에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2014-03-02)

에너지관리기사
(2014-03-02 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 연료 사용설비의 배기가스에 의한 대기오염을 방지 하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 집진장치를 설치한다.
  2. 공기비를 높인다.
  3. 연료유의 불순물을 제거한다.
  4. 연소장치를 정기적으로 청소한다.
(정답률: 88%)
  • 공기비를 높이면 연소 온도가 낮아져 질소산화물(NOx) 생성을 증가시키거나, 배기가스량이 늘어나 처리 효율을 저하시킬 수 있어 대기오염 방지 방법으로 거리가 멀다.
    오답 노트
    - 집진장치를 설치한다: 미세먼지 등 입자상 물질 제거에 효과적이므로 오답.
    - 연료유의 불순물을 제거한다: 황(S) 등 불순물 제거로 황산화물(SOx) 발생을 줄이므로 오답.
    - 연소장치를 정기적으로 청소한다: 연소 효율을 높여 불완전 연소로 인한 오염물질 발생을 줄이므로 오답.
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2. 저질탄 또는 조분탄의 연소방식이 아닌 것은?

  1. 분무식
  2. 산포식
  3. 쇄상식
  4. 계단식
(정답률: 68%)
  • 분무식은 주로 액체 연료의 연소 방식이며, 저질탄 또는 조분탄과 같은 고체 연료에는 적용되지 않습니다.
    - 산포식: 고체 연료를 화격자 위에 뿌려 연소시키는 방식이므로 오답.
    - 쇄상식: 체인 화격자 위에서 고체 연료를 이동시키며 연소시키는 방식이므로 오답.
    - 계단식: 계단형 화격자 위에서 고체 연료를 연소시키는 방식이므로 오답.
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3. 9.8N의 물체가 100m의 높이에서 지상으로 떨어졌을 때 발생하는 열량은 약 몇 J인가?

  1. 834
  2. 980
  3. 1034
  4. 1234
(정답률: 82%)
  • 물체가 높이에서 떨어지면 위치에너지가 운동에너지로 변환됩니다. 이때 운동에너지는 다음과 같이 계산됩니다.

    운동에너지 = 1/2 x 질량 x 속도^2

    물체가 땅에 도달할 때, 높이에서의 위치에너지는 모두 운동에너지로 변환되므로 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    운동에너지 = 위치에너지 = mgh

    여기서 m은 물체의 질량, g는 중력가속도(약 9.8m/s^2), h는 물체의 높이입니다.

    따라서, 우리가 구하고자 하는 열량은 다음과 같이 계산됩니다.

    열량 = mgh = 9.8 x 100 = 980 J

    따라서, 정답은 "980"입니다.
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4. 과잉공기량이 연소에 미치는 영향으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열효율
  2. CO 배출량
  3. 노내 온도
  4. 연소시 와류 형성
(정답률: 76%)
  • 과잉공기량이 연소시 와류 형성에 미치는 영향은 다른 항목들과는 달리 거리가 먼 것입니다. 과잉공기량이 많아지면 연소 공기와 연료의 비율이 감소하게 되어 연소 온도가 낮아지고, 이로 인해 와류 형성이 발생합니다. 와류는 연소 공기와 연료가 제대로 혼합되지 않아 연소가 불완전하게 일어나는 것을 말하며, 이는 CO 배출량과 노내 온도에도 영향을 미칩니다. 따라서, 연소시 와류 형성은 과잉공기량이 연소에 미치는 영향 중에서도 가장 거리가 먼 것입니다.
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5. 경유에 포함된 탄화수소 중 세탄가가 높은 순서대로 나타낸 것은?

  1. 노말 파라핀 ＞ 나프텐 ＞ 올레핀
  2. 노말 파라핀 ＞ 올레핀 ＞ 나프텐
  3. 올레핀 ＞ 노말 파라핀 ＞ 나프텐
  4. 올레핀 ＞ 나프텐 ＞ 노말 파라핀
(정답률: 70%)
  • 세탄가는 탄소 원자가 연결된 개수를 나타내는 지표로, 경유에 포함된 탄화수소 중 세탄가가 높을수록 연소 특성이 좋아지고 연료 효율이 높아진다. 따라서 세탄가가 높은 순서대로 나열하면 경유의 연료 효율을 높일 수 있다.

    노말 파라핀은 직사각형 구조로 탄소 원자가 모두 포화 결합된 형태이며, 세탄가가 높은 대표적인 탄화수소이다. 나프텐은 고리 구조를 가진 탄화수소로 세탄가가 노말 파라핀보다 낮지만 여전히 높은 편이다. 올레핀은 더블 결합을 가진 탄화수소로 세탄가가 가장 낮은 편이다.

    따라서 "노말 파라핀 ＞ 나프텐 ＞ 올레핀"이 정답이다.
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6. 액체의 인화점에 영향을 미치는 요인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 온도
  2. 압력
  3. 발화지연시간
  4. 용액의 농도
(정답률: 80%)
  • 발화지연시간은 연소 반응의 동역학적 특성으로, 인화점과는 직접적인 관련이 없습니다.
    오답 노트
    * 온도: 인화점의 정의이므로 오답.
    * 압력: 증기압에 영향을 주므로 오답.
    * 용액의 농도: 가연성 물질의 증기압에 영향을 주므로 오답.
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7. 기체연료가 다른 연료에 비하여 연소용 공기가 적게 소요되는 가장 큰 이유는?

  1. 인화가 용이하므로
  2. 착화온도가 낮으므로
  3. 열전도도가 크므로
  4. 확산연소가 되므로
(정답률: 85%)
  • 기체 연료는 연소 시 공기와 확산하여 연소하므로, 미리 혼합할 필요가 없어 과잉 공기 비율을 낮출 수 있습니다.
    오답 노트
    * 인화가 용이하므로: 인화성은 연소 시작 조건이며, 연소용 공기량과는 직접적인 관련이 없습니다.
    * 착화온도가 낮으므로: 착화온도는 연소 시작 조건이며, 연소용 공기량과는 무관합니다.
    * 열전도도가 크므로: 열전도도는 열 전달 특성이며, 연소용 공기량과는 직접적인 관계가 없습니다.
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8. 액체 연료의 발열량 산출식으로 옳은 것은? (단, HL : 저위 발열량, Hh : 고위발열량, 연료 1kg 중의 C, H, O, S 이다.)

  1. Hh = 33.9C + 144(H- 0/8) + 10.5S [MJ/kg]
  2. Hh = 33.9C + 119.6(H- 0/8) + 9.3S [MJ/kg]
  3. HL = 33.9C + 119.6(H+ 0/8) + 9.3S [MJ/kg]
  4. HL = 33.9C + 142.C(H+ 0/8) + 9.3S [MJ/kg]
(정답률: 65%)
  • 액체 연료의 고위 발열량은 연소 시 발생하는 수증기의 잠열을 포함하며, 각 원소의 발열량을 합산하여 계산하는 듈롱(Dulong) 공식의 변형입니다.
    오답 노트:
    * Hh = 33.9C + 119.6(H- 0/8) + 9.3S [MJ/kg]: 수소와 황의 발열량 계수가 틀렸습니다.
    * HL = 33.9C + 119.6(H+ 0/8) + 9.3S [MJ/kg]: 저위 발열량 공식이 아니며, 수소와 황의 발열량 계수 및 산소 항 부호가 틀렸습니다.
    * HL = 33.9C + 142.C(H+ 0/8) + 9.3S [MJ/kg]: 저위 발열량 공식이 아니며, 수소와 황의 발열량 계수 및 산소 항 부호가 틀렸습니다.
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9. 전압은 분압의 합과 같다는 법칙은?

  1. 아마겟의 법칙
  2. 뤼삭의 법칙
  3. 달톤의 법칙
  4. 헨리의 법칙
(정답률: 84%)
  • 달톤의 법칙은 혼합 기체의 전체 압력이 각 성분 기체의 부분 압력의 합과 같다는 법칙입니다.
    오답 노트
    * 아마겟의 법칙: 혼합 기체의 전체 부피는 각 성분 기체의 부분 부피의 합과 같음.
    * 뤼삭의 법칙: 일정 부피에서 기체의 압력은 절대 온도에 비례함.
    * 헨리의 법칙: 기체의 용해도는 해당 기체의 부분 압력에 비례함.
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10. 석탄에 함유되어 있는 성분 중 ㉮수분, ㉯휘발분, ㉰황분이 연소에 미치는 영향으로 가장 적합하게 각각 나열한 것은?

  1. ㉮매연발생 ㉯대기오염 ㉰착화 및 연소방해
  2. ㉮발열량 감소 ㉯매연발생 ㉰연소기관의 부식
  3. ㉮연소방해 ㉯발열량 감소 ㉰매연발생
  4. ㉮매연발생 ㉯발열량 감소 ㉰점화방해
(정답률: 79%)
  • 석탄의 수분은 증발열로 발열량을 감소시키고, 휘발분은 불완전 연소 시 매연을 발생시키며, 황분은 연소 시 황산화물로 인해 연소기관을 부식시킨다.
    오답 노트
    * ㉮매연발생: 수분은 발열량을 감소시킨다.
    * ㉯대기오염: 휘발분은 매연을 발생시킨다.
    * ㉰착화 및 연소방해: 황분은 연소기관을 부식시킨다.
    * ㉮연소방해: 수분은 발열량을 감소시킨다.
    * ㉯발열량 감소: 휘발분은 매연을 발생시킨다.
    * ㉰매연발생: 황분은 연소기관을 부식시킨다.
    * ㉮매연발생: 수분은 발열량을 감소시킨다.
    * ㉯발열량 감소: 휘발분은 매연을 발생시킨다.
    * ㉰점화방해: 황분은 연소기관을 부식시킨다.
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11. 저탄장 바닥의 구배와 실외에서 탄층높이로 가장 적절한 것은?

  1. 구배 1/50 ~ 1/100, 높이 2m 이하
  2. 구배 1/100 ~ 1/150, 높이 4m 이하
  3. 구배 1/150 ~ 1/200, 높이 2m 이하
  4. 구배 1/200 ~ 1/250, 높이 4m 이하
(정답률: 81%)
  • 저탄장 바닥의 구배는 배수를 용이하게 하고, 실외 탄층 높이는 자연발화 방지 및 관리 효율을 위해 적정 범위가 정해져 있습니다.
    오답 노트:
    - 구배 1/50 ~ 1/100, 높이 2m 이하: 구배가 너무 급하고 높이가 낮아 비효율적입니다.
    - 구배 1/150 ~ 1/200, 높이 2m 이하: 높이가 너무 낮아 비효율적입니다.
    - 구배 1/200 ~ 1/250, 높이 4m 이하: 구배가 너무 완만하여 배수가 어렵습니다.
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12. 95% 효율을 가진 집진장치계통을 요구하는 어느 공장에서 35% 효율을 가진 전처리 장치를 이미 설치하였다. 주처리 장치는 몇 % 효율을 가진 것이어야 하는가?

  1. 60.00
  2. 85.76
  3. 92.31
  4. 95.45
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 직렬 연결된 장치들의 전체 효율과 개별 효율 간의 관계를 나타내는 공식을 사용합니다.
    $$ \eta_{주처리} = 1 - \frac{1 - \eta_{전체}}{1 - \eta_{전처리}} $$
    (η_전체: 전체 효율, η_전처리: 전처리 장치 효율, η_주처리: 주처리 장치 효율)
    $$ \eta_{주처리} = 1 - \frac{1 - 0.95}{1 - 0.35} $$
    $$ \eta_{주처리} = 0.92307... \approx 92.31\% $$
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13. 온도가 높고 압력이 커질수록 연소속도는 어떻게 변하는가?

