에너지관리기사 필기 기출문제복원 (2018-03-04)

에너지관리기사
(2018-03-04 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 고체연료에 대비 액체연료의 성분 조성비는?

  1. H2 함량이 적고 O2 함량이 적다.
  2. H2 함량이 크고 O2 함량이 적다.
  3. O2 함량이 크고 H2 함량이 크다.
  4. O2 함량이 크고 H2 함량이 적다.
(정답률: 76%)
  • 액체연료는 고체연료에 비해 탄화수소의 비율이 높아 발열량이 크므로 수소 함량이 많고 산소 함량이 적습니다.
    오답 노트
    * H₂ 함량이 적고 O₂ 함량이 적다: H₂ 함량이 적다는 부분이 틀렸습니다.
    * O₂ 함량이 크고 H₂ 함량이 크다: O₂ 함량이 크다는 부분이 틀렸습니다.
    * O₂ 함량이 크고 H₂ 함량이 적다: O₂ 함량이 크고 H₂ 함량이 적다는 부분 모두 틀렸습니다.
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2. 연돌에서 배출되는 연기의 농도를 1시간 동안 측정한 결과가 다음과 같을 때 매연의 농도율은 몇 %인가?

  1. 25
  2. 35
  3. 45
  4. 55
(정답률: 51%)
  • 이 문제는 연돌에서 배출되는 연기의 매연 농도율을 계산하는 문제입니다. 매연 농도율은 각 농도 등급과 해당 측정 시간의 곱을 모두 더한 값을 총 측정 시간과 최대 농도(링겔만 농도 기준 5도)의 곱으로 나눈 후 100을 곱하여 구합니다.
    $$ \text{매연 농도율} (\%) = \frac{\sum (\text{각 농도} × \text{해당 시간})}{\text{총 측정 시간} × \text{최대 농도}} × 100 $$
    $$ \text{매연 농도율} (\%) = \frac{(4 × 10) + (3 × 15) + (2 × 15) + (1 × 20)}{(10 + 15 + 15 + 20) × 5} × 100 $$
    $$ \text{매연 농도율} (\%) = \frac{40 + 45 + 30 + 20}{60 × 5} × 100 = \frac{135}{300} × 100 = 45 $$
  • 매연의 농도율=(4*10+3*12+2*15+1*20/10+15+15+20)*20%=
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3. 탄산가스최대량(CO2max)에 대한 설명 중 ( )에 알맞은 것은?

  1. 실제공기량
  2. 과잉공기량
  3. 부족공기량
  4. 이론공기량
(정답률: 85%)
  • 탄산가스최대량(CO2max)은 연료를 이론공기량으로 완전연소시켰을 때 생성되는 최대 탄산가스 농도를 의미합니다.
    오답 노트:
    - 실제공기량: 일반적으로 이론공기량보다 많아 CO2 농도를 희석시키므로 오답.
    - 과잉공기량: 이론공기량보다 추가로 공급되는 공기로, CO2 농도를 낮추므로 오답.
    - 부족공기량: 완전연소가 불가능하여 CO2max가 생성되지 않으므로 오답.
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4. 연소 배기가스 중 가장 많이 포함된 기체는?

  1. O2
  2. N2
  3. CO2
  4. SO2
(정답률: 78%)
  • 연소 배기가스 중 가장 많이 포함된 기체는 공기 중 가장 많은 비율을 차지하는 질소가 대부분 반응하지 않고 그대로 배출되기 때문입니다.
    오답 노트
    - O₂: 연소 과정에서 산화제로 소비되므로 오답.
    - CO₂: 연료의 탄소 성분이 연소하여 생성되지만, 공기 중 질소량보다 적으므로 오답.
    - SO₂: 연료에 황 성분이 포함된 경우에만 생성되며, 그 양도 매우 적으므로 오답.
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5. 전압은 분압의 합과 같다는 법칙은?

  1. 아마겟의 법칙
  2. 뤼삭의 법칙
  3. 달톤의 법칙
  4. 헨리의 법칙
(정답률: 83%)
  • 혼합 기체의 전체 압력은 각 성분 기체의 부분 압력의 합과 같다는 법칙은 달톤의 법칙입니다.
    오답 노트
    - 아마겟의 법칙: 혼합 기체의 전체 부피는 각 성분 기체의 부분 부피의 합과 같습니다.
    - 뤼삭의 법칙: 기체의 압력은 절대 온도에 비례합니다.
    - 헨리의 법칙: 기체의 용해도는 기체의 부분 압력에 비례합니다.
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6. 액화석유가스(LPG)의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 인화폭발의 위험성이 크다.
  2. 상온, 대기압에서는 액체이다.
  3. 가스의 비중은 공기보다 무겁다.
  4. 기화점열이 커서 냉각제로도 이용 가능하다.
(정답률: 80%)
  • 이 문제는 액화석유가스(LPG)의 기본적인 물리적, 화학적 성질을 묻는 이론/개념 문제입니다. LPG는 상온, 대기압에서 기체 상태로 존재하며, 압력을 가하거나 온도를 낮춰 액화시킨 것입니다.
    오답 노트:
    * 인화폭발의 위험성이 크다: LPG는 가연성 가스로 공기와 혼합 시 폭발 위험이 매우 높으므로 옳은 설명입니다.
    * 가스의 비중은 공기보다 무겁다: LPG의 주성분인 프로판과 부탄은 공기보다 무거워 누출 시 낮은 곳에 체류하므로 옳은 설명입니다.
    * 기화점열이 커서 냉각제로도 이용 가능하다: LPG는 기화 시 주변의 열을 흡수하여 온도를 낮추는 성질이 있어 냉각 효과를 낼 수 있으므로 옳은 설명입니다.
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7. 다음 중 매연의 발생 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 연소실 온도가 높을 때
  2. 연소장치가 불량한 때
  3. 연료의 질이 나쁠 때
  4. 통풍력이 부족할 때
(정답률: 82%)
  • 연소실 온도가 높으면 연료의 완전 연소가 촉진되어 매연 발생이 억제됩니다.
    오답 노트
    * 연소장치가 불량한 때: 불완전 연소를 유발하여 매연 발생.
    * 연료의 질이 나쁠 때: 불완전 연소 및 불순물로 인해 매연 발생.
    * 통풍력이 부족할 때: 산소 부족으로 불완전 연소되어 매연 발생.
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8. 일반적으로 기체연료의 연소방식을 크게 2가지로 분류한 것은?

  1. 등심연소와 분산연소
  2. 액면연소와 증발연소
  3. 증발연소와 분해연소
  4. 예혼합연소와 확산연소
(정답률: 88%)
  • 기체연료의 연소방식은 연료와 공기의 혼합 방식에 따라 예혼합연소와 확산연소로 크게 분류됩니다.
    오답 노트
    * 등심연소와 분산연소: 고체연료의 연소 방식이므로 오답.
    * 액면연소와 증발연소: 액체연료의 연소 방식이므로 오답.
    * 증발연소와 분해연소: 액체 및 고체연료의 연소 방식이므로 오답.
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9. 연소에 관한 용어, 단위 및 수식의 표현으로 옳은 것은?

  1. 화격자 연소율의 단위 : ㎏(g)/m2ㆍh
  3. 이론연소가스량(고체연료인 경우) : Nm3/Nm3
  4. 고체연료의 저위발열량(Hl)의 관계식 : Hl=Hh+600(9H-W)(kcal/kg)
(정답률: 72%)
  • 화격자 연소율은 연소가 일어나는 단위 면적당 연소된 물질의 질량을 시간 단위로 표시한 것입니다. 따라서 화격자 연소율의 단위는 질량(mass)과 면적(area), 시간(time)의 조합으로 이루어져 있습니다. 질량은 kg(g), 면적은 m2, 시간은 h로 표시되며, 따라서 화격자 연소율의 단위는 kg(g)/m2ㆍh가 됩니다. 이론연소가스량은 고체연료를 연소시켰을 때 발생하는 가스의 양을 나타내며, Nm3/Nm3으로 표시됩니다. 고체연료의 저위발열량(Hl)은 고체연료를 연소시켰을 때 발생하는 열의 양을 나타내며, Hh와 고체연료의 수분 함량(W)에 따라 결정됩니다. 이를 수식으로 나타내면 Hl=Hh+600(9H-W)(kcal/kg)가 됩니다.
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10. 연소관리에 있어 연소배기가스를 분석하는 가장 직접적인 목적은?

  1. 공기비 계산
  2. 노내압 조절
  3. 연소열량 계산
  4. 매연농도 산출
(정답률: 76%)
  • 연소배기가스 분석은 연소 효율을 최적화하기 위해 실제 연소에 필요한 공기량을 이론 공기량과 비교하는 공기비를 정확하게 파악하는 데 가장 직접적인 목적이 있습니다.
    오답 노트
    - 노내압 조절: 노내압은 송풍기 및 댐퍼 조절로 이루어지므로 오답.
    - 연소열량 계산: 연소열량은 연료의 발열량과 소비량으로 계산하므로 오답.
    - 매연농도 산출: 매연농도 산출은 배기가스 분석의 한 부분이지만, 가장 직접적인 목적은 공기비 계산이므로 오답.
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11. 코크스로가스를 100Nm3 연소한 경우 습연소가스량과 건연소가스량의 차이는 약 몇 Nm3 인가? (단, 코크스로가스의 조성(용량%)은 CO2 3%, CO 8%, CH4 30%, C2H4 4%, H2 50% 및 N2 5%)

  1. 108
  2. 118
  3. 128
  4. 138
(정답률: 49%)
  • 이 문제는 코크스로가스 연소 시 발생하는 수증기(H2O)의 총량을 계산하여 습연소가스량과 건연소가스량의 차이를 구하는 문제입니다.
    $$ V_{H_2O} = (V_{CH_4} × 2) + (V_{C_2H_4} × 2) + (V_{H_2} × 1) $$
    $$ V_{H_2O} = (30 \text{ Nm}^3 × 2) + (4 \text{ Nm}^3 × 2) + (50 \text{ Nm}^3 × 1) $$
    $$ V_{H_2O} = 60 + 8 + 50 = 118 \text{ Nm}^3 $$
  • CH4+2O2 → CO2+2H2O (30%)
    C2H2+3O2 →2CO2+2H2O (4%)
    H2+1/2O2 →H2O (50%)

    습연소가스량과 건연소가스량의 차이=(2*0.3+2*0.04+1*0.5)*100=118Nm3
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12. 석탄을 연소시킬 경우 필요한 이론산소량은 약 몇 Nm3/kg인가? (단, 중량비 조성은 C : 86%, H : 4%, O : 8%, S : 2%이다.)

  1. 1.49
  2. 1.78
  3. 2.03
  4. 2.45
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 석탄의 중량비 조성을 이용하여 연소에 필요한 이론산소량을 계산하는 문제입니다. 각 원소(탄소, 수소, 황)가 연소하는 데 필요한 산소의 양을 계산하고, 석탄 내에 이미 포함된 산소량을 제외한 후, 이를 표준 상태(0°C, 1기압)에서의 부피로 환산합니다.
    $$ V_{O_2} = \left( \frac{32}{12}C + \frac{32}{4}H + \frac{32}{32}S - O \right) × \frac{22.4}{32} $$
    $$ V_{O_2} = \left( \frac{32}{12} × 0.86 + \frac{32}{4} × 0.04 + \frac{32}{32} × 0.02 - 0.08 \right) × \frac{22.4}{32} $$
    $$ V_{O_2} = 1.78 $$
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13. 불꽃연소(Flaming combution)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연소속도가 느리다.
  2. 연쇄반응을 수반한다.
  3. 연소사면체에 의한 연소이다.
  4. 가솔린의 연소가 이에 해당한다.
(정답률: 87%)
  • 불꽃연소는 일반적으로 연소속도가 매우 빠르다.
    오답 노트:
    연쇄반응을 수반한다: 불꽃연소는 라디칼에 의한 연쇄반응을 동반하므로 맞는 설명.
    연소사면체에 의한 연소이다: 불꽃연소는 연소의 4요소(가연물, 산소, 점화원, 연쇄반응)를 포함하는 연소사면체로 설명되므로 맞는 설명.
    가솔린의 연소가 이에 해당한다: 가솔린은 증발하여 기체 상태에서 불꽃을 내며 연소하므로 맞는 설명.
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14. N2와 O2의 가스정수가 다음과 같을 때, N2가 70%인 N2와 O2의 혼합가스의 가스정수는 약 몇 kgf∙m/kg∙K인가? (단, 가스정수는 N2 : 30.26kgf∙m/kg∙K, O2 : 26.49jgf∙m/kg∙K이다.)

