에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2016-05-08)

에너지관리기사
(2016-05-08 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 연소효율은 실제의 연소에 의한 열량을 완전연소 했을 때의 열량으로 나눈 것으로 정의할 때, 실제의 연소에 의한 열량을 계산하는 데 필요한 요소가 아닌 것은?

  1. 연소가스 유출 단면적
  2. 연소가스 밀도
  3. 연소가스 열량
  4. 연소가스 비열
(정답률: 55%)
  • 연소가스 열량은 실제 연소에 의한 열량 계산의 결과값이거나, 계산에 직접적으로 필요한 물리적 요소가 아닙니다.
    오답 노트
    * 연소가스 유출 단면적: 연소가스의 질량 유량을 계산하는 데 필요한 요소입니다.
    * 연소가스 밀도: 연소가스의 질량 유량을 계산하는 데 필요한 요소입니다.
    * 연소가스 비열: 연소가스가 운반하는 열량을 계산하는 데 필요한 요소입니다.
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2. 보일러의 흡인통풍(Induced Draft) 방식에 가장 많이 사용되는 송풍기의 형식은?

  1. 플레이트형
  2. 터보형
  3. 축류형
  4. 다익형
(정답률: 73%)
  • 보일러의 흡인통풍 방식은 고온의 배기가스를 처리해야 하므로, 분진에 강하고 내구성이 좋은 송풍기가 사용됩니다. 플레이트형 송풍기는 날개가 평판 형태로 되어 있어 분진이 쌓이기 어렵고 마모에 강하며, 비교적 높은 효율로 흡인통풍에 적합하여 가장 많이 사용됩니다.
    오답 노트
    - 터보형: 고압용이며 분진에 취약하여 오답.
    - 축류형: 저압 대풍량용으로 오답.
    - 다익형: 분진에 취약하고 효율이 낮아 오답.
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3. 중유의 점도가 높아질수록 연소에 미치는 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 오일탱크로부터 버너까지의 이송이 곤란해진다.
  2. 기름의 분무현상(automization)이 양호해진다.
  3. 버너 화구(火口)에 유리탄소가 생긴다.
  4. 버너의 연소상태가 나빠진다.
(정답률: 88%)
  • 중유의 점도가 높아지면 유체의 흐름 저항이 커져 기름의 분무 현상이 불량해진다.
    오답 노트
    * 오일탱크로부터 버너까지의 이송이 곤란해진다.: 점도가 높아지면 유체의 저항이 커져 이송이 어려워진다.
    * 버너 화구(火口)에 유리탄소가 생긴다.: 분무 불량으로 불완전 연소가 발생하여 유리탄소(그을음, 코크스)가 생성된다.
    * 버너의 연소상태가 나빠진다.: 분무 불량과 불완전 연소로 인해 전반적인 연소 효율이 저하된다.
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4. 탄소(C) 80%, 수소(H) 20%의 중유를 완전 연소시켰을 때 CO2 max[%]는?

  1. 13.2
  2. 17.2
  3. 19.1
  4. 21.1
(정답률: 33%)
  • 이 문제는 연료의 원소 조성으로부터 이론적인 최대 CO2 농도를 계산합니다.
    $$CO_{2max} = \frac{V_{CO_2}}{V_{CO_2} + V_{N_2}} \times 100$$

    여기서,
    $$V_{CO_2} = 1.867 \times C$$

    $$V_{N_2} = (1.867 \times C + 5.6 \times H) \times 3.76$$

    (C, H는 연료 중 탄소, 수소의 중량비)
    $$V_{CO_2} = 1.867 \times 0.80 = 1.4936$$

    $$V_{N_2} = (1.867 \times 0.80 + 5.6 \times 0.20) \times 3.76 = (1.4936 + 1.12) \times 3.76 = 2.6136 \times 3.76 = 9.827296$$

    $$CO_{2max} = \frac{1.4936}{1.4936 + 9.827296} \times 100$$

    $$CO_{2max} = 13.19 \approx 13.2$$
  • CO2max=1.867C/God *100%=1.867*0.8/11.326*100%=13.187%
    God=0.79Ao+연소생성물=0.79*(1.867C+5.6H)/0.21+1.867C
    =0.79*(1.867*0.8+5.6*0.2)/0.21+1.867*0.8=11.326
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5. 연소의 정의를 가장 옳게 나타낸 것은?

  1. 연료가 환원하면서 발열하는 현상
  2. 화학변화에서 산화로 인한 흡열 반응
  3. 물질의 산화로 에너지의 전부가 직접 빛으로 변하는 현상
  4. 온도가 높은 분위기 속에서 산소와 화합하여 빛과 열을 발생하는 현상
(정답률: 83%)
  • 연소는 물질이 산소와 빠르게 반응하여 빛과 열을 동반하는 산화 현상입니다.
    오답 노트
    * 연료가 환원하면서 발열하는 현상: 연소는 산화 반응이며, 환원 반응이 아닙니다.
    * 화학변화에서 산화로 인한 흡열 반응: 연소는 발열 반응이며, 흡열 반응이 아닙니다.
    * 물질의 산화로 에너지의 전부가 직접 빛으로 변하는 현상: 연소 시 에너지는 빛과 열로 동시에 발생하며, 전부가 빛으로 변하는 것은 아닙니다.
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6. 보일러 등의 연소장치에서 질소산화물(NOx)의 생성을 억제할 수 있는 연소 방법이 아닌 것은?

  1. 2단 연소
  2. 저산소(저공기비)연소
  3. 배기의 재순환 연소
  4. 연소용 공기의 고온 예열
(정답률: 81%)
  • 질소산화물(NOx)은 고온에서 질소와 산소가 반응하여 생성되므로, 연소 온도를 높이는 방법은 NOx 생성을 억제하는 방법이 아닙니다.
    오답 노트
    - 2단 연소: 연소 온도를 낮추고 산소 농도를 조절하여 NOx 생성을 억제하는 방법이므로 오답.
    - 저산소(저공기비)연소: 연소 온도를 낮추고 산소 농도를 줄여 NOx 생성을 억제하는 방법이므로 오답.
    - 배기의 재순환 연소: 연소 가스를 재순환시켜 연소 온도를 낮춰 NOx 생성을 억제하는 방법이므로 오답.
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7. 가연성 혼합기의 폭발방지를 위한 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 산소농도의 최소화
  2. 불활성 가스의 치환
  3. 불활성 가스의 첨가
  4. 이중용기 사용
(정답률: 74%)
  • 이중용기 사용은 가연성 혼합기의 폭발을 직접적으로 방지하는 방법이 아니라, 주로 누출 방지나 단열 등 다른 목적을 위한 용기 구조입니다.
    오답 노트
    * 산소농도의 최소화: 폭발에 필요한 산소 공급을 차단하여 폭발을 방지하는 직접적인 방법입니다.
    * 불활성 가스의 치환: 가연성 가스나 산소를 불활성 가스로 대체하여 폭발 분위기 형성을 막는 직접적인 방법입니다.
    * 불활성 가스의 첨가: 가연성 혼합기의 폭발 범위를 좁히거나 없애 폭발을 방지하는 직접적인 방법입니다.
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8. 다음 기체연료 중 단위 체적당 고위발열량이 가장 높은 것은?

  1. LNG
  2. 수성가스
  3. LPG
  4. 유(油)가스
(정답률: 75%)
  • LPG는 프로판과 부탄 등 탄소 원자 수가 많은 탄화수소로 구성되어 있어, 다른 기체 연료에 비해 단위 체적당 발열량이 가장 높습니다.
    오답 노트:
    - LNG: 주성분인 메탄은 LPG보다 탄소 원자 수가 적어 단위 체적당 발열량이 낮습니다.
    - 수성가스: 주성분인 일산화탄소와 수소는 발열량이 매우 낮습니다.
    - 유(油)가스: 구성 성분이 다양하나, 일반적으로 LPG보다 단위 체적당 발열량이 낮습니다.
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9. 이론습연소가스량 Gow와 이론건연소가스량 God의 관계를 나타낸 식으로 옳은? (단, H는 수소, w는 수분을 나타낸다.)

  1. God=Gow+1.25(9H+w)
  2. God=Gow-1.25(9H+w)
  3. God=Gow+(9H+w)
  4. God=Gow-(9H+w)
(정답률: 77%)
  • 이론건연소가스량(God)은 이론습연소가스량(Gow)에서 연료 중 수소의 연소로 생성된 수증기와 연료 자체의 수분량을 제외한 값입니다.
    오답 노트:
    - God=Gow+1.25(9H+w): 건연소가스량은 습연소가스량에서 수분을 제외한 값이므로 더하는 것은 틀립니다.
    - God=Gow+(9H+w): 수분량을 부피로 환산하는 계수 1.25가 누락되어 틀립니다.
    - God=Gow-(9H+w): 수분량을 부피로 환산하는 계수 1.25가 누락되어 틀립니다.
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10. 연소가스 부피조성이 CO2 13%, O2 8%, N2 79%일 때 공기 과잉계수(공기비)는?

  1. 1.2
  2. 1.4
  3. 1.6
  4. 1.8
(정답률: 68%)
  • 이 문제는 연소가스 분석 결과를 이용하여 공기 과잉계수(공기비)를 계산하는 문제입니다. 연소가스 중 질소(N₂)의 양으로부터 공급된 총 산소량을 구하고, 이 총 산소량에서 과잉 산소(O₂)를 제외하여 이론 산소량을 계산한 후, 이 두 값의 비율로 공기 과잉계수를 산정합니다.
    공기 과잉계수 (m) = (공급된 총 산소량) / (이론 산소량)
    공급된 총 산소량 = 연소가스 중 질소량 × (공기 중 산소 부피비 / 공기 중 질소 부피비)
    이론 산소량 = 공급된 총 산소량 - 연소가스 중 과잉 산소량
    $$ m = \frac{O_{2,supplied}}{O_{2,theoretical}} $$
    $$ O_{2,supplied} = N_{2,flue} × \frac{21}{79} $$
    $$ O_{2,theoretical} = O_{2,supplied} - O_{2,excess} $$
    $$ O_{2,supplied} = 79\% × \frac{21}{79} = 21\% $$
    $$ O_{2,theoretical} = 21\% - 8\% = 13\% $$
    $$ m = \frac{21}{13} $$
    $$ m \approx 1.6 $$
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11. 액체연료의 대한 적합한 연소방법은?

  1. 화격자연소
  2. 스토커연소
  3. 버너연소
  4. 확산연소
(정답률: 79%)
  • 액체연료는 미립화하여 공기와 혼합 후 연소시키는 것이 가장 효율적이며, 이를 위해 버너를 사용합니다.
    - 화격자연소: 주로 고체연료(석탄 등)를 연소시키는 방식이므로 오답.
    - 스토커연소: 고체연료를 기계적으로 공급하며 연소시키는 방식이므로 오답.
    - 확산연소: 연료와 공기가 확산에 의해 혼합되는 연소 형태로, 액체연료의 주된 연소 방법으로 보기는 어려우므로 오답.
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12. 발열량이 5000kcal/kg인 고체연료를 연소할 때 불완전연소에 의한 열손실이 5%, 연소재에 의한 열손실이 5%이었다면 연소효율은?

  1. 80%
  2. 85%
  3. 90%
  4. 95%
(정답률: 71%)
  • 이 문제는 연소 시 발생하는 총 열손실을 계산하여 연소효율을 구하는 문제입니다. 연소효율은 전체 에너지에서 손실된 에너지를 제외한 값으로 계산됩니다.
    연소효율 = 100% - (불완전연소에 의한 열손실 + 연소재에 의한 열손실)
    $$ \text{연소효율} = 100\% - (\text{불완전연소 열손실} + \text{연소재 열손실}) $$
    $$ \text{연소효율} = 100\% - (5\% + 5\%) $$
    $$ \text{연소효율} = 90\% $$
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13. NO2의 배출을 최소화할 수 있는 방법이 아닌 것은?

  1. 미연소분을 최소화 하도록 한다.
  2. 연료와 공기의 혼합을 양호하게 하여 연소온도를 낮춘다.
  3. 저온배출가스 일부를 연소용 공기에 혼입해서 연소용 공기 중의 산소농도를 저하시킨다.
  4. 버너 부근의 화염온도는 높이고 배기가스 온도는 낮춘다.
(정답률: 67%)
  • NOx(질소산화물)는 주로 고온에서 공기 중의 질소가 산소와 반응하여 생성되므로, 화염 온도를 높이는 것은 NOx 생성을 촉진합니다.
    오답 노트
    * 미연소분을 최소화 하도록 한다: 미연소분은 불완전 연소를 의미하며, 이는 연료 NOx 생성에 영향을 미치거나 연소 효율 저하로 이어질 수 있습니다. 완전 연소를 통해 연소 조건을 최적화하면 NOx 생성을 제어할 수 있습니다.
    * 연료와 공기의 혼합을 양호하게 하여 연소온도를 낮춘다: 연소 온도를 낮추는 것은 열적 NOx 생성을 억제하는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다.
    * 저온배출가스 일부를 연소용 공기에 혼입해서 연소용 공기 중의 산소농도를 저하시킨다: 배기가스 재순환(FGR)은 연소용 공기의 산소 농도를 낮추고 연소 온도를 감소시켜 열적 NOx 생성을 줄이는 방법입니다.
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14. 열병합 발전소에서 배기가스를 사이클론에서 전처리하고 전기 집진장치에서 먼지를 제거하고 있다. 사이클론 입구, 전기집진기 입구와 출구에서의 먼지 농도가 각각 95, 10, 0.5g/Nm3일 때 종합집집율은?

