에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2014-09-20)

에너지관리기사
(2014-09-20 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 기체 연료의 저장방식이 아닌 것은?

  1. 유수식
  2. 고압식
  3. 가열식
  4. 무수식
(정답률: 87%)
  • 가열식은 기체 연료의 저장 방식이 아니라, 액체 연료의 점도를 낮추거나 기화시키기 위해 사용되는 방식이다.
    오답 노트
    * 유수식: 가스홀더(습식)를 이용한 기체 저장 방식이므로 오답.
    * 고압식: 기체를 고압으로 압축하여 저장하는 방식이므로 오답.
    * 무수식: 가스홀더(건식)를 이용한 기체 저장 방식이므로 오답.
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2. 보일러의 급수 및 발생증기의 엔탈피를 각각 150,670kcal/kg 이라고 할 때 20000 kg/h 의 증기를 얻으려면 공급열량은 약 몇 kcal/h 인가?

  1. 9.6×106
  2. 10.4×106
  3. 11.7×106
  4. 12.2×106
(정답률: 73%)
  • 보일러의 공급열량은 증기 발생량과 증기 및 급수의 엔탈피 차이를 곱하여 계산합니다.
    $$ Q = m × (h_s - h_f) $$
    Q: 공급열량, m: 증기 발생량, h_s: 발생증기 엔탈피, h_f: 급수 엔탈피
    $$ Q = 20000 × (670 - 150) $$
    $$ Q = 10.4 × 10^6 $$
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3. 일산화탄소 1Sm3을 완전 연소시키는데 필요한 이론공기량(Sm3)은?

  1. 2.38
  2. 2.67
  3. 4.31
  4. 4.76
(정답률: 69%)
  • 일산화탄소의 완전 연소 반응식을 통해 필요한 산소량을 구하고, 공기 중 산소의 부피비를 이용하여 이론공기량을 계산합니다.
    $$ \text{이론공기량} = \frac{\text{필요한 산소량}}{\text{공기 중 산소의 부피비}} $$
    (여기서 필요한 산소량은 CO 완전 연소 반응식 2CO + O₂ → 2CO₂ 에서 1 Sm^3 CO 당 0.5 Sm^3 O₂ 입니다. 공기 중 산소의 부피비는 0.21입니다.)
    $$ \text{이론공기량} = \frac{0.5}{0.21} $$
    $$ \text{이론공기량} = 2.38 $$
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4. 고로가스의 주요 가연분은?

  1. 수소
  2. 탄소
  3. 탄화수소
  4. 일산화탄소
(정답률: 51%)
  • 고로가스는 철광석을 환원하는 과정에서 발생하는 가스로, 일산화탄소가 주된 가연성분입니다.
    오답 노트
    - 수소: 고로가스에 소량 포함되지만, 주된 가연분은 아닙니다.
    - 탄소: 고체 상태의 원소로, 가스 형태의 가연분이 아닙니다.
    - 탄화수소: 천연가스나 석유계 가스의 주성분이며, 고로가스의 주성분은 아닙니다.
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5. 제조 기체연료에 포함된 성분이 아닌 것은?

  1. C
  2. H2
  3. CH4
  4. N2
(정답률: 66%)
  • 탄소(C)는 고체 상태의 물질로, 기체 연료의 주성분으로 포함되지 않습니다.
    오답 노트:
    - H₂: 수소는 기체 연료의 주요 가연성 성분입니다.
    - CH₄: 메탄은 천연가스의 주성분이며, 제조 기체연료에도 포함됩니다.
    - N₂: 질소는 기체 연료에 불활성 희석제로 포함될 수 있습니다.
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6. 로트에서 고체연료 시료채취방법이 아닌 것은?

  1. 이단 시료 채취
  2. 계통 시료 채취
  3. 층별 시료 채취
  4. 계단 시료 채취
(정답률: 68%)
  • 계단 시료 채취는 고체연료 시료채취방법에 해당하지 않는다.
    이단 시료 채취: 고체연료 시료채취방법이다.
    계통 시료 채취: 고체연료 시료채취방법이다.
    층별 시료 채취: 고체연료 시료채취방법이다.
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7. 다음 기체 중 폭발범위가 가장 넓은 것은?

  1. 수소
  2. 메탄
  3. 프로판
  4. 벤젠
(정답률: 92%)
  • 수소는 폭발 하한계가 낮고 상한계가 높아 다른 가연성 기체들보다 폭발 범위가 가장 넓다.
    오답 노트
    - 메탄: 폭발 범위가 5~15 vol%로 수소보다 좁다.
    - 프로판: 폭발 범위가 2.1~9.5 vol%로 수소보다 좁다.
    - 벤젠: 폭발 범위가 1.2~8.0 vol%로 수소보다 좁다.
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8. 어느 기체 혼합물을 10kPa, 20℃, 0.2m3인 초기상태로부터 0.1m3으로 실린더 내에서 가역단열압축할 때 최종상태의 온도는 약 몇 K인가? (단, 이 혼합 가스의 정적비열은 0.7157kJ/kgK, 기체상수는 0.2695kJ/kg 이다.)

  1. 381
  2. 387
  3. 397
  4. 400
(정답률: 42%)
  • 이 문제는 가역단열압축 과정에서 기체의 온도 변화를 계산하기 위해 단열 과정의 온도-부피 관계식과 비열비를 적용합니다.
    $$ T_2 = T_1 \left( \frac{V_1}{V_2} \right)^{γ-1} $$
    단, γ는 비열비로 $$ γ = \frac{C_p}{C_v} = \frac{R+C_v}{C_v} $$
    $$ C_p = 0.2695 + 0.7157 = 0.9852 \text{ kJ/kgK} $$
    $$ γ = \frac{0.9852}{0.7157} \approx 1.37655 $$
    $$ T_2 = (20 + 273.15) \left( \frac{0.2}{0.1} \right)^{1.37655-1} $$
    $$ T_2 = 293.15 × (2)^{0.37655} $$
    $$ T_2 \approx 381.37 \text{ K} \approx 381 \text{ K} $$
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9. 질량비로 프로판 45%, 공기 55%인 혼합가스가 있다. 프로판 가스의 발열량이 100MJ/m3일 때 혼합가스의 발열량은 몇 MJ/m3인가?

  1. 29
  2. 31
  3. 33
  4. 35
(정답률: 39%)
  • 이 문제는 혼합가스의 질량비를 부피비로 변환한 후, 프로판의 발열량을 적용하여 혼합가스의 발열량을 계산합니다.
    [기본 공식]
    $$ n_p = \frac{m_p}{MW_p}, \quad n_a = \frac{m_a}{MW_a} $$
    $$ V_p = \frac{n_p}{n_p + n_a} × 100 $$
    $$ Q_{mix} = Q_p × \frac{V_p}{100} $$
    (n_p: 프로판 몰수, n_a: 공기 몰수, m_p: 프로판 질량, m_a: 공기 질량, MW_p: 프로판 분자량 (44), MW_a: 공기 평균 분자량 (29), V_p: 프로판 부피비, Q_p: 프로판 발열량, Q_{mix}: 혼합가스 발열량)
    [숫자 대입]
    $$ n_p = \frac{45}{44} \approx 1.0227, \quad n_a = \frac{55}{29} \approx 1.8966 $$
    $$ V_p = \frac{1.0227}{1.0227 + 1.8966} × 100 \approx 35.034 $$
    $$ Q_{mix} = 100 × \frac{35.034}{100} $$
    [최종 결과]
    $$ Q_{mix} \approx 35.034 \approx 35 $$
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10. 다음 조성의 액체연료를 완전 연소시키기 위해 필요한 이론공기량은 약 몇 Sm3/kg인가?

  1. 8.9
  2. 11.5
  3. 15.7
  4. 18.9
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 연료의 조성비를 이용하여 이론산소량을 구하고, 이를 표준상태 공기 부피로 환산하여 이론공기량을 계산합니다.
    $$ V_0 = \frac{2.667C + 8H + S - O}{0.232 × 1.293} $$
    (V₀: 이론공기량(Sm³/kg), C, H, S, O: 연료 1kg당 각 성분량(kg))
    $$ V_0 = \frac{2.667 × 0.70 + 8 × 0.10 + 1 × 0.05 - 0.05}{0.232 × 1.293} $$
    $$ V_0 = 8.9 $$
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11. 고위발열량이 9000kcal/kg 인 연료 3kg 이 연소할 때의 총저위발열량은 몇 kcal 인가? (단, 이 연료 1kg당 수소분은 15%, 수분은 1%의 비율로 들어있다.)

  1. 12300
  2. 24552
  3. 43882
  4. 51888
(정답률: 68%)
  • 이 문제는 고위발열량과 연료 내 수소분, 수분 함량을 이용하여 저위발열량을 계산하는 문제입니다.
    $$ \text{저위발열량 (LHV)} = \text{고위발열량 (HHV)} - 600 × (9H + W) $$
    (H: 수소분 비율, W: 수분 비율, 600: 물의 증발 잠열)
    $$ \text{연료 1kg당 저위발열량} = 9000 - 600 × (9 × 0.15 + 0.01) $$
    $$ \text{연료 1kg당 저위발열량} = 8184 \text{ kcal/kg} $$
    $$ \text{총 저위발열량} = 8184 \text{ kcal/kg} × 3 \text{ kg} $$
    $$ \text{총 저위발열량} = 24552 \text{ kcal} $$
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12. 중량비로 조성이 C : 87%, H : 10%, S : 3%인 중유 1kg을 연소시킬 때 필요한 이론공기량은 얼마인가?

  1. 5.8m3
  2. 10.5m3
  3. 23.8m3
  4. 34.5m3
(정답률: 58%)
  • 이 문제는 연료의 조성비를 이용하여 이론산소량을 구한 후, 이를 이론공기량으로 환산하는 문제입니다.
    $$ V_{air} = \frac{1}{0.21} \left( \frac{22.4}{12}C + \frac{22.4}{4}H + \frac{22.4}{32}S \right) $$
    (V_air: 이론공기량(m³/kg-fuel), C: 탄소 중량비, H: 수소 중량비, S: 황 중량비)
    $$ V_{air} = \frac{1}{0.21} \left( \frac{22.4}{12} × 0.87 + \frac{22.4}{4} × 0.10 + \frac{22.4}{32} × 0.03 \right) $$
    $$ V_{air} = 10.5 \text{ m}^3 $$
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13. C중유 사용 시 그을음이 많이 나오기 때문에 원인을 체크하고 있다. 다음 방법 중 틀린 것은?

