에너지관리기사 필기 2018년 1회 기출문제 정답 및 해설

1번

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.

정답 2번

해설. ② 액체연료는 고체연료(석탄)보다 수소(H) 함량이 많고 산소(O) 함량이 적다.
석탄은 탄화도가 낮을수록 산소가 많고, 석유계 액체연료는 C 약 85%, H 약 12~15%로 수소가 많으며 산소는 거의 없다. 그래서 액체연료가 단위질량당 발열량이 더 크다. ①·③·④는 이 관계와 맞지 않는다.

2번

연돌에서 배출되는 연기의 농도를 1시간 동안 측정한 결과가 다음과 같을 때 매연의 농도율은 몇 %인가?
· 농도 4도 : 10분, 농도 3도 : 15분
· 농도 2도 : 15분, 농도 1도 : 20분

1. 25

2. 35

3. 45

4. 55

정답 3번

해설. ③ 매연 농도율 = 20 × Σ(농도 × 시간)/총측정시간(%)
풀이: Σ(농도×시간) = 4×10 + 3×15 + 2×15 + 1×20 = 40 + 45 + 30 + 20 = 135(도·분)
농도율 = 20 × 135/60 = 20 × 2.25 = 45%
(링겔만 1도가 매연 20%에 해당하므로 평균 농도(도)에 20을 곱한다.)

3번

탄산가스최대량(CO₂max)에 대한 설명 중 ( )에 알맞은 것은?
( )으로 연료를 완전연소시킨다고 가정할 경우에 연소가스 중의 탄산가스량을 이론 건연소가스량에 대한 백분율로 표시한 것이다.

1. 실제공기량

2. 과잉공기량

3. 부족공기량

4. 이론공기량

정답 4번

해설. ④ CO₂max는 이론공기량으로 완전연소시켰을 때 건연소가스 중 CO₂의 최대 백분율이다.
과잉공기(①·②)가 들어가면 공기가 희석시켜 CO₂%가 낮아지고, 공기가 부족하면(③) 불완전연소로 CO가 생겨 CO₂%가 낮아진다. 그래서 CO₂max = 21·CO₂/(21 − O₂)처럼 공기비 계산에 쓰인다.

4번

연소 배기가스 중 가장 많이 포함된 기체는?

1. O₂

2. N₂

3. CO₂

4. SO₂

정답 2번

해설. ② 공기 중 질소(N₂)는 부피로 약 79%이고 연소에 참여하지 않으므로 배기가스에서 가장 많다.
① O₂는 과잉공기분만 남아 수 %, ③ CO₂는 보통 10~15%, ④ SO₂는 연료 중 황분에서 생기며 ppm 수준이다.

5번

전압은 분압의 합과 같다는 법칙은?

1. 아마겟의 법칙

2. 뤼삭의 법칙

3. 달톤의 법칙

4. 헨리의 법칙

정답 3번

해설. ③ 혼합기체의 전압은 각 성분기체 분압의 합과 같다는 것이 달톤(Dalton)의 분압 법칙이다.
① 아마가(Amagat)의 법칙은 전체 부피가 각 성분의 분체적의 합이라는 법칙, ② 게이뤼삭 법칙은 정압에서 부피와 온도의 비례(또는 기체 반응의 부피비) 법칙, ④ 헨리 법칙은 기체의 용해도가 분압에 비례한다는 법칙이다.

6번

액화석유가스(LPG)의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 인화폭발의 위험성이 크다.

2. 상온, 대기압에서는 액체이다.

3. 가스의 비중은 공기보다 무겁다.

4. 기화잠열이 커서 냉각제로도 이용 가능하다.

정답 2번

해설. ② LPG(프로판·부탄)는 상온·대기압에서 기체이며, 가압하거나 냉각해야 액화된다.
① 폭발범위 하한이 낮아 인화·폭발 위험이 크다. ③ 가스 비중이 1.5~2로 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류한다. ④ 기화잠열이 커서 냉각제로도 쓸 수 있다.

7번

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

정답 1번

해설. ① 연소실 온도가 높으면 연료가 완전연소하기 쉬워 매연이 오히려 줄어든다.
매연은 연소실 온도가 낮을 때, 연소장치 불량(②), 연료 품질 불량(③), 통풍력 부족으로 공기가 모자랄 때(④), 공기와 연료의 혼합이 나쁠 때 많이 생긴다.

8번

일반적으로 기체연료의 연소방식을 크게 2가지로 분류한 것은?

1. 등심연소와 분산연소

2. 액면연소와 증발연소

3. 증발연소와 분해연소

4. 예혼합연소와 확산연소

정답 4번

해설. ④ 기체연료의 연소방식은 공기와 미리 섞어 태우는 예혼합연소와, 연료와 공기가 확산으로 섞이며 타는 확산연소로 나눈다.
① 등심연소·③ 분해연소는 액체·고체연료, ② 액면연소·증발연소는 액체연료의 연소 형태이다.

9번

연소에 관한 용어, 단위 및 수식의 표현으로 옳은 것은?

1. 화격자 연소율의 단위 : kg/m²·h

2. 공기비(m) : 이론공기량(A₀)/실제공기량(A) (m > 1.0)

3. 이론연소가스량(고체연료인 경우) : Nm³/Nm³

4. 고체연료의 저위발열량(Hₗ)의 관계식 : Hₗ = Hₕ + 600(9H − W)(kcal/kg)

정답 1번

해설. ① 화격자 연소율은 화격자 단위면적당 1시간에 태우는 연료량이므로 kg/m²·h이다.
② 공기비 m = 실제공기량(A)/이론공기량(A₀)이다(분모·분자가 뒤바뀜). ③ 고체연료의 이론연소가스량 단위는 Nm³/kg이다(Nm³/Nm³는 기체연료). ④ 저위발열량 Hₗ = Hₕ − 600(9H + W)(kcal/kg)이다.

10번

연소관리에 있어 연소배기가스를 분석하는 가장 직접적인 목적은?

1. 공기비 계산

2. 노내압 조절

3. 연소열량 계산

4. 매연농도 산출

정답 1번

해설. ① 배기가스 분석(CO₂·O₂·CO)의 가장 직접적인 목적은 공기비를 구해 연소 상태를 판단하고 적정 공기비로 조절하는 것이다.
예: m = 21/(21 − O₂). 노내압 조절(②)·연소열량 계산(③)·매연농도 산출(④)은 가스분석의 직접 목적이 아니다.

11번

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

정답 2번

해설. ② 습연소가스량과 건연소가스량의 차이는 연소로 생긴 수증기량이다.
풀이(100Nm³ 기준): CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O → 30 × 2 = 60Nm³
C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O → 4 × 2 = 8Nm³
H₂ + ½O₂ → H₂O → 50 × 1 = 50Nm³
수증기량 = 60 + 8 + 50 = 118Nm³ (CO₂·CO·N₂는 H₂O를 만들지 않는다.)

