공조냉동기계기사 필기 2016년 3회 기출문제 정답 및 해설

1번

다음 중 단열과정과 정적과정만으로 이루어진 사이클(cycle)은?

1. Otto cycle

2. Diesel cycle

3. Sabathe cycle

4. Rankine cycle

정답 1번

해설. ① 오토 사이클은 단열압축 → 정적가열 → 단열팽창 → 정적방열의 네 과정으로 이루어진다.
② 디젤 사이클은 정압가열·정적방열, ③ 사바테 사이클은 정적+정압 가열(복합), ④ 랭킨 사이클은 정압가열·정압방열(증기 동력)을 포함한다.

2번

질량이 m이고 한 변의 길이가 a인 정육면체의 밀도가 ρ이면, 질량이 2m이고 한 변의 길이가 2a인 정육면체의 밀도는?

1. ρ

2. ρ/2

3. ρ/4

4. ρ/8

정답 3번

해설. ③ 밀도 = 질량/부피이다.
풀이: 처음 ρ = m/a³ → 나중 ρ' = 2m/(2a)³ = 2m/8a³ = (1/4)·(m/a³) = ρ/4
따라서 밀도는 처음의 1/4이 된다.

3번

질량 유량이 10kg/s인 터빈에서 수증기의 엔탈피가 800kJ/kg 감소한다면 출력은 몇 kW인가? (단, 역학적 손실, 열손실은 모두 무시한다.)

1. 80

2. 160

3. 1600

4. 8000

정답 4번

해설. ④ 정상유동 터빈의 출력은 질량유량 × 엔탈피 감소량이다.
풀이: W = ṁ·Δh = 10kg/s × 800kJ/kg = 8000kJ/s = 8000kW
①②③ 단위 환산이나 곱셈을 잘못한 값이다.

4번

카르노 열펌프와 카르노 냉동기가 있는데, 카르노 열펌프의 고열원 온도는 카르노 냉동기의 고열원 온도와 같고, 카르노 열펌프의 저열원 온도는 카르노 냉동기의 저열원 온도와 같다. 이때 카르노 열펌프의 성적계수(COPₕₚ)와 카르노 냉동기의 성적계수(COPᵣ)의 관계로 옳은 것은?

1. COPₕₚ = COPᵣ + 1

2. COPₕₚ = COPᵣ − 1

3. COPₕₚ = 1/COPᵣ + 1

4. COPₕₚ = 1/COPᵣ − 1

정답 1번

해설. ① 같은 두 열원 사이에서 COPₕₚ = Q₁/W, COPᵣ = Q₂/W 이고 Q₁ = Q₂ + W 이다.
따라서 COPₕₚ = (Q₂ + W)/W = COPᵣ + 1 이다.
카르노 사이클이면 온도로 Tₕ/(Tₕ − Tₗ) = Tₗ/(Tₕ − Tₗ) + 1 로도 확인된다.

5번

카르노 사이클로 작동되는 열기관이 600K에서 800kJ의 열을 받아 300K에서 방출한다면 일은 약 몇 kJ인가?

1. 200

2. 400

3. 500

4. 900

정답 2번

해설. ② 카르노 기관의 효율은 η = 1 − Tₗ/Tₕ 이다.
풀이: η = 1 − 300/600 = 0.5
W = η × Q₁ = 0.5 × 800 = 400kJ (방출열 400kJ)

6번

그림에서 T₁ = 561K, T₂ = 1010K, T₃ = 690K, T₄ = 383K인 공기를 작동 유체로 하는 브레이턴 사이클의 이론 열효율은?

1. 0.388

2. 0.465

3. 0.316

4. 0.412

정답 3번

해설. ③ 브레이턴 사이클은 정압가열(1→2), 정압방열(3→4)이므로 η = 1 − (T₃ − T₄)/(T₂ − T₁) 이다.
풀이: η = 1 − (690 − 383)/(1010 − 561) = 1 − 307/449 = 1 − 0.684 ≒ 0.316

7번

일정한 정적비열 Cᵥ와 정압비열 Cₚ를 가진 이상기체 1kg의 절대온도와 체적이 각각 2배로 되었을 때 엔트로피의 변화량으로 옳은 것은?

1. Cᵥ ln2

2. Cₚ ln2

3. (Cₚ − Cᵥ) ln2

4. (Cₚ + Cᵥ) ln2

정답 2번

해설. ② 이상기체의 엔트로피 변화는 Δs = Cᵥ ln(T₂/T₁) + R ln(V₂/V₁) 이다.
풀이: Δs = Cᵥ ln2 + R ln2 = (Cᵥ + R) ln2 = Cₚ ln2 (R = Cₚ − Cᵥ)

8번

그림과 같이 선형 스프링으로 지지되는 피스톤-실린더 장치 내부에 있는 기체를 가열하여 기체의 체적이 V₁에서 V₂로 증가하였고, 압력은 P₁에서 P₂로 변화하였다. 이때 기체가 피스톤에 행한 일은? (단, 실린더 내부의 압력(P)은 실린더 내부 부피(V)와 선형관계(P = aV, a는 상수)에 있다고 본다.)

1. P₂V₂ − P₁V₁

2. P₂V₂ + P₁V₁

3. (1/2)(P₂ + P₁)(V₂ − V₁)

4. (1/2)(P₂ + P₁)(V₂ + V₁)

정답 3번

해설. ③ 압력이 체적에 선형으로 변하므로 P-V 선도에서 일은 사다리꼴 면적이다.
풀이: W = ∫P dV = ∫aV dV = (a/2)(V₂² − V₁²) = (1/2)(aV₂ + aV₁)(V₂ − V₁) = (1/2)(P₂ + P₁)(V₂ − V₁)

9번

이상기체의 압력(P), 체적(V)의 관계식 “PVⁿ = 일정”에서 가역단열과정을 나타내는 n의 값은? (단, Cₚ는 정압비열, Cᵥ는 정적비열이다.)

1. 0

2. 1

3. 정적비열에 대한 정압비열의 비(Cₚ/Cᵥ)

4. 무한대

정답 3번

해설. ③ 가역단열과정은 PVᵏ = 일정이며 k = Cₚ/Cᵥ(비열비)이다.
① n = 0은 정압과정, ② n = 1은 등온과정, ④ n = ∞는 정적과정이다.
일반 폴리트로픽 과정은 1 < n < k 사이에 있다.

10번

압력 200kPa, 체적 0.4m³인 공기가 정압 하에서 체적이 0.6m³로 팽창하였다. 이 팽창 중에 내부에너지가 100kJ만큼 증가하였으면 팽창에 필요한 열량은?

1. 40kJ

2. 60kJ

3. 140kJ

4. 160kJ

정답 3번

해설. ③ 정압과정의 열량은 Q = ΔU + PΔV 이다.
풀이: W = PΔV = 200kPa × (0.6 − 0.4)m³ = 40kJ
Q = 100 + 40 = 140kJ
정압과정이므로 Q는 엔탈피 변화량 ΔH와도 같다.

11번

복사열을 방사하는 방사율과 면적이 같은 2개의 방열판이 있다. 각각의 온도가 A방열판은 120℃, B방열판은 80℃일 때 단위면적당 복사 열전달량(QA, QB)의 비는?

1. 1.08

2. 1.22

3. 1.54

4. 2.42

정답 3번

해설. ③ 복사 열전달량은 절대온도의 4제곱에 비례한다(스테판-볼츠만 법칙).
풀이: QA/QB = (393.15/353.15)⁴ = (1.1133)⁴ ≒ 1.54
섭씨온도를 그대로 쓰면 안 되고 반드시 절대온도(K)로 바꾸어 계산한다.

12번

시스템 내의 임의의 이상기체 1kg이 채워져 있다. 이 기체의 정압비열은 1.0kJ/kg·K이고, 초기 온도가 50℃인 상태에서 323kJ의 열량을 가하여 팽창시킬 때 변경 후 체적은 변경 전 체적의 약 몇 배가 되는가? (단, 정압과정으로 팽창한다.)

1. 1.5배

2. 2배

3. 2.5배

4. 3배

정답 2번

해설. ② 정압과정에서 Q = mCₚΔT, 체적은 절대온도에 비례한다.
풀이: ΔT = 323/(1 × 1.0) = 323K
T₁ = 50 + 273 = 323K → T₂ = 646K
V₂/V₁ = T₂/T₁ = 646/323 = 2배

13번

체적이 150m³인 방 안에 질량이 200kg이고 온도가 20℃인 공기(이상기체상수 = 0.287kJ/kg·K)가 들어 있을 때 이 공기의 압력은 약 몇 kPa인가?