  1. 19.24
  2. 23.24
  3. 29.13
  4. 34.47
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 혼합가스의 가스정수를 각 성분 가스의 질량분율과 가스정수의 곱을 합하여 구합니다.
    $$ R_{mix} = \sum (Y_i · R_i) $$
    $$ R_{mix} = (0.70 · 30.26) + (0.30 · 26.49) $$
    $$ R_{mix} = 29.13 $$
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15. 다음 대기오염물 제거방법 중 분진의 제거방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 습식세정법
  2. 원심분리법
  3. 촉매산화법
  4. 중력침전법
(정답률: 69%)
  • 촉매산화법은 가스상 유기 오염물질을 산화시켜 제거하는 방법으로, 분진 제거와는 관련이 없습니다.
    오답 노트:
    - 습식세정법: 액체를 이용하여 분진을 포집 제거하므로 오답.
    - 원심분리법: 원심력을 이용하여 분진을 분리 제거하므로 오답.
    - 중력침전법: 중력을 이용하여 분진을 침전 제거하므로 오답.
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16. 고체연료의 공업분석에서 고정탄소를 산출하는 식은?

  1. 100-[수분(%)+회분(%)+질소(%)]
  2. 100-[수분(%)+회분(%)+황분(%)]
  3. 100-[수분(%)+황분(%)+휘발분(%)]
  4. 100-[수분(%)+회분(%)+휘발분(%)]
(정답률: 85%)
  • 고체연료의 공업분석은 수분, 회분, 휘발분, 고정탄소의 4가지 성분으로 구성되며, 이들의 합은 100%이므로 고정탄소는 전체에서 나머지 세 성분을 제외하여 산출합니다.
    오답 노트
    * 100-[수분(%)+회분(%)+질소(%)]: 질소는 공업분석 항목이 아니므로 오답.
    * 100-[수분(%)+회분(%)+황분(%)]: 황분은 공업분석 항목이 아니므로 오답.
    * 100-[수분(%)+황분(%)+휘발분(%)]: 황분은 공업분석 항목이 아니며, 회분이 빠져있으므로 오답.
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17. 세정 집진장치의 입자 포집원리에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 액적에 입자가 충돌하여 부착한다.
  2. 입자를 핵으로 한 증기의 응결에 의하여 응집성을 증가시킨다.
  3. 미립자의 확산에 의하여 액적과의 접촉을 좋게 한다.
  4. 배기의 습도 감소에 의하여 입자가 서로 응집한다.
(정답률: 70%)
  • 세정 집진장치는 물을 이용하여 입자를 포집하므로 배기의 습도를 증가시키며, 습도 감소는 입자 응집의 주된 원리가 아닙니다.
    오답 노트
    - 액적에 입자가 충돌하여 부착한다: 액적과의 충돌 및 부착은 세정 집진장치의 주요 포집 원리 중 하나입니다.
    - 입자를 핵으로 한 증기의 응결에 의하여 응집성을 증가시킨다: 증기 응결은 입자 크기를 키워 포집 효율을 높이는 원리입니다.
    - 미립자의 확산에 의하여 액적과의 접촉을 좋게 한다: 미립자의 브라운 운동에 의한 확산은 액적과의 접촉을 증가시켜 포집 효율을 높입니다.
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18. 다음 중 연료 연소 시 최대탄산가스농도(CO2max)가 가장 높은 것은?

  1. 탄소
  2. 연료유
  3. 역청탄
  4. 코크스로가스
(정답률: 82%)
  • 탄소는 수소 성분이 없어 연소 시 물(H₂O)이 생성되지 않고 오직 이산화탄소(CO₂)만 생성되므로, 이론적으로 최대탄산가스농도가 가장 높습니다.
    오답 노트
    * 연료유: 탄소 외에 수소 성분이 많아 연소 시 물이 생성되므로 CO₂ 농도가 낮아집니다.
    * 역청탄: 탄소 외에 수소, 산소, 질소 등 불순물이 포함되어 있어 순수 탄소보다 CO₂ 농도가 낮아집니다.
    * 코크스로가스: 주성분이 수소(H₂)와 메탄(CH₄) 등으로, 수소 함량이 매우 높아 연소 시 물이 많이 생성되어 CO₂ 농도가 낮아집니다.
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19. 프로판가스 1kg 연소시킬 때 필요한 이론공기량은 약 몇 Sm3/kg인가?

  1. 10.2
  2. 11.3
  3. 12.1
  4. 13.2
(정답률: 65%)
  • 이 문제는 프로판가스의 완전 연소 반응식을 이용하여 필요한 이론 산소량을 구하고, 이를 바탕으로 이론 공기량을 계산하는 문제입니다.
    프로판(C₃H₈)의 완전 연소 반응식은 다음과 같습니다.
    C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
    여기서 프로판 1kmol(44kg)이 연소하는 데 필요한 산소는 5kmol입니다. 공기 중 산소의 부피비는 약 21%이며, 표준 상태(0℃, 1기압)에서 기체 1kmol의 부피는 22.4 Sm³입니다.
    $$ \text{이론공기량} = \frac{\text{연료 1kmol당 필요한 } \text{O}_2 \text{ kmol}}{\text{연료의 분자량}} × \frac{1}{\text{공기 중 } \text{O}_2 \text{ 부피비}} × 22.4 \text{ Sm}^3/\text{kmol} $$
    $$ \text{이론공기량} = \frac{5}{44} × \frac{1}{0.21} × 22.4 $$
    $$ \text{이론공기량} \approx 12.12 $$
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20. 다음 기체 중 폭발범위가 가장 넓은 것은?

  1. 수소
  2. 메탄
  3. 벤젠
  4. 프로판
(정답률: 86%)
  • 수소는 폭발 하한계 4.0 vol%에서 상한계 75.0 vol%로, 제시된 기체 중 폭발범위(71.0 vol%)가 가장 넓습니다.
    오답 노트
    - 메탄: 폭발범위가 5.0 ~ 15.0 vol%로 수소보다 좁으므로 오답.
    - 벤젠: 폭발범위가 1.2 ~ 7.8 vol%로 수소보다 좁으므로 오답.
    - 프로판: 폭발범위가 2.1 ~ 9.5 vol%로 수소보다 좁으므로 오답.
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2과목: 열역학

21. 그림과 같은 압력-부피선도(P-V선도)에서 A에서 C로의 정압과정 중 계는 50J 의 일을 받아들이고 25J의 열을 방출하며, C에서 B로의 정적과정 중 75J 의 열을 받아들인다면, B에서 A로의 과정이 단열일 때 계가 얼마의 일(J)을 하겠는가?

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 100
(정답률: 65%)
  • 이 문제는 열역학 제1법칙을 이용하여 순환 과정에서의 일과 열의 관계를 파악합니다. 순환 과정에서는 내부 에너지 변화의 합이 0이므로, 계가 흡수한 총 열량은 계가 외부에 한 총 일의 양과 같습니다.
    $$ \sum Q = \sum W $$
    주어진 각 과정의 열량과 일량을 정리하면 다음과 같습니다.
    - A → C 과정: 계는 50J의 일을 받아들이므로 W_AC = -50J. 25J의 열을 방출하므로 Q_AC = -25J.
    - C → B 과정: 정적 과정이므로 W_CB = 0J. 75J의 열을 받아들이므로 Q_CB = +75J.
    - B → A 과정: 단열 과정이므로 Q_BA = 0J. 계가 한 일 W_BA를 구해야 합니다.
    $$ Q_{AC} + Q_{CB} + Q_{BA} = W_{AC} + W_{CB} + W_{BA} $$
    $$ (-25J) + (75J) + (0J) = (-50J) + (0J) + W_{BA} $$
    $$ 50J = -50J + W_{BA} $$
    $$ W_{BA} = 100J $$
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22. 다음 엔트로피에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 비가역 사이클에서 클라시우스(clausius)의 적분은 영(0)이다.
  2. 두 상태 사이의 엔트로피 변화는 경로에는 무관하다.
  3. 여러 종류의 기체가 서로 확산되어 혼합하는 과정은 엔트로피가 감소한다고 볼 수 있다.
  4. 우주 전체의 엔트로피는 궁극적으로 감소되는 방향으로 변화한다.
(정답률: 64%)
  • 엔트로피는 상태 함수이므로, 두 상태 사이의 엔트로피 변화는 경로에 무관합니다.
    오답 노트
    * 비가역 사이클에서 클라시우스(clausius)의 적분은 영(0)이다: 클라시우스 적분은 가역 사이클에서 0이고, 비가역 사이클에서는 0보다 작습니다.
    * 여러 종류의 기체가 서로 확산되어 혼합하는 과정은 엔트로피가 감소한다고 볼 수 있다: 기체가 확산되어 혼합하는 과정은 무질서도가 증가하므로 엔트로피가 증가합니다.
    * 우주 전체의 엔트로피는 궁극적으로 감소되는 방향으로 변화한다: 우주 전체의 엔트로피는 항상 증가하는 방향으로 변화합니다 (열역학 제2법칙).
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23. 폴리트로픽 과정을 나타내는 다음 식에서 폴리트로픽 지수 과 관련하여 옳은 것은? (단, P는 압력, V는 부피이고, C는 상수이다. 또한, k는 비열비이다.)

  1. n = ∞ : 단열과정
  2. n = 0 : 정압과정
  3. n = k : 등온과정
  4. n = 1 : 정적과정
(정답률: 72%)
  • 폴리트로픽 과정은 `PV^n = C`로 표현되며, 폴리트로픽 지수 n의 값에 따라 다양한 열역학적 과정이 정의됩니다.
    폴리트로픽 지수 n이 0일 때, `PV^0 = C`가 되므로 `P * 1 = C`, 즉 `P = C`가 되어 압력이 일정한 정압과정을 나타냅니다.
    오답 노트:
    - n = ∞ : 단열과정 → n = ∞는 정적과정입니다.
    - n = k : 등온과정 → n = k는 단열과정입니다.
    - n = 1 : 정적과정 → n = 1은 등온과정입니다.
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24. 어떤 연료의 1kg의 발열량이 36000kJ 이다. 이 열이 전부 일로 바뀌고 1시간마다 30kg의 연료가 소비된다고 하면 발생하는 동력은 약 몇 kW 인가?

  1. 4
  2. 10
  3. 300
  4. 1200
(정답률: 63%)
  • 이 문제는 연료의 발열량과 소비율을 이용하여 발생하는 동력을 계산하는 문제입니다. 동력은 단위 시간당 발생하는 에너지량으로 정의되며, 1 kW는 1 kJ/s와 같습니다.
    $$ P = \frac{\text{연료의 발열량 (kJ/kg)} × \text{연료 소비량 (kg/시간)}}{\text{1시간을 초로 변환 (s/시간)}} $$
    $$ P = \frac{36000 \text{ kJ/kg} × 30 \text{ kg/시간}}{3600 \text{ s/시간}} $$
    $$ P = 300 \text{ kW} $$
  • 36000*30/3600=300
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25. 다음 설명과 가장 관계되는 열역학적 법칙은?

