에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2017-05-07)

에너지관리기사
(2017-05-07 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 액체연료의 미립화 시 평균 분무입경에 직접적인 영향을 미치는 것이 아닌 것은?

  1. 액체연료의 표면장력
  2. 액체연료의 점성계수
  3. 액체연료의 탁도
  4. 액체연료의 밀도
(정답률: 90%)
  • 액체연료의 미립화 시 평균 분무입경은 액체연료의 물리적 특성(표면장력, 점성, 밀도)과 직접적인 관련이 있습니다.
    오답 노트:
    - 액체연료의 표면장력: 표면장력이 높으면 액체가 작은 방울로 쪼개지기 어려워 분무입경이 커지므로 오답.
    - 액체연료의 점성계수: 점성계수가 높으면 액체의 유동성이 낮아 미립화가 어려워 분무입경이 커지므로 오답.
    - 액체연료의 밀도: 밀도는 액체의 관성력과 관련되어 미립화 과정에 영향을 미치므로 오답.
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2. 연돌의 통풍력은 외기온도에 따라 변화한다. 만일 다른조건이 일정하게 유지되고 외기 온도만 높아진다면 통풍력은 어떻게 되겠는가?

  1. 통풍력은 감소한다.
  2. 통풍력은 증가한다.
  3. 통풍력은 변화하지 않는다.
  4. 퉁풍력은 증가하다 감소한다.
(정답률: 74%)
  • 연돌의 통풍력은 연돌 내부 공기와 외부 공기의 밀도 차이에 의해 발생하며, 외기 온도가 높아지면 내부 공기와의 밀도 차이가 줄어들기 때문에 통풍력이 감소한다.
    오답 노트
    - 통풍력은 증가한다.: 외기 온도가 높아지면 연돌 내부와 외부 공기의 밀도 차이가 줄어들어 통풍력이 약해지므로 오답.
    - 통풍력은 변화하지 않는다.: 외기 온도는 연돌 내부와 외부 공기의 밀도 차이에 직접적인 영향을 미치므로 오답.
    - 퉁풍력은 증가하다 감소한다.: 외기 온도 상승은 통풍력을 지속적으로 감소시키므로 오답.
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3. 집진장치 중 하나인 사이클론의 특징으로 틀린 것은?

  1. 원심력 집진장치이다.
  2. 다량의 물 또는 세정액을 필요로 한다.
  3. 함진가스의 충돌로 집진기의 마모가 쉽다.
  4. 사이클론 전체로서의 압력손실은 입구 헤드의 4배 정도이다.
(정답률: 77%)
  • 사이클론은 건식 원심력 집진장치이므로 물이나 세정액을 사용하지 않습니다.
    오답 노트
    * 원심력 집진장치이다: 원심력을 이용하여 분진을 포집하는 건식 집진장치이므로 맞는 설명.
    * 함진가스의 충돌로 집진기의 마모가 쉽다: 고속으로 유입되는 함진가스 내 분진과의 충돌로 마모가 발생할 수 있으므로 맞는 설명.
    * 사이클론 전체로서의 압력손실은 입구 헤드의 4배 정도이다: 사이클론은 구조상 압력손실이 크며, 입구 헤드의 4~8배 정도의 압력손실이 발생하는 것이 일반적이므로 맞는 설명.
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4. 증기운 폭발의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 폭발보다 화재가 많다.
  2. 연소에너지의 약 20% 만 폭풍파로 변한다.
  3. 증기운의 크기가 클수록 점화될 가능성이 커진다.
  4. 점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 크다.
(정답률: 86%)
  • 증기운 폭발은 점화 위치가 방출점에서 너무 가깝거나 멀면 폭발 위력이 약해지며, 최적의 폭발 위력을 위해서는 적절한 농도와 혼합이 이루어진 지점에서 점화되어야 합니다. 따라서 점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 크다는 설명은 틀렸습니다.
    오답 노트:
    * 폭발보다 화재가 많다: 증기운 사고는 폭발보다는 섬광 화재로 이어지는 경우가 더 흔합니다.
    * 연소에너지의 약 20% 만 폭풍파로 변한다: 증기운 폭발 시 연소 에너지 중 폭풍파로 전환되는 비율은 비교적 낮습니다.
    * 증기운의 크기가 클수록 점화될 가능성이 커진다: 증기운의 부피가 클수록 점화원과 접촉할 확률이 높아집니다.
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5. 보일러의 열정산 시 출열에 해당하지 않는 것은?

  1. 연소배가스 중 수증기의 보유열
  2. 불완전연소에 의한 손실열
  3. 건연소배기가스의 현열
  4. 급수의 현열
(정답률: 82%)
  • 보일러의 열정산 시 출열은 보일러에서 외부로 나가는 모든 열량(유효열 및 손실열)을 의미합니다.
    오답 노트:
    * 연소배가스 중 수증기의 보유열: 배가스 잠열 손실로 출열에 해당합니다.
    * 불완전연소에 의한 손실열: 불완전연소 손실로 출열에 해당합니다.
    * 건연소배기가스의 현열: 배가스 현열 손실로 출열에 해당합니다.
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6. 연소를 계속 유지시키는데 필요한 조건에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연료에 산소를 공급하고 착화온도 이하로 억제한다.
  2. 연료에 발화온도 미만의 저온 분위기를 유지시킨다.
  3. 연료에 산소를 공급하고 착화온도 이상으로 유지한다.
  4. 연료에 공기를 접촉시켜 연소속도를 저하시킨다.
(정답률: 89%)
  • 연소는 연료, 산소, 그리고 착화온도 이상의 열이 지속적으로 공급될 때 유지됩니다.
    오답 노트:
    - 연료에 산소를 공급하고 착화온도 이하로 억제한다: 착화온도 이하에서는 연소가 발생하거나 지속될 수 없습니다.
    - 연료에 발화온도 미만의 저온 분위기를 유지시킨다: 발화온도 미만에서는 연소가 시작되거나 유지될 수 없습니다.
    - 연료에 공기를 접촉시켜 연소속도를 저하시킨다: 연소를 유지하기 위해서는 적절한 산소 공급으로 연소가 효율적으로 진행되어야 합니다.
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7. 비중이 0.8(60℉/60℉)인 액체연료의 API도는?

  1. 10.1
  2. 21.9
  3. 36.8
  4. 45.4
(정답률: 40%)
  • 이 문제는 액체 연료의 비중을 이용하여 API도를 계산하는 문제입니다.
    $$ \text{API도} = \left( \frac{141.5}{\text{비중}} \right) - 131.5 $$
    $$ \text{API도} = \left( \frac{141.5}{0.8} \right) - 131.5 $$
    $$ \text{API도} = 45.4 $$
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8. 다음의 혼합 가스 1 Nm3의 이론 공기량(Nm3/Nm3)은? (단, C3H8 : 70%, C4H10 : 30%이다.)

  1. 24
  2. 26
  3. 28
  4. 30
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 혼합 가스의 이론 산소량을 먼저 계산한 후, 이를 바탕으로 이론 공기량을 구하는 문제입니다.
    $$ A_0 = \frac{1}{0.21} × (V_{C_3H_8} × O_{2,C_3H_8} + V_{C_4H_{10}} × O_{2,C_4H_{10}}) $$
    $$ A_0 = \frac{1}{0.21} × (0.70 × 5 + 0.30 × 6.5) $$
    $$ A_0 = 26 $$
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9. 액체연료 연소장치 중 회전식 버너의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 분무각은 10~40° 정도이다.
  2. 유량조절범위는 1 : 5정도이다.
  3. 자동제어에 편리한 구조로 되어있다.
  4. 부속설비가 없으며 화염이 짧고 안정한 연소를 얻을 수 있다.
(정답률: 79%)
  • 회전식 버너는 원심력을 이용하여 연료를 미립화하므로 분무각이 넓은 것이 특징입니다.
    오답 노트
    - 유량조절범위는 1 : 5정도이다: 회전식 버너는 유량조절범위가 넓어 안정적인 연소가 가능하므로 오답.
    - 자동제어에 편리한 구조로 되어있다: 회전식 버너는 자동제어에 용이한 구조이므로 오답.
    - 부속설비가 없으며 화염이 짧고 안정한 연소를 얻을 수 있다: 회전식 버너는 부속설비가 비교적 간단하고 안정적인 짧은 화염을 형성하므로 오답.
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10. 일반적인 천연가스에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 주성분은 메탄이다.
  2. 발열량이 비교적 높다.
  3. 프로판가스보다 무겁다.
  4. LNG는 대기압 하에서 비등점이 –162℃ 인 액체이다.
(정답률: 85%)
  • 천연가스의 주성분인 메탄(분자량 약 16)은 프로판(분자량 약 44)보다 분자량이 작아 더 가볍다.
    오답 노트
    * 주성분은 메탄이다: 메탄은 천연가스의 주성분으로, 천연가스에 대한 올바른 설명이다.
    * 발열량이 비교적 높다: 천연가스는 발열량이 높은 연료로, 천연가스에 대한 올바른 설명이다.
    * LNG는 대기압 하에서 비등점이 –162℃ 인 액체이다: LNG의 비등점은 약 –162℃로, 천연가스에 대한 올바른 설명이다.
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11. 200 kg의 물체가 10m의 높이에서 지면으로 떨어졌다. 최초의 위치 에너지가 모두 열로 변했다면 약 몇 kcal의 열이 발생하겠는가?

  1. 2.5
  2. 3.6
  3. 4.7
  4. 5.8
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 물체의 위치 에너지가 열에너지로 전환되는 원리를 이용하여 발생한 열량을 계산합니다.
    $$ E_p = mgh $$
    $$ Q = \frac{E_p}{C} $$
    $$ E_p = 200 \text{ kg} × 9.8 \text{ m/s}^2 × 10 \text{ m} = 19600 \text{ J} $$
    $$ Q = \frac{19600 \text{ J}}{4184 \text{ J/kcal}} $$
    $$ Q \approx 4.6845 \text{ kcal} \approx 4.7 \text{ kcal} $$
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12. 연료의 발열량에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기체 연료는 그 성분으로부터 발열량을 계산할 수 있다.
  2. 발열량의 단위는 고체와 액체 연료의 경우 단위중량당(통상 연료당 kg당) 발열량으로 표시한다.
  3. 고위발열량은 연료의 측정열량에 수증기 증발잠열을 포함한 연소열량이다
  4. 일반적인 액체 연료는 비중이 크면 체적당 발열량은 감소하고, 중량당 발열량은 증가한다.
(정답률: 79%)
  • 액체 연료는 비중이 클수록 중량당 발열량은 감소하고 체적당 발열량은 증가하는 경향이 있으므로, 제시된 설명은 틀렸습니다.
    오답 노트:
    기체 연료는 그 성분으로부터 발열량을 계산할 수 있다: 기체 연료의 발열량은 성분별 발열량을 합산하여 계산 가능하므로 맞는 설명입니다.
    발열량의 단위는 고체와 액체 연료의 경우 단위중량당(통상 연료당 kg당) 발열량으로 표시한다: 고체 및 액체 연료는 통상 단위 질량당 발열량으로 표시하므로 맞는 설명입니다.
    고위발열량은 연료의 측정열량에 수증기 증발잠열을 포함한 연소열량이다: 고위발열량은 연소 시 생성되는 수증기의 잠열까지 포함한 총 발열량이므로 맞는 설명입니다.
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13. 최소 점화에너지에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 혼합기의 종류에 의해서 변한다.
  2. 불꽃 방전 시 일어나는 에너지의 크기는 전압의 제곱에 비례한다.
  3. 최소 점화에너지는 연소속도 및 열전도가 작을수록 큰 값을 갖는다.
  4. 가연성 혼합기체를 점화시키는데 필요한 최소 에너지를 최소 점화에너지라 한다.
(정답률: 71%)
  • 최소 점화에너지는 연소속도가 작을수록 커지지만, 열전도가 작을수록 작아지는 특성을 가집니다.
    오답 노트
    * 혼합기의 종류에 의해서 변한다: 가연성 혼합기의 종류와 농도에 따라 최소 점화에너지는 달라집니다.
    * 불꽃 방전 시 일어나는 에너지의 크기는 전압의 제곱에 비례한다: 불꽃 방전 에너지는 전압의 제곱에 비례합니다 (E = 1/2 * C * V^2).
    * 가연성 혼합기체를 점화시키는데 필요한 최소 에너지를 최소 점화에너지라 한다: 이는 최소 점화에너지의 정의입니다.
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14. 다음 중 분젠식 가스버너가 아닌 것은?