  1. 빨라진다.
  2. 느려진다.
  3. 불변이다.
  4. 상관없다.
(정답률: 84%)
  • 온도가 높고 압력이 커질수록 반응 분자들의 충돌 빈도와 에너지가 증가하여 연소 속도가 빨라진다.
    오답 노트
    - 느려진다.: 온도와 압력 증가는 반응 속도를 촉진하므로 오답.
    - 불변이다.: 온도와 압력은 연소 속도에 직접적인 영향을 미치므로 오답.
    - 상관없다.: 온도와 압력은 연소 속도에 매우 중요한 영향을 미치므로 오답.
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14. 연소속도는 다음 중 어느 것의 영향을 가장 많이 받는가?

  1. 1차 공기와 2차 공기의 비율
  2. 공기비
  3. 공급되는 연료의 현열
  4. 연료의 조성
(정답률: 84%)
  • 공기비는 연료와 공기의 혼합 비율을 나타내며, 연소속도는 이 혼합 비율에 따라 크게 달라지기 때문에 가장 큰 영향을 받습니다.
    오답 노트
    * 1차 공기와 2차 공기의 비율: 연소 방식과 화염 안정성에 영향을 주지만, 연소속도 자체의 주된 영향 인자는 아님.
    * 공급되는 연료의 현열: 착화 지연 및 연소 효율에 영향을 주지만, 연소속도 자체의 주된 영향 인자는 아님.
    * 연료의 조성: 발열량 등 연소 특성에 영향을 주지만, 공기비만큼 연소속도에 직접적인 주 영향은 아님.
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15. 연도가스를 분석한 결과 값이 각각 CO2 12.6%, O2 6.4% 일 때 (CO2)max 값은?

  1. 15.1%
  2. 18.1%
  3. 21.1%
  4. 24.1%
(정답률: 73%)
  • 이 문제는 연소가스 분석 결과로부터 최대 이산화탄소 농도를 계산하는 문제입니다.
    $$ (\text{CO}_2)_{\text{max}} = \frac{21}{21 - \text{O}_2} × \text{CO}_2 $$
    $$ (\text{CO}_2)_{\text{max}} = \frac{21}{21 - 6.4} × 12.6 $$
    $$ (\text{CO}_2)_{\text{max}} = 18.1\% $$
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16. 액체연료를 연소시키는데 필요한 이론공기량을 옳게 표시한 것은?

(정답률: 64%)
  • 액체연료의 이론공기량은 연료 성분(탄소, 수소, 황)의 완전 연소에 필요한 산소량에서 연료 자체에 포함된 산소량을 제외한 후, 공기 중 산소의 질량비로 나누어 계산합니다.
    $$ L_0 = \frac{1}{0.232} \left[ 2.667C + 8\left(H - \frac{O}{8}\right) + S \right] \text{kg/kg} $$
    오답 노트:
    다른 보기들은 액체연료의 이론공기량 계산에 사용되는 표준 공식과 일치하지 않아 오답입니다.
  • ① Ao(kg/kg)=((32/12)C+(16/2)H+(32/32)S-32/32O)/0.232
    =(2.667C+8H+S-O)/0.232=(2.667C+8(H-O/8)+S)/0.232
    ④ Ao(sm3/kg)=(22.4/12)C+(11.2/2)H+(22.4/32)S-22.4/32O/0.21
    =(1.867C+5.6H+0.7S-0.7O)/0.21=(1.867C+5.6(H-O/8)+0.7S)/0.21
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17. 출력 20000kW의 화력발전소에 사용되는 중유의 발열량이 9900kcal/kg일 때 중유 1kg의 출력(kWh)은? (단, 열효율은 34%이다.)

  1. 3.91
  2. 39.1
  3. 5.2
  4. 52
(정답률: 39%)
  • 이 문제는 연료의 발열량과 발전소의 열효율을 이용하여 중유 1kg당 생산되는 전력량(kWh)을 계산하는 문제입니다.
    $$ \text{중유 1kg의 출력 (kWh)} = \frac{\text{중유 발열량 (kcal/kg)} × \text{열효율} × 4.186 \text{ (kJ/kcal)}}{3600 \text{ (kJ/kWh)}} $$
    $$ \text{중유 1kg의 출력 (kWh)} = \frac{9900 × 0.34 × 4.186}{3600} $$
    $$ \text{중유 1kg의 출력 (kWh)} = 3.91 $$
  • (9900/860)*0.34
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18. 연료 중에 회분이 많을 경우 연소에 미치는 영향으로 옳은 것은?

  1. 발열량이 증가한다.
  2. 연소상태가 고르게 된다.
  3. 클링커의 발생으로 통풍을 방해한다.
  4. 완전연소되어 잔류물을 남기지 않는다.
(정답률: 88%)
  • 연료 중 회분은 불연성 물질로, 연소 시 고온에서 용융되어 덩어리(클링커)를 형성하고 이는 연소로 내 통풍을 방해하여 연소 효율을 저하시킨다.
    오답 노트
    - 발열량이 증가한다: 회분은 불연성 물질이므로 발열량을 감소시킨다.
    - 연소상태가 고르게 된다: 회분은 클링커를 형성하여 연소 불균일을 초래한다.
    - 완전연소되어 잔류물을 남기지 않는다: 회분 자체가 잔류물이며, 클링커 형성으로 불완전 연소를 유발한다.
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19. 다음 중 석유제품에 포함된 황분에 대한 시험방법이 아닌 것은?

  1. 램프식
  2. 봄브식
  3. 연소관식
  4. 타그식
(정답률: 55%)
  • 타그식은 석유제품의 인화점을 측정하는 시험방법이다.
    오답 노트
    - 램프식: 석유제품의 황분 함량을 측정하는 시험방법이다.
    - 봄브식: 석유제품의 황분 함량을 측정하는 시험방법이다.
    - 연소관식: 석유제품의 황분 함량을 측정하는 시험방법이다.
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20. 수소 1Nm3를 이론공기량으로 완전연소시켰을 때 생성되는 이론 습윤 연소가스량(Nm3)은?

  1. 1.88
  2. 2.88
  3. 3.88
  4. 4.88
(정답률: 58%)
  • 이 문제는 수소의 완전연소 반응식을 통해 생성되는 수증기량과 이론공기량에 포함된 질소량을 합하여 이론 습윤 연소가스량을 계산합니다.
    $$H_2 + 0.5 O_2 \rightarrow H_2O$$

    이론 습윤 연소가스량 ($$V_w$$) = 생성된 수증기량 ($$V_{H_2O}$$) + 공기 중 질소량 ($$V_{N_2}$$)
    공기 중 질소량 ($$V_{N_2}$$) = 필요 산소량 ($$V_{O_2}$$) × (79 / 21)
    $$V_{H_2O} = 1 Nm^3$$

    $$V_{O_2} = 0.5 Nm^3$$

    $$V_{N_2} = 0.5 Nm^3 \times \frac{79}{21} = 1.88 Nm^3$$

    $$V_w = 1 + 1.88$$

    $$V_w = 2.88 Nm^3$$
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2과목: 열역학

21. 오토사이클에서 동작 가스의 가열전, 후 온도가 600K, 1200K 이고 방열 전, 후의 온도가 800K, 400K일 경우의 이론 열효율은 몇 % 인가?

  1. 28.6
  2. 33.3
  3. 39.4
  4. 42.6
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 오토사이클의 이론 열효율을 구하는 문제입니다.
    $$\eta = 1 - \frac{T_4 - T_1}{T_3 - T_2}$$

    $$\eta = 1 - \frac{800 - 400}{1200 - 600}$$

    $$\eta = 33.3\%$$
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22. 압력 200kPa, 체적 1.66m3의 상태에 있는 기체를 정압하에서 열을 제거하였다. 최종 체적이 처음 체적의 반이라면 이 기체에 의하여 행하여진 일은 몇 kJ인가?

  1. -256
  2. -188.5
  3. -166
  4. -125.5
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 기체의 상태방정식과 열역학 제1법칙을 이용하여 풀 수 있습니다.

    먼저, 상태방정식을 이용하여 초기 상태의 온도를 구합니다.

    PV = nRT

    T = PV/nR = (200000 Pa) x (1.66 m^3) / (n x 8.31 J/mol·K)

    n은 기체의 몰수이며, 주어진 정보에서는 주어지지 않았으므로 일반적으로 가정한 값인 1 mol로 계산합니다.

    T = 503 K

    다음으로, 열역학 제1법칙을 이용하여 기체가 한 일을 구합니다.

    ΔU = Q - W

    여기서 ΔU는 내부에너지 변화량, Q는 열의 양, W는 기체가 한 일입니다. 정압하에서 열을 제거하였으므로 Q는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Q = nCvΔT

    여기서 Cv는 등체적 열용량이며, 주어진 정보에서는 주어지지 않았으므로 일반적으로 가정한 값인 3/2 R로 계산합니다.

    ΔT는 초기 온도에서 최종 온도까지의 온도 변화량입니다. 최종 체적이 처음 체적의 반이므로 최종 온도는 초기 온도의 절반인 251.5 K입니다.

    따라서,

    Q = (1 mol) x (3/2 x 8.31 J/mol·K) x (251.5 K - 503 K) = 1255.5 J

    W는 정압하에서 일어난 일이므로 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    W = PΔV = (200000 Pa) x (1.66 m^3 / 2) = 166000 J

    따라서,

    ΔU = Q - W = 1255.5 J - 166000 J = -164744.5 J

    최종적으로, kJ 단위로 변환하면 -164.7445 kJ가 됩니다. 따라서, 가장 가까운 보기는 "-166"이 됩니다.
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23. 어떤 열기관이 열펌프와 냉동기로 작동될 수 있다. 동일한 고온열원과 저온열원에서 작동될 때, 열펌프(heat pump)와 냉동기의 성능계수 COP는 다음과 같은 관계식으로 표시될 수 있다. ( ) 안에 알맞은 값은?

  1. 0.0
  2. 1.0
  3. 1.5
  4. 2.0
(정답률: 81%)
  • 열펌프와 냉동기는 역주기카르노 열기관의 변형이므로, 동일한 열원에서 작동할 때 역주기카르노 열기관의 효율인 1에 근접한 값을 가진다. 따라서 COP는 1에 가까운 값을 가지며, 가장 근접한 값은 1.0이다.
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24. 동일한 압축비 및 연료 단절비에서 열효율이 큰 순서는?

  1. Otto cycle ＞ Sabathe cycle ＞ Diesel cycle
  2. Sabathe cycle ＞ Diesel cycle ＞ Otto cycle
  3. Diesel cycle ＞ Sabathe cycle ＞ Otto cycle
  4. Sabathe cycle ＞ Otto cycle ＞ Diesel cycle
(정답률: 81%)
  • 정답은 "Otto cycle ＞ Sabathe cycle ＞ Diesel cycle"입니다.

    이유는 다음과 같습니다.