  1. 열역학 제 0법칙
  2. 열역학 제 1법칙
  3. 열역학 제 2법칙
  4. 열역학 제 3법칙
(정답률: 80%)
  • 열역학 제 2법칙은 열이 저온에서 고온으로 자발적으로 이동할 수 없으며, 열을 100% 일로 변환하는 것이 불가능하다는 열역학적 현상의 방향성과 한계를 설명합니다.
    - 열역학 제 0법칙: 열적 평형과 온도의 개념을 정의하므로 오답.
    - 열역학 제 1법칙: 에너지 보존 법칙으로, 열과 일, 내부 에너지의 관계를 설명하므로 오답.
    - 열역학 제 3법칙: 절대 0도에서의 엔트로피에 관한 법칙이므로 오답.
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26. 다음 중 일반적으로 냉매로 쓰이지 않는 것은?

  1. 암모니아
  2. CO
  3. CO2
  4. 할로겐화탄소
(정답률: 67%)
  • 일산화탄소(CO)는 독성이 강하고 냉매로서 적합한 열역학적 특성을 가지지 않아 냉매로 사용되지 않습니다.
    오답 노트
    * 암모니아: 산업용 냉매로 널리 사용되므로 오답.
    * CO₂: 친환경 냉매(R-744)로 사용되므로 오답.
    * 할로겐화탄소: 과거부터 현재까지 다양한 종류가 냉매로 사용되므로 오답.
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27. 카르노 사이클에서 최고 온도는 600K이고, 최저 온도는 250K일 때 이 사이클의 효율은 약 몇 %인가?

  1. 41
  2. 49
  3. 58
  4. 64
(정답률: 67%)
  • 이 문제는 카르노 사이클의 효율을 구하는 문제로, 열역학 제2법칙에 기반한 카르노 효율 공식을 적용합니다.
    $$ η = 1 - \frac{T_L}{T_H} $$
    $$ η = 1 - \frac{250K}{600K} $$
    $$ η \approx 0.5833 × 100\% \approx 58\% $$
  • 1-250/600=0.5833
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28. CO2 기체 20kg을 15℃에서 215℃로 가열할 때 내부에너지의 변화는 약 몇 kJ가? (단, 이 기체의 정적비열은 0.67kJ/(kg∙K)이다.)

  1. 134
  2. 200
  3. 2680
  4. 4000
(정답률: 69%)
  • 이 문제는 기체의 내부에너지 변화를 계산하는 문제입니다. 기체의 질량, 정적비열, 그리고 온도 변화를 이용하여 내부에너지 변화를 구하는 공식을 적용합니다.
    $$ Δ U = m · C_v · Δ T $$
    $$ Δ U = 20 \text{ kg} · 0.67 \text{ kJ/(kg} · \text{K)} · (215 - 15) \text{ K} $$
    $$ Δ U = 2680 \text{ kJ} $$
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29. 그림과 같은 피스톤-실린더 장치에서 피스톤의 질량은 40kg이고, 피스톤 면적이 0.05m2 일 때 실린더 내의 절대압력은 약 몇 bar인가? (단, 국소 대기압은 0.96bar 이다.)

  1. 0.964
  2. 0.982
  3. 1.038
  4. 1.122
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 피스톤의 무게로 인한 압력과 대기압을 합산하여 실린더 내의 절대압력을 구하는 문제입니다.
    $$ P_{abs} = P_{atm} + \frac{mg}{A} $$
    $$ P_{abs} = 0.96 \text{ bar} + \frac{40 \text{ kg} × 9.81 \text{ m/s}^2}{0.05 \text{ m}^2} × \frac{1 \text{ bar}}{100000 \text{ Pa}} $$
    $$ P_{abs} \approx 1.038 \text{ bar} $$
  • 절대압력=대기압+게이지압=0.96bar+0.078bar=1.038bar
    대기압=0.96bar
    게이지압= 40kg/ 0.05m2=800kgf/m2=800kgf/m2*1.01325bar÷10332kgf/m2=0.078bar
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30. 처음 온도, 압축비, 공급 열량이 같을 경우 열효율의 크기를 옳게 나열한 것은?

  1. Otto cycle ＞ Sabathe cycle ＞ Diesel cycle
  2. Sabathe cycle ＞ Diesel cycle ＞ Otto cycle
  3. Diesel cycle ＞ Sabathe cycle ＞ Otto cycle
  4. Sabathe cycle ＞ Otto cycle ＞ Diesel cycle
(정답률: 79%)
  • 동일한 압축비와 공급 열량 조건에서 열효율은 정적 가열 과정의 비중이 클수록 높아집니다.
    오답 노트:
    - Sabathe cycle ＞ Diesel cycle ＞ Otto cycle: 정적 가열 비중이 가장 큰 오토 사이클의 효율이 가장 높으므로 오답.
    - Diesel cycle ＞ Sabathe cycle ＞ Otto cycle: 정적 가열 비중이 가장 큰 오토 사이클의 효율이 가장 높으므로 오답.
    - Sabathe cycle ＞ Otto cycle ＞ Diesel cycle: 정적 가열 비중이 가장 큰 오토 사이클의 효율이 가장 높으므로 오답.
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31. 증기터빈의 노즐 출구에서 분출하는 수증기의 이론속도와 실제속도를 각각 Ct와 Ca라고 할 때 노즐효율 ηn의 식으로 옳은 것은? (단, 노즐 입구에서의 속도는 무시한다.)

(정답률: 55%)
  • 노즐 효율은 실제 분출 속도에 의한 운동 에너지와 이론 분출 속도에 의한 운동 에너지의 비로 정의됩니다. 운동 에너지는 속도의 제곱에 비례하므로, 효율은 실제 속도와 이론 속도의 비의 제곱으로 표현됩니다.
    $$ \eta_n = \left(\frac{Ca}{Ct}\right)^2 $$
    오답 노트:
    - Ca/Ct: 효율은 속도의 제곱에 비례하는 운동 에너지의 비이므로 오답.
    - (Ct/Ca)^2: 효율은 실제 운동 에너지에 대한 이론 운동 에너지의 비가 아닌, 이론 운동 에너지에 대한 실제 운동 에너지의 비이므로 오답.
    - Ct/Ca: 효율은 속도의 제곱에 비례하는 운동 에너지의 비이며, 실제 속도에 대한 이론 속도의 비이므로 오답.
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32. 냉장고가 저온체에서 30kW의 열을 흡수하여 고온체로 40kW의 열을 방출한다. 이 냉장고의 성능계수는?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 66%)
  • 이 문제는 냉장고의 성능계수를 구하는 문제입니다. 냉장고의 성능계수는 저온체에서 흡수한 열량을 냉장고가 소비한 일량으로 나눈 값이며, 소비한 일량은 고온체로 방출한 열량에서 저온체에서 흡수한 열량을 뺀 값입니다.
    $$ W = Q_H - Q_L $$
    $$ W = 40 \text{ kW} - 30 \text{ kW} $$
    $$ W = 10 \text{ kW} $$
    $$ \epsilon = \frac{Q_L}{W} $$
    $$ \epsilon = \frac{30 \text{ kW}}{10 \text{ kW}} $$
    $$ \epsilon = 3 $$
  • 30/(40-30)=3
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33. 임계점(Critical Point)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 액상, 기상, 고상이 함께 존재하는 점을 말한다.
  2. 임계점에서는 액상과 기상을 구분할 수 없다.
  3. 임계 압력 이상이 되면 상변화 과정에 대한 구분이 나타나지 않는다.
  4. 물의 임계점에서의 압력과 온도는 약 22.09MPa, 374.14℃이다.
(정답률: 65%)
  • 임계점은 액상과 기상의 경계가 사라지는 지점이며, 액상, 기상, 고상이 함께 존재하는 점은 삼중점이다.
    오답 노트
    * 임계점에서는 액상과 기상을 구분할 수 없다: 임계점에서는 액상과 기상의 밀도가 같아져 구분이 불가능하다.
    * 임계 압력 이상이 되면 상변화 과정에 대한 구분이 나타나지 않는다: 임계 압력과 온도 이상에서는 초임계 유체가 되어 액체와 기체 상변화 구분이 사라진다.
    * 물의 임계점에서의 압력과 온도는 약 22.09MPa, 374.14℃이다: 물의 임계 압력과 온도의 정확한 값이다.
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34. -30℃, 200atm의 질소를 단열과정을 거쳐서 5atm까지 팽창했을 때의 온도는 약 얼마인가? (단, 이상기체의 가역과정이고 질소의 비열비는 1.41이다.)

  1. 6℃
  2. 83℃
  3. -172℃
  4. -190℃
(정답률: 39%)
  • 이 문제는 이상기체의 가역 단열 과정에서 온도와 압력의 관계를 나타내는 푸아송 방정식을 적용하여 최종 온도를 구합니다.
    $$ T_2 = T_1 \left( \frac{P_2}{P_1} \right)^{(γ-1)/γ} $$
    $$ T_2 = ( -30 + 273.15 ) \text{ K} × \left( \frac{5 \text{ atm}}{200 \text{ atm}} \right)^{(1.41-1)/1.41} $$
    $$ T_2 \approx 83.2 \text{ K} \approx -190 \text{ ℃} $$
  • T2/T1 ={ (P2/P1)^(k - 1)/k) }
    T2 = T1×{ (P2/P1)^(k - 1)/k) }
    = (273+(-30))×{(5/200)^(1.4-1/1.4) }
    = 83.13K
    = 83.13 - 273
    = - 189.87°C
    = - 190°C
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35. 그림과 같은 브레이턴 사이클에서 효율(η)은? (단, P는 압력, v는 비체적이며, T1, T2, T3, T4는 각각의 지점에서의 온도이다, 또한, qin과 qout은 사이클에서 열이 들어오고 나감을 의미한다.)

(정답률: 66%)
  • 브레이턴 사이클의 열효율은 사이클에 공급된 열량과 방출된 열량의 비율을 이용하여 계산할 수 있습니다.
    브레이턴 사이클의 열효율(η)은 다음과 같이 정의됩니다.
    $$ η = 1 - \frac{q_{out}}{q_{in}} $$
    P-v 선도에서 2-3 과정은 정압 열 공급(q_in) 과정이며, 4-1 과정은 정압 열 방출(q_out) 과정입니다. 이상 기체를 가정하고 정압 비열(c_p)이 일정하다고 보면, 각 과정에서의 열량은 다음과 같습니다.
    * 공급된 열량 (q_in): $$ q_{in} = c_p (T_3 - T_2) $$
    * 방출된 열량 (q_out): $$ q_{out} = c_p (T_4 - T_1) $$
    이들을 효율 식에 대입하면 다음과 같습니다.
    $$ η = 1 - \frac{c_p (T_4 - T_1)}{c_p (T_3 - T_2)} $$
    $$ η = 1 - \frac{T_4 - T_1}{T_3 - T_2} $$
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36. 온도 30℃, 압력 350kPa에서 비체적이 0.449m3/kg인 이상기체의 기체상수는 몇 kJ/kg∙K 인가?

  1. 0.143
  2. 0.287
  3. 0.518
  4. 0.842
(정답률: 58%)
  • 이 문제는 이상기체 상태 방정식을 이용하여 기체상수를 구하는 문제입니다.
    $$ R = \frac{P v}{T} $$
    $$ R = \frac{350 \text{ kPa} × 0.449 \text{ m}^3/\text{kg}}{(30 + 273.15) \text{ K}} $$
    $$ R = 0.518 \text{ kJ/kg} · \text{K} $$
  • PV=mRT
    R=PV/mT=V/m(비체적)*P/T=0.449 * 350 ÷(273+30)=0.518
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37. 열펌프 사이클에 대한 성능계수(COP)는 다음 중 어느 것을 입력 일(work input)로 나누어 준 것인가?

  1. 고온부 방출열
  2. 저온부 흡수열
  3. 고온부가 가진 총 에너지
  4. 저온부가 가진 총 에너지
(정답률: 71%)
  • 열펌프의 성능계수(COP)는 난방을 위해 고온부로 방출되는 유효 열량을 입력된 일량으로 나눈 값입니다.
    오답 노트:
    - 저온부 흡수열: 냉동기의 성능계수(COP)를 정의할 때 사용되는 유효 열량입니다.
    - 고온부가 가진 총 에너지: 성능계수는 열량과 일량의 비율이며, 총 에너지가 아닙니다.
    - 저온부가 가진 총 에너지: 성능계수는 열량과 일량의 비율이며, 총 에너지가 아닙니다.
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38. 다음 괄호 안에 들어갈 말로 옳은 것은?