1. 112

2. 124

3. 162

4. 184

정답 1번

해설. ① 이상기체 상태식 PV = mRT 를 쓴다.
풀이: P = mRT/V = 200 × 0.287 × 293.15 / 150 ≒ 112kPa
온도는 절대온도 T = 20 + 273.15 = 293.15K로 바꾸어 대입한다.

14번

다음 중 강도성 상태량(intensive property)이 아닌 것은?

1. 온도

2. 압력

3. 체적

4. 비체적

정답 3번

해설. ③ 체적은 질량에 비례하는 종량성(시량) 상태량이다.
①②④ 온도·압력·비체적(단위 질량당 체적)은 계의 크기와 무관한 강도성 상태량이다.
강도성 상태량은 계를 나누어도 값이 변하지 않고, 종량성 상태량은 질량에 비례해 변한다.

15번

순수한 물질로 되어 있는 밀폐계가 단열과정 중에 수행한 일의 절대값에 관련된 설명으로 옳은 것은? (단, 운동에너지와 위치에너지의 변화는 무시한다.)

1. 엔탈피의 변화량과 같다.

2. 내부 에너지 변화량과 같다.

3. 단열과정 중의 일은 0이 된다.

4. 외부로부터 받은 열량과 같다.

정답 2번

해설. ② 밀폐계 단열과정에서는 Q = 0이므로 제1법칙 Q = ΔU + W 에서 W = −ΔU, 즉 일의 절대값은 내부에너지 변화량과 같다.
① 엔탈피 변화는 개방계(정상유동) 단열과정의 공업일과 같고, ③ 일은 0이 아니며, ④ 받은 열량은 0이다.

16번

다음 온도-엔트로피 선도(T-S 선도)에서 과정 1-2가 가역일 때 빗금 친 부분은 무엇을 나타내는가?

1. 공업일

2. 절대일

3. 열량

4. 내부에너지

정답 3번

해설. ③ T-S 선도에서 곡선 아래 면적은 ∫T dS = Q, 즉 열량을 나타낸다. 빗금 친 띠(높이 T, 폭 dS)는 미소 열량 δQ = T dS 이다.
① 공업일은 P-V 선도의 압력축 쪽 면적, ② 절대일은 P-V 선도의 체적축 쪽 면적이다.

17번

2MPa 압력에서 작동하는 가역 보일러에 포화수가 들어가 포화증기가 되어서 나온다. 보일러의 물 1kg당 가한 열량은 약 몇 kJ인가? (단, 2MPa 압력에서 포화온도는 212.4℃이고 이 온도는 일정하다. 그리고 포화수 비엔트로피는 2.4473kJ/kg·K, 포화증기 비엔트로피는 6.3408kJ/kg·K이다.)

1. 295

2. 827

3. 1890

4. 2423

정답 3번

해설. ③ 등온(포화온도) 가역과정이므로 q = TΔs 이다.
풀이: T = 212.4 + 273.15 = 485.55K
q = 485.55 × (6.3408 − 2.4473) = 485.55 × 3.8935 ≒ 1890kJ/kg

18번

온도 200℃, 압력 500kPa, 비체적 0.6m³/kg의 산소가 정압 하에서 비체적이 0.4m³/kg으로 되었다면, 변화 후의 온도는 얼마인가?

1. 42℃

2. 55℃

3. 315℃

4. 437℃

정답 1번

해설. ① 정압과정에서 v/T = 일정이다.
풀이: T₂ = T₁ × v₂/v₁ = 473.15 × 0.4/0.6 = 315.4K
t₂ = 315.4 − 273.15 ≒ 42℃
산소의 종류와 압력은 정압 조건에서 계산에 영향을 주지 않는다.

19번

Carnot 냉동사이클에서 응축기 온도가 50℃, 증발기 온도가 −20℃이면, 냉동기의 성능계수는 얼마인가?

1. 5.26

2. 3.61

3. 2.65

4. 1.26

정답 2번

해설. ② 카르노 냉동기의 성능계수는 COP = Tₗ/(Tₕ − Tₗ) 이다.
풀이: Tₗ = 253.15K, Tₕ = 323.15K
COP = 253.15/70 ≒ 3.62 → 약 3.61

20번

온도 150℃, 압력 0.5kPa의 이상기체 0.287kg이 정압과정에서 원래 체적의 2배로 늘어난다. 이 과정에서 가해진 열량은 약 얼마인가? (단, 공기의 기체상수는 0.287kJ/kg·K이고, 정압비열은 1.004kJ/kg·K이다.)

1. 98.8kJ

2. 111.8kJ

3. 121.9kJ

4. 134.9kJ

정답 3번

해설. ③ 정압과정에서 체적이 2배면 절대온도도 2배가 된다.
풀이: T₁ = 423.15K → T₂ = 846.3K, ΔT = 423.15K
Q = mCₚΔT = 0.287 × 1.004 × 423.15 ≒ 121.9kJ

21번

다음 카르노 사이클의 P-V선도를 T-S선도로 바르게 나타낸 것은?

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. ④ 카르노 사이클은 1→2 등온팽창(흡열, 엔트로피 증가), 2→3 단열팽창(등엔트로피, 온도 강하), 3→4 등온압축(방열, 엔트로피 감소), 4→1 단열압축(온도 상승)이다.
T-S 선도에서는 고온 등온선 1→2가 오른쪽, 2→3이 수직 하강, 3→4가 왼쪽, 4→1이 수직 상승인 시계방향 직사각형이 된다. ③은 방향이 반대(역카르노)이다.

22번

전자밸브(solenoid valve) 설치 시 주의사항으로 틀린 것은?

1. 코일 부분이 상부로 오도록 수직으로 설치한다.

2. 전자밸브 직전에 스트레이너를 장치한다.

3. 배관 시 전자밸브에 과대한 하중이 걸리지 않아야 한다.

4. 전자밸브 본체의 유체 방향성에 무관하게 설치한다.

정답 4번

해설. ④ 전자밸브는 본체에 표시된 유체 흐름 방향(화살표)에 맞추어 설치해야 한다. 방향이 반대면 밸브가 제대로 닫히지 않는다.
①②③ 코일부를 위로 한 수직 설치, 직전 스트레이너 설치, 배관 하중이 밸브에 걸리지 않게 하는 것은 옳은 시공법이다.

23번

펠티에(Peltier)효과를 이용하는 냉동방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 펠티에 효과를 냉동에 이용한 것이 전자냉동 또는 열전기식 냉동법이다.

2. 펠티에 효과를 냉동법으로 실용화에 어려운 점이 많았으나 반도체 기술이 발달하면서 실용화되었다.

3. 이 냉동방법을 이용한 것으로는 휴대용 냉장고, 가정용 특수냉장고, 물 냉각기, 핵 잠수함 내의 냉난방장치이다.

4. 증기 압축식 냉동장치와 마찬가지로 압축기, 응축기, 증발기 등을 이용한 것이다.

정답 4번

해설. ④ 펠티에(열전) 냉동은 서로 다른 두 반도체(금속)의 접합부에 직류 전류를 흘려 한쪽은 흡열, 다른 쪽은 발열시키는 방식으로 압축기·응축기·증발기 같은 기계 장치가 없다.
①②③ 전자냉동이라 하며, 반도체 기술 발달로 실용화되어 소형 냉장고·물 냉각기·잠수함 냉난방 등에 쓰인다.

24번

가로 및 세로가 각 2m이고, 두께가 20cm, 열전도율이 0.2W/m·℃인 벽체로부터의 열통과량은 50W이었다. 한쪽 벽면의 온도가 30℃일 때 반대쪽 벽면의 온도는?

1. 87.5℃

2. 62.5℃

3. 50.5℃

4. 42.5℃

정답 4번

해설. ④ 푸리에 법칙 Q = kAΔt/L 를 쓴다.
풀이: Δt = QL/(kA) = 50 × 0.2 / (0.2 × 4) = 12.5℃
반대쪽 벽면 온도 = 30 + 12.5 = 42.5℃ (보기 중 해당하는 값)

25번

팽창밸브 중에서 과열도를 검출하여 냉매유량을 제어하는 것은?

