에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2017-09-23)

에너지관리기사
(2017-09-23 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 단일기체 10Nm3의 연소가스를 분석한 결과 CO2 : 8Nm3, CO: 2Nm3, H2O : 20Nm3을 얻었다면 이 기체연료는?

  1. CH4
  2. C2H2
  3. C2H4
  4. C2H6
(정답률: 71%)
  • 이 문제는 연소 반응에서 탄소와 수소 원자의 보존 법칙과 기체 반응의 부피 관계(게이-뤼삭의 법칙)를 이용하여 미지 연료를 식별하는 문제입니다. 주어진 연소 생성물의 부피로부터 연료의 탄소와 수소 원자 수를 역추적하여 보기의 연료와 비교합니다.
    연소 생성물로부터 연료의 탄소(C) 및 수소(H) 원자 수를 계산합니다.
    $$ \text{연료의 C 원자 수} = \text{CO}_2 \text{ 부피} + \text{CO 부피} $$
    $$ \text{연료의 H 원자 수} = 2 × \text{H}_2\text{O 부피} $$
    주어진 데이터(연료 10 Nm³, CO₂ 8 Nm³, CO 2 Nm³, H₂O 20 Nm³)를 대입합니다.
    $$ \text{연료 10 Nm}^3 \text{의 C 원자 수} = 8 \text{ Nm}^3 (\text{CO}_2) + 2 \text{ Nm}^3 (\text{CO}) = 10 \text{ Nm}^3 $$
    $$ \text{연료 10 Nm}^3 \text{의 H 원자 수} = 2 × 20 \text{ Nm}^3 (\text{H}_2\text{O}) = 40 \text{ Nm}^3 $$
    따라서 연료 1 Nm³당 탄소 원자 1개, 수소 원자 4개가 포함되어야 합니다. 이는 메탄(CH₄)의 분자식과 정확히 일치합니다.
    $$ \text{연료 1 Nm}^3 \text{당 C 원자 1개, H 원자 4개} \Rightarrow \text{CH}_4 $$
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2. 공기를 사용하여 중유를 무화시키는 형식으로 아래의 조건을 만족하면서 부하변동이 많은데 가장 적합한 버너의 형식은?

  1. 로터리식
  2. 저압기류식
  3. 고압기류식
  4. 유압식
(정답률: 68%)
  • 고압기류식 버너는 고압의 공기를 사용하여 중유를 미세하게 무화시키며, 넓은 유량 조절 범위(1:10 정도)를 가져 부하 변동에 유연하게 대응할 수 있습니다. 또한, 점도가 높은 중유도 효과적으로 무화할 수 있고, 연소 시 소음이 발생하며 분무각도가 좁은 특징을 가집니다. 이 모든 조건이 고압기류식 버너의 특성과 일치합니다.
    오답 노트:
    - 로터리식: 유량 조절 범위가 1:4~1:5 정도로 좁아 부하 변동이 많은 경우에 적합하지 않습니다.
    - 저압기류식: 저압의 공기를 사용하므로 점도가 높은 중유의 무화 성능이 고압기류식에 비해 떨어집니다.
    - 유압식: 연료 자체의 압력을 이용하여 무화하며, 유량 조절 범위가 1:2~1:3 정도로 매우 좁아 부하 변동이 많은 경우에 부적합합니다. 또한, 공기를 주된 무화 매체로 사용하지 않습니다.
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3. 중량비로 탄소 84%, 수소 13%, 유황 2%의 조성으로 되어 있는 경유의 이론공기량은 약 몇 Nm3/kg인가?

  1. 5
  2. 7
  3. 9
  4. 11
(정답률: 55%)
  • 이 문제는 연료의 조성(탄소, 수소, 유황)을 이용하여 이론공기량을 계산하는 문제입니다. 각 성분별로 필요한 산소량을 계산한 후, 이를 공기량으로 환산하는 공식을 적용합니다.
    $$ V_{a0} = \frac{1}{0.21} \left( 1.867 C + 5.6 H + 0.7 S \right) $$
    $$ V_{a0} = \frac{1}{0.21} \left( 1.867 × 0.84 + 5.6 × 0.13 + 0.7 × 0.02 \right) $$
    $$ V_{a0} \approx 11.0 \text{ Nm}^3/\text{kg} $$
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4. 산포식 스토커를 이용한 강제통풍일 때 일반적인 화격자 부하는 어느 정도인가?

  1. 90 ~ 110 kg/m2·h
  2. 150 ~ 200 kg/m2·h
  3. 210 ~ 250 kg/m2·h
  4. 260 ~ 300 kg/m2·h
(정답률: 74%)
  • 산포식 스토커를 이용한 강제통풍 방식의 화격자 부하는 일반적으로 150 ~ 200 kg/m2·h 범위가 표준입니다.
    오답 노트
    - 90 ~ 110 kg/m2·h: 이 범위는 자연통풍 방식이나 체인 스토커 등 상대적으로 낮은 화격자 부하를 가질 때 해당하므로 오답.
    - 210 ~ 250 kg/m2·h: 산포식 스토커의 일반적인 강제통풍 부하보다 높은 값으로, 특수한 고부하 조건이나 다른 스토커 방식에 해당할 수 있어 오답.
    - 260 ~ 300 kg/m2·h: 산포식 스토커의 일반적인 강제통풍 부하를 훨씬 초과하는 매우 높은 값으로, 일반적인 운전 조건에 해당하지 않으므로 오답.
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5. 기체연료의 체적 분석결과 H2가 45%, CO가 40%, CH4가 15%이다. 이 연료 1m3를 연소하는데 필요한 이론공기량은 몇 m3인가?(단, 공기 중의 산소 : 질소의 체적비는 1 : 3.77이다.)

  1. 3.12
  2. 2.14
  3. 3.46
  4. 4.43
(정답률: 46%)
  • 이 문제는 각 기체 연료 성분의 연소 반응식을 통해 필요한 이론 산소량을 계산하고, 이를 합산하여 이론 공기량을 구하는 문제입니다.
    $$ V_{Air} = \left( V_{H_2} × 0.5 + V_{CO} × 0.5 + V_{CH_4} × 2 \right) × (1 + 3.77) $$
    $$ V_{Air} = \left( 0.45 × 0.5 + 0.40 × 0.5 + 0.15 × 2 \right) × 4.77 $$
    $$ V_{Air} = 3.46 \text{ m}^3 $$
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6. 다음 중 연소온도에 직접적인 영향을 주는 요소로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 공기 중의 산소농도
  2. 연료의 저위발열량
  3. 연소실의 크기
  4. 공기비
(정답률: 80%)
  • 연소실의 크기는 연소 반응 자체의 온도보다는 연소 가스의 체류 시간, 열 손실률, 또는 연소 효율에 더 큰 영향을 미칩니다.
    오답 노트
    * 공기 중의 산소농도: 산소 농도가 높을수록 연소 반응이 활발해지고 발열량이 증가하여 연소 온도가 높아집니다.
    * 연료의 저위발열량: 연료가 연소 시 방출하는 열량으로, 발열량이 높을수록 연소 온도가 높아집니다.
    * 공기비: 연소에 필요한 공기량의 비율로, 과도한 공기나 부족한 공기는 연소 온도를 낮춥니다.
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7. 공기나 연료의 예열효과에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 연소실 온도를 높게 유지
  2. 착화열을 감소시켜 연료를 절약
  3. 연소효율 향상과 연소상태의 안정
  4. 이론공기량이 감소함
(정답률: 70%)
  • 공기나 연료의 예열은 연소 반응에 필요한 화학양론적 공기량에는 영향을 주지 않습니다.
    오답 노트
    - 연소실 온도를 높게 유지: 예열은 연소실 온도를 높게 유지하여 연소 효율을 증대시킵니다.
    - 착화열을 감소시켜 연료를 절약: 예열은 착화 온도를 낮춰 착화열을 줄이고 연료 절약에 기여합니다.
    - 연소효율 향상과 연소상태의 안정: 예열은 연소 반응을 촉진하여 연소 효율을 높이고 연소 상태를 안정화합니다.
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8. 1차, 2차 연소 중 2차 연소에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 불완전 연소에 의해 발생한 미연가스가 연도 내에서 다시 연소하는 것
  2. 공기보다 먼저 연료를 공급했을 경우 1차, 2차 반응에 의해서 연소하는 것
  3. 완전 연소에 의한 연소가스가 2차 공기에 의해서 폭발되는 것
  4. 점화할 때 착화가 늦었을 경우 재 점화에 의해서 연소하는 것
(정답률: 85%)
  • 불완전 연소로 발생한 미연가스가 연도 등에서 다시 연소하는 현상이 2차 연소입니다.
    오답 노트
    * 공기보다 먼저 연료를 공급했을 경우 1차, 2차 반응에 의해서 연소하는 것: 1차, 2차 반응에 의한 연소는 2차 연소의 정의가 아님.
    * 완전 연소에 의한 연소가스가 2차 공기에 의해서 폭발되는 것: 완전 연소 시에는 미연가스가 발생하지 않으며, 폭발이 아닌 재연소임.
    * 점화할 때 착화가 늦었을 경우 재 점화에 의해서 연소하는 것: 착화 지연 후 재점화는 2차 연소의 정의가 아님.
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9. 다음 연소범위에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 온도가 높아지면 좁아진다.
  2. 압력이 상승하면 좁아진다.
  3. 연소상한계 이상의 농도에서는 산소농도가 너무 높다
  4. 연소하한계 이하의 농도에서는 가연성 증기의 농도가 너무 낮다.
(정답률: 64%)
  • 연소하한계는 연소가 가능한 최소한의 가연성 증기 농도를 의미하므로, 그 이하에서는 가연성 증기가 부족하여 연소가 일어나지 않습니다.
    오답 노트
    * 온도가 높아지면 좁아진다: 온도가 높아지면 연소범위는 넓어진다.
    * 압력이 상승하면 좁아진다: 압력이 상승하면 연소범위는 넓어진다.
    * 연소상한계 이상의 농도에서는 산소농도가 너무 높다: 연소상한계 이상의 농도에서는 가연성 증기의 농도가 너무 높아 산소 농도가 상대적으로 부족하다.
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10. 다음 중 중유의 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 점도에 따라 1, 2, 3급 중유로 구분한다.
  2. 원소 조성은 H가 가장 많다.
  3. 비중은 약 0.72 ~ 0.76 정도이다.
  4. 인화점은 약 60 ~ 150℃ 정도이다.
(정답률: 72%)
  • 중유의 인화점은 일반적으로 60 ~ 150℃ 범위에 해당합니다.
    오답 노트
    - 점도에 따라 1, 2, 3급 중유로 구분한다: 중유는 유동점 또는 황 함량에 따라 분류하거나, KS 규격에 따라 1호, 2호, 3호 중유 등으로 구분합니다.
    - 원소 조성은 H가 가장 많다: 원소 조성은 탄소(C)가 가장 많습니다.
    - 비중은 약 0.72 ~ 0.76 정도이다: 비중은 약 0.9 ~ 1.0 이상 정도입니다.
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11. 폭굉 현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 확산이나 열전도의 영향을 주로 받는 기체역학적 현상이다.
  2. 물질 내에 충격파가 발생하여 반응을 일으킨다.
  3. 충격파에 의해 유지되는 화학 반응 현상이다.
  4. 반응의 전파속도가 그 물질 내에서 음속보다 빠른 것을 말한다.
(정답률: 69%)
  • 폭굉은 확산이나 열전도의 영향이 아닌, 충격파에 의해 전파되는 초음속 연소 현상이다.
    오답 노트
    - 물질 내에 충격파가 발생하여 반응을 일으킨다: 폭굉은 충격파에 의해 반응이 개시되고 전파되는 현상이다.
    - 충격파에 의해 유지되는 화학 반응 현상이다: 폭굉은 충격파가 반응을 유지시키는 특징을 가진다.
    - 반응의 전파속도가 그 물질 내에서 음속보다 빠른 것을 말한다: 폭굉은 연소파의 전파속도가 음속보다 빠른 초음속 연소 현상이다.
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12. 연료시험에 사용되는 장치 중에서 주로 기체연료 시험에 사용되는 것은?

  1. 세이볼트(saybolt) 점도계
  2. 톰슨(Thomson) 열량계
  3. 오르잣(Orsat) 분석장치
  4. 펜스키 마텐스(Pensky martens) 장치
(정답률: 64%)
  • 오르잣 분석장치는 기체 연료의 연소 가스 성분(CO₂, O₂, CO 등)을 분석하여 연소 효율을 측정하는 데 주로 사용됩니다.
    오답 노트
    - 세이볼트(saybolt) 점도계: 액체 연료의 점도를 측정하는 장치이므로 오답.
    - 톰슨(Thomson) 열량계: 고체 및 액체 연료의 발열량을 측정하는 장치이므로 오답.
    - 펜스키 마텐스(Pensky martens) 장치: 액체 연료의 인화점 및 연소점을 측정하는 장치이므로 오답.
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13. 다음 중 중유 첨가제의 종류에 포함되지 않는 것은?