  1. 엔탈피
  2. 온도
  3. 압력
  4. 엔트로피
(정답률: 80%)
  • 교축(throttling) 과정은 외부에 일을 하지 않고, 열교환이 없으며, 속도 변화가 거의 없는 단열 팽창 과정으로, 이 과정에서 엔탈피는 일정하게 유지된다.
    오답 노트:
    - 온도: 교축 과정에서 줄-톰슨 효과에 의해 온도는 변할 수 있으며, 일반적으로 감소한다.
    - 압력: 교축 과정은 압력이 감소하는 과정이다.
    - 엔트로피: 교축 과정은 비가역 과정이므로 엔트로피는 증가한다.
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39. 랭킨사이클로 작동하는 증기 동력 사이클에서 효율을 높이기 위한 방법으로 거리가 먼 것은?

  1. 복수기에서의 압력을 상승시킨다.
  2. 터빈 입구의 온도를 높인다.
  3. 보일러의 압력을 상승시킨다.
  4. 재열 사이클(reheat cycle)로 운전한다.
(정답률: 74%)
  • 복수기에서의 압력을 상승시키면 사이클의 평균 열 방출 온도가 높아져 열효율이 감소합니다.
    오답 노트
    * 터빈 입구의 온도를 높인다: 사이클의 평균 열 공급 온도를 높여 효율을 증가시킵니다.
    * 보일러의 압력을 상승시킨다: 사이클의 평균 열 공급 온도를 높여 효율을 증가시킵니다.
    * 재열 사이클(reheat cycle)로 운전한다: 터빈 출구의 습도를 낮추고 평균 열 공급 온도를 높여 효율을 증가시킵니다.
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40. 가역적으로 움직이는 열기관이 300℃의 고열원으로부터 200kJ의 열을 흡수하여 40℃의 저열원으로 열을 배출하였다. 이 때 40℃의 저열원으로 배출한 열량은 약 몇 kJ인가?

  1. 27
  2. 45
  3. 73
  4. 109
(정답률: 42%)
  • 이 문제는 가역 열기관의 효율과 관련된 카르노 정리 공식을 사용하여 저열원으로 배출되는 열량을 계산합니다.
    $$ \frac{Q_H}{T_H} = \frac{Q_L}{T_L} $$
    또는
    $$ Q_L = Q_H × \frac{T_L}{T_H} $$
    $$ Q_L = 200 × \frac{(40 + 273.15)}{(300 + 273.15)} $$
    $$ Q_L \approx 109.27 $$
  • 열효율 η=W/Q1=T1-T2/T1=1-T2/T1=W/200=1-(273+40)/(273+300)
    W=91KJ
    열역학 제 1법칙(에너지보존) W=Q1-Q2
    Q2=Q1-W=200-91=109KJ
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3과목: 계측방법

41. 불연속 제어동작으로 편차의 정(+), 부(-)에 의해서 조작신호가 최대, 최소가 되는 제어 동작은?

  1. 미분동작
  2. 적분동작
  3. 비례동작
  4. 온-오프동작
(정답률: 87%)
  • 온-오프동작은 편차의 부호에 따라 조작량이 최대 또는 최소로만 변하는 불연속 제어 동작입니다.
    오답 노트
    - 미분동작: 편차의 변화율에 비례하여 조작량을 변화시키는 연속 제어 동작이므로 오답.
    - 적분동작: 편차의 누적값에 비례하여 조작량을 변화시키는 연속 제어 동작이므로 오답.
    - 비례동작: 편차의 크기에 비례하여 조작량을 변화시키는 연속 제어 동작이므로 오답.
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42. 물리적 가스분석계의 측정법이 아닌 것은?

  1. 밀도법
  2. 세라믹법
  3. 열전도율법
  4. 자동오르자트법
(정답률: 65%)
  • 자동오르자트법은 가스 성분을 화학 흡수시켜 분석하는 화학적 가스분석법입니다.
    오답 노트
    * 밀도법: 가스의 물리적 특성인 밀도를 이용하는 물리적 분석법입니다.
    * 세라믹법: 세라믹 센서의 전기적 특성 변화를 이용하는 물리적 분석법입니다.
    * 열전도율법: 가스의 물리적 특성인 열전도율을 이용하는 물리적 분석법입니다.
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43. 다음 중 압력식 온도계를 이용하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 고체 팽창식
  2. 액체 팽창식
  3. 기체 팽창식
  4. 증기 팽창식
(정답률: 76%)
  • 압력식 온도계는 밀폐된 용기 내 유체의 온도 변화에 따른 압력 변화를 측정하는 방식입니다.
    * 액체 팽창식: 밀폐된 용기 내 액체의 팽창으로 인한 압력 변화를 측정하므로 압력식 온도계에 해당합니다.
    * 기체 팽창식: 밀폐된 용기 내 기체의 팽창으로 인한 압력 변화를 측정하므로 압력식 온도계에 해당합니다.
    * 증기 팽창식: 밀폐된 용기 내 액체의 증기압 변화를 측정하므로 압력식 온도계에 해당합니다.
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44. 유속 10m/s의 물속에 피토관을 세울 때 수주의 높이는 약 몇 m인가? (단, 여기서 중력가속도 g=9.8m/s2이다.)

  1. 0.51
  2. 5.1
  3. 0.12
  4. 1.2
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 피토관의 원리를 이용하여 유속에 따른 수주의 높이를 계산합니다.
    $$ h = \frac{v^2}{2g} $$
    $$ h = \frac{10^2}{2 × 9.8} $$
    $$ h = 5.1 $$
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45. 내경이 50mm인 원관에 20℃ 물이 흐르고 있다. 층류로 흐를 수 있는 최대 유량은 약몇 m3/s인가? (단, 임계 레이놀즈수(Re)는 2320이고, 20℃일 때 동점성계수(ν)=1.0064×10-6m2/s이다.)

  1. 5.33×10-5
  2. 7.36×10-5
  3. 9.16×10-5
  4. 15.23×10-5
(정답률: 50%)
  • 레이놀즈수=Dv/ν
    v=레이놀즈수*ν/D
    =2320*1.0064*10^-6/0.05
    =0.0467
    Q=Av=(π*0.05^2)/4 *0.0467
    =0.0000916=9.16*E^-6
  • 임계 레이놀즈수(Re)는 2320이므로, 이 값보다 작은 경우에는 정상층류가 형성되어 흐름이 안정적으로 유지된다. 따라서, 이 문제에서도 정상층류를 가정하고 계산할 수 있다.

    원관 내경이 50mm이므로, 반지름은 25mm이다. 유체의 속도를 v(m/s)라고 하면, 유량 Q는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    Q = πr2v

    여기서, 레이놀즈수(Re)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    Re = ρvd/μ

    여기서, ρ는 물의 밀도, d는 원관 내경, μ는 동점성계수이다. 이 값을 알고 있으므로, v를 구할 수 있다.

    v = Reμ/ρd

    따라서, 유량 Q는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    Q = πr2Reμ/ρd

    여기서, r = 25mm = 0.025m, d = 50mm = 0.05m, ρ = 1000kg/m3, μ = 1.0064×10-6m2/s 이므로,

    Q = π(0.025)22320×1.0064×10-6/1000×0.05

    = 9.16×10-5 m3/s

    따라서, 정답은 "9.16×10-5"이다.
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46. 다음 중 액면측정 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 유리관식
  2. 부자식
  3. 차압식
  4. 박막식
(정답률: 61%)
  • 박막식은 액면 측정 방법이 아니라 유량 측정 방법 중 하나입니다.
    - 유리관식: 투명한 유리관을 통해 액면을 직접 확인하는 방법입니다.
    - 부자식: 액체 위에 뜨는 부자의 움직임을 이용하여 액면을 측정하는 방법입니다.
    - 차압식: 액체의 정수압 차이를 이용하여 액면을 측정하는 방법입니다.
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47. 전기저항 온도계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 원격측정에 편리하다.
  2. 자동제어의 적용이 용이하다.
  3. 1000℃이상의 고온 측정에서 특히 정확하다.
  4. 자기 가열 오차가 발생하므로 보정이 필요하다.
(정답률: 78%)
  • 전기저항 온도계는 일반적으로 600~850℃ 정도까지의 온도 측정에 적합하며, 1000℃ 이상의 고온에서는 열전대(Thermocouple)가 더 정확하고 안정적이다.
    오답 노트:
    원격측정에 편리하다: 온도 변화를 전기 저항 변화로 변환하여 전기 신호로 전송하므로 원격 측정이 용이하다.
    자동제어의 적용이 용이하다: 전기 신호 출력이므로 자동 제어 시스템과 연동하기에 적합하다.
    자기 가열 오차가 발생하므로 보정이 필요하다: 측정 전류가 센서 자체에 열을 발생시켜 실제 온도보다 높게 측정될 수 있어 보정이 필요하다.
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48. 피드백 제어에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 폐회로 방식이다.
  2. 다른 제어계보다 정확도가 증가한다.
  3. 보일러 점화 및 소화 시 제어한다.
  4. 다른 제어계보다 제어폭이 증가한다.
(정답률: 63%)
  • 피드백 제어는 목표값과 현재 출력값의 차이(오차)를 지속적으로 감지하여 제어량을 조절하는 연속적인 제어 방식입니다.
    * 폐회로 방식이다.: 피드백 제어는 출력값을 다시 입력으로 되먹임하여 오차를 보정하는 폐회로 시스템이므로 맞는 설명입니다.
    * 다른 제어계보다 정확도가 증가한다.: 피드백 제어는 오차를 지속적으로 감지하고 수정하여 제어의 정확도를 높이므로 맞는 설명입니다.
    * 다른 제어계보다 제어폭이 증가한다.: 피드백 제어는 외란에 대한 강인성을 높여 시스템이 안정적으로 제어될 수 있는 운전 범위(제어폭)를 확장하므로 맞는 설명입니다.
  • 시퀜스 제어 : 보일러 점화 및 소화 시 제어
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49. 서로 맞서 있는 2개 전극사이의 정전 용량은 전극사이에 있는 물질 유전율의 함수이다. 이러한 원리를 이용한 액면계는?

  1. 정전 용량식 액면계
  2. 방사선식 액면계
  3. 초음파식 액면계
  4. 중추식 액면계
(정답률: 79%)
  • 액면계는 전극 사이의 유전율 변화에 따른 정전 용량 변화를 측정하여 액면을 감지합니다.
    오답 노트:
    - 방사선식 액면계: 방사선 흡수율 변화를 이용하므로 오답.
    - 초음파식 액면계: 초음파의 반사 시간차를 이용하므로 오답.
    - 중추식 액면계: 액체의 부력 변화를 이용하므로 오답.
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50. 기준 수위에서의 압력과 측정 액면계에서의 압력의 차이로부터 액위를 측정하는 방식으로 고압 밀폐형 탱크의 측정에 적합한 액면계는?

  1. 차압식 액면계
  2. 편위식 액면계
  3. 부자식 액면계
  4. 유리관식 액면계
(정답률: 66%)
  • 차압식 액면계는 기준 압력과 측정 압력의 차이를 이용하여 액위를 측정하며, 고압 밀폐형 탱크에 적합합니다.
    오답 노트
    - 편위식 액면계: 부력에 의해 액위를 측정하므로 오답.
    - 부자식 액면계: 부자의 움직임으로 액위를 측정하므로 오답.
    - 유리관식 액면계: 고압 환경에 부적합하며 직접 액위를 표시하므로 오답.
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51. SI단위계에서 물리량과 기호가 틀린 것은?