    1. Otto cycle: 가장 높은 열효율을 가지는 이유는, 압축비가 가장 낮기 때문입니다. 압축비가 낮을수록 열효율이 높아지기 때문에, Otto cycle은 가장 효율적인 열기관 과정 중 하나입니다.

    2. Sabathe cycle: Sabathe cycle은 Otto cycle과 비슷하지만, 압축과정에서 일부 냉각이 발생하기 때문에 열효율이 낮아집니다. 따라서 Otto cycle보다 열효율이 낮습니다.

    3. Diesel cycle: Diesel cycle은 압축비가 높기 때문에 열효율이 낮습니다. 압축비가 높을수록 열효율이 낮아지기 때문에, Diesel cycle은 가장 비효율적인 열기관 과정 중 하나입니다.
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25. 96.9℃로 유지되고 있는 항온탱크가 온도 26.9℃의 방 안에 놓여있다. 어떤 시간 동안에 1000J의 열이 항온탱크로부터 방 안 공기로 방출됐다. 항온탱크 물질의 엔트로피의 변화는 몇 J/K인가?

  1. -0.27
  2. -2.70
  3. 270
  4. 2700
(정답률: 57%)
  • 먼저, 열역학 제2법칙에 따라 엔트로피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = Q/T

    여기서 ΔS는 엔트로피 변화량, Q는 열량, T는 절대온도이다. 따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = -1000 J / (96.9 + 273.15 K) - (-1000 J / (26.9 + 273.15 K))
    = -1000 J / 370.05 K + 1000 J / 300.05 K
    = -2.70 J/K

    따라서, 정답은 "-2.70"이다.
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26. 이상기체의 정압비열(Cp)과 정적비열(Cv)의 관계로 옳은 것은? (단, R은 기체상수이다.)

  1. Cp + Cv = R
  2. Cp - Cv = R
  3. Cp/Cv = R
  4. CpㆍCv = R
(정답률: 68%)
  • 이상기체의 정압비열(Cp)과 정적비열(Cv)의 관계는 Cp > Cv 이다. 이는 기체가 일정한 압력에서 열을 받았을 때, Cp는 Cv보다 더 많은 열을 흡수하게 되기 때문이다.

    이 때, 이상기체의 내부에너지는 온도에만 의존하므로, 열역학 제1법칙에 따라 dU = dQ - dW 이다. 여기서 dU는 내부에너지 변화량, dQ는 열의 변화량, dW는 일의 변화량을 나타낸다.

    정압과정에서 일의 변화량은 dW = PdV 이므로, dU = dQ - PdV 이다.

    또한, 이상기체의 상태방정식인 PV = nRT를 이용하면, PdV = nRdT 이므로, dU = dQ - nRdT 이다.

    이 때, Cp와 Cv는 각각 dQ/dT를 P와 V로 미분한 값으로 정의된다. 즉,

    Cp = (dQ/dT)P, Cv = (dQ/dT)V

    따라서, dQ = Cp dT, dQ = Cv dT 로 나타낼 수 있다.

    이를 이용하여 dU = Cp dT - nRdT, dU = Cv dT - nRdT 로 나타내면,

    Cp dT - nRdT = Cv dT - nRdT

    (Cp - Cv) dT = 0

    Cp - Cv = 0 이 되는데, 이는 이상기체의 경우 온도 변화에 따라 내부에너지가 변하지 않는다는 것을 의미한다.

    따라서, Cp - Cv = R 이 성립하게 된다.
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27. 다음의 공정도를 갖는 사이클의 명칭은?

  1. Diesel cycel
  2. Carnot cycle
  3. Otto cycle
  4. Rankine cycle
(정답률: 74%)
  • 이 사이클은 열을 이용하여 일을 하는 열기관의 사이클 중 가장 일반적인 것으로, 수증기를 이용하여 일하는 것이 특징입니다. 따라서 이 사이클은 Rankine cycle입니다. Diesel cycle은 디젤 엔진에서 사용되는 사이클이고, Carnot cycle은 열역학적으로 가장 효율적인 사이클이지만 실제로 구현하기 어렵습니다. Otto cycle은 가솔린 엔진에서 사용되는 사이클입니다.
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28. 성능계수가 4.3 인 냉동기가 시간당 30MJ의 열을 흡수한다. 이 냉동기를 작동하기 위한 동력은 약 몇 kW인가?

  1. 0.25
  2. 1.94
  3. 6.24
  4. 10.4
(정답률: 57%)
  • 냉동기의 성능계수는 냉동기가 제공하는 냉기의 양(열효율)을 나타내는 값이다. 성능계수가 4.3 이므로, 냉동기가 흡수한 30MJ의 열에 대해 냉기를 4.3배로 제공할 수 있다는 것을 의미한다.

    따라서, 냉동기가 제공하는 냉기의 양은 30MJ x 4.3 = 129MJ 이다.

    냉동기가 제공하는 냉기의 양과 동력은 다음과 같은 관계가 있다.

    냉기의 양 = 동력 x 시간 x 열효율

    여기서, 시간은 1시간이므로 생략할 수 있다.

    따라서, 동력 = 냉기의 양 / 열효율 = 129MJ / 3600s / 4.3 = 1.94 kW

    따라서, 정답은 "1.94" 이다.
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29. 압력이 200kPa로 일정한 상태로 유지되는 실린더 내의 이상기체가 체적 0.3m3에서 0.4m3로 팽창될 때 이상기체가 한 일의 양은 몇 kJ인가?

  1. 20
  2. 40
  3. 60
  4. 80
(정답률: 61%)
  • 이상기체의 팽창일 때 일하는 양은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    일하는 양 = 압력 차이 × 변화하는 체적

    압력이 일정하므로 압력 차이는 0이 됩니다. 따라서 일하는 양은 변화하는 체적에 비례합니다.

    변화하는 체적 = 최종 체적 - 초기 체적 = 0.4m3 - 0.3m3 = 0.1m3

    따라서 일하는 양은 0.1m3이 됩니다.

    이상기체가 한 일의 양은 일하는 양과 같으므로, 이상기체가 한 일의 양은 0.1m3이 됩니다.

    단위를 kJ로 변환하면 다음과 같습니다.

    0.1m3 × 200kPa = 20kJ

    따라서 정답은 "20"입니다.
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30. 밀폐계에서 비가역 단열과정에 대한 엔트로피 변화를 옳게 나타내는 식은?

  1. dS = 0
  2. dS ＞ 0
  4. dS = δQ / T
(정답률: 70%)
  • 정답은 "dS ＞ 0"입니다.

    비가역 단열과정은 열이 외부로 전달되지 않고, 시스템 내부에서 열이 일어나는 과정입니다. 이러한 과정에서는 엔트로피가 증가하게 됩니다. 이는 열역학 제2법칙에 따른 것으로, 엔트로피는 평형상태에서 최대가 되어야 하기 때문입니다. 따라서, 비가역 단열과정에서는 항상 dS ＞ 0이 됩니다.
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31. 어느 밀폐계와 주위 사이에 열의 출입이 있다. 이것으로 인한 계와 주위의 엔트로피의 변화량을 각각 △S1, △S2로 하면 엔트로피 증가의 원리를 나타내는 식은?

  1. △S1 ＞ 0
  2. △S2 ＞ 0
  3. △S1 + △S2 ＞ 0
  4. △S1 - △S2 ＞ 0
(정답률: 76%)
  • 열의 출입으로 인해 계와 주위의 엔트로피 변화량은 모두 양수이므로, △S1 > 0, △S2 > 0이 성립합니다. 엔트로피 증가의 원리에 따라, 계와 주위의 엔트로피 변화량의 합은 양수여야 합니다. 따라서, △S1 + △S2 ＞ 0이 됩니다.
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32. 기체상수가 0.287kJ/kg·K인 이상기체의 정압비열이 1.0kJ/kg·K이다. 온도가 10℃ 만큼 상승하면 내부 에너지는 얼마나 증가하는가?

  1. 0.287kJ/kg
  2. 1.0kJ/kg
  3. 2.87kJ/kg
  4. 7.13kJ/kg
(정답률: 39%)
  • 내부 에너지 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔU = m × c_v × ΔT

    여기서 m은 물질의 질량, c_v는 비열, ΔT는 온도 변화량입니다.

    문제에서는 질량이 주어지지 않았으므로, 단위 질량당 내부 에너지 변화량을 계산하면 됩니다. 따라서 m = 1kg으로 가정합니다.

    또한, 온도 변화량은 10℃이므로 ΔT = 10K입니다.

    정압비열은 c_p - c_v = R이므로, c_p = c_v + R = 0.287 + 0.718 = 1.005kJ/kg·K입니다.

    따라서, c_v = 0.287kJ/kg·K, c_p = 1.005kJ/kg·K, ΔT = 10K, m = 1kg로 대입하여 계산하면 다음과 같습니다.

    ΔU = m × c_v × ΔT = 1kg × 0.287kJ/kg·K × 10K = 2.87kJ/kg

    따라서, 온도가 10℃ 만큼 상승하면 단위 질량당 내부 에너지는 2.87kJ/kg 증가합니다.

    하지만, 보기에서는 단위 질량당 내부 에너지 변화량을 구하라고 하였으므로, 답인 2.87kJ/kg를 선택할 수 있습니다.

    그러나, 문제에서는 보기 중에서 정답을 선택하라고 하였으므로, 보기에서 가장 가까운 값인 7.13kJ/kg를 선택해야 합니다. 이 값은 단위 질량당 내부 에너지 변화량이 아니라, 전체 질량에 대한 내부 에너지 변화량입니다. 따라서, 문제에서 주어진 조건에서는 7.13kJ/kg가 답이 됩니다.
  • (1-0.287)*10
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33. 폴리트로픽 지수가 n ＞ k(비열비)인 경우에 팽창에 의한 열량은 어떠한가?

  1. 0 이 된다.
  2. 일량이 된다.
  3. 가열량이 된다.
  4. 방열량이 된다.
(정답률: 50%)
  • 폴리트로픽 지수가 n ＞ k인 경우, 화학 반응이 일어나면서 기체 분자가 더 많은 분자로 변화하게 되어 부피가 증가하게 됩니다. 이러한 팽창에 의해 열량은 방출되어 방열량이 됩니다. 따라서 정답은 "방열량이 된다." 입니다.
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34. 체적 0.4m3인 단단한 용기 안에 100℃의 물 2kg이 들어있다. 이 물의 건도는 얼마인가? (단, 100℃의 물에 대해 vf=0.00104m3/kg, vg=1.672m3/kg 이다.)

  1. 11.9%
  2. 10.4%
  3. 9.9%
  4. 8.4%
(정답률: 39%)
  • 먼저, 물의 질량은 2kg이므로 부피는 다음과 같이 구할 수 있다.

    v = m/ρ = 2kg / 1000kg/m^3 = 0.002m^3

    하지만 이 용기 안에는 물뿐만 아니라 공기도 포함되어 있으므로, 실제 물의 부피는 다음과 같이 구해야 한다.

    v_물 = v - v_공기

    여기서, 공기의 질량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    m_공기 = ρ_공기 x v_공기 = ρ_공기 x (v - v_물)

    여기서 ρ_공기는 대기압에서의 공기 밀도인 1.225kg/m^3이다. 따라서,

    m_공기 = 1.225kg/m^3 x (0.4m^3 - 0.002m^3) = 0.489kg

    따라서, 물의 질량은 2kg이지만 실제 부피는 다음과 같다.

    v_물 = m_물/ρ_물 = 2kg / (v + m_공기/ρ_물) = 2kg / (0.4m^3 + 0.489kg / 1000kg/m^3 / 1000m^3/kg) = 0.00103m^3

    이제 건도를 구할 수 있다.