  1. 85.7%
  2. 90.8%
  3. 95.0%
  4. 99.5%
(정답률: 58%)
  • 이 문제는 직렬로 연결된 집진장치의 종합집진율을 구하는 문제입니다. 종합집진율은 전체 시스템의 입구 농도와 최종 출구 농도를 이용하여 계산합니다.
    종합집진율 = ((입구 농도 - 출구 농도) / 입구 농도) × 100%
    $$ \eta_{total} = \frac{C_{in} - C_{out}}{C_{in}} × 100\% $$
    $$ \eta_{total} = \frac{95 \text{ g/Nm}^3 - 0.5 \text{ g/Nm}^3}{95 \text{ g/Nm}^3} × 100\% $$
    $$ \eta_{total} = 99.5\% $$
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15. 연소배기가스를 분석한 결과 O2의 측정치가 4%일 때 공기비(m)는?

  1. 1.10
  2. 1.24
  3. 1.30
  4. 1.34
(정답률: 74%)
  • 이 문제는 건조 배기가스 중 산소 농도를 이용하여 공기비(m)를 계산하는 문제입니다.
    공기비 (m) = $$ \frac{21}{21 - O_2} $$
    (여기서 O2는 건조 배기가스 중 산소 농도(%)입니다.)
    $$ m = \frac{21}{21 - 4} $$
    $$ m = 1.24 $$
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16. 액체를 미립화 하기 위해 분무를 할 때 분무를 지배하는 요소로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 액류의 운동량
  2. 액류와 기체의 표면적에 따른 저항력
  3. 액류와 액공 사이의 마찰력
  4. 액체와 기체 사이의 표면장력
(정답률: 66%)
  • 액류와 액공 사이의 마찰력은 분무 과정 자체보다는 액체가 노즐을 통과하는 유동 특성에 더 영향을 미치므로, 액체 미립화를 직접적으로 지배하는 요소와는 가장 거리가 멀다.
    오답 노트
    * 액류의 운동량: 액류의 운동량은 액체를 미립화하는 데 필요한 에너지와 관련이 깊으므로 분무를 지배하는 중요한 요소이다.
    * 액류와 기체의 표면적에 따른 저항력: 액류와 주변 기체 사이의 저항력은 액체 방울을 형성하고 분열시키는 데 영향을 미치므로 분무를 지배하는 요소이다.
    * 액체와 기체 사이의 표면장력: 표면장력은 액체가 작은 방울로 쪼개지는 것을 방해하는 주된 힘이므로, 이를 극복해야 미립화가 가능하여 분무를 지배하는 핵심 요소이다.
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17. 가열실의 이론 효율(E1)을 옳게 나타낸 식은? (단, tr 이론연소온도, ti : 파열물의 온도이다.)

(정답률: 73%)
  • 가열실의 이론 효율은 이론 연소 온도(tr)와 파열물의 온도(ti)의 차이를 이론 연소 온도(tr)로 나눈 값으로 정의됩니다.
    $$ E_1 = \frac{tr - ti}{tr} $$
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18. 산소 1Nm3을 연소에 이용하려면 필요한 공기량(Nm3)은?

  1. 1.9
  2. 2.8
  3. 3.7
  4. 4.8
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 공기 중 산소의 부피비를 이용하여 필요한 공기량을 계산합니다.
    $$ \text{필요한 공기량 (Nm}^3\text{)} = \frac{\text{산소량 (Nm}^3\text{)}}{\text{공기 중 산소의 부피비}} $$
    $$ \text{필요한 공기량 (Nm}^3\text{)} = \frac{1}{0.21} $$
    $$ \text{필요한 공기량 (Nm}^3\text{)} \approx 4.76 \approx 4.8 $$
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19. 온도가 293K인 이상기체를 단열 압축하여 체적을 1/6로 하였을 때 가스의 온도는 약 몇 K인가? (단, 가스의 정적비열[Cv]은 0.7KJ/kgㆍK, 정압비열[Cp]은 0.98KJ/kgㆍK이다.)

  1. 398
  2. 493
  3. 558
  4. 600
(정답률: 47%)
  • 이 문제는 이상기체의 단열 과정에서 온도와 체적의 관계를 나타내는 공식을 사용하여 최종 온도를 구합니다.
    단열 과정의 온도-체적 관계식
    $$ T_2 = T_1 \left( \frac{V_1}{V_2} \right)^{γ-1} $$
    (단, $$ γ = \frac{C_p}{C_v} $$)
    먼저 비열비(γ)를 계산합니다.
    $$ γ = \frac{0.98 \text{ KJ/kg} · \text{K}}{0.7 \text{ KJ/kg} · \text{K}} = 1.4 $$
    이제 최종 온도를 계산합니다.
    $$ T_2 = 293 \text{ K} × \left( \frac{V_1}{V_1/6} \right)^{1.4-1} $$
    $$ T_2 = 293 \text{ K} × (6)^{0.4} $$
    $$ T_2 \approx 293 \text{ K} × 2.047 \approx 599.871 \text{ K} $$
    따라서 약 600 K 입니다.
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20. 열효율 향상 대책이 아닌 것은?

  1. 과잉공기를 증가시킨다.
  2. 손실열을 가급적 적게 한다.
  3. 전열량이 증가되는 방법을 취한다.
  4. 장치의 최적 설계조건과 운전조건을 일치시킨다.
(정답률: 87%)
  • 과잉공기를 증가시키면 배기가스에 의한 현열 손실이 증가하여 열효율이 감소한다.
    오답 노트
    * 손실열을 가급적 적게 한다: 손실열을 줄이는 것은 열효율을 높이는 방법이다.
    * 전열량이 증가되는 방법을 취한다: 전열량을 늘리는 것은 열효율을 높이는 방법이다.
    * 장치의 최적 설계조건과 운전조건을 일치시킨다: 최적 조건에서 운전하는 것은 열효율을 높이는 방법이다.
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2과목: 열역학

21. 360℃와 25℃ 사이에서 작동하는 열기관의 최대 이론 열효율은 약 얼마인가?

  1. 0.450
  2. 0.529
  3. 0.635
  4. 0.735
(정답률: 65%)
  • 이 문제는 카르노 효율 공식을 적용하여 열기관의 최대 이론 열효율을 구합니다.
    $$ 열효율 = 1 - (저온부 절대 온도 / 고온부 절대 온도) $$
    $$ η = 1 - \frac{T_c}{T_h} $$
    $$ η = 1 - \frac{(25 + 273.15) \text{ K}}{(360 + 273.15) \text{ K}} $$
    $$ η = 1 - \frac{298.15 \text{ K}}{633.15 \text{ K}} $$
    $$ η \approx 0.529 $$
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22. 다음 중 냉동 사이클의 운전특성을 잘 나타내고, 사이클의 해석을 하는 데 가장 많이 사용되는 선도는?

  1. 온도-체적 선도
  2. 압력-엔탈피 선도
  3. 압력-체적 선도
  4. 압력-온도 선도
(정답률: 74%)
  • 압력-엔탈피 선도는 냉동 사이클의 각 지점에서의 엔탈피 변화를 직접적으로 나타내어 열량 및 성적계수 계산에 용이하기 때문입니다.
    오답 노트
    * 온도-체적 선도: 냉동 사이클의 열량 계산에 직접적인 정보가 부족하여 오답.
    * 압력-체적 선도: 사이클 내의 일량을 파악하는 데 주로 사용되며, 냉동 사이클의 열량 계산에는 압력-엔탈피 선도가 더 적합하여 오답.
    * 압력-온도 선도: 물질의 상변화 특성을 나타내는 데 주로 사용되며, 냉동 사이클의 운전특성 및 열량 해석에는 적합하지 않아 오답.
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23. 터빈에서 2kg/s의 유량으로 수증기를 팽창시킬 때 터빈의 출력이 1200KW라면 열손실은 몇 KW인가? (단, 터빈 입구와 출구에서 수증기의 엔탈피는 각각 3200kJ/kg와 2500KJ/kg이다.

  1. 600
  2. 400
  3. 300
  4. 200
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 정상 상태 유동 에너지 방정식(열역학 제1법칙)을 터빈에 적용하여 열손실을 계산합니다.
    $$ 열손실 = (질량 유량 × 엔탈피 변화) - 터빈 출력 $$
    $$ Q_{loss} = \dot{m}(h_{in} - h_{out}) - W_{out} $$
    $$ Q_{loss} = 2 \text{ kg/s} × (3200 \text{ kJ/kg} - 2500 \text{ kJ/kg}) - 1200 \text{ KW} $$
    $$ Q_{loss} = 200 \text{ KW} $$
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24. 엔탈피가 3140kJ/kg인 과열증기가 단열노즐에 저속상태로 들어와 출구에서 엔탈피가 3010KJ/kg인 상태로 나갈 때 출구에서의 증기 속도(m/s)는?

  1. 8
  2. 25
  3. 160
  4. 510
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 단열 노즐에서의 에너지 보존 법칙을 적용하여 출구 속도를 구합니다.
    단열 노즐에서 입구와 출구의 에너지 보존 법칙
    $$ V_2 = \sqrt{2(h_1 - h_2) × 1000} $$
    $$ V_2 = \sqrt{2 × (3140 - 3010) × 1000} $$
    $$ V_2 = 509.90 \approx 510 $$
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25. 엔트로피에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 엔트로피는 상태함수이다.
  2. 엔트로피는 분자들의 무질서도 척도가 된다.
  3. 우주의 모든 현상은 총 엔트로피가 증가하는 방향으로 진행되고 있다.
  4. 자유팽창, 종류가 다른 가스의 혼합, 액체내의 분자의 확산 등의 과정에서 엔트로피가 변하지 않는다.
(정답률: 71%)
  • 자유 팽창, 종류가 다른 가스의 혼합, 액체 내 분자의 확산 등은 모두 비가역 과정으로, 이 과정에서 엔트로피는 항상 증가합니다.
    오답 노트
    * 엔트로피는 상태함수이다: 엔트로피는 계의 현재 상태에만 의존하며, 경로에 무관한 상태함수입니다.
    * 엔트로피는 분자들의 무질서도 척도가 된다: 엔트로피는 계의 무질서도 또는 불확실성의 정도를 나타내는 척도입니다.
    * 우주의 모든 현상은 총 엔트로피가 증가하는 방향으로 진행되고 있다: 열역학 제2법칙에 따라 고립계인 우주의 총 엔트로피는 항상 증가하는 방향으로 진행됩니다.
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26. 포화증기를 가역 단열 압축시켰을 때의 설명으로 옳은 것은?

  1. 압력과 온도가 올라간다.
  2. 압력은 올라가고 온도는 떨어진다.
  3. 온도는 불변이며 압력은 올라간다.
  4. 압력과 온도 모두 변하지 않는다.
(정답률: 60%)
  • 가역 단열 압축은 외부에서 증기에 일을 가하는 과정이므로, 증기의 내부 에너지가 증가하여 압력과 온도가 모두 상승합니다.
    오답 노트
    - 압력은 올라가고 온도는 떨어진다: 단열 압축 시 온도는 항상 상승하므로 오답.
    - 온도는 불변이며 압력은 올라간다: 단열 압축 시 온도는 상승하므로 오답.
    - 압력과 온도 모두 변하지 않는다: 압축 과정에서 압력과 온도는 반드시 변하므로 오답.
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27. PVn=C에서 이상기체의 등온변화인 경우 폴리트로프 지수(n)는?

