에너지관리기사 필기 2022년 1회 기출문제 정답 및 해설

1번

보일러 등의 연소장치에서 질소산화물(NOₓ)의 생성을 억제할 수 있는 연소 방법이 아닌 것은?

1. 2단 연소

2. 저산소(저공기비) 연소

3. 배기의 재순환 연소

4. 연소용 공기의 고온 예열

정답 4번

해설. ④ 연소용 공기를 고온으로 예열하면 화염온도가 올라가 열적 NOₓ가 오히려 많이 생긴다.
①2단 연소, ②저산소(저공기비) 연소, ③배기가스 재순환 연소는 모두 화염온도나 산소농도를 낮춰 NOₓ 생성을 억제하는 방법이다.

2번

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

1. 탄소

2. 연료유

3. 역청탄

4. 코크스로가스

정답 1번

해설. ① 최대탄산가스농도 CO₂max는 이론공기로 완전연소할 때 건조가스 중 CO₂ 비율이다. 순수 탄소는 C + O₂ → CO₂ 로 건조가스가 CO₂와 N₂뿐이어서 CO₂max가 약 21%로 가장 높다.
수소 성분이 많을수록(연료유·코크스로가스) 생성 H₂O는 건조가스에서 빠지지만 필요한 공기의 N₂가 늘어 CO₂max가 낮아진다. 역청탄은 탄소보다 낮다.

3번

체적비로 메탄이 15%, 수소가 30%, 일산화탄소가 55%인 혼합기체가 있다. 각각의 폭발 상한계가 다음 표와 같을 때, 이 기체의 공기 중에서 폭발 상한계는 약 몇 vol% 인가?

구분	메탄	수소	일산화탄소
폭발 상한계(vol%)	15	75	74

1. 46.7

2. 45.1

3. 44.3

4. 42.5

정답 1번

해설. ① 르샤틀리에 식: 100/L = V₁/L₁ + V₂/L₂ + V₃/L₃
풀이: 100/L = 15/15 + 30/75 + 55/74 = 1 + 0.4 + 0.743 = 2.143
L = 100 ÷ 2.143 ≒ 46.7 vol%

4번

어떤 고체연료를 분석하니 중량비로 수소 10%, 탄소 80%, 회분 10% 이었다. 이 연료 100kg을 완전연소시키기 위하여 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm³ 인가?

1. 206

2. 412

3. 490

4. 978

정답 4번

해설. ④ 이론공기량 A₀ = [1.867C + 5.6(H − O/8) + 0.7S] / 0.21 [Nm³/kg]
풀이: A₀ = (1.867×0.8 + 5.6×0.1)/0.21 = (1.494 + 0.56)/0.21 ≒ 9.78 Nm³/kg
연료 100kg이므로 9.78 × 100 ≒ 978 Nm³

5번

점화에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 연료가스의 유출속도가 너무 느리면 실화가 발생한다.

2. 연소실의 온도가 낮으면 연료의 확산이 불량해진다.

3. 연료의 예열온도가 낮으면 무화불량이 발생한다.

4. 점화시간이 늦으면 연소실 내로 역화가 발생한다.

정답 1번

해설. ① 연료가스의 유출속도가 너무 느리면 화염이 버너 안으로 들어가는 역화(back fire)가 생기고, 유출속도가 너무 빠르면 불꽃이 떨어져 꺼지는 실화(리프팅·블로오프)가 생긴다.
②연소실 온도가 낮으면 확산·기화 불량, ③예열온도가 낮으면 점도가 커져 무화 불량, ④점화가 늦어 미연가스가 쌓이면 역화·폭발 위험이 있다.

6번

고체연료의 일반적인 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 회분이 많고 발열량이 적다.

2. 연소효율이 낮고 고온을 얻기 어렵다.

3. 점화 및 소화가 곤란하고 온도조절이 어렵다.

4. 완전연소가 가능하고 연료의 품질이 균일하다.