  1. 링버너
  2. 슬릿버너
  3. 적외선버너
  4. 블라스트버너
(정답률: 64%)
  • 블라스트버너는 송풍기를 이용하여 공기를 강제로 공급하는 강제통풍식 버너로, 자연통풍 방식인 분젠식 버너와는 작동 원리가 다르다.
    오답 노트:
    - 링버너: 가스와 1차 공기를 혼합하여 연소하는 대표적인 분젠식 버너이다.
    - 슬릿버너: 좁은 틈새를 통해 가스와 공기 혼합물을 분사하는 분젠식 버너이다.
    - 적외선버너: 다공성 세라믹 플레이트 등을 통해 복사열을 발생시키며, 가스와 공기를 미리 혼합하는 분젠식 원리를 따른다.
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15. 다음 주 열정산의 목적이 아닌 것은?

  1. 열효율을 알 수 있다.
  2. 장치의 구조를 알 수 있다.
  3. 새로운 장치설계를 위한 기초자료를 얻을 수 있다.
  4. 장치의 효율향상을 위한 개조 또는 운전조건의 개선 등의 자료를 얻을 수 있다.
(정답률: 83%)
  • 열정산은 장치 내 에너지 흐름과 효율을 분석하는 것이 목적이며, 장치의 물리적 구조를 파악하는 것과는 직접적인 관련이 없습니다.
    오답 노트
    - 열효율을 알 수 있다: 열정산의 가장 기본적인 목적 중 하나입니다.
    - 새로운 장치설계를 위한 기초자료를 얻을 수 있다: 열정산 결과는 장치 개선 및 신규 설계에 중요한 자료가 됩니다.
    - 장치의 효율향상을 위한 개조 또는 운전조건의 개선 등의 자료를 얻을 수 있다: 열정산을 통해 비효율적인 부분을 파악하여 개선 방안을 도출할 수 있습니다.
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16. 다음 중 일반적으로 연료가 갖추어야 할 구비조건이 아닌 것은?

  1. 연소 시 배출물이 많아야 한다.
  2. 정장과 운반이 편리해야 한다.
  3. 사용시 위험성이 적어야 한다.
  4. 취급이 용이하고 안전하며 무해하여야 한다.
(정답률: 91%)
  • 연료는 연소 시 유해한 배출물을 최소화해야 하므로, 배출물이 많아야 한다는 조건은 연료가 갖추어야 할 구비조건이 아니다.
    오답 노트
    * 정장과 운반이 편리해야 한다: 연료의 경제성 및 실용성을 위한 필수 조건이므로 오답.
    * 사용시 위험성이 적어야 한다: 안전한 사용을 위한 중요한 조건이므로 오답.
    * 취급이 용이하고 안전하며 무해하여야 한다: 연료의 실용성, 안전성, 환경성을 위한 조건이므로 오답.
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17. 어떤 연도가스의 조성이 아래와 같을 때 과잉공기의 백분율은 얼마인가? (단, CO2는 11.9% CO는 1.6%, O2는 4.1%, N2는 82.4%이고 공기 중 질소와 산소의 부피비는 79:21이다.)

  1. 15.7%
  2. 17.7%
  3. 19.7%
  4. 21.7%
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 연소가스 분석을 통해 과잉공기의 백분율을 계산하는 문제입니다. 연소가스 중의 산소, 일산화탄소, 질소의 농도를 이용하여 실제 공급된 공기량과 이론적으로 필요한 공기량의 차이를 구합니다.
    $$ m = \frac{O_2 - 0.5 × CO}{N_2 × \frac{21}{79} - (O_2 - 0.5 × CO)} × 100 $$
    $$ m = \frac{4.1 - 0.5 × 1.6}{82.4 × \frac{21}{79} - (4.1 - 0.5 × 1.6)} × 100 $$
    $$ m = 17.7\% $$
  • 공기비(m)=N₂/N₂-3.76(O₂-0.5CO)=82.4/82.4-3.76(4.1-0.5×1.6)
    ≒1.177
    과잉공기 백분율(%)
    -과잉공기율=B/Ao×100 = (m-1)×100 ∴(1.177-1)×100=17.7
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18. 연료를 공기 중에서 연소시킬 때 질소산화물에서 가장 많이 발생하는 오염 물질은?

  1. NO
  2. NO2
  3. N2O
  4. NO3
(정답률: 64%)
  • 연료 연소 시 고온 환경에서 공기 중의 질소(N₂)와 산소(O₂)가 반응하여 주로 일산화질소(NO)가 생성됩니다.
    오답 노트
    * NO₂: 일산화질소(NO)가 대기 중에서 산소와 반응하여 생성되는 2차 오염물질이므로 오답.
    * N₂O: 아산화질소는 주로 탈질 과정이나 특정 연소 조건에서 발생하며, 일반적인 연료 연소 시 질소산화물 중 가장 많이 발생하는 오염 물질은 아니므로 오답.
    * NO₃: 삼산화질소는 불안정하여 대기 중에서 쉽게 분해되므로 오염 물질로 주로 발생하지 않아 오답.
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19. 연소장치의 연소효율(Ec)식이 아래와 같을 때 H2는 무엇을 의미하는가? (단, Hc : 연료의 발열량, H1 : 연재 중의 미연탄소에 의한 손실이다.)

  1. 전열손실
  2. 현열손실
  3. 연료의 저발열량
  4. 불완전연소에 다른 손실
(정답률: 86%)
  • 연소효율 식에서 Hc는 연료의 총 발열량이며, H1과 H2는 연소 과정에서 발생하는 다양한 형태의 열손실을 나타냅니다. H1이 연재 중의 미연탄소에 의한 손실을 의미하므로, H2는 주로 배기가스 중의 미연가스(CO, H₂, 탄화수소 등)에 의한 손실, 즉 불완전연소에 따른 손실을 의미합니다.
    오답 노트:
    - 전열손실: H1과 H2는 전열손실을 구성하는 개별적인 손실 항목이므로 오답.
    - 현열손실: 현열손실은 주로 고온의 배기가스가 가지고 나가는 열에너지 손실을 의미하며, 불완전연소 손실과는 다른 개념이므로 오답.
    - 연료의 저발열량: 연료의 저발열량은 연료 자체의 에너지 값이며, 연소 과정에서 발생하는 손실이 아니므로 오답.
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20. 고위발열량의 9000kcal/kg인 연료 3kg이 연소할 때의 총저위발열량은 몇 kcal인가? (단, 이 연료 1 kg당 수소분은 15%, 수분은 1%의 비율로 들어있다.)

  1. 12300
  2. 24552
  3. 43882
  4. 51888
(정답률: 68%)
  • 이 문제는 고위발열량으로부터 저위발열량을 계산하는 공식을 적용하여 총저위발열량을 구합니다.
    $$ \text{총저위발열량} = [\text{고위발열량} - 600 × (9 × \text{수소분} + \text{수분})] × \text{연료 총량} $$
    $$ [9000 - 600 × (9 × 0.15 + 0.01)] × 3 $$
    $$ 24552 $$
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2과목: 열역학

21. 체적이 3L, 질량이 15kg인 물질의 비체적(cm3/g)은?

  1. 0.2
  2. 1.0
  3. 3.0
  4. 5.0
(정답률: 66%)
  • 이 문제는 비체적의 정의를 이용하여 물질의 비체적을 계산합니다.
    비체적은 단위 질량당 체적을 의미합니다.
    $$v = \frac{V}{m}$$

    체적 V = 3 L = 3 × 1000 cm³ = 3000 cm³
    질량 m = 15 kg = 15 × 1000 g = 15000 g
    $$v = \frac{3000}{15000}$$

    $$v = 0.2$$
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22. 압력 1Mpa, 온도 400℃ 의 이상기체 2 kg이 가역단열과정으로 팽창하여 압력이 500kPa로 변화한다. 이 기체의 최종온도는 약 몇 ℃ 인가? (단, 이 기체의 정적비열은 3.12kJ/(kg·K), 정압비열은 5.21kJ/(kg·K)이다.)

  1. 237
  2. 279
  3. 510
  4. 622
(정답률: 36%)
  • 이 문제는 이상기체의 가역단열과정에서 온도와 압력의 관계식을 이용하여 최종 온도를 구합니다.
    $$ k = \frac{C_p}{C_v} $$
    $$ \frac{T_2}{T_1} = \left(\frac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}} $$
    $$ k = \frac{5.21 \text{ kJ/(kg·K)}}{3.12 \text{ kJ/(kg·K)}} \approx 1.66987 $$
    $$ T_1 = 400 + 273.15 = 673.15 \text{ K} $$
    $$ T_2 = 673.15 \text{ K} × \left(\frac{500 \text{ kPa}}{1000 \text{ kPa}}\right)^{\frac{1.66987-1}{1.66987}} $$
    $$ T_2 = 673.15 \text{ K} × (0.5)^{0.40115} $$
    $$ T_2 \approx 509.6 \text{ K} $$
    $$ T_2 \approx 509.6 - 273.15 = 236.45 \text{ ℃} \approx 237 \text{ ℃} $$
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23. 랭킨 사이클의 순서를 차례대로 옳게 나열한 것은?

  1. 단열압축 → 정압가열 → 단열팽창 → 정압냉각
  2. 단열압축 → 등온가열 → 단열팽창 → 정적냉각
  3. 단열압축 → 등적가열 → 등압팽창 → 정압냉각
  4. 단열압축 → 정압가열 → 단열팽창 → 정적냉각
(정답률: 81%)
  • 랭킨 사이클은 증기 동력 사이클의 이상적인 형태로, 펌프, 보일러, 터빈, 응축기에서 각각 단열압축, 정압가열, 단열팽창, 정압냉각 과정을 거칩니다.
    오답 노트
    * 단열압축 → 등온가열 → 단열팽창 → 정적냉각: 가열 과정은 정압가열, 냉각 과정은 정압냉각이므로 오답.
    * 단열압축 → 등적가열 → 등압팽창 → 정압냉각: 가열 과정은 정압가열, 팽창 과정은 단열팽창이므로 오답.
    * 단열압축 → 정압가열 → 단열팽창 → 정적냉각: 냉각 과정은 정압냉각이므로 오답.
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24. 다음 주 열역학적 계에 대한 에너지 보존의 법칙에 해당하는 것은?

  1. 열역학 제0법칙
  2. 열역학 제1법칙
  3. 열역학 제2법칙
  4. 열역학 제3법칙
(정답률: 86%)
  • 열역학 제1법칙은 열역학적 계에서 에너지의 형태가 변환될 수 있지만, 전체 에너지의 총량은 항상 보존된다는 에너지 보존의 법칙을 나타냅니다.
    오답 노트
    - 열역학 제0법칙: 두 계가 세 번째 계와 열적 평형 상태에 있으면, 그 두 계도 서로 열적 평형 상태에 있다는 법칙입니다.
    - 열역학 제2법칙: 고립계의 총 엔트로피는 감소하지 않으며 항상 증가하거나 일정하게 유지된다는 법칙으로, 에너지의 방향성과 효율성을 다룹니다.
    - 열역학 제3법칙: 절대 0도(0 K)에 가까워질수록 계의 엔트로피는 0에 수렴한다는 법칙입니다.
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25. 성능계수가 4.8인 증기압축냉동기의 냉동능력 1kW당 소요동력(kW)은?