  1. ∞
  2. 1.4
  3. 1
  4. 0
(정답률: 76%)
  • 이상기체의 등온변화는 온도가 일정하게 유지되는 과정으로, 보일-샤를의 법칙에 따라 압력(P)과 부피(V)의 곱이 항상 일정합니다. 즉, PV = 일정(constant)이므로, PVn=C와 비교하면 폴리트로프 지수(n)는 1이 됩니다.
    오답 노트
    * ∞: 등적(정적) 변화(부피 일정)에 해당하며, 이 경우 폴리트로프 지수는 무한대에 가깝습니다.
    * 1.4: 단열(등엔트로피) 변화(열 교환 없음)에 해당하며, 공기와 같은 2원자 기체의 단열 지수(γ) 값입니다.
    * 0: 등압(정압) 변화(압력 일정)에 해당하며, 이 경우 P=C가 됩니다.
  • 폴리트로프 지수(n) PV^n=C
    ① n=0 : P=C=P : 정압과정
    ② n=1 : PV=C=RT : 등온과정
    ③ n=∞ : V=C=V : 정적과정
    ④ n=k : 단열과정(등엔탈피)
    T2/T1=(P2/P1)^K-1/K=(V1/V2)^K-1
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28. 증기의 교축과정에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 습증기 구역에서 포화온도가 일정한 과정
  2. 습증기 구역에서 포화압력이 일정한 과정
  3. 가역과정에서 엔트로피가 일정한 과정
  4. 엔탈피가 일정한 비가역 정상류 과정
(정답률: 63%)
  • 교축 과정은 외부와의 열 및 일 교환이 거의 없는 상태에서 유체가 팽창하며 엔탈피가 일정하게 유지되는 비가역 정상류 과정입니다.
    오답 노트
    * 습증기 구역에서 포화온도가 일정한 과정: 교축 과정에서는 압력이 감소하므로 포화온도도 감소합니다.
    * 습증기 구역에서 포화압력이 일정한 과정: 교축 과정은 압력이 감소하는 과정입니다.
    * 가역과정에서 엔트로피가 일정한 과정: 교축 과정은 비가역 과정이므로 엔트로피가 증가합니다.
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29. 공기 50kg을 일정 압력하에서 100℃에서 700℃까지 가열할 때 엔탈피 변화는 얼마인가? (단, Cp=1.0KJ/kgㆍK, Cv=0.71KJ/kgㆍK)

  1. 600KJ
  2. 21,300KJ
  3. 30,000KJ
  4. 42,600KJ
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 일정 압력 과정에서의 엔탈피 변화를 구하는 문제이므로, 질량, 정압 비열, 그리고 온도 변화를 곱하여 계산합니다.
    $$ 엔탈피 변화 = 질량 × 정압 비열 × 온도 변화 $$
    $$ Δ H = m × C_p × Δ T $$
    $$ Δ H = 50 \text{ kg} × 1.0 \text{ KJ/kg} · \text{K} × (700 - 100) \text{ K} $$
    $$ Δ H = 30,000 \text{ KJ} $$
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30. 비열이 일정하고 비열비가 k인 이상기체의 등엔트로피 과정에서 성립하지 않는 것은? (단, T, P, v는 각각 절대온도, 압력, 비체적이다.)

  1. PVk=일정
  2. Tvk-1=일정
(정답률: 60%)
  • 이상기체의 등엔트로피 과정에서 압력(P)과 온도(T)의 관계는 $$ \frac{T^k}{P^{k-1}} = \text{일정} $$ 또는 $$ P T^{-\frac{k}{k-1}} = \text{일정} $$ 이므로, 은 성립하지 않습니다.
    오답 노트:
    PVk=일정: 등엔트로피 과정에서 압력과 비체적의 관계를 나타내는 올바른 식입니다.
    Tvk-1=일정: 등엔트로피 과정에서 온도와 비체적의 관계를 나타내는 올바른 식입니다.
    T/P(k-1)/k=일정: 등엔트로피 과정에서 온도와 압력의 관계를 나타내는 올바른 식입니다.
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31. 그림은 공기 표준 Otto cycle이다. 효율 η에 관한 식으로 틀린 것은? (단, r은 압축비, k는 비열비이다.)

(정답률: 59%)
  • 이 문제는 오토 사이클의 열효율에 대한 올바른 공식을 이해하고 있는지 묻는 문제입니다.
    `$$η=1-\left(\frac{P_B-P_C}{P_A-P_D}\right)$$`는 오토 사이클의 열효율을 나타내는 올바른 식이 아닙니다. 오토 사이클의 열효율은 압축비(r)와 비열비(k)를 사용하여 `$$1 - \frac{1}{r^{k-1}}$$`, 또는 사이클의 각 지점에서의 온도를 사용하여 `$$1 - \frac{T_4 - T_1}{T_3 - T_2}$$`와 같이 표현됩니다. 주어진 식은 압력 차이의 비율로 표현되었으나, 오토 사이클의 열효율 공식과 일치하지 않습니다.
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32. 냉동사이클의 T-s선도에서 냉매단위질량당 냉각열량 qL과 압축기의 소요동력 w를 옳게 나타낸 것은? (단, h는 엔탈피를 나타낸다.)

  1. qL=h3-h4, w=h2-h1
  2. qL=h1-h4, w=h2-h1
  3. qL=h2-h3, w=h1-h4
  4. qL=h3-h4, w=h1-h4
(정답률: 70%)
  • 냉동사이클의 T-s선도에서 냉매단위질량당 냉각열량(qL)은 증발기에서 흡수하는 열량이고, 압축기의 소요동력(w)은 압축기에서 냉매에 가해지는 일량입니다.
    냉각열량 qL은 증발기 과정(4→1)에서 냉매가 흡수하는 열량이므로, 엔탈피 변화는 h₁ - h₄입니다.
    압축기 소요동력 w는 압축기 과정(1→2)에서 냉매에 가해지는 일이므로, 엔탈피 변화는 h₂ - h₁입니다.
    오답 노트:
    qL=h₃-h₄, w=h₂-h₁: qL=h₃-h₄는 응축기에서 방출되는 열량에 해당하므로 오답.
    qL=h₂-h₃, w=h₁-h₄: qL=h₂-h₃는 응축기에서 방출되는 열량에 해당하고, w=h₁-h₄는 팽창밸브에서의 엔탈피 변화이므로 오답.
    qL=h₃-h₄, w=h₁-h₄: qL=h₃-h₄는 응축기에서 방출되는 열량에 해당하고, w=h₁-h₄는 팽창밸브에서의 엔탈피 변화이므로 오답.
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33. 압력이 P로 일정한 용기 내에 이상기체 1kg이 들어 있고, 이 이상가체를 외부에서 가열하였다. 이 때 전달된 열량은 Q이며, 온도가 T1에서 T2로 변화하였고, 기체의 부피가 V1에서 V2로 변하였다. 공기의 정압비열 Cp은 어떻게 계산되는가?

  1. Cp-Q/P
  2. CP=Q/(T2-T1)
  3. Cp=Q/(V2=V1)
  4. Cp=P×(V2-V1)/(T1-T2)
(정답률: 69%)
  • 이 문제는 정압비열의 정의를 묻는 이론 문제입니다.
    정압비열(Cp)은 단위 질량의 물질을 일정한 압력 하에서 단위 온도만큼 올리는 데 필요한 열량을 의미합니다. 문제에서 기체의 질량이 1kg으로 주어졌으므로, 전달된 열량 Q를 온도 변화량으로 나누어 계산합니다.
    $$ C_p = \frac{Q}{T_2 - T_1} $$
    오답 노트
    * Cp-Q/P: 정압비열은 전달된 열량을 압력으로 나누는 것이 아니라 온도 변화로 나눕니다. 압력은 일정한 조건일 뿐입니다.
    * Cp=Q/(V2=V1): 정압비열은 부피 변화가 아닌 온도 변화와 관련됩니다. 부피 변화는 정압 과정에서 기체가 한 일과 관련이 있습니다.
    * Cp=P×(V2-V1)/(T1-T2): 이 식은 정압비열의 정의와 일치하지 않으며, 특히 분모의 온도 변화 방향이 반대입니다.
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34. 온도 250℃, 질량 50kg인 금속을 20℃의 물속에 놓았다. 최종 평형 상태에서의 온도가 30℃이면 물의 양은 약 몇 kg인가? (단, 열손실은 없으며, 금속의 비열은 0.5kJ/kgㆍK, 물의 비열은 4.18KJ/kgㆍK이다.)

  1. 108.3
  2. 131.6
  3. 167.7
  4. 182.3
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 열평형 원리를 적용하여 물의 양을 구합니다. 열손실이 없는 이상적인 조건에서 뜨거운 물체가 잃은 열량은 차가운 물체가 얻은 열량과 같다는 원리를 사용합니다.
    열량 보존 법칙
    $$ Q_{잃은 열} = Q_{얻은 열} $$
    $$ m_{금속} · c_{금속} · Δ T_{금속} = m_{물} · c_{물} · Δ T_{물} $$
    $$ 50 \text{ kg} · 0.5 \text{ kJ/kg} · \text{K} · (250 - 30) \text{ K} = m_{물} · 4.18 \text{ kJ/kg} · \text{K} · (30 - 20) \text{ K} $$
    $$ 50 · 0.5 · 220 = m_{물} · 4.18 · 10 $$
    $$ m_{물} = \frac{50 · 0.5 · 220}{4.18 · 10} = \frac{5500}{41.8} \approx 131.5789 $$
    $$ m_{물} \approx 131.6 \text{ kg} $$
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35. ∫Fdx는 무엇을 나타내는가? (단, F는 힘, x는 변위를 나타낸다.)

  1. 일
  2. 열
  3. 운동에너지
  4. 엔트로피
(정답률: 75%)
  • 힘을 변위에 대해 적분한 값은 한 일의 양을 나타냅니다.
    - 열: 온도 차이에 의해 전달되는 에너지의 한 형태이므로 오답.
    - 운동에너지: 물체의 운동 상태와 관련된 에너지로, 1/2mv²로 정의되므로 오답.
    - 엔트로피: 무질서도를 나타내는 열역학적 상태량이므로 오답.
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36. 비열이 3KJ/kgㆍ℃인 액체 10kg을 20℃로부터 80℃까지 전열기로 가열시키는 데 필요한 소요전력량은 약 몇 kWh 인가? (단, 전열기의 효율은 88%이다.)

  1. 0.46
  2. 0.57
  3. 480
  4. 530
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 액체가 흡수하는 열량을 계산하고, 전열기의 효율을 고려하여 필요한 총 전력량을 구하는 문제입니다.
    $$ 액체가 흡수한 열량 (Q) = 질량 (m) × 비열 (c) × 온도 변화 (ΔT) $$
    전열기가 공급한 총 에너지 (E) = 액체가 흡수한 열량 (Q) / 효율 (η)
    $$ 에너지 (kWh) = 에너지 (KJ) / 3600 $$
    $$ Q = m × c × Δ T $$
    $$ E = \frac{Q}{η} $$
    $$ E_{kWh} = \frac{E_{KJ}}{3600} $$
    $$ Q = 10 \text{ kg} × 3 \text{ KJ/kg} · \text{℃} × (80 - 20) \text{ ℃} = 1800 \text{ KJ} $$
    $$ E = \frac{1800 \text{ KJ}}{0.88} \approx 2045.45 \text{ KJ} $$
    $$ E_{kWh} = \frac{2045.45 \text{ KJ}}{3600 \text{ KJ/kWh}} $$
    $$ E_{kWh} \approx 0.57 $$
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37. 저열원 10℃, 고열원 600℃ 사이에 작용하는 카르노사이클에서 사이클당 방열량이 3.5kJ이면 사이클당 실제 일의 양은 약 몇 KJ인가?

  1. 3.5
  2. 5.7
  3. 6.8
  4. 7.3
(정답률: 34%)
  • 이 문제는 카르노사이클의 열효율과 열원 간의 열량 및 절대 온도 관계를 이용하여 사이클당 실제 일의 양을 구합니다.
    열원 간의 열량과 절대 온도의 관계는 다음과 같습니다.
    $$ \frac{Q_H}{Q_L} = \frac{T_H}{T_L} $$
    사이클당 실제 일의 양은 고열원에서 흡수한 열량과 저열원으로 방출한 열량의 차이입니다.
    $$ W_{net} = Q_H - Q_L $$
    먼저 고열원에서 흡수한 열량($$Q_H$$)을 계산합니다. (온도는 절대 온도(K)로 변환)
    $$ Q_H = Q_L × \frac{T_H}{T_L} = 3.5 \text{ kJ} × \frac{(600 + 273.15) \text{ K}}{(10 + 273.15) \text{ K}} $$
    다음으로 사이클당 실제 일의 양($$W_{net}$$)을 계산합니다.
    $$ W_{net} = \left(3.5 × \frac{873.15}{283.15}\right) - 3.5 $$
    $$ W_{net} \approx 7.3 \text{ kJ} $$
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38. 직경 40cm의 피스톤이 800kPa의 압력에 대항하여 20cm 움직였을 때 한 일은 약 몇 KJ인가?