  1. 슬러지 분산제
  2. 안티녹제
  3. 조연제
  4. 부식방지제
(정답률: 67%)
  • 안티녹제는 휘발유의 노킹 방지를 위한 첨가제로, 중유 첨가제와는 관련이 없습니다.
    오답 노트
    - 슬러지 분산제: 중유 내 슬러지 침전 방지 및 분산을 위해 사용되는 첨가제이므로 오답.
    - 조연제: 중유의 연소 효율을 높이고 불완전 연소를 줄이기 위해 사용되는 첨가제이므로 오답.
    - 부식방지제: 중유 연소 시 발생하는 황산화물 등에 의한 보일러 및 엔진 부식을 방지하기 위해 사용되는 첨가제이므로 오답.
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14. 다음 집진장치의 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 사이클론 집진기는 분진이 포함된 가스를 선회운동 시켜 원심력에 의해 분진을 분리한다.
  2. 전기식 집진장치는 대치시킨 2개의 전극사이에 고압의 교류전장을 가해 통과하는 미립자를 집진하는 장치이다.
  3. 가스흡입구에 벤투리관을 조합하여 먼지를 세정하는 장치를 벤투리 스크러버라 한다.
  4. 백 필터는 바닥을 위쪽으로 달아메고 하부에서 백내부로 송입하여 집전하는 방식이다.
(정답률: 58%)
  • 전기식 집진장치는 대치시킨 2개의 전극사이에 고압의 직류전장을 가해 통과하는 미립자를 집진하는 장치입니다. 교류전장이 아닌 직류전장을 사용하므로 해당 설명은 옳지 않습니다.
    사이클론 집진기는 분진이 포함된 가스를 선회운동 시켜 원심력에 의해 분진을 분리한다: 원심력을 이용한 건식 집진장치이므로 옳은 설명입니다.
    가스흡입구에 벤투리관을 조합하여 먼지를 세정하는 장치를 벤투리 스크러버라 한다: 벤투리관을 이용하여 가스를 가속시키고 액적과 충돌시켜 먼지를 제거하는 습식 집진장치이므로 옳은 설명입니다.
    백 필터는 바닥을 위쪽으로 달아메고 하부에서 백내부로 송입하여 집전하는 방식이다: 여과포를 이용하여 분진을 포집하는 방식이며, 해당 설명은 백 필터의 일반적인 작동 방식 중 하나이므로 옳은 설명입니다.
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15. 탄화수소계 연료(CxHy)를 연소시켜 얻은 연소생성물을 분석한 결과 CO2 9%, CO 1%, O2 8%, N2 82%의 체적비를 얻었다. y/x의 값은 얼마인가?

  1. 1.52
  2. 1.72
  3. 1.92
  4. 2.12
(정답률: 47%)
  • 이 문제는 연소생성물 분석을 통해 연료의 탄소(C)와 수소(H) 원자비를 계산하는 문제입니다.
    질소(N2)를 기준으로 공급 공기량을 파악하고, 산소(O2) 균형을 통해 수소량을 도출합니다.
    $$탄소 원자수 (x) = CO_2 몰수 + CO 몰수$$

    $$공급된 산소(O_2) 몰수 = N_{2, 배기가스} \times \frac{21}{79}$$

    $$수소(H) 연소에 사용된 산소(O_2) 몰수 = 공급된 산소(O_2) 몰수 - (자유 O_2 몰수 + CO_2 몰수 + \frac{CO 몰수}{2})$$

    $$수소 원자수 (y) = 수소(H) 연소에 사용된 산소(O_2) 몰수 \times 4$$

    $$\frac{y}{x}$$

    $$x = 9 + 1 = 10$$

    $$공급된 산소(O_2) 몰수 = 82 \times \frac{21}{79} \approx 21.80886$$

    $$수소(H) 연소에 사용된 산소(O_2) 몰수 = 21.80886 - (8 + 9 + \frac{1}{2}) = 21.80886 - 17.5 = 4.30886$$

    $$y = 4.30886 \times 4 = 17.23544$$

    $$\frac{y}{x} = \frac{17.23544}{10}$$

    $$\frac{y}{x} = 1.72$$
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16. 다음의 무게조성을 가진 중유의 저위발열량은 약 몇 kcal/kg인가? (단, 아래의 조성은 중유 1kg당 함유된 각 성분의 양이다.)

  1. 8600
  2. 10590
  3. 13600
  4. 17600
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 중유의 무게조성을 이용하여 저위발열량을 계산하는 문제입니다. 듀롱(Dulong)의 공식을 적용하여 저위발열량을 구합니다.
    $$ H_l = 8100C + 28800H + 2500S - 600W $$
    (단, C, H, S, W는 연료 중 탄소, 수소, 황, 수분의 중량 백분율을 소수점으로 나타낸 값)
    주어진 조성은 다음과 같습니다.
    $$ C = 84% = 0.84 $$
    $$ H = 13% = 0.13 $$
    O = 0.5% = 0.005 (이 공식에서는 직접 사용되지 않습니다.)
    $$ S = 2% = 0.02 $$
    $$ W = 0.5% = 0.005 $$
    $$ H_l = 8100 × 0.84 + 28800 × 0.13 + 2500 × 0.02 - 600 × 0.005 $$
    $$ H_l = 6804 + 3744 + 50 - 3 = 10595 $$
    따라서 중유의 저위발열량은 약 10595 kcal/kg이며, 보기 중 가장 가까운 값은 10590 kcal/kg입니다.
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17. 다음 연소반응식 중 옳은 것은?

  1. C2H6 + 3O2 → 2CO2 + 4H2O
  2. C3H3 + 5O2 → 2CO2 + 6H2O
  3. C4H10 + 6O2 → 4CO2 + 5H20
  4. CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
(정답률: 81%)
  • 이 문제는 화학 반응식에서 원자의 종류와 수가 반응 전후에 보존되어야 한다는 질량 보존의 법칙을 이해하고 있는지 묻는 문제입니다.
    CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O 반응식은 탄소(C), 수소(H), 산소(O) 원자의 수가 반응물과 생성물 양쪽에서 모두 일치하므로 올바른 연소반응식입니다.
    오답 노트
    * C₂H₆ + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O: 수소 원자 수와 산소 원자 수가 맞지 않아 오답.
    * C₃H₃ + 5O₂ → 2CO₂ + 6H₂O: 탄소 원자 수와 수소 원자 수가 맞지 않아 오답.
    * C₄H₁₀ + 6O₂ → 4CO₂ + 5H₂O: 산소 원자 수가 맞지 않아 오답.
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18. (CO2max)가 24.0%, (CO2)가 14.2% (CO)가 3.0%라면 연소가스 중의 산소는 약 몇 % 인가?

  1. 3.8
  2. 5.0
  3. 7.1
  4. 10.1
(정답률: 45%)
  • 이 문제는 연소가스 중의 산소량을 계산하는 문제로, 최대 이산화탄소량, 실제 이산화탄소량, 일산화탄소량을 이용하여 공기비와 연소가스 중 산소 농도 관계식을 적용합니다.
    $$ O_2 = O_{2,air} × \frac{CO_{2max} - CO_2 - \frac{CO}{2}}{CO_{2max}} $$
    (단, 공기 중 산소 농도 O_{2,air}는 20.5%를 적용합니다.)
    $$ O_2 = 20.5 × \frac{24.0 - 14.2 - \frac{3.0}{2}}{24.0} $$
    $$ O_2 = 7.1 $$
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19. 다음 대기오염 방지를 위한 집진장치 중 습식집진장치에 해당하지 않는 것은?

  1. 백필터
  2. 충진탑
  3. 벤츄리 스크러버
  4. 사이클론 스크러버
(정답률: 78%)
  • 백필터는 여과포를 이용하여 분진을 포집하는 건식 집진장치입니다.
    오답 노트
    - 충진탑: 액체를 분사하여 오염물질을 제거하는 습식 집진장치입니다.
    - 벤츄리 스크러버: 벤츄리 효과를 이용하여 액적과 분진을 충돌시켜 포집하는 습식 집진장치입니다.
    - 사이클론 스크러버: 사이클론의 원리에 액체를 분사하여 분진을 포집하는 습식 집진장치입니다.
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20. 다음 중 착화온도가 가장 높은 연료는?

  1. 갈탄
  2. 메탄
  3. 중유
  4. 목탄
(정답률: 68%)
  • 메탄은 다른 보기의 고체 및 액체 연료에 비해 착화온도가 높은 기체 연료입니다.
    오답 노트:
    - 갈탄: 저급 석탄으로 착화온도가 낮습니다.
    - 중유: 액체 연료로 메탄보다 착화온도가 낮습니다.
    - 목탄: 고체 연료로 메탄보다 착화온도가 낮습니다.
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2과목: 열역학

21. 다음 중 압력이 일정한 상태에서 온도가 변하였을 때의 체적팽창계수 β에 관한 식으로 옳은 것은? (단, 식에서 V는 부피 T는 온도, P는 압력을 의미한다.)

(정답률: 61%)
  • 체적팽창계수 β는 압력이 일정한 상태에서 단위 부피당 온도 변화에 따른 부피의 상대적 변화율을 나타냅니다.
    $$ β = \frac{1}{V} \left( \frac{\partial V}{\partial T} \right)_P $$
    제시된 다른 보기들은 체적팽창계수의 정의와 일치하지 않으므로 오답입니다.
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22. 이상적인 카르노(Carnot) 사이클의 구성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 2개의 등온과정과 2개의 단열과정으로 구성된 가역 사이클이다.
  2. 2개의 등온과정과 2개의 정압과정으로 구성된 가역 사이클이다.
  3. 2개의 등온과정과 2개의 단열과정으로 구성된 비가역 사이클이다.
  4. 2개의 등온과정과 2개의 정압과정으로 구정된 비가역 사이클이다.
(정답률: 65%)
  • 카르노 사이클은 두 개의 등온 과정과 두 개의 단열 과정으로 이루어진 이상적인 가역 열기관 사이클이다.
    오답 노트:
    - 2개의 등온과정과 2개의 정압과정으로 구성된 가역 사이클이다: 정압 과정이 아닌 단열 과정으로 구성된다.
    - 2개의 등온과정과 2개의 단열과정으로 구성된 비가역 사이클이다: 카르노 사이클은 이상적인 가역 사이클이다.
    - 2개의 등온과정과 2개의 정압과정으로 구정된 비가역 사이클이다: 정압 과정이 아닌 단열 과정으로 구성되며, 비가역이 아닌 가역 사이클이다.
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23. 폐쇄계에서 경로 A→C→B를 따라 110J의 열이 계로 들어오고 50J의 일을 외부에 할 경우 B→D→A를 따라라 계가 되돌아 올 때 계가 40J의 일을 받는다면 이 과정에서 계는 얼마의 열을 방출 또는 흡수하는가?

  1. 30J 방출
  2. 30J 흡수
  3. 100J 방출
  4. 100J 흡수
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 열역학 제1법칙을 이용하여 폐쇄계의 순환 과정에서 열과 일의 관계를 계산합니다.
    $$ Δ U = Q - W $$
    $$ Δ U_{cycle} = Δ U_{ACB} + Δ U_{BDA} = 0 $$
    $$ Δ U_{ACB} = Q_{ACB} - W_{ACB} $$
    $$ Δ U_{BDA} = Q_{BDA} - W_{BDA} $$
    $$ Δ U_{ACB} = 110J - 50J = 60J $$
    $$ Δ U_{BDA} = -Δ U_{ACB} = -60J $$
    $$ Q_{BDA} = Δ U_{BDA} + W_{BDA} = -60J + (-40J) $$
    $$ Q_{BDA} = -100J $$
    계산 결과 Q_BDA가 음수이므로 100J의 열을 방출합니다.
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24. 다음 중 수증기를 사용하는 증기동력 사이클은?

  1. 랭킨 사이클
  2. 오토 사이클
  3. 디젤 사이클
  4. 브레이턴 사이클
(정답률: 74%)
  • 랭킨 사이클은 물을 작동 유체로 사용하여 증기를 발생시키고 이를 통해 동력을 얻는 증기 동력 사이클입니다.
    오답 노트
    * 오토 사이클: 가솔린 기관의 이론 사이클로, 공기와 연료 혼합물을 작동 유체로 사용합니다.
    * 디젤 사이클: 디젤 기관의 이론 사이클로, 공기와 연료를 작동 유체로 사용합니다.
    * 브레이턴 사이클: 가스터빈 기관의 이론 사이클로, 주로 공기를 작동 유체로 사용합니다.
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25. 그림은 단열, 등압, 등온, 등적을 나타내는 압력(P)-부피(V), 온도(T)-엔트로피(S) 선도이다. 각 과정에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. a는 등적과정이고 4는 가역단열과정이다.
  2. b는 등온과정이고 3은 가역단열과정이다.
  3. c는 등적과정이고 2는 등압과정이다.
  4. d는 등적과정이고 4는 가역단열과정이다.
(정답률: 67%)
  • P-V 선도에서 부피가 일정한 과정은 수직선이며 등적과정이고, T-S 선도에서 엔트로피가 일정한 과정은 수직선이며 가역단열과정입니다.
    * a는 등적과정이고 4는 가역단열과정이다: a는 압력이 일정한 등압과정이다.
    * b는 등온과정이고 3은 가역단열과정이다: 3은 엔트로피가 변하는 등압 또는 등적과정이다.
    * c는 등적과정이고 2는 등압과정이다: c는 부피가 변하는 등온 또는 단열과정이다.
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26. 1MPa의 포화증기가 등온상태에서 압력이 700kPa까지 내려갈 때 최종상태는?