  1. 0.21
  2. 1.0
  3. 2.3
  4. 4.8
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 냉동기의 성능계수 정의를 이용하여 냉동능력 1kW당 소요되는 동력을 계산합니다.
    $$ \text{소요동력} = \frac{\text{냉동능력}}{\text{성능계수}} $$
    $$ \text{소요동력} = \frac{1 \text{ kW}}{4.8} $$
    $$ \text{소요동력} = 0.21 \text{ kW} $$
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26. 역카르노 사이클로 운전되는 냉방장치가 실내온도 10℃에서 30kW의 열량 흡수하여 20℃ 응축기에서 응축기에서 방열한다. 이 때 냉방에 필요한 최소 동력은 약 몇 kW인가?

  1. 0.03
  2. 1.06
  3. 30
  4. 60
(정답률: 55%)
  • 이 문제는 역카르노 사이클의 냉동 성능 계수(COP)를 이용하여 냉방에 필요한 최소 동력을 계산하는 문제입니다.
    $$ W = Q_L \frac{T_H - T_L}{T_L} $$
    $$ W = 30 × \frac{(20 + 273.15) - (10 + 273.15)}{(10 + 273.15)} $$
    $$ W \approx 1.06 $$
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27. 이상기체 1kg의 압력과 체적이 각각 P1 ,V1 에서 P2 ,V2 로 등온 가역적으로 변할 때 엔트로피 변화(ΔS)는? (단, R은 기체상수이다.)

(정답률: 66%)
  • 이 문제는 이상기체의 등온 가역 과정에서의 엔트로피 변화를 묻는 문제입니다.
    등온 가역 과정에서 이상기체의 엔트로피 변화 ΔS는 다음과 같이 표현됩니다.
    $$\Delta S = R \ln \frac{V_2}{V_1}$$

    등온 과정이므로 보일의 법칙(P₁V₁ = P₂V₂)에 따라 V₂/V₁ = P₁/P₂ 관계가 성립합니다.
    따라서 엔트로피 변화는 다음과 같습니다.
    $$\Delta S = R \ln \frac{P_1}{P_2}$$

    이는 의 내용과 일치합니다.
    나머지 보기들은 등온 가역 과정에서의 엔트로피 변화 공식에 해당하지 않습니다.
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28. 다음 가스 동력 사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 오토 사이클의 이론 열효율은 작동유체의 비열비와 압축비에 의해서 결정된다.
  2. 카르노 사이클의 최고 및 최저 온도의 스털링 사이클의 최고 및 최저온도가 서로 같을 경우 두 사이클의 이론 열효율은 동일하다.
  3. 디젤 사이클에서 가열과정은 정적과정으로 이루어진다.
  4. 사바테 사이클의 가열과정은 정적과 정압과정이 복합적으로 이루어진다.
(정답률: 59%)
  • 디젤 사이클의 가열 과정은 정압 과정으로 이루어지며, 정적 과정은 오토 사이클의 가열 과정이다.
    오답 노트
    오토 사이클의 이론 열효율은 작동유체의 비열비와 압축비에 의해서 결정된다: 오토 사이클의 열효율은 압축비와 비열비에 의해 결정되므로 맞는 설명이다.
    카르노 사이클의 최고 및 최저 온도의 스털링 사이클의 최고 및 최저온도가 서로 같을 경우 두 사이클의 이론 열효율은 동일하다: 두 사이클 모두 가역 사이클이므로 동일한 최고 및 최저 온도에서 열효율이 같다.
    사바테 사이클의 가열과정은 정적과 정압과정이 복합적으로 이루어진다: 사바테 사이클은 정적 가열과 정압 가열이 복합적으로 일어나는 사이클이므로 맞는 설명이다.
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29. 다음 주 어떤 압력 상태의 과열 수증기 엔트로피가 가장 작은가? (단, 온도는 동일하다고 가정한다.)

  1. 5기압
  2. 10기압
  3. 15기압
  4. 20기압
(정답률: 70%)
  • 동일한 온도에서 과열 수증기의 압력이 높을수록 분자들의 무질서도가 감소하여 엔트로피는 작아진다.
    오답 노트
    - 5기압: 20기압보다 압력이 낮으므로 엔트로피가 더 크다.
    - 10기압: 20기압보다 압력이 낮으므로 엔트로피가 더 크다.
    - 15기압: 20기압보다 압력이 낮으므로 엔트로피가 더 크다.
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30. 물의 삼중점(triple point)의 온도는?

  1. 0K
  2. 273.16℃
  3. 73K
  4. 273.16K
(정답률: 79%)
  • 물의 삼중점은 물이 고체, 액체, 기체 상태가 동시에 존재하는 지점으로, 이 상태에서 물의 증기압, 온도, 압력이 모두 균형을 이룹니다. 이러한 균형이 이루어지는 온도를 물의 삼중점 온도라고 합니다.

    물의 삼중점 온도는 국제온도척도(ITS-90)에서 정의되어 있으며, 정확한 값은 273.16K입니다. 이는 섭씨온도로 환산하면 0℃이 됩니다. 따라서, 물의 삼중점 온도는 물이 고체, 액체, 기체 상태가 동시에 존재하는 유일한 온도이며, 이를 기준으로 섭씨온도가 정의됩니다.
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31. 이상기체가 등온과정에서 외부에 하는 일에 대한 관계식으로 틀린 것은? (단, R은 기체상수이고, 계에 대해서 m은 질량, V는 부피, P는 압력을 나타낸다. 또한 하첨자 “1”은 변경전, 하첨자 “2”는 변경후를 나타낸다.)

(정답률: 60%)
  • 이상기체의 등온과정에서 외부에 하는 일은 $$ W = P_1V_1 \ln \frac{V_2}{V_1} $$ 또는 $$ W = P_1V_1 \ln \frac{P_1}{P_2} $$ 로 표현됩니다.
    오답 노트
    * $$ P_1V_1 \ln \frac{V_2}{V_1} $$ : 등온과정에서 이상기체가 외부에 하는 일의 올바른 관계식입니다.
    * $$ P_1V_1 \ln \frac{P_2}{P_1} $$ : 압력비가 역수로 되어 있어 틀린 관계식입니다. (올바른 식은 $$ P_1V_1 \ln \frac{P_1}{P_2} $$ 입니다.)
    * $$ P_2V_2 \ln \frac{V_2}{V_1} $$ : 등온과정에서 P1V1 = P2V2이므로 올바른 관계식입니다.
    * $$ P_2V_2 \ln \frac{P_1}{P_2} $$ : 등온과정에서 P1V1 = P2V2이므로 올바른 관계식입니다.
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32. 100℃ 건포화증기 2㎏이 온도 30℃인 주위로 열을 방출하여 100℃ 포화액으로 되었다. 전체(증기 및 주위)의 엔트로피 변화는 약 얼마인가? (단, 100℃에서의 증발잠열은 2257kJ/㎏이다.)

  1. -12.1 kJ/K
  2. 2.8 kJ/K
  3. 12.1 kJ/K
  4. 24.2 kJ/K
(정답률: 39%)
  • 이 문제는 증기가 응축되면서 발생하는 엔트로피 변화와 주위가 열을 흡수하면서 발생하는 엔트로피 변화를 각각 계산한 후, 이를 합산하여 전체 엔트로피 변화를 구합니다.
    $$ Δ S_{total} = Δ S_{증기} + Δ S_{주위} $$
    $$ Δ S = \frac{Q}{T} $$
    $$ Q_{증기} = -m · h_{fg} $$
    $$ Q_{주위} = -Q_{증기} $$
    $$ Δ S_{total} = \frac{-2 \text{ kg} × 2257 \text{ kJ/kg}}{(100 + 273.15) \text{ K}} + \frac{2 \text{ kg} × 2257 \text{ kJ/kg}}{(30 + 273.15) \text{ K}} $$
    $$ Δ S_{total} = \frac{-4514 \text{ kJ}}{373.15 \text{ K}} + \frac{4514 \text{ kJ}}{303.15 \text{ K}} $$
    $$ Δ S_{total} \approx -12.1 \text{ kJ/K} + 14.9 \text{ kJ/K} \approx 2.8 \text{ kJ/K} $$
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33. 증기 동력 사이클의 구성 요소 중 복수기(condenser)가 하는 역할은?

  1. 물을 가열하여 증기로 만든다.
  2. 터빈에 유입되는 증기의 압력을 높인다.
  3. 증기를 팽창시켜서 동력을 얻는다.
  4. 터빈에서 나오는 증기를 물로 바꾼다.
(정답률: 69%)
  • 복수기는 터빈에서 일을 하고 나온 저압 증기를 냉각시켜 물로 응축시키는 역할을 합니다.
    오답 노트
    - 물을 가열하여 증기로 만든다: 보일러(boiler)의 역할입니다.
    - 터빈에 유입되는 증기의 압력을 높인다: 보일러에서 가열을 통해 증기 압력을 높이거나, 펌프가 물의 압력을 높이는 역할입니다.
    - 증기를 팽창시켜서 동력을 얻는다: 터빈(turbine)의 역할입니다.
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34. 대기압이 100kPa인 도시에서 두 지점의 계기압력비가 “5 : 2”라면 절대 압력비는?

  1. 1.5 : 1
  2. 1.75 : 1
  3. 2 : 1
  4. 주어진 정보로는 알 수 없다.
(정답률: 84%)
  • 이 문제는 절대 압력, 계기 압력, 그리고 대기압 사이의 관계를 이해하고 적용하는 문제입니다.
    절대 압력은 계기 압력에 대기압을 더한 값으로 정의됩니다.
    $$ P_{abs} = P_g + P_{atm} $$
    두 지점의 계기 압력을 각각 P_{g1}과 P_{g2}라고 할 때, 문제에서 주어진 계기 압력비는 P_{g1} : P_{g2} = 5 : 2입니다. 이를 P_{g1} = 5k와 P_{g2} = 2k (단, k는 임의의 양의 상수)로 표현할 수 있습니다. 대기압 P_{atm}은 100kPa입니다.
    각 지점의 절대 압력은 다음과 같이 대입하여 나타낼 수 있습니다.
    $$ P_{abs1} = 5k + 100 $$
    $$ P_{abs2} = 2k + 100 $$
    따라서 두 지점의 절대 압력비는 다음과 같습니다.
    $$ \frac{P_{abs1}}{P_{abs2}} = \frac{5k + 100}{2k + 100} $$
    이 식에서 알 수 있듯이, 절대 압력비는 계기 압력의 실제 값(즉, 상수 k)에 따라 달라집니다. 문제에서는 계기 압력의 '비율'만 주어졌을 뿐, 실제 계기 압력 값에 대한 정보가 없으므로, 절대 압력비를 특정 하나의 값으로 결정할 수 없습니다.
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35. 이상기체의 단위 질량당 내부 에너지 u, 엔탈피 h, 엔트로피 s에 관한 다음의 관계식 중에서 모두 옳은 것은? (단, T는 온도, p는 압력, v는 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: 74%)
  • 이상기체의 단위 질량당 내부 에너지, 엔탈피, 엔트로피 관계는 열역학 제1법칙과 제2법칙으로부터 유도되는 기본 열역학 관계식입니다.
    오답 노트
    * Tds = du - vdp, Tds = dh - pdv: du 관계식의 pdv 항 부호와 dh 관계식의 vdp 항 부호가 틀렸습니다.
    * Tds = du - vdp, Tds = dh + pdv: du 관계식의 pdv 항 부호와 dh 관계식의 vdp 항 부호가 틀렸습니다.
    * Tds = du + pdv, Tds = dh + vdp: dh 관계식의 vdp 항 부호가 틀렸습니다.
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36. 오존층 파괴와 지구 온난화 문제로 인해 냉동장치에 사용하는 냉매의 선택에 있어서 주의를 요한다. 이와 관련하여 다음 중 오존 파괴 지수가 가장 큰 냉매는?