  1. 20.1
  2. 63.6
  3. 254
  4. 1350
(정답률: 40%)
  • 이 문제는 피스톤이 압력에 대항하여 움직일 때 한 일을 계산하는 문제입니다. 일은 압력, 피스톤의 단면적, 그리고 이동 거리를 곱하여 구할 수 있습니다.
    $$ 일 (Work) = 압력 (Pressure) × 단면적 (Area) × 이동 거리 (Distance) $$
    $$ W = P × A × d $$
    $$ W = P × (π r^2) × d $$
    주어진 값을 SI 단위로 변환합니다.
    $$ 직경 40cm = 0.4m 이므로, 반지름 r = 0.2m $$
    $$ 압력 800kPa = 800 × 10^3 Pa $$
    $$ 이동 거리 20cm = 0.2m $$
    $$ W = (800 × 10^3 \text{ Pa}) × (π × (0.2 \text{ m})^2) × (0.2 \text{ m}) $$
    $$ W = 20106.19 \text{ J} $$
    $$ W \approx 20.1 \text{ kJ} $$
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39. 일정정압비열(Cp=1.0KJ/kgㆍK)을 가정하고, 공기 100kg을 400℃에서 120℃로 냉각할 때 엔탈피 변화는?

  1. -24000KJ
  2. -26000KJ
  3. -28000KJ
  4. -30000KJ
(정답률: 70%)
  • 이 문제는 정압 과정에서 물질의 엔탈피 변화를 계산하는 문제입니다.
    엔탈피 변화는 질량, 정압비열, 그리고 온도 변화의 곱으로 계산됩니다.
    $$ Δ H = m · C_p · (T_2 - T_1) $$
    $$ Δ H = 100 \text{ kg} · 1.0 \text{ KJ/kg} · \text{K} · (120 \text{ ℃} - 400 \text{ ℃}) $$
    $$ Δ H = -28000 \text{ KJ} $$
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40. 냉동(refrigeration) 사이클에 대한 성능계수(COP)는 다음 중 어느 것을 해 준 일(work input)로 나누어 준 것인가?

  1. 저온측에서 방출된 열량
  2. 저온측에서 흡수한 열량
  3. 고온측에서 방출된 열량
  4. 고온측에서 흡수한 열량
(정답률: 55%)
  • 냉동 사이클의 성능계수(COP)는 저온 저장고에서 흡수한 열량을 압축기에 공급된 일로 나눈 값입니다.
    오답 노트:
    - 저온측에서 방출된 열량: 냉동 사이클은 저온측에서 열을 흡수하는 것이 목적이므로 오답.
    - 고온측에서 방출된 열량: 고온측에서 방출된 열량은 냉동 사이클의 목적이 아니며, 열펌프의 COP 계산에 사용될 수 있으므로 오답.
    - 고온측에서 흡수한 열량: 냉동 사이클은 고온측에서 열을 흡수하지 않으므로 오답.
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3과목: 계측방법

41. 진공에 대한 폐관식 압력계로서 측정하려고 하는 기체를 압축하여 수은주로 읽게 하여 그 체적변화로부터 원래의 압력을 측정하는 형식의 진공계는?

  1. 눗슨(Knudsen)
  2. 피라니(Pirani)
  3. 맥로우드(Mcleod)
  4. 벨로우즈(Bellows)
(정답률: 63%)
  • 맥로우드(Mcleod) 진공계는 측정하려는 기체를 일정 부피로 압축하여 수은주의 높이 변화를 통해 압력을 측정하는 방식으로, 보일의 법칙을 이용합니다.
    오답 노트:
    - 눗슨(Knudsen): 분자 운동에 의한 힘을 측정하는 복사형 진공계이므로 오답.
    - 피라니(Pirani): 기체의 열전도율 변화를 이용하는 열전도형 진공계이므로 오답.
    - 벨로우즈(Bellows): 벨로우즈의 기계적 변형을 이용하는 기계식 진공계이므로 오답.
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42. 아래 열교환기에 대한 제어내용은 다음 중 어느 제어방법에 해당하는가?

  1. 추종제어
  2. 프로그램제어
  3. 정치제어
  4. 캐스케이드제어
(정답률: 76%)
  • 주 제어기(온도조절기)의 출력이 보조 제어기(유량조절기)의 설정값을 조절하여 제어하는 방식은 캐스케이드 제어입니다.
    오답 노트:
    - 추종제어: 목표값이 시간에 따라 변하는 것을 따라가도록 제어하는 방식으로, 문제의 설명과는 다릅니다.
    - 프로그램제어: 미리 정해진 시간 계획이나 순서에 따라 제어량을 변화시키는 방식으로, 문제의 설명과는 다릅니다.
    - 정치제어: 목표값을 일정하게 유지하도록 제어하는 방식으로, 문제의 설명은 두 개의 제어 루프가 계층적으로 연결된 형태를 나타냅니다.
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43. 저항식 습도계의 특징으로 틀린 것은?

  1. 저온도의 측정이 가능하다.
  2. 응답이 늦고 정도가 좋지 않다.
  3. 연속기록, 원격측정, 자동제어에 이용된다.
  4. 교류전압에 의하여 저항치를 측정하여 상대습도를 표시한다.
(정답률: 75%)
  • 저항식 습도계는 일반적으로 응답 속도가 빠르고 측정 정도가 양호한 편입니다.
    오답 노트:
    * 저온도의 측정이 가능하다: 저항식 습도계는 저온에서도 측정이 가능합니다.
    * 연속기록, 원격측정, 자동제어에 이용된다: 전기적 신호 출력이 가능하여 연속기록, 원격측정, 자동제어에 활용됩니다.
    * 교류전압에 의하여 저항치를 측정하여 상대습도를 표시한다: 센서의 분극 현상을 방지하고 안정적인 측정을 위해 교류전압을 사용하여 저항치를 측정합니다.
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44. 화염검출방식으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 화염의 열을 이용
  2. 화염의 빛을 이용
  3. 화염의 전기전도성을 이용
  4. 화염의 색을 이용
(정답률: 72%)
  • 화염의 색은 연료의 종류나 연소 조건에 따라 다양하게 변하므로, 이를 직접적인 검출 방식으로 활용하기에는 신뢰성이 낮습니다.
    오답 노트
    * 화염의 열을 이용: 화염은 열을 발생시키므로 열 감지기는 유효한 검출 방식입니다.
    * 화염의 빛을 이용: 화염은 자외선, 가시광선, 적외선 등의 빛을 방출하므로 광학식 감지기는 유효한 검출 방식입니다.
    * 화염의 전기전도성을 이용: 화염 속의 이온화된 가스는 전기 전도성을 가지므로 이온화식 감지기는 유효한 검출 방식입니다.
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45. 입구의 지름이 40cm, 벤츄리목의 지름이 20cm인 벤츄리미터기로 공기의 유량을 측정하여 물-공기시차액주계가 300mmH2O를 나타냈다. 이 때 유량은? (단, 물의 미리도는 1000kg/m3, 공기의 밀도는 1.5kg/m3, 유량계수는 1이다.)

  1. 4m3/sec
  2. 3m3/sec
  3. 2m3/sec
  4. 1m3/sec
(정답률: 37%)
  • 이 문제는 벤츄리미터의 유량 측정 원리를 이용하여 공기의 유량을 계산하는 문제입니다. 베르누이 방정식과 연속 방정식에 기반한 벤츄리미터 유량 공식을 사용합니다.
    벤츄리미터의 유량(Q)은 유량계수(C_d), 벤츄리목의 단면적(A_2), 압력차(ΔP), 유체의 밀도(ρ_f), 그리고 입구와 벤츄리목의 단면적 비율에 의해 결정됩니다.
    $$ Q = C_d A_2 \sqrt{\frac{2 Δ P}{\rho_f (1 - (A_2/A_1)^2)}} $$
    여기서,
    $$ A_1 = \frac{π D_1^2}{4} (입구 단면적) $$
    A_2 = \frac{π D_2^2}{4} (벤츄리목 단면적)
    $$ D_1 = 입구 지름 $$
    D_2 = 벤츄리목 지름
    $$ Δ P = 압력차 = \rho_{물} g h $$
    $$ \rho_f = 유체의 밀도 (공기 밀도) $$
    C_d = 유량계수
    주어진 값:
    $$ D_1 = 40cm = 0.4m $$
    $$ D_2 = 20cm = 0.2m $$
    $$ h = 300mmH_2O = 0.3mH_2O $$
    $$ \rho_{물} = 1000 kg/m^3 $$
    $$ \rho_{공기} = 1.5 kg/m^3 $$
    $$ C_d = 1 $$
    $$ g = 9.81 m/s^2 (중력 가속도) $$
    $$ A_1 = \frac{π (0.4m)^2}{4} = 0.04π m^2 $$
    $$ A_2 = \frac{π (0.2m)^2}{4} = 0.01π m^2 $$
    $$ A_2/A_1 = \frac{0.01π}{0.04π} = \frac{1}{4} $$
    $$ (A_2/A_1)^2 = (\frac{1}{4})^2 = \frac{1}{16} $$
    $$ Δ P = \rho_{물} g h = 1000 kg/m^3 × 9.81 m/s^2 × 0.3 m = 2943 Pa $$
    $$ Q = 1 × (0.01π) \sqrt{\frac{2 × 2943}{1.5 × (1 - 1/16)}} $$
    $$ Q = 0.01π \sqrt{\frac{5886}{1.5 × (15/16)}} $$
    $$ Q = 0.01π \sqrt{\frac{5886}{1.40625}} $$
    $$ Q = 0.01π \sqrt{4185.6} $$
    $$ Q \approx 2.03 m^3/sec $$
    가장 가까운 보기는 2m³/sec 입니다.
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46. 다음 중 접촉식 온도계가 아닌 것은?

  1. 방사온도계
  2. 제겔곤
  3. 수은온도계
  4. 백금저항온도계
(정답률: 81%)
  • 방사온도계는 물체에서 방출되는 열복사 에너지를 측정하여 온도를 파악하는 비접촉식 온도계입니다.
    오답 노트
    - 제겔곤: 고온에서 변형되는 정도를 통해 온도를 측정하는 접촉식 온도계이므로 오답.
    - 수은온도계: 수은의 열팽창을 이용하여 온도를 측정하는 접촉식 온도계이므로 오답.
    - 백금저항온도계: 백금의 전기 저항 변화를 이용하여 온도를 측정하는 접촉식 온도계이므로 오답.
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47. 100mL 시료가스를 CO2, O2, CO순으로 흡수 시켰더니 남은 부피가 각각 50mL, 30mL, 20mL 이었으며 최종 질소가스가 남았다. 이 때 가스 조성으로 옳은 것은?

  1. CO2 50%
  2. O2 30%
  3. CO 20%
  4. N2 10%
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 시료 가스에서 각 성분 가스를 순차적으로 흡수시킨 후 남은 부피를 이용하여 각 성분 가스의 조성비를 계산하는 문제입니다.
    $$ 각 성분 가스의 부피 = (흡수 전 부피) - (흡수 후 부피) $$
    $$ 각 성분 가스의 조성 (%) = (각 성분 가스의 부피 / 전체 시료 가스의 부피) × 100 $$
    $$ V_{component} = V_{before\_absorption} - V_{after\_absorption} $$
    $$ \%_{component} = \frac{V_{component}}{V_{total\_sample}} × 100 $$
    CO₂ 가스의 부피는 전체 시료 가스 100mL에서 CO₂ 흡수 후 남은 부피 50mL를 빼서 구합니다.
    $$ V_{CO_2} = 100\text{mL} - 50\text{mL} = 50\text{mL} $$
    $$ \%_{CO_2} = \frac{50\text{mL}}{100\text{mL}} × 100 $$
    $$ \%_{CO_2} = 50\% $$
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48. 다음 블록선도에서 출력을 바르게 나타낸 것은?

  1. B(s)=G(s)A(s)
(정답률: 74%)
  • 정답은 "" 입니다.

    이유는 블록선도에서 입력 s가 A(s)로 들어가고, A(s)는 G(s)로 들어가고, G(s)는 B(s)로 나오기 때문입니다. 따라서 출력 B(s)는 G(s)A(s)의 곱으로 나타낼 수 있습니다.

    ""와 ""는 입력과 출력의 순서가 바뀌어 있기 때문에 올바르지 않습니다.
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49. 수면계의 안전관리 사항으로 옳은 것은?