1. 정압식 자동팽창밸브

2. 수동팽창밸브

3. 온도식 자동팽창밸브

4. 모세관

정답 3번

해설. ③ 온도식 자동팽창밸브(TEV)는 증발기 출구에 부착한 감온통으로 흡입가스의 과열도를 검출하여 냉매 유량을 조절한다.
① 정압식은 증발압력을 일정하게, ② 수동팽창밸브는 수동 조절, ④ 모세관은 고정 교축으로 유량 조절 기능이 없다.

26번

냉동창고에 있어서 기둥, 바닥, 벽 등의 철근콘크리트 구조체 외벽에 단열시공을 하는 외부단열 방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 시공이 용이하다.

2. 단열의 내구성이 좋다.

3. 창고 내 벽면에서의 온도 차가 거의 없어 온도가 균일한 벽면을 이룬다.

4. 각층 각실이 구조체로 구획되고 구조체의 내측에 맞추어 각각 단열을 시공하는 방식이다.

정답 4번

해설. ④ 각층 각실을 구조체로 구획하고 구조체 내측에 맞추어 각각 단열하는 것은 내부단열 방식의 설명이다.
①②③ 외부단열 방식은 구조체 외측을 연속적으로 단열하므로 시공이 쉽고 내구성이 좋으며, 구조체가 저온 측에 있어 창고 내 벽면 온도가 균일하다.

27번

냉각관의 열관류율이 500W/m²·℃이고, 대수평균온도차가 10℃일 때, 100kW의 냉동부하를 처리할 수 있는 냉각관의 면적은?

1. 5m²

2. 15m²

3. 20m²

4. 40m²

정답 3번

해설. ③ Q = K·A·Δtₘ 에서 A = Q/(K·Δtₘ) 이다.
풀이: A = 100000W / (500W/m²·℃ × 10℃) = 20m²
kW를 W로 단위를 맞추어 대입하는 것에 주의한다.

28번

냉매의 구비조건으로 틀린 것은?

1. 임계온도가 낮을 것

2. 응고점이 낮을 것

3. 액체비열이 작을 것

4. 비열비가 작을 것

정답 1번

해설. ① 냉매는 임계온도가 높아야 상온에서 쉽게 응축(액화)된다. 따라서 '임계온도가 낮을 것'은 틀리다.
②③④ 응고점이 낮고, 액체비열이 작아 플래시가스가 적고, 비열비가 작아 토출가스 온도가 낮은 것이 좋다.

29번

다음 중 액체냉각용 증발기와 가장 거리가 먼 것은?

1. 만액식 셸 앤드 튜브식

2. 핀 코일식 증발기

3. 건식 셸 앤드 튜브식

4. 보데로 증발기

정답 2번

해설. ② 핀 코일식 증발기는 관 바깥에 핀을 붙여 공기를 냉각하는 공기냉각용(유닛쿨러 등) 증발기이다.
①③④ 셸 앤드 튜브식(만액식·건식)과 보데로(Baudelot) 증발기는 물·브라인 같은 액체를 냉각한다.

30번

열펌프의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 성적계수가 1보다 작다.

2. 하나의 장치로 난방 및 냉방으로 사용할 수 있다.

3. 대기오염이 적고 설치공간을 절약할 수 있다.

4. 증발온도가 높고 응축온도가 낮을수록 성적계수가 커진다.

정답 1번

해설. ① 열펌프의 성적계수 COPₕₚ = Q₁/W = COPᵣ + 1 이므로 항상 1보다 크다.
②③④ 사방밸브로 냉난방 겸용이 가능하고 연소가 없어 대기오염이 적으며, 증발온도가 높고 응축온도가 낮을수록(압축비가 작을수록) 성적계수가 커진다.

31번

시간당 2000kg의 30℃ 물을 −10℃의 얼음으로 만드는 능력을 가진 냉동장치가 있다. 조건이 아래와 같을 때, 이 냉동장치 압축기의 소요동력은? (단, 열손실은 무시한다.)

응축기 냉각수	입구온도	32℃
	출구온도	37℃
	유량	60m³/h
물의 비열		1kcal/kg·℃
얼음	응고잠열	80kcal/kg
얼음	비열	0.5kcal/kg·℃

1. 71kW

2. 76kW

3. 78kW

4. 81kW

정답 4번

해설. ④ 압축기 동력 = 응축열량 − 냉동능력 이다.
풀이: 응축열량 = 60000kg/h × 1 × (37 − 32) = 300000kcal/h
냉동능력 = 2000 × (1×30 + 80 + 0.5×10) = 230000kcal/h
W = 70000kcal/h ÷ 860 ≒ 81.4kW → 약 81kW

32번

냉동장치에서 증발온도를 일정하게 하고 응축온도를 높일 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?

1. 성적계수 증가

2. 압축일량 감소

3. 토출가스온도 감소

4. 플래쉬가스 발생량 증가

정답 4번

해설. ④ 응축온도가 높아지면 팽창밸브 입구 액의 엔탈피가 커져 팽창 시 플래시가스 발생량이 증가한다.
① 성적계수는 감소, ② 압축비가 커져 압축일량은 증가, ③ 토출가스 온도는 상승한다.

33번

R-22를 사용하는 냉동장치에 R-134a를 사용하려 할 때, 다음 장치의 운전 시 유의사항으로 틀린 것은?

1. 냉매의 능력이 변하므로 전동기 용량이 충분한지 확인한다.

2. 응축기, 증발기 용량이 충분한지 확인한다.

3. 가스켓, 시일 등의 선정에 유의해야 한다.

4. 동일 탄화수소계 냉매이므로 그대로 운전할 수 있다.

정답 4번

해설. ④ R-22(HCFC)와 R-134a(HFC)는 압력·냉동능력·윤활유(광유↔합성유) 상용성이 달라 그대로 운전할 수 없다. 또 둘은 탄화수소계가 아니라 할로겐화 탄화수소 냉매이다.
①②③ 전동기·열교환기 용량과 가스켓·시일 재질을 반드시 검토해야 한다.

34번

냉각수 입구온도 30℃, 냉각수량 1000L/min이고, 응축기의 전열면적이 8m², 총괄열전달계수 6000kcal/m²·h·℃일 때 대수평균온도차 6.5℃로 하면 냉각수 출구온도는?

1. 26.7℃

2. 30.9℃

3. 32.6℃

4. 35.2℃

정답 4번

해설. ④ 응축열량 Q = K·A·Δtₘ 를 냉각수가 흡수한다.
풀이: Q = 6000 × 8 × 6.5 = 312000kcal/h
냉각수량 = 1000L/min × 60 = 60000kg/h
Δt = 312000/60000 = 5.2℃ → 출구온도 = 30 + 5.2 = 35.2℃

35번

다음 중 신재생에너지와 가장 거리가 먼 것은?

1. 지열에너지

2. 태양에너지

3. 풍력에너지

4. 원자력에너지

정답 4번

해설. ④ 원자력에너지는 신에너지·재생에너지에 포함되지 않는다.
①②③ 지열·태양·풍력에너지는 재생에너지이다(신에너지는 수소·연료전지 등).
원자력은 신·재생에너지가 아닌 기존(전통) 에너지원으로 분류된다.

36번

압축기의 구조와 작용에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 다기통 압축기의 실린더 상부에 안전두(safety head)가 있으면 액압축이 일어나도 실린더 내 압력의 과도한 상승을 막기 때문에 어떠한 액압축에도 압축기를 보호한다.

2. 입형 암모니아 압축기는 실린더를 워터재킷에 의해 냉각하고 있는 것이 보통이다.

3. 압축기를 방진고무로 지지할 경우 시동 및 정지 때 진동이 적어 접속 연결배관에는 플렉시블 튜브 등을 설치할 필요가 없다.

4. 압축기를 용적식과 원심식으로 분류하면 왕복동 압축기는 용적식이고 스크루 압축기는 원심식이다.

정답 2번

해설. ② 입형 암모니아 압축기는 토출가스 온도가 높아 실린더를 워터재킷으로 냉각한다.
① 안전두는 어느 정도의 액압축을 막지만 모든 액압축을 막지는 못하고, ③ 방진고무 지지 시 진동이 배관에 전달되므로 플렉시블 튜브가 필요하며, ④ 스크루 압축기는 회전식 용적형이다.

37번

증발압력이 너무 낮은 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 냉매가 과다하다.

2. 팽창밸브가 너무 조여 있다.

3. 팽창밸브에 스케일이 쌓여 빙결하고 있다.