  1. 화염이 닿고 있지 않은지 점검한다.
  2. 연소실 온도가 너무 높지 않은지 점검한다.
  3. 연소실 열부하가 많지 않은지 점검한다.
  4. 통풍력이 부족하지 않은지 점검한다.
(정답률: 73%)
  • C중유 연소 시 그을음은 불완전 연소의 결과이며, 연소실 온도가 너무 높으면 오히려 완전 연소에 유리하다.
    오답 노트:
    - 화염이 닿고 있지 않은지 점검한다: 화염 접촉은 국부 냉각으로 불완전 연소 유발.
    - 연소실 열부하가 많지 않은지 점검한다: 과도한 열부하는 불완전 연소 및 그을음 유발.
    - 통풍력이 부족하지 않은지 점검한다: 산소 부족으로 불완전 연소 유발.
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14. 석탄, 코크스, 목재 등을 적열상태로 가열하고, 공기로 불완전 연소시켜 얻은 연료는?

  1. 석탄가스
  2. 수성가스
  3. 발생로가스
  4. 증열수성가스
(정답률: 82%)
  • 발생로가스는 석탄, 코크스, 목재 등 고체 연료를 공기로 불완전 연소시켜 얻는 저열량 가스 연료입니다.
    오답 노트
    * 석탄가스: 석탄을 건류하여 얻는 가스이므로 오답.
    * 수성가스: 적열 코크스에 수증기를 통과시켜 얻는 가스이므로 오답.
    * 증열수성가스: 수성가스에 수증기를 더 통과시켜 수소 농도를 높인 가스이므로 오답.
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15. 다음 중 석탄을 연료로 하는 보일러에서 회(ash)의 부착이 가장 잘 생기는 곳은?

  1. 보일러 본체
  2. 공기예열기
  3. 절탄기
  4. 과열기
(정답률: 68%)
  • 과열기는 보일러 내에서 연소가스와 직접 접촉하며 가장 높은 온도를 유지하여 회분 용융 및 부착이 가장 활발하게 일어난다.
    오답 노트
    - 보일러 본체: 연소실 및 수관부 등은 과열기보다 온도가 낮아 회 부착이 상대적으로 덜하다.
    - 공기예열기: 연소가스의 온도가 낮아 회 부착보다는 저온 부식이나 막힘이 주로 발생한다.
    - 절탄기: 연소가스의 온도가 낮아 회 부착이 거의 발생하지 않는다.
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16. 과잉공기량이 증가할 때 나타나는 현상이 아닌 것은?

  1. 연소실의 온도 저하
  2. 배기가스에 의한 열손실 증가
  3. 불완전연소에 의한 매연 증가
  4. 연소가스 중의 N2O 발생이 심하여 대기오염 초래
(정답률: 61%)
  • 과잉공기량이 증가하면 완전연소가 촉진되므로 불완전연소에 의한 매연은 감소합니다.
    오답 노트
    * 연소실의 온도 저하: 과잉공기량이 증가하면 연소에 참여하지 않는 여분의 공기가 연소열을 흡수하여 연소실 온도를 낮춥니다.
    * 배기가스에 의한 열손실 증가: 과잉공기량이 증가하면 배기가스량이 늘어나 배기가스와 함께 버려지는 열손실이 증가합니다.
    * 연소가스 중의 N₂O 발생이 심하여 대기오염 초래: 과잉공기량이 증가하면 연소 온도가 낮아져 열적 질소산화물(NOx) 발생은 감소하는 경향이 있으며, N₂O 발생이 '심하여' 대기오염을 초래한다는 것은 일반적인 현상으로 보기 어렵습니다.
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17. 연소기의 배기가스 연도에 댐퍼를 부착하는 이유로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 통풍력을 조절한다.
  2. 과잉공기를 조절한다.
  3. 가스의 흐름을 차단한다.
  4. 주연도, 부연도가 있는 경우에는 가스의 흐름을 바꾼다.
(정답률: 79%)
  • 연도 댐퍼는 배기가스의 흐름을 조절하여 통풍력을 제어하는 것이 주 목적이며, 과잉공기는 주로 연소용 공기 공급 장치에서 조절합니다.
    오답 노트
    * 통풍력을 조절한다: 댐퍼는 연도 내 가스 흐름을 조절하여 통풍력을 직접 제어합니다.
    * 가스의 흐름을 차단한다: 댐퍼를 닫으면 가스의 흐름을 완전히 막을 수 있습니다.
    * 주연도, 부연도가 있는 경우에는 가스의 흐름을 바꾼다: 다중 연도 시스템에서 댐퍼는 가스 흐름 방향을 전환하는 데 사용됩니다.
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18. (CO2)max에 대한 식으로 맞는 것은?

(정답률: 82%)
  • (CO₂)max는 배기가스 중의 실제 CO₂와 O₂ 농도를 이용하여 이론적인 최대 이산화탄소 농도를 산출하는 식입니다.
    $$ (\text{CO}_2)\text{max} = \frac{21(\text{CO}_2)}{21 - (\text{O}_2)} $$
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19. 연소반응에서 수소와 연소용 산소 및 연소가스(물)의 몰수비(mol) 관계가 옳은 것은?

  1. 1 : 1 : 1
  2. 1 : 2 : 1
  3. 2 : 1 : 2
  4. 2 : 1 : 3
(정답률: 85%)
  • 수소의 연소 반응식을 화학량론적으로 균형 맞추면 몰수비를 알 수 있습니다.
    $$ 2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O $$
    따라서 수소(H₂) 2몰과 산소(O₂) 1몰이 반응하여 물(H₂O) 2몰이 생성되므로 몰수비는 2 : 1 : 2입니다.
    오답 노트
    - 1 : 1 : 1: 반응식이 균형을 이루지 못하므로 오답.
    - 1 : 2 : 1: 반응식이 균형을 이루지 못하므로 오답.
    - 2 : 1 : 3: 반응식이 균형을 이루지 못하므로 오답.
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20. SOx 에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 대기 중에서는 SO2가 SO3로, SO3는 SO2로 다시 변한다.
  2. 액체연료 연소시 온도가 높을 수록 SO3의 생산량은 적다.
  3. 대기 중에 존재하는 황화합물 중에서 가장 많은 것은 SO2이다.
  4. SOx 는 연소 시 직접 생기는 수도 있고, SO2가 산화하여 생기는 수도 있다.
(정답률: 68%)
  • SO2는 대기 중 황화합물 중 가장 많은 것이 아니다. (천연 황화합물인 H2S, DMS 등이 더 많을 수 있다.)
    오답 노트:
    대기 중에서는 SO2가 SO3로, SO3는 SO2로 다시 변한다: SO2는 SO3로 산화되며, SO3는 특정 조건에서 SO2로 환원될 수 있으므로 맞는 설명.
    액체연료 연소시 온도가 높을 수록 SO3의 생산량은 적다: SO3 생성은 온도에 반비례하므로 맞는 설명.
    SOx 는 연소 시 직접 생기는 수도 있고, SO2가 산화하여 생기는 수도 있다: SOx는 연소 시 직접 생성되거나 SO2가 산화하여 생성되므로 맞는 설명.
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2과목: 열역학

21. 스로틀링(throttling) 밸브를 이용하여 Joule-thomson 효과를 보고자 한다. 이 때 압력이 감소함에 따라 온도가 감소하는 경우는 Joule-thomson 계수 μ 가 어떤 값을 가질 때인가?

  1. μ = 0
  2. μ ＞ 0
  3. μ ＜ 0
  4. μ = -1
(정답률: 80%)
  • Joule-Thomson 계수 μ는 압력 변화에 따른 온도 변화율을 나타내며, 압력 감소(dP < 0) 시 온도가 감소(dT < 0)하려면 μ가 양수여야 합니다.
    $$ μ = \left( \frac{\partial T}{\partial P} \right)_H $$
    오답 노트:
    - μ = 0: 압력 변화에 따른 온도 변화가 없으므로 오답.
    - μ ＜ 0: 압력 감소 시 온도가 증가하므로 오답.
    - μ = -1: 압력 감소 시 온도가 증가하므로 오답.
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22. 다음 과정 중 가역적인 과정이 아닌 것은?

  1. 마찰로 인한 손실이 없다.
  2. 작용 물체는 전 과정을 통하여 항상 평형상태에 있다.
  3. 과정은 이를 조절하는 값을 무한소만큼씩 변화시켜도 역행할 수는 없다.
  4. 과정은 어느 방향으로나 진행될 수 있다.
(정답률: 70%)
  • 가역 과정은 이를 조조절하는 값을 무한소만큼씩 변화시키면 역행할 수 있어야 한다.
    오답 노트:
    - 마찰로 인한 손실이 없다.: 마찰 손실이 없어야 가역 과정이다.
    - 작용 물체는 전 과정을 통하여 항상 평형상태에 있다.: 가역 과정은 준정적 과정으로 항상 평형상태를 유지한다.
    - 과정은 어느 방향으로나 진행될 수 있다.: 가역 과정은 정방향과 역방향 모두 진행 가능하다.
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23. 200℃ 의 고온 열원과 30℃ 의 저온 열원사이에서 작동하는 카르노사이클이 하는 일이 10kJ이라면 저온에서 방출되는 열은 얼마인가?

  1. 10.0kJ
  2. 15.6kJ
  3. 17.8kJ
  4. 27.8kJ
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 카르노사이클의 열효율과 열량, 온도 관계를 이용하여 저온에서 방출되는 열을 구합니다.
    $$ Q_L = \frac{T_L · W}{T_H - T_L} $$
    여기서 T는 절대온도(K), W는 하는 일(kJ), Q_L은 저온에서 방출되는 열(kJ)입니다.
    $$ Q_L = \frac{(30 + 273.15) \text{ K} · 10 \text{ kJ}}{(200 + 273.15) \text{ K} - (30 + 273.15) \text{ K}} $$
    $$ Q_L = 17.8 \text{ kJ} $$
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24. 다음의 4행정 사이클 구성에서 틀린 것은?

  1. 오토 사이클 : 가역단열압축, 가역정적가열, 가역 단열팽창, 가역정적방열
  2. 디젤 사이클 : 가역단열압축, 가역정압가열, 가역단열팽창, 가역정압방열
  3. 스털링 사이클 : 가역등온압축, 가역정적가열, 가역등온팽창, 가역정적방열
  4. 브레이튼 사이클 : 가역단열압축, 가역정압가열, 가역단열팽창, 가역정압방열
(정답률: 72%)
  • 디젤 사이클은 가역정적방열 과정을 포함하므로, 가역정압방열로 설명된 보기는 틀린 설명입니다.
    오토 사이클 : 가역단열압축, 가역정적가열, 가역 단열팽창, 가역정적방열: 오토 사이클의 올바른 구성입니다.
    스털링 사이클 : 가역등온압축, 가역정적가열, 가역등온팽창, 가역정적방열: 스털링 사이클의 올바른 구성입니다.
    브레이튼 사이클 : 가역단열압축, 가역정압가열, 가역단열팽창, 가역정압방열: 브레이튼 사이클의 올바른 구성입니다.
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25. 중간 냉각기를 사용하여 다단압축을 하는 이유로서 다음 중 가장 타당한 것은?