12번

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

정답 2번

해설. ② 고체·액체연료의 이론산소량 O₀ = 1.867C + 5.6(H − O/8) + 0.7S (Nm³/kg)
풀이: O₀ = 1.867×0.86 + 5.6×(0.04 − 0.08/8) + 0.7×0.02
= 1.6056 + 0.168 + 0.014 = 1.788 ≒ 1.78Nm³/kg
(참고: 이론공기량은 O₀/0.21 ≒ 8.51Nm³/kg이다.)

13번

불꽃연소(Flaming combustion)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 연소속도가 느리다.

2. 연쇄반응을 수반한다.

3. 연소사면체에 의한 연소이다.

4. 가솔린의 연소가 이에 해당한다.

정답 1번

해설. ① 불꽃연소는 기화한 가연성 가스가 불꽃을 내며 타는 연소로, 연소속도가 빠르다. 연소속도가 느린 것은 불꽃 없이 표면에서 타는 작열(표면)연소이다.
② 불꽃연소는 라디칼에 의한 연쇄반응을 수반하고, ③ 가연물·산소·점화원·연쇄반응의 연소사면체로 설명되며, ④ 가솔린 같은 인화성 액체의 연소가 이에 해당한다.

14번

N₂와 O₂의 가스정수가 다음과 같을 때, 질량비로 N₂가 70%인 N₂와 O₂의 혼합가스의 가스정수는 약 몇 kgf·m/kg·K인가? (단, 가스정수는 N₂ : 30.26kgf·m/kg·K, O₂ : 26.49kgf·m/kg·K이다.)

1. 19.24

2. 23.24

3. 29.13

4. 34.47

정답 3번

해설. ③ 혼합가스의 가스정수는 질량분율로 가중평균한다. R = Σ(wᵢ × Rᵢ)
풀이: R = 0.7 × 30.26 + 0.3 × 26.49 = 21.182 + 7.947 = 29.129 ≒ 29.13kgf·m/kg·K
혼합가스의 R은 두 성분의 R 사이 값이어야 하므로 ①·②·④는 범위를 벗어난다.

15번

다음 대기오염물 제거방법 중 분진의 제거방법으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 습식세정법

2. 원심분리법

3. 촉매산화법

4. 중력침전법

정답 3번

해설. ③ 촉매산화법은 CO·탄화수소·악취 등 가스상 오염물질을 산화 분해하는 방법으로, 분진(입자) 제거법이 아니다.
① 습식세정법(세정 집진), ② 원심분리법(사이클론), ④ 중력침전법(중력 집진)은 모두 입자상 물질을 제거하는 집진 방법이다.

16번

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(%)]

정답 4번

해설. ④ 공업분석은 수분·회분·휘발분을 측정하고 나머지를 고정탄소로 계산한다.
고정탄소(%) = 100 − [수분(%) + 회분(%) + 휘발분(%)]
질소·황분은 원소분석 항목이므로 ①·②·③은 틀리다.

17번

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.

정답 4번

해설. ④ 세정 집진장치는 배기의 습도를 증가시켜 입자가 수분을 머금고 서로 응집·비대해지게 한다. 습도 감소로 응집한다는 설명은 틀리다.
①은 관성충돌, ②는 증기 응결에 의한 입자 성장, ③은 확산에 의한 포집으로 모두 세정 집진의 포집 원리이다.

18번

다음 중 연료 연소 시 최대탄산가스농도(CO₂max)가 가장 높은 것은?

1. 탄소

2. 연료유

3. 역청탄

4. 코크스로가스

정답 1번

해설. ① CO₂max는 연료 중 탄소 비율이 클수록 높다. 순수 탄소는 C + O₂ → CO₂로 이론 건연소가스가 CO₂ 1 + N₂ 3.76이므로 CO₂max = 1/4.76 ≒ 21%로 가장 높다.
역청탄은 약 18~19%, 연료유(중유)는 약 15~16%, 수소가 많은 코크스로가스는 약 10~11%로 낮다.

19번

프로판가스 1kg 연소시킬 때 필요한 이론공기량은 약 몇 Sm³/kg인가?

1. 10.2

2. 11.3

3. 12.1

4. 13.2

정답 3번

해설. ③ C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O (프로판 분자량 44)
풀이: 이론산소량 O₀ = 5 × 22.4/44 = 2.545Sm³/kg
이론공기량 A₀ = O₀/0.21 = 2.545/0.21 = 12.12 ≒ 12.1Sm³/kg

20번

다음 기체 중 폭발범위가 가장 넓은 것은?

1. 수소

2. 메탄

3. 벤젠

4. 프로판

정답 1번

해설. ① 공기 중 폭발범위는 수소 약 4~75%로 가장 넓다.
메탄 약 5~15%, 벤젠 약 1.4~7.1%, 프로판 약 2.1~9.5%이다. 수소는 폭발범위가 넓고 착화에너지가 매우 작아 위험성이 크다.

21번

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

1. 25

2. 50

3. 75

4. 100

정답 4번

해설. ④ 사이클에서는 내부에너지 변화 합이 0이므로 순열량 = 순일량이다.
풀이: ΣQ = QAC + QCB + QBA = −25 + 75 + 0 = 50J
ΣW = WAC + WCB + WBA = −50 + 0 + WBA (정적과정 C→B는 일 0)
50 = −50 + WBA → WBA = 100J
(검산: A→C ΔU = −25 − (−50) = 25J, C→B ΔU = 75J, B→A ΔU = −100J, 합 0)

22번

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.

정답 2번

해설. ② 엔트로피는 상태함수이므로 두 상태 사이의 변화량은 경로와 무관하다.
① 비가역 사이클에서 클라우지우스 적분 ∮δQ/T < 0이다(0은 가역 사이클). ③ 서로 다른 기체의 확산 혼합은 비가역 과정으로 엔트로피가 증가한다. ④ 우주 전체(고립계)의 엔트로피는 증가하는 방향으로 변화한다.

23번

폴리트로픽 과정을 나타내는 다음 식에서 폴리트로픽 지수 n과 관련하여 옳은 것은? (단, P는 압력, V는 부피이고, C는 상수이다. 또한, k는 비열비이다.)
PVⁿ = C

1. n = ∞ : 단열과정

2. n = 0 : 정압과정

3. n = k : 등온과정

4. n = 1 : 정적과정

정답 2번

해설. ② PVⁿ = C에서 n = 0이면 P = C, 즉 정압과정이다.
① n = ∞이면 V = C로 정적과정이다. ③ n = k는 가역단열(등엔트로피)과정이다. ④ n = 1이면 PV = C로 등온과정이다.

24번

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

정답 3번

해설. ③ 동력 = 시간당 발생 열량(일)/3600
풀이: 시간당 열량 = 36000kJ/kg × 30kg/h = 1,080,000kJ/h
동력 = 1,080,000/3600 = 300kJ/s = 300kW

25번

다음 설명과 가장 관계되는 열역학적 법칙은?
· 열은 그 자신만으로는 저온의 물체로부터 고온의 물체로 이동할 수 없다.
· 외부에 어떠한 영향을 남기지 않고 한 사이클 동안에 계가 열원으로부터 받은 열을 모두 일로 바꾸는 것은 불가능하다.