  1. 질량 : kg
  2. 온도 : ℃
  3. 물질량 : mol
  4. 광도 : cd
(정답률: 83%)
  • SI 단위계에서 온도의 기본 단위는 켈빈(K)이며, 섭씨(℃)는 SI 유도 단위가 아닌 일반적인 온도 단위입니다.
    오답 노트
    * 질량 : kg: kg은 질량의 SI 기본 단위이므로 올바름.
    * 물질량 : mol: mol은 물질량의 SI 기본 단위이므로 올바름.
    * 광도 : cd: cd(칸델라)는 광도의 SI 기본 단위이므로 올바름.
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52. 다음 중 습도계의 종류로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 모발 습도계
  2. 듀셀 노점계
  3. 초음파식 습도계
  4. 전기저항식 습도계
(정답률: 58%)
  • 초음파식 습도계는 소리의 속도 변화를 이용하는 방식으로, 다른 보기의 습도계들이 직접적인 물리적/전기적 변화를 이용하는 것과 달리 측정 원리가 다르거나 간접적인 분류에 속합니다.
    오답 노트
    - 모발 습도계: 모발의 길이 변화를 이용하는 습도계이므로 오답.
    - 듀셀 노점계: 노점 온도를 측정하여 습도를 구하는 습도계이므로 오답.
    - 전기저항식 습도계: 습도에 따른 물질의 전기 저항 변화를 이용하는 습도계이므로 오답.
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53. 액주에 의한 압력측정에서 정밀 측정을 위한 보정으로 반드시 필요로 하지 않는 것은?

  1. 모세관 현상의 보정
  2. 중력의 보정
  3. 온도의 보정
  4. 높이의 보정
(정답률: 77%)
  • 액주계에서 높이는 압력을 나타내는 직접적인 측정값이며, 보정의 대상이라기보다는 측정의 기본 요소입니다.
    오답 노트
    * 모세관 현상의 보정: 액면의 오차를 줄이기 위해 반드시 필요합니다.
    * 중력의 보정: 측정 위치에 따른 중력 가속도 변화를 반영하여 정확도를 높이기 위해 필요합니다.
    * 온도의 보정: 액체의 밀도 변화를 보정하여 정확한 압력을 얻기 위해 반드시 필요합니다.
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54. 다음 중 1000℃이상의 고온을 측정하는데 적합한 온도계는?

  1. CC(동-콘스탄탄)열전온도계
  2. 백금저항 온도계
  3. 바이메탈 온도계
  4. 광고온계
(정답률: 77%)
  • 광고온계는 물체에서 방출되는 열복사 에너지를 측정하여 비접촉 방식으로 1000℃ 이상의 고온을 측정하는 데 적합합니다.
    오답 노트
    * CC(동-콘스탄탄)열전온도계: 측정 범위가 약 -200~400℃로 고온 측정에 부적합합니다.
    * 백금저항 온도계: 측정 범위가 약 -200~850℃로 1000℃ 이상의 고온 측정에 부적합합니다.
    * 바이메탈 온도계: 측정 범위가 약 -70~500℃로 고온 측정에 부적합합니다.
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55. 자동제어에서 전달함수의 블록선도를 그림과 같이 등가변환시킨 것으로 적합한 것은?

(정답률: 66%)
  • 이 문제는 자동제어 시스템에서 블록선도 등가변환 중 음궤환(Negative Feedback) 시스템의 전달함수 공식을 적용하는 문제입니다.
    주어진 블록선도는 입력 X(s)와 출력 Y(s) 사이에 G₁(s)가 전향 경로에 있고, G₂(s)가 궤환 경로에 있는 음궤환 시스템입니다. 음궤환 시스템의 등가 전달함수는 다음과 같습니다.
    $$ \frac{Y(s)}{X(s)} = \frac{G(s)}{1 + G(s)H(s)} $$
    여기서 G(s)는 전향 경로 전달함수이고, H(s)는 궤환 경로 전달함수입니다.
    주어진 블록선도에서 G(s) = G₁(s)이고, H(s) = G₂(s)이며, 궤환 신호가 합산점에서 빼지므로 음궤환입니다.
    따라서 등가 전달함수는 다음과 같습니다.
    $$ \frac{Y(s)}{X(s)} = \frac{G_1(s)}{1 + G_1(s)G_2(s)} $$
    2]는 이 등가 전달함수를 하나의 블록으로 정확하게 표현하고 있습니다.
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56. 다음 중 백금-백금.로듐 열전대 온도계에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 측정 최고온도는 크로멜-알루멜 열전대보다 낮다.
  2. 열기전력이 다른 열전대에 비하여 가장 높다.
  3. 안정성이 양호하여 표준용으로 사용된다.
  4. 200℃ 이하의 온도측정에 적당하다.
(정답률: 55%)
  • 백금-백금.로듐 열전대는 고온에서 안정성과 재현성이 뛰어나 온도 측정의 표준으로 사용됩니다.
    오답 노트:
    - 측정 최고온도는 크로멜-알루멜 열전대보다 낮다: 측정 최고온도는 크로멜-알루멜 열전대보다 높다.
    - 열기전력이 다른 열전대에 비하여 가장 높다: 열기전력이 다른 열전대에 비하여 낮은 편이다.
    - 200℃ 이하의 온도측정에 적당하다: 고온 측정에 적합하며, 저온 측정에는 부적합하다.
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57. 다이어프램 압력계의 특징이 아닌 것은?

  1. 점도가 높은 액체에 부적합하다.
  2. 먼지가 함유된 액체에 적합하다.
  3. 대기압과의 차가 적은 미소압력의 측정에 사용한다.
  4. 다이어프램으로 고무, 스테인리스 등의 탄성체 박판이 사용된다.
(정답률: 67%)
  • 다이어프램 압력계는 다이어프램 실을 통해 점도가 높은 액체에도 사용될 수 있어, 점도가 높은 액체에 부적합하다는 것은 특징이 아닙니다.
    오답 노트
    * 먼지가 함유된 액체에 적합하다: 다이어프램 압력계는 다이어프램 실을 사용하여 먼지나 부유물이 있는 액체로부터 측정부를 보호할 수 있어 적합합니다.
    * 대기압과의 차가 적은 미소압력의 측정에 사용한다: 다이어프램의 높은 감도로 인해 미소압력 측정에 유리합니다.
    * 다이어프램으로 고무, 스테인리스 등의 탄성체 박판이 사용된다: 압력에 의해 변형되는 다이어프램은 고무, 스테인리스 등 다양한 탄성체 박판으로 제작됩니다.
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58. 다음 중 차압식 유량계가 아닌 것은?

  1. 오리피스(orifice)
  2. 벤투리관(venturi)
  3. 로터미터(rotameter)
  4. 플로우 노즐(flow-nozzle)
(정답률: 80%)
  • 로터미터는 유체의 흐름에 따라 유량계 내부의 면적이 변하여 유량을 측정하는 가변 면적식 유량계입니다.
    오답 노트:
    오리피스: 유로를 축소하여 차압을 발생시켜 유량을 측정하는 차압식 유량계입니다.
    벤투리관: 유로의 단면적 변화를 통해 차압을 발생시켜 유량을 측정하는 차압식 유량계입니다.
    플로우 노즐: 유로를 축소하여 차압을 발생시켜 유량을 측정하는 차압식 유량계입니다.
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59. 다음 유량계 중 유체압력 손실이 가장 적은 것은?

  1. 유속식(Impeller식)유량계
  2. 용적식 유량계
  3. 전자식 유량계
  4. 차압식 유량계
(정답률: 75%)
  • 전자식 유량계는 유체 흐름을 방해하지 않고 유량을 측정하므로 압력 손실이 거의 없습니다.
    오답 노트
    - 유속식(Impeller식)유량계: 유체 흐름 내에 임펠러(회전날개)가 있어 유체 흐름을 방해하고 압력 손실을 발생시키므로 오답.
    - 용적식 유량계: 유체 흐름 내에 회전 또는 왕복 운동하는 측정 요소가 있어 유체에 저항을 가하고 압력 손실을 유발하므로 오답.
    - 차압식 유량계: 유로를 축소하여 차압을 발생시키는 원리이므로, 의도적으로 큰 압력 손실을 유발하므로 오답.
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60. 2개의 수은 유리온도계를 사용하는 습도계는?

  1. 모발 습도계
  2. 건습구 습도계
  3. 냉각식 습도계
  4. 저항식 습도계
(정답률: 75%)
  • 건습구 습도계는 건구 온도계와 습구 온도계, 총 2개의 수은 유리온도계를 사용하여 습도를 측정합니다.
    오답 노트
    - 모발 습도계: 머리카락의 길이 변화를 이용하므로 오답.
    - 냉각식 습도계: 이슬점 온도를 측정하므로 오답.
    - 저항식 습도계: 습도에 따른 전기 저항 변화를 이용하므로 오답.
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4과목: 열설비재료 및 관계법규

61. 에너지이용 합리화법에 따라 대통령령으로 정하는 일정규모 이상의 에너지를 사용하는 사업을 실시하거나 시설을 설치하려는 경우 에너지사용계획을 수립하여, 산업실시 전 누구에게 제출하여야 하는가?

  1. 대통령
  2. 시. 도지사
  3. 산업통상자원부장관
  4. 에너지 경제연구원장
(정답률: 62%)
  • 에너지이용 합리화법에 따라 일정 규모 이상의 에너지사용계획은 산업통상자원부장관에게 제출해야 합니다.
    오답 노트
    * 대통령: 법률에 따른 계획 제출의 직접적인 수신자가 아니므로 오답.
    * 시. 도지사: 에너지이용 합리화법상 계획 제출의 직접적인 수신자가 아니므로 오답.
    * 에너지 경제연구원장: 연구기관으로 법률에 따른 계획 제출의 수신자가 아니므로 오답.
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62. 관의 신축량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차에 반비례한다.
  2. 신축량은 관의 길이, 온도차에는 비례하지만 열팽창계수에는 반비례한다.
  3. 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차에 비례한다.
  4. 신축량은 관의 열팽창계수에 비례하고 온도차와 길이에 반비례한다.
(정답률: 80%)
  • 관의 신축량은 열팽창계수, 원래 길이, 그리고 온도 변화량에 직접적으로 비례합니다.
    오답 노트
    - 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도차에 반비례한다: 신축량은 열팽창계수, 길이, 온도차에 비례합니다.
    - 신축량은 관의 길이, 온도차에는 비례하지만 열팽창계수에는 반비례한다: 신축량은 열팽창계수에도 비례합니다.
    - 신축량은 관의 열팽창계수에 비례하고 온도차와 길이에 반비례한다: 신축량은 온도차와 길이에도 비례합니다.
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63. 유체가 관내를 흐를 때 생기는 마찰로 인한 압력손실에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유체의 흐르는 속도가 빨라지면 압력손실도 커진다.
  2. 관의 길이가 짧을수록 압력손실은 작아진다.
  3. 비중량이 큰 유체일수록 압력손실이 작다.
  4. 관의 내경이 커지면 압력손실은 작아진다.
(정답률: 67%)
  • 압력손실은 유체의 비중량에 비례하므로, 비중량이 클수록 압력손실도 커진다.
    오답 노트
    * 유체의 흐르는 속도가 빨라지면 압력손실도 커진다: 유속의 제곱에 비례하여 압력손실이 커진다.
    * 관의 길이가 짧을수록 압력손실은 작아진다: 관 길이에 비례하여 압력손실이 발생한다.
    * 관의 내경이 커지면 압력손실은 작아진다: 관 내경에 반비례하여 압력손실이 작아진다.
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64. 열팽창에 의한 배관의 측면 이동을 구속 또는 제한하는 장치가 아닌 것은?