  1. 수면계의 최상부와 안전저수위가 일치하도록 장착한다.
  2. 수면계의 점검은 2일에 1회 정도 실시한다.
  3. 수면계가 파손되면 물 밸브를 신속히 닫는다.
  4. 보일러는 가동완료 후 이상 유무를 점검한다.
(정답률: 69%)
  • 수면계가 파손되면 물 밸브를 신속히 닫는 것은 증기 및 온수 누출을 막고 안전사고를 예방하기 위한 필수적인 조치입니다.
    오답 노트:
    * 수면계의 최상부와 안전저수위가 일치하도록 장착한다: 수면계는 안전저수위보다 낮게, 최고사용수위보다 높게 설치하여 정상적인 수위 범위를 모두 확인할 수 있어야 하므로 오답.
    * 수면계의 점검은 2일에 1회 정도 실시한다: 수면계는 보일러의 안전운전에 매우 중요하므로 1일에 1회 이상 점검해야 하므로 오답.
    * 보일러는 가동완료 후 이상 유무를 점검한다: 수면계는 가동 전과 가동 중에도 주기적으로 점검해야 하며, 이 보기는 수면계의 안전관리 사항으로 적절하지 않으므로 오답.
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50. 액체 온도계 중 수은온도계 비하여 알코올 온도계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 저온측정용으로 적합하다.
  2. 표면장력이 작다.
  3. 열팽창계수가 작다.
  4. 액주상승 후 하강시간이 길다.
(정답률: 56%)
  • 알코올은 수은보다 열팽창계수가 커서 온도 변화에 따른 액주 변화가 더 민감하게 나타납니다. 따라서 '열팽창계수가 작다'는 설명은 틀렸습니다.
    오답 노트
    * 저온측정용으로 적합하다: 알코올은 어는점이 낮아 저온 측정에 유리하므로 맞는 설명.
    * 표면장력이 작다: 알코올은 수은보다 표면장력이 작아 유리벽에 잘 젖으므로 맞는 설명.
    * 액주상승 후 하강시간이 길다: 알코올은 수은보다 열전도율이 낮아 온도 변화에 대한 반응 속도가 느리므로 맞는 설명.
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51. 흡습염(염화리듐)을 이용하여 습도 측정을 위해 대기 중의 습도를 흡수하면 흡습체 표면에 포화용액 층을 형성하게 되는데, 이 포화용액과 대기와의 증기평형을 이루는 온도를 측정하는 방법은?

  1. 이슬점법
  2. 흡습법
  3. 건구습도계법
  4. 습구습도계법
(정답률: 75%)
  • 흡습염(염화리듐) 포화용액의 증기압이 대기 중 수증기압과 평형을 이루는 온도를 측정하여 이슬점을 구하는 방법이다.
    오답 노트
    - 흡습법: 습도를 흡수하는 일반적인 원리를 지칭하며, 특정 온도 측정 방법을 의미하지 않아 오답.
    - 건구습도계법: 단순히 대기 온도를 측정하는 방법으로, 습도 측정 원리와 직접적인 관련이 없어 오답.
    - 습구습도계법: 물에 젖은 천을 이용한 증발 냉각 원리로 습도를 측정하는 방법이므로 오답.
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52. 비접촉식 온도계 중 색온도계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 방사율의 영향이 작다.
  2. 휴대와 취급이 간편하다.
  3. 고온측정이 가능하며 기록조절용으로 사용된다.
  4. 주변 빛의 반사에 영향을 받지 않는다.
(정답률: 69%)
  • 색온도계는 측정 대상 물체에서 방출되는 복사 에너지를 감지하여 온도를 측정하므로, 주변의 강한 빛이 측정 대상 표면에 반사되면 측정값에 오차가 발생할 수 있습니다.
    오답 노트
    * 방사율의 영향이 작다: 색온도계는 두 파장의 복사 에너지 비율을 측정하여 단일 파장 복사 온도계보다 방사율 변화에 덜 민감합니다.
    * 휴대와 취급이 간편하다: 비접촉식 온도계의 장점으로, 특히 고온의 물체나 움직이는 물체의 온도를 측정할 때 편리합니다.
    * 고온측정이 가능하며 기록조절용으로 사용된다: 색온도계는 접촉식 온도계로 측정하기 어려운 고온 영역의 온도를 측정하는 데 주로 사용되며, 산업 공정에서 온도 제어 및 기록 시스템에 통합될 수 있습니다.
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53. 오르자트(Orsat) 분석기에서 CO2의 흡수액은?

  1. 산성 염화 제1구리 용액
  2. 알칼리성 염화 제1구리 용액
  3. 염화암모늄 용액
  4. 수산화칼륨 용액
(정답률: 69%)
  • 이산화탄소(CO₂)는 산성 가스이므로 강염기인 수산화칼륨(KOH) 용액과 반응하여 흡수됩니다.
    오답 노트
    * 산성 염화 제1구리 용액: 일산화탄소(CO) 흡수액입니다.
    * 알칼리성 염화 제1구리 용액: 일산화탄소(CO) 흡수액입니다.
    * 염화암모늄 용액: 오르자트 분석기에서 CO₂ 흡수액으로 사용되지 않습니다.
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54. 다음 중 구조상 먼지 등을 함유한 액체나 점도가 높은 액체에 적합하여 주로 연소가스의 통풍계로 사용되는 압력계는?

  1. 다이어프램식
  2. 밸로우즈식
  3. 링밸런즈식
  4. 분동식
(정답률: 67%)
  • 다이어프램식 압력계는 다이어프램을 통해 먼지나 점도가 높은 액체에 직접 접촉하지 않고 압력을 측정할 수 있어 연소가스 통풍계에 적합합니다.
    오답 노트
    - 밸로우즈식: 주로 저압 측정에 사용되며, 먼지나 고점도 액체에 대한 내성이 다이어프램식보다 떨어져 오답.
    - 링밸런스식: 주로 미압 또는 차압 측정에 사용되며, 먼지나 고점도 액체 환경에는 적합하지 않아 오답.
    - 분동식: 정밀한 압력 교정 및 표준 압력계로 사용되며, 현장 측정, 특히 먼지나 고점도 액체 환경에는 부적합하여 오답.
  • 다이어프램식 압력계는 유체가 직접 측정부에 닿지 않고 다이어프램을 통해 압력을 전달하므로, 먼지나 점도가 높은 유체 및 부식성 유체 측정에 적합합니다.
    오답 노트:
    - 밸로우즈식: 먼지나 점도가 높은 액체에는 다이어프램식보다 부적합합니다.
    - 링밸런스식: 주로 차압 측정에 사용되며, 먼지나 점도가 높은 액체에 직접 사용하기에는 부적합합니다.
    - 분동식: 주로 압력계 교정용 표준기로 사용되며, 먼지나 점도가 높은 액체 측정에는 부적합합니다.
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55. 열전대 온도계로 사용되는 금속이 구비하여야 할 조건이 아닌 것은?

  1. 이력현상이 커야 한다.
  2. 열기전력이 커야 한다.
  3. 열적으로 안정해야 한다.
  4. 재생도가 높고, 가공성이 좋아야 한다.
(정답률: 74%)
  • 열전대 온도계에 사용되는 금속은 정확하고 안정적인 온도 측정을 위해 열기전력이 크고, 열적으로 안정하며, 이력현상이 작아야 합니다.
    오답 노트
    * 이력현상이 커야 한다.: 열전대 금속은 측정의 정확성과 재현성을 위해 이력현상이 작아야 하므로 오답.
    * 열기전력이 커야 한다.: 온도 변화에 대한 감도를 높여 정밀한 측정을 가능하게 하므로 정답이 아님.
    * 열적으로 안정해야 한다.: 고온에서도 특성 변화 없이 안정적인 측정을 유지해야 하므로 정답이 아님.
    * 재생도가 높고, 가공성이 좋아야 한다.: 균일한 품질의 제품 생산과 사용 편의성을 위해 필요한 조건이므로 정답이 아님.
  • 열전대 온도계는 온도 변화에 따른 열기전력 변화를 이용하여 온도를 측정하므로, 측정의 정확성과 재현성을 위해 이력현상이 작아야 합니다.
    오답 노트
    * 열기전력이 커야 한다: 열기전력이 커야 측정 감도가 높아진다.
    * 열적으로 안정해야 한다: 열적으로 안정해야 측정값이 일정하게 유지된다.
    * 재생도가 높고, 가공성이 좋아야 한다: 재생도가 높아야 균일한 제품 생산이 가능하고, 가공성이 좋아야 제작이 용이하다.
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56. 보일러 냉각기의 진공도가 700mmHg일 때 절대압은 몇 kg/cm2ㆍa인가?

  1. 0.02kg/cm2ㆍa
  2. 0.04kg/cm2ㆍa
  3. 0.06kg/cm2ㆍa
  4. 0.08kg/cm2ㆍa
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 대기압과 진공도 관계를 이용하여 절대압을 구하고 단위를 변환하는 문제입니다.
    $$ P_{절대압} = P_{대기압} - P_{진공도} $$
    (여기서 P_{대기압}은 표준 대기압 760 mmHg이며, 1.0332 kg/cm²·a와 같습니다.)
    먼저 절대압을 mmHg 단위로 계산합니다.
    $$ P_{절대압} = 760 \text{ mmHg} - 700 \text{ mmHg} = 60 \text{ mmHg} $$
    이제 이 값을 kg/cm²·a 단위로 변환합니다.
    $$ P_{절대압} = 60 \text{ mmHg} × \frac{1.0332 \text{ kg/cm}^2 · \text{a}}{760 \text{ mmHg}} $$
    $$ P_{절대압} \approx 0.081568 \text{ kg/cm}^2 · \text{a} \approx 0.08 \text{ kg/cm}^2 · \text{a} $$
  • 이 문제는 절대압을 구하는 문제로, 대기압에서 진공압을 빼는 원리를 적용합니다.
    $$ 절대압 = 대기압 - 진공압 $$
    $$ P_{abs} = P_{atm} - P_{vac} $$
    $$ P_{abs} = 1.0332 \text{ kg/cm}^2 - \left( 700 \text{ mmHg} × \frac{1.0332 \text{ kg/cm}^2}{760 \text{ mmHg}} \right) $$
    $$ P_{abs} = 0.081568... \text{ kg/cm}^2 · \text{a} \approx 0.08 \text{ kg/cm}^2 · \text{a} $$
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57. 유체의 흐름 중에 전열선을 넣고 유체의 온도를 높이는데 필요한 에너지를 측정하여 유체의 질량유량을 알 수 있는 것은?

  1. 토마스식 유량계
  2. 정전압식 유량계
  3. 정온도식 유량계
  4. 마그네틱식 유량계
(정답률: 68%)
  • 토마스식 유량계는 유체에 열을 가하여 온도를 높이는 데 필요한 열에너지를 측정함으로써 유체의 질량유량을 계산합니다.
    오답 노트
    - 정전압식 유량계: 가열부의 전압을 일정하게 유지하며 유량에 따른 전류 변화를 측정하는 방식이므로 오답입니다.
    - 정온도식 유량계: 가열부의 온도를 일정하게 유지하며 유량에 따른 전력 변화를 측정하는 방식이므로 오답입니다.
    - 마그네틱식 유량계: 전도성 유체에 자기장을 가하여 유도 전압을 측정하는 방식으로, 열에너지 측정과는 무관하므로 오답입니다.
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58. 최고 약 1600℃정도 까지 측정할 수 있는 열전대는?

  1. 동-콘스탄탄
  2. 크로멜-알루멜
  3. 백금-백금, 로듐
  4. 철-콘스탄탄
(정답률: 80%)
  • 백금-백금, 로듐 열전대는 고온 측정에 적합하며, 특히 B 타입은 약 1800℃까지 측정 가능하여 1600℃ 범위에 해당합니다.
    오답 노트
    - 동-콘스탄탄: 저온 측정용으로 최고 약 400℃ 정도까지 측정 가능하므로 오답.
    - 크로멜-알루멜: 최고 약 1200~1300℃ 정도까지 측정 가능하므로 오답.
    - 철-콘스탄탄: 중온 측정용으로 최고 약 750℃ 정도까지 측정 가능하므로 오답.
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59. 비접촉식 온도측정 방법 중 가장 정확한 측정을 할 수 있으나 기록, 경보, 자동제어가 불가능한 온도계는?

  1. 압력식온도계
  2. 방사온도계
  3. 열전온도계
  4. 광고온계
(정답률: 76%)
  • 광고온계는 고온 측정에 가장 정확한 비접촉식 온도계이나, 사람의 눈으로 밝기를 비교하여 측정하므로 기록, 경보, 자동제어가 불가능합니다.
    오답 노트
    - 압력식온도계: 접촉식 온도계이며, 기록 및 제어가 가능합니다.
    - 방사온도계: 비접촉식 온도계이나, 광고온계보다 정확도가 떨어지며 기록, 경보, 자동제어가 가능합니다.
    - 열전온도계: 접촉식 온도계이며, 기록 및 제어가 가능합니다.
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60. 노내압을 제어하는 데 필요하지 않는 조작은?

  1. 공기량 조작
  2. 연료량 조작
  3. 급수량 조작
  4. 댐퍼의 조작
(정답률: 68%)
  • 급수량 조작은 보일러의 수위 및 증기 발생량을 조절하는 것으로, 연소실 내부의 노내압과는 직접적인 관련이 없습니다.
    오답 노트
    * 공기량 조작: 연소에 필요한 공기량을 조절하여 노내압에 영향을 주므로 필요합니다.
    * 연료량 조작: 연소량을 조절하여 발생 가스량과 노내압에 영향을 주므로 필요합니다.
    * 댐퍼의 조작: 연소용 공기 및 배기가스 흐름을 조절하여 노내압을 제어하므로 필요합니다.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 에너지이용 합리화법에 따른 효율관리기자재의 종류로 가장 거리가 먼 것은? (단, 산업통상자원부장관이 그 효율의 향상이 특히 필요하다고 인정하여 고시하는 기자재 및 설비는 제외한다.)