1. 열역학 제 0법칙

2. 열역학 제 1법칙

3. 열역학 제 2법칙

4. 열역학 제 3법칙

정답 3번

해설. ③ 첫째 문장은 클라우지우스의 표현, 둘째 문장은 켈빈-플랑크의 표현으로 모두 열역학 제2법칙이다.
① 제0법칙은 열평형(온도계 원리), ② 제1법칙은 에너지 보존, ④ 제3법칙은 절대 0도에서 완전결정의 엔트로피가 0이라는 법칙이다.

26번

다음 중 일반적으로 냉매로 쓰이지 않는 것은?

1. 암모니아

2. CO

3. CO₂

4. 할로겐화탄소

정답 2번

해설. ② 일산화탄소(CO)는 독성·가연성이 강하고 냉매로서의 열역학적 성질도 부적합하여 냉매로 쓰지 않는다.
① 암모니아(R-717)는 산업용 냉동기, ③ CO₂(R-744)는 자연냉매로 급탕 열펌프·초저온 냉동에, ④ 할로겐화탄소(프레온계)는 공조·냉장고에 널리 쓰인다.

27번

카르노 사이클에서 최고 온도는 600K이고, 최저 온도는 250K일 때 이 사이클의 효율은 약 몇 %인가?

1. 41

2. 49

3. 58

4. 64

정답 3번

해설. ③ 카르노 사이클 효율 η = 1 − Tₗ/Tₕ
풀이: η = 1 − 250/600 = 1 − 0.4167 = 0.583 ≒ 58%
(온도는 반드시 절대온도 K로 넣는다. 카르노 효율은 두 열원 사이에서 얻을 수 있는 최대 효율이다.)

28번

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

정답 3번

해설. ③ 내부에너지 변화 ΔU = m·Cᵥ·ΔT
풀이: ΔU = 20kg × 0.67kJ/(kg·K) × (215 − 15)K = 20 × 0.67 × 200 = 2680kJ

29번

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

정답 3번

해설. ③ 실린더 내 절대압력 = 대기압 + 피스톤 무게에 의한 압력
풀이: 피스톤에 의한 압력 = mg/A = 40 × 9.8/0.05 = 7840Pa = 0.0784bar (1bar = 10⁵Pa)
P = 0.96 + 0.0784 = 1.0384 ≒ 1.038bar

30번

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

정답 1번

해설. ① 처음 온도·압축비·공급 열량이 같으면 열효율은 오토 > 사바테 > 디젤 순이다.
오토 사이클은 모든 열을 최고 압축 상태(정적)에서 받아 평균 수열온도가 가장 높고, 디젤은 정압 가열로 체적이 늘어나며 열을 받아 가장 낮다. 사바테(복합) 사이클은 그 중간이다. (최고 압력이 같은 조건이면 순서가 반대가 된다.)

31번

증기터빈의 노즐 출구에서 분출하는 수증기의 이론속도와 실제속도를 각각 Cₜ와 Cₐ라고 할 때 노즐효율 ηₙ의 식으로 옳은 것은? (단, 노즐 입구에서의 속도는 무시한다.)

1. ηₙ = Cₐ/Cₜ

2. ηₙ = (Cₐ/Cₜ)²

3. ηₙ = √(Cₐ/Cₜ)

4. ηₙ = (Cₐ/Cₜ)³

정답 2번

해설. ② 노즐효율은 실제 운동에너지와 이론 운동에너지(단열 열낙차)의 비이다.
ηₙ = (Cₐ²/2)/(Cₜ²/2) = (Cₐ/Cₜ)²
속도의 비 Cₐ/Cₜ 자체(①)는 속도계수(φ)이며, ηₙ = φ²이다.

32번

냉장고가 저온체에서 30kW의 열을 흡수하여 고온체로 40kW의 열을 방출한다. 이 냉장고의 성능계수는?

1. 2

2. 3

3. 4

4. 5

정답 2번

해설. ② 냉장고 성능계수 COP = Qₗ/W = Qₗ/(Qₕ − Qₗ)
풀이: W = 40 − 30 = 10kW, COP = 30/10 = 3
(같은 조건의 열펌프 COP는 40/10 = 4이다.)

33번

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.

정답 1번

해설. ① 액상·기상·고상이 함께 존재하는 점은 삼중점이다. 임계점은 포화액선과 포화증기선이 만나는 점이다.
② 임계점에서는 액체와 기체의 밀도가 같아져 구분할 수 없고, ③ 임계압력 이상에서는 증발잠열이 0이 되어 상변화 구분이 없다. ④ 물의 임계점은 약 22.09MPa, 374.14℃이다.

34번

-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℃

정답 4번

해설. ④ 가역단열과정: T₂/T₁ = (P₂/P₁)^((k−1)/k)
풀이: T₁ = −30 + 273.15 = 243.15K, (k−1)/k = 0.41/1.41 = 0.2908
T₂ = 243.15 × (5/200)^0.2908 = 243.15 × 0.3421 = 83.2K
t₂ = 83.2 − 273.15 = −190℃
(②의 83은 절대온도 K 값이다.)

35번

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.)

1. η = 1 − (T₃ − T₂)/(T₄ − T₁)

2. η = 1 − (T₁ − T₂)/(T₃ − T₄)

3. η = 1 − (T₄ − T₁)/(T₃ − T₂)

4. η = 1 − (T₃ − T₄)/(T₁ − T₂)

정답 3번

해설. ③ 브레이턴 사이클은 1→2 단열압축, 2→3 정압가열, 3→4 단열팽창, 4→1 정압방열이다.
qᵢₙ = Cₚ(T₃ − T₂), qₒᵤₜ = Cₚ(T₄ − T₁)
η = 1 − qₒᵤₜ/qᵢₙ = 1 − (T₄ − T₁)/(T₃ − T₂)
압력비 γ로는 η = 1 − (1/γ)^((k−1)/k)로도 쓴다.

36번

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

정답 3번

해설. ③ 이상기체 상태식 Pv = RT에서 R = Pv/T
풀이: T = 30 + 273.15 = 303.15K
R = 350kPa × 0.449m³/kg ÷ 303.15K = 157.15/303.15 = 0.518kJ/kg·K
(kPa·m³ = kJ)

37번

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

정답 1번

해설. ① 열펌프의 성능계수 COPₕ = Qₕ/W로, 고온부로 방출하는 열(난방열)을 입력 일로 나눈 값이다.
② 저온부 흡수열을 일로 나눈 것은 냉동기의 성능계수 COPᵣ = Qₗ/W이다. 두 값은 COPₕ = COPᵣ + 1 관계가 있다.

38번

다음 괄호 안에 들어갈 말로 옳은 것은?
일반적으로 교축(throttling)과정에서는 외부에 대하여 일을 하지 않고, 열교환이 없으며, 속도변화가 거의 없음에 따라 ( )(은)는 변하지 않는다고 가정한다.