  1. 앵커
  2. 스톱
  3. 브레이스
  4. 가이드
(정답률: 77%)
  • 브레이스는 주로 구조물의 안정성을 높이거나 진동, 좌굴 등을 방지하는 데 사용되며, 열팽창에 의한 배관의 측면 이동을 직접적으로 구속하거나 제한하는 주된 장치는 아닙니다.
    오답 노트
    - 앵커: 배관의 모든 방향 이동을 완전히 구속하는 장치이므로 오답.
    - 스톱: 특정 방향으로의 이동을 제한하는 장치이므로 오답.
    - 가이드: 배관의 축 방향 이동은 허용하고 측면 이동을 제한하는 장치이므로 오답.
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65. 제철 및 제강공정 중 배소로의 사용 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 유해성분의 제거
  2. 산화도의 변화
  3. 분상광석의 괴상으로의 소결
  4. 원광석의 결합수의 제거와 탄산염의 분해
(정답률: 65%)
  • 제철 및 제강공정에서 배소로의 사용 목적은 다양하다. 그 중에서도 분상광석의 괴상으로의 소결은 가장 거리가 먼 것이다. 분상광석은 철광석 중에서도 가장 어려운 광석으로, 고온에서도 용융되지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 분상광석을 제철 공정에서 사용하기 위해서는 광석을 괴상으로 만들어야 한다. 이를 위해 분상광석을 고온에서 가열하여 괴상으로 만드는 과정이 필요하다. 이 과정에서는 분상광석의 결합수를 제거하고, 탄산염을 분해시켜 산화도를 변화시키는 등의 작업이 이루어진다. 이렇게 만들어진 괴상은 제철 공정에서 사용되어 철을 추출하는데 필요한 원료가 된다. 따라서 분상광석의 괴상으로의 소결은 제철 및 제강공정에서 매우 중요한 역할을 한다.
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66. 에너지이용 합리화법에 따라 용접검사가 면제되는 대상범위에 해당되지 않는 것은?

  1. 주철제보일러
  2. 강철제 보일러 중 전열면적이 5 이하이고, 최고사용압력이 0.35MPa이하인 것
  3. 압력용기 중 동체의 두께가 6mm 미만인 것으로서 최고사용압력(MPa)과 내부부피(m3)를 곱한 수치가 0.02 이하인 것
  4. 온수보일러로서 전열면적이 20m2 이하이고, 최고사용압력이 0.3MPa이하인 것
(정답률: 56%)
  • 온수보일러의 용접검사 면제 기준은 전열면적 10m2 이하, 최고사용압력 0.35MPa 이하이므로, 전열면적 20m2 이하인 경우는 면제 대상에 해당하지 않습니다.
    오답 노트
    * 주철제보일러: 주철제 보일러는 용접이 아닌 주물로 제작되어 용접검사 면제 대상입니다.
    * 강철제 보일러 중 전열면적이 5m2 이하이고, 최고사용압력이 0.35MPa이하인 것: 해당 조건은 강철제 보일러의 용접검사 면제 기준에 부합합니다.
    * 압력용기 중 동체의 두께가 6mm 미만인 것으로서 최고사용압력(MPa)과 내부부피(m3)를 곱한 수치가 0.02 이하인 것: 해당 조건은 압력용기의 용접검사 면제 기준에 부합합니다.
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67. 규조토질 단열재의 안전사용온도는?

  1. 300℃~500℃
  2. 500℃~800℃
  3. 800℃~1200℃
  4. 1200℃~1500℃
(정답률: 63%)
  • 규조토질 단열재는 고온용 단열재로, 800℃~1200℃ 범위에서 안전하게 사용될 수 있습니다.
    오답 노트
    * 300℃~500℃: 규조토질 단열재의 일반적인 사용 온도보다 낮아 오답.
    * 500℃~800℃: 규조토질 단열재의 일반적인 사용 온도 범위의 하한에 가깝거나 낮아 오답.
    * 1200℃~1500℃: 규조토질 단열재의 일반적인 사용 온도 범위를 초과하여 오답.
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68. 에너지원별 에너지열량 환산기준으로 총발열량(kcal)이 가장 높은 연료는? (단, 1L 또는 1kg 기준이다.)

  1. 휘발유
  2. 항공유
  3. B-C유
  4. 천연가스
(정답률: 77%)
  • 천연가스는 단위 질량당 수소 함량이 높아 연소 시 발생하는 총발열량이 다른 액체 연료보다 높습니다.
    오답 노트:
    - 휘발유: 천연가스보다 단위 질량당 총발열량이 낮으므로 오답.
    - 항공유: 천연가스보다 단위 질량당 총발열량이 낮으므로 오답.
    - B-C유: 천연가스보다 단위 질량당 총발열량이 낮으므로 오답.
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69. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지사용안정을 위한 에너지저장의무 부과대상자에 해당되지 않는 사업자는?

  1. 전기사업법에 따른 전기사업자
  2. 석탄산업법에 따른 석탄가공업자
  3. 집단에너지사업법에 따른 집단에너지사업자
  4. 액화석유가스사업법에 따른 액화석유가스사업자
(정답률: 69%)
  • 액화석유가스사업법에 따른 액화석유가스사업자는 에너지이용 합리화법 시행령 제15조에 명시된 에너지저장 의무 부과대상자에 해당하지 않습니다.
    오답 노트
    * 전기사업법에 따른 전기사업자: 에너지이용 합리화법 시행령 제15조에 따라 에너지저장 의무 부과대상자에 해당합니다.
    * 석탄산업법에 따른 석탄가공업자: 에너지이용 합리화법 시행령 제15조에 따라 에너지저장 의무 부과대상자에 해당합니다.
    * 집단에너지사업법에 따른 집단에너지사업자: 에너지이용 합리화법 시행령 제15조에 따라 에너지저장 의무 부과대상자에 해당합니다.
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70. 용광로에서 코크스가 사용되는 이유로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열량을 공급한다.
  2. 환원성 가스를 생성시킨다.
  3. 일부의 탄소는 선철 중에 흡수된다.
  4. 철광석을 녹이는 용제 역할을 한다.
(정답률: 57%)
  • 코크스는 용광로에서 연료, 환원제, 침탄제 역할을 합니다.
    오답 노트:
    - 열량을 공급한다: 코크스는 연소하여 용광로 내의 온도를 높이는 주된 열원입니다.
    - 환원성 가스를 생성시킨다: 코크스는 산소와 반응하여 일산화탄소(CO)를 생성하며, 이 CO가 철광석을 환원시키는 주된 역할을 합니다.
    - 일부의 탄소는 선철 중에 흡수된다: 코크스의 탄소는 용융된 선철에 흡수되어 선철의 탄소 함량을 높이고 녹는점을 낮춥니다.
    - 철광석을 녹이는 용제 역할을 한다: 용광로에서 용제(플럭스) 역할을 하는 것은 주로 석회석(CaCO₃)이며, 이는 불순물과 결합하여 슬래그를 형성합니다. 코크스는 용제 역할을 하지 않습니다.
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71. 내화물의 부피비중을 바르게 표현한 것은? (단, W1 : 시료의 건조중량(kg), W2 : 함수시료의 수중중량(kg), W3 : 함수시료의 중량(kg)이다.)

(정답률: 60%)
  • 정답은 "" 입니다.

    부피비중은 시료의 부피와 무게의 비율을 나타내는 값으로, 내화물의 경우에는 함수시료의 중량과 수중중량, 그리고 시료의 건조중량을 이용하여 계산합니다.

    시료의 부피는 함수시료의 수중중량과 부피비중을 이용하여 계산할 수 있습니다. 따라서, 시료의 부피는 W2 / (W3 x 부피비중) 으로 계산됩니다.

    시료의 부피를 구한 후, 부피비중은 시료의 건조중량과 시료의 부피를 이용하여 계산됩니다. 따라서, 부피비중은 W1 / (시료의 부피 x 밀도) 로 계산됩니다.

    따라서, 정답은 "" 입니다.
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72. 다음 중 피가열물이 연소가스에 의해 오염되지 않는 가마는?

  1. 직화식가마
  2. 반머플가마
  3. 머플가마
  4. 직접식가마
(정답률: 71%)
  • 머플가마는 연소실과 가열실이 분리되어 있어 피가열물이 연소가스와 직접 접촉하지 않습니다.
    오답 노트
    - 직화식가마: 연소가스가 피가열물과 직접 접촉하므로 오염될 수 있어 오답.
    - 반머플가마: 연소가스의 일부가 피가열물과 접촉할 수 있어 오염 가능성이 있어 오답.
    - 직접식가마: 연소가스가 피가열물과 직접 접촉하므로 오염될 수 있어 오답.
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73. 에너지법에 따른 용어의 정의에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 에너지사용시설이란 에너지를 사용하는 공장.사업장 등의 시설이나 에너지를 전환하여 사용하는 시설을 말한다.
  2. 에너지사용자란 에너지를 사용하는 소비자를 말한다.
  3. 에너지공급자란 에너지를 생산.수입.전환.수송.저장 또는 판매하는 사업자를 말한다.
  4. 에너지란 연료.열 및 전기를 말한다.
(정답률: 71%)
  • 에너지법상 용어의 정의는 법률에 명시된 내용을 정확히 암기해야 하는 문제이다.
    에너지사용자는 에너지를 사용하는 자로서 대통령령으로 정하는 자를 말하므로, 단순히 소비자를 말한다는 설명은 틀렸다.
    오답 노트:
    - 에너지사용시설이란 에너지를 사용하는 공장.사업장 등의 시설이나 에너지를 전환하여 사용하는 시설을 말한다: 에너지법 제2조 제4호에 따른 정의로 옳은 설명.
    - 에너지공급자란 에너지를 생산.수입.전환.수송.저장 또는 판매하는 사업자를 말한다: 에너지법 제2조 제3호에 따른 정의로 옳은 설명.
    - 에너지란 연료.열 및 전기를 말한다: 에너지법 제2조 제1호에 따른 정의로 옳은 설명.
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74. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지이용 합리화 기본계획에 포함되지 않는 것은?

  1. 에너지이용 합리화를 위한 기술개발
  2. 에너지의 합리적인 이용을 통한 공해성분(SOx, NOx)의 배출을 줄이기 위한 대책
  3. 에너지이용 합리화를 위한 가격예시제의 시행에 관한 사항
  4. 에너지이용 합리화를 위한 홍보 및 교육
(정답률: 50%)
  • 에너지이용 합리화 기본계획은 에너지의 효율적 이용과 절약을 목적으로 하며, 공해물질 배출 저감은 대기환경보전법 등 환경 관련 법률의 주된 내용이므로 에너지이용 합리화법의 기본계획에 직접 포함되지 않습니다.
    오답 노트
    * 에너지이용 합리화를 위한 기술개발: 에너지이용 합리화 기본계획에 포함되는 사항입니다.
    * 에너지이용 합리화를 위한 가격예시제의 시행에 관한 사항: 에너지이용 합리화 기본계획에 포함되는 사항입니다.
    * 에너지이용 합리화를 위한 홍보 및 교육: 에너지이용 합리화 기본계획에 포함되는 사항입니다.
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75. 에너지이용 합리화법에 따라 효율관리기자재의 제조업자가 효율관리시험기관으로부터 측정결과를 통보받은 날 또는 자체측정을 완료한 날부터 그 측정결과를 며칠 이내에 한국에너지공단에 신고하여야 하는가?

  1. 15일
  2. 30일
  3. 60일
  4. 90일
(정답률: 66%)
  • 에너지이용 합리화법 시행규칙 제29조에 따라 효율관리기자재의 제조업자 또는 수입업자는 효율관리시험기관으로부터 측정결과를 통보받은 날 또는 자체측정을 완료한 날부터 90일 이내에 그 측정결과를 한국에너지공단에 신고하여야 합니다.
    오답 노트
    - 15일: 효율관리기자재 측정결과 신고 기한이 아니므로 오답.
    - 30일: 효율관리기자재 측정결과 신고 기한이 아니므로 오답.
    - 60일: 효율관리기자재 측정결과 신고 기한이 아니므로 오답.
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76. 에너지이용 합리화법에 따른 특정열사용기자재 품목에 해당하지 않는 것은?

