kg - (350000 kgf/m^2 \cdot 0.05697 m^3/kg \cdot \frac{1}{427 kgf·m/kcal})$$

    $$\Delta u = 420.25 kcal/kg - 46.70 kcal/kg$$

    $$\Delta u = 373.55 kcal/kg$$
  • 420.25-(1/427*35*10^4*(0.0582-0.00123))
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96. 연소실에서 연도까지 배치된 보일러 부속 설비의 순서를 바르게 나타낸 것은?

  1. 과열기 → 절탄기 → 공기 예열기
  2. 절탄기 → 과열기 → 공기 예열기
  3. 공기 예열기 → 과열기 → 절탄기
  4. 과열기 → 공기 예열기 → 절탄기
(정답률: 78%)
  • 보일러 연소실에서 연도까지의 부속 설비는 열을 효율적으로 회수하기 위해 고온 가스 흐름에 따라 과열기, 절탄기, 공기 예열기 순으로 배치됩니다.
    절탄기 → 과열기 → 공기 예열기: 과열기가 절탄기보다 먼저 배치되어야 하므로 오답.
    공기 예열기 → 과열기 → 절탄기: 공기 예열기가 가장 마지막에 배치되어야 하므로 오답.
    과열기 → 공기 예열기 → 절탄기: 절탄기가 공기 예열기보다 먼저 배치되어야 하므로 오답.
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97. 10ton의 인장하중을 받는 양쪽 덮개판 맞대기 리벳이음이 있다. 리벳의 지름이 15mm, 리벳의 허용전단력이 6kg/mm2일 때 최소 몇 개의 리벳이 필요한가?

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 10
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 리벳의 전단 강도를 이용하여 필요한 최소 리벳 개수를 구하는 문제입니다.
    양쪽 덮개판 맞대기 이음은 2전단입니다.
    $$리벳 개수 = \frac{총 하중}{리벳 1개당 전단력}$$

    $$리벳 개수 = \frac{10000 kg}{(\frac{\pi}{4} \cdot (15 mm)^2) \cdot (6 kg/mm^2) \cdot 2}$$

    $$리벳 개수 = 4.71 \approx 5 개$$
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98. 과열기의 구조에 있어서 과열온도가 약 600℃ 이상에서는 다음 중 어느 강을 주로 사용하는가?

  1. 탄소강
  2. 니켈강
  3. 저망간강
  4. 오스테나이트계 스테인리스강
(정답률: 72%)
  • 과열온도가 600℃ 이상인 고온 환경에서는 고온 강도와 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강을 주로 사용합니다.
    탄소강: 고온 강도가 낮아 600℃ 이상에서는 부적합하므로 오답.
    니켈강: 고온 강도가 탄소강보다 우수하나 600℃ 이상 초고온에는 부적합하므로 오답.
    저망간강: 고온 강도가 낮아 600℃ 이상에서는 부적합하므로 오답.
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99. 노통보일러에서 경판 두께가 15mm이하인 경우 브레이징 스페이스(Breathing space)는 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 230mm
  2. 260mm
  3. 280mm
  4. 300mm
(정답률: 61%)
  • 노통보일러에서 경판 두께가 15mm 이하인 경우 브레이징 스페이스는 260mm 이상이어야 합니다.
    230mm: 15mm 초과 20mm 이하인 경우의 최소 브레이징 스페이스이므로 오답.
    280mm: 해당 기준이 없으므로 오답.
    300mm: 해당 기준이 없으므로 오답.
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100. 기수분리의 방법에 따라 분류하였을 때 다음 중 그 종류로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 장애판을 이용한 것
  2. 그물을 이용한 것
  3. 방향전환을 이용한 것
  4. 압력을 이용한 것
(정답률: 69%)
  • 기수분리는 증기와 물을 분리하는 물리적인 방법으로, 주로 관성력, 중력, 원심력 등을 이용합니다.
    압력을 이용한 것은 기수분리 방법이 아닙니다.
    장애판을 이용한 것: 기수분리 방법 중 하나입니다.
    그물을 이용한 것: 기수분리 방법 중 하나입니다.
    방향전환을 이용한 것: 기수분리 방법 중 하나입니다.
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