1. 엔탈피

2. 온도

3. 압력

4. 엔트로피

정답 1번

해설. ① 교축과정은 q = 0, w = 0, 운동에너지 변화 ≒ 0이므로 정상유동 에너지식에서 h₁ = h₂, 즉 등엔탈피 과정이다.
교축 중 압력(③)은 떨어지고, 비가역 과정이라 엔트로피(④)는 증가하며, 온도(②)는 실제기체에서 줄-톰슨 효과로 변한다(이상기체는 불변).

39번

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.

정답 1번

해설. ① 복수기 압력을 올리면 배압이 높아져 터빈 열낙차가 줄고 효율이 떨어진다. 효율을 높이려면 복수기 압력을 낮춰야 한다.
② 터빈 입구 온도(과열도)를 높이고, ③ 보일러 압력을 높이며, ④ 재열 사이클(또는 재생 사이클)로 운전하면 평균 수열온도가 높아져 효율이 오른다.

40번

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

정답 4번

해설. ④ 가역기관(카르노): Qₗ/Qₕ = Tₗ/Tₕ
풀이: Tₕ = 300 + 273.15 = 573.15K, Tₗ = 40 + 273.15 = 313.15K
Qₗ = 200 × 313.15/573.15 = 109.3 ≒ 109kJ
(얻은 일은 200 − 109 = 91kJ)

41번

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

1. 미분동작

2. 적분동작

3. 비례동작

4. 온-오프동작

정답 4번

해설. ④ 온-오프(2위치) 동작은 편차의 정(+)·부(−)에 따라 조작량을 최대 또는 최소 두 값 중 하나로 바꾸는 불연속 제어동작이다.
① 미분(D), ② 적분(I), ③ 비례(P) 동작은 편차에 따라 조작량이 연속적으로 변하는 연속동작이다.

42번

물리적 가스분석계의 측정법이 아닌 것은?

1. 밀도법

2. 세라믹법

3. 열전도율법

4. 자동오르자트법

정답 4번

해설. ④ 오르자트법(자동오르자트 포함)은 흡수제에 가스를 흡수시켜 줄어든 부피로 성분을 구하는 화학적 가스분석법이다.
① 밀도법, ② 세라믹법(지르코니아식 O₂계), ③ 열전도율법(CO₂계)은 가스의 물리적 성질을 이용하는 물리적 가스분석계이다.

43번

다음 중 압력식 온도계를 이용하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 고체 팽창식

2. 액체 팽창식

3. 기체 팽창식

4. 증기 팽창식

정답 1번

해설. ① 고체 팽창식(바이메탈 온도계 등)은 고체의 열팽창에 따른 변형을 직접 이용하며, 압력식 온도계가 아니다.
압력식 온도계는 감온부에 봉입한 액체(②)·기체(③)·증기(④)의 온도에 따른 압력 변화를 부르동관 등으로 지시하는 방식이다.

44번

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

정답 2번

해설. ② 피토관의 수주 높이는 동압 수두와 같다. h = v²/(2g)
풀이: h = 10²/(2 × 9.8) = 100/19.6 = 5.10 ≒ 5.1m

45번

내경이 50mm인 원관에 20℃ 물이 흐르고 있다. 층류로 흐를 수 있는 최대 유량은 약 몇 m³/s인가? (단, 임계 레이놀즈수(Re)는 2320이고, 20℃일 때 동점성계수(ν)는 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

정답 3번

해설. ③ Re = vd/ν에서 임계 유속 v = Re·ν/d, 유량 Q = v × πd²/4
풀이: v = 2320 × 1.0064×10⁻⁶/0.05 = 0.04670m/s
Q = 0.04670 × π × 0.05²/4 = 0.04670 × 0.0019635 = 9.17×10⁻⁵m³/s ≒ 9.16×10⁻⁵m³/s

46번

다음 중 액면측정 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 유리관식

2. 부자식

3. 차압식

4. 박막식

정답 4번

해설. ④ 박막식(다이어프램식)은 주로 압력 측정에 쓰는 방식으로, 액면측정 방법과 가장 거리가 멀다.
① 유리관식(직접식), ② 부자식(플로트식), ③ 차압식은 대표적인 액면계이다.

47번

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.

정답 3번

해설. ③ 전기저항 온도계(백금·니켈·서미스터)는 보통 500~600℃ 이하의 저·중온 정밀 측정에 쓰며, 1000℃ 이상 고온에는 열전대나 방사·광고온계를 쓴다.
①·② 전기신호라 원격측정·자동제어에 편리하고, ④ 측정전류에 의한 자기 가열 오차가 있어 보정이 필요하다.

48번

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.

정답 3번

해설. ③ 보일러 점화·소화처럼 정해진 순서에 따라 단계적으로 진행하는 제어는 시퀀스 제어이며, 피드백 제어와 다르다.
피드백 제어는 ① 출력을 입력 쪽으로 되돌려 비교하는 폐회로 방식으로, ② 정확도가 높고 ④ 제어폭(대역폭)이 증가하지만 구조가 복잡해진다.

49번

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

정답 1번

해설. ① 두 전극 사이의 정전용량이 사이에 있는 물질의 유전율에 따라 변하는 원리를 이용한 것이 정전 용량식 액면계이다.
② 방사선식은 방사선 투과량, ③ 초음파식은 초음파 반사시간, ④ 중추식은 추의 위치를 이용한다.

50번

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

정답 1번

해설. ① 차압식 액면계는 기준 수위와 측정 액면의 압력 차(수두차)로 액위를 구하며, 고압 밀폐형 탱크 측정에 적합하다.
② 편위식은 부력에 의한 변위, ③ 부자식은 뜨개의 위치를 이용하고, ④ 유리관식은 직접 보는 방식이라 고압 밀폐탱크에는 부적합하다.

51번

SI단위계에서 물리량과 기호가 틀린 것은?

1. 질량 : kg

2. 온도 : ℃

3. 물질량 : mol

4. 광도 : cd

정답 2번

해설. ② SI 기본단위에서 온도(열역학적 온도)의 단위는 켈빈(K)이다. ℃는 SI 유도단위(섭씨온도)이다.
① 질량 kg, ③ 물질량 mol, ④ 광도 cd는 SI 기본단위이며, 나머지는 길이 m, 시간 s, 전류 A이다.

52번

다음 중 습도계의 종류로 가장 거리가 먼 것은?

1. 모발 습도계

2. 듀셀 노점계

3. 초음파식 습도계

4. 전기저항식 습도계

정답 3번

해설. ③ 초음파식은 액면계·유량계·거리 측정에 쓰는 방식으로, 습도계와 가장 거리가 멀다.
① 모발 습도계(모발의 신축), ② 듀셀 노점계(염화리튬 가열식 노점계), ④ 전기저항식 습도계(흡습에 따른 저항 변화)는 모두 습도계이다.

53번

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

정답 4번

해설. ④ 액주식 압력계의 정밀 측정 보정은 모세관 현상, 중력가속도(측정 장소), 온도(액체 밀도·관 팽창) 보정이다. 높이는 측정하는 값 자체이므로 보정 대상이 아니다.
①·②·③은 액주 높이를 정확한 압력으로 환산하기 위해 필요한 보정이다.