  1. 과열증기
  2. 습증기
  3. 포화증기
  4. 포화액
(정답률: 58%)
  • 등온 과정에서 포화증기의 압력이 포화압력보다 낮아지면, 해당 압력에서의 포화온도보다 실제 온도가 높아지므로 과열증기가 됩니다.
    오답 노트
    - 습증기: 압력이 낮아지면서 온도가 해당 압력의 포화온도보다 높아졌으므로 오답.
    - 포화증기: 압력이 낮아지면 포화온도도 낮아지는데, 온도는 일정하게 유지되었으므로 오답.
    - 포화액: 증기 상태에서 압력만 낮아졌으므로 오답.
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27. 이상기체 2kg을 정압과정으로 50℃에서 150℃로 가열할 때, 필요한 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 이 기체의 정적비열은 3.1kJ/(kg·K)이고, 기체상수는 2.1kJ/(kg·K))

  1. 210
  2. 310
  3. 620
  4. 1040
(정답률: 47%)
  • 이 문제는 이상기체의 정압과정에서 필요한 열량을 계산하기 위해 정압비열과 온도 변화를 이용하는 문제입니다.
    $$ c_p = c_v + R $$
    $$ c_p = 3.1 + 2.1 $$
    $$ c_p = 5.2 \text{ kJ/(kg·K)} $$
    $$ Q = m · c_p · Δ T $$
    $$ Q = 2 · 5.2 · (150 - 50) $$
    $$ Q = 1040 \text{ kJ} $$
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28. 비가역 사이클에 대한 클라시우스(Clausius)의 적분에 대하여 옳은 것은? (단, Q는 열량, T는 온도이다.)

(정답률: 65%)
  • 비가역 사이클에 대한 클라시우스의 적분은 항상 0보다 작습니다.
    오답 노트:
    - $$\oint \frac{δ Q}{T} = 0$$: 가역 사이클에 대한 클라시우스의 적분입니다.
    - $$\oint \frac{δ Q}{T} > 0$$: 열역학 제2법칙에 위배되므로 불가능합니다.
    - $$\oint \frac{δ Q}{T} \ge 0$$: 열역학 제2법칙에 위배되므로 불가능합니다.
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29. 다음 중 열역학 제1법칙을 설명한 것으로 가장 옳은 것은?

  1. 제3의 물체와 열평형에 있는 두 물체는 그들 상호간에도 열평형에 있으며, 물체의 온도는 서로 같다.
  2. 열을 일로 변환할 때 또는 일을 열로 변환할 때 전체 계의 에너지 총량은 변하지 않고 일정하다.
  3. 흡수한 열을 전부 일로 바꿀 수는 없다.
  4. 절대 영도 즉 0K에는 도달할 수 없다.
(정답률: 82%)
  • 열역학 제1법칙은 에너지 보존 법칙으로, 에너지는 형태를 바꿀 뿐 생성되거나 소멸되지 않고 총량이 일정하게 보존됨을 의미합니다.
    오답 노트
    - 제3의 물체와 열평형에 있는 두 물체는 그들 상호간에도 열평형에 있으며, 물체의 온도는 서로 같다: 열역학 제0법칙에 대한 설명이므로 오답.
    - 흡수한 열을 전부 일로 바꿀 수는 없다: 열역학 제2법칙에 대한 설명이므로 오답.
    - 절대 영도 즉 0K에는 도달할 수 없다: 열역학 제3법칙에 대한 설명이므로 오답.
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30. 일반적으로 사용되는 냉매로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 암모니아
  2. 프레온
  3. 이산화탄소
  4. 오산화인
(정답률: 76%)
  • 오산화인은 강력한 흡습제로, 냉매로 사용되지 않습니다.
    오답 노트
    * 암모니아: 산업용으로 널리 사용되는 대표적인 냉매입니다.
    * 프레온: 과거부터 현재까지 다양한 종류가 냉매로 사용되어 왔습니다.
    * 이산화탄소: 친환경 냉매로 각광받으며 사용 범위가 확대되고 있습니다.
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31. 다음 중 과열증기(superheated steam)의 상태가 아닌 것은?

  1. 주어진 압력에서 포화증기 온도보다 높은 온도
  2. 주어진 비체적에서 포화증기 압력보다 높은 압력
  3. 주어진 온도에서 포화증기 비체적보다 낮은 비체적
  4. 주어진 온도에서 포화증기 엔탈피보다 높은 엔탈피
(정답률: 72%)
  • "주어진 온도에서 포화증기 비체적보다 낮은 비체적"은 과열증기의 상태가 아닙니다. 이유는 포화증기는 압력과 온도가 정해져 있을 때 존재하는 상태이며, 이 상태에서 더 높은 온도나 압력을 가하면 과열증기가 생성됩니다. 따라서, 주어진 온도에서 포화증기 비체적보다 낮은 비체적은 포화증기의 상태가 아니므로 과열증기가 아닙니다.
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32. 저위발열량 40000kJ/kg인 연료를 쓰고 있는 열기관에서 이 열이 전부 일로 바꾸어지고, 연료 소비량이 20kg/h이라면 발생되는 동력은약 몇 kW인가?

  1. 110
  2. 222
  3. 346
  4. 820
(정답률: 65%)
  • 이 문제는 연료의 저위발열량과 소비량을 이용하여 열기관에서 발생되는 동력을 계산합니다.
    $$ P = LHV × \dot{m} × \frac{1}{3600} $$
    $$ P = 40000 \text{ kJ/kg} × 20 \text{ kg/h} × \frac{1}{3600} \text{ h/s} $$
    $$ P \approx 222.22 \text{ kW} $$
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33. N2와 O2의 기체상수는 각각 0.297 kJ/(kg·K) 및 0.260 kJ/(kg·K)이다 N2가 0.7kg, O2가 0.3kg인 혼합 가스의 기체상수는약 몇 kJ/(kg·K)인가?

  1. 0.213
  2. 0.254
  3. 0.286
  4. 0.312
(정답률: 61%)
  • 혼합 가스의 기체상수는 각 성분 기체의 질량 가중 평균으로 계산합니다.
    $$ R_{mix} = \frac{m_{N_2} R_{N_2} + m_{O_2} R_{O_2}}{m_{N_2} + m_{O_2}} $$
    $$ R_{mix} = \frac{(0.7 \text{ kg} · 0.297 \text{ kJ/(kg·K)}) + (0.3 \text{ kg} · 0.260 \text{ kJ/(kg·K)})}{0.7 \text{ kg} + 0.3 \text{ kg}} $$
    $$ R_{mix} = 0.286 \text{ kJ/(kg·K)} $$
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34. 밀폐계의 등온과정에서 이상기체가 행한 단위 질량당 일은?(단, 압력과 부피는 P1, V1에서 P2, V2로 변하며 T는 온도, R은 기체상수이다.)

  3. (P2-P1)(V2-V1)
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 밀폐계의 이상기체 등온과정에서 행한 단위 질량당 일의 공식을 적용하여 구합니다.
    $$ w = \int_{V_1}^{V_2} P dv $$
    이상기체의 상태방정식은 PV = mRT 이므로, 압력 P는 P = \frac{mRT}{V} 입니다. 여기서 R은 기체상수, T는 온도, m은 질량입니다. 단위 질량당 일 w를 구하기 위해 P = \frac{RT}{v} (여기서 v는 비체적, R은 비기체상수)로 표현할 수 있습니다.
    $$ w = \int_{v_1}^{v_2} \frac{RT}{v} dv $$
    $$ w = RT \ln \left( \frac{v_2}{v_1} \right) $$
    등온과정에서 이상기체는 P_1 V_1 = P_2 V_2 (또는 P_1 v_1 = P_2 v_2) 관계를 만족하므로, 비체적의 비는 압력의 비로 나타낼 수 있습니다.
    $$ P_1 v_1 = P_2 v_2 \implies \frac{v_2}{v_1} = \frac{P_1}{P_2} $$
    따라서 단위 질량당 일은 다음과 같습니다.
    $$ w = RT \ln \left( \frac{P_1}{P_2} \right) $$
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35. 성능계수가 5.0, 압축기에서 냉매의 단위 질량당 압축하는데 요구되는 에너지는 200kJ/kg인 냉동기에서 냉동능력 1kW당 냉매의 순환량(kg/h)은?

  1. 1.8
  2. 3.6
  3. 5.0
  4. 20.0
(정답률: 58%)
  • 이 문제는 냉동기의 성능계수(COP) 정의와 냉동능력, 냉매의 비냉동능력, 그리고 냉매 순환량 사이의 관계를 이용하여 계산합니다.
    냉매의 비냉동능력(q_e)은 성능계수(COP)와 압축기에서 냉매의 단위 질량당 압축에 필요한 에너지(w_{in})를 통해 구할 수 있습니다.
    $$ q_e = COP × w_{in} $$
    $$ q_e = 5.0 × 200 \text{ kJ/kg} $$
    $$ q_e = 1000 \text{ kJ/kg} $$
    냉동능력 1kW는 1kJ/s이므로, 냉매의 순환량(\dot{m})은 냉동능력을 비냉동능력으로 나누어 구할 수 있습니다.
    $$ \dot{m} = \frac{\text{냉동능력}}{q_e} $$
    $$ \dot{m} = \frac{1 \text{ kW}}{1000 \text{ kJ/kg}} = \frac{1 \text{ kJ/s}}{1000 \text{ kJ/kg}} $$
    $$ \dot{m} = 0.001 \text{ kg/s} $$
    냉매의 순환량을 kg/h 단위로 변환합니다.
    $$ \dot{m}_{\text{kg/h}} = \dot{m}_{\text{kg/s}} × 3600 \text{ s/h} $$
    $$ \dot{m}_{\text{kg/h}} = 0.001 \text{ kg/s} × 3600 \text{ s/h} $$
    $$ \dot{m}_{\text{kg/h}} = 3.6 \text{ kg/h} $$
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36. 디젤 사이클에서 압축비가 20, 단절비(cut-offratio)가 1.7일 때 열효율은 약 몇 %인가? (단, 비열비는 1.4 이다.)

  1. 43
  2. 66
  3. 72
  4. 84
(정답률: 60%)
  • 디젤 사이클에서 열효율은 1 - (1/압축비)^(γ-1) x (단절비)^(1-γ)으로 계산할 수 있다. 여기서 γ는 비열비를 나타낸다. 따라서 이 문제에서는 압축비가 20, 단절비가 1.7, 비열비가 1.4인 경우를 대입하여 계산하면 된다.