  1. 전기냉방기
  2. 전기세탁기
  3. 조명기기
  4. 전자레인지
(정답률: 71%)
  • 전자레인지는 에너지이용 합리화법에 따른 효율관리기자재의 종류에 포함되지 않습니다.
    오답 노트
    * 전기냉방기: 효율관리기자재에 해당합니다.
    * 전기세탁기: 효율관리기자재에 해당합니다.
    * 조명기기: 효율관리기자재에 해당합니다.
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62. 요의 구조 및 형상에 의한 분류가 아닌 것은?

  1. 터널요
  2. 셔틀요
  3. 횡요
  4. 승염식요
(정답률: 71%)
  • 승염식요는 요의 구조 및 형상이 아닌, 연소 방식 또는 화염의 흐름 방향에 따른 분류이다.
    오답 노트:
    - 터널요: 요의 구조 및 형상에 따른 분류이므로 오답.
    - 셔틀요: 요의 구조 및 형상에 따른 분류이므로 오답.
    - 횡요: 요의 구조 및 형상에 따른 분류이므로 오답.
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63. 에너지이용 합리화법에 따라 인정검사대상기기 조정자의 교육을 이수한 사람의 조종범위는 증기보일러로서 최고사용 압력이 1MPa이하이고 전열면적이 얼마 이하일 때 가능한가?

  1. 1m2
  2. 2m2
  3. 5m2
  4. 10m2
(정답률: 70%)
  • 에너지이용 합리화법 시행규칙에 따라 인정검사대상기기 조정자의 증기보일러 조종범위는 최고사용압력 1MPa 이하, 전열면적 10m2 이하입니다.
    오답 노트
    * 1m2: 법규에서 정한 전열면적 기준에 미달하므로 오답.
    * 2m2: 법규에서 정한 전열면적 기준에 미달하므로 오답.
    * 5m2: 법규에서 정한 전열면적 기준에 미달하므로 오답.
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64. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지다소비 사업자가 그 에너지사용시설이 있는 지역을 관할하는 시ㆍ도지사에게 신고하여야 할 사항에 해당되지 않는 것은?

  1. 전년도의 분기별 에너지사용량, 제품생산량
  2. 에너지 사용기자재의 현황
  3. 사용 에너지원의 종류 및 사용처
  4. 해당 연도의 분기별 에너지사용예정량, 제품 생산 예정량
(정답률: 61%)
  • 에너지이용 합리화법 시행규칙 제29조에 따른 에너지다소비사업자의 신고 사항에는 에너지원의 종류 및 사용처가 직접적으로 명시되어 있지 않습니다.
    오답 노트
    * 전년도의 분기별 에너지사용량, 제품생산량: 시행규칙 제29조 제1호에 따라 전년도 실적 보고 사항이므로 오답.
    * 에너지 사용기자재의 현황: 시행규칙 제29조 제3호에 따라 에너지사용기자재 현황은 신고 사항이므로 오답.
    * 해당 연도의 분기별 에너지사용예정량, 제품 생산 예정량: 시행규칙 제29조 제2호에 따라 해당 연도 예정량 보고 사항이므로 오답.
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65. 다음 중 구리합금 용해용 도가니로에 사용될 도가니의 재료로 가장 적합한 것은?

  1. 흑연질
  2. 점토질
  3. 구리
  4. 크롬질
(정답률: 57%)
  • 흑연질 도가니는 열전도율이 높고 내열성이 우수하며 용융 금속과의 반응성이 낮아 구리합금 용해에 가장 적합합니다.
    오답 노트
    * 점토질: 열충격에 약하고 구리합금과 반응성이 있어 오답.
    * 구리: 용융점이 낮아 도가니 재료로 부적합하므로 오답.
    * 크롬질: 열전도율이 낮고 가격이 비싸 구리합금 용해용으로 부적합하므로 오답.
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66. 에너지절약전문기업의 등록이 취소된 에너지 절약전문기업은 원칙적으로 등록 취소일로부터 최소 얼마의 기간이 지나면 다시 등록을 할 수 있는가?

  1. 1년
  2. 2년
  3. 3년
  4. 5년
(정답률: 75%)
  • 에너지이용 합리화법 시행령에 따라 등록이 취소된 에너지절약전문기업은 취소일로부터 2년이 지나야 다시 등록할 수 있다.
    오답 노트
    - 1년: 법령에서 정한 재등록 제한 기간이 아니므로 오답.
    - 3년: 법령에서 정한 재등록 제한 기간이 아니므로 오답.
    - 5년: 법령에서 정한 재등록 제한 기간이 아니므로 오답.
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67. 소성가마 내 열의 전열방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 복사
  2. 전도
  3. 전이
  4. 대류
(정답률: 78%)
  • 소성가마 내 열의 전열방법은 복사, 전도, 대류가 대표적이며, 전이는 열 전달의 한 형태를 지칭하는 일반적인 용어일 뿐 구체적인 전열 방법이 아니다.
    오답 노트:
    - 복사: 고온의 가마에서 열이 전자기파 형태로 직접 전달되는 주요 전열 방법이다.
    - 전도: 가마 벽이나 도자기 내부에서 열이 직접 접촉을 통해 전달되는 방법이다.
    - 대류: 가마 내부의 뜨거운 공기나 가스가 순환하며 열을 전달하는 방법이다.
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68. 에너지이용 합리와법에 따라 한국에너지공단이 하는 사업이 아닌 것은?

  1. 에너지이용 합리화 사업
  2. 재생에너지 개발사업의 촉진
  3. 에너지기술의 개발, 도입, 지도 및 보급
  4. 에너지 자원 확보 사업
(정답률: 61%)
  • 한국에너지공단은 에너지이용 합리화 및 신재생에너지 보급 촉진을 주된 업무로 하며, 에너지 자원 확보는 다른 기관의 소관입니다.
    오답 노트
    * 에너지이용 합리화 사업: 한국에너지공단의 설립 목적이자 핵심 업무입니다.
    * 재생에너지 개발사업의 촉진: 신재생에너지 보급 및 확산을 위한 주요 업무입니다.
    * 에너지기술의 개발, 도입, 지도 및 보급: 에너지 효율 향상 및 신재생에너지 확산을 위한 중요한 업무입니다.
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69. 다음 중 열전도율이 낮은 재료에서 높은 재료 순으로 바르게 표기된 것은?

  1. 물-유리-콘크리트-석고보드-스티로폼-공기
  2. 공기-스티로폼-석고보트-물-유리-콘크리트
  3. 스티로폼-유리-공기-석고보드-콘크리트-물
  4. 유리-스티로폼-물-콘크리트-석고보드-공기
(정답률: 71%)
  • 열전도율은 물질의 종류와 상태에 따라 달라지며, 일반적으로 기체, 액체, 고체 순으로 높아집니다. 공기와 스티로폼은 내부에 공기를 많이 포함하여 열의 이동을 방해하므로 열전도율이 매우 낮고, 물은 액체이며 유리는 고체, 콘크리트는 밀도가 높은 고체로 갈수록 열전도율이 높아집니다.
    오답 노트:
    * 물-유리-콘크리트-석고보드-스티로폼-공기: 공기가 가장 열전도율이 낮으므로 순서가 틀렸습니다.
    * 스티로폼-유리-공기-석고보드-콘크리트-물: 공기가 유리보다 열전도율이 훨씬 낮으므로 순서가 틀렸습니다.
    * 유리-스티로폼-물-콘크리트-석고보드-공기: 유리가 스티로폼보다 열전도율이 높고, 공기가 가장 낮으므로 순서가 틀렸습니다.
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70. 도염식 가마(down draft kiln)에서 불꽃의 진행방향으로 옳은 것은?

  1. 불꽃이 올라가서 가마천장에 부딪쳐 가마바닥의 흡입구멍으로 빠진다.
  2. 불꽃이 처음부터 가마바닥과 나란하게 흘러 굴뚝으로 나간다.
  3. 불꽃이 연소실에서 위로 올라가 천장에 닿아서 수평으로 흐른다.
  4. 불꽃의 방향이 일정하지 않으나 대개 가마 밑에서 위로 흘러나간다.
(정답률: 77%)
  • 도염식 가마는 불꽃이 위로 올라가 천장에 부딪힌 후 아래로 내려와 가마 바닥의 흡입구멍으로 빠져나가는 하향 연소 방식입니다.
    오답 노트
    * 불꽃이 처음부터 가마바닥과 나란하게 흘러 굴뚝으로 나간다.: 평염식 가마의 특징이므로 오답.
    * 불꽃이 연소실에서 위로 올라가 천장에 닿아서 수평으로 흐른다.: 수평으로 흐른 후 아래로 내려와 배기되므로 오답.
    * 불꽃의 방향이 일정하지 않으나 대개 가마 밑에서 위로 흘러나간다.: 불꽃이 위로 올라갔다가 아래로 내려오는 일정한 흐름을 가지므로 오답.
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71. 슬래그(slag)가 잘 생성되기 위한 조건으로 틀린 것은?

  1. 유가금속의 비중이 낮을 것
  2. 유가금속의 용해도가 클 것
  3. 유가금속의 용융점이 낮을 것
  4. 점성이 낮고 유동성이 좋을 것
(정답률: 49%)
  • 슬래그는 유가금속과 분리되어 불순물을 제거하는 역할을 하므로, 유가금속이 슬래그에 많이 용해되면 유가금속 손실이 커져 바람직하지 않다.
    오답 노트:
    * 유가금속의 비중이 낮을 것: 유가금속과 슬래그의 비중 차이가 커야 분리가 용이하며, 유가금속이 슬래그보다 비중이 낮아도 분리층을 형성할 수 있으므로, 슬래그 생성을 위한 절대적인 틀린 조건은 아니다.
    * 유가금속의 용융점이 낮을 것: 유가금속의 용융점은 슬래그의 생성 및 기능에 직접적인 영향을 주기보다는 전체 공정 온도 설정에 영향을 미치며, 낮은 용융점은 공정 효율에 유리할 수 있다.
    * 점성이 낮고 유동성이 좋을 것: 슬래그가 불순물을 효과적으로 흡수하고 금속과 잘 분리되며 용광로에서 쉽게 배출되기 위해 필수적인 조건이다.
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72. 내화물의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 내마모성이 클 것
  2. 화학적으로 침식되지 않을 것
  3. 온도의 급격한 변화에 의해 파손이 적을 것
  4. 상온 및 사용온도에서 압축강도가 적을 것
(정답률: 68%)
  • 내화물은 고온에서 하중을 견디고 구조적 안정성을 유지해야 하므로 상온 및 사용온도에서 압축강도가 커야 합니다.
    오답 노트
    * 내마모성이 클 것: 내화물은 고온 환경에서 마모에 견딜 수 있도록 내마모성이 커야 합니다.
    * 화학적으로 침식되지 않을 것: 내화물은 고온에서 발생하는 화학적 침식에 저항해야 합니다.
    * 온도의 급격한 변화에 의해 파손이 적을 것: 내화물은 열충격에 강하여 급격한 온도 변화에도 파손되지 않아야 합니다.
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73. 배관재료 중 온도범위 0~100℃ 사이에서 온도변화에 의한 팽창계수가 가장 큰 것은?

  1. 동
  2. 주철
  3. 알루미늄
  4. 스테인리스강
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 재료의 열팽창 계수에 대한 지식을 묻는 이론 문제입니다. 알루미늄은 제시된 배관 재료 중 열팽창 계수가 가장 크다.
    오답 노트
    * 동: 알루미늄보다 열팽창 계수가 작으므로 오답.
    * 주철: 알루미늄보다 열팽창 계수가 작으므로 오답.
    * 스테인리스강: 알루미늄보다 열팽창 계수가 작으므로 오답.
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74. 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기 검사 중 개조검사의 적용 대상이 아닌 것은?

  1. 온수보일러를 증기보일러로 개조하는 경우
  2. 보일러 섹션의 증감에 의하여 용량을 변경하는 경우
  3. 동체, 경판, 관판, 관모음 또는 스테이의 변경으로서 산업통상자원부장관이 정하여 고시하는 대수리의 경우
  4. 연료 또는 연소방법을 변경하는 경우
(정답률: 71%)
  • 온수보일러를 증기보일러로 개조하는 것은 검사대상기기의 종류를 변경하는 것으로, 이는 개조검사의 대상이 아니라 새로운 설치로 보아 설치검사의 대상이 된다.
    오답 노트:
    * 보일러 섹션의 증감에 의하여 용량을 변경하는 경우: 에너지이용 합리화법 시행규칙에서 명시한 개조검사 대상이다.
    * 동체, 경판, 관판, 관모음 또는 스테이의 변경으로서 산업통상자원부장관이 정하여 고시하는 대수리의 경우: 에너지이용 합리화법 시행규칙에서 명시한 개조검사 대상이다.
    * 연료 또는 연소방법을 변경하는 경우: 에너지이용 합리화법 시행규칙에서 명시한 개조검사 대상이다.
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75. 염기성 내화벽돌에서 공통적으로 일어날 수 있는 현상은?