54번

다음 중 1000℃이상의 고온을 측정하는데 적합한 온도계는?

1. CC(동-콘스탄탄)열전온도계

2. 백금저항 온도계

3. 바이메탈 온도계

4. 광고온계

정답 4번

해설. ④ 광고온계는 고온 물체의 휘도를 비교하는 비접촉식 온도계로 약 700~3000℃의 고온 측정에 적합하다.
① 동-콘스탄탄(T형) 열전대는 약 −200~350℃, ② 백금저항 온도계는 약 −200~500℃, ③ 바이메탈 온도계는 약 −50~500℃ 범위로 1000℃ 이상에는 쓰지 않는다.

55번

자동제어에서 전달함수의 블록선도를 그림과 같이 등가변환시킨 것으로 적합한 것은?

1. G₁(s)/(1 + G₁(s)) 인 하나의 블록

2. G₁(s)/(1 ± G₁(s)G₂(s)) 인 하나의 블록

3. 1 ± G₁(s)G₂(s) 인 하나의 블록

4. G₁(s)·G₂(s) 블록 뒤의 분기점에서 1/G₂(s) 블록으로 갈라지는 형태

정답 2번

해설. ② 전향경로 G₁, 되먹임경로 G₂인 피드백 결합의 등가 전달함수는 Y/X = G₁/(1 ± G₁G₂)이다.
풀이: Y = G₁(X ∓ G₂Y) → Y(1 ± G₁G₂) = G₁X → Y/X = G₁/(1 ± G₁G₂) (부궤환이면 +, 정궤환이면 −)
①은 G₂ = 1인 단위 궤환일 때의 식이고, ③·④는 등가변환이 아니다.

56번

다음 중 백금-백금로듐 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.

정답 3번

해설. ③ 백금-백금로듐(R·S형) 열전대는 물리·화학적 안정성이 좋고 정밀도가 높아 표준용 열전대로 쓰인다.
① 최고 측정온도(약 1600℃)는 크로멜-알루멜(약 1200℃)보다 높다. ② 열기전력은 다른 열전대보다 작다. ④ 고온(약 600~1600℃) 측정용으로, 200℃ 이하 저온 측정에는 부적당하다.

57번

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.

정답 1번

해설. ① 다이어프램 압력계는 격막이 측정 유체와 계기를 분리하므로 점도가 높은 액체나 부식성 유체 측정에도 적합하다. 따라서 '부적합하다'는 특징이 아니다.
② 먼지·슬러리가 섞인 유체에도 쓸 수 있고, ③ 미소압력 측정에 쓰이며, ④ 고무·스테인리스 등 탄성 박판을 다이어프램으로 쓴다.

58번

다음 중 차압식 유량계가 아닌 것은?

1. 오리피스(orifice)

2. 벤투리관(venturi)

3. 로터미터(rotameter)

4. 플로우 노즐(flow-nozzle)

정답 3번

해설. ③ 로터미터는 테이퍼관 안의 부자 위치(면적 변화)로 유량을 읽는 면적식 유량계이다.
① 오리피스, ② 벤투리관, ④ 플로우 노즐은 조임 기구 앞뒤의 압력 차로 유량을 구하는 차압식 유량계이다.

59번

다음 유량계 중 유체압력 손실이 가장 적은 것은?

1. 유속식(Impeller식)유량계

2. 용적식 유량계

3. 전자식 유량계

4. 차압식 유량계

정답 3번

해설. ③ 전자식 유량계는 관 안에 유체 흐름을 막는 부분이 없어 압력손실이 거의 없다(패러데이 전자유도 법칙 이용, 도전성 액체에 사용).
① 임펠러식은 회전체, ② 용적식은 회전자·계량실, ④ 차압식은 조임 기구 때문에 압력손실이 생긴다(특히 오리피스가 크다).

60번

2개의 수은 유리온도계를 사용하는 습도계는?

1. 모발 습도계

2. 건습구 습도계

3. 냉각식 습도계

4. 저항식 습도계

정답 2번

해설. ② 건습구 습도계는 수은 유리온도계 2개를 쓰며, 하나는 그대로(건구), 다른 하나는 젖은 헝겊으로 감싸(습구) 두 온도 차로 습도를 구한다.
① 모발 습도계는 모발의 신축, ③ 냉각식(노점) 습도계는 냉각면의 이슬점, ④ 저항식 습도계는 흡습 물질의 저항 변화를 이용한다.

61번

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

1. 대통령

2. 시ㆍ도지사

3. 기후에너지환경부장관

4. 에너지경제연구원장

정답 3번

해설. ③ 에너지이용 합리화법 제10조제1항: 사업주관자는 에너지사용계획을 수립하여 그 사업의 실시 또는 시설의 설치 전에 기후에너지환경부장관에게 제출하여야 한다.
대통령·시ㆍ도지사·에너지경제연구원장은 제출 대상이 아니다. 제출하지 않으면 과태료 대상이다(국가·지방자치단체 사업주관자 제외).
※ 현행 에너지이용 합리화법 기준에 맞게 보기를 고쳤다.

62번

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.

정답 3번

해설. ③ 관의 신축량 ΔL = α × L × ΔT로, 열팽창계수(α)·관 길이(L)·온도차(ΔT)에 모두 비례한다.
①·②·④처럼 어느 인자에 반비례하는 관계는 없다. 예: 강관(α ≒ 1.2×10⁻⁵/℃) 10m가 100℃ 오르면 약 12mm 늘어난다.

63번

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.

정답 3번

해설. ③ 달시-바이스바흐 식 ΔP = f(L/D)(ρv²/2)에서 압력손실은 밀도(비중량)에 비례하므로, 비중량이 큰 유체일수록 압력손실이 크다.
① 유속이 빠르면(v²에 비례) 커지고, ② 관이 짧을수록 작아지며, ④ 내경이 커지면 작아진다.

64번

열팽창에 의한 배관의 측면 이동을 구속 또는 제한하는 장치가 아닌 것은?

1. 앵커

2. 스톱

3. 브레이스

4. 가이드

정답 3번

해설. ③ 브레이스는 펌프·압축기 등에서 오는 배관의 진동을 억제하는 장치로, 열팽창에 의한 이동을 구속·제한하는 리스트레인트가 아니다.
리스트레인트에는 ① 앵커(완전 고정), ② 스톱(일정 방향 이동 제한), ④ 가이드(축 방향 이동 안내·회전 제한)가 있다.

65번

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

정답 3번

해설. ③ 분상(가루) 광석을 덩어리로 굳히는 것은 소결로(소결기)의 역할이다.
배소로는 광석을 융점 이하로 가열해 ① 황·비소 등 유해성분 제거, ② 산화도 변화(산화·환원 배소), ④ 결합수 제거와 탄산염 분해를 하는 설비이다.

66번

에너지이용 합리화법에 따라 용접검사가 면제되는 대상범위에 해당되지 않는 것은?