    열효율 = 1 - (1/20)^(1.4-1) x (1.7)^(1-1.4) = 0.66

    따라서, 이 문제에서는 열효율이 66%이다. 이는 보기 중에서 "66"이 정답인 이유이다.
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37. 다음 중 랭킨사이클의 열효율을 높이는 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 복수기의 압력을 상승시킨다.
  2. 사이클의 최고 온도를 높인다.
  3. 보일러의 압력을 상승시킨다.
  4. 재열기를 사용하여 재열 사이클로 운전한다.
(정답률: 73%)
  • 복수기의 압력을 상승시키면 열을 방출하는 평균 온도가 높아져 사이클의 열효율이 감소합니다.
    오답 노트
    * 사이클의 최고 온도를 높인다: 열을 공급하는 평균 온도가 높아져 열효율이 증가하므로 오답.
    * 보일러의 압력을 상승시킨다: 열을 공급하는 평균 온도가 높아져 열효율이 증가하므로 오답.
    * 재열기를 사용하여 재열 사이클로 운전한다: 터빈 출구의 습도를 낮추고 열 공급 평균 온도를 높여 열효율이 증가하므로 오답.
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38. 온도와 관련된 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 온도 측정의 타당성에 대한 근거는 열역학 제 0법칙이다.
  2. 온도가 0℃에서 10℃로 변화하면 온도는0K에서 283.15K로 변화한다.
  3. 섭씨온도는 물의 어는점과 끓는점을 기준으로 삼는다.
  4. SI단위계에서 온도의 단위는 켈빈 단위를 사용한다.
(정답률: 82%)
  • 섭씨 0도는 절대 0K가 아니며, 섭씨 온도 변화와 켈빈 온도 변화는 동일하지만 기준점이 다르므로 해당 보기는 옳지 않습니다.
    오답 노트
    - 온도 측정의 타당성에 대한 근거는 열역학 제 0법칙이다: 열역학 제 0법칙은 온도의 존재와 측정의 기초를 제공하므로 옳은 설명입니다.
    - 섭씨온도는 물의 어는점과 끓는점을 기준으로 삼는다: 섭씨온도는 물의 어는점을 0℃, 끓는점을 100℃로 정의하므로 옳은 설명입니다.
    - SI단위계에서 온도의 단위는 켈빈 단위를 사용한다: 켈빈(K)은 국제단위계(SI)에서 온도의 기본 단위이므로 옳은 설명입니다.
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39. 압력이 100kPa인 공기를 정적과정으로 200kPa의 압력이 되었다. 그 후 정압과정으로 비체적이 1m3/kg에서 2m3/kg으로 변하였다고 할 때 이 과정 동안의 총 엔트로피의 변화량은 약 몇 kJ/(kg·K)인가? (단, 공기의 정적비열은 0.7kJ/(kg·K), 정압비열은 1.0 kJ/(kg·K))

  1. 0.31
  2. 0.52
  3. 1.04
  4. 1.18
(정답률: 35%)
  • 이 문제는 이상 기체의 정적 과정과 정압 과정에서의 총 엔트로피 변화량을 계산하는 문제입니다. 각 과정별 엔트로피 변화 공식을 적용하여 합산합니다.
    $$ Δ s_{total} = Δ s_{정적} + Δ s_{정압} $$
    $$ Δ s_{정적} = C_v \ln\left(\frac{P_2}{P_1}\right) $$
    $$ Δ s_{정압} = C_p \ln\left(\frac{v_3}{v_2}\right) $$
    $$ Δ s_{total} = 0.7 \ln\left(\frac{200}{100}\right) + 1.0 \ln\left(\frac{2}{1}\right) $$
    $$ Δ s_{total} = 0.7 \ln(2) + 1.0 \ln(2) = (0.7 + 1.0) \ln(2) = 1.7 × 0.6931 \approx 1.178 $$
    $$ Δ s_{total} \approx 1.18 $$
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40. 역 카르노 사이클로 작동하는 냉동사이클이 있다. 저온부가 -10℃로 유지되고, 고온부가 40℃로 유지되는 상태를 A상태라고 하고, 저온부가 0℃, 고온부가 50℃로 유지되는 상태를 B상태라 할 때, 성능계수는 어느 상태의 냉동사이클이 얼마나 더 높은가?

  1. A상태의 사이클이 약 0.8만큼 높다.
  2. A상태의 사이클이 약 0.2만큼 높다.
  3. B상태의 사이클이 약 0.8만큼 높다
  4. B상태의 사이클이 약 0.2만큼 높다.
(정답률: 64%)
  • 이 문제는 역 카르노 사이클 냉동기의 성능계수(COP)를 계산하는 문제입니다. 성능계수는 저온부와 고온부의 절대온도를 이용하여 구할 수 있습니다.
    $$ COP_R = \frac{T_L}{T_H - T_L} $$
    A상태의 성능계수 계산:
    $$ 저온부 T_L = -10℃ = 263 \text{ K}, 고온부 T_H = 40℃ = 313 \text{ K} $$
    $$ COP_{R,A} = \frac{263 \text{ K}}{313 \text{ K} - 263 \text{ K}} $$
    $$ COP_{R,A} = 5.26 $$
    B상태의 성능계수 계산:
    $$ 저온부 T_L = 0℃ = 273 \text{ K}, 고온부 T_H = 50℃ = 323 \text{ K} $$
    $$ COP_{R,B} = \frac{273 \text{ K}}{323 \text{ K} - 273 \text{ K}} $$
    $$ COP_{R,B} = 5.46 $$
    두 상태의 성능계수 비교:
    $$ COP_{R,B} - COP_{R,A} = 5.46 - 5.26 $$
    $$ COP_{R,B} - COP_{R,A} = 0.20 $$
    따라서 B상태의 냉동사이클 성능계수가 A상태보다 약 0.2만큼 더 높습니다.
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3과목: 계측방법

41. 다음 중 가스분석 측정법이 아닌 것은?

  1. 오르사트법
  2. 적외선 흡수법
  3. 플로우 노즐법
  4. 가스크로마토그래피법
(정답률: 67%)
  • 플로우 노즐법은 유체의 유량을 측정하는 방법이지, 가스의 성분을 분석하는 방법이 아닙니다.
    오답 노트
    * 오르사트법: 가스 성분(CO2, O2, CO 등)을 화학적으로 흡수하여 분석하는 방법입니다.
    * 적외선 흡수법: 특정 가스가 적외선을 흡수하는 원리를 이용하여 가스 농도를 측정하는 방법입니다.
    * 가스크로마토그래피법: 혼합 가스를 분리하여 각 성분의 종류와 양을 분석하는 방법입니다.
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42. 마노미터의 종류 중 압력 계산 시 유체의 밀도에는 무관하고 단지 마노미터 액의 밀도에만 관계되는 마노미터는?

  1. open-end 마노미터
  2. sealed-end 마노미터
  3. 차압(differential) 마노미터
  4. open-end 마노미터와 sealed-end 마노미터
(정답률: 69%)
  • 차압 마노미터는 두 지점 사이의 압력 차이를 측정하며, 특히 기체의 압력 차이를 측정할 때 측정 대상 기체의 밀도가 마노미터 액의 밀도에 비해 매우 작아 무시할 수 있으므로, 압력 계산 시 유체의 밀도에는 무관하고 마노미터 액의 밀도에만 관계된다.
    오답 노트
    * open-end 마노미터: 개방형 마노미터는 대기압을 기준으로 게이지 압력을 측정하며, 측정 대상 유체가 액체일 경우 유체의 밀도가 압력 계산에 영향을 미치므로 오답.
    * sealed-end 마노미터: 밀폐형 마노미터는 절대 압력을 측정하며, 측정 대상 유체가 액체일 경우 유체의 밀도가 압력 계산에 영향을 미치므로 오답.
    * open-end 마노미터와 sealed-end 마노미터: 두 마노미터 모두 측정 대상 유체가 액체일 경우 유체의 밀도가 압력 계산에 영향을 미치므로 오답.
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43. 다음 중 바이메탈온도계의 측온 범위는?

  1. -200℃ ~ 200℃
  2. -30℃ ~ 360℃
  3. -50℃ ~ 500℃
  4. -100℃ ~ 700℃
(정답률: 68%)
  • 바이메탈 온도계는 두 종류의 금속 팽창률 차이를 이용하며, 일반적으로 -50℃ ~ 500℃ 범위에서 사용됩니다.
    오답 노트
    * -200℃ ~ 200℃: 바이메탈 온도계의 일반적인 측정 범위가 아니며, 특히 저온 측정에 부적합합니다.
    * -30℃ ~ 360℃: 바이메탈 온도계의 일반적인 최대 측정 온도보다 낮습니다.
    * -100℃ ~ 700℃: 바이메탈 온도계의 일반적인 최저 및 최고 측정 범위를 벗어납니다.
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44. 수지관 속에 비중이 0.9인 기름이 흐르고 있다. 아래 그림과 같이 액주계를 설치하였을때 압력계의 지시값은 몇 kg/cm2인가?

  1. 0.001
  2. 0.01
  3. 0.1
  4. 1.0
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 U자관 액주계를 이용한 압력 측정 문제로, 양쪽 액면의 압력 평형 원리를 이용하여 압력계의 지시값을 계산합니다.
    먼저, 각 유체의 밀도를 계산합니다.
    $$ 기름의 밀도 (ρ_oil) = 비중 × 물의 밀도 = 0.9 × 1000 kg/m³ = 900 kg/m³ $$
    $$ 수은의 밀도 (ρ_Hg) = 비중 × 물의 밀도 = 13.55 × 1000 kg/m³ = 13550 kg/m³ $$
    액주계의 압력 평형식을 세우면 다음과 같습니다. (대기압은 0으로 간주)
    $$ P_x = g · (\rho_{Hg} · h_{Hg} - \rho_{oil} · h_{oil}) $$
    여기에 주어진 값을 대입합니다. (g = 9.81 m/s², h_Hg = 20 cm = 0.2 m, h_oil = 3 m)
    $$ P_x = 9.81 · (13550 · 0.2 - 900 · 3) $$
    $$ P_x = 9.81 · (2710 - 2700) $$
    $$ P_x = 9.81 · 10 = 98.1 \text{ Pa} $$
    계산된 압력(Pa)을 kg/cm² 단위로 변환합니다. (1 kgf/cm² = 98066.5 Pa)
    $$ P_x = \frac{98.1}{98066.5} \approx 0.001 \text{ kg/cm}^2 $$
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45. 연소 가스 중의 CO와 H2의 측정에 주로 사용되는 가스 분석계는?

  1. 과잉공기계
  2. 질소가스계
  3. 미연소가스계
  4. 탄산가스계
(정답률: 72%)
  • 미연소가스계는 연소 과정에서 완전히 연소되지 않고 남은 CO와 H₂ 같은 가연성 가스를 측정하는 데 사용됩니다.
    오답 노트
    - 과잉공기계: 연소에 필요한 이론 공기량보다 더 많이 공급된 공기량을 측정하므로 오답.
    - 질소가스계: 연소 가스 중의 질소 농도를 측정하는 것으로, CO나 H₂ 측정과는 무관하므로 오답.
    - 탄산가스계: 연소 생성물인 CO₂의 농도를 측정하므로 오답.
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46. 열전온도계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 접촉식 온도계에서 비교적 낮은 온도 측정에 사용한다.
  2. 열기전력이 크고 온도증가에 따라 연속적으로 상승해야한다.
  3. 기준접점의 온도를 일정하게 유지해야 한다.
  4. 측온 저항체와 열전대는 소자를 보고관 속에 넣어 사용한다.
(정답률: 58%)
  • 열전온도계는 넓은 온도 범위, 특히 고온 측정에 주로 사용됩니다.
    오답 노트
    - 열기전력이 크고 온도증가에 따라 연속적으로 상승해야한다: 열전온도계의 바람직한 특성입니다.
    - 기준접점의 온도를 일정하게 유지해야 한다: 정확한 온도 측정을 위한 필수 조건입니다.
    - 측온 저항체와 열전대는 소자를 보고관 속에 넣어 사용한다: 센서 보호를 위한 일반적인 방법입니다.
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47. 다음 중 열전대 온도계에서 사용되지 않는 것은?

  1. 동-콘스탄탄
  2. 크로멜-알루멜
  3. 철-콘스탄탄
  4. 알루미늄-철
(정답률: 74%)
  • 알루미늄-철은 열전대 온도계에 사용되는 표준 재료 조합이 아닙니다.
    오답 노트:
    - 동-콘스탄탄: T형 열전대의 재료 조합입니다.
    - 크로멜-알루멜: K형 열전대의 재료 조합입니다.
    - 철-콘스탄탄: J형 열전대의 재료 조합입니다.
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48. 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 진행하는 제어방식은?

  1. 시퀀스 제어
  2. 피드백 제어
  3. 피드포워드 제어
  4. 적분 제어
(정답률: 84%)
  • 시퀀스 제어는 미리 정해진 순서에 따라 각 단계가 순차적으로 진행되는 제어 방식입니다.
    오답 노트
    - 피드백 제어: 출력값을 목표값과 비교하여 오차를 줄이는 제어 방식이므로 오답.
    - 피드포워드 제어: 외란의 영향을 미리 예측하여 제어량을 조절하는 제어 방식이므로 오답.
    - 적분 제어: 제어 오차를 시간에 대해 적분하여 정상 상태 오차를 제거하는 제어 방식의 한 종류이므로 오답.
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49. 측정량과 크기가 거의 같은 미리 알고 있는 양의 분동을 준비하여 분동과 측정량의 차이로부터 측정량을 구하는 방식은?

  1. 편위법
  2. 보상법
  3. 치환법
  4. 영위법
(정답률: 60%)
  • 측정량과 거의 같은 표준량을 사용하여 그 차이를 측정함으로써 측정량을 구하는 방식입니다.
    오답 노트
    * 편위법: 측정량에 비례하는 지시값의 편위를 직접 읽어 측정하는 방식이므로 오답.
    * 치환법: 측정량을 표준량으로 치환하여 측정하는 방식이므로 오답.
    * 영위법: 측정량과 표준량을 비교하여 지시값이 0이 되도록 조정하여 측정하는 방식이므로 오답.
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50. 자동제어에서 동작신호의 미분값을 계산하여 이것과 동작신호를 합한 조작량 변화를 나타내는 동작은?