4. 증발압력 조절밸브의 조정이 불량하다.

정답 1번

해설. ① 냉매가 과다하면 오히려 응축압력이 높아지고 증발압력도 낮아지지 않는다(냉매 부족이 증발압력 저하 원인).
②③④ 팽창밸브 과소 개도, 스케일·수분 빙결에 의한 막힘, 증발압력 조절밸브 조정 불량은 증발압력을 낮춘다.

38번

흡수식 냉동장치에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 흡수식 냉동장치는 냉매가스가 용매에 용해하는 비율이 온도, 압력에 따라 현저하게 다른 것을 이용한 것이다.

2. 흡수식 냉동장치는 기계압축식과 마찬가지로 증발기와 응축기를 가지고 있다.

3. 흡수식 냉동장치는 기계적인 일 대신에 열에너지를 사용하는 것이다.

4. 흡수식 냉동장치는 흡수기, 압축기, 응축기 및 증발기인 4개의 열교환기로 구성되어 있다.

정답 4번

해설. ④ 흡수식 냉동장치는 압축기 대신 흡수기와 재생기(발생기)를 쓰며, 증발기·흡수기·재생기·응축기로 구성된다.
①②③ 냉매가 흡수제에 녹는 비율이 온도·압력에 따라 달라지는 성질을 이용하며, 기계적 일 대신 열에너지로 구동한다.

39번

윤활유의 구비조건으로 틀린 것은?

1. 저온에서 왁스가 분리될 것

2. 전기 절연내력이 클 것

3. 응고점이 낮을 것

4. 인화점이 높을 것

정답 1번

해설. ① 윤활유는 저온에서 왁스가 분리되지 않아야 한다(왁스 석출 시 팽창밸브·증발기 막힘).
②③④ 밀폐형 압축기용이므로 절연내력이 크고, 응고점이 낮으며, 인화점이 높아야 한다.
또 산화 안정성이 좋고 냉매와 화학반응을 하지 않아야 한다.

40번

식품의 평균 초온이 0℃일 때 이것을 동결하여 온도 중심점을 -15℃까지 내리는 데 걸리는 시간을 나타내는 것은?

1. 유효동결시간

2. 유효냉각시간

3. 공칭동결시간

4. 시간상수

정답 3번

해설. ③ 공칭동결시간은 식품의 초온이 0℃일 때 온도 중심점을 −15℃까지 내리는 데 걸리는 시간이다.
① 유효동결시간은 초온에 관계없이 실제 초온에서 중심점을 −15℃까지 내리는 시간이고, ②④ 유효냉각시간·시간상수는 동결시간의 정의가 아니다.

41번

온수난방에서 온수의 순환방식과 가장 거리가 먼 것은?

1. 중력순환 방식

2. 강제순환 방식

3. 역귀환 방식

4. 진공환수 방식

정답 4번

해설. ④ 진공환수 방식은 증기난방에서 응축수를 진공펌프로 환수하는 방식이다.
①② 온수 순환방식은 중력순환·강제순환으로 나누고, ③ 역귀환(리버스 리턴) 방식은 각 방열기까지 배관 길이를 같게 하는 온수 배관 방식이다.

42번

다음 중 정압의 상승분을 다음 구간 덕트의 압력손실에 이용하도록 한 덕트 설계법은?

1. 정압법

2. 등속법

3. 등온법

4. 정압 재취득법

정답 4번

해설. ④ 정압 재취득법은 풍속 감소로 생긴 정압 상승분(재취득 정압)을 다음 구간 덕트의 압력손실에 쓰도록 치수를 정하는 방법이다.
① 정압법(등마찰법)은 단위 길이당 마찰손실을 일정하게, ② 등속법은 풍속을 일정하게 하는 방법이다.

43번

유인 유닛방식에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 각 실 제어를 쉽게 할 수 있다.

2. 유닛에는 가동부분이 없어 수명이 길다.

3. 덕트 스페이스를 작게 할 수 있다.

4. 송풍량이 비교적 커 외기냉방 효과가 크다.

정답 4번

해설. ④ 유인 유닛방식은 1차 공기만 덕트로 보내고 2차 공기는 실내에서 유인하므로 송풍량이 적어 외기냉방 효과가 작다.
①②③ 각 실 제어가 쉽고, 유닛에 구동부가 없어 수명이 길며, 고속덕트로 덕트 스페이스가 작다.

44번

정풍량 단일덕트 방식에 관한 설명으로 옳은 것은?

1. 실내부하가 감소될 경우에 송풍량을 줄여도 실내공기의 오염이 적다.

2. 가변풍량방식에 비하여 송풍기 동력이 커져서 에너지 소비가 증대한다.

3. 각 실이나 존의 부하변동이 서로 다른 건물에서도 온·습도의 불균형이 생기지 않는다.

4. 송풍량과 환기량을 크게 계획할 수 없으며, 외기도입이 어려워 외기냉방을 할 수 없다.

정답 2번

해설. ② 정풍량 방식은 부하가 줄어도 풍량을 일정하게 보내므로 가변풍량방식보다 송풍기 동력이 크고 에너지 소비가 많다.
① 풍량을 줄이면 환기량이 부족해 오염이 커지고, ③ 부하 특성이 다른 존에서는 온·습도 불균형이 생기며, ④ 송풍량이 커 외기냉방이 가능하다.

45번

공기냉각용 냉수코일의 설계 시 주의사항으로 틀린 것은?

1. 코일을 통과하는 공기의 풍속은 2~3m/s로 한다.

2. 코일 내 물의 속도는 5m/s 이상으로 한다.

3. 물과 공기의 흐름방향은 역류가 되게 한다.

4. 코일의 설치는 관이 수평으로 놓이게 한다.

정답 2번

해설. ② 코일 내 물의 속도는 보통 1m/s 전후(0.5~1.5m/s)로 한다. 5m/s 이상이면 마찰손실·침식이 커진다.
①③④ 코일 통과 풍속 2~3m/s 정도, 물과 공기는 대향류(역류), 관은 수평으로 설치하는 것이 원칙이다.

46번

온도 32℃, 상대습도 60%인 습공기 150kg과 온도 15℃, 상대습도 80%인 습공기 50kg을 혼합했을 때 혼합공기의 상태를 나타낸 것으로 옳은 것은? (단, 각 공기의 상태는 그림의 습공기 선도와 같다.)

1. 온도 20.15℃, 절대습도 0.0158인 공기

2. 온도 20.15℃, 절대습도 0.0134인 공기

3. 온도 27.75℃, 절대습도 0.0134인 공기

4. 온도 27.75℃, 절대습도 0.0158인 공기

정답 4번

해설. ④ 혼합공기의 온도·절대습도는 질량 가중평균이다.
풀이: t = (150×32 + 50×15)/200 = 5550/200 = 27.75℃
x = (150×0.0182 + 50×0.0085)/200 = 3.155/200 ≒ 0.0158kg/kg

47번

공기정화를 위해 설치한 프리필터 효율을 ηₚ, 메인필터 효율을 ηₘ이라 할 때 종합효율 ηₜ를 바르게 나타낸 것은?

1. ηₜ = 1 − (1 − ηₚ)(1 − ηₘ)

2. ηₜ = 1 − (1 − ηₚ)/(1 − ηₘ)

3. ηₜ = 1 − (1 − ηₚ)·ηₘ

4. ηₜ = 1 − ηₚ·(1 − ηₘ)

정답 1번

해설. ① 프리필터 통과율은 (1 − ηₚ), 메인필터 통과율은 (1 − ηₘ)이므로 최종 통과율은 두 값의 곱이다.
따라서 종합효율 ηₜ = 1 − (1 − ηₚ)(1 − ηₘ) 이다.

48번

다음 공조방식 중 냉매방식이 아닌 것은?

1. 패키지 방식

2. 팬코일 유닛 방식

3. 룸 쿨러 방식

4. 멀티유닛 방식

정답 2번

해설. ② 팬코일 유닛 방식은 냉온수를 유닛에 공급하는 수(水)방식이다.
①③④ 패키지 방식, 룸 쿨러, 멀티유닛 방식은 냉매를 직접 팽창시켜 실내공기를 냉각하는 냉매방식(개별방식)이다.

49번

습공기의 상태 변화에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 습공기를 냉각하면 건구온도와 습구온도가 감소한다.

2. 습공기를 냉각·가습하면 상대습도와 절대습도가 증가한다.