  1. 공기가 너무 뜨거워지면 위험하기 때문이다.
  2. 압축기의 일을 적게 할 수 있기 때문이다.
  3. 압축기의 크기가 제한되어 있기 때문이다.
  4. 1단 압축을 할 경우 위험하기 때문이다.
(정답률: 80%)
  • 다단압축 시 중간 냉각은 압축 과정 중 기체의 온도를 낮춰 비체적을 줄임으로써 압축에 필요한 일을 감소시키기 위함입니다.
    오답 노트:
    * 공기가 너무 뜨거워지면 위험하기 때문이다: 고온으로 인한 위험 방지는 부수적인 효과이며, 주된 목적은 압축 일 감소입니다.
    * 압축기의 크기가 제한되어 있기 때문이다: 압축기 크기 제한은 다단압축의 직접적인 이유가 아니며, 중간 냉각의 주된 목적과도 무관합니다.
    * 1단 압축을 할 경우 위험하기 때문이다: 1단 압축 자체가 위험한 것은 아니며, 고압비에서 효율 저하 및 고온 발생 문제가 있을 수 있으나, 중간 냉각의 주된 목적은 압축 일 감소입니다.
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26. 기체 동력 사이클과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 증기원동소
  2. 가스터빈
  3. 불꽃점화 자동차기관
  4. 디젤기관
(정답률: 60%)
  • 증기원동소는 물의 상변화를 이용하는 증기 동력 사이클이며, 기체 동력 사이클은 작동 유체가 항상 기체 상태를 유지한다.
    * 가스터빈: 브레이턴 사이클을 이용하는 대표적인 기체 동력 사이클이다.
    * 불꽃점화 자동차기관: 오토 사이클을 이용하는 기체 동력 사이클이다.
    * 디젤기관: 디젤 사이클을 이용하는 기체 동력 사이클이다.
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27. 이상기체의 단위 질량당 내부에너지 u, 엔탈피 h, 엔트로피 s 에 관한 다음의 관계식 중에서 모두 옳은 것은? (단, T 는 절대온도, p 는 압력, v 는 비체적을 나타낸다.)

  1. Tds = du - vdp, Tds = dh - pdv
  2. Tds = du + pdv, Tds = dh - vdp
  3. Tds = du - vdp, Tds = dh + pdv
  4. Tds = du + pdv, Tds = dh + vdp
(정답률: 77%)
  • 이상기체의 단위 질량당 내부에너지, 엔탈피, 엔트로피 관계는 열역학 제1법칙과 엔탈피 정의에서 유도되는 기본 관계식입니다.
    $$ Tds = du + pdv $$
    $$ Tds = dh - vdp $$
    오답 노트:
    * Tds = du - vdp, Tds = dh - pdv: du와 dh 관계식의 부호가 모두 틀렸습니다.
    * Tds = du - vdp, Tds = dh + pdv: du와 dh 관계식의 부호가 모두 틀렸습니다.
    * Tds = du + pdv, Tds = dh + vdp: dh 관계식의 부호가 틀렸습니다.
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28. 다음은 열역학적 사이클에서 일어나는 여러 가지의 과정이다. 이상적인 카르노(Carnot) 사이클에서 일어나는 과정을 옳게 나열한 것은?

  1. (a), (b)
  2. (b), (C)
  3. (C), (d)
  4. (a), (d)
(정답률: 80%)
  • 카르노 사이클은 두 개의 등온 과정(등온 팽창, 등온 압축)과 두 개의 단열 과정(단열 팽창, 단열 압축)으로 구성된다.
    오답 노트:
    - 정적 팽창 과정: 카르노 사이클은 정적 과정이 아닌 등온 및 단열 과정으로 이루어져 있으므로 오답.
    - 정압 압축 과정: 카르노 사이클은 정압 과정이 아닌 등온 및 단열 과정으로 이루어져 있으므로 오답.
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29. 증기동력사이클의 효율을 높이기 위하여 취하는 조치 중 가장 거리가 먼 것은?

  1. 작동유체의 순환량을 증가시킨다.
  2. 고온 측의 압력을 높인다.
  3. 고온측과 저온측의 온도차를 크게 한다.
  4. 필요에 따라서는 2유체 사이클로 한다.
(정답률: 42%)
  • 작동유체의 순환량 증가는 사이클의 출력(일량)을 증가시키지만, 열효율 자체를 높이는 조치는 아닙니다.
    오답 노트
    * 고온 측의 압력을 높인다: 증기 발생 온도를 높여 열효율을 증가시킵니다.
    * 고온측과 저온측의 온도차를 크게 한다: 카르노 효율에 따라 온도차가 클수록 열효율이 증가합니다.
    * 필요에 따라서는 2유체 사이클로 한다: 작동 온도 범위를 확장하여 열효율을 높이는 방법입니다.
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30. 아음속 유동에서 유체가 가속되려면 노즐 단면적은 유동방향에 따라 어떻게 되어야 하는가?

  1. 감소되어야 한다.
  2. 변화없이 유지되어야 한다.
  3. 커져야 한다.
  4. 단면적과는 무관하다.
(정답률: 73%)
  • 아음속 유동에서 유체가 가속되려면 연속 방정식과 에너지 보존 법칙에 따라 유동 단면적이 감소해야 유속이 증가한다.
    오답 노트
    * 변화없이 유지되어야 한다.: 단면적 변화가 없으면 유속 변화도 거의 없다.
    * 커져야 한다.: 아음속 유동에서 단면적이 커지면 유속은 감소한다.
    * 단면적과는 무관하다.: 유동의 가속/감속은 단면적 변화와 밀접한 관련이 있다.
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31. 다음 중 물의 증발잠열에 관한 사항은?

  1. 포화압력이 낮으면 증가한다.
  2. 포화압력이 높으면 증가한다.
  3. 포화온도가 높으면 증가한다.
  4. 온도와 압력에 무관하다.
(정답률: 62%)
  • 물의 증발잠열은 포화온도와 포화압력이 낮을수록 증가합니다.
    오답 노트:
    포화압력이 높으면 증가한다: 포화압력이 높으면 증발잠열은 감소합니다.
    포화온도가 높으면 증가한다: 포화온도가 높으면 증발잠열은 감소합니다.
    온도와 압력에 무관하다: 증발잠열은 온도와 압력에 따라 변합니다.
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32. 냉장고가 저온에서 400kcal/h 의 열을 흡수하고, 고온체에 560kcal/h 로 열을 방출한다. 이 냉장고의 성능계수는?

  1. 0.5
  2. 1.5
  3. 2.5
  4. 20
(정답률: 72%)
  • 이 문제는 냉장고의 성능계수를 구하는 문제입니다. 냉장고의 성능계수는 저온체에서 흡수한 열량을 고온체로 방출한 열량과 저온체에서 흡수한 열량의 차이로 나눈 값입니다.
    $$ COP_{냉장고} = \frac{Q_L}{Q_H - Q_L} $$
    Q_L: 저온체에서 흡수한 열량
    Q_H: 고온체로 방출한 열량
    $$ COP_{냉장고} = \frac{400}{560 - 400} $$
    $$ COP_{냉장고} = 2.5 $$
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33. 단열 비가역 변화를 할 때 전체 엔트로피는 어떻게 변하는가?

  1. 감소한다.
  2. 증가한다.
  3. 변화가 없다.
  4. 주어진 조건으로는 알 수 없다.
(정답률: 58%)
  • 단열 비가역 변화는 항상 엔트로피를 증가시키는 방향으로 진행됩니다. 이는 우주의 총 엔트로피는 항상 증가하거나 일정하게 유지된다는 열역학 제2법칙에 따른 것으로, 단열 과정에서 계와 외부 사이의 열 교환은 없지만 비가역 과정 자체에서 엔트로피가 생성되기 때문입니다.
    오답 노트
    * 감소한다.: 단열 비가역 과정에서는 엔트로피가 감소할 수 없습니다.
    * 변화가 없다.: 단열 가역 과정에서만 엔트로피 변화가 없습니다. 비가역 과정에서는 엔트로피가 생성됩니다.
    * 주어진 조건으로는 알 수 없다.: 단열 비가역 변화라는 조건만으로도 엔트로피 증가를 확실히 알 수 있습니다.
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34. 냉동사이클에서 압축기 입구의 냉매 엔탈피가 h1, 응축기 입구의 냉매 엔탈피가 h2, 증발기 입구의 엔탈피가 h3라고 할 때, 냉동사이클의 성능계수는 어떻게 표시되는가?

(정답률: 67%)
  • 냉동사이클의 성능계수는 증발기에서 흡수한 냉동 효과를 압축기에서 가해진 압축 일량으로 나눈 값입니다.
    $$ \text{성능계수 (COP)} = \frac{\text{냉동 효과}}{\text{압축 일량}} $$
    여기서 냉동 효과는 증발기 출구 엔탈피(h₁)에서 증발기 입구 엔탈피(h₃)를 뺀 값(h₁ - h₃)이며, 압축 일량은 압축기 출구 엔탈피(h₂)에서 압축기 입구 엔탈피(h₁)를 뺀 값(h₂ - h₁)입니다.
    따라서 냉동사이클의 성능계수는 다음과 같이 표시됩니다.
    $$ \frac{h_1 - h_3}{h_2 - h_1} $$
    오답 노트:
    다른 보기들은 냉동 효과(h₁ - h₃) 또는 압축 일량(h₂ - h₁)을 잘못 정의하거나, 이들의 비율을 뒤바꾼 형태로 제시되어 냉동사이클의 성능계수를 올바르게 나타내지 못하므로 오답입니다.
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35. 다음 중 과열수증기 (superheated steam) 의 상태가 아닌 것은?

  1. 주어진 압력에서 포화증기 온도보다 높은 온도
  2. 주어진 체적에서 포화증기 압력보다 높은 압력
  3. 주어진 온도에서 포화증기 체적보다 낮은 체적
  4. 주어진 온도에서 포화증기 엔탈피보다 큰 엔탈피
(정답률: 72%)
  • 과열수증기는 주어진 압력에서 포화증기 온도보다 높거나, 주어진 온도에서 포화증기 압력보다 낮은 상태로, 포화증기보다 비체적이 크고 엔탈피가 높습니다. 따라서 주어진 온도에서 포화증기 체적보다 낮은 체적은 과열수증기의 특성이 아닌, 액체 또는 습증기 상태에 해당합니다.
    오답 노트
    * 주어진 압력에서 포화증기 온도보다 높은 온도: 과열수증기의 정의입니다.
    * 주어진 체적에서 포화증기 압력보다 높은 압력: 과열수증기 상태에 해당합니다.
    * 주어진 온도에서 포화증기 엔탈피보다 큰 엔탈피: 과열수증기는 포화증기보다 엔탈피가 높습니다.
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36. 발전소 보일러실에서 소비되는 석탄의 양이 6시간 동안 20톤 이라고 한다. 석탄 1kg 의 연소에 의한 발열량은 29300kJ이다. 석탄에서 얻을 수 있는 열의 20% 가 전기에너지로 변한다고 하면 이 발전소에서 발전되는 전력은 몇 kW 인가?