  1. D동작
  2. P동작
  3. PD동작
  4. PID동작
(정답률: 61%)
  • PD동작은 동작신호(P)와 동작신호의 미분값(D)을 합하여 조작량을 결정하는 제어 동작입니다.
    오답 노트:
    - D동작: 동작신호의 미분값만을 이용하는 동작이므로 오답.
    - P동작: 동작신호 자체만을 이용하는 동작이므로 오답.
    - PID동작: 동작신호의 적분값까지 포함하는 동작이므로 오답.
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51. 베크만 온도계에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 빠른 응답성의 온도를 얻을 수 있다.
  2. 저온용으로 적합하여 약 -100℃까지 측정할 수 있다.
  3. -60℃ ~ 350℃ 정도의 측정온도 범위인 것이 보통이다.
  4. 모세관의 상부에 수은을 봉입한 부분에 대해 측정온도에 따라 남은 수은의 양을 가감하여 그 온도부분의 온도차를 0.01℃까지 측정할 수 있다.
(정답률: 56%)
  • 베크만 온도계는 모세관 상부의 수은량을 조절하여 측정 범위를 변경하고, 매우 정밀한 온도차를 측정하는 데 특화된 장치입니다.
    오답 노트
    * 빠른 응답성의 온도를 얻을 수 있다.: 베크만 온도계는 정밀한 온도차 측정을 위해 설계되었으며, 빠른 응답성을 특징으로 하지 않습니다.
    * 저온용으로 적합하여 약 -100℃까지 측정할 수 있다.: 베크만 온도계는 특정 절대 온도 범위에 고정되기보다는, 수은량 조절을 통해 측정 범위를 이동시킬 수 있으며, -100℃는 일반적인 베크만 온도계의 주된 특징이 아닙니다.
    * -60℃ ~ 350℃ 정도의 측정온도 범위인 것이 보통이다.: 베크만 온도계는 넓은 절대 온도 범위가 아닌, 좁은 범위 내에서 매우 정밀한 온도차를 측정하는 데 사용됩니다.
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52. 차압식 유량계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 관로에 오리피스, 플로우 노즐 등이 설치되어 있다.
  2. 정도가 좋으나, 측정범위가 좁다.
  3. 유량은 압력차의 평방근에 비례한다.
  4. 레이놀즈수가 105이상에서 유량계수가 유지된다.
(정답률: 64%)
  • 차압식 유량계는 유량계수가 유체의 특성 변화에 민감하여 항상 높은 정도를 유지하기 어렵다.
    오답 노트
    * 관로에 오리피스, 플로우 노즐 등이 설치되어 있다: 차압식 유량계의 작동 원리상 유량 제한 장치가 필요하므로 옳은 설명.
    * 유량은 압력차의 평방근에 비례한다: 차압식 유량계의 기본 유량 공식이므로 옳은 설명.
    * 레이놀즈수가 105이상에서 유량계수가 유지된다: 차압식 유량계의 유량계수 안정 조건이므로 옳은 설명.
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53. 다음중 스로틀(throttle)기구에 의하여 유량을 측정하지 않는 유량계는?

  1. 오리피스미터
  2. 플로우 노즐
  3. 벤투리미터
  4. 오벌미터
(정답률: 71%)
  • 오벌미터는 유체를 직접 계량하여 부피를 측정하는 체적식 유량계이므로 스로틀 기구를 사용하지 않습니다.
    오답 노트
    - 오리피스미터: 유로를 축소하여 차압을 발생시키는 스로틀 기구입니다.
    - 플로우 노즐: 유로를 축소하여 차압을 발생시키는 스로틀 기구입니다.
    - 벤투리미터: 유로를 축소하여 차압을 발생시키는 스로틀 기구입니다.
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54. 관로의 유속을 피토관으로 측정할 때 수주의 높이가 30cm이었다. 이 때 유속은약 몇 m/s인가?

  1. 1.88
  2. 2.42
  3. 3.88
  4. 5.88
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 피토관을 이용한 유속 측정 원리를 적용하여 유속을 계산합니다.
    [기본 공식]
    $$ v = \sqrt{2gh} $$
    [숫자 대입]
    $$ v = \sqrt{2 × 9.81 \text{ m/s}^2 × 0.3 \text{ m}} $$
    [최종 결과]
    $$ v \approx 2.42 \text{ m/s} $$
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55. 유량계의 교정방법 중 기체 유량계의교정에 가장 적합한 방법은?

  1. 밸런스를 사용하여 교정한다.
  2. 기준 탱크를 사용하여 교정한다.
  3. 기준 유량계를 사용하여 교정한다.
  4. 기준 체적관을 사용하여 교정한다.
(정답률: 71%)
  • 기체 유량계는 흐르는 기체의 부피를 직접 측정하는 기준 체적관(벨 프로버, 피스톤 프로버 등)을 사용하여 교정하는 것이 가장 적합합니다.
    오답 노트
    * 밸런스를 사용하여 교정한다: 밸런스는 질량을 측정하므로 기체 유량계의 부피 교정에는 부적합.
    * 기준 탱크를 사용하여 교정한다: 기준 탱크는 주로 액체 유량계 교정에 사용되므로 기체에는 부적합.
    * 기준 유량계를 사용하여 교정한다: 기준 유량계는 비교 교정 방법으로, 직접적인 체적 측정 방식이 아님.
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56. 2.2k 의 저항에 220V의 전압이 사용되었다면 1초당 발생하는 열량은 몇 W인가?

  1. 12
  2. 22
  3. 32
  4. 42
(정답률: 67%)
  • 이 문제는 옴의 법칙과 전력(Power) 공식을 적용하여 1초당 발생하는 열량, 즉 전력을 구합니다.
    $$ P = \frac{V^2}{R} $$
    $$ P = \frac{(220 \text{ V})^2}{2200 \text{ Ω}} $$
    $$ P = 22 \text{ W} $$
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57. 가스분석 방법 중 CO2의 농도를 측정할 수 없는 방법은?

  1. 자기법
  2. 도전율법
  3. 적외선법
  4. 열도전율법
(정답률: 51%)
  • 자기법은 산소(O2)와 같이 상자성을 띠는 기체의 농도를 측정하는 방법입니다. 이산화탄소(CO2)는 상자성이 없으므로 자기법으로는 농도를 측정할 수 없습니다.
    오답 노트
    - 도전율법: 이산화탄소는 물에 녹아 탄산을 형성하여 용액의 도전율을 변화시키므로 측정 가능합니다.
    - 적외선법: 이산화탄소는 특정 파장의 적외선을 흡수하는 특성이 있어 적외선 흡수법으로 농도 측정이 가능합니다.
    - 열도전율법: 이산화탄소는 다른 기체와 열전도율이 다르므로 혼합 기체의 열전도율 변화를 통해 농도 측정이 가능합니다.
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58. 제어시스템에서 조작량이 제어 편차에 의해서 정해진 두 개의 값이 어느 편인가를 택하는 제어방식으로 제어결과가 다음과 같은 동작은?

  1. 온오프동작
  2. 비례동작
  3. 적분동작
  4. 미분동작
(정답률: 76%)
  • 온오프동작은 제어 편차의 부호에 따라 조작량이 두 가지 값(예: ON 또는 OFF) 중 하나로만 결정되는 불연속적인 제어 방식이며, 제시된 그래프는 조작량이 두 개의 값 사이를 오가는 형태를 보여줍니다.
    오답 노트:
    - 비례동작: 제어 편차에 비례하여 조작량이 연속적으로 변하므로 오답.
    - 적분동작: 제어 편차를 시간에 대해 적분한 값에 비례하여 조작량이 연속적으로 변하므로 오답.
    - 미분동작: 제어 편차의 변화율에 비례하여 조작량이 연속적으로 변하므로 오답.
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59. 벨로우즈(Bellows)압력계에서 Bellows 탄성의 보조로 코일 스프링을 조합하여 사용하는 주된 이유는?

  1. 감도를 증대시키기 위하여
  2. 측정압력 범위를 넓히기 위하여
  3. 측정지연 시간을 없애기 위하여
  4. 히스테리시스 현상을 없애기 위하여
(정답률: 75%)
  • 코일 스프링은 벨로우즈의 탄성 특성을 보조하여 재료의 피로 및 내부 마찰로 인한 비선형성과 응답 지연(히스테리시스)을 줄여 측정의 정확도를 높입니다.
    오답 노트
    * 감도를 증대시키기 위하여: 코일 스프링은 시스템의 강성을 높여 감도를 오히려 감소시킬 수 있으므로 오답.
    * 측정압력 범위를 넓히기 위하여: 측정 압력 범위는 벨로우즈 자체의 설계와 재료에 더 크게 좌우되며, 스프링의 주된 목적은 아니므로 오답.
    * 측정지연 시간을 없애기 위하여: 측정지연 시간보다는 정적 정확도와 반복성을 향상시키는 데 기여하므로 오답.
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60. 액체와 고체연료의 열량을 측정하는 열량계는?

  1. 봄브식
  2. 융커스식
  3. 클리브랜드식
  4. 태그식
(정답률: 75%)
  • 봄브식 열량계는 고체 및 액체 연료의 발열량을 측정하는 데 사용됩니다.
    오답 노트:
    - 융커스식: 기체 연료의 발열량을 측정하는 데 사용되므로 오답.
    - 클리브랜드식: 인화점 및 연소점을 측정하는 데 사용되는 장치이므로 오답.
    - 태그식: 인화점을 측정하는 데 사용되는 장치이므로 오답.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 내화물의 스폴링(spalling) 시험방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 시험체는 표준형 벽돌을 110±5℃에서 건조하여 사용한다.
  2. 전 기공율 45% 이상의 내화벽돌은 공랭법에 의한다.
  3. 시험편을 노 내에 삽입 후 소정의 시험온도에 도달하고 나서 약 15분간 가열한다.
  4. 수냉법의 경우 노 내에서 시험편을 꺼내어 재빠르게 가열면 측을 눈금의 위치까지 물에 잠기게 하여 약 10분간 냉각한다.
(정답률: 60%)
  • 내화물의 스폴링 시험방법 중 수냉법에서 시험편의 냉각 시간은 3분으로 규정되어 있습니다.
    오답 노트
    * 시험체는 표준형 벽돌을 110±5℃에서 건조하여 사용한다: 시험체 건조 온도는 110±5℃가 맞습니다.
    * 전 기공율 45% 이상의 내화벽돌은 공랭법에 의한다: 전 기공율 45% 이상의 내화벽돌은 공랭법으로 시험합니다.
    * 시험편을 노 내에 삽입 후 소정의 시험온도에 도달하고 나서 약 15분간 가열한다: 시험온도 도달 후 15분간 가열하는 것이 맞습니다.
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62. 에너지 이용 합리화법에 따라 고효율에너지 인증대상기자재에 해당되지 않는 것은?

  1. 펌프
  2. 무정전 전원장치
  3. 가정용 가스보일러
  4. 발광다이오드 등 조명기기
(정답률: 65%)
  • 에너지 이용 합리화법은 에너지를 효율적으로 사용하고 에너지 소비를 줄이기 위한 법률입니다. 이 법에 따라 고효율에너지 인증대상기자재는 에너지 효율성이 높은 제품으로 인증을 받습니다. 이 중에서 가정용 가스보일러는 고효율에너지 인증대상기자재에 해당되지 않습니다. 이는 가스보일러가 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 방식으로 작동하기 때문입니다. 따라서 가스보일러는 연료의 효율성에 따라 에너지 효율성이 결정되기 때문에 고효율에너지 인증대상기자재에 해당되지 않습니다. 반면에 펌프, 무정전 전원장치, 발광다이오드 등 조명기기는 에너지를 효율적으로 사용하고 에너지 소비를 줄이는 기술이 적용되어 있기 때문에 고효율에너지 인증대상기자재에 해당됩니다.
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63. 내화물의 제조공정의 순서로 옳은 것은?

  1. 혼련 → 성형 → 분쇄 → 소성 → 건조
  2. 분쇄 → 성형 → 혼련 → 건조 → 소성
  3. 혼련 → 분쇄 → 성형 → 소성 → 건조
  4. 분쇄 → 혼련 → 성형 → 건조 → 소성
(정답률: 64%)
  • 내화물 제조는 원료를 분쇄하여 준비하고, 혼련하여 반죽한 뒤 성형하고, 건조를 통해 수분을 제거한 후 소성하여 최종 제품을 만드는 순서로 진행됩니다.
    오답 노트
    - 혼련 → 성형 → 분쇄 → 소성 → 건조: 분쇄가 혼련과 성형 이후에 오는 것은 부적절하며, 건조와 소성의 순서도 틀렸습니다.
    - 분쇄 → 성형 → 혼련 → 건조 → 소성: 성형이 혼련보다 먼저 오는 것은 불가능합니다.
    - 혼련 → 분쇄 → 성형 → 소성 → 건조: 분쇄가 혼련 이후에 오는 것은 부적절하며, 건조와 소성의 순서도 틀렸습니다.
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64. 에너지이용 합리화법에 따라 열사용기자재 중 2종 압력용기의 적용범위로 옳은 것은?