  1. R-134a
  2. R-123
  3. 암모니아
  4. R-11
(정답률: 81%)
  • R-11은 대표적인 염화불화탄소(CFC) 계열 냉매로, 오존층 파괴의 주범인 염소 원자를 다량 포함하고 있어 오존 파괴 지수(ODP)가 가장 높습니다.
    오답 노트
    * R-134a: 수소불화탄소(HFC) 계열 냉매로, 염소 원자가 없어 오존 파괴 지수가 0이므로 오답.
    * R-123: 수소염화불화탄소(HCFC) 계열 냉매로, R-11보다 오존 파괴 지수가 현저히 낮으므로 오답.
    * 암모니아: 자연 냉매로, 염소 원자가 없어 오존 파괴 지수가 0이므로 오답.
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37. 체적 4m3, 온도 290K의 어떤 기체가 가역 단열과정으로 압축되어 체적 2m3, 온도340K로 되었다. 이상기체라고 가정하면 기체의 비열비는 약 얼마인가?

  1. 1.091
  2. 1.229
  3. 1.407
  4. 1.667
(정답률: 59%)
  • 이 문제는 이상기체의 가역 단열과정에서 온도와 체적의 관계식을 이용하여 기체의 비열비를 구합니다.
    $$ T_1 V_1^{γ-1} = T_2 V_2^{γ-1} $$
    $$ \frac{290}{340} = \left(\frac{2}{4}\right)^{γ-1} $$
    $$ γ \approx 1.229 $$
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38. 다음 중 이상적인 교축 과정(throttling process)은?

  1. 등온 과정
  2. 등엔트로피 과정
  3. 등엔탈피 과정
  4. 정압 과정
(정답률: 78%)
  • 교축 과정은 외부와의 열 및 일 교환이 없고, 운동 및 위치 에너지 변화가 무시될 때 엔탈피가 일정하게 유지되는 과정입니다.
    오답 노트
    - 등온 과정: 온도가 일정한 과정으로, 교축 과정에서는 일반적으로 온도가 변하므로 오답.
    - 등엔트로피 과정: 엔트로피가 일정한 과정으로, 교축 과정은 비가역 과정이므로 엔트로피가 증가하여 오답.
    - 정압 과정: 압력이 일정한 과정으로, 교축 과정은 압력이 감소하는 과정이므로 오답.
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39. 피스톤이 장치된 용기 속의 온도 100℃, 압력 200 kPa, 체적 0.1m3의 이상기체 0.5kg이 압력이 일정한 과정으로 체적이 0.2m3으로 되었다. 이때 전달된 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 이 기체의 정압비열은 5kJ/(kg·K)이다.)

  1. 200
  2. 250
  3. 746
  4. 933
(정답률: 42%)
  • 이 문제는 이상기체의 정압 과정에서 전달된 열량을 계산하기 위해 이상기체 상태 방정식과 열량 공식을 적용합니다.
    $$ T_1 = 100 + 273.15 = 373.15 \text{ K} $$
    $$ \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \implies T_2 = T_1 \frac{V_2}{V_1} $$
    $$ Q = m C_p (T_2 - T_1) $$
    $$ T_2 = 373.15 \text{ K} × \frac{0.2 \text{ m}^3}{0.1 \text{ m}^3} = 746.3 \text{ K} $$
    $$ Q = 0.5 \text{ kg} × 5 \frac{\text{kJ}}{\text{kg} · \text{K}} × (746.3 - 373.15) \text{ K} $$
    $$ Q = 932.875 \text{ kJ} \approx 933 \text{ kJ} $$
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40. 그림과 같이 작동하는 열기관 사이클(cycle)은? (단, γ는 비열비이고, P는 압력, V는 체적, T는 온도, S는 엔트로피이다.)

  1. 스털링(stiriling) 사이클
  2. 브레이턴(Brayton) 사이클
  3. 오토(Otto) 사이클
  4. 카르노(Carnot) 사이클
(정답률: 62%)
  • 주어진 P-V 및 T-S 선도는 두 개의 정적(등적) 과정과 두 개의 단열(등엔트로피) 과정으로 구성된 오토 사이클을 나타냅니다.
    오답 노트:
    - 스털링(stiriling) 사이클: 두 개의 등온 과정과 두 개의 정적 과정으로 구성되므로 오답.
    - 브레이턴(Brayton) 사이클: 두 개의 등엔트로피 과정과 두 개의 등압 과정으로 구성되므로 오답.
    - 카르노(Carnot) 사이클: 두 개의 등온 과정과 두 개의 등엔트로피 과정으로 구성되므로 오답.
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3과목: 계측방법

41. 피토관 유량계에 관한 설명이 아닌 것은?

  1. 흐름에 대해 충분한 강도를 가져야 한다.
  2. 더스트가 많은 유체측정에는 부적당하다.
  3. 피토관의 단면적은 관 단면적의 10%이상 이여야 한다.
  4. 피토관을 유체흐름의 방향으로 일치시킨다.
(정답률: 62%)
  • 피토관의 단면적은 유체 흐름에 미치는 영향을 최소화하기 위해 관 단면적의 1~2% 이내로 작아야 합니다.
    오답 노트
    흐름에 대해 충분한 강도를 가져야 한다: 유체 흐름에 의해 손상되지 않도록 강도가 필요하므로 맞는 설명.
    더스트가 많은 유체측정에는 부적당하다: 작은 구멍이 막힐 수 있어 부적당하므로 맞는 설명.
    피토관을 유체흐름의 방향으로 일치시킨다: 정확한 압력 측정을 위해 흐름 방향과 일치시켜야 하므로 맞는 설명.
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42. 온도의 정의 정점 중 평형수소의 삼중점은 얼마인가?

  1. 13.80 K
  2. 17.04 K
  3. 20.24 K
  4. 27.10 K
(정답률: 58%)
  • 온도의 정의 정점 중 평형수소의 삼중점은 국제온도눈금(ITS-90)에 따라 13.80 K로 정의됩니다.
    오답 노트
    - 17.04 K: 평형수소의 삼중점이 아니므로 오답.
    - 20.24 K: 평형수소의 삼중점이 아니므로 오답.
    - 27.10 K: 평형수소의 삼중점이 아니므로 오답.
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43. 물을 함유한 공기와 건조공기의 열전도율 차이를 이용하여 습도를 측정하는 것은?

  1. 고분자 습도센서
  2. 염화리튬 습도센서
  3. 서미스터 습도센서
  4. 수정진동자 습도센서
(정답률: 80%)
  • 서미스터 습도센서는 물을 함유한 공기와 건조공기의 열전도율 차이에 따라 서미스터의 저항이 변하는 원리를 이용하여 습도를 측정합니다.
    오답 노트
    - 고분자 습도센서: 고분자 필름이 수분을 흡수하면 전기 저항이나 정전 용량이 변하는 원리를 이용하므로 오답.
    - 염화리튬 습도센서: 염화리튬 용액이 습도에 따라 전기 저항이 변하는 원리를 이용하므로 오답.
    - 수정진동자 습도센서: 수정 진동자의 표면에 수분이 흡착되면 질량이 변하여 진동 주파수가 달라지는 원리를 이용하므로 오답.
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44. 다음 각 습도계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 노점 습도계는 저습도를 측정할 수 있다.
  2. 모발 습도계는 2년마다 모발을 바꾸어 주어야 한다.
  3. 통풍 건습구 습도계는 2.5~5m/s의 통풍이 필요하다.
  4. 저항식 습도계는 직류전압을 사용하여 측정한다.
(정답률: 79%)
  • 저항식 습도계는 습도에 따라 전기 저항이 변하는 원리를 이용하지만, 직류 전압 사용 시 분극 현상 및 센서 손상 우려가 있어 주로 교류 전압을 사용합니다.
    오답 노트
    - 노점 습도계는 저습도를 측정할 수 있다: 고정밀 노점 습도계는 저습도 측정에도 사용 가능하므로 맞는 설명.
    - 모발 습도계는 2년마다 모발을 바꾸어 주어야 한다: 모발의 탄성 저하 및 오염으로 인한 정확도 저하를 방지하기 위해 주기적인 교체가 필요하므로 맞는 설명.
    - 통풍 건습구 습도계는 2.5~5m/s의 통풍이 필요하다: 정확한 습구 온도 측정을 위해 표준 통풍 속도가 필요하므로 맞는 설명.
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45. 부자(float)식 액면계의 특징으로 틀린 것은?

  1. 원리 및 구조가 간단하다.
  2. 고압에도 사용할 수 있다.
  3. 액면이 심하게 움직이는 곳에 사용하기 좋다.
  4. 액면 상, 하 한계에 경보용 리미트 스위치를 설치할 수 있다.
(정답률: 80%)
  • 부자식 액면계는 액면의 심한 변동에 의해 부자가 불안정하게 움직여 정확한 측정이 어렵기 때문에 적합하지 않습니다.
    오답 노트
    * 원리 및 구조가 간단하다: 부자식 액면계의 장점이므로 오답.
    * 고압에도 사용할 수 있다: 부자식 액면계는 고압용으로도 제작 가능하므로 오답.
    * 액면 상, 하 한계에 경보용 리미트 스위치를 설치할 수 있다: 부자식 액면계의 응용이므로 오답.
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46. 다음 중 접촉식 온도계가 아닌 것은?

  1. 저항온도계
  2. 방사온도계
  3. 열전온도계
  4. 유리온도계
(정답률: 82%)
  • 방사온도계는 물체에서 방출되는 열복사를 측정하여 온도를 재는 비접촉식 온도계입니다.
    오답 노트
    * 저항온도계: 측정 대상과 직접 접촉하여 저항 변화를 이용하므로 접촉식입니다.
    * 열전온도계: 두 종류의 금속 접합부가 측정 대상과 접촉하여 기전력을 이용하므로 접촉식입니다.
    * 유리온도계: 액체의 열팽창을 이용하며 측정 대상과 직접 접촉하므로 접촉식입니다.
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47. 순간치를 측정하는 유량계에 속하지 않는 것은?

  1. 오벌(Oval) 유량계
  2. 벤튜리(Venturi) 유량계
  3. 오리피스(Orifice) 유량계
  4. 플로우노즐(Flow-nozzle) 유량계
(정답률: 73%)
  • 오벌(Oval) 유량계는 부피식 유량계로, 일정 부피의 유체를 계량하여 적산 유량을 측정하는 방식입니다.
    오답 노트
    - 벤튜리(Venturi) 유량계: 차압식 유량계로, 유체의 순간 유량을 측정합니다.
    - 오리피스(Orifice) 유량계: 차압식 유량계로, 유체의 순간 유량을 측정합니다.
    - 플로우노즐(Flow-nozzle) 유량계: 차압식 유량계로, 유체의 순간 유량을 측정합니다.
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48. 바이메탈 온도계의 특징으로 틀린 것은?