3. 습공기를 등온 감습하면 노점온도와 비체적이 감소한다.

4. 습공기를 가열하면 습구온도와 상대습도가 증가한다.

정답 4번

해설. ④ 습공기를 가열하면 절대습도는 그대로이고 건구·습구온도는 오르지만 상대습도는 감소한다.
① 냉각하면 건구·습구온도가 내려가고, ② 냉각·가습하면 절대습도와 상대습도가 증가하며, ③ 등온 감습하면 노점온도와 비체적이 감소한다.

50번

온수난방에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 온수의 체적팽창을 고려하여 팽창탱크를 설치한다.

2. 보일러가 정지하여도 실내온도의 급격한 강하가 적다.

3. 밀폐식일 경우 배관의 부식이 많아 수명이 짧다.

4. 방열기에 공급되는 온수 온도와 유량 조절이 가능하다.

정답 3번

해설. ③ 밀폐식 온수난방은 공기 유입이 적어 배관 부식이 적고 수명이 길다.
①②④ 팽창탱크로 체적팽창을 흡수하고, 열용량이 커 보일러 정지 후에도 실온 강하가 완만하며, 온수 온도·유량 조절이 가능하다.

51번

두께 20mm, 열전도율 40W/m·K인 강판의 전달되는 두 면의 온도가 각각 200℃, 50℃일 때, 전열면 1m²당 전달되는 열량은?

1. 125kW

2. 200kW

3. 300kW

4. 420kW

정답 3번

해설. ③ 평판 전도 열량 q = kΔt/L 이다.
풀이: q = 40 × (200 − 50)/0.02 = 300000W/m² = 300kW
푸리에 법칙에서 두께는 m 단위(0.02m)로 바꾸어 대입한다.

52번

보일러의 수위를 제어하는 주된 목적으로 가장 적절한 것은?

1. 보일러의 급수장치가 동결되지 않도록 하기 위하여

2. 보일러의 연료공급이 잘 이루어지도록 하기 위하여

3. 보일러가 과열로 인해 손상되지 않도록 하기 위하여

4. 보일러에서의 출력을 부하에 따라 조절하기 위하여

정답 3번

해설. ③ 수위가 낮아지면 전열면이 노출되어 과열·파열 위험이 있으므로 수위를 일정하게 제어한다.
①②④ 동결 방지, 연료 공급, 부하에 따른 출력 조절은 수위 제어의 주된 목적이 아니다(출력은 연소제어로 조절).

53번

송풍기의 회전수가 1500rpm인 송풍기의 압력이 300Pa이다. 송풍기 회전수를 2000rpm으로 변경할 경우 송풍기 압력은?

1. 423.3Pa

2. 533.3Pa

3. 623.5 Pa

4. 713.3Pa

정답 2번

해설. ② 상사법칙에서 송풍기 압력은 회전수의 제곱에 비례한다.
풀이: P₂ = 300 × (2000/1500)² = 300 × 1.778 ≒ 533.3Pa
(풍량은 회전수에 비례, 동력은 세제곱에 비례)

54번

환기 종류와 방법에 대한 연결로 틀린 것은?

1. 제1종 환기 : 급기팬(급기기)과 배기팬(배기기)의 조합

2. 제2종 환기 : 급기팬(급기기)과 강제 배기팬(배기기)의 조합

3. 제3종 환기 : 자연급기와 배기팬(배기기)의 조합

4. 자연환기(중력환기) : 자연급기와 자연배기의 조합

정답 2번

해설. ② 제2종 환기는 급기팬(기계급기)과 자연배기의 조합이다.
① 제1종은 기계급기+기계배기, ③ 제3종은 자연급기+기계배기, ④ 자연환기는 자연급기+자연배기이다.
제1종은 실내압 조절이 자유롭고, 제2종은 실내가 정압(+), 제3종은 부압(−)이 된다.

55번

덕트 내의 풍속이 8m/s이고 정압이 200Pa일 때, 전압은? (단, 공기밀도는 1.2kg/m³이다.)

1. 203.9Pa

2. 218.4Pa

3. 239.3Pa

4. 238.4Pa

정답 4번

해설. ④ 전압 = 정압 + 동압, 동압 = ρV²/2 이다.
풀이: 동압 = 1.2 × 8² / 2 = 38.4Pa
전압 = 200 + 38.4 = 238.4Pa
동압은 풍속의 제곱에 비례하므로 풍속이 2배가 되면 동압은 4배가 된다.

56번

습공기의 습도 표시 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 절대습도는 건공기 중에 포함된 수증기량을 나타낸다.

2. 수증기분압은 절대습도에 반비례 관계가 있다.

3. 상대습도는 습공기의 수증기 분압과 포화공기의 수증기 분압과의 비로 나타낸다.

4. 비교습도는 습공기의 절대습도와 포화공기의 절대습도와의 비로 나타낸다.

정답 2번

해설. ② 수증기분압이 클수록 절대습도도 커지므로 둘은 비례 관계이다(x = 0.622·Pᵥ/(P − Pᵥ)).
① 절대습도는 건공기 1kg당 수증기량, ③ 상대습도는 수증기분압/포화수증기분압, ④ 비교습도는 절대습도/포화절대습도이다.

57번

온수의 물을 에어와셔 내에서 분무시킬 때 공기의 상태 변화는?

1. 절대습도 강하

2. 건구온도 상승

3. 건구온도 강하

4. 습구온도 일정

정답 3번

해설. ③ 공기보다 낮은 온도의 물을 분무하면 공기가 물에 열을 빼앗겨 건구온도가 내려간다(냉각 겸 가습).
① 분무수가 증발하므로 절대습도는 증가하고, ②는 반대이며, ④ 습구온도도 수온 쪽으로 변하므로 일정하지 않다.

58번

다음 중 전공기방식이 아닌 것은?

1. 이중 덕트 방식

2. 단일 덕트 방식

3. 멀티존 유닛 방식

4. 유인 유닛 방식

정답 4번

해설. ④ 유인 유닛방식은 1차 공기와 함께 유닛에 냉온수를 공급하는 공기-수(水) 방식이다.
①②③ 이중 덕트, 단일 덕트, 멀티존 유닛 방식은 공기만으로 부하를 처리하는 전공기방식이다.

59번

보일러의 집진장치 중 사이클론 집진기에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 연료유에 적정량의 물을 첨가하여 연소시킴으로써 완전연소를 촉진시키는 방법

2. 배기가스에 분무수를 접촉시켜 공해물질을 흡수, 용해, 응축작용에 의해 제거하는 방법

3. 연소가스에 고압의 직류전기를 방전하여 가스를 이온화시켜 가스 중 미립자를 집진시키는 방법

4. 배기가스를 동심원통의 접선방향으로 선회시켜 입자를 원심력에 의해 분리배출하는 방법

정답 4번

해설. ④ 사이클론 집진기는 배기가스를 선회시켜 원심력으로 입자를 분리하는 원심력식 집진장치이다.
② 세정식(습식) 집진, ③ 전기식 집진의 설명이며, ① 물 첨가 연소는 에멀전 연소이다.

60번

아래 습공기 선도에 나타낸 과정과 일치하는 장치의 공기 흐름은?

1. 외기①과 환기②를 혼합(③) → 가열코일(④) → 가습기(⑤)

2. 외기① → 예냉코일(③) → 환기②와 혼합(④) → 냉각코일(⑤)

3. 외기①과 환기②를 혼합(③) → 냉각코일(④) → 재열코일(⑤)

4. 외기① → 예열코일(③) → 환기②와 혼합(④) → 가열코일 → 가습기(⑤)

정답 2번

해설. ② 선도에서 ①→③은 절대습도 일정·온도 강하이므로 외기를 예냉코일로 냉각한 것이고, ③과 실내 환기 ②를 혼합하면 두 점을 잇는 직선 위의 ④가 된다. ④→⑤는 냉각·감습(냉각코일), ⑤→②는 취출공기가 실내부하를 받아 실내 상태로 되는 과정이다.
①③④는 혼합·가열·가습·재열 순서가 선도와 다르다.

61번

유도전동기의 속도제어 방법이 아닌 것은?

1. 극수변환법

2. 역률제어법

3. 2차 여자제어법

4. 전원전압제어법

정답 2번

해설. ② 역률제어는 유도전동기의 속도제어 방법이 아니다.
① 극수변환, ③ 2차 여자(권선형), ④ 전원전압 제어는 모두 속도제어법이며, 이 밖에 주파수 제어·2차 저항 제어가 있다.
전원전압 제어는 농형·권선형 모두에 쓰이는 속도제어법이다.