  1. 5426
  2. 10862
  3. 23220
  4. 32560
(정답률: 42%)
  • 이 문제는 석탄의 연소열로부터 얻을 수 있는 총 열량을 계산한 후, 발전 효율을 적용하여 최종 전력 생산량을 구합니다.
    $$ \text{전력 (kW)} = \frac{\text{석탄 질량 (kg)}}{\text{시간 (s)}} × \text{발열량 (kJ/kg)} × \text{효율} $$
    $$ \text{전력 (kW)} = \frac{20 × 1000}{6 × 3600} × 29300 × 0.2 $$
    $$ \text{전력 (kW)} = 5425.9259 \approx 5426 $$
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37. k =1.4 의 공기를 작동유체로 하는 디젤엔진의 최고 온도(T3) 2500K, 최저온도(T1)가 300K, 최고압력(P3)가 4MPa, 최저 압력(P1)이 100kPa 일 때 차단비(cut off ratio : rc)는 얼마인가?

  1. 2.4
  2. 2.9
  3. 3.1
  4. 3.6
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 디젤 사이클의 단열 압축 과정과 정압 가열 과정의 관계를 이용하여 차단비를 구합니다. 먼저 단열 압축 과정(1→2)을 통해 T₂를 계산한 후, 정압 가열 과정(2→3)의 정의에 따라 차단비를 계산합니다.
    단열 압축 과정(1→2)에서 온도와 압력 관계식:
    $$ T_2 = T_1 \left(\frac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}} $$
    디젤 사이클에서 P₂ = P₃이므로, P₂ = 4 MPa = 4000 kPa 입니다.
    $$ T_2 = 300 \left(\frac{4000}{100}\right)^{\frac{1.4-1}{1.4}} = 300 × (40)^{\frac{0.4}{1.4}} $$
    $$ T_2 \approx 860.69 \text{ K} $$
    정압 가열 과정(2→3)에서 차단비(r_c) 정의:
    $$ r_c = \frac{V_3}{V_2} = \frac{T_3}{T_2} $$
    $$ r_c = \frac{2500}{860.69} $$
    $$ r_c \approx 2.9 $$
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38. 그림은 랭킨사이클의 온도-엔트로피(T-S)선도이다. h1= 192kJ/kg, h2= 194kJ/kg, h3= 2802kJ/kg, h4= 2010kJ/kg 이라면 열효율은 약 얼마인가?

  1. 25.3%
  2. 30.3%
  3. 43.6%
  4. 49.7%
(정답률: 62%)
  • 랭킨 사이클의 열효율은 순일량(터빈 일량 - 펌프 일량)을 보일러에서 공급된 열량으로 나누어 계산합니다.
    $$ η = \frac{W_{net}}{Q_{in}} = \frac{(h_3 - h_4) - (h_2 - h_1)}{h_3 - h_2} $$
    (η: 열효율, W_net: 순일량, Q_in: 공급열량, h: 엔탈피)
    $$ η = \frac{(2802 - 2010) - (194 - 192)}{2802 - 194} $$
    $$ η = \frac{792 - 2}{2608} = \frac{790}{2608} \approx 0.303 = 30.3\% $$
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39. 카르노사이클을 온도(T)-엔트로피(S) 선도 및 압력(P)-체적(V) 선도로 표시하였을 때, 각 선도의 한 사이클에 대한 적분식들의 관계가 옳은 것은?

(정답률: 58%)
  • 카르노 사이클과 같은 가역 사이클에서 순 열량(∮TdS)은 순 일량(∮PdV)과 항상 동일하다.
    $$ \oint TdS = \oint PdV $$
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40. 비열이 일정한 이상기체 1kg이 팽창할때 성립하는 식은? (단, P는 압력, V는 체적, T는 온도, Cp는 정압비열, Cv는 정적비열, U는 내부에너지)

  1. ∆U = Cp∆T
  2. ∆U = Cp∆V
  3. ∆U = Cv∆T
  4. ∆U = Cv∆P
(정답률: 70%)
  • 이상기체의 내부에너지 변화는 온도만의 함수이며, 정적비열과 온도 변화의 곱으로 정의됩니다.
    $$ ∆U = C_v∆T $$
    오답 노트
    * ∆U = Cp∆T: 내부에너지 변화는 정압비열(Cp)이 아닌 정적비열(Cv)과 관련됩니다.
    * ∆U = Cp∆V: 내부에너지는 체적 변화(∆V)가 아닌 온도 변화(∆T)에 비례합니다.
    * ∆U = Cv∆P: 내부에너지는 압력 변화(∆P)가 아닌 온도 변화(∆T)에 비례합니다.
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3과목: 계측방법

41. 측정하고자 하는 액면을 직접 자로 측정, 자의 눈금을 읽음으로서 액면을 측정하는 방법의 액면계는?

  1. 검척식 액면계
  2. 기포식 액면계
  3. 직관식 액면계
  4. 플로트식 액면계
(정답률: 79%)
  • 액면을 직접 자로 측정하여 눈금을 읽는 방식은 검척식 액면계의 정의에 해당합니다.
    오답 노트
    * 기포식 액면계: 액체 속에 기포를 불어넣어 그 압력으로 액면을 측정하므로 오답.
    * 직관식 액면계: 투명한 관을 통해 액면을 직접 눈으로 확인하므로 오답.
    * 플로트식 액면계: 액체 위에 뜨는 플로트(부표)의 움직임을 이용하여 액면을 측정하므로 오답.
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42. 다음 중 가장 높은 온도를 측정할 수 있는 온도계는?

  1. 저항 온도계
  2. 광전관 온도계
  3. 열전대 온도계
  4. 유리제 온도계
(정답률: 82%)
  • 광전관 온도계는 물체에서 방출되는 복사 에너지를 비접촉식으로 측정하여 매우 높은 온도까지 측정할 수 있습니다.
    오답 노트
    - 저항 온도계: 측정 범위가 비교적 낮고, 접촉식 측정 방식입니다.
    - 열전대 온도계: 측정 범위가 넓지만, 광전관 온도계보다는 낮고, 접촉식 측정 방식입니다.
    - 유리제 온도계: 측정 범위가 가장 좁고, 접촉식 측정 방식입니다.
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43. 열전 온도계의 열전대 중 사용 온도가 가장 높은 것은?

  1. 동 - 콘스탄탄(CC)
  2. 철 - 콘스탄탄(IC)
  3. 크로멜 - 알루멜(CA)
  4. 백금 - 백금로듐(PR)
(정답률: 81%)
  • 백금-백금로듐(PR) 열전대는 가장 높은 온도 범위에서 사용되는 열전대이다.
    오답 노트
    * 동 - 콘스탄탄(CC): 저온 및 중온 측정용으로 오답.
    * 철 - 콘스탄탄(IC): 중온 측정용으로 오답.
    * 크로멜 - 알루멜(CA): 중고온 측정용으로 오답.
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44. 제어계가 불안정하여 제어량이 주기적으로 변하는 상태를 무엇이라고 하는가?

  1. 외란
  2. 헌팅
  3. 오버슈트
  4. 오프셋
(정답률: 77%)
  • 헌팅은 제어계가 불안정하여 목표값 주위에서 제어량이 주기적으로 진동하는 현상입니다.
    오답 노트
    * 외란: 제어계에 외부에서 가해지는 원치 않는 영향.
    * 오버슈트: 제어량이 목표값을 일시적으로 초과하는 현상.
    * 오프셋: 제어량이 목표값과 일정한 차이를 유지하는 정상 상태 오차.
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45. 광고온도계의 발신부를 설치할 때 다음 중 어떠한 식이 성립하여야 하는가? ( 단, ℓ : 렌즈로부터 수열판까지의 거리, d : 수열판의 직경, L : 렌지로부터 물체까지의 거리, D : 물체의 직경이다.)

  1. L/D ＜ ℓ/d
  2. L/D ＞ ℓ/d
  3. L/D = ℓ/d
  4. L/ℓ ＞ d/D
(정답률: 64%)
  • 광고온도계는 측정 대상 물체가 수열판의 시야를 완전히 채워야 정확한 온도를 측정할 수 있으며, 이는 물체의 각도 크기가 수열판의 각도 크기보다 충분히 커야 함을 의미한다.
    오답 노트
    * L/D ＞ ℓ/d: 물체의 각도 크기가 수열판의 각도 크기보다 작아 배경 복사열이 측정에 포함되므로 오답.
    * L/D = ℓ/d: 물체가 수열판의 시야를 간신히 채우는 조건으로, 실제 측정 시 정렬 오차 등으로 인해 배경 복사열이 유입될 수 있어 오답.
    * L/ℓ ＞ d/D: 이 식은 L/D ＞ ℓ/d 와 동일한 의미로, 물체가 시야를 완전히 채우지 못하므로 오답.
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46. 시즈(sheath)열전대의 특징이 아닌 것은?