정답 4번

해설. ④ 고체연료는 연료와 공기의 혼합이 나빠 완전연소가 어렵고, 산지·탄종에 따라 성분이 달라 품질이 균일하지 않다.
①회분이 많고 발열량이 적으며, ②연소효율이 낮아 고온을 얻기 어렵고, ③점화·소화가 곤란하고 온도조절이 어려운 것은 고체연료의 일반적 단점이다.

7번

등유, 경유 등의 휘발성이 큰 연료를 접시모양의 용기에 넣어 증발 연소시키는 방식은?

1. 분해 연소

2. 확산 연소

3. 분무 연소

4. 포트식 연소

정답 4번

해설. ④ 포트식(pot type) 연소는 등유·경유처럼 휘발성이 큰 연료를 접시 모양의 용기(포트)에 담아 가열·증발시켜 연소시키는 증발연소 방식이다.
①분해연소는 중질유·석탄 등이 열분해되며 타는 것, ②확산연소는 기체연료가 공기와 확산 혼합하며 타는 것, ③분무연소는 액체연료를 미립화하여 태우는 방식이다.

8번

액체 연소장치 중 회전식 버너의 일반적인 특징으로 옳은 것은?

1. 분사각은 20~50° 정도이다.

2. 유량조절범위는 1:3 정도이다.

3. 사용 유압은 30~50kPa 정도이다.

4. 화염이 길어 연소가 불안정하다.

정답 3번

해설. ③ 회전식(로터리) 버너는 컵의 고속 회전 원심력과 1차공기로 무화하며, 사용 유압은 30~50kPa(0.3~0.5kgf/cm²) 정도로 낮다.
①분사각은 약 40~80°로 넓고, ②유량조절범위는 1:5 정도이며, ④화염이 짧고 넓어 연소가 비교적 안정하다.

9번

CₘHₙ 1Nm³를 공기비 1.2로 연소시킬 때 필요한 실제 공기량은 약 몇 Nm³ 인가?

1. (1.2/0.21)×(m + n/2)

2. (1.2/0.21)×(m + n/4)

3. (1.2/0.79)×(m + n/2)

4. (1.2/0.79)×(m + n/4)

정답 2번

해설. ② 반응식: CₘHₙ + (m + n/4)O₂ → mCO₂ + (n/2)H₂O
이론산소량 O₀ = (m + n/4) Nm³, 이론공기량 A₀ = O₀/0.21
실제공기량 A = 공기비 × A₀ = (1.2/0.21)×(m + n/4) Nm³
0.79로 나누는 ③④는 질소 비율을 잘못 쓴 것이고, n/2는 생성 H₂O 몰수이다.

10번

메탄올(CH₃OH) 1kg을 완전연소 하는데 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm³인가?

1. 4.0

2. 4.5

3. 5.0

4. 5.5

정답 3번

해설. ③ 반응식: CH₃OH + 1.5O₂ → CO₂ + 2H₂O (분자량 32)
이론산소량 O₀ = 1.5 × 22.4 / 32 = 1.05 Nm³/kg
이론공기량 A₀ = O₀/0.21 = 1.05/0.21 = 5.0 Nm³/kg

11번

중량비가 C:87%, H:11%, S:2%인 중유를 공기비 1.3으로 연소할 때 건조배출가스 중 CO₂의 부피비는 약 몇 % 인가?

1. 8.7

2. 10.5

3. 12.2

4. 15.6

정답 3번

해설. ③ O₀ = 1.867C + 5.6H + 0.7S = 1.867×0.87 + 5.6×0.11 + 0.7×0.02 ≒ 2.254 Nm³/kg
A₀ = 2.254/0.21 ≒ 10.73, 실제공기 A = 1.3 × 10.73 ≒ 13.96 Nm³/kg
건조가스량 Gd = A − 5.6H = 13.96 − 0.616 ≒ 13.34 Nm³/kg
CO₂ = 1.867×0.87 = 1.624 Nm³/kg → 1.624/13.34 × 100 ≒ 12.2%

12번

액체의 인화점에 영향을 미치는 요인으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 온도

2. 압력

3. 발화지연시간

4. 용액의 농도

정답 3번

해설. ③ 발화지연시간은 착화(발화)에 관계된 값으로 인화점과는 거리가 멀다.
인화점은 액체 표면의 증기농도가 연소하한계에 이르는 최저온도이므로 ①온도, ②압력(증기압·분압), ④용액의 농도(혼합액 조성)에 영향을 받는다.