  1. 최고사용압력이 0.1MPa를 초과하는 기체를 그 안에 보유하는 요기로서 내부 부피가 05m3 이상인 것
  2. 최고사용압력이 0.2MPa를 초과하는 기체를 그 안에 보유하는 요기로서 내부 부피가 0.04m3 이상인 것
  3. 최고사용압력이 0.1MPa를 초과하는 기체를 그 안에 보유하는 요기로서 내부 부피가 0.03m3 이상인 것
  4. 최고사용압력이 0.2MPa를 초과하는 기체를 그 안에 보유하는 요기로서 내부 부피가 0.02m3 이상인 것
(정답률: 64%)
  • 에너지이용 합리화법 시행규칙 별표 1에 명시된 2종 압력용기의 적용범위 기준을 정확히 이해하는 문제입니다.
    최고사용압력이 0.2MPa를 초과하는 기체를 그 안에 보유하는 용기로서 내부 부피가 0.04m³ 이상인 것이 2종 압력용기의 적용범위입니다.
    오답 노트
    * 최고사용압력이 0.1MPa를 초과하는 기체를 그 안에 보유하는 요기로서 내부 부피가 05m³ 이상인 것: 최고사용압력 및 내부 부피 기준이 다릅니다.
    * 최고사용압력이 0.1MPa를 초과하는 기체를 그 안에 보유하는 요기로서 내부 부피가 0.03m³ 이상인 것: 최고사용압력 및 내부 부피 기준이 다릅니다.
    * 최고사용압력이 0.2MPa를 초과하는 기체를 그 안에 보유하는 요기로서 내부 부피가 0.02m³ 이상인 것: 내부 부피 기준이 다릅니다.
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65. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지이용 합리화에 관한 기본계획 사항에 포함되지 않는 것은?

  1. 에너지 절약형 경제구조로의 전환
  2. 에너지이용 합리화를 위한 기술개발
  3. 열사용기자재의 안전관리
  4. 국가에너지정책목표를 달성하기 위하여 대통령령으로 정하는 사항
(정답률: 66%)
  • 에너지이용 합리화법상 기본계획에 포함되는 사항은 법률에 명시되어 있으며, 제시된 의 내용은 법률 조항과 다르게 기술되어 있어 포함되지 않습니다.
    오답 노트
    * 에너지 절약형 경제구조로의 전환: 에너지이용 합리화법 제6조 제2항 제1호에 명시된 기본계획 사항입니다.
    * 에너지이용 합리화를 위한 기술개발: 에너지이용 합리화법 제6조 제2항 제2호에 명시된 기본계획 사항입니다.
    * 열사용기자재의 안전관리: 에너지이용 합리화법 제6조 제2항 제3호에 명시된 기본계획 사항입니다.
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66. 다음 중 전로법에 의한 제강 작업시의 열원은?

  1. 가스의 연소열
  2. 코크스의 연소열
  3. 석회석의 반응열
  4. 용선내의 불순원소의 산화열
(정답률: 61%)
  • 전로법은 용선 내 불순원소(탄소, 규소, 망간 등)가 산소와 반응하여 산화될 때 발생하는 열을 주된 열원으로 사용합니다.
    오답 노트
    - 가스의 연소열: 전로법의 주 열원이 아닙니다.
    - 코크스의 연소열: 고로 제철의 주 열원입니다.
    - 석회석의 반응열: 슬래그 형성제로, 주 열원이 아닙니다.
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67. 요로에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 재료를 가열하여 물리적 및 화학적 성질을 변화시키는 가열장치이다.
  2. 석탄, 석유, 가스, 전기 등의 에너지를 다량으로 사용하는 설비이다.
  3. 사용목적은 연료를 가열하여 수증기를 만들기 위함이다.
  4. 조업방식에 따라 불연속식, 반연속식, 연속식으로 분류된다.
(정답률: 69%)
  • 요로(furnace)의 주된 목적은 재료를 가열하여 물리적 및 화학적 변화를 유도하는 것이며, 연료를 가열하여 수증기를 만드는 것은 보일러의 역할입니다.
    오답 노트
    * 재료를 가열하여 물리적 및 화학적 성질을 변화시키는 가열장치이다: 요로의 정의에 부합하므로 오답.
    * 석탄, 석유, 가스, 전기 등의 에너지를 다량으로 사용하는 설비이다: 요로의 에너지 소비 특성에 부합하므로 오답.
    * 조업방식에 따라 불연속식, 반연속식, 연속식으로 분류된다: 요로의 분류 방식에 부합하므로 오답.
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68. 에너지이용 합리화법에서 정한 에너지다소비사업자의 에너지관리기준이란?

  1. 에너지를 효율적으로 관리하기 위하여 필요한 기준
  2. 에너지관리 현황 조사에 대한 필요한 기준
  3. 에너지 사용량 및 제품 생산량에 맞게 에너지를 소비하도록 만든 기준
  4. 에너지관리 진단 결과 손실요인을 줄이기 위하여 필요한 기준
(정답률: 59%)
  • 에너지를 효율적으로 관리하기 위하여 필요한 기준은 에너지이용 합리화법에서 정한 에너지다소비사업자의 에너지관리기준의 핵심 목적이자 정의입니다.
    오답 노트
    * 에너지관리 현황 조사에 대한 필요한 기준: 현황 조사는 에너지관리의 한 부분이며, 기준의 정의가 아닙니다.
    * 에너지 사용량 및 제품 생산량에 맞게 에너지를 소비하도록 만든 기준: 에너지 소비를 효율화하는 것이 목적이며, 단순히 사용량과 생산량을 맞추는 기준이 아닙니다.
    * 에너지관리 진단 결과 손실요인을 줄이기 위하여 필요한 기준: 손실요인 감소는 에너지관리의 목표 중 하나이며, 기준의 정의가 아닙니다.
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69. 에너지이용 합리화법에 따라 산업통상자원부 장관이 국내외 에너지 사정의 변동으로 에너지 수급에 중대한 차질이 발생될 경우 수급안정을 위해 취할 수 있는 조치 사항이 아닌 것은?

  1. 에너지의 배급
  2. 에너지의 비축과 저장
  3. 에너지의 양도·양수의 제한 또는 금지
  4. 에너지 수급의 안정을 위하여 산업통상자원부령으로 정하는 사항
(정답률: 60%)
  • 에너지이용 합리화법상 에너지 수급 안정을 위한 조치 중 법률에 명시된 '그 밖에 대통령령으로 정하는 사항'과 달리 '산업통상자원부령으로 정하는 사항'은 해당 조치에 포함되지 않습니다.
    오답 노트
    * 에너지의 배급: 에너지이용 합리화법 제15조 제1항 제1호에 명시된 조치이므로 오답.
    * 에너지의 비축과 저장: 에너지이용 합리화법 제15조 제1항 제2호에 명시된 조치이므로 오답.
    * 에너지의 양도·양수의 제한 또는 금지: 에너지이용 합리화법 제15조 제1항 제3호에 명시된 조치이므로 오답.
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70. 규산칼슘 보온재에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 규산에 석회 및 석면 섬유를 섞어서 성형하고 다시 수증기로 처리하여 만든 것이다.
  2. 플랜트 설비의 탑조류, 가열로, 배관류 등의 보온공사에 많이 사용된다.
  3. 가볍고 단열성과 내열성은 뛰어나지만 내산성이 적고 끓는 물에 쉽게 붕괴된다.
  4. 무기질 보온재로 다공질이며 최고 안전 사용온도는 약 650℃ 정도이다.
(정답률: 68%)
  • 규산칼슘 보온재는 내수성이 우수하여 끓는 물에 쉽게 붕괴되지 않습니다.
    오답 노트
    * 규산에 석회 및 석면 섬유를 섞어서 성형하고 다시 수증기로 처리하여 만든 것이다: 규산칼슘 보온재의 일반적인 제조 공정 및 구성 성분에 대한 설명으로 올바릅니다.
    * 플랜트 설비의 탑조류, 가열로, 배관류 등의 보온공사에 많이 사용된다: 규산칼슘 보온재의 주요 용도에 대한 설명으로 올바릅니다.
    * 무기질 보온재로 다공질이며 최고 안전 사용온도는 약 650℃ 정도이다: 규산칼슘 보온재의 재료 특성 및 안전 사용 온도에 대한 설명으로 올바릅니다.
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71. 에너지이용 합리화법에서 에너지의 절약을 위해 정한 “자발적 협약”의 평가 기준이 아닌 것은?

  1. 계획대비 달성률 및 투자실적
  2. 자원 및 에너지의 재활용 노력
  3. 에너지 절약을 위한 연구개발 및 보급촉진
  4. 에너지 절감량 또는 에너지의 합리적인 이용을 통한 온실가스배출 감축량
(정답률: 59%)
  • 에너지이용 합리화법상 자발적 협약의 평가 기준은 실제 에너지 절약 이행 및 성과에 중점을 두며, 연구개발 및 보급 촉진은 직접적인 평가 항목이 아닙니다.
    오답 노트
    * 계획대비 달성률 및 투자실적: 자발적 협약의 이행 실적을 평가하는 주요 기준입니다.
    * 자원 및 에너지의 재활용 노력: 에너지 절약 및 합리적 이용을 위한 중요한 활동으로 평가 기준에 해당합니다.
    * 에너지 절감량 또는 에너지의 합리적인 이용을 통한 온실가스배출 감축량: 에너지 절약의 직접적인 성과 지표이자 온실가스 감축 기여도를 평가하는 핵심 기준입니다.
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72. 보온을 두껍게 하면 방산열량(Q)은 적게 되지만 보온재의 비용(P)은 증대된다. 이 때 경제성을 고려한 최소치의 보온재 두께를 구하는 식은?

  1. Q + P
  2. Q2 + P
  3. Q + P2
  4. Q2 + P2
(정답률: 67%)
  • 경제성을 고려한 최소치의 보온재 두께는 방산열량으로 인한 손실 비용과 보온재 설치 비용의 합계가 최소가 되는 지점에서 결정됩니다.
    오답 노트:
    - Q2 + P: 방산열량에 제곱을 하는 것은 경제성 분석의 일반적인 비용 합산 방식이 아니므로 오답.
    - Q + P2: 보온재 비용에 제곱을 하는 것은 경제성 분석의 일반적인 비용 합산 방식이 아니므로 오답.
    - Q2 + P2: 방산열량과 보온재 비용 모두에 제곱을 하는 것은 경제성 분석의 일반적인 비용 합산 방식이 아니므로 오답.
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73. 고알루미나(high alumina)질 내화물의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 급열, 급냉에 대한 저항성이 적다.
  2. 고온에서 부피변화가 크다.
  3. 하중 연화온도가 높다.
  4. 내마모성이 적다.
(정답률: 62%)
  • 고알루미나질 내화물은 Al2O3 함량이 높아 고온에서 하중에 대한 저항성이 우수합니다.
    오답 노트
    * 급열, 급냉에 대한 저항성이 적다: 열충격 저항성이 비교적 우수하다.
    * 고온에서 부피변화가 크다: 고온에서 부피변화가 작아 안정적이다.
    * 내마모성이 적다: 내마모성이 우수하다.
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74. 에너지이용 합리화법에 따라 검사대상기기의 설치자가 변경된 경우 새로운 검사대상기기의 설치자는 그 변경일로부터 최대 며칠 이내에 검사대상기기 설치자 변경신고서를 제출하여야 하는가?

  1. 7일
  2. 10일
  3. 15일
  4. 20일
(정답률: 65%)
  • 이 문제는 에너지이용 합리화법에 따른 검사대상기기 설치자 변경 신고 기한을 묻는 암기 문제입니다.
    에너지이용 합리화법 시행규칙 제30조의2(검사대상기기 설치자 변경신고)에 따라 검사대상기기의 설치자가 변경된 경우 새로운 설치자는 그 변경일로부터 15일 이내에 변경신고서를 제출해야 합니다.
    오답 노트
    - 7일: 해당 법규에서 정한 기간이 아니므로 오답.
    - 10일: 해당 법규에서 정한 기간이 아니므로 오답.
    - 20일: 해당 법규에서 정한 기간이 아니므로 오답.
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75. 배관 내 유체의 흐름을 나타내는 무차원 수인 레이놀즈 수(Re)의 층류 흐름 기준은?

  1. Re ＜ 1000
  2. Re ＜ 2100
  3. 2100 ＜ Re
  4. 2100 ＜ Re ＜ 4000
(정답률: 76%)
  • 레이놀즈 수(Re)가 2100 미만일 때 유체의 흐름은 층류로 분류됩니다.
    오답 노트
    * Re ＜ 1000: 층류의 일반적인 기준 범위가 아니므로 오답.
    * 2100 ＜ Re: 난류 또는 천이 영역에 해당하므로 오답.
    * 2100 ＜ Re ＜ 4000: 천이 영역에 해당하므로 오답.
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76. 다음 중 배관의 호칭법으로 사용되는 스케줄 번호를 산출하는데 직접적인 영향을 미치는 것은?