  1. 강철제 보일러
  2. 구멍탄용 온수보일러
  3. 태양열 집열기
  4. 태양광 발전기
(정답률: 69%)
  • 태양광 발전기는 태양에너지를 이용하여 전기를 생산하는 장치로, 열을 직접적으로 사용하거나 발생시키는 특정열사용기자재에 해당하지 않습니다.
    오답 노트
    - 강철제 보일러: 열을 발생시켜 난방 또는 온수를 공급하는 기자재이므로 특정열사용기자재에 해당합니다.
    - 구멍탄용 온수보일러: 연료를 연소하여 열을 발생시키는 보일러이므로 특정열사용기자재에 해당합니다.
    - 태양열 집열기: 태양의 열에너지를 모아 온수 등을 생산하는 기자재이므로 특정열사용기자재에 해당합니다.
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77. 시멘트 제조에 사용하는 회전가마(rotary kiln)는 다음 여러 구역으로 구분된다. 다음 중 탄산염 원료가 주로 분해되어지는 구역은?

  1. 예열대
  2. 하소대
  3. 건조대
  4. 소성대
(정답률: 60%)
  • 탄산염 원료는 하소대에서 고온에 의해 이산화탄소를 방출하며 산화칼슘으로 분해됩니다.
    오답 노트:
    - 예열대: 원료를 가열하여 수분을 증발시키고 온도를 높이는 구역이므로 오답.
    - 건조대: 원료의 수분을 건조시키는 구역이므로 오답.
    - 소성대: 클링커가 형성되는 구역이므로 오답.
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78. 내화물 SK-26번이면 용융온도 1580℃에 견디어야 한다. SK-30번이면 약 몇 ℃에 견디어야하는가?

  1. 1460℃
  2. 1670℃
  3. 1780
  4. 1800℃
(정답률: 72%)
  • 내화물의 SK 번호는 내화도를 나타내는 지표로, 번호가 높을수록 더 높은 온도에 견딜 수 있음을 의미합니다. SK-30번은 SK-26번보다 높은 내화도를 가지며, 약 1670℃의 온도에 견딜 수 있습니다.
    오답 노트:
    - 1460℃: SK-26번(1580℃)보다 낮은 온도이므로 오답.
    - 1780: SK-30번의 내화 온도인 1670℃보다 높으므로 오답.
    - 1800℃: SK-30번의 내화 온도인 1670℃보다 높으므로 오답.
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79. 에너지이용 합리화법에 따라 에너지다소비사업자가 산업통상자원부령으로 정하는 바에 따라 신고하여야 하는 사항이 아닌 것은?

  1. 전년도의 분기별 에너지 사용량.제품 생산량
  2. 해당 연도의 분기별 에너지 사용예정량.제품 생산예정량
  3. 에너지사용기자재의 현황
  4. 에너지이용효과.에너지수급체계의 영향분석현황
(정답률: 57%)
  • 에너지다소비사업자가 산업통상자원부령으로 신고해야 하는 사항은 에너지이용 합리화법 시행규칙 제10조에 명시되어 있으며, 는 해당 조항에 포함되지 않습니다.
    오답 노트
    * 전년도의 분기별 에너지 사용량.제품 생산량: 에너지이용 합리화법 시행규칙 제10조 제1항 제1호에 따른 신고 사항이므로 오답.
    * 해당 연도의 분기별 에너지 사용예정량.제품 생산예정량: 에너지이용 합리화법 시행규칙 제10조 제1항 제2호에 따른 신고 사항이므로 오답.
    * 에너지사용기자재의 현황: 에너지이용 합리화법 시행규칙 제10조 제1항 제3호에 따른 신고 사항이므로 오답.
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80. 에너지법에 따라 지역에너지계획은 몇 년 이상을 계획기간으로 하여 수립.시행하는가?

  1. 3년
  2. 5년
  3. 7년
  4. 10년
(정답률: 77%)
  • 지역에너지계획은 에너지법 제7조에 따라 5년 이상을 계획기간으로 수립ㆍ시행하여야 한다.
    오답 노트:
    - 3년: 에너지법에서 정한 지역에너지계획의 계획기간이 아니므로 오답.
    - 7년: 에너지법에서 정한 지역에너지계획의 계획기간이 아니므로 오답.
    - 10년: 에너지법에서 정한 지역에너지계획의 계획기간이 아니므로 오답.
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5과목: 열설비설계

81. 내화벽의 열전도율이 0.9kcal/m∙h∙℃인 재질로 된 평면 벽의 양측 온도가 800℃와 100℃이다. 이 벽을 통한 단위면적당 열전달량이 1400kcal/m2∙h일 때, 벽 두께(cm)는?

  1. 25
  2. 35
  3. 45
  4. 55
(정답률: 52%)
  • 이 문제는 푸리에의 열전도 법칙을 적용하여 평면 벽을 통한 열전달량과 벽 두께의 관계를 구합니다.
    $$ L = k \frac{T_1 - T_2}{\frac{Q}{A}} $$
    $$ L = 0.9 \frac{800 - 100}{1400} $$
    $$ L = 0.45 \text{ m} = 45 \text{ cm} $$
  • 벽두께 b = k x f x dt / Q

    0.9 x 1 x (800-100) / 1400 = 0.45
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82. 보일러에서 용접 후에 풀림처리를 하는 주된 이유는?

  1. 용접부의 열응력을 제거하기 위해
  2. 용접부의 균열을 제거하기 위해
  3. 용접부의 연신률을 증가하기 위해
  4. 용접부의 강도를 증가시키기 위해
(정답률: 84%)
  • 용접 후 풀림처리는 용접 과정에서 발생하는 내부 잔류 응력을 완화하여 재료의 안정성을 높이는 열처리입니다.
    오답 노트
    * 용접부의 균열을 제거하기 위해: 풀림처리는 균열을 예방하는 데 도움을 주지만, 이미 발생한 균열을 물리적으로 제거하지는 못합니다.
    * 용접부의 연신률을 증가하기 위해: 풀림처리는 연신률을 증가시킬 수 있으나, 용접 후 풀림처리의 주된 목적은 열응력 제거입니다.
    * 용접부의 강도를 증가시키기 위해: 풀림처리는 일반적으로 강도를 감소시키고 연성을 증가시킵니다.
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83. 보일러 운전 및 성능에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보일러 송출증기의 압력을 낮추면 방열손실이 감소한다.
  2. 보일러의 송출압력이 증가할수록 가열에 이용할 수 있는 증기의 응축잠열은 작아진다.
  3. LNG를 사용하는 보일러의 경우 총 발열량의 약 10%는 배기가스 내부의 수증기에 흡수된다.
  4. LNG를 사용하는 보일러의 경우 배기가스로부터 발생되는 응축수의 pH는 11~12 범위에 있다.
(정답률: 58%)
  • LNG 연소 배기가스 응축수는 이산화탄소 용해로 인해 약산성을 띠므로, pH 11~12의 강염기성이라는 설명은 틀렸습니다.
    오답 노트:
    - 보일러 송출증기의 압력을 낮추면 방열손실이 감소한다: 증기 압력 감소는 포화온도 감소로 이어져 보일러 및 배관 표면에서의 열 손실을 줄이므로 맞는 설명.
    - 보일러의 송출압력이 증가할수록 가열에 이용할 수 있는 증기의 응축잠열은 작아진다: 증기 압력이 증가하면 포화온도가 높아지고, 이에 따라 증발잠열(응축잠열)은 감소하므로 맞는 설명.
    - LNG를 사용하는 보일러의 경우 총 발열량의 약 10%는 배기가스 내부의 수증기에 흡수된다: LNG 연소 시 다량의 수증기가 발생하며, 이 수증기의 잠열 손실은 총 발열량(고위발열량)의 상당 부분(약 10%)을 차지하므로 맞는 설명.
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84. 보일러 내처리제와 그 작용에 대한 연결로 틀린 것은?

  1. 탄산나트륨 –pH조정
  2. 수산화나트륨 –연화
  3. 탄닌 –슬러지조정
  4. 암모니아 –포밍방지
(정답률: 64%)
  • 암모니아는 보일러수 및 응축수 계통의 pH를 조절하여 부식을 방지하는 역할을 하며, 포밍 방지와는 직접적인 관련이 없습니다.
    오답 노트
    * 탄산나트륨 –pH조정: 탄산나트륨은 보일러수의 알칼리도를 높여 pH를 적정 범위로 유지하는 데 사용됩니다.
    * 수산화나트륨 –연화: 수산화나트륨은 보일러수 내 경도 성분과 반응하여 침전물을 형성함으로써 연화 작용을 돕습니다.
    * 탄닌 –슬러지조정: 탄닌은 보일러 내 슬러지를 분산시키거나 응집시켜 배출을 용이하게 하는 슬러지 조절제입니다.
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85. 급수처리 방법 중 화학적 처리방법은?

  1. 이온교환법
  2. 가열연화법
  3. 증류법
  4. 여과법
(정답률: 81%)
  • 이온교환법은 이온교환수지를 이용하여 물속의 불순물 이온을 다른 이온으로 교환하여 제거하는 화학적 처리 방법입니다.
    오답 노트:
    - 가열연화법: 물을 가열하여 경도 성분을 침전시키는 물리적 처리 방법.
    - 증류법: 물을 증발 및 응축시켜 불순물을 제거하는 물리적 처리 방법.
    - 여과법: 필터를 이용하여 부유물질을 제거하는 물리적 처리 방법.
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86. 보일러에서 연소용 공기 및 연소가스가 통과하는 순서로 옳은 것은?

  1. 송풍기→절탄기→과열기→공기예열기→연소실→굴뚝
  2. 송풍기→연소실→공기예열기→과열기→절탄기→굴뚝
  3. 송풍기→공기예열기→연소실→과열기→절탄기→굴뚝
  4. 송풍기→연소실→공기예열기→절탄기→과열기→굴뚝
(정답률: 64%)
  • 보일러에서 연소용 공기는 송풍기를 통해 공기예열기에서 예열된 후 연소실로 들어가고, 연소가스는 연소실에서 발생하여 과열기, 절탄기를 거쳐 열을 회수한 후 굴뚝으로 배출됩니다.
    오답 노트
    * 송풍기→절탄기→과열기→공기예열기→연소실→굴뚝: 연소용 공기가 절탄기를 먼저 통과하지 않으므로 오답.
    * 송풍기→연소실→공기예열기→과열기→절탄기→굴뚝: 연소용 공기가 공기예열기를 거치지 않고 연소실로 바로 들어가며, 연소가스 흐름 순서도 과열기보다 공기예열기가 먼저 나와 오답.
    * 송풍기→연소실→공기예열기→절탄기→과열기→굴뚝: 연소용 공기가 공기예열기를 거치지 않고 연소실로 바로 들어가며, 연소가스 흐름 순서도 과열기보다 절탄기가 먼저 나와 오답.
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87. 자연순환식 수관보일러에서 물의 순환에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 순환을 높이기 위하여 수관을 경사지게 한다.
  2. 발생증기의 압력이 높을수록 순환력이 커진다.
  3. 순환을 높이기 위하여 수관 직경을 크게 한다.
  4. 순환을 높이기 위하여 보일러수의 비중차를 크게 한다.
(정답률: 47%)
  • 발생증기의 압력이 높을수록 물과 증기의 밀도차가 작아져 순환력이 감소합니다.
    오답 노트
    * 순환을 높이기 위하여 수관을 경사지게 한다: 증기 기포의 분리를 촉진하여 순환을 개선합니다.
    * 순환을 높이기 위하여 수관 직경을 크게 한다: 유동 저항을 감소시켜 순환을 개선합니다.
    * 순환을 높이기 위하여 보일러수의 비중차를 크게 한다: 순환의 구동력을 증가시켜 순환을 개선합니다.
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88. 최고사용압력이 1MPa인 수관보일러의 보일러수 수질관리 기준으로 옳은 것은? (pH는 25℃ 기준으로 한다.)