  1. 스폴링(spalling)
  2. 슬래킹(slaking)
  3. 더스팅(dusting)
  4. 스웰링(swelling)
(정답률: 60%)
  • 염기성 내화벽돌은 주로 산화칼슘(CaO)과 같은 성분을 포함하며, 대기 중의 수분과 반응하여 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 형성하면서 부피 팽창과 함께 붕괴되는 현상이 슬래킹입니다.
    오답 노트
    * 스폴링: 급격한 온도 변화나 기계적 충격으로 인한 내화벽돌의 표면 박리 현상.
    * 더스팅: 특정 금속이나 합금이 산화되어 미세한 분말로 변하는 현상.
    * 스웰링: 내화벽돌의 부피가 팽창하는 현상.
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76. 용광로에 장입되는 물질 중 탈황 및 탈산을 위해 첨가하는 것은?

  1. 철광석
  2. 망간광석
  3. 코크스
  4. 석회석
(정답률: 72%)
  • 망간은 용강 중의 산소 및 황과 결합하여 탈산 및 탈황 작용을 돕습니다.
    오답 노트
    * 철광석: 철의 주원료입니다.
    * 코크스: 용광로의 연료 및 환원제입니다.
    * 석회석: 슬래그를 형성하여 불순물을 제거하는 용제입니다.
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77. 에너지이용 합리화법에 따라 시공업의 기술인력 및 검사대상기기 조종자에 대한 교육 과정과 그 기간으로 틀린 것은?

  1. 난방시공업 제1종기술자 과정 : 1일
  2. 난방시공업 제2종기술자 과정 : 1일
  3. 소형 보일러, 압력용기조종자 과정 : 1일
  4. 중, 대형 보일러 조종자 과정 : 2일
(정답률: 82%)
  • 에너지이용 합리화법 시행규칙 별표 10에 따르면 중·대형 보일러 조종자 과정의 교육 기간은 3일입니다.
    오답 노트:
    - 난방시공업 제1종기술자 과정 : 1일이므로 맞는 내용.
    - 난방시공업 제2종기술자 과정 : 1일이므로 맞는 내용.
    - 소형 보일러, 압력용기조종자 과정 : 1일이므로 맞는 내용.
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78. 보온면의 방산열량 1100KJ/m2, 나면의 방산열량 1600KJ/m2일 때 보온재의 보온 효율은?

  1. 25%
  2. 31%
  3. 45%
  4. 69%
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 보온 효율 공식을 적용하여 보온재의 효율을 구합니다.
    보온 효율 = (나면의 방산열량 - 보온면의 방산열량) / 나면의 방산열량 × 100%
    $$ \text{보온 효율} = \frac{Q_N - Q_B}{Q_N} × 100\% $$
    $$ \text{보온 효율} = \frac{1600 - 1100}{1600} × 100\% $$
    $$ \text{보온 효율} = 31.25\% \approx 31\% $$
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79. 에너지이용 합리화법에 따라 한국에너지공단 이사장 또는 검사기관의 장이 검사를 받는 자에게 그 검사의 종류에 따라 필요한 사항에 대한 조치를 하게 할 수 있는 사항이 아닌 것은?

  1. 검사수수료의 준비
  2. 기계적 시험의 준비
  3. 운전성능 측정의 준비
  4. 수압시험의 준비
(정답률: 81%)
  • 검사수수료는 검사 자체의 기술적 준비 사항이 아닌, 검사 서비스에 대한 대가이므로 검사기관이 검사를 받는 자에게 조치하게 할 수 있는 사항에 해당하지 않습니다.
    오답 노트:
    * 기계적 시험의 준비: 검사의 종류에 따라 필요한 기술적 준비 사항이므로 오답.
    * 운전성능 측정의 준비: 검사의 종류에 따라 필요한 기술적 준비 사항이므로 오답.
    * 수압시험의 준비: 검사의 종류에 따라 필요한 기술적 준비 사항이므로 오답.
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80. 실리카(silica) 전이특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 규석(quartz)은 상온에서 가장 안정된 광물이며, 상압에서 573℃이하 온도에서 안정된 형이다.
  2. 실리카(silica)의 결정형은 규석(quartz), 카올린(kaoline)의 4가지 주형으로 구성된다.
  3. 결정형이 바뀌는 것을 전이하고 하며 전이속도를 빠르게 작용토록 하는 성분을 광화제라 한다.
  4. 크리스토발라이트(cristpbalite)에서 용융실리카(fused silica)로 전이에 따른 부피변화 시 20%가 수축한다.
(정답률: 73%)
  • 실리카의 결정형 변화를 전이라 하며, 이 전이 속도를 촉진하는 물질을 광화제라고 한다.
    오답 노트:
    규석(quartz)은 상온에서 가장 안정된 광물이며, 상압에서 573℃이하 온도에서 안정된 형이다: 실리카의 안정성 범위를 설명하지만, 전이 자체의 특성이나 과정을 직접적으로 설명하지는 않는다.
    실리카(silica)의 결정형은 규석(quartz), 카올린(kaoline)의 4가지 주형으로 구성된다: 카올린은 실리카의 결정형이 아니며, 실리카의 주요 결정형은 규석, 트리디마이트, 크리스토발라이트 등이다.
    크리스토발라이트(cristpbalite)에서 용융실리카(fused silica)로 전이에 따른 부피변화 시 20%가 수축한다: 크리스토발라이트에서 용융실리카로의 전이는 용융이며, 부피 변화는 20% 수축이 아니다 (실제로는 약 2~3% 수축).
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5과목: 열설비설계

81. 다음 중 pH 조정제가 아닌 것은?

  1. 수산화나트륨
  2. 탄닌
  3. 암모니아
  4. 인산소다
(정답률: 62%)
  • 탄닌은 주로 수렴성, 착색, 항산화 등의 목적으로 사용되며, pH 조정제로 분류되지 않습니다.
    오답 노트:
    - 수산화나트륨: 강염기로 pH를 높이는 데 사용되는 대표적인 pH 조정제입니다.
    - 암모니아: 약염기로 pH를 높이는 데 사용되는 pH 조정제입니다.
    - 인산소다: 인산염류는 pH를 조절하거나 완충하는 데 사용되는 pH 조정제입니다.
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82. 흑체로부터의 복사 전열량은 절대온도(T)의 몇 제곱에 비례하는가?

  1. √2
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 81%)
  • 이 문제는 흑체 복사열 전달에 대한 스테판-볼츠만 법칙을 묻는 이론 문제입니다.
    흑체로부터의 복사 전열량은 스테판-볼츠만 법칙에 따라 절대온도의 4제곱에 비례합니다.
    오답 노트
    * √2: 흑체 복사 전열량은 절대온도의 √2제곱에 비례하지 않으므로 오답.
    * 2: 흑체 복사 전열량은 절대온도의 2제곱에 비례하지 않으므로 오답.
    * 3: 흑체 복사 전열량은 절대온도의 3제곱에 비례하지 않으므로 오답.
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83. 원통 보일러의 노통은 주로 어떤 열응력을 받는가?

  1. 압축 응력
  2. 인장 응력
  3. 굽힘 응력
  4. 전단 응력
(정답률: 67%)
  • 원통 보일러의 노통은 외부 압력에 의해 주로 압축 응력을 받습니다.
    오답 노트:
    - 인장 응력: 재료를 당기는 힘에 의해 발생하므로 오답.
    - 굽힘 응력: 굽힘 모멘트에 의해 발생하지만 주된 응력은 아니므로 오답.
    - 전단 응력: 재료의 단면에 평행하게 작용하는 힘에 의해 발생하므로 오답.
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84. 다음 중 보일러수를 pH 10.5~11.5의 약알칼리로 유지되는 주된 이유는?

  1. 첨가된 염산이 강재를 보호하기 때문에
  2. 보일러수 중에 적당량의 수산화나트륨을 포함시켜 보일러의 부식 및 스케일 부착을 방지하기 위하여
  3. 과잉 알카리성이 더 좋으나 약품이 많이 소요되므로 원가를 절약하기 위하여
  4. 표면에 딱딱한 스케일이 생성되어 부식을 방지하기 때문에
(정답률: 83%)
  • 보일러수를 약알칼리로 유지하는 것은 보일러 강재의 부식을 억제하고 스케일 생성을 방지하기 위함입니다.
    오답 노트:
    * 첨가된 염산이 강재를 보호하기 때문에: 염산은 강산으로 보일러 강재를 부식시키므로 오답.
    * 과잉 알카리성이 더 좋으나 약품이 많이 소요되므로 원가를 절약하기 위하여: 과잉 알칼리성은 가성취화를 유발하여 보일러에 해로우므로 오답.
    * 표면에 딱딱한 스케일이 생성되어 부식을 방지하기 때문에: 스케일은 열전달을 방해하고 부식을 유발하므로 오답.
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85. 다음 중 열교환기의 성능이 저하되는 요인은?

  1. 온도차의 증가
  2. 유체의 느린 유속
  3. 항류 방향의 유체 흐름
  4. 높은 열전율의 재료 사용
(정답률: 70%)
  • 열교환기 성능은 유체와 전열면 사이의 열전달 효율에 비례하며, 유속이 느려지면 열전달 계수가 감소하여 성능이 저하됩니다.
    오답 노트
    - 온도차의 증가: 온도차 증가는 열전달량을 증가시켜 열교환기 성능을 향상시킵니다.
    - 항류 방향의 유체 흐름: 항류는 대향류를 의미하며, 열교환 효율이 가장 높아 성능을 향상시킵니다.
    - 높은 열전율의 재료 사용: 높은 열전율의 재료는 열전달 저항을 줄여 열교환기 성능을 향상시킵니다.
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86. 열관류율에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 인위적인 장치를 설치하여 강제로 열이 이동되는 현상이다.
  2. 고온의 물체에서 방출되는 빛이나 열이 전자파의 형태로 저온의 물체에 도달되는 현상이다.
  3. 고체의 벽을 통하여 고온 유체에서 저온의 유체로 열이 이동되는 현상이다.
  4. 어떤 물질을 통하지 않는 열의 직접 이동을 말하며 정지된 공기층에 열 이동이 가장 적다.
(정답률: 70%)
  • 열관류율은 고체 벽을 사이에 둔 고온 유체와 저온 유체 사이의 총체적인 열 전달 성능을 나타내는 지표입니다.
    오답 노트
    * 인위적인 장치를 설치하여 강제로 열이 이동되는 현상이다: 이는 냉동기나 열펌프와 같이 외부 에너지를 사용하여 열을 강제로 이동시키는 현상으로, 열관류율의 정의와는 다릅니다.
    * 고온의 물체에서 방출되는 빛이나 열이 전자파의 형태로 저온의 물체에 도달되는 현상이다: 이는 열 전달 방식 중 복사(Radiation)에 대한 설명입니다.
    * 어떤 물질을 통하지 않는 열의 직접 이동을 말하며 정지된 공기층에 열 이동이 가장 적다: 어떤 물질을 통하지 않는 열의 직접 이동은 복사(Radiation)에 해당하며, 정지된 공기층에 열 이동이 적은 것은 대류 및 전도 저항이 크기 때문이지 열관류율의 정의가 아닙니다.
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87. 다음 그림의 3겹층으로 되어 있는 평면벽의 평균 열전도율은? (단, 열전도율은 λA=1.0kcal/mㆍhㆍ℃, λB=2.0kcal/mㆍhㆍ℃, λc=1.0kcal/mㆍhㆍ℃)

  1. 0.94cal/mㆍhㆍ℃
  2. 1.14cal/mㆍhㆍ℃
  3. 1.24cal/mㆍhㆍ℃
  4. 2.44cal/mㆍhㆍ℃
(정답률: 55%)
  • 이 문제는 직렬로 연결된 다층 평면벽의 평균 열전도율을 구하는 문제입니다. 각 층의 두께와 열전도율을 이용하여 전체 벽의 총 열저항을 계산한 후, 총 두께를 총 열저항으로 나누어 평균 열전도율을 구합니다.
    평균 열전도율 = (총 두께) / (각 층의 (두께 / 열전도율) 합)
    $$ \lambda_{avg} = \frac{L_A + L_B + L_C}{\frac{L_A}{\lambda_A} + \frac{L_B}{\lambda_B} + \frac{L_C}{\lambda_C}} $$
    주어진 값은 다음과 같습니다.
    $$ L_A = 3 cm = 0.03 m $$
    $$ L_B = 2 cm = 0.02 m $$
    $$ L_C = 3 cm = 0.03 m $$
    $$ λ_A = 1.0 kcal/m·h·℃ $$
    $$ λ_B = 2.0 kcal/m·h·℃ $$
    $$ λ_C = 1.0 kcal/m·h·℃ $$
    $$ \lambda_{avg} = \frac{0.03 + 0.02 + 0.03}{\frac{0.03}{1.0} + \frac{0.02}{2.0} + \frac{0.03}{1.0}} $$
    $$ \lambda_{avg} = \frac{0.08}{0.03 + 0.01 + 0.03} $$
    $$ \lambda_{avg} = \frac{0.08}{0.07} $$
    $$ \lambda_{avg} \approx 1.14 $$
    따라서 평균 열전도율은 약 1.14 cal/m·h·℃ 입니다.
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88. 피치가 200mm 이하이고, 골의 깊이가 38mm 이상인 것의 파형 노통의 종류로 가장 적절한 것은?