1. 주철제보일러

2. 강철제 보일러 중 전열면적이 5m² 이하이고, 최고사용압력이 0.35MPa 이하인 것

3. 압력용기 중 동체의 두께가 6mm 미만인 것으로서 최고사용압력(MPa)과 내부 부피(m³)를 곱한 수치가 0.02 이하인 것

4. 온수보일러로서 전열면적이 20m² 이하이고, 최고사용압력이 0.3MPa 이하인 것

정답 4번

해설. ④ 에너지이용 합리화법 시행규칙 별표 3의6에서 용접검사가 면제되는 온수보일러는 전열면적 18m² 이하이고 최고사용압력 0.35MPa 이하인 것이다. 전열면적 20m²는 이 범위를 넘으므로 해당하지 않는다.
① 주철제 보일러, ② 강철제 보일러 중 전열면적 5m² 이하·0.35MPa 이하, ③ 동체 두께 6mm 미만으로 압력(MPa)×부피(m³) ≤ 0.02(난방용 0.05)인 압력용기는 용접검사 면제 대상이다.

67번

규조토질 단열재의 안전사용온도는?

1. 300℃~500℃

2. 500℃~800℃

3. 800℃~1200℃

4. 1200℃~1500℃

정답 3번

해설. ③ 규조토질 단열재(규조토 벽돌)의 안전사용온도는 약 800~1200℃로, 저온용 단열재에 속한다.
① 300~500℃는 규조토 보온재 등 보온재 영역, ④ 1200~1500℃는 점토질·고알루미나질 내화단열재 영역이다.

68번

에너지원별 에너지열량 환산기준으로 총발열량(kcal)이 가장 높은 연료는? (단, 1L 또는 1kg 기준이다.)

1. 휘발유

2. 항공유

3. B-C유

4. 천연가스

정답 4번

해설. ④ 에너지법 시행규칙 별표(에너지열량 환산기준)의 총발열량은 천연가스(LNG) 13,080kcal/kg으로 가장 높다.
① 휘발유 7,750kcal/L, ② 항공유 8,720kcal/L, ③ B-C유 9,980kcal/L이다. 천연가스는 수소 함량이 커서 질량당 발열량이 크다.

69번

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

정답 4번

해설. ④ 에너지이용 합리화법 시행령 제12조에 따른 에너지저장의무 부과대상자는 전기사업자, 도시가스사업자, 석탄가공업자, 집단에너지사업자, 연간 2만 티오이 이상 에너지사용자이다.
액화석유가스사업자는 여기에 포함되지 않는다. ①·②·③은 부과대상자이다.

70번

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.

정답 4번

해설. ④ 용광로에서 철광석 속 맥석을 녹여 슬래그로 분리하는 용제(플럭스)는 석회석이다. 코크스는 용제가 아니다.
코크스는 ① 연소하여 열량을 공급하고, ② CO 등 환원성 가스를 만들어 철광석을 환원하며, ③ 일부 탄소는 선철에 흡수(침탄)되어 융점을 낮춘다.

71번

내화물의 부피비중을 바르게 표현한 것은? (단, W₁ : 시료의 건조중량(kg), W₂ : 함수시료의 수중중량(kg), W₃ : 함수시료의 중량(kg)이다.)

1. W₁/(W₃ − W₂)

2. W₃/(W₁ − W₂)

3. (W₃ − W₂)/W₁

4. (W₂ − W₃)/W₁

정답 1번

해설. ① 부피비중 = 건조중량/외부 부피 = W₁/(W₃ − W₂)
아르키메데스 원리로 (포수중량 W₃ − 수중중량 W₂)가 기공을 포함한 외부 부피에 해당하는 물의 질량이다.
참고: 겉보기 비중 = W₁/(W₁ − W₂), 겉보기 기공률 = (W₃ − W₁)/(W₃ − W₂) × 100%, 흡수율 = (W₃ − W₁)/W₁ × 100%

72번

다음 중 피가열물이 연소가스에 의해 오염되지 않는 가마는?

1. 직화식가마

2. 반머플가마

3. 머플가마

4. 직접식가마

정답 3번

해설. ③ 머플가마는 불꽃과 연소가스가 피가열물에 직접 닿지 않도록 내화물 격벽(머플) 밖에서 간접 가열하므로 피가열물이 오염되지 않는다.
① 직화식·④ 직접식 가마는 연소가스가 직접 닿고, ② 반머플가마는 일부가 직접 닿는다.

73번

에너지법에 따른 용어의 정의에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 에너지사용시설이란 에너지를 사용하는 공장ㆍ사업장 등의 시설이나 에너지를 전환하여 사용하는 시설을 말한다.

2. 에너지사용자란 에너지를 사용하는 소비자를 말한다.

3. 에너지공급자란 에너지를 생산ㆍ수입ㆍ전환ㆍ수송ㆍ저장 또는 판매하는 사업자를 말한다.

4. 에너지란 연료ㆍ열 및 전기를 말한다.

정답 2번

해설. ② 에너지법 제2조제5호: '에너지사용자'란 에너지사용시설의 소유자 또는 관리자를 말한다. 소비자라는 정의는 틀리다.
① 에너지사용시설(제4호), ③ 에너지공급자(제7호), ④ 에너지(제1호)의 정의는 현행 법 문언과 같다.

74번

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

정답 2번

해설. ② 에너지이용 합리화법 제4조제2항 기본계획에 들어가는 것은 '에너지의 합리적인 이용을 통한 온실가스의 배출을 줄이기 위한 대책'이며, 공해성분(SOₓ, NOₓ) 배출 저감 대책은 아니다.
① 기술개발, ③ 가격예시제 시행, ④ 홍보 및 교육은 모두 기본계획 포함 사항이다(그 밖에 에너지절약형 경제구조 전환, 에너지이용효율 증대, 에너지원간 대체, 열사용기자재 안전관리 등).

75번

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

정답 4번

해설. ④ 에너지이용 합리화법 시행규칙 제9조제1항: 효율관리기자재의 제조업자·수입업자는 측정 결과를 통보받은 날 또는 자체측정을 완료한 날부터 각각 90일 이내에 한국에너지공단에 신고하여야 한다(출고·통관 전 모델별).
참고로 대기전력경고표지대상제품·대기전력저감우수제품의 측정 결과 신고는 60일 이내이다.

76번

에너지이용 합리화법에 따른 특정열사용기자재 품목에 해당하지 않는 것은?

1. 강철제 보일러

2. 구멍탄용 온수보일러

3. 태양열 집열기

4. 태양광 발전기

정답 4번

해설. ④ 에너지이용 합리화법 시행규칙 별표 3의2의 특정열사용기자재는 보일러(강철제·주철제·온수·구멍탄용 온수·축열식 전기·캐스케이드·가정용 화목보일러), 태양열 집열기, 1·2종 압력용기, 요로(요업·금속요로) 등이다.
태양광 발전기는 열사용기자재가 아니다. ①·②·③은 특정열사용기자재이다.

77번

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

정답 2번

해설. ② 시멘트 회전가마에서 석회석(CaCO₃)이 CaO와 CO₂로 분해되는 구역은 하소대(약 800~1100℃)이다.
③ 건조대는 수분 증발, ① 예열대는 원료 예열과 점토 결합수 제거, ④ 소성대는 약 1450℃에서 클링커 광물이 생성되는 구역이다.