62번

변압기 절연내력시험이 아닌 것은?

1. 가압시험

2. 유도시험

3. 절연저항시험

4. 충격전압시험

정답 3번

해설. ③ 절연저항시험은 메거로 절연저항을 측정하는 것으로 절연내력시험이 아니다.
①②④ 가압시험, 유도시험, 충격전압시험은 규정 전압을 가해 절연이 견디는지 보는 절연내력시험이다.
절연저항시험은 절연 상태의 양부를 판정하는 예비 시험이다.

63번

전압을 V, 전류를 I, 저항을 R, 그리고 도체의 비저항을 ρ라 할 때 옴의 법칙을 나타낸 식은?

1. V = R/I

2. V = I/R

3. V = IR

4. V = IRρ

정답 3번

해설. ③ 옴의 법칙: 전압은 전류와 저항의 곱, V = IR 이다.
①②④ 비저항 ρ는 저항 R = ρl/A 을 구할 때 쓰며 옴의 법칙 식에는 직접 들어가지 않는다.
비저항 ρ의 단위는 Ω·m이며 재료 고유의 값이다.

64번

그림의 블록선도에서 C(s)/R(s)를 구하면?

1. G₁G₂/(1 + G₁G₂G₃G₄)

2. G₃G₄/(1 + G₁G₂G₃G₄)

3. (G₁ + G₂)/(1 + G₁G₂ + G₃G₄)

4. G₁G₂/(1 + G₁G₂ + G₃G₄)

정답 1번

해설. ① 부궤환 폐루프 전달함수 = 전향경로 이득/(1 + 루프 이득) 이다.
풀이: 전향경로 = G₁G₂, 되먹임 경로 = G₃G₄
C(s)/R(s) = G₁G₂/(1 + G₁G₂G₃G₄)

65번

G(jω) = e^(−j0.4ω)일 때 ω = 2.5rad/s에서의 위상각은 약 몇 도인가?

1. 28.6

2. 42.9

3. 57.3

4. 71.5

정답 3번

해설. ③ e^(−jθ)의 위상각은 −θ(rad)이다.
풀이: θ = 0.4 × 2.5 = 1rad = 180/π ≒ 57.3°
위상각은 −57.3°(지연)이며 크기는 약 57.3°이다.

66번

제어기의 설명 중 틀린 것은?

1. P 제어기 : 잔류편차 발생

2. I 제어기 : 잔류편차 소멸

3. D 제어기 : 오차예측제어

4. PD 제어기 : 응답속도 지연

정답 4번

해설. ④ PD 제어기는 미분동작이 오차 변화를 예측해 응답속도를 빠르게 한다(속응성 개선). 응답속도 지연은 틀리다.
① P는 잔류편차 발생, ② I는 잔류편차 제거, ③ D는 오차 변화율을 이용한 예측 제어이다.

67번

동작신호에 따라 제어 대상을 제어하기 위하여 조작량으로 변환하는 장치는?

1. 제어요소

2. 외란요소

3. 피드백요소

4. 기준입력요소

정답 1번

해설. ① 제어요소는 동작신호를 조작량으로 바꾸는 요소로 조절부와 조작부로 이루어진다.
② 외란은 제어량을 교란하는 외부 신호, ③ 피드백요소는 제어량을 검출해 되돌리는 요소, ④ 기준입력요소는 목표값을 기준입력 신호로 바꾸는 요소이다.

68번

변압기유로 사용되는 절연유에 요구되는 특성으로 틀린 것은?

1. 점도가 클 것

2. 인화점이 높을 것

3. 응고점이 낮을 것

4. 절연내력이 클 것

정답 1번

해설. ① 절연유는 점도가 낮아야 대류가 잘 되어 냉각효과가 좋다.
②③④ 인화점이 높고, 응고점이 낮으며, 절연내력이 큰 것이 좋다.
또 산화가 잘 되지 않고 냉각작용이 좋으며 절연재료를 침식하지 않아야 한다.

69번

주파수 응답에 필요한 입력은?

1. 계단 입력

2. 램프 입력

3. 임펄스 입력

4. 정현파 입력

정답 4번

해설. ④ 주파수 응답은 정현파 입력의 주파수를 바꾸어 가며 정상상태 출력의 진폭비와 위상차를 보는 것이다.
①②③ 계단·램프·임펄스 입력은 과도응답(시간응답) 해석에 쓴다.
주파수 응답은 보드 선도·나이퀴스트 선도로 나타낸다.

70번

유도전동기를 유도발전기로 동작시켜 그 발생 전력을 전원으로 반환하여 제동하는 유도전동기 제동방식은?

1. 발전제동

2. 역상제동

3. 단상제동

4. 회생제동

정답 4번

해설. ④ 회생제동은 전동기를 발전기로 동작시켜 발생 전력을 전원으로 되돌리며 제동한다.
① 발전제동은 발생 전력을 저항에서 열로 소비하고, ② 역상제동(플러깅)은 두 상을 바꿔 역토크로 급정지시키며, ③ 단상제동은 권선형에서 단상 전원으로 제동한다.

71번

배율기(multiplier)의 설명으로 틀린 것은?

1. 전압계와 병렬로 접속한다.

2. 전압계의 측정범위가 확대된다.

3. 저항에 생기는 전압강하원리를 이용한다.

4. 배율기의 저항은 전압계 내부 저항보다 크다.

정답 1번

해설. ① 배율기는 전압계와 직렬로 접속하여 측정범위를 넓힌다. 병렬 접속은 분류기(전류계)이다.
②③④ 저항에 걸리는 전압강하를 이용하며, 배율기 저항 Rₘ = (m − 1)r 로 보통 내부 저항보다 크다.

72번

SCR에 관한 설명 중 틀린 것은?

1. PNPN소자이다.

2. 스위칭 소자이다.

3. 양방향성 사이리스터이다.

4. 직류나 교류의 전력제어용으로 사용된다.

정답 3번

해설. ③ SCR은 한 방향으로만 전류를 흘리는 단방향 3단자 사이리스터이다. 양방향성은 TRIAC이다.
①②④ PNPN 4층 구조의 스위칭 소자로 직류·교류 전력제어(위상제어)에 쓴다.

73번

그림과 같은 논리회로의 출력 X₀에 해당하는 것은?

1. (ABC) + (DEF)

2. (ABC) + (D + E + F)

3. (A + B + C)(D + E + F)

4. (A + B + C) + (D + E + F)

정답 4번

해설. ④ 입력 A·B·C는 다이오드가 병렬로 X₁에 모이므로 하나라도 1이면 X₁ = 1인 다이오드 OR 회로이고, D·E·F도 같은 방식으로 X₂ = D + E + F 이다.
X₁, X₂가 다시 다이오드를 거쳐 X₀에 모이므로 X₀ = X₁ + X₂ = (A + B + C) + (D + E + F) 이다.

74번

자기장의 세기에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 단위 길이당 기자력과 같다.

2. 수직단면의 자력선 밀도와 같다.

3. 단위자극에 작용하는 힘과 같다.

4. 자속밀도에 투자율을 곱한 것과 같다.

정답 4번

해설. ④ 자속밀도 B = μH 이므로 자기장의 세기 H = B/μ, 즉 자속밀도를 투자율로 나눈 것이다. 곱한다는 것은 틀리다.
①②③ H는 단위 길이당 기자력(NI/l)이고, 단위 정자극에 작용하는 힘이며, 수직단면의 자력선 밀도와 같다.

75번

다음의 제어기기에서 압력을 변위로 변환하는 변환 요소가 아닌 것은?

1. 스프링

2. 벨로스

3. 다이어프램

4. 노즐플래퍼

정답 4번

해설. ④ 노즐플래퍼는 변위를 공기압으로 바꾸는 변위→압력 변환 요소이다.
①②③ 스프링·벨로스·다이어프램은 압력(힘)을 변위로 바꾼다.
노즐플래퍼는 공기식 조절계에서 미소 변위를 큰 압력 변화로 증폭하는 데 쓴다.

76번

역률에 관한 다음 설명 중 틀린 것은?

1. 역률은 √(1 − (무효율)²)으로 계산할 수 있다.

2. 역률을 이용하여 교류전력의 효율을 알 수 있다.