  1. 응답속도가 빠르다.
  2. 국부적인 온도측정에 적합하다.
  3. 피측온체의 온도저하 없이 측정할 수 있다.
  4. 매우 가늘어서 진동이 심한 곳에는 사용할 수 없다.
(정답률: 79%)
  • 시즈열전대는 금속 보호관과 절연물로 견고하게 제작되어 진동에 강하며, 유연하게 구부려 사용할 수 있어 진동이 심한 곳에서도 사용 가능하다.
    오답 노트
    * 응답속도가 빠르다: 시즈열전대는 외경이 가늘고 열용량이 작아 응답속도가 빠르다.
    * 국부적인 온도측정에 적합하다: 시즈열전대는 외경이 가늘어 좁은 공간이나 국부적인 온도 측정에 유리하다.
    * 피측온체의 온도저하 없이 측정할 수 있다: 시즈열전대는 열용량이 작아 피측온체의 온도에 미치는 영향이 적다.
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47. 다음 중 정상편차에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 목표치와 제어량의 차
  2. 입력의 시간 미분값에 비례하는 편차
  3. 2개 이상의 양 사이에 어떤 비례관계를 갖는 편차
  4. 과도응답에 있어서 충분한 시간이 경과하여 제어편차가 일정한 값으로 안정되었을 때의 값
(정답률: 73%)
  • 정상편차는 제어 시스템에서 과도응답이 사라지고 충분한 시간이 경과한 후에도 목표치와 제어량 사이에 남아있는 최종적인 오차를 의미합니다.
    * 목표치와 제어량의 차: 일반적인 편차를 의미하며, 시간 경과 후 안정된 상태를 명시하지 않아 오답.
    * 입력의 시간 미분값에 비례하는 편차: 미분 제어의 특성 또는 동적 편차의 일부를 설명하며, 정상편차의 정의와는 무관하여 오답.
    * 2개 이상의 양 사이에 어떤 비례관계를 갖는 편차: 정상편차의 정의와 무관한 일반적인 비례 관계를 설명하여 오답.
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48. 가스분석계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 미연소가스계는 일산화탄소와 수소 분석에 사용된다.
  2. 세라믹 산소계는 기전력을 측정하여 산소농도를 측정한다.
  3. 이산화탄소계는 가스의 상자석을 이용하여 이산화탄소의 농도를 측정한다.
  4. 적외선가스분석계를 사용하면 일산화탄소와 메탄가스를 분석하는 것이 가능하다.
(정답률: 61%)
  • 이산화탄소는 상자성 가스가 아니므로 상자석을 이용하여 농도를 측정하지 않는다.
    오답 노트:
    * 미연소가스계는 일산화탄소와 수소 분석에 사용된다. → 미연소가스계는 불완전 연소 가스인 일산화탄소(CO)와 수소(H2)를 분석한다.
    * 세라믹 산소계는 기전력을 측정하여 산소농도를 측정한다. → 세라믹 산소계는 산소 분압차에 의해 발생하는 기전력을 측정하여 산소 농도를 분석한다.
    * 적외선가스분석계를 사용하면 일산화탄소와 메탄가스를 분석하는 것이 가능하다. → 적외선가스분석계는 적외선을 흡수하는 일산화탄소(CO)와 메탄(CH4) 등의 가스를 분석할 수 있다.
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49. 전자유량계의 특징이 아닌 것은?

  1. 유속검출에 지연시간이 없다.
  2. 유체의 밀도와 점성의 영향을 받는다.
  3. 유로에 장애물이 없고 압력손실, 이물질 부탁의 염려가 없다
  4. 다른 물질이 섞여있거나 기포가 있는 액체도 측정이 가능하다
(정답률: 74%)
  • 전자유량계는 패러데이의 전자유도 법칙을 이용하므로 유체의 밀도나 점성 등 물리적 특성에 영향을 받지 않는다.
    오답 노트:
    유속검출에 지연시간이 없다: 응답 속도가 빠르다.
    유로에 장애물이 없고 압력손실, 이물질 부탁의 염려가 없다: 유로에 장애물이 없어 압력 손실이 적고 이물질 부착 우려가 없다.
    다른 물질이 섞여있거나 기포가 있는 액체도 측정이 가능하다: 도전성 유체라면 슬러리, 펄프 등 다른 물질이 섞여있거나 기포가 있는 액체도 측정이 가능하다.
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50. 열전대를 보호하기 위해 사용되는 보호관 중 상용 사용온도가 가장 높으며 급냉, 급열에 강하고 방사고온계의 단망관이나 2중 보호관의 외관으로 주로 사용되는 것은?

  1. 석영관
  2. 자기관
  3. 내열강관
  4. 카보런덤관
(정답률: 65%)
  • 카보런덤관은 열전대 보호관 중 상용 사용온도가 가장 높고 급냉, 급열에 강한 특성을 가진다.
    오답 노트
    - 석영관: 사용온도가 낮고 급열에 약함.
    - 자기관: 사용온도가 카보런덤관보다 낮고 급열에 약함.
    - 내열강관: 사용온도가 카보런덤관보다 낮고 고온에서 산화되기 쉬움.
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51. 보일러를 자동 운전할 경우 송풍기가 작동되지 않으면 연료공급 전자 밸브가 열리지 않는 인터록의 종류는?

  1. 송풍기 인터록
  2. 불착화 인터록
  3. 프리퍼지 인터록
  4. 전자밸브 인터록
(정답률: 73%)
  • 연소 전 잔류 가스를 배출하기 위해 송풍기가 일정 시간 작동해야 연료 공급이 허용되는 안전장치이다.
    오답 노트
    * 송풍기 인터록: 송풍기 작동 여부만을 감지하는 일반적인 인터록으로, 연소 전 퍼지 과정을 명시하지 않는다.
    * 불착화 인터록: 점화 실패 시 연료 공급을 차단하는 인터록이다.
    * 전자밸브 인터록: 연료 공급 전자 밸브의 작동을 제어하는 일반적인 인터록이다.
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52. 오리피스의 압력을 측정하기 위하여 관지름에 관계없이 오리피스판벽으로부터 상, 하류 25mm 위치에 압력 탭을 설치하는 것은?

  1. 베나탭
  2. 베벨탭
  3. 모서리탭
  4. 플랜지탭
(정답률: 72%)
  • 플랜지탭은 오리피스판벽으로부터 상, 하류 25mm 위치에 압력 탭을 설치하는 방식으로, 관지름에 관계없이 고정된 위치에 설치됩니다.
    오답 노트
    * 베나탭: 오리피스 하류의 최소 단면적(베나 콘트랙타) 위치에 설치하므로 오답.
    * 베벨탭: 오리피스 압력 측정 탭의 일반적인 분류에 해당하지 않아 오답.
    * 모서리탭: 오리피스판의 상류면과 하류면 모서리에 직접 설치하므로 오답.
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53. 압력식 온도계가 아닌 것은?

  1. 고체팽창식
  2. 기체팽창식
  3. 액체팽창식
  4. 증기팽창식
(정답률: 84%)
  • 고체팽창식은 고체의 열팽창 길이나 부피 변화를 이용하는 온도계로, 압력 변화를 이용하는 압력식 온도계가 아닙니다.
    오답 노트
    * 기체팽창식: 기체의 압력 변화를 이용하는 압력식 온도계입니다.
    * 액체팽창식: 액체의 압력 변화를 이용하는 압력식 온도계입니다.
    * 증기팽창식: 증기압 변화를 이용하는 압력식 온도계입니다.
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54. 레이놀즈수를 나타낸 식으로 옳은 것은? (단, D는 관의 내경, µ는 유체의 점도, ρ는 유체의 밀도, U는 유체의 속도이다.)

  1. DµU / ρ
  2. DUρ / µ
  3. Dµρ / U
  4. µρU / D
(정답률: 74%)
  • 레이놀즈수는 유체의 관성력과 점성력의 비를 나타내는 무차원 수로, 유동 특성을 예측하는 데 사용됩니다.
    $$ Re = \frac{DUρ}{μ} $$
    오답 노트
    - DµU / ρ: 밀도(ρ)가 분모에 있어 관성력과 점성력의 비를 잘못 나타내므로 오답.
    - Dµρ / U: 속도(U)가 분모에 있어 관성력과 점성력의 비를 잘못 나타내므로 오답.
    - µρU / D: 관의 내경(D)이 분모에 있어 관성력과 점성력의 비를 잘못 나타내므로 오답.
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55. 가스분석 방법 중 CO2의 농도를 측정할 수 없는 방법은?

  1. 자기법
  2. 도전율법
  3. 적외선법
  4. 열도전율법
(정답률: 56%)
  • 자기법은 산소와 같이 자성을 띠는 기체 농도 측정에 사용되므로 CO2 농도를 측정할 수 없습니다.
    도전율법: CO2가 물에 용해되어 생성되는 탄산의 전기 도전율 변화를 이용합니다.
    적외선법: CO2는 적외선을 흡수하는 특성을 이용합니다.
    열도전율법: CO2와 다른 기체 간의 열전도율 차이를 이용합니다.
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56. 다음 중 응답성이 가장 빠른 온도계는?

  1. 색 온도계
  2. 압력식 온도계
  3. 저항식 온도계
  4. 바이메탈 온도계
(정답률: 73%)
  • 색 온도계는 비접촉 방식으로 복사 에너지를 측정하여 온도를 감지하므로 열용량이 없어 응답 속도가 매우 빠르다.
    압력식 온도계: 유체의 팽창/수축에 따른 압력 변화를 이용하므로 열 전달 및 기계적 반응 시간이 필요하다.
    저항식 온도계: 금속의 전기 저항 변화를 이용하므로 센서가 열 평형에 도달하는 시간이 필요하다.
    바이메탈 온도계: 서로 다른 열팽창 계수를 가진 두 금속의 휨을 이용하므로 열 전달 및 물리적 변형 시간이 필요하다.
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57. 국소대기압이 740mmHg인 곳에서 게이지압력이 0.4kgf/cm2일 때 절대압력(kgf/cm2)은?

  1. 1.0
  2. 1.2
  3. 1.4
  4. 1.6
(정답률: 67%)
  • 이 문제는 절대압력을 구하기 위해 국소대기압과 게이지압력을 합산하며, 이때 압력 단위 환산이 필요합니다.
    $$ P_{abs} = P_{atm} + P_{gauge} $$
    P_abs: 절대압력, P_atm: 국소대기압, P_gauge: 게이지압력 (단, 1 kgf/cm2 = 735.56 mmHg)
    $$ P_{abs} = \frac{740}{735.56} + 0.4 $$
    $$ P_{abs} = 1.4 $$
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58. 가스크로마토그래피의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 유량측정기
  2. 칼럼검출기
  3. 직류증폭장치
  4. 캐리어 가스통
(정답률: 73%)
  • 가스크로마토그래피의 주요 구성 요소는 캐리어 가스 공급부, 시료 주입부, 칼럼, 검출기, 데이터 처리 장치이며 직류증폭장치는 직접적인 핵심 구성 요소가 아니다.
    유량측정기: 캐리어 가스 유량 조절 및 측정에 필수적이다.
    칼럼검출기: 시료 분리 및 검출을 담당하는 핵심 구성 요소이다.
    캐리어 가스통: 이동상인 캐리어 가스를 공급하는 장치이다.
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59. 저항온도계에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 저항체로서 주로 Fe가 사용된다.
  2. 저항체는 저항온도계수가 적어야 한다.
  3. 일정온도에서 일정한 저항을 가져야 한다.
  4. 일반적으로 온도가 증가함에 따라 금속의 전기저항이 감소하는 현상을 이용한 것이다.
(정답률: 64%)
  • 저항온도계는 온도 변화에 따른 저항 변화를 측정하여 온도를 파악하므로, 특정 온도에서 항상 동일한 저항값을 가져야 측정의 신뢰성과 재현성을 확보할 수 있습니다.
    오답 노트
    * 저항체로서 주로 Fe가 사용된다.: 주로 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등이 사용되므로 오답.
    * 저항체는 저항온도계수가 적어야 한다.: 저항온도계수가 커야 온도 변화에 따른 저항 변화가 뚜렷하여 측정 감도가 높아지므로 오답.
    * 일반적으로 온도가 증가함에 따라 금속의 전기저항이 감소하는 현상을 이용한 것이다.: 온도가 증가함에 따라 대부분의 금속은 전기저항이 증가하므로 오답.
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60. 기체연료의 시험방법 중 CO의 흡수액?