  1. 모리슨형
  2. 브라운형
  3. 폭스형
  4. 리즈포지형
(정답률: 67%)
  • 폭스형 노통은 피치가 200mm 이하이고 골의 깊이가 38mm 이상인 파형 노통의 한 종류입니다.
    오답 노트
    - 모리슨형: 피치가 200mm를 초과하므로 오답.
    - 브라운형: 피치가 200mm를 초과하므로 오답.
    - 리즈포지형: 피치가 200mm를 초과하므로 오답.
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89. 온수방생보일러에서 안전밸브를 설치해야 할 최소 운전 온도 기준은?

  1. 80℃ 초과
  2. 100℃ 초과
  3. 120℃ 초과
  4. 140℃ 초과
(정답률: 71%)
  • 온수방생보일러의 안전밸브 설치 기준은 특정 온도 이상에서 압력 상승으로 인한 위험을 방지하기 위해 법규로 정해져 있습니다.
    오답 노트:
    - 80℃ 초과: 일반적인 온수 사용 온도이므로 안전밸브 설치 기준으로는 너무 낮습니다.
    - 100℃ 초과: 물의 끓는점 이상이지만, 온수방생보일러의 안전밸브 설치 기준은 120℃ 초과로 규정되어 있습니다.
    - 140℃ 초과: 120℃ 초과 시 이미 안전밸브 설치 의무가 발생하므로 오답입니다.
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90. 물을 사용하는 설비에서 부식을 초래하는 인자로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 용존산소
  2. 용존 탄소가스
  3. pH
  4. 실리카(SiO2)
(정답률: 79%)
  • 실리카는 주로 스케일 형성의 원인이며, 직접적인 부식 유발 인자는 아니다.
    오답 노트
    * 용존산소: 금속의 산화 반응을 촉진하여 부식을 유발한다.
    * 용존 탄소가스: 물에 녹아 탄산을 형성하여 pH를 낮추고 부식을 촉진한다.
    * pH: 물의 산성도 또는 알칼리도를 나타내며, 부식 속도에 큰 영향을 미친다.
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91. 보일러 형식에 따른 분류 중 원통형보일러에 해당하지 않는 것은?

  1. 관류보일러
  2. 노통보일러
  3. 입형보일러
  4. 노통연관식보일러
(정답률: 74%)
  • 관류보일러는 물이 보일러 내부를 한 번만 통과하여 증기로 변환되는 수관식 보일러의 일종으로, 원통형 보일러의 특징인 큰 원통형 동체를 가지지 않습니다.
    오답 노트:
    - 노통보일러: 보일러 내부에 큰 원통형 노통이 있는 원통형 보일러입니다.
    - 입형보일러: 동체가 수직으로 세워진 형태의 원통형 보일러입니다.
    - 노통연관식보일러: 노통과 연관이 함께 있는 원통형 보일러입니다.
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92. 강판의 두께가 20mm이고, 리벳의 직경이 28.2mm이며, 피치 50.1mm의 1줄 겹치기 리벳조인트가 있다. 이 강판의 효율은?

  1. 34.7%
  2. 43.7%
  3. 53.7%
  4. 63.7%
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 리벳 조인트의 효율을 구하는 문제입니다. 리벳 조인트의 효율은 리벳 구멍으로 인해 감소된 강판의 유효 단면적을 고려하여 계산합니다.
    $$ 리벳 조인트 효율 = (피치 - 리벳 직경) / 피치 $$
    $$ η = \frac{p - d}{p} $$
    $$ η = \frac{50.1 - 28.2}{50.1} $$
    $$ η \approx 0.437 $$
    $$ η \approx 43.7\% $$
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93. 노통보일러 중 원통형의 노통이 2개인 보일러는?

  1. 라몬트보일러
  2. 바브콕보일러
  3. 다우삼보일러
  4. 랭커셔보일러
(정답률: 81%)
  • 랭커셔보일러는 원통형 노통이 2개인 노통보일러입니다.
    오답 노트
    * 라몬트보일러: 강제순환식 수관보일러입니다.
    * 바브콕보일러: 대표적인 수관보일러입니다.
    * 다우삼보일러: 고압용 수관보일러의 일종입니다.
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94. 다음 중 열전도율이 가장 낮은 것은?

  1. 니켈
  2. 탄소강
  3. 스케일
  4. 그을음
(정답률: 73%)
  • 그을음은 다공성 구조와 탄소 성분으로 인해 열전도율이 매우 낮아 우수한 단열재 역할을 합니다.
    오답 노트
    * 니켈: 금속으로 열전도율이 높아 오답.
    * 탄소강: 금속 합금으로 열전도율이 높아 오답.
    * 스케일: 금속보다는 낮지만 그을음보다는 열전도율이 높아 오답.
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95. 두께 4mm강의 평판에서 고온측 면의 온도가 100℃이고 저온측 면의 온도가 80℃이며 단위면적당 매분 30000KJ의 전열을 한다고 하면 이 강판의 열전도율은?

  1. 5W/mㆍK
  2. 100W/mㆍK
  3. 150W/mㆍK
  4. 200W/mㆍK
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 푸리에의 열전도 법칙을 적용하여 강판의 열전도율을 구합니다.
    열전도율 (k) = (단위면적당 전열량) × (두께) / (온도차)
    $$ k = \frac{q · L}{Δ T} $$
    주어진 값들을 SI 단위로 변환합니다.
    $$ 두께 (L) = 4mm = 0.004m $$
    $$ 온도차 (ΔT) = 100℃ - 80℃ = 20℃ = 20K $$
    단위면적당 매분 전열량 (q) = 30000 KJ/min
    $$ = (30000 × 1000 J) / (60 s) = 30,000,000 J / 60 s = 500,000 J/s = 500,000 W/m² $$
    $$ k = \frac{500000 \, \text{W/m}^2 · 0.004 \, \text{m}}{20 \, \text{K}} $$
    $$ k = 100 \, \text{W/m} · \text{K} $$
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96. 원통형 보일러의 내면이나 관벽 등 전열면에 스케일이 부착될 때 발생되는 현상이 아닌 것은?

  1. 열전달률이 매우 작아 열전달 방해
  2. 보일러의 파열 및 변형
  3. 물의 순환속도 저하
  4. 전열면의 과열에 의한 증발량 증가
(정답률: 70%)
  • 스케일 부착은 열전달을 방해하여 전열면을 과열시키지만, 이는 물로의 열전달 효율을 떨어뜨려 증발량을 감소시킵니다.
    오답 노트
    - 열전달률이 매우 작아 열전달 방해: 스케일은 열전도율이 낮아 열전달을 방해하는 주된 원인입니다.
    - 보일러의 파열 및 변형: 전열면의 과열은 보일러 재료의 강도를 약화시켜 파열이나 변형을 초래할 수 있습니다.
    - 물의 순환속도 저하: 스케일은 수관 내부의 유로를 좁게 만들어 물의 순환 저항을 증가시키고 순환 속도를 저하시킵니다.
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97. 외경 76mm, 내경 68mm, 유효길이 4800mm의 수관 96개로 된 수관식 보일러가 있다. 이 보일러의 시간당 증발량은? (단, 수관이외 부분의 전열면적은 무시하며, 전열면적 1m2당의 증발량은 26.9kg/h이다.)

  1. 2659kg/h
  2. 2759kg/h
  3. 2859kg/h
  4. 2959kg/h
(정답률: 33%)
  • 이 문제는 수관의 총 전열면적을 계산한 후, 단위 면적당 증발량을 곱하여 보일러의 시간당 증발량을 구합니다.
    총 전열면적 (A) = π × 외경 (D) × 유효길이 (L) × 수관 개수 (N)
    시간당 증발량 (E) = 총 전열면적 (A) × 단위 면적당 증발량 (E_unit)
    $$ E = (π × D × L × N) × E_{unit} $$
    $$ E = (π × 0.076 \text{ m} × 4.8 \text{ m} × 96 \text{ 개}) × 26.9 \text{ kg/h/m}^2 $$
    $$ E \approx 2959 \text{ kg/h} $$
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98. 열정산에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 원칙적으로 정격부하 이상에서 정상상태로 적어도 2시간 이상의 운전결과에 따른다.
  2. 열량량은 원칙적으로 사용 시 연료의 총발열량으로 한다.
  3. 최대 출열량을 시험할 경우에는 반드시 최대부하에서 시험을 한다.
  4. 증기의 견도는 98% 이상인 경우에 시험함을 원칙으로 한다.
(정답률: 73%)
  • 열정산 시험은 다양한 부하 조건에서 효율을 평가하기 위해 수행되며, 최대 출열량 시험이 반드시 최대 부하에서만 이루어지는 것은 아닙니다.
    오답 노트
    - 원칙적으로 정격부하 이상에서 정상상태로 적어도 2시간 이상의 운전결과에 따른다: 열정산 시험은 안정적인 데이터 확보를 위해 충분한 시간 동안 정상상태 운전을 요구합니다.
    - 열량량은 원칙적으로 사용 시 연료의 총발열량으로 한다: 열정산 시 연료의 총발열량을 기준으로 열량을 계산하는 것이 일반적입니다.
    - 증기의 견도는 98% 이상인 경우에 시험함을 원칙으로 한다: 증기 시스템의 열정산 시 정확한 측정을 위해 높은 증기 견도가 요구됩니다.
  • 열정산 시험은 다양한 부하 조건에서 수행되며, 최대 출열량 시험이 반드시 최대 부하에서만 이루어지는 것은 아닙니다.
    오답 노트
    원칙적으로 정격부하 이상에서 정상상태로 적어도 2시간 이상의 운전결과에 따른다: 열정산 시험은 정확한 측정을 위해 정격 부하 이상에서 충분한 시간 동안 정상 상태로 운전해야 합니다.
    열량량은 원칙적으로 사용 시 연료의 총발열량으로 한다: 연료의 발열량은 일반적으로 총발열량을 기준으로 합니다.
    증기의 견도는 98% 이상인 경우에 시험함을 원칙으로 한다: 증기 품질이 높아야 정확한 열정산 계산이 가능하며, 98% 이상이 일반적인 기준입니다.
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99. 3×1.5×0.1인 탄소강판의 열전도계수가 35kcal/mㆍhㆍ℃, 아래 면의 표면온도는 40℃로 단열되고, 위 표면온도는 30℃일 때, 주위 공기 온도를 20℃라 하면 아래 표면에서 위 표면으로 강판을 통한 전열량은? (단, 기타외기온도에 의한 열량은 무시한다.)

  1. 12750kcal/h
  2. 13750kcal/h
  3. 14750kcal/h
  4. 15750kcal/h
(정답률: 35%)
  • 이 문제는 평판을 통한 열전도 현상에 대한 전열량을 계산하는 문제입니다. 푸리에의 열전도 법칙을 적용하여 전열량을 구합니다.
    전열량 = 열전도계수 × 면적 × 온도차 / 두께
    $$ Q = kA \frac{Δ T}{L} $$
    $$ Q = 35 × (3 × 1.5) × \frac{(40 - 30)}{0.1} $$
    $$ Q = 15750 \text{ kcal/h} $$
  • 이 문제는 푸리에의 열전도 법칙을 적용하여 강판을 통한 전열량을 구합니다. 주어진 치수(3, 1.5, 0.1)는 열전도계수 단위(m)에 맞춰 미터(m)로 해석합니다.
    $$ Q = k · A · \frac{Δ T}{L} $$
    $$ Q = 35 \text{ kcal/m·h·℃} · (3 \text{ m} × 1.5 \text{ m}) · \frac{(40 \text{ ℃} - 30 \text{ ℃})}{0.1 \text{ m}} $$
    $$ Q = 15750 \text{ kcal/h} $$
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100. 고유황인 병커C를 사용하는 보일러의 부대장치 중 공기예열기의 적정온도는?

  1. 30~50℃
  2. 6~100℃
  3. 110~120℃
  4. 180~350℃
(정답률: 64%)
  • 고유황 연료 사용 시 저온 부식을 방지하기 위해 공기예열기 온도를 황산 노점 이상으로 유지해야 합니다.
    오답 노트
    * 30~50℃: 황산 노점 이하로 저온 부식을 유발하므로 오답.
    * 6~100℃: 황산 노점 이하로 저온 부식을 유발하므로 오답.
    * 110~120℃: 황산 노점 이하로 저온 부식을 유발할 수 있어 오답.
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