  1. pH7-9, M알칼리도 100~800 mgCaCO3/L
  2. pH7-9, M알칼리도 80~600 mgCaCO3/L
  3. pH11-11.8, M알칼리도 100~800 mgCaCO3/L
  4. pH11-11.8, M알칼리도 80~600 mgCaCO3/L
(정답률: 62%)
  • 1MPa 수관보일러의 보일러수는 부식 및 스케일 방지를 위해 pH 11-11.8, M알칼리도 100-800 mgCaCO₃/L를 유지해야 합니다.
    오답 노트
    * pH7-9, M알칼리도 100~800 mgCaCO₃/L: pH7-9는 저압 보일러 또는 급수 기준이므로 오답.
    * pH7-9, M알칼리도 80~600 mgCaCO₃/L: pH7-9는 저압 보일러 또는 급수 기준이며, M알칼리도 80~600 mgCaCO₃/L는 0.5MPa 미만 보일러 기준이므로 오답.
    * pH11-11.8, M알칼리도 80~600 mgCaCO₃/L: M알칼리도 80~600 mgCaCO₃/L는 0.5MPa 미만 보일러 기준이므로 오답.
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89. 보일러 운전 시 유지해야 할 최저 수위에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 노통연관보일러에서 노통이 높은 경우에는 노통 상면보다 75mm 상부(플랜지 제외)
  2. 노통연관보일러에서 연관이 높은 경우에는 연관 최상위보다 75mm 상부
  3. 횡연관 보일러에서 연관 최상위보다 75mm 상부
  4. 입형 보일러에서 연소실 천정판 최고부보다 75mm 상부(플렌지 제외)
(정답률: 55%)
  • "노통연관보일러에서 노통이 높은 경우에는 노통 상면보다 75mm 상부(플랜지 제외)" 이 설명이 틀린 것입니다. 보일러 운전 시 유지해야 할 최저 수위는 각 보일러의 설계에 따라 다르며, 일반적으로 연소실 천정판 최고부보다 75mm 상부(플랜지 제외)를 유지해야 합니다.
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90. 긴 관의 일단에서 급수를 펌프로 압입하여 도중에서 가열, 증발, 과열을 한꺼번에 시켜 과열증기로 내보내는 보일러로서 드럼이 없고, 관만으로 구성된 보일러는?

  1. 이중 증발 보일러
  2. 특수 열매 보일러
  3. 연관 보일러
  4. 관류 보일러
(정답률: 82%)
  • 관류 보일러는 급수를 하나의 긴 관에서 가열, 증발, 과열 과정을 연속적으로 진행하여 과열증기를 생산하며 드럼이 없는 보일러입니다.
    오답 노트
    - 이중 증발 보일러: 두 개의 증발 드럼을 사용하여 증기를 생산하는 보일러이므로 오답.
    - 특수 열매 보일러: 물 대신 특수 열매체를 사용하는 보일러이므로 오답.
    - 연관 보일러: 보일러 드럼 내부에 연소가스가 통과하는 연관이 있는 보일러이므로 오답.
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91. 저온가스 부식을 억제하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 연료중의 유황성분을 제거한다.
  2. 첨가제를 사용한다.
  3. 공기예열기 전열면 온도를 높인다.
  4. 배기가스 중 바나듐의 성분을 제거한다.
(정답률: 75%)
  • 배기가스 중 바나듐 성분 제거는 고온 부식(용융염 부식)을 억제하는 방법이며, 저온가스 부식과는 직접적인 관련이 없습니다.
    오답 노트
    * 연료중의 유황성분을 제거한다: 저온가스 부식의 주원인인 황산 생성을 억제하므로 올바른 방법.
    * 첨가제를 사용한다: 배기가스 중 황산 증기를 중화하거나 노점을 상승시켜 저온 부식을 억제하므로 올바른 방법.
    * 공기예열기 전열면 온도를 높인다: 전열면 온도를 산 노점 이상으로 유지하여 황산 응축을 방지하므로 올바른 방법.
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92. 태양열 보일러가 800W/m2 의 비율로 열을 흡수한다. 열효율이 9%인 장치로 12kW의 동력을 얻으려면 전열 면적(m2)의 최소 크기는 얼마이어야 하는가?

  1. 0.17
  2. 1.35
  3. 107.8
  4. 166.7
(정답률: 44%)
  • 이 문제는 태양열 보일러의 흡수율, 열효율, 그리고 필요한 동력을 이용하여 전열 면적을 계산하는 문제입니다.
    $$ A = \frac{P_{out}}{P_{in\_rate} × η} $$
    $$ A = \frac{12000 \text{ W}}{800 \text{ W/m}^2 × 0.09} $$
    $$ A = 166.7 \text{ m}^2 $$
  • 동력P=단위면적당흡수열량(Q) X 전열면적(A) X 열교환기의 효율(η)
    12*10^3=800*A*0.09
    전열면적(A)=166.7m2
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93. 내압을 받는 어떤 원통형 탱크의 압력은 3kgf/cm2, 직경은 5m 강판 두께는 10mm이다. 이 탱크의 이음 효율을 75%로 할 때, 강판의 인장강도(kg/mm2)는 얼마로 하여야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 300
  4. 400
(정답률: 30%)
  • 이 문제는 내압을 받는 원통형 탱크의 강판에 작용하는 원주응력(Hoop Stress) 공식을 적용하여 강판의 인장강도를 구합니다.
    $$ \sigma_h = \frac{PD}{2tη} $$
    $$ \sigma_h = \frac{(3 \text{ kgf/cm}^2 × \frac{1 \text{ cm}^2}{100 \text{ mm}^2}) × (5 \text{ m} × \frac{1000 \text{ mm}}{1 \text{ m}})}{2 × (10 \text{ mm}) × 0.75} $$
    $$ \sigma_h = 10 \text{ kgf/mm}^2 $$
  • PD / 2tn

    3x10^-2 x 5 x 10^3 / 2 x 10 x 0.75

    = 10kg
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94. 연도(굴뚝)설계시 고려사항으로 틀린 것은?

  1. 가스유속을 적당한 값으로 한다.
  2. 적절한 굴곡저항을 위해 굴곡부를 많이 만든다.
  3. 급격한 단면변화를 피한다.
  4. 온도강하가 적도록 한다.
(정답률: 85%)
  • 굴뚝 설계 시 가스 흐름 저항을 최소화하여 통풍 효율을 높여야 하므로 굴곡부를 적게 만들어야 합니다.
    오답 노트
    * 가스유속을 적당한 값으로 한다: 가스 유속이 너무 느리면 그을음 침전, 너무 빠르면 마찰 손실 및 침식 발생으로 적절한 유속 유지가 필요합니다.
    * 급격한 단면변화를 피한다: 급격한 단면 변화는 와류 발생 및 압력 손실을 증가시켜 통풍 저항을 키우므로 피해야 합니다.
    * 온도강하가 적도록 한다: 굴뚝 내 가스 온도가 낮아지면 통풍력이 감소하고 산성 응축수가 발생할 수 있으므로 온도 강하를 최소화해야 합니다.
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95. 과열증기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 관내 마찰저항이 증가한다.
  2. 응축수로 되기 어렵다.
  3. 표면에 고온부식이 발생하지 않는다.
  4. 표면의 온도를 일정하게 유지한다.
(정답률: 57%)
  • 과열증기는 포화증기보다 높은 온도를 가지므로 열에너지가 많아 응축되기 어렵습니다.
    오답 노트:
    - 관내 마찰저항이 증가한다: 밀도가 낮아 마찰저항이 감소하므로 오답.
    - 표면에 고온부식이 발생하지 않는다: 고온으로 인해 고온부식이 발생할 수 있으므로 오답.
    - 표면의 온도를 일정하게 유지한다: 온도가 일정하지 않고 변할 수 있으므로 오답.
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96. 프라이밍이나 포밍의 방지대책에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 주증기 밸브를 급히 개방한다.
  2. 보일러수를 농축시키지 않는다.
  3. 보일러수 중의 불순물을 제거한다.
  4. 과부하가 되지 않도록 한다.
(정답률: 83%)
  • 프라이밍과 포밍을 방지하기 위해서는 보일러의 급격한 부하 변동이나 압력 변화를 피해야 합니다.
    오답 노트
    * 주증기 밸브를 급히 개방한다: 주증기 밸브를 급히 개방하면 보일러 내부 압력이 급강하하여 프라이밍을 유발하므로 오답.
    * 보일러수를 농축시키지 않는다: 보일러수 농축은 포밍의 주요 원인이므로 농축을 피해야 함.
    * 보일러수 중의 불순물을 제거한다: 보일러수 중의 불순물은 프라이밍과 포밍을 유발하므로 제거해야 함.
    * 과부하가 되지 않도록 한다: 보일러 과부하는 프라이밍을 유발하므로 피해야 함.
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97. 보일러 수 5ton 중에 불순물이 40g 검출되었다. 함유량은 몇 ppm인가?

  1. 0.008
  2. 0.08
  3. 8
  4. 80
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 보일러 수에 포함된 불순물의 농도를 백만분율(ppm) 단위로 계산하는 문제입니다. ppm은 용액 100만 질량부 중에 용질이 차지하는 질량부를 나타냅니다.
    $$ \text{ppm} = \frac{\text{불순물의 질량 (g)}}{\text{보일러 수의 질량 (g)}} × 1,000,000 $$
    $$ \text{ppm} = \frac{40 \text{ g}}{5 × 1,000,000 \text{ g}} × 1,000,000 $$
    $$ \text{ppm} = 8 $$
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98. 2중관 열교환기에 있어서 열관류율( )의 근사식은? (단, Fi : 내관 내면적, Fo : 내관 외면적, αi : 내관 내면과 유체 사이의 경막계수, αo : 내관 외면과 유체 사이의 경막계수,전열계산은 내관 외면 기준일 때이다.)

(정답률: 65%)
  • 2중관 열교환기에서 열관류율의 근사식은 총 열저항의 역수와 같으며, 내관 벽의 열저항을 무시할 경우 내관 내면과 외면의 대류 열저항의 합의 역수로 표현됩니다.
    나머지 보기들은 열저항의 합을 역수로 취하는 올바른 형태를 따르지 않거나, 각 항의 구성이 잘못되어 열관류율의 근사식으로 적합하지 않습니다.
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99. 24500kW의 증기원동소에 사용하고 있는 석탄의 발열량이 7200kcal/kg이고 원동소의 열효율이 23%라면, 매시간당 필요한 석탄의 양(ton/h)은? (단, 1kW는 860kcal/h로 한다.)

  1. 10.5
  2. 12.7
  3. 15.3
  4. 18.2
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 증기원동소의 출력과 열효율, 석탄의 발열량을 이용하여 매시간당 필요한 석탄의 양을 계산하는 문제입니다. 원동소의 출력 열량과 효율, 석탄의 발열량 관계식을 통해 필요한 석탄의 양을 구합니다.
    $$ \text{필요 석탄량 (kg/h)} = \frac{\text{출력 (kW)} × \text{kW-kcal/h 변환 계수}}{\text{석탄 발열량 (kcal/kg)} × \text{열효율}} $$
    $$ \text{필요 석탄량 (kg/h)} = \frac{24500 \text{ kW} × 860 \text{ kcal/h/kW}}{7200 \text{ kcal/kg} × 0.23} $$
    $$ \text{필요 석탄량 (ton/h)} = \frac{24500 × 860}{7200 × 0.23 × 1000} \approx 12.7 $$
  • 24500x860 / 7200 x 0.23 = 12.7
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100. 다음 중 증기관의 크기를 결정할 때 고려해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 가격
  2. 열손실
  3. 압력강하
  4. 증기온도
(정답률: 45%)
  • 증기온도는 증기의 특성 중 하나로, 다른 요소들의 계산에 영향을 주지만, 증기관의 크기를 직접적으로 결정하는 주요 고려사항은 아닙니다.
    오답 노트
    * 가격: 증기관의 재료비 및 설치비에 직접적인 영향을 미치므로 고려해야 합니다.
    * 열손실: 증기관의 표면적과 관련되어 에너지 효율에 영향을 주므로 고려해야 합니다.
    * 압력강하: 증기의 흐름 효율과 운전 비용에 직접적인 영향을 미치므로 고려해야 합니다.
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