  1. 발연 황산액
  2. 수산화칼륨 30% 수용액
  3. 알칼리성 피로카롤 용액
  4. 암모니아성 염화 제1동 용액
(정답률: 75%)
  • 암모니아성 염화 제1동 용액은 기체연료 분석 시 일산화탄소(CO)를 선택적으로 흡수하는 데 사용된다.
    오답 노트
    * 발연 황산액: 불포화 탄화수소(CnHm)를 흡수한다.
    * 수산화칼륨 30% 수용액: 이산화탄소(CO2)를 흡수한다.
    * 알칼리성 피로카롤 용액: 산소(O2)를 흡수한다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 파형노통에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 강도가 크다.
  2. 제작비가 비싸다.
  3. 스케일의 생성이 쉽다.
  4. 열의 신축에 의한 탄력성이 나쁘다.
(정답률: 75%)
  • 파형노통은 열팽창에 의한 응력 완화를 위해 파형으로 제작되어 열의 신축에 대한 탄력성이 좋다.
    오답 노트
    * 강도가 크다: 파형 구조는 평판보다 좌굴 강도가 크다.
    * 제작비가 비싸다: 파형 가공으로 인해 평판 노통보다 제작비가 비싸다.
    * 스케일의 생성이 쉽다: 파형 구조는 표면적이 넓어 스케일 생성이 쉽다.
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62. 용광로를 고로라고도 하는데 무엇을 제조하는데 사용되는가?

  1. 주철
  2. 주강
  3. 선철
  4. 포금
(정답률: 80%)
  • 용광로(고로)는 철광석을 녹여 선철을 생산하는 설비이다.
    주철: 선철을 녹여 만든 철 합금.
    주강: 강철을 녹여 주조한 것.
    포금: 구리 합금의 일종.
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63. 에너지이용합리화법에서 목표에너지원단위란 엇인가?

  1. 연료의 단위당 제품생산목표량
  2. 제품의 단위당 에너지사용목표량
  3. 제품의 생산목표량
  4. 목표량에 맞는 에너지사용량
(정답률: 84%)
  • 목표에너지원단위는 제품 단위당 목표로 하는 에너지 사용량을 의미합니다.
    * 연료의 단위당 제품생산목표량: 연료가 아닌 에너지, 생산량이 아닌 사용량.
    * 제품의 생산목표량: 에너지 사용량에 대한 개념이 없음.
    * 목표량에 맞는 에너지사용량: 단위당 개념이 없어 원단위가 아님.
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64. 냉난방온도의 제한대상인 건물에 해당하는 것은?

  1. 연간에너지사용량이 5백티오이 이상인 건물
  2. 연간에너지사용량이 1천 티오이이상인 건물
  3. 연간에너지사용량이 1천5백 티오이 이상인 건물
  4. 연간에너지사용량이 2천 티오이 이상인 건물
(정답률: 85%)
  • 냉난방온도 제한 대상 건물은 에너지이용 합리화법 시행규칙에 따라 연간 에너지 사용량이 2천 티오이 이상인 건물입니다.
    오답 노트
    * 연간에너지사용량이 5백티오이 이상인 건물: 제한 대상 기준에 미달하므로 오답.
    * 연간에너지사용량이 1천 티오이이상인 건물: 제한 대상 기준에 미달하므로 오답.
    * 연간에너지사용량이 1천5백 티오이 이상인 건물: 제한 대상 기준에 미달하므로 오답.
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65. 에너지공급자가 제출하여야 할 수요관리 투자계획에 포함 되어야 할 사항이 아닌 것은? ( 단, 그 밖에 수요관리의 촉진을 위하여 필요하다고 인정하는 사항은 제외한다.)

  1. 장·단기 에너지 수요 전망
  2. 수요관리의 목표 및 그 달성 방법
  3. 에너지 연구 개발 내용
  4. 에너지 절약 잠재량의 추정 내용
(정답률: 76%)
  • 에너지공급자의 수요관리 투자계획에 포함되어야 할 사항은 「에너지이용 합리화법 시행령」 제15조의2에 명시되어 있으며, 에너지 연구 개발 내용은 해당 사항에 해당하지 않는다.
    오답 노트
    - 장·단기 에너지 수요 전망: 「에너지이용 합리화법 시행령」 제15조의2 제1호에 따라 포함되어야 할 사항이다.
    - 수요관리의 목표 및 그 달성 방법: 「에너지이용 합리화법 시행령」 제15조의2 제2호에 따라 포함되어야 할 사항이다.
    - 에너지 절약 잠재량의 추정 내용: 「에너지이용 합리화법 시행령」 제15조의2 제3호에 따라 포함되어야 할 사항이다.
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66. 연속식 요가 아닌 것은?

  1. 등요
  2. 윤요
  3. 터널요
  4. 고리가마
(정답률: 67%)
  • 등요는 간헐식 요의 한 종류이다.
    오답 노트
    - 윤요: 연속식 요의 한 종류이므로 오답.
    - 터널요: 연속식 요의 한 종류이므로 오답.
    - 고리가마: 연속식 요의 한 종류이므로 오답.
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67. 산성 내화물이 아닌 것은?

  1. 규석질 내화물
  2. 납석질 내화물
  3. 샤모트질 내화물
  4. 마그네시아 내화물
(정답률: 79%)
  • 마그네시아 내화물은 염기성 내화물이다.
    오답 노트
    * 규석질 내화물: 산성 내화물이다.
    * 납석질 내화물: 산성 내화물이다.
    * 샤모트질 내화물: 산성 내화물이다.
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68. 중유 소성을 하는 평로에서 축열실의 역할로서 가장 옳은 것은?

  1. 연소용 공기를 예열한다.
  2. 연소용 중유를 가열한다.
  3. 원료를 예열한다.
  4. 제품을 가열한다.
(정답률: 77%)
  • 평로의 축열실은 고온의 배기가스 열을 회수하여 연소용 공기를 예열함으로써 연료 효율을 높이는 역할을 한다.
    오답 노트
    * 연소용 중유를 가열한다: 중유는 주로 별도의 중유 예열기에서 가열한다.
    * 원료를 예열한다: 원료는 노 내에서 직접 가열되거나 별도의 예열 설비에서 가열된다.
    * 제품을 가열한다: 제품은 노 내에서 가열되며, 축열실은 연소 효율 증진이 주 목적이다.
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69. 국가에너지절약추진위원회에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 국무총리실 소속이다.
  2. 위촉위원의 임기는 3년이다.
  3. 에너지절약정책의 수립 및 추진에 관한 사항을 심의 한다.
  4. 위원회는 위원장을 포함하여 25명 이내의 위원으로 구성한다.
(정답률: 71%)
  • 국가에너지절약추진위원회는 산업통상자원부 장관을 위원장으로 하며, 국무총리실 소속이 아니다.
    오답 노트
    * 위촉위원의 임기는 3년이다: 위촉위원의 임기는 2년이므로 오답.
    * 에너지절약정책의 수립 및 추진에 관한 사항을 심의 한다: 위원회의 주요 기능이므로 올바른 설명.
    * 위원회는 위원장을 포함하여 25명 이내의 위원으로 구성한다: 위원장 포함 25명 이내로 구성되므로 올바른 설명.
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70. 내화물의 부피비중을 바르게 표현한 것은? (단, W1 : 시료의 건조중량 (Kg), W2 : 함수시료의 수중중량 (Kg), W3 : 함수시료의 중량 (Kg)이다.)

(정답률: 68%)
  • 내화물의 부피비중은 시료의 건조중량을 함수시료의 중량에서 수중중량을 뺀 값(함수시료의 부피)으로 나눈 값입니다.
    $$ \frac{W_1}{W_3 - W_2} $$
    오답 노트:
    - 내화물의 부피비중을 나타내는 올바른 공식이 아닙니다.
    - 내화물의 부피비중을 나타내는 올바른 공식이 아닙니다.
    - 내화물의 부피비중을 나타내는 올바른 공식이 아닙니다.
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71. 보온재는 일반적으로 상온(20℃)에서 열전도율이 약 몇 kJ/mhK 인 것을 말하는가?

  1. 0.04
  2. 0.4
  3. 4
  4. 40
(정답률: 60%)
  • 보온재는 열의 이동을 효과적으로 차단하기 위해 열전도율이 낮은 재료를 사용하며, 일반적으로 상온에서 0.4 kJ/mhK 이하의 값을 가집니다.
    오답 노트:
    - 0.04: 특수 고성능 단열재에 해당하는 매우 낮은 값으로, 일반적인 보온재의 기준으로는 오답.
    - 4: 일반적인 건축 재료(예: 콘크리트)의 열전도율에 가까워 보온재로 보기 어려워 오답.
    - 40: 금속과 같은 열전도체에 해당하는 매우 높은 값으로, 보온재의 정의에 맞지 않아 오답.
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72. 바이오에너지가 아닌 것은?

  1. 식물의 유지를 변환시킨 바이오디젤
  2. 생물유기체를 변환시켜 얻어지는 연료
  3. 폐기물의 소각열을 변환시킨 고체의 연료
  4. 쓰레기매립장의 유기성 폐기물을 변환시킨 매립지가스
(정답률: 82%)
  • 바이오에너지는 생물 유기체를 에너지원으로 활용하는 것이며, 폐기물의 소각열은 폐기물 연소 과정에서 발생하는 열을 이용하는 것이므로 바이오에너지에 해당하지 않습니다.
    오답 노트:
    - 식물의 유지를 변환시킨 바이오디젤: 식물 유지는 바이오매스이므로 바이오에너지입니다.
    - 생물유기체를 변환시켜 얻어지는 연료: 바이오에너지의 정의입니다.
    - 쓰레기매립장의 유기성 폐기물을 변환시킨 매립지가스: 유기성 폐기물은 바이오매스이므로 바이오에너지입니다.
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73. 열사용기자재에 해당하지 않는 것은?

  1. 연료를 사용하는 기기
  2. 열을 사용하는 기기
  3. 단열성 자재
  4. 축전식 전기기기
(정답률: 68%)
  • 열사용기자재는 연료나 열을 사용하거나 열을 보존하는 기기 및 자재를 말합니다.
    오답 노트
    * 연료를 사용하는 기기: 열을 발생시키므로 열사용기자재에 해당합니다.
    * 열을 사용하는 기기: 직접적으로 열을 이용하므로 열사용기자재에 해당합니다.
    * 단열성 자재: 열의 손실을 막아 열을 보존하므로 열사용기자재에 해당합니다.
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74. 에너지관련 용어의 정의로 틀린 것은?