13번

고위발열량이 37.7MJ/kg인 연료 3kg이 연소할 때의 저위발열량은 몇 MJ인가? (단, 이 연료의 중량비는 수소 15%, 수분 1% 이다.)

1. 52

2. 103

3. 184

4. 217

정답 2번

해설. ② 저위발열량 Hₗ = Hₕ − 2.5(9H + W) [MJ/kg] (물의 증발잠열 약 2.5MJ/kg)
풀이: Hₗ = 37.7 − 2.5×(9×0.15 + 0.01) = 37.7 − 3.4 = 34.3 MJ/kg
연료 3kg: 34.3 × 3 ≒ 103 MJ

14번

다음 중 고속운전에 적합하고 구조가 간단하며 풍량이 많아 배기 및 환기용으로 적합한 송풍기는?

1. 다익형 송풍기

2. 플레이트형 송풍기

3. 터보형 송풍기

4. 축류형 송풍기

정답 4번

해설. ④ 축류형 송풍기는 날개가 축 방향으로 공기를 보내는 형식으로 고속운전에 적합하고 구조가 간단하며 풍량이 많아 배기·환기용에 알맞다(풍압은 낮다).
①다익형(시로코)은 저속·저압, ②플레이트형은 마모에 강해 분진 이송용, ③터보형은 고압·고효율로 압입통풍용에 주로 쓴다.

15번

통풍방식 중 평형통풍에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 통풍력이 커서 소음이 심하다.

2. 안정한 연소를 유지할 수 있다.

3. 노내 정압을 임의로 조절할 수 있다.

4. 중형 이상의 보일러에는 사용할 수 없다.

정답 4번

해설. ④ 평형통풍은 압입송풍기와 유인송풍기를 함께 써서 노내압을 대기압 부근으로 조절하는 방식으로, 설비비는 크지만 중·대형 보일러에 널리 사용한다.
①통풍력이 커 소음이 크고, ②연소가 안정되며, ③노내 정압을 임의로 조절할 수 있는 것은 평형통풍의 특징이다.

16번

저위발열량 7470kJ/kg의 석탄을 연소시켜 13200 kg/h의 증기를 발생시키는 보일러의 효율은 약 몇 % 인가? (단, 석탄의 공급은 6040 kg/h이고, 증기의 엔탈피는 3107 kJ/kg, 급수의 엔탈피는 96kJ/kg 이다.)

1. 64

2. 74

3. 88

4. 94

정답 3번

해설. ③ 보일러 효율 η = G(h₂ − h₁) / (Gf × Hₗ)
풀이: η = 13200×(3107 − 96) / (6040×7470)
= 39,745,200 / 45,118,800 ≒ 0.881 → 약 88%

17번

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 가연성 기체가 화염을 내며 타는 연소로 연소속도가 빠르다. 연소속도가 느린 것은 불꽃 없이 표면에서 타는 작열(표면)연소이다.
②불꽃연소는 연쇄반응을 수반하고, ③가연물·산소·점화원·연쇄반응의 연소사면체로 설명하며, ④가솔린 같은 인화성 액체의 연소가 이에 해당한다.

18번

폭굉 유도거리(DID)가 짧아지는 조건으로 틀린 것은?

1. 관지름이 크다.

2. 공급압력이 높다.

3. 관 속에 방해물이 있다.

4. 연소속도가 큰 혼합가스이다.

정답 1번

해설. ① 관지름이 클수록 벽면으로의 열손실이 적어 화염 가속이 느려지므로 폭굉 유도거리(DID)는 길어진다. DID가 짧아지는 것은 관지름이 작을 때이다.
②공급압력이 높을수록, ③관 속에 방해물이 있을수록(난류 촉진), ④연소속도가 큰 혼합가스일수록 DID는 짧아진다.