78번

내화물 SK-26번이면 용융온도 1580℃에 견디어야 한다. SK-30번이면 약 몇 ℃에 견디어야하는가?

1. 1460℃

2. 1670℃

3. 1780℃

4. 1800℃

정답 2번

해설. ② 제게르콘(SK) 번호별 용융(연화)온도: SK26 1580℃, SK27 1610℃, SK28 1630℃, SK29 1650℃, SK30 1670℃, SK31 1690℃, SK32 1710℃ …
따라서 SK30은 약 1670℃에 견뎌야 한다. SK26 이상이 내화물의 기준이다.

79번

에너지이용 합리화법에 따라 에너지다소비사업자가 기후에너지환경부령으로 정하는 바에 따라 신고하여야 하는 사항이 아닌 것은?

1. 전년도의 분기별 에너지사용량ㆍ제품생산량

2. 해당 연도의 분기별 에너지사용예정량ㆍ제품생산예정량

3. 에너지사용기자재의 현황

4. 에너지이용효과ㆍ에너지수급체계의 영향분석현황

정답 4번

해설. ④ 에너지이용 합리화법 제31조제1항 신고사항: 전년도 분기별 에너지사용량ㆍ제품생산량, 해당 연도 분기별 에너지사용예정량ㆍ제품생산예정량, 에너지사용기자재 현황, 전년도 분기별 에너지이용 합리화 실적 및 해당 연도 분기별 계획, 에너지관리자 현황이다.
매년 1월 31일까지 시ㆍ도지사에게 신고한다. ④는 신고사항이 아니다.
※ 현행 에너지이용 합리화법 기준에 맞게 문제를 고쳤다.

80번

에너지법에 따라 지역에너지계획은 몇 년 이상을 계획기간으로 하여 수립.시행하는가?

1. 3년

2. 5년

3. 7년

4. 10년

정답 2번

해설. ② 에너지법 제7조제1항: 시ㆍ도지사는 지역에너지계획을 5년마다 5년 이상을 계획기간으로 하여 수립ㆍ시행하여야 한다.
지역계획에는 에너지 수급 추이와 전망, 안정적 공급 대책, 신ㆍ재생에너지 등 환경친화적 에너지 사용 대책, 에너지 사용 합리화와 온실가스 배출감소 대책 등이 들어간다.

81번

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

정답 3번

해설. ③ 평면벽 전도: q = λ·ΔT/L → L = λ·ΔT/q
풀이: L = 0.9 × (800 − 100)/1400 = 0.9 × 700/1400 = 0.45m = 45cm

82번

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

정답 1번

해설. ① 용접 후 풀림(응력제거 열처리)은 용접 시 불균일한 가열·냉각으로 생긴 열응력(잔류응력)을 제거하기 위해 한다.
이미 생긴 균열(②)은 풀림으로 없어지지 않고 보수 용접이 필요하다. 연신률 증가(③)·강도 증가(④)는 주된 목적이 아니다(풀림은 오히려 경도·강도를 약간 낮춘다).

83번

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.

정답 4번

해설. ④ LNG 연소 배기가스의 응축수는 CO₂·NOₓ가 녹아 약산성(pH 약 3~5)을 띤다. pH 11~12의 강알칼리라는 설명은 틀리다. 그래서 콘덴싱 보일러의 응축수 계통은 내산성 재료를 쓴다.
① 송출압력을 낮추면 증기온도가 내려가 방열손실이 줄고, ② 압력이 높을수록 증발(응축)잠열은 작아지며, ③ LNG는 수소가 많아 총발열량의 약 10%가 수증기 잠열로 배출된다.

84번

보일러 내처리제와 그 작용에 대한 연결로 틀린 것은?

1. 탄산나트륨 – pH 조정

2. 수산화나트륨 – 연화

3. 탄닌 – 슬러지 조정

4. 암모니아 – 포밍 방지

정답 4번

해설. ④ 암모니아(히드라진 등과 함께)는 급수·복수 계통의 pH 조정제로 쓰인다. 포밍 방지에는 고급지방산 에스테르·폴리아미드 같은 기포방지제를 쓴다.
① 탄산나트륨은 pH·알칼리도 조정과 연화, ② 수산화나트륨은 연화(경도성분 침전)와 pH 조정, ③ 탄닌은 슬러지 조정과 탈산소 작용을 한다.

85번

급수처리 방법 중 화학적 처리방법은?

1. 이온교환법

2. 가열연화법

3. 증류법

4. 여과법

정답 1번

해설. ① 이온교환법은 이온교환수지로 경도성분(Ca²⁺·Mg²⁺) 등을 다른 이온과 교환해 제거하는 화학적 처리방법이다.
② 가열연화법(가열로 탄산염 경도 침전)·③ 증류법·④ 여과법은 물리적(기계적) 처리방법으로 분류한다.

86번

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

정답 3번

해설. ③ 연소용 공기는 송풍기 → 공기예열기(예열) → 연소실로 들어가고, 연소가스는 연소실 → 과열기 → (재열기) → 절탄기 → 공기예열기 → 굴뚝으로 흐른다.
보기는 공기 경로와 가스 경로를 합쳐 쓴 것으로, 고온 쪽부터 과열기 → 절탄기 순서인 ③이 옳다. 공기예열기가 연소실보다 뒤에 있거나(②·④) 절탄기가 과열기보다 앞에 있는(①·④) 것은 틀리다.

87번

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.

정답 2번

해설. ② 증기압력이 높아질수록 포화수와 포화증기의 밀도(비중) 차가 작아져 자연순환력은 오히려 감소한다. 그래서 고압에서는 강제순환식이나 관류식을 쓴다.
① 수관을 경사지게 하고, ③ 수관 직경을 크게 하여 유동저항을 줄이며, ④ 강수관·승수관의 비중차를 크게 하면 순환이 좋아진다.

88번

최고사용압력이 1MPa인 수관보일러의 보일러수 수질관리 기준으로 옳은 것은? (pH는 25℃ 기준으로 한다.)

1. pH 7~9, M알칼리도 100~800mg CaCO₃/L

2. pH 7~9, M알칼리도 80~600mg CaCO₃/L

3. pH 11.0~11.8, M알칼리도 100~800mg CaCO₃/L

4. pH 11.0~11.8, M알칼리도 80~600mg CaCO₃/L

정답 3번

해설. ③ 보일러 급수 및 보일러수 수질 기준(KS B 6209)에서 최고사용압력 1MPa 이하 수관보일러의 보일러수는 pH(25℃) 11.0~11.8, M알칼리도 100~800mg CaCO₃/L로 관리한다.
보일러수는 부식과 스케일을 막기 위해 알칼리성으로 유지하므로 pH 7~9(①·②)는 급수 쪽 범위에 가깝고, 80~600(④)은 이 압력 구분의 기준이 아니다.