    건도 = m_물 / (m_물 + m_공기) x 100% = 2kg / (2kg + 0.489kg) x 100% = 80.4%

    따라서, 정답은 "80.4%"이다. 보기에서 "11.9%"가 나오는 이유는, 실수로 vf 대신 vg를 사용하여 건도를 계산한 결과이다. vg는 포화증기의 부피이므로, 물의 부피를 구하는 데에는 사용할 수 없다.
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35. 직경이 일정한 수평관에 교축밸브가 장치되어 있으며 공기가 흐른다. 밸브 상류의 공기는 800kPa, 30℃이고 밸브 하류의 압력은 600kPa이다. 밸브가 잘 단열되어 있을 때 밸브 하류에서의 공기온도는 얼마인가? (단, 공기를 이상기체로 가정한다.)

  1. 70℃
  2. 30℃
  3. 20℃
  4. 0℃
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    P1/T1 = P2/T2

    여기서 P1은 상류의 압력, T1은 상류의 온도, P2는 하류의 압력, T2는 하류의 온도입니다.

    문제에서 주어진 값으로 대입하면,

    800kPa/303K = 600kPa/T2

    T2 = 303K x 600kPa/800kPa

    T2 = 227.25K

    따라서, 밸브 하류에서의 공기온도는 약 227.25K이며, 이를 섭씨 온도로 변환하면 약 30℃이 됩니다. 따라서, 정답은 "30℃"입니다.
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36. 물의 경우 고온, 고압에서 포화액과 포화증기의 구분이 없어지는 상태가 나타난다. 이 상태를 무엇이라 하는가?

  1. 상중점
  2. 포화점
  3. 임계점
  4. 비등점
(정답률: 75%)
  • 이 상태를 "임계점"이라고 한다. 이는 고온, 고압에서 물의 상태가 액체와 기체의 경계가 없어지는 지점을 의미하기 때문이다. 이 지점 이상에서는 물은 액체와 기체의 특성을 모두 가지게 되며, 이를 "임계상태"라고도 부른다. 이와 달리, 포화점은 액체와 증기가 평형을 이루는 지점을 의미하며, 비등점은 액체가 기체로 변하는 온도와 압력의 조건을 의미한다. 상중점은 액체와 기체의 밀도가 같아지는 지점을 의미한다.
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37. 냉장고가 저온체에서 30kW의 열을 흡수하여 고온체로 40kW의 열을 방출한다. 이 냉장고의 성능계수는?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 69%)
  • 냉장고의 성능계수는 고온체로 방출된 열의 양을 저온체에서 흡수한 열의 양으로 나눈 값이다. 따라서 성능계수 = 고온체로 방출된 열의 양 / 저온체에서 흡수한 열의 양 = 40kW / 30kW = 1.33 ≈ 3 이므로 정답은 "3"이다.
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38. 압력 300kPa인 이상기체 150kg이 있다. 온도를 일정하게 유지하면서 압력을 100kPa로 변화시킬 때 엔트로피(kJ/K)변화는? (단, 기체의 정적비열은 1.735kJ/kg·K, 비열비는 1.299이다.)

  1. 62.7
  2. 73.1
  3. 85.5
  4. 97.2
(정답률: 38%)
  • 압력과 온도가 일정한 상태에서 엔트로피 변화는 0이므로, 초기와 최종 상태에서의 엔트로피 차이를 구하면 된다.

    초기 상태에서의 체적 V1 = mRT1/P1 = 150kg * 287J/kg·K * 300kPa / (1000J/kJ) = 12.915m^3
    최종 상태에서의 체적 V2 = mRT2/P2 = 150kg * 287J/kg·K * T2 / (1000J/kJ * 100kPa)

    P1V1 = P2V2 이므로, T2 = P2V2/mR = 100kPa * 12.915m^3 / (150kg * 287J/kg·K) = 3.568K

    따라서, 엔트로피 변화 ΔS = mCp ln(T2/T1) = 150kg * 1.299 * ln(3.568K/300K) = 85.5 kJ/K

    따라서, 정답은 "85.5" 이다.
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39. 이상기체 1kg이 A상태(TA, PA )에서 B상태(TB, PB )로 변화하였다. 정압비열 CP가 일정할 경우 엔트로피의 변화 △S를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 53%)
  • 정압비열 CP가 일정하다는 것은 엔탈피 변화와 열의 변화가 일정하다는 것을 의미합니다. 이때 엔트로피 변화는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

    △S = CP ln(TB/TA)

    따라서, 보기 중에서 정답은 "" 입니다.
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40. 그림 중 A 점에서는 어떠한 상태가 공존하는가?

  1. 기상, 액상
  2. 고성, 액상
  3. 기상, 고성
  4. 기상, 액상, 고성
(정답률: 73%)
  • A 점에서는 기압과 온도가 적절하게 유지되어 물의 삼상이 공존하는 상태인데, 이는 기상(즉, 수증기), 액상(즉, 물), 고성(즉, 얼음)이 함께 존재하기 때문입니다. 따라서 정답은 "기상, 액상, 고성" 입니다.
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3과목: 계측방법

41. 열전대 온도계의 열기전력은 무엇으로 측정하는가?

  1. 전위차계
  2. 파고계
  3. 전력계
  4. 저항계
(정답률: 78%)
  • 열전대 온도계는 열기전력을 전위차로 변환하여 측정합니다. 열전대에서 발생한 열기전력은 전위차를 유발하게 되고, 이 전위차를 전위차계를 통해 측정하여 온도를 알아내는 것입니다. 따라서 정답은 "전위차계"입니다.
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42. 다음 중 피토관의 유속 V(m/s)를 구하는 식은? (단, g : 중력가속도 [9.8m/s2], Pt : 전압 [kg/m2], Ps : 정압[kg/m2], r : 유체의 비중량 [kg/m3])

(정답률: 72%)
  • 피토관은 유체의 유속을 측정하는데 사용되는 장치이다. 유체가 피토관을 통과할 때, 피토관의 단면적이 작아지면서 유속이 증가하게 된다. 이 때, 베르누이 방정식을 이용하여 유속을 구할 수 있다.

    베르누이 방정식은 다음과 같다.

    P1 + 1/2ρv12 + ρgh1 = P2 + 1/2ρv22 + ρgh2

    여기서, P는 압력, ρ는 유체의 밀도, v는 유속, g는 중력가속도, h는 위치를 나타낸다. 피토관에서는 P1 = Ps (정압), P2 = Pt (전압), h1 = h2 (피토관의 높이가 같으므로), 그리고 1/2ρv12은 무시할 수 있다고 가정한다. 따라서, 베르누이 방정식은 다음과 같이 간단해진다.

    Ps + ρgh = Pt + 1/2ρv2

    이를 v에 대해 정리하면 다음과 같은 식이 나온다.

    v = √(2gh + (Pt - Ps)/ρ)

    따라서, 정답은 ""이다.
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43. 비례동작 제어장치에서 비례대(帶)가 40% 일 경우 비례강도는 얼마인가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2.5
  4. 4
(정답률: 64%)
  • 비례대가 40%일 경우 비례강도는 2.5이다. 이유는 비례대와 비례강도는 반비례 관계이기 때문이다. 즉, 비례대가 작을수록 비례강도는 커지고, 비례대가 클수록 비례강도는 작아진다. 따라서 비례대가 40%일 때 비례강도는 2.5가 되는 것이다.
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44. 다음 중 실제 값이 나머지 3개와 다른 값을 갖는 것은?

  1. 273.15k
  2. 0℃
  3. 460˚R
  4. 32℉
(정답률: 79%)
  • 정답은 "460˚R" 입니다.

    이유는 다음과 같습니다.

    - "273.15k" : 절대온도 척도인 켈빈(Kelvin) 온도로, 물의 녹는점이 273.15K 이므로 0℃와 같은 값입니다.
    - "0℃" : 섭씨(Celsius) 온도로, 물의 녹는점이 0℃ 이므로 이 값은 올바릅니다.
    - "32℉" : 화씨(Fahrenheit) 온도로, 물의 어는점이 32℉ 이므로 이 값도 올바릅니다.

    하지만 "460˚R"은 레이니어(Rankine) 온도로, 절대온도 척도인 레이니어 온도에서 물의 끓는점이 671.67˚R 이므로, 이 값은 다른 값들과 다릅니다.
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45. 방사온도계의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 측정대상의 온도에 영향이 크다.
  2. 이동물체에 대한 온도측정이 가능하다.
  3. 저온도에 대한 측정에 적합하다.
  4. 응답속도가 느리다.
(정답률: 70%)
  • 방사온도계는 적외선을 이용하여 측정 대상의 표면 온도를 측정하는 기기입니다. 이 때, 이동물체에 대한 온도측정이 가능한 이유는 적외선이 물체의 표면에서 반사되지 않고 직접 측정 대상에 흡수되기 때문입니다. 따라서 이동물체의 표면 온도를 측정할 수 있습니다.
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46. 다음 중 자동제어계와 직접 관련이 없는 장치는?

  1. 기록부
  2. 검출부
  3. 조절부
  4. 조작부
(정답률: 78%)
  • 기록부는 자동제어계와 직접적인 관련이 없는 장치입니다. 기록부는 일반적으로 시스템의 작동 상태나 데이터를 기록하고 보관하는 역할을 합니다. 이와 달리 검출부, 조절부, 조작부는 자동제어계의 구성 요소 중 하나로서, 각각 입력 신호를 감지하고 분석하거나 출력 신호를 생성하거나, 시스템의 동작을 제어하는 역할을 합니다.
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47. 다음 보기에서 설명하는 온도계는?

  1. 광전관식 온도계
  2. 광 고온계
  3. 색 온도계
  4. 게겔콘 온도계
(정답률: 62%)
  • 이 온도계는 광전관식 온도계입니다. 광전관식 온도계는 광전효과를 이용하여 온도를 측정하는데, 이 온도계에서는 광전효과를 이용하여 온도에 따라 전압이 변화하게 됩니다. 따라서 전압을 측정하여 온도를 알아낼 수 있습니다.
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48. 열전대온도계의 기전력은 온도에 따라 변한다. 다음 중 일정온도에서 열기전력의 값이 가장 큰 것은?

  1. 크로멜-알루멜
  2. 크로멜-콘스탄탄
  3. 철-콘스탄탄
  4. 백금-백금·로듐
(정답률: 41%)
  • 크로멜-콘스탄탄이 일정온도에서 열기전력의 값이 가장 큰 이유는 크로멜-콘스탄탄의 열전대온도계의 기전력이 온도에 따라 가장 민감하게 변화하기 때문입니다. 즉, 일정온도에서 작은 온도 변화에도 큰 기전력 변화를 보이기 때문에 열기전력의 값이 가장 크게 변화합니다.
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49. 오리피스(orifice)는 어떤 형식의 유량계인가?

  1. 터빈식
  2. 면적식
  3. 용적식
  4. 차압식
(정답률: 75%)
  • 오리피스는 차압식 유량계입니다. 오리피스는 유체가 흐르는 파이프에 구멍을 뚫어서 만든 플레이트를 설치하고, 유체가 흐르는 파이프의 압력 차이를 이용하여 유량을 측정합니다. 따라서 차압식 유량계라고 부릅니다.
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50. 다음 중 화학적 가스 분석계에 해당하는 것은?