  1. 에너지사용자라 함은 에너지사용시설의 소유자 또는 관리자를 말한다.
  2. 에너지사용기자재라 함은 열사용기자재나 그 밖에 에너지를 사용하는 기자재를 말한다.
  3. 에너지공급설비라 함은 에너지를 생산 · 전환 · 수송 · 저장 · 판매하기 위하여 설치하는 설비를 말한다.
  4. 에너지공급자라 함은 에너지를 생산 · 수입 · 전환 · 수송 · 저장 또는 판매하는 사업자를 말한다.
(정답률: 64%)
  • "에너지공급설비라 함은 에너지를 생산 · 전환 · 수송 · 저장 · 판매하기 위하여 설치하는 설비를 말한다."는 에너지사용시설의 정의입니다.
    오답 노트:
    에너지사용자라 함은 에너지사용시설의 소유자 또는 관리자를 말한다: 올바른 정의.
    에너지사용기자재라 함은 열사용기자재나 그 밖에 에너지를 사용하는 기자재를 말한다: 올바른 정의.
    에너지공급자라 함은 에너지를 생산 · 수입 · 전환 · 수송 · 저장 또는 판매하는 사업자를 말한다: 올바른 정의.
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75. 전기와 열의 양도체로서 내식성, 굴곡성이 우수하고 내압성도 있어 열교환기의 내관(tube) 및 화학공업용으로 사용되는 관(pipe)은?

  1. 주철관
  2. 강관
  3. 알루미늄관
  4. 동관
(정답률: 83%)
  • 동관은 전기 및 열 전도성이 매우 우수하고, 내식성, 굴곡성, 내압성이 뛰어나 열교환기 및 화학공업용으로 널리 사용됩니다.
    오답 노트
    * 주철관: 취성이 크고 굴곡성이 떨어지며, 열전도율이 낮아 열교환기 내관으로는 부적합합니다.
    * 강관: 내식성이 동관보다 떨어지고, 열전도율도 낮아 열교환기 내관으로는 부적합합니다.
    * 알루미늄관: 동관에 비해 내식성 및 내압성이 떨어지고 용접이 어려워 열교환기 내관으로는 제한적입니다.
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76. 폴리스틸렌폼의 최고 안전 사용온도(K)는?

  1. 323
  2. 343
  3. 373
  4. 3230
(정답률: 57%)
  • 폴리스틸렌폼의 최고 안전 사용온도는 343K(70℃)이다.
    오답 노트:
    - 323: 폴리스틸렌폼의 최고 안전 사용온도보다 낮으므로 오답.
    - 373: 폴리스틸렌폼의 최고 안전 사용온도보다 높으므로 오답.
    - 3230: 비현실적으로 높은 온도이므로 오답.
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77. 밸브의 몸통이 둥근 달걀형 밸브로서 유체의 압력 감소가 크므로 압력이 필요로 하지 않을 경우나 유량 조절용이나 차단용으로 적합한 밸브는?

  1. 글로브 밸브
  2. 체크 밸브
  3. 버터플라이 밸브
  4. 슬루스 밸브
(정답률: 85%)
  • 글로브 밸브는 유량 조절에 적합하며, 둥근 달걀형 몸통으로 인해 압력 손실이 큰 특징을 가진다.
    오답 노트
    * 체크 밸브: 유체의 역류 방지용 밸브이므로 오답.
    * 버터플라이 밸브: 디스크형으로 유량 조절 및 차단에 사용되나, 몸통이 둥근 달걀형이 아니므로 오답.
    * 슬루스 밸브: 유량 조절용이 아닌 완전 개폐용 밸브이므로 오답.
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78. 배관의 경제적 보온 두께 산정 시 고려대상으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열량가격
  2. 배관공사비
  3. 감가상각년수
  4. 연간사용시간
(정답률: 74%)
  • 경제적 보온 두께는 보온재 설치비와 열손실 비용의 합이 최소가 되는 지점을 찾는 것이므로, 배관 자체의 공사비는 직접적인 고려 대상이 아니다.
    오답 노트
    - 열량가격: 열손실 비용을 결정하는 주요 요소이므로 고려 대상이다.
    - 감가상각년수: 보온재 초기 투자비용의 연간 부담을 계산하는 데 필요하므로 고려 대상이다.
    - 연간사용시간: 연간 총 열손실량을 산정하여 열손실 비용을 계산하는 데 필요하므로 고려 대상이다.
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79. 축요(祝堯)시 가장 중요한 것은 적합한 지반을 고르는 것이다. 다음 중 지반의 적부 결정과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 지내력시험
  2. 토질시험
  3. 팽창시험
  4. 지하탐사
(정답률: 80%)
  • 팽창시험은 흙의 팽창성 여부를 판단하는 시험으로, 지반의 전반적인 지지력이나 적합성 결정과는 가장 거리가 멀다.
    오답 노트
    - 지내력시험: 지반의 허용 지지력을 직접 평가하여 적합성 판단에 필수적이다.
    - 토질시험: 흙의 물리적, 역학적 특성을 파악하여 지반의 적합성을 종합적으로 판단한다.
    - 지하탐사: 지층 구성, 지하수위 등을 파악하여 지반의 전반적인 상태를 확인한다.
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80. 에너지사용계획을 수립하여 산업통상자원부장관에게 제출하여야 하는 민간사업주관자의 규모는?

  1. 연간 5백만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설
  2. 연간 1천만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설
  3. 연간 1천5백만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설
  4. 연간 2천만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설
(정답률: 83%)
  • 「에너지이용 합리화법」 시행령 제15조에 따라 에너지사용계획 수립 대상은 연간 2천만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설입니다.
    오답 노트
    * 연간 5백만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설: 기준 미달로 오답.
    * 연간 1천만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설: 기준 미달로 오답.
    * 연간 1천5백만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설: 기준 미달로 오답.
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5과목: 열설비설계

81. 전열면적 10m2 를 초과하는 보일러에서의 급수밸브 및 체크밸브는 관의 호칭 지름이 몇 mm이상이어야 하는가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 25
(정답률: 60%)
  • 전열면적 10m²를 초과하는 보일러의 급수밸브 및 체크밸브는 관의 호칭 지름이 20mm 이상이어야 한다는 규정에 따른다.
    오답 노트
    * 10: 규정 최소 지름에 미달하므로 오답.
    * 15: 규정 최소 지름에 미달하므로 오답.
    * 25: 규정 최소 지름은 20mm이므로 오답.
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82. 육용강제 보일러에 있어서 접시모양 경판으로 노통을 설치할 경우, 경판의 최소 두께 t (mm)를 구하는 식은? (단, P : 최고 사용압력 (kg/cm2), R : 접시모양 경판의 중앙부에서의 내면 반지름(mm), σa : 재료의 허용 인장응력(kgf/mm2), η : 경판자체의 이음 효율, A : 부식여유(mm))

(정답률: 76%)
  • 육용강제 보일러 접시모양 경판의 최소 두께는 보일러 구조 규격에 따라 정해진 공식으로 계산됩니다.
    $$ t = \frac{PR}{150\sigma_aη} + A $$
    오답 노트:
    * 다른 보기들은 육용강제 보일러 접시모양 경판의 최소 두께를 구하는 표준 공식과 다른 형태로 제시되어 오답입니다.
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83. 다음 중 인젝터의 시동순서로 가장 옳은 것은?

  1. ㉱ → ㉰ → ㉯ → ㉮
  2. ㉯ → ㉰ → ㉮ → ㉱
  3. ㉰ → ㉯ → ㉮ → ㉱
  4. ㉱ → ㉰ → ㉮ → ㉯
(정답률: 84%)
  • 인젝터 시동은 급수 경로 확인 후 급수와 증기를 순차적으로 공급하고 마지막으로 작동을 조절하는 순서로 진행됩니다.
    오답 노트:
    * ㉯ → ㉰ → ㉮ → ㉱: 증기 밸브를 먼저 열고 급수 출구관 확인이 마지막에 있어 오답.
    * ㉰ → ㉯ → ㉮ → ㉱: 급수 밸브를 열기 전에 급수 출구관 확인이 선행되어야 하므로 오답.
    * ㉱ → ㉰ → ㉮ → ㉯: 증기 밸브를 열기 전에 핸들을 먼저 여는 것은 일반적인 시동 순서에 맞지 않아 오답.
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84. 코르니시 보일러에서 노통은 몇 개인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 71%)
  • 코르니시 보일러는 하나의 노통을 가지는 단일 노통 보일러입니다.
    * 2: 랭커셔 보일러는 노통이 2개이므로 오답.
    * 3: 3개의 노통을 가진 보일러는 코르니시 보일러가 아니므로 오답.
    * 4: 4개의 노통을 가진 보일러는 코르니시 보일러가 아니므로 오답.
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85. 파형노통의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 외압에 약하다.
  2. 전열면적이 좁다.
  3. 열에 의한 신축에 대하여 탄력성이 적다.
  4. 내부청소 및 제작이 어렵다.
(정답률: 70%)
  • 파형노통은 복잡한 파형 구조로 인해 내부 청소 및 제작이 어렵습니다.
    오답 노트
    * 외압에 약하다: 파형노통은 외압에 강합니다.
    * 전열면적이 좁다: 파형노통은 전열면적이 넓습니다.
    * 열에 의한 신축에 대하여 탄력성이 적다: 파형노통은 열에 의한 신축에 대한 탄력성이 큽니다.
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86. 보일러의 안전사고의 종류로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 노통, 수관, 연관 등의 파열 및 균열
  2. 보일러내의 스케일 부착
  3. 동체, 노통, 화실의 압궤(collapse) 및 수관, 연관 등 전열면의 팽출(bulge)
  4. 연도나 노내의 가스폭발, 역화 그 외의 이상연소
(정답률: 85%)
  • 보일러 내 스케일 부착은 사고의 원인이 될 수 있으나, 그 자체로 안전사고의 종류로 분류되지 않는다.
    오답 노트
    * 노통, 수관, 연관 등의 파열 및 균열: 보일러의 주요 부위 손상으로 인한 직접적인 안전사고이다.
    * 동체, 노통, 화실의 압궤(collapse) 및 수관, 연관 등 전열면의 팽출(bulge): 보일러 구조물의 변형 및 파손으로 인한 직접적인 안전사고이다.
    * 연도나 노내의 가스폭발, 역화 그 외의 이상연소: 보일러 운전 중 발생하는 폭발 및 연소 이상으로 인한 직접적인 안전사고이다.
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87. 5kg/cm2 · g의 응축수열을 회수하여 재사용하기 위하여 설치한 다음 조건의 Flash Tank 의 재증발 증기량 (kg/h)은 얼마인가?