  1. 관의 외경
  2. 관의 사용온도
  3. 관의 허용응력
  4. 관의 열팽창계수
(정답률: 55%)
  • 스케줄 번호는 배관의 사용 압력과 재료의 허용응력을 고려하여 벽 두께를 결정하는 지표입니다.
    오답 노트:
    - 관의 외경: 배관의 치수 중 하나이지만, 스케줄 번호는 압력과 허용응력의 비율에 더 직접적으로 관련됩니다.
    - 관의 사용온도: 허용응력에 영향을 주어 간접적으로 스케줄 번호에 영향을 미치지만, 직접적인 인자는 아닙니다.
    - 관의 열팽창계수: 온도 변화에 따른 배관의 변형과 응력에 관련되지만, 스케줄 번호 산출에는 직접적인 영향을 주지 않습니다.
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77. 보온 단열재의 재료에 따른 구분에서 약 850 ~ 1200℃ 정도까지 견디며, 열 손실을 줄이기 위해 사용되는 것은?

  1. 단열재
  2. 보온재
  3. 보냉재
  4. 내화 단열재
(정답률: 60%)
  • 단열재는 열의 이동을 막아 열 손실을 줄이는 재료를 통칭하며, 제시된 고온 범위에서도 사용되는 포괄적인 개념입니다.
    오답 노트
    - 보온재: 주로 중저온 환경에서 열 손실을 방지하는 데 사용되므로 제시된 고온 범위에 적합하지 않습니다.
    - 보냉재: 냉기 유출을 막아 온도를 유지하는 재료이므로 열 손실 방지와는 목적이 다릅니다.
    - 내화 단열재: 고온에 견디는 단열재의 한 종류이지만, 질문이 포괄적인 단열재를 묻고 있으므로 가장 적합한 답은 아닙니다.
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78. 터널가마(tunnel kiln)의 장점이 아닌 것은?

  1. 소성이 균일하여 제품의 품질이 좋다.
  2. 온도조절의 자동화가 쉽다.
  3. 열효율이 좋아 연료비가 절감된다.
  4. 사용연료의 제한을 받지 않고 전력소비가 적다.
(정답률: 77%)
  • 터널가마는 사용 연료에 제한이 있으며, 자동화 및 운송 시스템 등으로 인해 전력 소비가 많은 편이다.
    오답 노트
    * 소성이 균일하여 제품의 품질이 좋다: 터널가마의 주요 장점이다.
    * 온도조절의 자동화가 쉽다: 터널가마는 연속식으로 온도 조절 자동화에 유리하다.
    * 열효율이 좋아 연료비가 절감된다: 터널가마는 열효율이 높아 연료비 절감 효과가 크다.
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79. 견요의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 석회석 클링커 제조에 널리 사용된다.
  2. 하부에서 연료를 장입하는 형식이다.
  3. 제품의 예열을 이용하여 연소용 공기를 예열한다.
  4. 이동 화상식이며 연속요에 속한다.
(정답률: 68%)
  • 견요는 원료와 연료를 상부에서 장입하고 제품을 하부에서 배출하는 대향류식 연속요이다.
    오답 노트
    * 석회석 클링커 제조에 널리 사용된다: 견요는 석회석 소성 등 다양한 소성 공정에 사용되는 연속요이다.
    * 제품의 예열을 이용하여 연소용 공기를 예열한다: 견요는 대향류 흐름을 통해 열효율을 높이는 구조를 가진다.
    * 이동 화상식이며 연속요에 속한다: 견요는 고체 원료가 중력에 의해 이동하는 이동층(moving bed) 방식의 연속요이다.
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80. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지다소비사업자는 연료·열 및 전력의 연간 사용량의 합계가 얼마 이상인자를 나타내는가?

  1. 1천 티오이 이상인 자
  2. 2천 티오이 이상인 자
  3. 3천 티오이 이상인 자
  4. 5천 티오이 이상인 자
(정답률: 79%)
  • 에너지이용 합리화법 시행령 제3조에 따라 에너지다소비사업자는 연료·열 및 전력의 연간 사용량의 합계가 2천 티오이 이상인 자를 말합니다.
    오답 노트
    * 1천 티오이 이상인 자: 에너지다소비사업자의 기준에 미달하므로 오답.
    * 3천 티오이 이상인 자: 에너지다소비사업자의 기준을 초과하므로 오답.
    * 5천 티오이 이상인 자: 에너지다소비사업자의 기준을 초과하므로 오답.
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5과목: 열설비설계

81. 수관보일러에서 수냉 노벽의 설치 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 고온의 연소열에 의해 내화물이 연화, 변형되는 것을 방지하기 위하여
  2. 물의 순환을 좋게 하고 수관의 변형을 방지하기 위하여
  3. 복사열을 흡수시켜 복사에 의한 열손실을 줄이기 위하여
  4. 전열면적을 증가시켜 전열효율을 상승시키고 보일러 효율을 높이기 위하여
(정답률: 49%)
  • 수냉 노벽은 연소실의 복사열을 직접 흡수하여 보일러 효율을 높이고 내화물을 보호하는 것이 주 목적이며, 물의 순환을 직접적으로 좋게 하거나 수관 자체의 변형을 방지하는 것은 부차적이거나 다른 요인에 의해 결정됩니다.
    오답 노트
    * 고온의 연소열에 의해 내화물이 연화, 변형되는 것을 방지하기 위하여: 수냉 노벽은 고온으로부터 내화물을 보호하여 수명을 연장하는 중요한 역할을 합니다.
    * 복사열을 흡수시켜 복사에 의한 열손실을 줄이기 위하여: 수냉 노벽은 연소실의 복사열을 직접 흡수하여 열효율을 높이는 핵심 기능입니다.
    * 전열면적을 증가시켜 전열효율을 상승시키고 보일러 효율을 높이기 위하여: 수냉 노벽은 전열면적을 확대하여 보일러의 열전달 효율과 전체 효율을 향상시킵니다.
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82. 보일러에 부착되어 있는 압력계의 최고눈금은 보일러의 최고사용압력의 최대 몇 배 이하의 것을 사용해야 하는가?

  1. 1.5배
  2. 2.0배
  3. 3.0배
  4. 3.5배
(정답률: 51%)
  • 보일러에 부착된 압력계는 보일러 내부의 압력을 측정하는데 사용됩니다. 이 압력계의 최고눈금은 보일러의 최고사용압력의 최대 몇 배 이하의 것을 사용해야 하는가에 대한 질문입니다.

    압력계의 최고눈금은 압력계가 측정할 수 있는 최대 압력을 의미합니다. 따라서 보일러의 최고사용압력보다 높은 압력을 측정할 수 있는 압력계를 사용하면 안 됩니다.

    일반적으로 보일러의 최고사용압력은 보일러 제조사에서 권장하는 압력의 최대치입니다. 이 권장치를 초과하면 보일러 내부의 부품들이 과도한 압력에 노출되어 손상될 수 있습니다.

    따라서 압력계의 최고눈금은 보일러의 최고사용압력의 최대 3.0배 이하의 것을 사용해야 합니다. 이는 보일러 내부의 압력을 정확하게 측정할 수 있으면서도, 보일러의 안전성을 유지할 수 있는 범위입니다.

    만약 압력계의 최고눈금이 보일러의 최고사용압력을 초과한다면, 보일러 내부의 압력을 정확하게 측정할 수 없으며, 보일러의 안전성에 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 압력계의 최고눈금은 보일러의 최고사용압력의 최대 3.0배 이하의 것을 사용해야 합니다.
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83. 코르니시 보일러의 노통을 한쪽으로 편심부착시키는 주된 목적은?

  1. 강도상 유리하므로
  2. 전열면적을 크게 하기 위하여
  3. 내부청소를 간편하게 하기 위하여
  4. 보일러 물의 순환을 좋게 하기 위하여
(정답률: 74%)
  • 코르니시 보일러의 노통을 한쪽으로 편심 부착하는 주된 목적은 보일러 내부 물의 자연 순환을 원활하게 하여 열효율을 높이기 위함입니다.
    오답 노트
    * 강도상 유리하므로: 편심 부착은 보일러의 강도와 직접적인 관련이 없으므로 오답.
    * 전열면적을 크게 하기 위하여: 노통의 편심 부착은 전열면적의 크기와 무관하므로 오답.
    * 내부청소를 간편하게 하기 위하여: 편심 부착은 내부 청소의 간편성과 직접적인 관련이 없으므로 오답.
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84. 다음 무차원 수에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Nusselt수는 열전달계수와 관계가 있다.
  2. Prandtl수는 동점성계수와 간계가 있다.
  3. Reynolds수는 층류 및 난류와 관계가 있다.
  4. Stanton수는 확산계수와 관계가 있다.
(정답률: 59%)
  • Stanton수는 열전달과 관련된 무차원 수이며, 확산계수는 물질 전달과 관련된 물리량이다.
    오답 노트
    * Nusselt수는 열전달계수와 관계가 있다.: Nusselt수는 대류 열전달과 전도 열전달의 비를 나타내는 무차원 수로, 열전달계수와 직접적인 관계가 있다.
    * Prandtl수는 동점성계수와 간계가 있다.: Prandtl수는 운동량 확산도와 열 확산도의 비를 나타내며, 동점성계수(운동량 확산도)와 관계가 있다.
    * Reynolds수는 층류 및 난류와 관계가 있다.: Reynolds수는 유체의 관성력과 점성력의 비를 나타내며, 유동이 층류인지 난류인지를 판단하는 기준이 된다.
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85. 노통보일러에서 갤로웨이관(Galloway tube)을 설치하는 이유가 아닌 것은?

  1. 전열면적의 증가
  2. 물의 순환 증가
  3. 노통의 보강
  4. 유동저항 감소
(정답률: 52%)
  • 갤로웨이관은 노통보일러의 전열면적을 늘리고 물의 순환을 촉진하며 노통을 보강하는 역할을 합니다.
    오답 노트
    * 전열면적의 증가: 갤로웨이관은 노통 내부에 설치되어 연소가스와 물이 접촉하는 면적을 넓혀 전열 효율을 높입니다.
    * 물의 순환 증가: 갤로웨이관 내부의 물이 가열되면서 대류 현상을 일으켜 보일러 내 물의 순환을 활발하게 합니다.
    * 노통의 보강: 갤로웨이관이 노통을 가로질러 지지대 역할을 함으로써 노통의 강도를 높이고 변형을 방지합니다.
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86. 피복 아크 용접에서 루트 간격이 크게 되었을 때 보수하는 방법으로 틀린 것은?

  1. 맞대기 이음에서 간격이 6mm 이하일 때에는 이음부의 한 쪽 또는 양 쪽에 덧붙이를 하고 깍아내어 간격을 맞춘다.
  2. 맞대기 이음에서 간격이 16mm 이상일때에는 판의 전부 혹은 일부를 바꾼다.
  3. 필릿 용접에서 간격이 1.5 ~ 4.5mm 일때에는 그대로 용접해도 좋지만 벌어진 간격만큼 각장을 작게 한다.
  4. 필릿 용접에서 간격이 1.5mm 이하일 때에는 그대로 용접한다.
(정답률: 68%)
  • 필릿 용접에서 루트 간격이 발생하면 유효 목 두께가 감소하므로, 요구되는 강도를 유지하기 위해 각장을 늘려야 합니다. 간격만큼 각장을 작게 하면 용접부의 강도가 부족해집니다.
    오답 노트:
    - 맞대기 이음에서 간격이 6mm 이하일 때에는 이음부의 한 쪽 또는 양 쪽에 덧붙이를 하고 깍아내어 간격을 맞춘다: 작은 간격 보수 시 적용되는 올바른 방법입니다.
    - 맞대기 이음에서 간격이 16mm 이상일때에는 판의 전부 혹은 일부를 바꾼다: 과도하게 큰 간격은 부재 교체가 더 적절한 방법입니다.
    - 필릿 용접에서 간격이 1.5mm 이하일 때에는 그대로 용접한다: 작은 간격은 용접 시 허용 가능한 범위로 간주됩니다.
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87. 유량 7m3/s의 주철제 도수관의 지름(mm)은? (단, 평균유속(V)은 3m/s 이다.)

  1. 680
  2. 1312
  3. 1723
  4. 2163
(정답률: 57%)
  • 이 문제는 유량, 유속, 그리고 관의 단면적 사이의 관계를 나타내는 연속방정식을 사용하여 관의 지름을 구합니다.
    $$ D = \sqrt{\frac{4Q}{π V}} $$
    $$ D = \sqrt{\frac{4 × 7}{π × 3}} $$
    $$ D \approx 1723 \text{ mm} $$
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88. 보일러 응축수 탱크의 가장 적절한 설치위치는?

  1. 보일러 상단부와 응축수 탱크의 하단부를 일치시킨다.
  2. 보일러 하단부와 응축수 탱크의 하단부를 일치시킨다.
  3. 응축수 탱크는 응축수 회수배관보다 낮게 설치한다.
  4. 응축수 탱크는 송출 증기관과 동일한 양정을 갖는 위치에 설치한다.
(정답률: 64%)
  • 응축수는 중력에 의해 자연스럽게 흐르므로, 응축수 회수배관보다 낮은 위치에 설치하여 원활한 회수를 돕습니다.
    오답 노트
    * 보일러 상단부와 응축수 탱크의 하단부를 일치시킨다: 응축수 회수가 불가능하거나 매우 어렵습니다.
    * 보일러 하단부와 응축수 탱크의 하단부를 일치시킨다: 응축수 회수가 원활하지 않을 수 있습니다.
    * 응축수 탱크는 송출 증기관과 동일한 양정을 갖는 위치에 설치한다: 응축수 회수와는 무관한 설치 기준입니다.
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89. 보일러수의 분출시기가 아닌 것은?