19번

버너에서 발생하는 역화의 방지대책과 거리가 먼 것은?

1. 버너 온도를 높게 유지한다.

2. 리프트 한계가 큰 버너를 사용한다.

3. 다공 버너의 경우 각각의 연료분출구를 작게 한다.

4. 연소용 공기를 분할 공급하여 1차공기를 착화범위보다 적게 한다.

정답 1번

해설. ① 버너 온도가 높으면 혼합기의 연소속도가 빨라져 오히려 역화가 잘 일어난다. 역화를 막으려면 버너를 냉각해 온도를 낮게 유지한다.
②리프트 한계가 큰 버너를 쓰면 분출속도를 크게 할 수 있고, ③분출구를 작게 하면 소염 효과가 있으며, ④1차공기를 착화범위보다 적게 하면 버너 안에서 착화하지 않아 모두 역화 방지대책이다.

20번

다음 기체 연료 중 단위질량당 고위발열량이 가장 큰 것은?

1. 메탄

2. 수소

3. 에탄

4. 프로판

정답 2번

해설. ② 단위질량당 고위발열량은 수소가 약 142MJ/kg으로 가장 크다.
메탄 약 55.5MJ/kg, 에탄 약 52MJ/kg, 프로판 약 50MJ/kg 순이다. 단위체적(Nm³)당으로 비교하면 반대로 프로판이 가장 크고 수소가 가장 작다.

21번

순수물질로 된 밀폐계가 가역단열 과정 동안 수행한 일의 양과 같은 것은? (단, U는 내부에너지, H는 엔탈피, Q는 열량이다.)

1. -△H

2. -△U

3. 0

4. Q

정답 2번

해설. ② 제1법칙 Q = ΔU + W 에서 가역단열 과정은 Q = 0 이므로 W = −ΔU 이다. 즉 밀폐계가 한 일은 내부에너지 감소량과 같다.
①−ΔH는 개방계(정상유동) 가역단열 과정의 공업일이고, ③0이나 ④Q는 단열과정의 일과 같지 않다.

22번

물체의 온도 변화 없이 상(phase, 相) 변화를 일으키는데 필요한 열량은?

1. 비열

2. 점화열

3. 잠열

4. 반응열

정답 3번

해설. ③ 온도 변화 없이 상(phase)만 바꾸는 데 필요한 열을 잠열(숨은열)이라 한다(증발열, 융해열 등).
①비열은 단위질량의 온도를 1도 올리는 열량, ②점화열은 착화에 필요한 열, ④반응열은 화학반응에 따라 출입하는 열이다.

23번

다음 중 포화액과 포화증기의 비엔트로피 변화에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 온도가 올라가면 포화액의 비엔트로피는 감소하고 포화증기의 비엔트로피는 증가한다.

2. 온도가 올라가면 포화액의 비엔트로피는 증가하고 포화증기의 비엔트로피는 감소한다.

3. 온도가 올라가면 포화액과 포화증기의 비엔트로피는 감소한다.

4. 온도가 올라가면 포화액과 포화증기의 비엔트로피는 증가한다.

정답 2번

해설. ② T-s 선도의 포화곡선에서 온도가 올라가면 포화액선은 오른쪽(엔트로피 증가)으로, 포화증기선은 왼쪽(엔트로피 감소)으로 가다가 임계점에서 만난다.
따라서 포화액의 비엔트로피는 증가하고 포화증기의 비엔트로피는 감소한다. 증발 엔트로피(sg − sf = hfg/T)가 온도가 오를수록 줄어드는 것과 같은 뜻이다.

24번

다음 중 과열증기(superheated steam)의 상태가 아닌 것은?