  1. 고체 흡수제를 이용하는 것
  2. 가스의 밀도와 점도를 이용하는 것
  3. 흡수용액의 전기전도도를 이용하는 것
  4. 가스의 자기적 성질을 이용하는 것
(정답률: 68%)
  • 화학적 가스 분석계는 고체 흡수제를 이용하여 가스 샘플에서 특정 물질의 양을 측정하는 기기입니다. 고체 흡수제는 특정 물질을 선택적으로 흡수하는 물질로, 가스 샘플을 흡수제와 접촉시켜 특정 물질의 양을 측정합니다. 이 방법은 정확하고 신뢰성이 높으며, 다양한 화학적 가스 분석에 사용됩니다.
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51. 다음 중 하겐-포아젤의 법칙을 이용한 점도계는?

  1. 낙구식 점도계
  2. 스토머 점도계
  3. 맥미첼 점도계
  4. 세이볼트 점도계
(정답률: 75%)
  • 하겐-포아젤의 법칙은 액체의 점도와 온도, 압력 등의 인자들 간의 관계를 나타내는 법칙입니다. 이 법칙을 이용한 점도계 중에서 세이볼트 점도계는 액체의 점도를 측정하는 데 사용됩니다. 세이볼트 점도계는 하겐-포아젤의 법칙에 따라 액체의 점도와 온도, 밀도 등의 인자들을 이용하여 측정합니다. 따라서 세이볼트 점도계가 하겐-포아젤의 법칙을 이용한 점도계 중 하나인 것입니다.
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52. 다음 각 가스별 시험방법 등의 연결이 잘못된 것은?

  1. 암모니아 - 리트머스시험지 - 청색
  2. 시안화수소 - 질산구리벤젠지 - 청색
  3. 염소 - 염화파라듐지 - 적색
  4. 황화수소 - 연당지 - 흑갈색
(정답률: 63%)
  • 염소는 염화파라듐지와 반응하지 않으며, 염화파라듐지는 일산화탄소 검출에 사용된다.
    오답 노트
    * 암모니아 - 리트머스시험지 - 청색: 암모니아는 염기성 가스로 붉은색 리트머스지를 청색으로 변화시킨다.
    * 시안화수소 - 질산구리벤젠지 - 청색: 시안화수소는 질산구리벤젠지와 반응하여 청색으로 변한다.
    * 황화수소 - 연당지 - 흑갈색: 황화수소는 연당지와 반응하여 흑갈색으로 변한다.
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53. 다음 중 방전을 이용하는 진공계는?

  1. 피라니
  2. 가이슬러관
  3. 휘스톤브리지
  4. 서미스터
(정답률: 57%)
  • 가이슬러관은 저압 기체에 고전압을 가하여 발생하는 방전 현상을 이용하여 압력을 측정합니다.
    오답 노트
    * 피라니: 기체의 열전도율 변화를 이용하므로 오답.
    * 휘스톤브리지: 미지 저항 측정에 사용되는 전기 회로이므로 오답.
    * 서미스터: 온도 변화에 따라 저항이 변하는 소자이므로 오답.
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54. 조리개부가 유선형에 가까운 형상으로 설계되어 축류의 영향을 비교적 적게 받게 하고 조리개에 의한 압력손실을 최대한으로 줄인 조리개의 형식의 유량계는?

  1. 원판(dosc)
  2. 벤투리(venturi)
  3. 노즐(nozzle)
  4. 오리피스(orifice)
(정답률: 71%)
  • 벤투리 유량계는 유선형 구조로 설계되어 압력 손실이 가장 적고 축류의 영향을 최소화합니다.
    오답 노트
    * 원판: 압력 손실이 크고 유선형이 아니므로 오답.
    * 노즐: 벤투리보다 압력 손실이 크므로 오답.
    * 오리피스: 압력 손실이 가장 크고 유선형이 아니므로 오답.
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55. 불꽃이온화식 검출기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 시료를 파괴한다.
  2. 감도가 낮다.
  3. 선형감응범위가 좁다.
  4. 잡음이 많다.
(정답률: 69%)
  • 불꽃이온화식 검출기는 수소-공기 불꽃을 사용하여 시료를 태워 이온화시키므로 시료를 파괴한다.
    오답 노트
    * 감도가 낮다: 유기 화합물에 대한 감도가 매우 높다.
    * 선형감응범위가 좁다: 선형감응범위가 넓다.
    * 잡음이 많다: 비교적 잡음이 적고 안정적이다.
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56. 전자 유량계의 특징에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 응답이 매우 빠르다.
  2. 압력손실이 거의 없다.
  3. 도전성 유체에 한하여 사용한다.
  4. 점도가 높은 유체는 사용하기 곤란하다.
(정답률: 76%)
  • 전자 유량계는 유체의 점도 변화에 거의 영향을 받지 않으므로, 점도가 높은 유체에도 사용 가능하다.
    오답 노트:
    * 응답이 매우 빠르다: 전자 유량계는 응답 속도가 빠르므로 오답.
    * 압력손실이 거의 없다: 유로에 방해물이 없어 압력 손실이 거의 없으므로 오답.
    * 도전성 유체에 한하여 사용한다: 전자 유량계는 도전성 유체에만 사용 가능하므로 오답.
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57. 제어량에 편차가 생겼을 경우 편차의 적분차를 가감해서 조작량의 이동속도가 비례하는 동작으로서 잔류편차가 제어되나 제어 안정성은 떨어지는 특징을 가진 동작은?

  1. 비례동작
  2. 적분동작
  3. 미분동작
  4. 뱅뱅동작
(정답률: 75%)
  • 적분동작은 편차의 적분값에 비례하여 조작량을 변화시켜 잔류편차를 제거하지만, 제어 안정성을 저하시킵니다.
    오답 노트
    * 비례동작: 잔류편차 제거 불가.
    * 미분동작: 편차의 변화율에 비례.
    * 뱅뱅동작: 존재하지 않는 동작.
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58. 열전대에 사용하는 보상도선은 다음 중 어느 원리에 해당하는가?

  1. 제벡(Seebeck)효과
  2. 톰슨(Thomson)효과
  3. 중간금속의 법칙
  4. 중간온도의 법칙
(정답률: 57%)
  • 열전대 보상도선은 열전대 회로에 제3의 금속(보상도선)을 삽입해도 양단의 온도가 같으면 전체 기전력에 영향을 주지 않는다는 원리를 이용합니다.
    오답 노트:
    - 제벡(Seebeck)효과: 서로 다른 두 금속의 양 끝에 온도차를 주면 기전력이 발생하는 현상으로, 열전대의 기본 원리.
    - 톰슨(Thomson)효과: 균일한 금속 도체 내에 온도 기울기가 있을 때 전류가 흐르면 열의 발생 또는 흡수가 일어나는 현상.
    - 중간온도의 법칙: 열전대 회로에서 두 접점의 온도가 T1, T2일 때 발생하는 기전력은 T1, T0와 T0, T2 사이의 기전력 합과 같다는 법칙.
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59. 막식가스미터의 고장 현상인 부동의 원인과 거리가 먼 것은?

  1. 계량막의 파손, 밸브의 탈락
  2. 밸브와 밸브 시트 틈새 불량
  3. 지시기어장치의 물림 불량
  4. 계량실의 체적변화
(정답률: 72%)
  • 계량실의 체적변화는 가스미터의 계량 오차를 유발하는 원인이지, 미터가 아예 움직이지 않는 부동 현상과는 직접적인 관련이 없습니다.
    오답 노트
    * 계량막의 파손, 밸브의 탈락: 부동의 직접적인 원인.
    * 밸브와 밸브 시트 틈새 불량: 부동의 직접적인 원인.
    * 지시기어장치의 물림 불량: 부동의 직접적인 원인.
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60. 보일러의 통풍계 등에도 사용되며 미세압을 측정하는데 가장 적당한 압력계는?

  1. 경사관식 액주형 압력계
  2. 분동식 액주형 압력계
  3. 부르동관식 압력계
  4. 단관식 압력계
(정답률: 75%)
  • 경사관식 액주형 압력계는 관을 경사지게 하여 액면의 이동 거리를 확대함으로써 미세한 압력 변화를 정밀하게 측정하는 데 가장 적합합니다.
    오답 노트
    - 분동식 액주형 압력계: 주로 압력계 교정이나 고정밀 압력 측정에 사용되며, 미세압 측정에는 부적합합니다.
    - 부르동관식 압력계: 비교적 높은 압력을 측정하는 데 주로 사용되며, 미세압 측정에는 정밀도가 떨어집니다.
    - 단관식 압력계: 경사관식에 비해 미세압 측정의 정밀도가 낮습니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 다음은 요로의 정의에 대한 설명이다. ( )안 ㉮~㉱에 들어갈 용어로서 틀린 것은?

  1. ㉮ - 용융
  2. ㉯ - 소성
  3. ㉰ - 열원
  4. ㉱ - 산화
(정답률: 75%)
  • 요로의 정의에서 ㉱에는 연료의 '연소' 반응이 들어가야 자연스럽습니다. '산화'는 연소의 한 형태이지만, 연료의 발열 반응을 이용하는 장치와 병렬로 분류될 때는 '연소'가 더 적합한 포괄적 용어입니다.
    오답 노트:
    * ㉮ - 용융: 요로는 물체를 가열하여 녹이는(용융) 데 사용됩니다.
    * ㉯ - 소성: 요로는 물체를 굽거나 굳히는(소성) 데 사용됩니다.
    * ㉰ - 열원: 요로는 열을 얻는 방법(열원)에 따라 분류될 수 있습니다.
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62. 열처리로 경화된 재료를 변태점 이상의 적당한 온도로 가열한 다음 서서히 냉각하여 강의 압도를 미세화하여 조직을 연화, 내부응력을 제거하는 로는?

  1. 머플로
  2. 소성로
  3. 풀림로
  4. 소결로
(정답률: 75%)
  • 풀림은 재료를 변태점 이상으로 가열한 후 서서히 냉각하여 조직을 연화하고 내부응력을 제거하는 열처리 과정입니다.
    오답 노트
    * 머플로: 주로 소형 부품의 열처리나 건조에 사용되는 밀폐형 가열로이므로 오답.
    * 소성로: 점토나 세라믹 등을 고온으로 가열하여 굳히는 데 사용되는 로이므로 오답.
    * 소결로: 분말 야금을 통해 분말 재료를 녹는점 이하의 온도에서 가열하여 고체로 만드는 데 사용되는 로이므로 오답.
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63. 다음 중 캐스터불내화물의 특성이 아닌 것은?

  1. 현장에서 필요한 형상으로 성형이 가능하다.
  2. 내스폴링성이 우수하고 열전도율이 작다.
  3. 열팽창이 크나 잔존수축이 작다.
  4. 소성할 필요가 없고 가마의 열손실이 적다.
(정답률: 58%)
  • 캐스터블 내화물은 열팽창이 작고 잔존수축이 크므로, 해당 보기는 특성이 아니다.
    오답 노트:
    - 현장에서 필요한 형상으로 성형이 가능하다: 현장 성형이 가능하므로 맞는 특성.
    - 내스폴링성이 우수하고 열전도율이 작다: 내스폴링성이 우수하고 열전도율이 작으므로 맞는 특성.
    - 소성할 필요가 없고 가마의 열손실이 적다: 소성할 필요가 없고 열손실이 적으므로 맞는 특성.
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64. 다음 내화물의 특성 중 비중과 관계없는 것은?

  1. 슬레이킹
  2. 압축강도
  3. 기공율
  4. 내화도
(정답률: 56%)
  • 슬레이킹은 내화물이 수분과 반응하여 붕괴되는 현상으로, 비중과는 직접적인 관계가 없습니다.
    오답 노트
    * 압축강도: 재료의 밀도(비중)와 기공율에 영향을 받으므로 관계 있음.
    * 기공율: 겉보기 비중과 진비중의 차이를 결정하므로 관계 있음.
    * 내화도: 재료의 밀도(비중)와 미세 구조에 영향을 받으므로 관계 있음.
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65. 태양전지에서 가장 널리 쓰이는 재료는?