  1. 구조가 간단하다.
  2. 온도변화에 대하여 응답이 빠르다.
  3. 오래 사용 시 히스테리스시스 오차가 발생한다.
  4. 온도자동 조절이나 온도 보상장치에 이용된다.
(정답률: 54%)
  • 바이메탈 온도계는 두 금속의 열팽창률 차이를 이용한 기계적 변형으로 온도를 측정하므로 응답 속도가 느립니다.
    오답 노트
    * 구조가 간단하다: 바이메탈 온도계는 구조가 간단하여 제작 및 사용이 용이하므로 오답.
    * 오래 사용 시 히스테리시스 오차가 발생한다: 반복적인 온도 변화에 의해 재료의 피로가 누적되어 히스테리시스 오차가 발생할 수 있으므로 오답.
    * 온도자동 조절이나 온도 보상장치에 이용된다: 바이메탈 스트립의 기계적 변형을 직접 이용하여 온도 조절 스위치나 보상 장치에 널리 사용되므로 오답.
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49. 가스크로마토그래피의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 미량성분의 분석이 가능하다.
  2. 분리성능이 좋고 선택성이 우수하다.
  3. 1대의 장치로는 여러 가지 가스를 분석할 수 없다.
  4. 응답속도가 다소 느리고 동일한 가스의 연속측정이 불가능하다.
(정답률: 71%)
  • 가스크로마토그래피는 하나의 장치로 다양한 종류의 가스를 분석할 수 있습니다.
    오답 노트:
    미량성분의 분석이 가능하다: 가스크로마토그래피는 높은 감도로 미량 성분 분석에 적합하므로 오답.
    분리성능이 좋고 선택성이 우수하다: 가스크로마토그래피는 뛰어난 분리능과 선택성을 가지므로 오답.
    응답속도가 다소 느리고 동일한 가스의 연속측정이 불가능하다: 가스크로마토그래피는 배치(batch) 분석 방식으로 응답속도가 느리고 연속 측정이 어렵다는 단점이 있으므로 오답.
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50. 자동제어의 일반적인 동작순서로 옳은 것은?

  1. 검출 → 판단 → 비교 → 조작
  2. 검출 → 비교 → 판단 → 조작
  3. 비교 → 검출 → 판단 → 조작
  4. 비교 → 판단 → 검출 → 조작
(정답률: 78%)
  • 자동제어는 제어량을 검출하여 기준값과 비교하고, 그 오차에 따라 제어 동작을 판단하여 조작하는 순서로 이루어집니다.
    오답 노트
    - 검출 → 판단 → 비교 → 조작: 판단이 비교보다 먼저 이루어질 수 없으므로 오답.
    - 비교 → 검출 → 판단 → 조작: 검출이 비교보다 먼저 이루어져야 하므로 오답.
    - 비교 → 판단 → 검출 → 조작: 검출이 비교와 판단보다 먼저 이루어져야 하므로 오답.
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51. 램, 실린더, 기름탱크 가압펌프 등으로 구성되어 있으며 탄성식 압력계의 일반교정용으로 주로 사용되는 압력계는?

  1. 분동식 압력계
  2. 격막식 압력계
  3. 침종식 압력계
  4. 벨로즈식 압력계
(정답률: 76%)
  • 분동식 압력계는 파스칼의 원리를 이용하여 알려진 질량(분동)으로 압력을 발생시켜 탄성식 압력계의 정밀 교정용 표준기로 사용됩니다.
    오답 노트
    - 격막식 압력계: 압력에 의해 격막의 변형을 측정하는 방식으로, 주로 공정 압력 측정에 사용됩니다.
    - 침종식 압력계: 액체 속에 잠긴 물체의 부력 변화를 이용하는 방식으로, 주로 액체 밀도 측정에 사용됩니다.
    - 벨로즈식 압력계: 압력에 의해 벨로즈(주름관)의 신축을 측정하는 방식으로, 주로 저압 측정에 사용됩니다.
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52. 보일러의 자동제어 중에서 A.C.C.이 나타내는 것은 무엇인가?

  1. 연소제어
  2. 급수제어
  3. 온도제어
  4. 유압제어
(정답률: 76%)
  • A.C.C.는 Automatic Combustion Control의 약자로, 보일러의 연소 효율을 최적화하기 위한 자동 연소 제어 시스템입니다.
    오답 노트:
    급수제어: A.F.C.(Automatic Feedwater Control)에 해당합니다.
    온도제어: A.T.C.(Automatic Temperature Control)에 해당합니다.
    유압제어: 보일러 자동제어의 주요 분류에 직접적으로 해당하지 않습니다.
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53. 화학적 가스분석계인 연소식 O2계의 특징이 아닌 것은?

  1. 원리가 간단하다.
  2. 취급이 용이하다.
  3. 가스의 유량변동에도 오차가 없다.
  4. O2 측정 시 팔라듐계가 이용된다.
(정답률: 68%)
  • 연소식 O2계는 가스 유량 변화에 따라 연소 반응량과 열 발생량이 달라지므로 측정 오차가 발생합니다.
    오답 노트:
    - 원리가 간단하다: 연소식 O2계는 산소와 가연성 가스의 반응열을 이용하는 비교적 간단한 원리를 가집니다.
    - 취급이 용이하다: 구조가 단순하고 견고하여 취급 및 유지보수가 용이한 편입니다.
    - O2 측정 시 팔라듐계가 이용된다: 팔라듐(Pd)은 연소식 O2계에서 산소와 수소의 반응을 촉진하는 촉매로 널리 사용됩니다.
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54. 다음 중 유도단위에 속하지 않는 것은?

  1. 비열
  2. 압력
  3. 습도
  4. 열량
(정답률: 73%)
  • 습도는 두 물리량의 비로 표현되어 단위가 없는 무차원량이기 때문에 유도단위에 속하지 않습니다.
    오답 노트
    - 비열: 에너지, 질량, 온도의 기본 단위를 조합한 유도 단위이므로 오답.
    - 압력: 힘과 면적의 비로 정의되는 유도 단위이므로 오답.
    - 열량: 에너지의 한 형태로, 유도 단위이므로 오답.
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55. 자동제어계와 직접 관련이 없는 장치는?

  1. 기록부
  2. 검출부
  3. 조절부
  4. 조작부
(정답률: 78%)
  • 기록부는 제어 과정의 데이터를 저장하고 표시하는 장치로, 제어 동작 자체에 직접 관여하지 않습니다.
    오답 노트
    * 검출부: 제어량의 상태를 감지하여 제어계로 전달하는 필수 구성 요소입니다.
    * 조절부: 검출된 값과 설정값을 비교하여 조작부에 제어 신호를 보내는 핵심 구성 요소입니다.
    * 조작부: 조절부의 신호를 받아 제어 대상에 직접적인 영향을 주어 제어량을 변화시키는 필수 구성 요소입니다.
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56. 관리의 유속을 피토관으로 측정할 때 마노미터의 수주가 50cm였다. 이때 유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 3.13
  2. 2.21
  3. 1.0
  4. 0.707
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 피토관을 이용한 유속 측정 시 베르누이 방정식을 적용하여 유속을 구합니다.
    $$ v = \sqrt{2gh} $$
    $$ v = \sqrt{2 × 9.81 \text{ m/s}^2 × 0.5 \text{ m}} $$
    $$ v = 3.13 \text{ m/s} $$
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57. 유량 측정기기 중 유체가 흐르는 단면적이 변함으로써 직접 유체의 유량을 읽을 수 있는 기기, 즉 압력차를 측정할 필요가 없는 장치는?

  1. 피토 튜브
  2. 로터 미터
  3. 벤투리 미터
  4. 오리피스 미터
(정답률: 75%)
  • 로터 미터는 유체가 흐르는 단면적이 변함으로써 유량을 직접 지시하는 면적 유량계입니다.
    오답 노트
    * 피토 튜브: 정체압과 정압의 차이(압력차)를 측정하여 유량을 계산하므로 오답.
    * 벤투리 미터: 유로의 축소로 인한 압력차를 측정하여 유량을 계산하므로 오답.
    * 오리피스 미터: 오리피스 판에 의한 압력차를 측정하여 유량을 계산하므로 오답.
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58. 광고온계의 사용상 주의점이 아닌 것은?

  1. 광학계의 먼지, 상처 등을 수시로 점검한다.
  2. 측정자간의 오차가 발생하지 않고 정확하다.
  3. 측정하는 위치와 각도를 같은 조건으로 한다.
  4. 측정체와의 사이에 연기나 먼지 등이 생기지 않도록 주의한다.
(정답률: 78%)
  • 광고온계는 측정 환경, 대상체의 특성, 사용자의 숙련도 등에 따라 오차가 발생할 수 있으므로, 측정자 간 오차가 발생하지 않고 정확하다는 진술은 사실과 다르며, 이는 사용상 주의점이 아닌 기기의 특성에 대한 잘못된 설명이다.
    오답 노트
    * 광학계의 먼지, 상처 등을 수시로 점검한다: 측정 정확도 저하의 원인이 되므로 점검이 필요하다.
    * 측정하는 위치와 각도를 같은 조건으로 한다: 측정 조건 변화에 따른 오차 발생을 방지하기 위해 필요하다.
    * 측정체와의 사이에 연기나 먼지 등이 생기지 않도록 주의한다: 측정 경로 방해로 인한 오차 발생을 방지하기 위해 필요하다.
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59. 열전대 온도계의 보호관으로 사용되는 다음 재료 중 사용 사용 온도가 높은 순으로 옳게 나열된 것은?

  1. 석영관 ＞ 자기관 ＞ 동관
  2. 석영관 ＞ 동관 ＞ 자기관
  3. 자기관 ＞ 석영관 ＞ 동관
  4. 동관 ＞ 자기관 ＞ 석영관
(정답률: 77%)
  • 열전대 보호관의 사용 온도는 재료의 내열성에 따라 결정되며, 자기관은 가장 높은 온도에서, 동관은 가장 낮은 온도에서 사용됩니다.
    오답 노트
    * 석영관 ＞ 자기관 ＞ 동관: 자기관이 석영관보다 사용 온도가 높으므로 오답.
    * 석영관 ＞ 동관 ＞ 자기관: 자기관이 석영관과 동관보다 사용 온도가 높으므로 오답.
    * 동관 ＞ 자기관 ＞ 석영관: 동관은 자기관과 석영관보다 사용 온도가 낮으므로 오답.
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60. 측정하고자 하는 상태량과 독립적 크기를 조정할 수 있는 기준량과 비교하여 측정, 계측하는 방법은?

  1. 보상법
  2. 편위법
  3. 치환법
  4. 영위법
(정답률: 58%)
  • 측정 대상과 기준량의 차이를 0으로 만들어 측정하는 방법입니다.
    오답 노트
    * 보상법: 측정 대상의 효과를 기준량으로 상쇄시키는 방법이므로 오답.
    * 편위법: 측정 대상의 크기에 비례하는 지시값의 편위를 직접 읽어 측정하는 방법이므로 오답.
    * 치환법: 측정 대상과 동일한 효과를 내는 기준량을 찾아 대체하여 측정하는 방법이므로 오답.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 다음 보온재 중 최고안전사용온도가 가장 높은 것은?

  1. 석면
  2. 펄라이트
  3. 폼글라스
  4. 탄화마그네슘
(정답률: 80%)
  • 펄라이트는 화산 유리질 광물을 고온에서 팽창시킨 다공성 물질로, 매우 높은 내열성을 지녀 최고안전사용온도가 가장 높습니다.
    오답 노트
    * 석면: 발암성 물질로 사용이 제한되며, 펄라이트보다 최고안전사용온도가 낮아 오답.
    * 폼글라스: 유리질 재료이나 펄라이트보다 최고안전사용온도가 낮아 오답.
    * 탄화마그네슘: 펄라이트보다 최고안전사용온도가 낮아 오답.
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62. 에너지이용 합리화법에 따라 냉난방온도의 제한 대상 건물에 해당하는 것은?

  1. 연간 에너지사용량이 5백 티오이 이상인 건물
  2. 연간 에너지사용량이 1천 티오이 이상인 건물
  3. 연간 에너지사용량이 1천5백 티오이 이상인 건물
  4. 연간 에너지사용량이 2천 티오이 이상인 건물
(정답률: 86%)
  • 에너지이용 합리화법 시행규칙 제10조의2(냉난방온도 제한 대상 건물)에 따라 연간 에너지사용량이 2천 티오이 이상인 건물은 냉난방온도 제한 대상에 해당합니다.
    오답 노트
    * 연간 에너지사용량이 5백 티오이 이상인 건물: 기준 미달이므로 오답.
    * 연간 에너지사용량이 1천 티오이 이상인 건물: 기준 미달이므로 오답.
    * 연간 에너지사용량이 1천5백 티오이 이상인 건물: 기준 미달이므로 오답.
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63. 중화내화물 중 내마모성이 크며 스폴링을 일으키기 쉬운 것으로 염기성 평로에서 산성 벽돌과 염기성벽돌을 섞어서 축로할 때 서로의 침식을 방지하는 목적으로 사용하는 것은?