1. 주어진 압력에서 포화증기 온도보다 높은 온도

2. 주어진 비체적에서 포화증기 압력보다 높은 압력

3. 주어진 온도에서 포화증기 비체적보다 낮은 비체적

4. 주어진 온도에서 포화증기 엔탈피보다 높은 엔탈피

정답 3번

해설. ③ 과열증기는 같은 온도에서 포화증기보다 압력이 낮아 비체적이 더 크다. 포화증기 비체적보다 낮은 비체적이면 습증기(또는 압축액) 쪽 상태이다.
①같은 압력에서 포화온도보다 높은 온도, ②같은 비체적에서 포화압력보다 높은 압력(=더 높은 온도), ④같은 온도에서 포화증기보다 높은 엔탈피는 모두 과열증기 상태이다.

25번

400K, 1MPa 의 이상기체 1 kmol이 700K, 1MPa으로 정압팽창할 때 엔트로피 변화는 약 몇 kJ/K 인가? (단, 정압비열은 28 kJ/kmol·K 이다.)

1. 15.7

2. 19.4

3. 24.3

4. 39.4

정답 1번

해설. ① 정압과정 엔트로피 변화 ΔS = n·C̄p·ln(T₂/T₁)
풀이: ΔS = 1 × 28 × ln(700/400) = 28 × 0.5596 ≒ 15.7 kJ/K
정압과정이므로 압력항 R·ln(P₂/P₁)은 0이 되어 온도비만으로 계산한다.

26번

체적이 일정한 용기에 400kPa 의 공기 1kg이 들어있다. 용기에 달린 밸브를 열고 압력이 300kPa이 될 때까지 대기 속으로 공기를 방출하였다. 용기 내의 공기가 가역단열 변화라면 용기에 남아있는 공기의 질량은 약 몇 kg 인가? (단, 공기의 비열비는 1.4 이다.)

1. 0.614

2. 0.714

3. 0.814

4. 0.914

정답 3번

해설. ③ 용기에 남은 공기는 가역단열 팽창하므로 Pv^k = 일정, 체적 V 가 일정하면 m ∝ 1/v 이다.
m₂/m₁ = (P₂/P₁)^(1/k)
풀이: m₂ = 1 × (300/400)^(1/1.4) = 0.75^0.714 ≒ 0.814 kg

27번

다음 중 이상기체에 대한 식으로 옳은 것은? (단, 각 기호에 대한 설명은 아래와 같다.)

u : 단위질량당 내부에너지	T : 온도
h : 비엔탈피	P : 압력
R : 기체상수	k : 비열비
v : 비체적
Cᵥ : 정적비열	Cₚ : 정압비열

1. du/dT − dh/dT = R

2. h = u + Pv/(RT)

3. Cᵥ = R/(k − 1)

4. Cₚ = kCᵥ/(k − 1)

정답 3번

해설. ③ 이상기체에서 Cₚ − Cᵥ = R, k = Cₚ/Cᵥ 이므로 Cᵥ = R/(k − 1), Cₚ = kR/(k − 1) 이다.
①du/dT − dh/dT = Cᵥ − Cₚ = −R 이므로 틀림. ②h = u + Pv 이며 RT로 나누지 않는다. ④Cₚ = kCᵥ 또는 kR/(k − 1)이며 kCᵥ/(k − 1)은 틀림.

28번

밀폐된 피스톤-실린더 장치 안에 들어 있는 기체가 팽창을 하면서 일을 한다. 압력 P[MPa]와 부피 V[L]의 관계가 아래와 같을 때, 내부에 있는 기체의 부피가 5L에서 두 배로 팽창하는 경우 이 장치가 외부에 한 일은 약 몇 kJ 인가? (단, a = 3 MPa/L², b = 2 MPa/L, c = 1 MPa)
P = 5(aV² + bV + c)

1. 4175

2. 4375

3. 4575

4. 4775

정답 4번

해설. ④ 일 W = ∫P dV = ∫(5→10) 5(3V² + 2V + 1) dV
= 5[V³ + V² + V](5→10) = 5 × [(1000 + 100 + 10) − (125 + 25 + 5)]
= 5 × 955 = 4775 MPa·L
1 MPa·L = 10⁶ Pa × 10⁻³ m³ = 1 kJ 이므로 W = 4775 kJ

29번

다음 중 열역학 제2법칙에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 에너지 보존에 대한 법칙이다.