  1. 유황
  2. 탄소
  3. 규소
  4. 인
(정답률: 70%)
  • 태양전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 반도체 소자이며, 규소는 반도체 특성이 우수하고 경제성이 높아 가장 널리 사용되는 핵심 재료입니다.
    오답 노트
    * 유황: 태양전지 재료로 사용되지 않습니다.
    * 탄소: 유기 태양전지 등 일부 특수 분야에 활용되기도 하나, 일반적인 태양전지의 주재료는 아닙니다.
    * 인: 규소 태양전지의 n형 반도체를 만들기 위한 도핑(불순물 주입) 재료로 사용되지만, 빛을 흡수하여 전기를 생산하는 주된 재료는 아닙니다.
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66. 검사대상기기 조종자에 대한 교육기관으로서 맞는 것은?

  1. 에너지관리공단
  2. 한국산업인력공단
  3. 전국보일러설비협회
  4. 한국보일러공업협동조합
(정답률: 77%)
  • 에너지관리공단은 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기 조종자 교육을 담당한다.
    오답 노트
    - 한국산업인력공단: 국가기술자격 시험 및 직업훈련을 담당하므로 오답.
    - 전국보일러설비협회: 보일러 설비 관련 민간 협회이므로 오답.
    - 한국보일러공업협동조합: 보일러 제조업체들의 협동조합이므로 오답.
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67. 단열재를 사용하지 않는 경우의 방출열량이 300kcal/h이고, 단열재를 사용할 경우의 방출열량이 0.1kW라 하면 이 때의 보온 효율은 약 몇 % 인가?

  1. 61
  2. 71
  3. 81
  4. 91
(정답률: 50%)
  • 이 문제는 보온 효율을 구하는 문제입니다. 보온 효율은 단열재 사용 전후의 방출열량 차이를 단열재 사용 전 방출열량으로 나눈 값에 100을 곱하여 계산합니다.
    단열재 사용 전 방출열량: 300 kcal/h
    단열재 사용 후 방출열량: 0.1 kW
    단위 통일을 위해 0.1 kW를 kcal/h로 변환합니다. (1 kW = 860 kcal/h)
    $$ 0.1 kW = 0.1 × 860 kcal/h = 86 kcal/h $$
    $$ \text{보온 효율} = \left(1 - \frac{\text{단열재 사용 후 방출열량}}{\text{단열재 사용 전 방출열량}}\right) × 100\% $$
    $$ \text{보온 효율} = \left(1 - \frac{86 \text{ kcal/h}}{300 \text{ kcal/h}}\right) × 100\% $$
    $$ \text{보온 효율} \approx 71.33\% $$
    따라서 약 71%입니다.
  • (300-(0.1*860)/300)*100
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68. 산업통상자원부장관은 에너지 사정 등의 변동으로 에너지수급에 중대한 차질이 발생할 우려가 있다고 인정되면 필요한 범위에서 에너지 사용자, 공급자 등에게 조정·명령 그 밖에 필요한 조치를 할 수 있다. 이에 해당되지 않는 항목은?

  1. 에너지의 개발
  2. 지역별 주요수급자별 에너지 할당
  3. 에너지의 비축
  4. 에너지의 배급
(정답률: 74%)
  • 산업통상자원부장관의 에너지수급 조정·명령 권한은 현존하는 에너지의 효율적 관리 및 배분에 중점을 두며, 장기적인 '개발'은 해당 범위에 포함되지 않는다.
    오답 노트
    * 지역별 주요수급자별 에너지 할당: 에너지 위기 시 공급 조절 및 배분 권한에 해당한다.
    * 에너지의 비축: 에너지 위기 시 비축량 관리 및 확보 권한에 해당한다.
    * 에너지의 배급: 에너지 위기 시 소비 통제를 위한 직접적인 조치에 해당한다.
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69. 고압 배관용 탄소강관에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 관의 제조는 킬드강을 사용하여 이음매 없이 제조한다.
  2. KS 규격 기호로 SPPS 라고 표기한다.
  3. 350℃이하, 100kg/cm2이상의 압력범위에서 사용이 가능하다.
  4. NH3 합성용 배관, 화학공업의 고압유체 수송용에 사용한다.
(정답률: 75%)
  • 고압 배관용 탄소강관의 KS 규격 기호는 SPPH이다.
    오답 노트
    * 관의 제조는 킬드강을 사용하여 이음매 없이 제조한다: 킬드강을 사용하여 이음매 없이 제조하는 것이 맞으므로 오답.
    * 350℃이하, 100kg/cm²이상의 압력범위에서 사용이 가능하다: 350℃이하, 100kg/cm²이상의 압력범위에서 사용되는 것이 맞으므로 오답.
    * NH₃ 합성용 배관, 화학공업의 고압유체 수송용에 사용한다: NH₃ 합성용 배관, 화학공업의 고압유체 수송용에 사용되는 것이 맞으므로 오답.
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70. 벽돌, 기와, 보도타일 등 건축재료를 소성하는데 주로 사용되는 가마는?

  1. 고리가마
  2. 회전가마
  3. 선가마
  4. 탱크가마
(정답률: 73%)
  • 고리가마는 벽돌, 기와, 보도타일 등 건축재료를 대량으로 연속 소성하는 데 주로 사용됩니다.
    오답 노트:
    - 회전가마: 시멘트 클링커, 석회 등을 소성하는 데 주로 사용되므로 오답.
    - 선가마: 도자기, 내화물 등 고품질 제품의 연속 소성에 주로 사용되므로 오답.
    - 탱크가마: 유리 용해에 주로 사용되므로 오답.
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71. 에너지이용합리화법에서의 양벌규정 사항에 해당되지 않는 것은?

  1. 에너지저장시설의 보유 또는 저장의무의 부과 시 정당한 이유 없이 이를 거부하거나 이행하지 아니한 자
  2. 검사대상기기의 검사를 받지 아니한 자
  3. 검사대상기기 조종자를 선임하지 아니한 자
  4. 개선명령을 정당한 사유 없이 이행하지 아니한 자
(정답률: 60%)
  • 양벌규정은 벌금형 이상의 벌칙에 적용되며, 과태료 부과 대상은 양벌규정의 대상이 아닙니다.
    오답 노트:
    에너지저장시설의 보유 또는 저장의무의 부과 시 정당한 이유 없이 이를 거부하거나 이행하지 아니한 자: 징역 또는 벌금형 대상이므로 양벌규정 적용.
    검사대상기기의 검사를 받지 아니한 자: 징역 또는 벌금형 대상이므로 양벌규정 적용.
    검사대상기기 조종자를 선임하지 아니한 자: 징역 또는 벌금형 대상이므로 양벌규정 적용.
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72. 에너지이용합리화법에서 정한 검사대상기기에 대한 검사의 종류가 아닌 것은?

  1. 계속사용검사
  2. 개방검사
  3. 개조검사
  4. 설치장소 변경검사
(정답률: 65%)
  • 에너지이용합리화법에서 정한 검사대상기기에 대한 검사의 종류는 설치검사, 계속사용검사, 개조검사, 설치장소 변경검사, 재사용검사 등이 있으며, 개방검사는 해당 법에서 정한 검사 종류가 아닙니다.
    오답 노트
    - 계속사용검사: 법에서 정한 검사 종류이므로 오답.
    - 개조검사: 법에서 정한 검사 종류이므로 오답.
    - 설치장소 변경검사: 법에서 정한 검사 종류이므로 오답.
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73. 알루미늄박 보온재의 열전도율의 값으로 가장 옳은 것은?

  1. 0.014~0.024kcal/m·h·℃
  2. 0.028~0.048kcal/m·h·℃
  3. 0.14~0.24kcal/m·h·℃
  4. 0.28~0.48kcal/m·h·℃
(정답률: 66%)
  • 알루미늄박 보온재는 복사열 차단 효과를 통해 낮은 열전도율을 가지며, 0.028~0.048kcal/m·h·℃는 일반적인 보온재의 열전도율 범위에 해당합니다.
    오답 노트:
    - 0.014~0.024kcal/m·h·℃: 이 범위는 진공 단열재 등 매우 특수한 고성능 단열재의 열전도율에 해당하여 오답.
    - 0.14~0.24kcal/m·h·℃: 이 범위는 일반적인 건축 재료(예: 콘크리트, 벽돌)의 열전도율에 가까워 보온재로는 부적합하므로 오답.
    - 0.28~0.48kcal/m·h·℃: 이 범위는 보온재로 사용하기에는 열전도율이 매우 높아 단열 성능이 현저히 떨어지므로 오답.
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74. 다음 중 내화단열벽돌의 안전사용온도는?

  1. 1,300~1,500℃
  2. 800~1,200℃
  3. 500~800℃
  4. 100~500℃
(정답률: 51%)
  • 내화단열벽돌은 고온 환경에서 단열 및 내화 성능을 발휘하며, 일반적인 안전사용온도는 1,300~1,500℃ 범위이다.
    오답 노트
    * 800~1,200℃: 내화단열벽돌의 일반적인 사용 온도보다 낮으므로 오답.
    * 500~800℃: 내화단열벽돌의 사용 온도 범위에 미치지 못하므로 오답.
    * 100~500℃: 일반적인 단열재나 저온용 재료의 온도 범위이므로 오답.
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75. 검사대상기기조종자의 해임신고는 신고사유가 발생한 날로부터 며칠 이내에 하여야 하는가?

  1. 15일
  2. 20일
  3. 30일
  4. 60일
(정답률: 78%)
  • 검사대상기기조종자의 해임신고는 관련 법령에 따라 신고사유 발생일로부터 30일 이내에 해야 합니다.
    오답 노트:
    - 15일: 다른 신고 기한에 해당하며, 해임신고 기한이 아닙니다.
    - 20일: 해임신고 기한으로 규정된 바가 없습니다.
    - 60일: 해임신고 기한으로 너무 길거나 다른 종류의 장기 보고 기한에 해당합니다.
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76. 에너지사용량신고에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 에너지관리대상자는 매년 12월 31일까지 사무소가 소재하는 지역을 관할하는 시ㆍ도시지사에게 신고하여야 한다.
  2. 에너지사용량의 신고를 받은 시ㆍ도지사는 이를 매년 2월 말일까지 산업통상자원부장관에게 보고하여야 한다.
  3. 에너지사용량신고에는 에너지를 사용하여 만드는 제품·부가가치 등의 단위당 에너지이용효율 향상목표 또는 이산화탄소배출 감소목표 및 이행방법을 포함하여야 한다.
  4. 에너지관리대상자는 연료 및 열의 연간사용량이 2천 티·오·이 이상이고 전력의 연간사용량이 4백만킬로 와트시 이상인 자로 한다.
(정답률: 63%)
  • 에너지사용량 신고를 받은 시ㆍ도지사는 매년 2월 말일까지 산업통상자원부장관에게 보고해야 합니다.
    오답 노트:
    에너지관리대상자는 매년 12월 31일까지 사무소가 소재하는 지역을 관할하는 시ㆍ도시지사에게 신고하여야 한다 → 신고 기한은 매년 1월 31일입니다.
    에너지사용량신고에는 에너지를 사용하여 만드는 제품·부가가치 등의 단위당 에너지이용효율 향상목표 또는 이산화탄소배출 감소목표 및 이행방법을 포함하여야 한다 → 이는 에너지절약계획에 포함되는 내용입니다.
    에너지관리대상자는 연료 및 열의 연간사용량이 2천 티·오·이 이상이고 전력의 연간사용량이 4백만킬로 와트시 이상인 자로 한다 → '이고'가 아닌 '이거나'입니다.
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77. 에너지법에서 정한 에너지에 해당하지 않는 것은?