  1. 탄소질 벽돌
  2. 크롬질 벽돌
  3. 탄화규소질 벽돌
  4. 폴스테라이트 벽돌
(정답률: 63%)
  • 크롬질 벽돌은 중화내화물로 내마모성이 크고 스폴링에 취약하며, 산성 및 염기성 내화물 사이의 완충재로 사용되어 상호 침식을 방지합니다.
    오답 노트
    - 탄소질 벽돌: 주로 환원 분위기에서 사용되며, 내마모성 및 스폴링 특성이 문제의 설명과 다릅니다.
    - 탄화규소질 벽돌: 열전도율이 높고 고온 강도가 우수하나, 중화내화물로서의 완충 역할과는 거리가 있습니다.
    - 폴스테라이트 벽돌: 염기성 내화물이며, 중화내화물로서의 특성과는 다릅니다.
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64. 에너지이용 합리화법에 따라 산업통상자원부장관은 에너지이용 합리화에 관한 기본계획을 몇 년 마다 수립하여야 하는가?

  1. 3년
  2. 5년
  3. 7년
  4. 10년
(정답률: 83%)
  • 에너지이용 합리화법 제4조에 따라 산업통상자원부장관은 에너지이용 합리화에 관한 기본계획을 5년마다 수립합니다.
    오답 노트:
    - 3년: 에너지이용 합리화법상 기본계획 수립 주기가 아니므로 오답.
    - 7년: 에너지이용 합리화법상 기본계획 수립 주기가 아니므로 오답.
    - 10년: 에너지이용 합리화법상 기본계획 수립 주기가 아니므로 오답.
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65. 용광로를 고로라고도 하는데, 이는 무엇을 제조하는데 사용되는가?

  1. 주철
  2. 주강
  3. 선철
  4. 포금
(정답률: 78%)
  • 용광로(고로)는 철광석을 환원시켜 선철을 제조하는 설비입니다.
    오답 노트:
    - 주철: 선철을 다시 녹여 탄소 함량을 조절하여 만듭니다.
    - 주강: 선철이나 고철을 전기로나 평로에서 정련하여 만듭니다.
    - 포금: 구리, 주석, 아연 등을 주성분으로 하는 합금으로, 철과는 관련이 없습니다.
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66. 노재의 화학적 성질을 잘못 짝지은 것은?

  1. 샤모트질 벽돌 : 산성
  2. 규석질 벽돌 : 산성
  3. 돌로마이트질 벽돌 : 염기성
  4. 크롬질 벽돌 : 염기성
(정답률: 68%)
  • 크롬질 벽돌은 중성 내화벽돌에 해당하므로 염기성으로 짝지은 것은 잘못된 설명입니다.
    오답 노트
    - 샤모트질 벽돌 : 산성: 샤모트질 벽돌은 산성 내화벽돌이므로 올바른 짝입니다.
    - 규석질 벽돌 : 산성: 규석질 벽돌은 산성 내화벽돌이므로 올바른 짝입니다.
    - 돌로마이트질 벽돌 : 염기성: 돌로마이트질 벽돌은 염기성 내화벽돌이므로 올바른 짝입니다.
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67. 다음 중 에너지이용 합리화법에 따라 에너지관리산업기사의 자격을 가진 자가 조종할 수 없는 보일러는?

  1. 용량이 10t/h인 보일러
  2. 용량이 20t/h인 보일러
  3. 용량이 581.5kW인 온수 발생 보일러
  4. 용량이 40t/h인 보일러
(정답률: 79%)
  • 에너지관리산업기사는 에너지이용 합리화법 시행규칙 별표 10에 따라 증기 보일러의 경우 30t/h 미만, 온수 보일러의 경우 17,500kW 미만의 보일러를 조종할 수 있습니다.
    오답 노트:
    - 용량이 10t/h인 보일러: 30t/h 미만이므로 조종 가능합니다.
    - 용량이 20t/h인 보일러: 30t/h 미만이므로 조종 가능합니다.
    - 용량이 581.5kW인 온수 발생 보일러: 17,500kW 미만이므로 조종 가능합니다.
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68. 운요(Ring kiln)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 석회소성용으로 사용된다.
  2. 열효율이 나쁘다.
  3. 소성이 균일하다.
  4. 종이 칸막이가 있다.
(정답률: 78%)
  • 운요는 여러 개의 소성실을 연결하여 연속적으로 벽돌 등을 소성하는 가마로, 종이 칸막이를 사용하여 불길의 진행 방향을 조절합니다.
    오답 노트
    * 석회소성용으로 사용된다: 주로 벽돌, 타일 등 도자기류 소성에 사용되므로 오답.
    * 열효율이 나쁘다: 예열, 소성, 냉각 구역을 통해 열을 회수하여 열효율이 좋은 편이므로 오답.
    * 소성이 균일하다: 연속 소성 방식의 특성상 소성실 내 위치에 따라 소성 정도가 다를 수 있어 오답.
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69. 글로브밸브(globe valve)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유량조절이 용이하므로 자동조절밸브 등에 응용시킬 수 있다.
  2. 유체의 흐름방향이 밸브 몸통 내부에서 변한다.
  3. 디스크 형상에 따라 앵글밸브, Y형밸브, 니들밸브 등으로 분류된다,
  4. 조작력이 적어 고압의 대구경 밸브에 적합하다.
(정답률: 78%)
  • 글로브 밸브는 유체의 흐름 방향이 바뀌고 유체 압력에 의한 저항으로 인해 조작력이 크며, 압력 손실이 커서 고압의 대구경 밸브에는 부적합합니다.
    오답 노트
    * 유량조절이 용이하므로 자동조절밸브 등에 응용시킬 수 있다.: 유량 조절 기능이 뛰어나 제어 밸브로 적합하므로 맞는 설명.
    * 유체의 흐름방향이 밸브 몸통 내부에서 변한다.: 밸브 내부 구조상 유체가 S자 또는 Z자 형태로 흐름 방향이 바뀌므로 맞는 설명.
    * 디스크 형상에 따라 앵글밸브, Y형밸브, 니들밸브 등으로 분류된다.: 글로브 밸브의 다양한 변형 형태로 맞는 설명.
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70. 배관용 강관의 기호로서 틀린 것은?

  1. SPP : 일반배관용 탄소강관
  2. SPPS : 압력배관용 탄소강관
  3. SPHT : 고온배관용 탄소강관
  4. STS : 저온배관용 탄소강관
(정답률: 77%)
  • STS는 스테인리스강관을 나타내는 기호이며, 저온배관용 탄소강관은 SPLT로 표기하므로 설명이 틀렸습니다.
    오답 노트
    * SPP : 일반배관용 탄소강관: SPP는 일반배관용 탄소강관을 나타내는 올바른 기호입니다.
    * SPPS : 압력배관용 탄소강관: SPPS는 압력배관용 탄소강관을 나타내는 올바른 기호입니다.
    * SPHT : 고온배관용 탄소강관: SPHT는 고온배관용 탄소강관을 나타내는 올바른 기호입니다.
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71. 다음 중 연속식 요가 아닌 것은?

  1. 등요
  2. 윤요
  3. 터널요
  4. 고리가마
(정답률: 58%)
  • 등요는 간헐식 요의 일종으로, 연속적으로 소성하는 방식이 아닙니다.
    - 윤요: 대표적인 연속식 요입니다.
    - 터널요: 대표적인 연속식 요입니다.
    - 고리가마: 윤요와 동일한 연속식 요입니다.
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72. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지 수급안정을 위해 에너지 공급을 제한 조치하고자 할 경우, 산업통상자원부장관은 조치 예정일 며칠 전에 이를 에너지공급자 및 에너지 사용자에게 예고하여야 하는가?

  1. 3일
  2. 7일
  3. 10일
  4. 15일
(정답률: 68%)
  • 에너지이용 합리화법에 따라 에너지 수급안정을 위한 에너지 공급 제한 조치는 조치 예정일 7일 전까지 예고해야 합니다.
    오답 노트
    - 3일: 법에서 정한 예고 기간이 아니므로 오답.
    - 10일: 법에서 정한 예고 기간이 아니므로 오답.
    - 15일: 법에서 정한 예고 기간이 아니므로 오답.
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73. 온수탱크의 나면과 보온면으로부터 방산열량을 측정한 결과 각각 1000kcal/m2·h, 300kcal/m2·h 이었을 때, 이 보온재의 보온효율(%)은?

  1. 30
  2. 70
  3. 93
  4. 233
(정답률: 65%)
  • 이 문제는 보온재의 보온효율을 계산하는 문제로, 보온 전후의 방산열량 차이를 보온 전 방산열량으로 나누어 백분율로 나타내는 공식을 사용합니다.
    $$ \text{보온효율}(\%) = \frac{\text{나면 방산열량} - \text{보온면 방산열량}}{\text{나면 방산열량}} × 100 $$
    $$ \text{보온효율}(\%) = \frac{1000 - 300}{1000} × 100 $$
    $$ \text{보온효율}(\%) = 70 $$
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74. 내화 모르타르의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 시공성 및 접착성이 좋아야 한다.
  2. 화학성분 및 광물조성이 내화벽돌과 유사해야 한다.
  3. 건조, 가열 등에 의한 수축 팽창이 커야 한다.
  4. 필요한 내화도를 가져야 한다.
(정답률: 85%)
  • 내화 모르타르는 고온에서 내화벽돌과 함께 구조물의 안정성을 유지해야 하므로 건조 및 가열에 의한 수축 팽창이 작아야 합니다.
    오답 노트
    - 시공성 및 접착성이 좋아야 한다.: 내화벽돌을 견고하게 접착하고 작업 효율을 높이기 위해 필요한 조건입니다.
    - 화학성분 및 광물조성이 내화벽돌과 유사해야 한다.: 내화벽돌과의 화학적 반응을 최소화하고 열팽창 계수를 유사하게 하여 구조적 안정성을 확보하기 위함입니다.
    - 필요한 내화도를 가져야 한다.: 고온 환경에서 제 기능을 유지하기 위해 내화벽돌과 동등하거나 그 이상의 내화도를 가져야 합니다.
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75. 다이어프램 밸브(diaphragm valve)의 특징이 아닌 것은?

  1. 유체의 흐름이 주는 영향이 비교적 적다.
  2. 기밀을 유지하기 위한 패킹이 불필요하다.
  3. 주된 용도가 유체의 역류를 방지하기 위한 것이다.
  4. 산 등의 화학 약품을 차단하는데 사용하는 밸브이다.
(정답률: 81%)
  • 다이어프램 밸브의 주된 용도는 유량 조절 및 차단이며, 유체의 역류 방지는 체크 밸브의 주된 기능이다.
    오답 노트:
    - 유체의 흐름이 주는 영향이 비교적 적다: 유로가 비교적 매끄러워 유체 저항이 적으므로 오답.
    - 기밀을 유지하기 위한 패킹이 불필요하다: 다이어프램이 유체와 외부를 분리하여 패킹이 필요 없으므로 오답.
    - 산 등의 화학 약품을 차단하는데 사용하는 밸브이다: 다이어프램 재질 선택으로 부식성 유체에 강하므로 오답.
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76. 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기의 적용범위에 해당하는 것은?