2. 제2종 영구기관은 존재할 수 없다.

3. 고립계에서 엔트로피는 감소하지 않는다.

4. 열은 외부 동력 없이 저온체에서 고온체로 이동할 수 없다.

정답 1번

해설. ① 에너지 보존에 대한 법칙은 열역학 제1법칙이다.
제2법칙은 에너지 변환의 방향성에 관한 법칙으로 ②효율 100%인 제2종 영구기관은 존재할 수 없고, ③고립계의 엔트로피는 감소하지 않으며, ④열은 외부 일 없이 저온체에서 고온체로 이동할 수 없다.

30번

이상기체의 단위 질량당 내부에너지 u, 비엔탈피 h, 비엔트로피 s에 관한 다음의 관계식 중에서 모두 옳은 것은? (단, T는 온도, p는 압력, v는 비체적을 나타낸다.)

1. Tds = du – vdp, Tds = dh - pdv

2. Tds = du + pdv, Tds = dh - vdp

3. Tds = du – vdp, Tds = dh + pdv

4. Tds = du + pdv, Tds = dh + vdp

정답 2번

해설. ② 깁스 관계식: Tds = du + p dv, 그리고 h = u + pv 를 미분해 대입하면 Tds = dh − v dp 이다.
나머지 보기는 부호나 짝(du와 vdp, dh와 pdv)을 잘못 조합한 식이다.

31번

폴리트로픽 과정에서의 지수(polytripic index)가 비열비와 같을 때의 변화는?

1. 정적변화

2. 가역단열변화

3. 등온변화

4. 등압변화

정답 2번

해설. ② 폴리트로픽 과정 Pvⁿ = 일정에서 n = k(비열비)이면 가역단열(등엔트로피) 변화이다.
n = 0 이면 ④등압, n = 1 이면 ③등온, n = ∞ 이면 ①정적 변화이다. 가역단열에서는 Pv^k = 일정, Tv^(k−1) = 일정의 관계가 성립한다.

32번

체적 0.4m³인 단단한 용기 안에 100℃의 물 2kg이 들어있다. 이 물의 건도는 얼마인가? (단, 100℃의 물에 대해 포화수 비체적 vf = 0.00104 m³/kg, 건포화증기 비체적 vg = 1.672 m³/kg 이다.)

1. 11.9%

2. 10.4%

3. 9.9%

4. 8.4%

정답 1번

해설. ① 비체적 v = V/m = 0.4/2 = 0.2 m³/kg
건도 x = (v − vf)/(vg − vf)
풀이: x = (0.2 − 0.00104)/(1.672 − 0.00104) = 0.19896/1.67096 ≒ 0.119 → 약 11.9%

33번

그림과 같은 브레이튼 사이클에서 열효율(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 브레이튼 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)

34번

역카르노 사이클로 작동하는 냉동사이클이 있다. 저온부가 –10℃, 고온부가 40℃로 유지되는 상태를 A상태라고 하고, 저온부가 0℃, 고온부가 50℃로 유지되는 상태를 B상태라 할 때, 성능계수는 어느 상태의 냉동사이클이 얼마나 더 높은가?

1. A상태의 사이클이 0.8만큼 더 높다.

2. A상태의 사이클이 0.2만큼 더 높다.

3. B상태의 사이클이 0.8만큼 더 높다.

4. B상태의 사이클이 0.2만큼 더 높다.

정답 4번

해설. ④ 역카르노 냉동기 성능계수 COP = Tₗ/(Tₕ − Tₗ)
A: 263/(313 − 263) = 263/50 ≒ 5.26
B: 273/(323 − 273) = 273/50 ≒ 5.46
온도차는 같고 저온부 온도가 높은 B가 약 0.2 더 높다.