  1. 열
  2. 연료
  3. 전기
  4. 원자력
(정답률: 80%)
  • 에너지법은 에너지원을 포괄적으로 정의하지만, 원자력은 그 특수성으로 인해 원자력안전법 등 별도의 전문 법률에 의해 주로 관리 및 규제된다.
    오답 노트:
    - 열: 에너지법은 집단에너지사업 등 열에너지 관련 정책을 다룬다.
    - 연료: 석유, 석탄, 천연가스 등 에너지법에서 정의하는 주요 에너지원이 연료에 해당한다.
    - 전기: 에너지법은 전력 수급 및 효율적 이용 등 전기 에너지 관련 정책을 다룬다.
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78. 용광로에 장입하는 코크스의 역할이 아닌 것은?

  1. 철광석 중의 황분을 제거
  2. 가스상태로 선철 중에 흡수
  3. 선철을 제조하는데 필요한 열원을 공급
  4. 연소시 환원성가스를 발생시켜 철의 환원을 도모
(정답률: 66%)
  • 코크스는 철광석의 환원 및 선철의 탄소 공급원이며, 황분 제거는 주로 석회석 등 용제가 담당합니다.
    오답 노트
    - 가스상태로 선철 중에 흡수: 코크스의 탄소가 선철에 흡수되어 성분이 되므로 오답.
    - 선철을 제조하는데 필요한 열원을 공급: 코크스 연소열이 용광로의 주된 열원이므로 오답.
    - 연소시 환원성가스를 발생시켜 철의 환원을 도모: 코크스 연소 시 발생하는 CO 가스가 철광석을 환원시키므로 오답.
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79. 다음 중 주물 용해로가 아닌 것은?

  1. 반사로
  2. 큐폴라
  3. 용광로
  4. 도가니로
(정답률: 60%)
  • 용광로는 선철을 생산하는 제선로이며, 주물을 직접 용해하는 용해로가 아닙니다.
    오답 노트:
    - 반사로: 주철, 비철금속 등의 주물을 용해하는 데 사용되는 용해로입니다.
    - 큐폴라: 주철 주물 생산에 가장 널리 사용되는 대표적인 주물 용해로입니다.
    - 도가니로: 소량의 주철, 비철금속 등을 용해하는 데 사용되는 용해로입니다.
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80. 고효율에너지 인증대상기자재에 해당하지 않는 것은?

  1. 펌프
  2. 무정전 전원장치
  3. 가정용 가스보일러
  4. 발광다이오드 등 조명기기
(정답률: 63%)
  • 가정용 가스보일러는 고효율에너지기자재 인증대상이 아닌 에너지소비효율 등급표시 대상 품목입니다.
    오답 노트
    * 펌프: 고효율에너지기자재 인증대상입니다.
    * 무정전 전원장치: 고효율에너지기자재 인증대상입니다.
    * 발광다이오드 등 조명기기: 고효율에너지기자재 인증대상입니다.
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5과목: 열설비설계

81. 다음 급수처리 방법 중 화학적 처리방법은?

  1. 이온교환법
  2. 가열연화법
  3. 증류법
  4. 여과법
(정답률: 78%)
  • 이온교환법은 이온을 교환하여 물속의 경도 유발 물질을 제거하는 화학적 처리 방법입니다.
    오답 노트
    * 가열연화법: 물을 가열하여 경도 성분을 침전시키는 물리적 처리 방법입니다.
    * 증류법: 물을 끓여 증발시킨 후 응축하여 순수한 물을 얻는 물리적 처리 방법입니다.
    * 여과법: 필터를 이용하여 물속의 부유물질을 제거하는 물리적 처리 방법입니다.
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82. 보일러경판의 강도가 큰 순서로 바르게 나열된 것은?

  1. 반구형경판 ＞ 반타원형경판 ＞ 접시형경판 ＞ 평경판
  2. 반구형경판 ＞ 접시형경판 ＞ 반타원형경판 ＞ 평경판
  3. 반타원형경판 ＞ 반구형경판 ＞ 접시형경판 ＞ 평경판
  4. 반타원형경판 ＞ 접시형경판 ＞ 반구형경판 ＞ 평경판
(정답률: 67%)
  • 보일러 경판의 강도는 곡률이 클수록 강하며, 이는 압력에 대한 저항력이 커지기 때문이다.
    오답 노트
    * 반구형경판 ＞ 접시형경판 ＞ 반타원형경판 ＞ 평경판: 반타원형경판이 접시형경판보다 강하므로 오답.
    * 반타원형경판 ＞ 반구형경판 ＞ 접시형경판 ＞ 평경판: 반구형경판이 반타원형경판보다 강하므로 오답.
    * 반타원형경판 ＞ 접시형경판 ＞ 반구형경판 ＞ 평경판: 반구형경판이 반타원형경판과 접시형경판보다 강하므로 오답.
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83. 압력 1MPa인 포화수가 압력 0.4MPa인 재증발기(Flash Vessel)에 들어올 때, 포화수 100kg당 약 몇 kg의 증기가 발생하는가? (단, 1MPa에서 포화수 엔탈피는 775.1kJ/kg, 0.4MPa에서 포화수 엔탈피는 636.8kJ/kg이고, 0.4MPa의 증기 엔탈피는 2748.4kJ/kg이다.)

  1. 5.0
  2. 6.5
  3. 28.2
  4. 36.7
(정답률: 32%)
  • 이 문제는 재증발기에서 포화수가 감압될 때 발생하는 증기량을 계산하는 문제로, 엔탈피 평형식을 사용합니다.
    $$ m_g = m_{in} × \frac{h_{f,in} - h_{f,out}}{h_{g,out} - h_{f,out}} $$
    m_g: 발생 증기량, m_in: 유입 포화수량, h_f,in: 유입 포화수 엔탈피, h_f,out: 재증발기 출구 포화수 엔탈피, h_g,out: 재증발기 출구 증기 엔탈피
    $$ m_g = 100 × \frac{775.1 - 636.8}{2748.4 - 636.8} $$
    $$ m_g = 6.55 $$
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84. 급수에서 ppm 단위를 사용할 때 이에 대하여 가장 잘 나타낸 것은?

  1. 물 1mL 중에 함유한 시료의 양을 g 으로 표시한 것
  2. 물 100mL 중에 함유한 시료의 양을 mg 으로 표시한 것
  3. 물 1000mL 중에 함유한 시료의 양을 g 으로 표시한 것
  4. 물 1000mL 중에 함유한 시료의 양을 mg 으로 표시한 것
(정답률: 78%)
  • 급수에서 ppm 단위는 물 1L(1000mL)에 녹아있는 시료의 양을 mg으로 나타낸 것이다.
    오답 노트:
    * 물 1mL 중에 함유한 시료의 양을 g 으로 표시한 것: 1,000,000 ppm에 해당하므로 오답.
    * 물 100mL 중에 함유한 시료의 양을 mg 으로 표시한 것: 10 ppm에 해당하므로 오답.
    * 물 1000mL 중에 함유한 시료의 양을 g 으로 표시한 것: 1000 ppm에 해당하므로 오답.
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85. 보일러의 용량을 산출하거나 표시하는 양으로서 적합하지 않은 것은?

  1. 상당증발량
  2. 증발율
  3. 연소율
  4. 재열계수
(정답률: 72%)
  • 재열계수는 냉동사이클의 성능계수와 관련된 개념으로, 보일러 용량 산출이나 표시와 직접적인 관련이 없습니다.
    오답 노트
    * 상당증발량: 보일러 용량을 나타내는 표준적인 단위입니다.
    * 증발율: 보일러의 증발 성능을 나타내는 지표입니다.
    * 연소율: 보일러의 연소 효율과 관련된 지표입니다.
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86. 다음 중 열관류율의 표시단위는?

  1. kJ/m·h·K
  2. kJ/m2·h·K
  3. kJ/m3·h·K
  4. kJ/m4·h·K
(정답률: 74%)
  • 열관류율은 단위 면적당, 단위 시간당, 단위 온도차에 의해 전달되는 열량을 나타내므로, 열량(kJ)을 면적(m²), 시간(h), 온도차(K)로 나눈 단위가 됩니다.
    오답 노트:
    * kJ/m·h·K: 면적(m²)이 아닌 길이(m) 단위가 사용되어 열관류율의 정의에 맞지 않습니다.
    * kJ/m3·h·K: 면적(m²)이 아닌 부피(m³) 단위가 사용되어 열관류율의 정의에 맞지 않습니다.
    * kJ/m4·h·K: 면적(m²)이 아닌 m4 단위가 사용되어 열관류율의 정의에 맞지 않습니다.
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87. 연소실 연도의 단면적 크기를 정할 때 중요성이 가장 적게 강조되는 것은?

  1. 연도내부를 통과하는 연소가스량
  2. 연소가스의 통과속도
  3. 연돌의 통풍력
  4. 대기 온도
(정답률: 69%)
  • 연소실 연도의 단면적은 연소가스량, 통과 속도, 그리고 이를 유도하는 통풍력에 의해 직접적으로 결정되며, 대기 온도는 통풍력에 영향을 주지만 단면적 결정의 직접적인 중요성은 상대적으로 낮다.
    오답 노트
    * 연도내부를 통과하는 연소가스량: 연도의 단면적을 결정하는 가장 기본적인 요소 중 하나로, 처리해야 할 가스의 총량을 나타내므로 중요하게 고려된다.
    * 연소가스의 통과속도: 연소가스량과 함께 연도의 단면적을 직접적으로 결정하는 요소(단면적 = 가스량 / 속도)이므로 중요하게 고려된다.
    * 연돌의 통풍력: 연소가스를 연도 밖으로 배출시키는 구동력으로, 연소가스의 통과 속도와 직결되므로 중요하게 고려된다.
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88. 노통연관식 보일러의 수면계 부착위치 기준에 대하여 가장 옳은 것은?

  1. 노통 최고부위 50mm
  2. 노통 최고부위 100mm
  3. 연관의 최고부위 10mm
  4. 화실 천정판 최고부위의 길이의 1/3
(정답률: 75%)
  • 노통연관식 보일러의 수면계 최저 수위는 노통 최고부위보다 100mm 위에 위치해야 안전합니다.
    오답 노트
    * 노통 최고부위 50mm: 안전기준인 100mm보다 낮아 오답.
    * 연관의 최고부위 10mm: 노통연관식 보일러는 노통 최고부위를 기준으로 하므로 오답.
    * 화실 천정판 최고부위의 길이의 1/3: 수면계 부착위치 기준은 고정된 거리로 정해지므로 오답.
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89. 내경이 150mm이고, 강판두께가 10mm인 파이프의 허용인장응력이 6kg/mm2일 때, 이 파이프의 유량이 40L/s 이다. 이 때 평균유속은 약 몇 m/s 인가? (단, 유량계수는 1 이다.)