89번

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(플랜지 제외)

정답 1번

해설. ① 열사용기자재 검사기준(수면계의 부착위치): 노통연관보일러에서 노통 윗면이 연관 최고부보다 높은 것은 노통 최고부(플랜지부 제외) 위 100mm가 최저수위이다. 75mm라는 설명은 틀리다.
② 노통연관보일러(연관이 높은 경우) 연관 최고부 위 75mm, ③ 수평(횡)연관보일러 연관 최고부 위 75mm, ④ 직립형(입형) 보일러 연소실 천정판 최고부(플랜지 제외) 위 75mm는 맞다.

90번

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

정답 4번

해설. ④ 관류보일러는 드럼 없이 긴 관의 한쪽 끝에서 급수를 펌프로 밀어 넣어 가열·증발·과열을 한 번에 거쳐 과열증기를 내보낸다(벤슨·슐저 보일러 등).
① 이중 증발 보일러는 고압 1차 증기로 2차 증기를 만드는 방식, ② 특수 열매 보일러는 다우섬 등 열매체를 쓰는 보일러, ③ 연관 보일러는 드럼 안의 연관으로 가스가 흐르는 원통형 보일러이다.

91번

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.

정답 4번

해설. ④ 바나듐(V₂O₅)은 과열기·재열기 등 고온 전열면에 부착해 고온부식을 일으키는 성분이다. 저온부식 대책이 아니다.
저온부식(황산 노점 부식) 대책: ① 연료 중 황분 제거, ② 첨가제(돌로마이트·마그네시아 등)로 SO₃ 중화, ③ 공기예열기·절탄기 전열면 온도를 노점 이상으로 유지, 저공기비 연소 등.

92번

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

정답 4번

해설. ④ 얻는 동력 = 흡수 열유속 × 면적 × 효율 → A = 동력/(열유속 × 효율)
풀이: A = 12,000W/(800W/m² × 0.09) = 12,000/72 = 166.7m²

93번

내압을 받는 어떤 원통형 탱크의 압력은 3kgf/cm², 직경은 5m, 강판 두께는 10mm이다. 이 탱크의 이음 효율을 75%로 할 때, 강판의 인장강도(kgf/mm²)는 얼마로 하여야 하는가?

1. 10

2. 20

3. 300

4. 400

정답 1번

해설. ① 원통 동체의 원주방향 응력 σ = P·D/(2·t·η)
풀이(단위 cm): σ = 3 × 500/(2 × 1 × 0.75) = 1500/1.5 = 1000kgf/cm²
1kgf/mm² = 100kgf/cm²이므로 σ = 10kgf/mm²

94번

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.

정답 2번

해설. ② 굴곡부는 통풍 저항(압력손실)을 늘려 통풍력을 떨어뜨리므로 가능한 한 적게 만든다.
연도 설계 시 ① 가스 유속을 적당히 하고, ③ 급격한 단면 변화를 피하며, ④ 온도강하가 적도록 단열해 통풍력을 유지한다.

95번

과열증기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 관내 마찰저항이 증가한다.

2. 응축수로 되기 어렵다.

3. 표면에 고온부식이 발생하지 않는다.

4. 표면의 온도를 일정하게 유지한다.

정답 2번

해설. ② 과열증기는 포화온도보다 높은 온도를 가지므로 열을 조금 잃어도 곧바로 응축되지 않아 응축수가 생기기 어렵다(관내 부식·수격작용 감소).
① 비체적이 커도 건조증기라 마찰저항이 적은 편이고, ③ 과열기 표면에 바나듐 등에 의한 고온부식이 생길 수 있으며, ④ 온도가 일정하지 않아 가열 표면 온도를 일정하게 유지하기 어렵다.

96번

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.

정답 1번

해설. ① 주증기 밸브를 급히 열면 드럼 압력이 갑자기 떨어져 격렬한 비등이 일어나 프라이밍·포밍이 오히려 생긴다. 주증기 밸브는 천천히 열어야 한다.
② 보일러수를 농축시키지 않고(적정 분출), ③ 불순물·유지분을 제거하며, ④ 과부하 운전을 피하는 것이 방지대책이다. 수위를 너무 높게 하지 않는 것도 대책이다.

97번

보일러 수 5ton 중에 불순물이 40g 검출되었다. 함유량은 몇 ppm인가?

1. 0.008

2. 0.08

3. 8

4. 80

정답 3번

해설. ③ ppm = 불순물 질량/전체 질량 × 10⁶
풀이: 5ton = 5,000kg = 5×10⁶g
40g/(5×10⁶g) × 10⁶ = 8ppm
(1ppm = 1mg/kg = 1g/ton이므로 40g ÷ 5ton = 8ppm)

98번

2중관 열교환기에 있어서 열관류율(K)의 근사식은? (단, Fᵢ : 내관 내면적, Fₒ : 내관 외면적, αᵢ : 내관 내면과 유체 사이의 경막계수, αₒ : 내관 외면과 유체 사이의 경막계수이며, 전열계산은 내관 외면 기준일 때이다.)

1. K = 1/(1/(αᵢ·Fᵢ) + 1/(αₒ·Fₒ))

2. K = 1/(1/(αᵢ·Fᵢ/Fₒ) + 1/αₒ)

3. K = 1/(1/αᵢ + 1/(αₒ·Fᵢ/Fₒ))

4. K = 1/(1/(αₒ·Fᵢ) + 1/(αᵢ·Fₒ))

정답 2번

해설. ② 관벽 저항을 무시하면 전체 열저항은 1/(K·Fₒ) = 1/(αᵢ·Fᵢ) + 1/(αₒ·Fₒ)이다.
양변에 Fₒ를 곱하면 1/K = Fₒ/(αᵢ·Fᵢ) + 1/αₒ = 1/(αᵢ·Fᵢ/Fₒ) + 1/αₒ
∴ K = 1/(1/(αᵢ·Fᵢ/Fₒ) + 1/αₒ) (외면 기준)
① 1/(1/(αᵢFᵢ) + 1/(αₒFₒ))는 K·Fₒ(전열량/온도차, W/K)로 열관류율이 아니고, ③은 내면 기준 열관류율, ④는 계수와 면적이 뒤바뀌었다.

99번

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

정답 2번

해설. ② 석탄 소비량 G = 출력 × 860/(발열량 × 효율)
풀이: 필요한 입열 = 24,500kW × 860kcal/kWh ÷ 0.23 = 91,608,696kcal/h
G = 91,608,696/7,200 = 12,723kg/h ≒ 12.7ton/h

100번

다음 중 증기관의 크기를 결정할 때 고려해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 가격

2. 열손실

3. 압력강하

4. 증기온도

정답 4번

해설. ④ 증기관의 관경은 경제성(①가격: 관경이 크면 설비비 증가), ②열손실(관경이 크면 표면적 증가), ③압력강하(관경이 작으면 증가)와 허용 유속·유량을 고려해 정한다.
증기온도는 관 재질·보온 두께 선정에는 관계되지만 관의 크기를 정하는 직접 요소와는 거리가 멀다.

에너지관리기사 필기 2018년 1회 기출문제

연소공학

열역학

계측방법

열설비재료 및 관계법규

열설비설계

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