  1. 최고사용압력이 0.05MPa 이고, 동체의 안지름이 300mm 이며, 길이가 500mm인 강철제보일러
  2. 정격용량이 0.3MW인 철금속가열로
  3. 내용적 0.05m3, 최고사용압력이 0.3Mpa인 기체를 보유하는 2종 압력용기
  4. 가스사용량이 10kg/h인 소형온수보일러
(정답률: 57%)
  • 에너지이용 합리화법 시행규칙에 따라 내용적 0.022m³ 이상이고 최고사용압력 0.2Mpa 이상인 2종 압력용기는 검사대상기기에 해당합니다.
    오답 노트
    * 최고사용압력이 0.05MPa 이고, 동체의 안지름이 300mm 이며, 길이가 500mm인 강철제보일러: 동체의 안지름이 300mm 이하이고 길이가 600mm 이하이므로 검사대상기기에서 제외됩니다.
    * 정격용량이 0.3MW인 철금속가열로: 정격용량이 0.5MW 미만이므로 검사대상기기에서 제외됩니다.
    * 가스사용량이 10kg/h인 소형온수보일러: 소형온수보일러는 일반적으로 전열면적 또는 동체 크기가 작아 검사대상기기에서 제외됩니다.
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77. 에너지이용 합리화법에 따라 검사를 받아야 하는 검사대상기기 중 소형온수보일러의 적용범위 기준은?

  1. 가스사용량이 10kg/h를 초과하는 보일러
  2. 가스사용량이 17kg/h를 초과하는 보일러
  3. 가스사용량이 21kg/h를 초과하는 보일러
  4. 가스사용량이 25kg/h를 초과하는 보일러
(정답률: 80%)
  • 에너지이용 합리화법 시행규칙 별표 1에 따라 검사대상기기 중 소형온수보일러는 가스사용량이 17kg/h를 초과하는 보일러를 기준으로 합니다.
    오답 노트
    - 가스사용량이 10kg/h를 초과하는 보일러: 기준 미달로 오답.
    - 가스사용량이 21kg/h를 초과하는 보일러: 기준 초과로 오답.
    - 가스사용량이 25kg/h를 초과하는 보일러: 기준 초과로 오답.
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78. 요로의 정의가 아닌 것은?

  1. 전열을 이용한 가열장치
  2. 원재료의 산화반응을 이용한 장치
  3. 연료의 환원반응을 이용한 장치
  4. 열원에 따라 연료의 발열반응을 이용한 장치
(정답률: 63%)
  • 요로는 주로 연료의 연소열을 이용하여 물질을 가열하는 장치이며, 원재료 자체의 산화반응을 주된 작동 원리로 이용하지는 않습니다.
    오답 노트
    * 전열을 이용한 가열장치: 요로는 열을 전달하여 물질을 가열하는 장치이므로 요로의 정의에 해당합니다.
    * 연료의 환원반응을 이용한 장치: 일부 요로(예: 용광로)에서는 연료가 환원제로 작용하여 환원반응을 일으키므로 요로의 기능 중 하나로 볼 수 있습니다.
    * 열원에 따라 연료의 발열반응을 이용한 장치: 요로는 연료의 연소(발열반응)를 통해 열을 발생시키는 것이 일반적이므로 요로의 정의에 해당합니다.
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79. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지다소비사업자가 그 에너지사용시설이 있는 지역을 관할하는 시·도지사에게 신고하여야 하는 사항이 아닌 것은?

  1. 전년도의 분기별 에너지 사용량·제품생산량
  2. 해당연도의 분기별 에너지사용예정량·제품생산예정량
  3. 내년도의 분기별 에너지이용 합리화 계획
  4. 에너지사용기자개의 현황
(정답률: 61%)
  • 에너지다소비사업자가 시·도지사에게 신고해야 하는 사항은 전년도 및 해당 연도의 에너지 사용량 및 생산량, 에너지사용기자재 현황 등이며, 내년도의 구체적인 분기별 에너지이용 합리화 계획은 직접적인 신고 대상이 아닙니다.
    오답 노트
    * 전년도의 분기별 에너지 사용량·제품생산량: 에너지이용 합리화법 시행령 제15조제1항제1호에 따른 신고 사항입니다.
    * 해당연도의 분기별 에너지사용예정량·제품생산예정량: 에너지이용 합리화법 시행령 제15조제1항제2호에 따른 신고 사항입니다.
    * 에너지사용기자개의 현황: 에너지이용 합리화법 시행령 제15조제1항제3호에 따른 신고 사항입니다.
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80. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지다소비사업자에게 에너지손실요인의 개선명령을 할수 있는 자는?

  1. 산업통상자원부장관
  2. 시·도지사
  3. 한국에너지공단이사장
  4. 에너지관리진단기관협회장
(정답률: 70%)
  • 에너지이용 합리화법 제10조에 따라 에너지다소비사업자의 에너지손실요인 개선명령은 산업통상자원부장관의 권한입니다.
    오답 노트
    - 시·도지사: 에너지이용 합리화법상 에너지손실요인 개선명령 권한이 없어 오답.
    - 한국에너지공단이사장: 에너지이용 합리화법상 개선명령 권한이 없으며, 공단은 주로 지원 및 관리 업무를 수행하므로 오답.
    - 에너지관리진단기관협회장: 법적 권한이 없는 민간 협회장이므로 오답.
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5과목: 열설비설계

81. 노통 보일러의 수면계 최저 수위 부착 기준으로 옳은 것은?

  1. 노통 최고부 위 50 mm
  2. 노통 최고부 위 100 mm
  3. 연관의 최고부 위 10 mm
  4. 연소실 천정관 최고부 위 연관길이의 1/3
(정답률: 81%)
  • 노통 보일러의 수면계 최저 수위는 노통의 과열을 방지하기 위해 노통 최고부보다 충분히 높게 유지되어야 합니다.
    오답 노트
    - 노통 최고부 위 50 mm: 노통의 안전한 수위 유지를 위한 최소 기준에 미달하여 오답.
    - 연관의 최고부 위 10 mm: 연관이 아닌 노통의 최고부가 기준이며, 10 mm는 너무 낮은 수위이므로 오답.
    - 연소실 천정관 최고부 위 연관길이의 1/3: 노통 보일러 수면계 최저 수위 부착 기준에 해당하지 않으므로 오답.
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82. 증기 및 온수보일러를 포함한 주철제 보일러의 최고 사용 압력이 0.43MPa 이하일 경우의 수압시험 압력은?

  1. 0.2MPa로 한다.
  2. 최고사용압력의 2배의 압력으로 한다.
  3. 최고사용압력의 2.5배의 압력으로 한다.
  4. 최고사용압력의 1.3배에 0.3MPa를 더한 압력으로 한다.
(정답률: 64%)
  • 이 문제는 주철제 보일러의 수압시험 압력에 대한 안전 기준을 묻는 암기 문제입니다.
    주철제 보일러의 수압시험 압력은 최고사용압력의 2배로 규정되어 있습니다.
    오답 노트
    - 0.2MPa로 한다.: 최고사용압력에 비례하지 않고 특정 압력으로 고정하는 것은 해당 규정과 맞지 않아 오답.
    - 최고사용압력의 2.5배의 압력으로 한다.: 주철제 보일러의 수압시험 압력 기준인 2배와 달라 오답.
    - 최고사용압력의 1.3배에 0.3MPa를 더한 압력으로 한다.: 강철제 보일러 등 다른 종류의 보일러에 적용되는 수압시험 압력 기준이므로 오답.
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83. 수관식보일러에서 핀패널식 튜브가 한쪽 면에 방사열, 다른 면에는 접촉열을 받을 경우 열전달계수를 얼마로 하여 전열면적을 계산하는가?

  1. 0.4
  2. 0.5
  3. 0.7
  4. 1.0
(정답률: 51%)
  • 수관식보일러에서 핀패널식 튜브가 한쪽 면에 방사열, 다른 면에 접촉열을 받을 경우 전열면적 계산 시 적용하는 열전달계수는 0.7이다.
    오답 노트
    - 0.4: 평활관이 한쪽 면에만 방사열을 받을 때 적용하는 계수이므로 오답.
    - 0.5: 평활관이 양쪽 면에 방사열을 받을 때 적용하는 계수이므로 오답.
    - 1.0: 전열면적 전체가 100% 유효하다고 가정하는 이상적인 경우이므로 오답.
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84. 순환식(자연 또는 강제) 보일러가 아닌 것은?

  1. 타쿠마 보일러
  2. 야로우 보일러
  3. 벤손 보일러
  4. 라몬트 보일러
(정답률: 56%)
  • 벤손 보일러는 관류 보일러로, 드럼이 없어 순환 시스템이 없는 비순환식 보일러입니다.
    오답 노트
    * 타쿠마 보일러: 자연 순환식 보일러이므로 오답.
    * 야로우 보일러: 자연 순환식 보일러이므로 오답.
    * 라몬트 보일러: 강제 순환식 보일러이므로 오답.
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85. 다음 그림의 용접이음에서 생기는 인장응력은 약 몇 kgf/cm2인가?

  1. 1250
  2. 1400
  3. 1550
  4. 1600
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 인장응력(σ)을 구하는 것으로, 작용하는 힘(P)을 힘이 작용하는 단면적(A)으로 나눈 값으로 계산합니다.
    $$ σ = \frac{P}{A} $$
    주어진 힘 P는 42000 kgf입니다.
    용접이음의 단면적 A는 용접 길이(폭) 280 mm와 용접 두께(판 두께) 12 mm를 곱하여 구합니다.
    단, 문제에서 요구하는 단위가 kgf/cm²이므로, 면적을 cm²로 환산해야 합니다.
    $$ 280 mm = 28 cm $$
    $$ 12 mm = 1.2 cm $$
    $$ σ = \frac{42000 \text{ kgf}}{(280 \text{ mm} × 12 \text{ mm})} = \frac{42000 \text{ kgf}}{(28 \text{ cm} × 1.2 \text{ cm})} $$
    $$ σ = \frac{42000 \text{ kgf}}{33.6 \text{ cm}^2} $$
    $$ σ = 1250 \text{ kgf/cm}^2 $$
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86. 보일러 부하의 급변으로 인하여 동 수면에서 작은 입자의 물방울이 증기와 혼입하여 튀어 오르는 현상을 무엇이라고 하는가?

  1. 캐리오버
  2. 포밍
  3. 프라이밍
  4. 피팅
(정답률: 78%)
  • 프라이밍은 보일러 부하의 급변으로 인해 증기 속에 물방울이 섞여 나가는 현상을 말합니다.
    오답 노트
    - 캐리오버: 증기와 함께 물이 운반되는 현상을 통칭하는 용어이므로 오답.
    - 포밍: 보일러 수면에서 거품이 발생하는 현상이므로 오답.
    - 피팅: 금속 표면에 국부적으로 발생하는 부식 현상이므로 오답.
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87. 노통 보일러에 두께 13mm 이하의 경판을 부착하였을 때 가셋 스테이의 하단과 노통 상단과의 완충폭(브레이징 스페이스)은 몇 mm 이상으로 하여야 하는가?

  1. 230 mm
  2. 260 mm
  3. 280 mm
  4. 300 mm
(정답률: 60%)
  • 노통 보일러의 경판 두께가 13mm 이하일 경우, 가셋 스테이 하단과 노통 상단 사이의 완충폭은 230mm 이상으로 규정되어 있습니다.
    오답 노트
    - 260 mm: 규정된 완충폭이 아니므로 오답.
    - 280 mm: 규정된 완충폭이 아니므로 오답.
    - 300 mm: 규정된 완충폭이 아니므로 오답.
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88. 수관식과 비교하여 노통연관식 보일러의 특징으로 옳은 것은?