  1. 26974.3
  2. 2024.5
  3. 1851.7
  4. 148.3
(정답률: 32%)
  • Flash Tank의 재증발 증기량은 에너지 보존 법칙에 따른 열수지식을 적용하여 계산합니다.
    $$ M_s = M_c \frac{h_c - h_d}{h_s - h_d} $$
    Q1: 응축수량, Q2: 유입 응축수 엔탈피, Q3: 배출 응축수 엔탈피, Q4: 재증발 증기 엔탈피
    $$ M_s = 2000 \text{ kg/h} × \frac{159 \text{ kcal/kg} - 120 \text{ kcal/kg}}{646 \text{ kcal/kg} - 120 \text{ kcal/kg}} $$
    $$ M_s = 148.3 \text{ kg/h} $$
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88. 보일러용 급수 1ℓ를 분석한 결과 탄산칼슘이 2mg이 포함되어 있다. 이 급수의 탄산칼슘(CaCO3) 경도는 몇 PPM인가?

  1. 0.5PPM
  2. 2PPM
  3. 4PPM
  4. 10PPM
(정답률: 73%)
  • 이 문제는 용액의 농도를 나타내는 단위인 PPM(Parts Per Million)의 정의를 사용하여 계산합니다. PPM은 용액 1리터당 용질의 밀리그램(mg) 수와 같습니다.
    $$ \text{PPM} = \frac{\text{용질의 질량 (mg)}}{\text{용액의 부피 (L)}} $$
    용질의 질량: 탄산칼슘의 질량
    용액의 부피: 급수의 부피
    $$ \text{PPM} = \frac{2 \text{ mg}}{1 \text{ L}} $$
    $$ \text{PPM} = 2 $$
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89. 관의 분해, 조립 시 사용하는 이음장치는?

  1. 행거
  2. 플랜지
  3. 밴드
  4. 팽창이음
(정답률: 85%)
  • 플랜지는 관을 분해, 조립할 때 볼트와 너트로 연결하여 밀봉하는 이음장치입니다.
    오답 노트:
    - 행거: 관을 지지하는 장치이므로 오답.
    - 밴드: 관을 고정하거나 임시 연결하는 데 사용되므로 오답.
    - 팽창이음: 온도 변화에 따른 관의 신축을 흡수하는 장치이므로 오답.
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90. 유류 연소버너의 노즐 압력이 증가하였을 때 발생하는 현상이 아닌 것은?

  1. 분사각이 명백해진다.
  2. 유입자가 약간 안쪽으로 가는 현상이 나타난다.
  3. 유량이 증가한다.
  4. 유입자가 커진다.
(정답률: 59%)
  • 노즐 압력이 증가하면 유류의 미립화가 촉진되어 유입자의 크기가 작아진다.
    오답 노트
    * 분사각이 명백해진다: 노즐 압력 증가는 미립화를 개선하여 분사각을 더 선명하고 균일하게 만드므로 오답.
    * 유입자가 약간 안쪽으로 가는 현상이 나타난다: 미립화가 잘 되면 분사 패턴이 안정화되어 나타날 수 있는 현상이므로 오답.
    * 유량이 증가한다: 노즐 압력 증가는 유량을 직접적으로 증가시키므로 오답.
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91. 연관의 바깥지름이 75mm인 연관보일러 관판의 최소두께는 얼마 이상이어야 하는가?

  1. 8.5mm
  2. 9.5mm
  3. 12.5mm
  4. 13.5mm
(정답률: 64%)
  • 연관보일러 관판의 최소두께는 연관의 바깥지름에 따라 결정되는 공식으로 계산합니다.
    $$ t = 0.15d + 1.25 $$
    (t: 관판의 최소두께, d: 연관의 바깥지름)
    $$ t = 0.15 × 75 + 1.25 $$
    $$ t = 12.5 $$
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92. 보일러 용수처리법 중 관외처리법(1차) 에 속하지 않는 것은?

  1. 청관제 투입법
  2. 탈기법
  3. 기폭법
  4. 이온교환법
(정답률: 66%)
  • 청관제 투입법은 보일러 내부에 직접 약품을 투입하여 스케일 및 부식을 방지하는 관내처리법(내부처리법)에 해당한다.
    오답 노트
    - 탈기법: 용존 산소를 제거하는 관외처리법(1차)이다.
    - 기폭법: 경도 성분을 침전시켜 제거하는 관외처리법(1차)이다.
    - 이온교환법: 경도 성분(Ca, Mg 이온)을 이온교환수지로 제거하는 관외처리법(1차)이다.
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93. 24500kw의 증기원동소에 사용하고 있는 석탄의 발열량이 7200kcal/kg이고, 원동소의 열효율을 23%라 하면 매 시간 당 필요한 석탄의 양(t/h)은? (단, 1kw는 860kcal/h로 한다.)

  1. 10.5
  2. 12.7
  3. 15.3
  4. 18.2
(정답률: 65%)
  • 이 문제는 증기원동소의 열효율을 이용하여 필요한 석탄의 양을 계산합니다.
    $$ M = \frac{P × C}{η × H} $$
    M: 석탄의 양 (kg/h)
    P: 증기원동소 출력 (kW)
    C: 1kW당 열량 (kcal/h/kW)
    η: 열효율
    H: 석탄 발열량 (kcal/kg)
    $$ M = \frac{24500 × 860}{0.23 × 7200} $$
    $$ M = 12723.43 \text{ kg/h} \approx 12.7 \text{ t/h} $$
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94. 온수보일러에서의 안전밸브에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 안전밸브는 보일러상부에 설치해야 한다.
  2. 안전밸브는 보일러내부의 관에 연결하여서는 안된다.
  3. 안전밸브는 중심선을 수직으로 하여 설치해야 한다.
  4. 안전밸브 연결 시에 나사로 된 연결관을 사용하여서는 안된다.
(정답률: 62%)
  • 안전밸브는 나사 또는 플랜지 연결이 가능하며, 직접적이고 짧게 연결해야 한다.
    안전밸브는 보일러상부에 설치해야 한다. → 보일러 상부에 설치하는 것이 원칙이다.
    안전밸브는 보일러내부의 관에 연결하여서는 안된다. → 보일러 본체에 직접 연결해야 한다.
    안전밸브는 중심선을 수직으로 하여 설치해야 한다. → 중심선을 수직으로 설치해야 한다.
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95. 감압밸브 설치 시 주의사항에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 감압밸브는 부하설비에 가깝게 설치한다.
  2. 감압밸브는 반드시 스트레이너를 설치한다.
  3. 감압밸브 1차 측에는 동심 리듀서가 설치되어야 한다.
  4. 감압밸브 앞에는 기수분리기 또는 스팀트랩에 의해 응축수가 제거되어야 한다.
(정답률: 65%)
  • 감압밸브 1차 측에는 응축수 고임을 방지하기 위해 편심 리듀서를 설치해야 한다.
    감압밸브는 부하설비에 가깝게 설치한다: 압력 손실 최소화 및 응답성 향상.
    감압밸브는 반드시 스트레이너를 설치한다: 이물질로부터 밸브 보호.
    감압밸브 앞에는 기수분리기 또는 스팀트랩에 의해 응축수가 제거되어야 한다: 워터해머 및 밸브 손상 방지.
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96. 전열면적이 50m2 인 연관보일러를 5시간 연소시킨 결과 10000kg의 증기가 발생하였다면 이 보일러의 전열면 증발률은?

  1. 20kg/m2h
  2. 30kg/m2h
  3. 40kg/m2h
  4. 50kg/m2h
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 보일러의 전열면 증발률을 구하는 문제입니다.
    $$ \text{전열면 증발률} = \frac{\text{증기 발생량}}{\text{전열면적} × \text{연소 시간}} $$
    $$ = \frac{10000}{50 × 5} $$
    $$ = 40 \text{kg/m}^2\text{h} $$
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97. 두께 20mm 강판을 맞대기 용접이음할 때 적당한 끝벌림 형식은?

  1. V형
  2. X형
  3. H형
  4. 양면 W형
(정답률: 51%)
  • 20mm 두께의 강판은 용접 변형을 줄이고 용접 효율을 높이기 위해 양면 용접이 가능한 X형 끝벌림이 가장 적합합니다.
    V형: 얇은 판재(12mm 이하)에 주로 사용되며, 20mm 두께에서는 용접 변형이 크고 용접량이 많아 비효율적입니다.
    H형: H형은 용접 이음 형식으로 사용되지 않습니다.
    양면 W형: 양면 W형은 일반적인 용접 이음 형식으로 사용되지 않습니다.
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98. 어느 보일러의 2시간 동안 증발량이 3600kg이고, 증기압이 5kg/cm2, 급수온도는 80℃라고 한다. 이 압력에서 증기의 엔탈피는 640kcal/kg, 급수엔탈피 80kcal/kg 일 때 증발계수는 얼마인가? (단, 물의 잠열은 539kcal/kg 이다.)

  1. 0.89
  2. 1.04
  3. 1.41
  4. 1.62
(정답률: 52%)
  • 이 문제는 보일러의 증발계수를 구하는 것으로, 실제 증발에 필요한 열량을 100℃ 물의 잠열로 나누어 계산합니다.
    $$ f = \frac{H - h}{L_0} $$
    (f: 증발계수, H: 증기 엔탈피, h: 급수 엔탈피, L₀: 100℃ 물의 잠열)
    $$ f = \frac{640 - 80}{539} $$
    $$ f = 1.04 $$
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99. 전열요소가 회전하는 재생식 공기예열기는?

  1. 판형 공기예열기
  2. 관형 공기예열기
  3. 융스트롬(Ljungstrom) 공기예열기
  4. 로테뮬(Rothemuhle) 공기예열기
(정답률: 68%)
  • 융스트롬(Ljungstrom) 공기예열기는 전열요소 자체가 회전하며 열을 교환하는 재생식 예열기이다.
    판형 공기예열기: 고정된 판형 전열면을 사용하는 회수형 예열기.
    관형 공기예열기: 고정된 관형 전열면을 사용하는 회수형 예열기.
    로테뮬(Rothemuhle) 공기예열기: 고정된 전열요소 사이로 회전하는 덕트가 있는 재생식 예열기.
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100. 보일러 사용 중 이상 감수(저수위사고)의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 급수펌프가 고장이 났을 때
  2. 수면계의 연락관이 막혀 수위를 모를 때
  3. 증기의 발생량이 많을 때
  4. 분출장치에서 누설이 될 때
(정답률: 78%)
  • 증기의 발생량이 많을 때는 보일러의 정상적인 운전 상태로, 이상 감수(저수위사고)의 직접적인 원인이 아니다.
    오답 노트
    * 급수펌프가 고장이 났을 때: 보일러로 물 공급이 중단되어 저수위 발생.
    * 수면계의 연락관이 막혀 수위를 모를 때: 실제 수위를 파악할 수 없어 저수위 사고로 이어질 수 있음.
    * 분출장치에서 누설이 될 때: 보일러 내부의 물이 외부로 유출되어 저수위 발생.
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