  1. 보일러 가동 전 관수가 정지되었을 때
  2. 연속운전일 경우 부하가 가벼울 때
  3. 수위가 지나치게 낮아졌을 때
  4. 프라이밍 및 포밍이 발생할 때
(정답률: 73%)
  • 보일러수의 분출은 보일러 내 불순물 농도를 낮추고 슬러지를 제거하여 수질을 관리하는 목적으로 이루어지지만, 수위가 지나치게 낮을 때는 보일러의 안전을 위해 분출을 중단해야 합니다.
    오답 노트
    * 보일러 가동 전 관수가 정지되었을 때: 보일러 바닥에 침전된 슬러지를 제거하기 위해 간헐 분출을 실시합니다.
    * 연속운전일 경우 부하가 가벼울 때: 보일러 수질을 일정하게 유지하기 위해 연속 분출 또는 간헐 분출을 실시하기 좋은 시기입니다.
    * 프라이밍 및 포밍이 발생할 때: 보일러수 내 불순물 농도가 높아져 발생하는 현상이므로, 분출을 통해 불순물을 제거해야 합니다.
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90. 이온 교환체에 의한 경수의 연화 원리에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 수지의 성분과 Na형의 양이온과 결합하여 경도성분 제거
  2. 산소 원자와 수지가 결합하여 경도 성분 제거
  3. 물속의 음이온과 양이온이 동시에 수지와 결합하여 경도성분 제거
  4. 수지가 물속의 모든 이물질과의 결합하여 경도성분 제거
(정답률: 69%)
  • 이온 교환체는 수지 내부에 존재하는 이온교환기능을 가진 물질로, 이온교환체에는 양이온을 교환할 수 있는 양이온 교환체와 음이온을 교환할 수 있는 음이온 교환체가 있다. 경수 필터에서 사용되는 이온 교환체는 양이온 교환체 중에서도 Na+ 이온을 교환할 수 있는 Na형 이온 교환체이다.

    물 속에는 다양한 이온들이 존재하는데, 이들은 물의 경도를 높이는 주요한 성분이다. 이온 교환체를 사용하여 경수를 필터링하면, 수지 내부의 Na+ 이온과 물 속의 다른 양이온들이 교환되어 수지 내부에 다른 양이온들이 결합하게 된다. 이로 인해 물 속의 경도성분들이 제거되어 더욱 맑고 깨끗한 물을 얻을 수 있다.

    따라서 "수지의 성분과 Na형의 양이온과 결합하여 경도성분 제거"가 옳은 설명이다.
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91. 증발량 2 ton/h, 최고사용압력이 10kg/cm2, 급수온도 20℃, 최대 증발율 25kg/m2·h인 원통 보일러에서 평균 증발률을 최대 증발률의 90%로 할 때, 평균 증발량(kg/h)은?

  1. 1200
  2. 1500
  3. 1800
  4. 2100
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 보일러의 최대 증발량에 대한 평균 증발량의 비율을 계산하는 문제입니다. 주어진 최대 증발량에 평균 증발률의 비율을 곱하여 평균 증발량을 구합니다.
    $$ \text{평균 증발량} = \text{최대 증발량} × \text{평균 증발률 비율} $$
    $$ \text{평균 증발량} = 2000 \, \text{kg/h} × 0.90 $$
    $$ \text{평균 증발량} = 1800 \, \text{kg/h} $$
  • 평균 증발량(kg/h)=2000kg/h*0.9=1800kg/h
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92. 동체의 안지름이 2000 mm, 최고사용압력이 12kg/cm2인 원통보일러 동판의 두께(mm)는? (단, 강판의 인장강도 40kg/mm2, 안전율 4.5, 용접부의 이음효율(η) 0.71, 부식여유는 2mm이다.)

  1. 12
  2. 16
  3. 19
  4. 21
(정답률: 35%)
  • 이 문제는 원통보일러 동판의 두께를 계산하는 문제로, 얇은 원통 압력용기의 두께 계산 공식을 적용합니다.
    먼저 허용응력(σ_a)을 계산합니다.
    $$ \sigma_a = \frac{\text{인장강도}}{\text{안전율}} $$
    $$ \sigma_a = \frac{40 \text{ kg/mm}^2}{4.5} $$
    $$ \sigma_a = 8.888... \text{ kg/mm}^2 $$
    다음으로 동판의 두께(t)를 계산합니다. 이때 압력 단위(kg/cm²)를 kg/mm²로 변환해야 합니다 (12 kg/cm² = 0.12 kg/mm²).
    $$ t = \frac{P · D}{2 · \sigma_a · η} + c $$
    $$ t = \frac{0.12 \text{ kg/mm}^2 · 2000 \text{ mm}}{2 · 8.888... \text{ kg/mm}^2 · 0.71} + 2 \text{ mm} $$
    $$ t = 21.0476... \text{ mm} $$
    따라서 동판의 두께는 약 21 mm입니다.
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93. 아래 벽체구조의 열관류율(kcal/h·m2·℃)은? (단, 내측 열전도저항 값은 0.05m2·h·℃/kcal이며, 외측 열전도저항 값은 0.13m2·h·℃/kcal)

  1. 0.37
  2. 0.57
  3. 0.87
  4. 0.97
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 벽체 구조를 구성하는 각 재료층의 열저항과 내외측 표면 열저항을 합산하여 전체 열저항을 구한 뒤, 그 역수를 취하여 열관류율을 계산합니다.
    $$ U = \frac{1}{R_{total}} = \frac{1}{R_{내측} + \sum \frac{두께}{\text{열전도율}} + R_{외측}} $$
    $$ U = \frac{1}{0.05 + \frac{0.2}{1.4} + \frac{0.075}{0.033} + \frac{0.02}{0.21} + 0.13} $$
    $$ U = 0.37 $$
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94. 보일러의 과열에 의한 압궤(Collapse)의 발생부분이 아닌 것은?

  1. 노통 상부
  2. 화실천장
  3. 연관
  4. 가셋스테이
(정답률: 77%)
  • 보일러의 과열에 의한 압궤는 고온 고압의 증기 및 연소가스에 직접 노출되어 재료의 강도가 약화되는 압력부에서 주로 발생합니다.
    오답 노트
    - 노통 상부: 연소가스에 직접 노출되고 압력을 받는 부분으로, 과열 시 압궤가 발생할 수 있습니다.
    - 화실천장: 연소가스에 직접 노출되고 압력을 받는 부분으로, 과열 시 압궤가 발생할 수 있습니다.
    - 연관: 고온의 연소가스가 통과하며 압력을 받는 부분으로, 과열 시 압궤가 발생할 수 있습니다.
    - 가셋스테이: 보일러의 평판부를 지지하여 압력에 의한 변형을 방지하는 구조물로, 직접적인 과열 압궤 발생 부분은 아닙니다.
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95. 보일러 설치공간의 계획 시 바닥으로부터 보일러 동체의 최상부까지의 높이가 4.4m라면, 바닥으로부터 상부 건축구조물까지의 최소높이는 얼마이상을 유지하여야 하는가?

  1. 5.0m 이상
  2. 5.3m 이상
  3. 5.6m 이상
  4. 5.9m이상
(정답률: 68%)
  • 이 문제는 보일러 설치 시 바닥으로부터 상부 건축구조물까지의 최소높이를 계산하는 것으로, 보일러 동체의 높이에 법적으로 요구되는 최소 안전 이격거리를 더하여 구합니다.
    $$ \text{최소높이} = \text{보일러 동체 최상부 높이} + \text{상부 건축구조물까지의 최소 이격거리} $$
    일반적으로 보일러 동체 최상부로부터 상부 건축구조물까지의 최소 이격거리는 1.2m입니다.
    $$ \text{최소높이} = 4.4\text{m} + 1.2\text{m} $$
    $$ \text{최소높이} = 5.6\text{m} $$
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96. 결정조직을 조정하고 연화시키기 위한 열처리 조작으로 용접에서 발생한 잔류응력을 제거하기 위한 것은?

  1. 뜨임(tempering)
  2. 풀림(annealing)
  3. 담금질(quenching)
  4. 불림(normalizing)
(정답률: 81%)
  • 풀림은 금속을 재결정 온도 이상으로 가열한 후 서서히 냉각하여 내부 응력을 제거하고 결정 조직을 연화시키는 열처리입니다.
    오답 노트
    - 뜨임(tempering): 담금질 후 경도를 유지하면서 취성을 감소시키고 인성을 증가시키는 열처리이므로 오답.
    - 담금질(quenching): 금속을 오스테나이트화 온도 이상으로 가열한 후 급랭하여 경도를 높이는 열처리이므로 오답.
    - 불림(normalizing): 결정립을 미세화하고 조직을 균일하게 하여 기계적 성질을 개선하는 열처리이므로 오답.
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97. 최고사용압력 1.5MPa, 파형 형상에 따른 정수(C)를 1100으로 할 때 노통의 평균지름이 1100 mm인 파형노통의 최소 두께는?

  1. 10mm
  2. 15mm
  3. 20mm
  4. 25mm
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 파형노통의 최소 두께를 계산하는 공식에 주어진 값을 대입하여 구합니다.
    $$ t = \frac{P · D}{C/10} $$
    $$ t = \frac{1.5 · 1100}{1100/10} $$
    $$ t = 15 $$
  • 10PD=CT=10*1.5*1100=1100*T
    T=15mm
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98. 상향 버킷식 증기트랩에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 응축수의 유입구와 유출구의 차압이 없어도 배출이 가능하다.
  2. 가동 시 공기 빼기를 하여야 하며 겨울철 동결 우려가 있다.
  3. 배관계통에 설치하여 배출용으로 사용된다.
  4. 장치의 설치는 수평으로 한다.
(정답률: 56%)
  • 상향 버킷식 증기트랩은 응축수를 배출하기 위해 유입구와 유출구 사이에 차압이 반드시 필요합니다. 차압이 없으면 응축수가 배출되지 않으므로, "응축수의 유입구와 유출구의 차압이 없어도 배출이 가능하다"는 설명은 틀린 내용입니다.
    오답 노트
    * 가동 시 공기 빼기를 하여야 하며 겨울철 동결 우려가 있다: 상향 버킷식 트랩은 공기 배출 능력이 좋지 않아 별도의 공기 벤트가 필요하며, 응축수가 고여 동결될 우려가 있어 오답.
    * 배관계통에 설치하여 배출용으로 사용된다: 증기트랩의 일반적인 용도이므로 오답.
    * 장치의 설치는 수평으로 한다: 상향 버킷식 트랩은 버킷의 정상적인 작동을 위해 수평 설치가 필수적이므로 오답.
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99. NaOH 8g을 200L의 수용액에 녹이면 pH는?

  1. 9
  2. 10
  3. 11
  4. 12
(정답률: 53%)
  • 이 문제는 강염기인 NaOH의 몰농도를 계산하여 pOH를 구하고, 이를 통해 pH를 결정하는 문제입니다.
    $$ [\text{OH}^-] = \frac{\text{질량}}{\text{몰질량} × \text{부피}} $$
    $$ \text{pH} = 14 - (-\log[\text{OH}^-]) $$
    $$ [\text{OH}^-] = \frac{8 \text{ g}}{40 \text{ g/mol} × 200 \text{ L}} = 1 × 10^{-3} \text{ M} $$
    $$ \text{pH} = 14 - (-\log(1 × 10^{-3})) = 14 - 3 $$
    $$ \text{pH} = 11 $$
  • [OH-]=8/40=0.2/200=10^-3
    -LOG[PH] = -LOG(1x10^-14 / 10^-3)=11
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100. 프라이밍 및 포밍이 발생한 경우 조치 방법으로 틀린 것은?

  1. 압력을 규정압력으로 유지한다.
  2. 보일러수의 일부를 분출하고 새로운 물을 넣는다.
  3. 증기밸브를 열고 수면계의 수위 안정을 기다린다.
  4. 안전밸브, 수면계의 시험과 압력계 연락관을 취출하여 본다.
(정답률: 53%)
  • 프라이밍 및 포밍 발생 시 증기밸브를 열면 보일러 부하가 증가하여 현상이 악화되므로 수위 안정에 도움이 되지 않습니다.
    오답 노트
    * 압력을 규정압력으로 유지한다: 프라이밍 및 포밍 발생 시에도 규정압력 유지는 보일러 운전의 기본 원칙이므로 오답.
    * 보일러수의 일부를 분출하고 새로운 물을 넣는다: 보일러수 농축을 낮추는 올바른 조치이므로 오답.
    * 안전밸브, 수면계의 시험과 압력계 연락관을 취출하여 본다: 계측기 이상 여부를 확인하는 올바른 조치이므로 오답.
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