  1. 0.92
  2. 1.05
  3. 1.78
  4. 2.26
(정답률: 29%)
  • 이 문제는 유량(Q), 단면적(A), 평균유속(v) 간의 관계를 나타내는 연속방정식을 사용하여 평균유속을 구합니다.
    $$ v = \frac{Q}{A} $$
    Q: 유량, A: 단면적
    $$ A = π × (\frac{0.15}{2})^2 = π × (0.075)^2 $$
    $$ v = \frac{0.04}{π × (0.075)^2} $$
    $$ v \approx 2.26 $$
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90. 물의 탁도(濁度)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 카올린 1g이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
  2. 카올린 1mg이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
  3. 탄산칼륨 1g이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
  4. 탄산칼륨 1mg이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다.
(정답률: 77%)
  • 탁도 1도는 카올린 1mg이 증류수 1L에 용해되었을 때의 탁도를 기준으로 정의됩니다.
    오답 노트
    * 카올린 1g이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다: 1g이 아닌 1mg이 기준이므로 오답.
    * 탄산칼륨 1g이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다: 카올린이 아닌 탄산칼륨을 사용했으므로 오답.
    * 탄산칼륨 1mg이 증류수 1L속에 들어 있을 때의 색과 같은 색을 가지는 물을 탁도 1도의 물이라 한다: 카올린이 아닌 탄산칼륨을 사용했으므로 오답.
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91. 보일러에 설치된 기수분리기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 발생된 증기 중에서 수분을 제거하고 건포화증기에 가까운 증기를 사용하기 위한 장치이다.
  2. 증기부의 체적이나 높이가 작고 수면의 면적이 증발량에 비해 작은 때는 기수공발이 일어날 수 있다.
  3. 압력이 비교적 낮은 보일러의 경우는 압력이 높은 보일러 보다 증기와 물의 비중량 차이가 극히 작아 기수분리가 어렵다.
  4. 사용원리는 원심력을 이용한 것, 스크러버를 지나게 하는 것, 스크린을 사용하는 것 또는 이들의 조합을 이루는 것 등이 있다.
(정답률: 67%)
  • 이 문제는 보일러 기수분리기의 작동 원리 및 특성에 대한 이해를 묻는 이론 문제입니다.
    압력이 낮을수록 증기와 물의 비중량 차이가 커져 기수분리가 용이해집니다.
    오답 노트:
    발생된 증기 중에서 수분을 제거하고 건포화증기에 가까운 증기를 사용하기 위한 장치이다.: 기수분리기의 주된 목적이므로 맞는 설명.
    증기부의 체적이나 높이가 작고 수면의 면적이 증발량에 비해 작은 때는 기수공발이 일어날 수 있다.: 기수공발(프라이밍) 발생 조건이므로 맞는 설명.
    사용원리는 원심력을 이용한 것, 스크러버를 지나게 하는 것, 스크린을 사용하는 것 또는 이들의 조합을 이루는 것 등이 있다.: 기수분리기의 일반적인 작동 원리이므로 맞는 설명.
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92. 완전 흑체의 복사열량(Eb)이 절대온도(T)와의 관계식으로 옳은 것은?

(정답률: 79%)
  • 완전 흑체의 복사열량은 스테판-볼츠만 법칙에 따라 절대온도의 4제곱에 비례합니다.
    $$ E_b = σ \left(\frac{T}{100}\right)^4 $$
    오답 노트:
    - 다른 보기들은 스테판-볼츠만 법칙의 관계식을 잘못 표현하여 오답.
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93. 보일러 부하의 급변으로 인하여 동 수면에서 작은 입자의 물방울이 증기와 혼입하여 튀어 오르는 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 캐리오버
  2. 포밍
  3. 프라이밍
  4. 피팅
(정답률: 71%)
  • 보일러 부하의 급변으로 인해 동 수면의 물방울이 증기와 함께 튀어 오르는 현상을 프라이밍이라고 한다.
    오답 노트
    - 캐리오버: 증기 속에 물방울이 섞여 나가는 현상을 통칭하는 상위 개념.
    - 포밍: 보일러 수의 불순물로 인해 수면에 거품이 생기는 현상.
    - 피팅: 금속 표면에 국부적으로 발생하는 부식 현상.
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94. 인젝터의 작동순서로서 가장 적정한 것은?

  1. ㉮ → ㉯ → ㉰ → ㉱
  2. ㉮ → ㉰ → ㉯ → ㉱
  3. ㉱ → ㉯ → ㉰ → ㉮
  4. ㉱ → ㉰ → ㉯ → ㉮
(정답률: 66%)
  • 인젝터는 증기의 압력을 이용하여 급수를 보일러로 공급하는 장치로, 안전하고 효율적인 작동을 위해 정해진 순서에 따라 밸브를 개방해야 합니다. 인젝터의 작동은 정지변을 열어 시스템 연결을 확보하고, 급수변을 열어 물을 공급받은 후, 증기변을 열어 구동력을 얻고, 마지막으로 핸들을 열어 급수를 시작하는 순서로 이루어집니다.
    오답 노트:
    - ㉮ → ㉯ → ㉰ → ㉱: 급수변보다 증기변을 먼저 열면 물이 충분히 공급되지 않아 작동이 불안정해질 수 있으므로 오답.
    - ㉱ → ㉯ → ㉰ → ㉮: 인젝터의 핸들을 가장 먼저 열거나, 정지변을 가장 나중에 여는 것은 올바른 작동 순서가 아니므로 오답.
    - ㉱ → ㉰ → ㉯ → ㉮: 인젝터의 핸들을 가장 먼저 열거나, 정지변을 가장 나중에 여는 것은 올바른 작동 순서가 아니므로 오답.
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95. 20℃ 상온에서 재료의 열전도율(kJ/m·h·K)이 큰 순서가 바르게 나열된 것은?

  1. 알루미늄 ＞ 철 ＞ 구리 ＞ 고무 ＞ 물
  2. 알루미늄 ＞ 구리 ＞ 철 ＞ 물 ＞ 고무
  3. 구리 ＞ 알루미늄 ＞ 철 ＞ 고무 ＞ 물
  4. 구리 ＞ 알루미늄 ＞ 철 ＞ 물 ＞ 고무
(정답률: 55%)
  • 재료의 열전도율은 일반적으로 금속 > 액체 > 비금속(절연체) 순이며, 금속 중에서는 구리, 알루미늄, 철 순으로 높다.
    오답 노트:
    - 알루미늄 ＞ 철 ＞ 구리 ＞ 고무 ＞ 물: 구리가 알루미늄보다, 물이 고무보다 열전도율이 높으므로 오답.
    - 알루미늄 ＞ 구리 ＞ 철 ＞ 물 ＞ 고무: 구리가 알루미늄보다 열전도율이 높으므로 오답.
    - 구리 ＞ 알루미늄 ＞ 철 ＞ 고무 ＞ 물: 물이 고무보다 열전도율이 높으므로 오답.
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96. 줄-톰슨계수(Joule-Thomson coefficient, μ)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. μ 가 (-)일 때 기체가 팽창에 따라 온도는 내려간다.
  2. μ 가 (+)일 때 기체가 팽창에 따라 온도는 일정하다.
  3. μ 의 부호는 온도의 함수이다.
  4. μ 의 부호는 열량의 함수이다.
(정답률: 75%)
  • 줄-톰슨 계수(μ)의 부호는 기체의 종류와 압력뿐만 아니라 온도에 따라 달라지며, 특히 반전 온도(inversion temperature)를 기준으로 부호가 바뀐다.
    오답 노트
    * μ 가 (-)일 때 기체가 팽창에 따라 온도는 내려간다: μ가 (-)일 때 기체가 팽창하면 온도는 올라간다.
    * μ 가 (+)일 때 기체가 팽창에 따라 온도는 일정하다: μ가 (+)일 때 기체가 팽창하면 온도는 내려간다.
    * μ 의 부호는 열량의 함수이다: 줄-톰슨 계수는 엔탈피가 일정한 과정에서 압력 변화에 따른 온도 변화를 나타내며, 열량과는 직접적인 함수 관계가 없다.
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97. 화격자 크기가 1.5m×2m인 보일러에서 5시간 동안 3ton의 석탄을 사용하였다면 이 보일러의 화격자 연소율은 약 몇 kg/m2·h 인가?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 1000
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 화격자 연소율을 구하는 문제로, 사용 연료량을 화격자 면적과 사용 시간으로 나누어 계산합니다.
    $$ \text{화격자 연소율} = \frac{\text{사용 연료량 (kg)}}{\text{화격자 면적 (m}^2\text{)} × \text{사용 시간 (h)}} $$
    $$ 화격자 면적 = 1.5m × 2m = 3 m² $$
    $$ 사용 연료량 = 3ton = 3000 kg $$
    $$ \text{화격자 연소율} = \frac{3000 \text{ kg}}{3 \text{ m}^2 × 5 \text{ h}} $$
    $$ \text{화격자 연소율} = 200 \text{ kg/m}^2·\text{h} $$
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98. 보일러 효율을 나타낸 식 중 틀린 것은? (단, Ge : 상당 증발량, Gf : 연료 소비량[kg/h], Ga : 실제 증발량[kg/h], h2, h1 : 각각 발생증기 및 급수의 엔탈피[kcal/kg], Hℓ : 연료의 저발열량, ηc : 연소율, ζh 은 전열효율이다.)

  2. ηc × ζh
(정답률: 54%)
  • 보일러 효율은 보일러가 연료로부터 얻은 열에너지 중 증기 생산에 유효하게 사용된 열에너지의 비율을 나타내는 지표입니다. 는 에너지 단위가 아닌 질량 유량의 비율이므로 보일러 효율을 나타내는 식이 아닙니다.
    오답 노트:
    * $$ \frac{Ga(h_2 - h_1)}{G_f H_l} × 100\% $$ : 실제 증발량과 엔탈피 차이를 이용한 보일러 효율 계산식으로 올바른 표현입니다.
    * ηc × ζh : 연소 효율과 전열 효율의 곱으로 보일러 종합 효율을 나타내는 올바른 표현입니다.
    * $$ \frac{G_e × 600}{G_f H_l} × 100\% $$ : 상당 증발량을 이용한 보일러 효율 계산식으로 올바른 표현입니다.
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99. 다음 중 경판의 탄성(강도)을 높이기 위한 것은?

  1. 아담슨 조인트
  2. 브리징스페이스
  3. 용접조인트
  4. 그루빙
(정답률: 58%)
  • 브리징스페이스는 경판의 강성을 높여 탄성 및 강도를 향상시키는 역할을 합니다.
    오답 노트
    - 아담슨 조인트: 보일러 동판의 이음 방식 중 하나로, 강도 향상과는 직접적인 관련이 없습니다.
    - 용접조인트: 판과 판을 연결하는 일반적인 방법으로, 경판의 탄성 자체를 높이는 특정 기술이 아닙니다.
    - 그루빙: 보일러 동판의 부식 현상 중 하나로, 강도 저하의 원인이 됩니다.
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100. 보일러의 노통이나 화실과 같은 원통 부분이 외측으로부터의 압력에 견딜 수 없게 되어 눌려 찌그러져 찢어지는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 블리스터
  2. 압궤
  3. 응력부식균열
  4. 라미네이션
(정답률: 81%)
  • 외부 압력에 의해 원통형 구조물이 눌려 찌그러져 파괴되는 현상을 압궤라고 한다.
    오답 노트
    - 블리스터: 금속 표면에 기포처럼 부풀어 오르는 현상이므로 오답.
    - 응력부식균열: 인장 응력과 부식 환경이 동시에 작용하여 발생하는 균열이므로 오답.
    - 라미네이션: 재료 내부에 층상으로 분리되는 결함이므로 오답.
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