3. 역률이 클수록 유효전력보다 무효전력이 커진다.

4. 교류회로의 전압과 전류의 위상차에 코사인(cos)을 취한 값이다.

정답 3번

해설. ③ 역률이 클수록 유효전력의 비율이 커지고 무효전력은 작아진다.
① cosθ = √(1 − sin²θ) 이므로 맞고, ② 역률은 피상전력 중 유효하게 쓰이는 비율이며, ④ 전압과 전류의 위상차 θ의 cosθ 이다.

77번

역률 0.85 , 전류 50A, 유효전력 28kW인 3상 평형 부하의 전압은 약 몇 V 인가?

1. 300

2. 380

3. 476

4. 660

정답 2번

해설. ② 3상 유효전력 P = √3·V·I·cosθ 이다.
풀이: V = P/(√3·I·cosθ) = 28000/(1.732 × 50 × 0.85) ≒ 380V
3상 피상전력 √3·V·I에 역률을 곱한 값이 유효전력이다.

78번

200V, 2kW 전열기에서 전열선의 길이를 1/2로 할 경우 소비전력은 몇 kW인가?

1. 1

2. 2

3. 3

4. 4

정답 4번

해설. ④ 저항은 길이에 비례하고, 같은 전압에서 전력은 저항에 반비례한다(P = V²/R).
풀이: R' = R/2 → P' = 2P = 2 × 2 = 4kW
전압이 일정할 때 저항이 절반이 되면 전류는 2배, 전력은 2배가 된다.

79번

PLC(programmable Logic Controller)의 출력부에 설치하는 것이 아닌 것은?

1. 전자개폐기

2. 열동계전기

3. 시그널램프

4. 솔레노이드밸브

정답 2번

해설. ② 열동계전기(THR)는 전동기 과부하를 검출하는 보호기기로 PLC의 입력 쪽 접점으로 쓴다.
①③④ 전자개폐기(코일), 시그널램프, 솔레노이드밸브는 PLC 출력부에 접속되는 구동 기기이다.

80번

자동제어계의 출력신호를 무엇이라 하는가?

1. 조작량

2. 목표값

3. 제어량

4. 동작신호

정답 3번

해설. ③ 자동제어계의 출력신호는 제어대상의 제어량이다.
① 조작량은 제어요소가 제어대상에 가하는 신호, ② 목표값은 외부에서 주는 입력, ④ 동작신호는 기준입력과 주피드백 신호의 차이다.

81번

온수난방 설비의 온수배관 시공법에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 공기가 고일 염려가 있는 곳에는 공기배출을 고려한다.

2. 수평배관에서 관의 지름을 바꿀 때에는 편심레듀서를 사용한다.

3. 배관재료는 내열성을 고려한다.

4. 팽창관에는 슬루스 밸브를 설치한다.

정답 4번

해설. ④ 팽창관에는 밸브를 달지 않는다. 밸브가 닫히면 온수 팽창 압력을 흡수하지 못해 보일러·배관이 파손될 수 있다.
①②③ 공기 고임 개소의 공기배출, 수평배관 관경 변경 시 편심 리듀서, 내열 배관재 사용은 옳은 시공법이다.

82번

염화비닐관의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 내식성이 우수하다.

2. 열팽창률이 작다.

3. 가공성이 우수하다.

4. 가볍고 관의 마찰저항이 적다.

정답 2번

해설. ② 염화비닐관은 열팽창률이 강관의 약 6~7배로 매우 크다.
①③④ 내식성·가공성이 우수하고 가벼우며 관 내면이 매끄러워 마찰저항이 적다.
그래서 염화비닐관 배관에는 신축이음을 충분히 두어야 한다.

83번

강관의 용접 접합법으로 적합하지 않은 것은?

1. 맞대기용접

2. 슬리브용접

3. 플랜지용접

4. 플라스턴용접

정답 4번

해설. ④ 플라스턴 접합은 납(Pb)과 주석(Sn) 합금을 써서 연관(납관)을 잇는 방법으로 강관 용접법이 아니다.
①②③ 맞대기용접, 슬리브용접, 플랜지용접은 강관의 용접 접합법이다.
강관 용접 이음은 나사이음보다 누설이 적고 강도가 크다.

84번

통기관의 종류에서 최상부의 배수 수평관이 배수 수직관에 접속된 위치보다도 더욱 위로 배수 수직관을 끌어 올려 대기 중에 개구하여 사용하는 통기관은?

1. 각개 통기관

2. 루프 통기관

3. 신정 통기관

4. 도피 통기관

정답 3번

해설. ③ 신정 통기관은 최상부 배수 수평관 접속점보다 위로 배수 수직관을 연장해 대기 중에 개구한 통기관이다.
① 각개 통기관은 기구마다, ② 루프 통기관은 여러 기구를 묶어, ④ 도피 통기관은 루프 통기의 효과를 높이려 최하류에 설치한다.

85번

배관에서 금속의 산화부식 방지법 중 칼로라이징(calorizing)법이란?

1. 크롬(Cr)을 분말상태로 배관외부에 침투시키는 방법

2. 규소(Si)를 분말상태로 배관외부에 침투시키는 방법

3. 알루미늄(Al)을 분말상태로 배관외부에 침투시키는 방법

4. 구리(Cu)를 분말상태로 배관외부에 침투시키는 방법

정답 3번

해설. ③ 칼로라이징은 알루미늄(Al) 분말을 금속 표면에 확산 침투시키는 방법이다.
① 크롬 침투는 크로마이징, ② 규소 침투는 실리코나이징이며, 아연 침투는 세라다이징이다.
칼로라이징 피막은 고온 산화에 강해 내열용으로 쓰인다.

86번

밀폐 배관계에서는 압력계획이 필요하다. 압력계획을 하는 이유로 가장 거리가 먼 것은?

1. 운전 중 배관계 내에 대기압보다 낮은 개소가 있으면 접속부에서 공기를 흡입할 우려가 있기 때문에

2. 운전 중 수온에 알맞은 최소압력 이상으로 유지하지 않으면 순환수 비등이나 플래시 현상 발생우려가 있기 때문에

3. 수온의 변화에 의한 체적의 팽창·수축으로 배관 각부에 악영향을 미치기 때문에

4. 펌프의 운전으로 배관계 각 부의 압력이 감소하므로 수격작용, 공기정체 등의 문제가 생기기 때문에

정답 4번

해설. ④ 펌프가 운전되면 토출 측 압력은 상승하므로 '압력이 감소하므로'라는 설명은 압력계획의 이유로 거리가 멀다.
①②③ 부압부 공기 흡입, 수온에 따른 비등·플래시 방지, 온도 변화에 따른 체적 팽창·수축 흡수를 위해 압력계획을 한다.

87번

고압 배관용 탄소 강관에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 9.8MPa이상에 사용하는 고압용 강관이다.

2. KS 규격기호로 SPPH라고 표시한다.

3. 치수는 호칭지름 × 호칭두께(Sch No) × 바깥지름으로 표시하며, 림드강을 사용하여 만든다.

4. 350℃ 이하에서 내연기관용 연료분사관, 화학공업의 고압배관용으로 사용된다.

정답 3번

해설. ③ 고압 배관용 탄소 강관(SPPH)은 킬드강으로 만들며, 치수는 호칭지름 × 호칭두께(스케줄 번호)로 표시한다. 림드강을 쓴다는 것은 틀리다.
①②④ 9.8MPa 이상 고압, 350℃ 이하에서 연료분사관·화학공업 고압배관 등에 쓴다.

88번

동관의 외경 산출공식으로 바르게 표시된 것은?

1. 외경 = 호칭경(인치) + 1/8(인치)

2. 외경 = 호칭경(인치) × 25.4

3. 외경 = 호칭경(인치) + 1/4(인치)

4. 외경 = 호칭경(인치) × 3/4 + 1/8(인치)

정답 1번

해설. ① 동관의 외경은 호칭경(인치)에 1/8인치를 더한 값이다. 예: 호칭 1/2인치 → 외경 5/8인치(15.88mm).
②③④ 다른 식은 동관 외경 산출과 맞지 않는다.
동관 치수는 외경을 기준으로 하며 두께에 따라 K·L·M형으로 나눈다.

89번

배수트랩의 봉수파괴 원인 중 트랩 출구 수직배관부에 머리카락이나 실 등이 걸려서 봉수가 파괴되는 현상과 관련된 작용은?