  1. 설치 면적이 크다.
  2. 연소실을 자유로운 형상으로 만들 수 있다.
  3. 파열시 비교적 위험하다.
  4. 청소가 곤란하다.
(정답률: 56%)
  • 노통연관식 보일러는 수관식 보일러에 비해 보일러 내부에 많은 양의 물을 저장하고 있어, 파열 시 증기 폭발 에너지가 훨씬 커서 위험성이 높습니다.
    오답 노트
    * 설치 면적이 크다: 노통연관식 보일러는 수관식에 비해 일반적으로 설치 면적이 작습니다.
    * 연소실을 자유로운 형상으로 만들 수 있다: 노통연관식 보일러는 연소실(노통)의 형상이 원통형으로 제한되어 자유로운 형상으로 만들기 어렵습니다.
    * 청소가 곤란하다: 노통연관식 보일러는 수관식에 비해 물때(스케일) 청소가 비교적 용이합니다.
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89. 전열면에 비등 기포가 생겨 열유속이 급격하게 증대하며, 가열면상에 서로 다른 기포의 발생이 나타나는 비등과정을 무엇이라고 하는가?

  1. 단상액체 자연대류
  2. 핵비등(nucleate boiling)
  3. 천이비등(transition boiling)
  4. 포밍(foaming)
(정답률: 79%)
  • 핵비등은 가열면의 핵생성점에서 기포가 발생하여 성장하고 이탈하며 열유속이 크게 증가하는 비등 과정입니다.
    오답 노트
    - 단상액체 자연대류: 상변화 없이 밀도차에 의해 액체가 순환하며 열을 전달하는 과정이므로 오답.
    - 천이비등(transition boiling): 핵비등 이후 불안정한 증기막으로 인해 열유속이 감소하는 영역이므로 오답.
    - 포밍(foaming): 액체 표면에 거품이 형성되는 현상으로, 비등 열전달 과정과는 직접적인 관련이 없어 오답.
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90. 보일러의 열정산시 출열 항목이 아닌 것은?

  1. 배기가스에 의한 손실열
  2. 발생증기 보유열
  3. 불완전연소에 의한 손실열
  4. 공기의 현열
(정답률: 81%)
  • 보일러의 열정산에서 공기의 현열은 연소에 필요한 공기가 가지고 들어오는 열량으로 입열 항목에 해당하며, 보일러에서 나가는(출열) 항목이 아니다.
    오답 노트
    * 배기가스에 의한 손실열: 보일러 외부로 배출되는 손실열이므로 출열 항목이다.
    * 발생증기 보유열: 보일러에서 생산되어 외부로 나가는 유효 출열 항목이다.
    * 불완전연소에 의한 손실열: 연소 과정에서 발생하는 손실열로, 보일러의 출열 항목에 포함된다.
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91. 과열기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보일러에서 발생한 포화증기를 가열하여 증기의 온도를 높이는 장치이다.
  2. 저압 보일러의 효율을 상승시키기 위하여 주로 사용된다.
  3. 증기의 열에너지가 기 열손실이 많아질 수 있다.
  4. 고온부식의 우려와 연소가스의 저항으로 압력손실이 크다.
(정답률: 47%)
  • 과열기는 주로 고압 보일러에서 증기 터빈의 효율을 높이고 습증기 발생을 방지하기 위해 사용됩니다.
    오답 노트:
    보일러에서 발생한 포화증기를 가열하여 증기의 온도를 높이는 장치이다: 과열기의 주된 기능은 포화증기를 과열증기로 만들어 온도를 높이는 것입니다.
    증기의 열에너지가 기 열손실이 많아질 수 있다: 과열증기는 온도가 높아 주변으로의 열손실 가능성이 커집니다.
    고온부식의 우려와 연소가스의 저항으로 압력손실이 크다: 고온 환경으로 인한 부식 위험이 있고, 증기 및 연소가스 흐름에 저항이 발생하여 압력손실이 생깁니다.
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92. 온수보일러에 있어서 급탕량이 500kg/h 이고 공급 주관의 온수온도가 80℃, 환수 주관의 온수온도가 50℃ 이라 할 때, 이 보일러의 출력은? (단, 물의 평균 비열은 1kcal/kg·℃이다.)

  1. 10000kcal/h
  2. 12500kcal/h
  3. 15000kcal/h
  4. 17500kcal/h
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 온수보일러의 출력을 구하는 것으로, 물의 질량 유량, 비열, 그리고 온도 변화를 이용하여 열량(출력)을 계산합니다.
    $$ Q = m · c · (T_{공급} - T_{환수}) $$
    $$ Q = 500 \text{ kg/h} · 1 \text{ kcal/kg·℃} · (80 \text{ ℃} - 50 \text{ ℃}) $$
    $$ Q = 15000 \text{ kcal/h} $$
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93. 용접봉 피복제의 역할이 아닌 것은?

  1. 용융금속의 정련작용을 하며 탈산제 역할을 한다.
  2. 용융금속의 급냉을 촉진시킨다.
  3. 용융금속에 필요한 원소를 보충해 준다.
  4. 피복제의 강도를 증가시킨다.
(정답률: 75%)
  • 용접봉 피복제는 용융금속을 대기로부터 보호하고 냉각 속도를 조절하여 급냉을 방지하며, 오히려 적절한 냉각 속도를 유지하여 건전한 용접부를 형성하도록 돕는다. 따라서 용융금속의 급냉을 촉진시키는 것은 피복제의 역할이 아니다.
    오답 노트:
    - 용융금속의 정련작용을 하며 탈산제 역할을 한다.
    - 피복제는 용융금속 내의 불순물을 제거하고 산화를 방지하는 정련 및 탈산 작용을 한다.
    - 용융금속에 필요한 원소를 보충해 준다.
    - 피복제는 용접 금속의 기계적 성질을 향상시키기 위해 합금 원소를 첨가하는 역할을 한다.
    - 피복제의 강도를 증가시킨다.
    - 피복제는 용접봉의 취급 및 보관 시 손상을 방지하기 위해 적절한 강도를 유지해야 하며, 이는 피복제의 중요한 특성 중 하나이다.
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94. 보일러 수의 분출 목적이 아닌 것은?

  1. 물의 순환을 촉진한다.
  2. 가성취화를 방지한다.
  3. 프라이밍 및 포밍을 촉진한다.
  4. 관수의 pH를 조절한다.
(정답률: 83%)
  • 보일러 수의 분출은 프라이밍 및 포밍을 유발하는 불순물 농도를 낮춰 이를 방지하는 것이 목적입니다.
    오답 노트
    - 물의 순환을 촉진한다: 분출은 슬러지 및 불순물을 제거하여 물의 원활한 순환을 돕습니다.
    - 가성취화를 방지한다: 분출은 농축된 알칼리성 물질을 제거하여 가성취화를 방지합니다.
    - 관수의 pH를 조절한다: 분출은 불순물 농도를 조절하여 관수의 pH를 적정하게 유지하는 데 기여합니다.
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95. 보일러의 노통이나 화실과 같은 원통 부분이 외측으로부터의 압력에 견딜 수 없게 되어 눌려 찌그러져 찢어지는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 블리스터
  2. 압궤
  3. 팽출
  4. 라미네이션
(정답률: 86%)
  • 보일러의 노통이나 화실과 같은 원통 부분이 외측으로부터의 압력에 견디지 못하고 눌려 찌그러져 찢어지는 현상은 압궤(Collapse)입니다.
    오답 노트
    - 블리스터: 금속 표면에 기포처럼 부풀어 오르는 현상.
    - 팽출: 내부 압력에 의해 보일러 튜브나 드럼의 일부가 바깥쪽으로 부풀어 오르는 현상.
    - 라미네이션: 금속 재료 내부에 층상으로 분리되는 결함.
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96. 스팀 트랩(steam trap)을 부착 시 얻는 효과가 아닌 것은?

  1. 베이퍼락 현상을 방지한다.
  2. 응축수로 인한 설비의 부식을 방지한다.
  3. 응축수를 배출함으로써 수격작용을 방지한다.
  4. 관내 유체의 흐름에 대한 마찰 저항을 감소시킨다.
(정답률: 56%)
  • 스팀 트랩은 응축수와 비응축성 가스를 배출하여 증기 시스템의 효율을 높이는 장치이며, 베이퍼락 현상 방지는 직접적인 효과가 아닙니다.
    오답 노트
    * 응축수로 인한 설비의 부식을 방지한다: 응축수 제거로 부식 방지.
    * 응축수를 배출함으로써 수격작용을 방지한다: 응축수 제거로 수격작용 방지.
    * 관내 유체의 흐름에 대한 마찰 저항을 감소시킨다: 응축수 제거로 증기 흐름 개선 및 마찰 저항 감소.
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97. 스케일(scale)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 스케일로 인하여 연료소비가 많아진다.
  2. 스케일은 규산칼슘, 황산칼슘이 주성분이다.
  3. 스케일로 인하여 배기가스의 온도가 낮아진다.
  4. 스케일은 보일러에서 열전도의 방해물질이다.
(정답률: 81%)
  • 스케일은 열전도율이 낮아 보일러 내부에서 열 전달을 방해하므로, 연소 가스의 열이 물로 효율적으로 전달되지 못해 배기가스의 온도는 오히려 높아집니다.
    오답 노트
    * 스케일로 인하여 연료소비가 많아진다: 스케일은 열효율을 저하시켜 동일한 열량을 얻기 위해 더 많은 연료를 소모하게 합니다.
    * 스케일은 규산칼슘, 황산칼슘이 주성분이다: 스케일은 주로 물 속의 칼슘, 마그네슘 염류와 규산염 등이 침전되어 형성됩니다.
    * 스케일은 보일러에서 열전도의 방해물질이다: 스케일은 열전도율이 매우 낮아 보일러 튜브와 물 사이의 열 전달을 심각하게 방해합니다.
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98. 보일러의 일상점검 계획에 해당하지 않는 것은?

  1. 급수배관 점검
  2. 압력계 상태점검
  3. 자동제어장치 점검
  4. 연료의 수요량 점검
(정답률: 79%)
  • 연료의 수요량 점검은 보일러의 일상점검보다는 운영 계획 및 관리 영역에 해당합니다.
    오답 노트
    * 급수배관 점검: 보일러의 정상적인 운전을 위한 필수 일상점검 항목.
    * 압력계 상태점검: 보일러의 안전 운전 상태를 확인하는 중요한 일상점검 항목.
    * 자동제어장치 점검: 보일러의 안정적인 운전과 효율 유지를 위한 일상점검 항목.
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99. 열교환기의 격벽을 통해 정상적으로 열교환이 이루어지고 있을 경우 단위시간에 대한 교환열량 q(열유속, kcal/m2·h)의 식은? (단, Q는 열교환량(kcal/h), A는 전열면적(m2)이다.)

(정답률: 72%)
  • 열교환기의 격벽을 통해 정상적으로 열교환이 이루어지고 있을 경우, 단위시간에 대한 교환열량 q(열유속, kcal/m2·h)의 식은 다음과 같다.

    q = Q / (A × ΔT)

    여기서 Q는 열교환량(kcal/h), A는 전열면적(m2), ΔT는 열교환기의 입구와 출구 사이의 온도차이(℃)이다.

    따라서, 열교환기의 격벽을 통해 정상적으로 열교환이 이루어지고 있을 경우, 단위시간에 대한 교환열량 q는 열교환량 Q를 전열면적 A와 온도차이 ΔT로 나눈 값이다.

    정답인 ""은 이 식에서 유도된 결과이다.
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100. 10kg/cm2의 압력하에 2000kg/h로 증발하고 있는 보일러의 급수온도가 20℃ 일 때 환산증발량은? (단, 발생증기의 엔탈피는 600kcal/kg이다.)

  1. 2152kg/h
  2. 3124kg/h
  3. 4562kg/h
  4. 5260kg/h
(정답률: 36%)
  • 이 문제는 보일러의 환산증발량을 구하는 것으로, 실제 증발량과 발생 증기 및 급수의 엔탈피, 그리고 100℃ 포화증기의 잠열을 이용하여 계산합니다.
    $$ E = W × \frac{H_s - H_f}{L_0} $$
    $$ E = 2000 × \frac{600 - 20}{539} $$
    $$ E = 2152 \text{ kg/h} $$
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