1. 사이펀작용

2. 모세관작용

3. 흡인작용

4. 토출작용

정답 2번

해설. ② 트랩 출구에 머리카락·실 등이 걸리면 모세관 현상으로 봉수가 조금씩 빨려 나가 파괴된다.
① 자기사이펀작용은 만수 배수 시, ③ 흡인(유도사이펀)작용은 수직관 배수 시 부압, ④ 토출(분출)작용은 수직관 정압 상승으로 봉수가 밀려나는 현상이다.

90번

60℃ 의 물 200L와 15℃ 의 물 100L를 혼합하였을 때 최종온도는?

1. 35℃

2. 40℃

3. 45℃

4. 50℃

정답 3번

해설. ③ 열평형: 고온수가 잃은 열 = 저온수가 얻은 열.
풀이: t = (200 × 60 + 100 × 15)/(200 + 100) = 13500/300 = 45℃
비열이 같은 물끼리 섞으므로 질량(L) 가중평균으로 구한다.

91번

가스 사용시설의 배관설비 기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 배관의 재료와 두께는 사용하는 도시가스의 종류, 온도, 압력에 적절한 것일 것

2. 배관을 지하에 매설하는 경우에는 지면으로부터 0.6m 이상의 거리를 유지할 것

3. 배관은 누출된 도시가스가 체류되지 않고 부식의 우려가 없도록 안전하게 설치할 것

4. 배관은 움직이지 않도록 고정하되 호칭지름이 13mm 미만의 것에는 2m마다, 33mm 이상의 것에는 5m마다 고정장치를 할 것

정답 4번

해설. ④ 가스 사용시설 배관 고정장치 간격은 호칭지름 13mm 미만 1m마다, 13mm 이상 33mm 미만 2m마다, 33mm 이상 3m마다이다.
①②③ 재료·두께의 적정성, 지하 매설 깊이 0.6m 이상, 누출가스 체류·부식 방지는 옳은 기준이다.

92번

강관작업에서 아래 그림처럼 15A 나사용 90° 엘보 2개를 사용하여 길이가 200mm가 되게 연결 작업을 하려고 한다. 이때 실제 15A 강관의 길이는? (단, a : 나사가 물리는 최소길이는 11mm, A : 이음쇠의 중심에서 단면까지의 길이는 27mm로 한다.)

1. 142mm

2. 158mm

3. 168mm

4. 176mm

정답 3번

해설. ③ 실제 강관 길이 l = L − 2(A − a) 이다.
풀이: l = 200 − 2 × (27 − 11) = 200 − 32 = 168mm
a는 이음쇠에 나사가 물리는 길이, A는 이음쇠 중심에서 끝단까지의 길이이다.

93번

급탕배관 시공에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 배관의 굽힘 부분에는 벨로스 이음을 한다.

2. 하향식 급탕주관의 최상부에는 공기빼기 장치를 설치한다.

3. 팽창관의 관경은 겨울철 동결을 고려하여 25A 이상으로 한다.

4. 단관식 급탕배관 방식에는 상향배관, 하향배관 방식이 있다.

정답 1번

해설. ① 급탕배관의 굽힘 부분에는 스위블 이음을 쓴다. 벨로스 이음은 직선 구간의 신축 흡수용이다.
②③④ 하향식 주관 최상부 공기빼기, 동결을 고려한 팽창관 관경 25A 이상, 단관식의 상향·하향 배관 방식은 옳다.

94번

통기관의 설치 목적으로 가장 적절한 것은?

1. 배수의 유속을 조절한다.

2. 배수 트랩의 봉수를 보호한다.

3. 배수관 내의 진공을 완화한다.

4. 배수관 내의 청결도를 유지한다.

정답 2번

해설. ② 통기관의 주 목적은 배수관 내 압력 변동을 완화해 트랩 봉수를 보호하는 것이다.
③ 진공 완화는 봉수 보호의 수단이며, ①④ 유속 조절이나 청결 유지는 통기관의 목적이 아니다.

95번

급수방식 중 압력탱크 방식의 특징으로 틀린 것은?

1. 높은 곳에 탱크를 설치할 필요가 없으므로 건축물의 구조를 강화할 필요가 없다.

2. 탱크의 설치위치에 제한을 받지 않는다.

3. 조작상 최고, 최저의 압력차가 없으므로 급수압이 일정하다.

4. 옥상탱크에 비해 펌프의 양정이 길어야하므로 시설비가 많이 든다.

정답 3번

해설. ③ 압력탱크 방식은 최고·최저 압력 사이에서 펌프가 운전·정지하므로 급수압이 일정하지 않다.
①②④ 고가탱크가 없어 구조 보강이 필요 없고 설치 위치 제한이 적으나, 높은 양정의 펌프가 필요해 시설비가 든다.

96번

일반적으로 배관계의 지지에 필요한 조건으로 틀린 것은?

1. 관과 관내 유체 및 그 부속장치, 단열피복 등의 합계 중량을 지지하는데 충분해야 한다.

2. 온도변화에 의한 관의 신축에 대하여 적응할 수 있어야 한다.

3. 수격현상 또는 외부에서의 진동, 동요에 대해서 견고하게 대응할 수 있어야 한다.

4. 배관계의 소음이나 진동에 의한 영향을 다른 배관계에 전달하여야 한다.

정답 4번

해설. ④ 배관 지지는 소음·진동이 다른 배관계에 전달되지 않도록 해야 한다.
①②③ 전체 중량 지지, 온도 신축 흡수, 수격·외부 진동에 대한 견고함은 필요한 조건이다.
지지 방법에는 행거·서포트·리스트레인트·브레이스 등이 있다.

97번

냉매배관 시 주의사항으로 틀린 것은?

1. 굽힘부의 굽힘반경을 작게 한다.

2. 배관 속에 기름이 고이지 않도록 한다.

3. 배관에 큰 응력 발생의 염려가 있는 곳에는 루프형 배관을 해 준다.

4. 다른 배관과 달라서 벽 관통 시에는 슬리브를 사용하여 보온 피복한다.

정답 1번

해설. ① 냉매배관의 굽힘부는 압력손실을 줄이기 위해 굽힘반경을 크게 한다.
②③④ 오일이 고이지 않게 하고, 큰 응력이 걸리는 곳에 루프 배관을 두며, 벽 관통 시 슬리브를 써 보온하는 것은 옳다.

98번

지역난방의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 대기 오염물질이 증가한다.

2. 도시의 방재수준 향상이 가능하다.

3. 사용자에게는 화재에 대한 우려가 적다.

4. 대규모 열원기기를 이용한 에너지의 효율적 이용이 가능하다.

정답 1번

해설. ① 지역난방은 대규모 열원에서 집중 관리하므로 개별 난방보다 대기 오염물질이 줄어든다.
②③④ 방재수준 향상, 사용자 화재 위험 감소, 대규모 고효율 기기로 에너지를 효율적으로 쓸 수 있다.

99번

동관작업용 사이징 툴(sizing tool)공구에 관한 설명으로 옳은 것은?

1. 동관의 확관용 공구

2. 동관의 끝부분을 원형으로 정형하는 공구

3. 동관의 끝을 나팔형으로 만드는 공구

4. 동관 절단 후 생긴 거스러미를 제거하는 공구

정답 2번

해설. ② 사이징 툴은 동관 끝을 정확한 원형으로 교정(정형)하는 공구이다.
① 확관은 익스팬더, ③ 나팔 모양 가공은 플레어링 툴, ④ 거스러미 제거는 리머이다.
사이징 툴로 원형을 바로잡으면 이음쇠 삽입과 용접(납땜) 품질이 좋아진다.

100번

급탕배관 시 주의사항으로 틀린 것은?

1. 구배는 중력순환식인 경우 1/150 , 강제순환식에서는 1/200 로 한다.

2. 배관의 굽힘 부분에는 스위블 이음으로 접합한다.

3. 상향배관인 경우 급탕관은 하향구배로 한다.

4. 플랜지에 사용되는 패킹은 내열성재료를 사용한다.

정답 3번

해설. ③ 상향배관에서 급탕관은 끝을 올리는 상향 구배, 환탕관은 하향 구배로 한다.
①②④ 중력순환식 1/150, 강제순환식 1/200 구배, 굽힘부 스위블 이음, 내열성 패킹 사용은 옳다.

공조냉동기계기사 필기 2016년 3회 기출문제

기계열역학

냉동공학

공기조화

전기제어공학

배관일반

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