35번

가솔린 기관의 이상 표준사이클인 오토 사이클(Otto cycle)에 대한 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은?
ㄱ. 압축비가 증가할수록 열효율이 증가한다.
ㄴ. 가열 과정은 일정한 체적 하에서 이루어진다.
ㄷ. 팽창 과정은 단열 상태에서 이루어진다.

1. ㄱ, ㄴ

2. ㄱ, ㄷ

3. ㄴ, ㄷ

4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 4번

해설. ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ 모두 옳다.
오토 사이클은 단열압축 → 정적가열 → 단열팽창 → 정적방열로 이루어지며, 열효율 η = 1 − (1/ε)^(k−1) 이므로 압축비 ε가 클수록 효율이 증가한다.

36번

다음과 같은 특징이 있는 냉매는?
- 냉동창고 등 저온용으로 사용
- 산업용의 대용량 냉동기에 널리 사용
- 아연 등을 침식시킬 우려가 있음
- 연소성과 폭발성이 있음

1. R-12

2. R-22

3. R-134a

4. NH₃

정답 4번

해설. ④ 암모니아(NH₃)는 증발잠열이 커서 대용량 산업용·냉동창고용 냉매로 널리 쓰이지만, 가연성·폭발성과 독성이 있고 수분이 있으면 구리·아연 등을 부식시킨다.
①R-12, ②R-22, ③R-134a는 불연성 프레온계 냉매로 폭발성이 없다.

37번

압축기에서 냉매의 단위 질량당 압축하는 데 요구되는 에너지가 200kJ/kg 일 때, 냉동기에서 냉동능력 1kW당 냉매의 순환량은 약 몇 kg/h 인가? (단, 냉동기의 성능계수는 5.0 이다.)

1. 1.8

2. 3.6

3. 5.0

4. 20.0

정답 2번

해설. ② 냉동효과 qₗ = COP × 압축일 = 5.0 × 200 = 1000 kJ/kg
냉동능력 1kW = 1 kJ/s = 3600 kJ/h
냉매 순환량 = 3600/1000 = 3.6 kg/h

38번

40m³의 실내에 있는 공기의 질량은 약 몇 kg 인가? (단, 공기의 압력은 100kPa, 온도는 27℃ 이며, 공기의 기체상수는 0.287 kJ/kg·K 이다.)

1. 93

2. 46

3. 10

4. 2

정답 2번

해설. ② 이상기체 상태식 PV = mRT → m = PV/(RT)
풀이: m = 100 × 40 / (0.287 × 300) ≒ 46.4 kg
(T = 27 + 273 = 300K, kPa·m³ = kJ)

39번

동일한 최고 온도, 최저 온도 사이에 작동하는 사이클 중 최대의 효율을 나타내는 사이클은?

1. 오토 사이클

2. 디젤 사이클

3. 카르노 사이클

4. 브레이튼 사이클

정답 3번

해설. ③ 같은 최고·최저 온도 사이에서 작동하는 열기관 중 가역 카르노 사이클의 효율 η = 1 − Tₗ/Tₕ 가 최대이다(카르노 정리).
오토·디젤·브레이튼 사이클은 가열·방열이 등온이 아니어서 같은 온도 범위에서 카르노 효율보다 낮다.

40번

랭킨(Rankine) 사이클에서 응축기의 압력을 낮출 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?

1. 이론 열효율이 낮아진다.

2. 터빈 출구의 증기건도가 낮아진다.

3. 응축기의 포화온도가 높아진다.

4. 응축기내의 절대압력이 증가한다.

정답 2번

해설. ② 응축기 압력을 낮추면 터빈 출구 압력이 낮아져 팽창이 더 진행되므로 출구 증기의 건도가 낮아진다(습분 증가 → 날개 침식 우려).
①방열 평균온도가 내려가 이론 열효율은 높아지고, ③응축기 포화온도는 낮아지며, ④응축기 내 절대압력은 감소한다.

41번

다음 가스 분석법 중 흡수식인 것은?

1. 오르자트법

2. 밀도법

3. 자기법

4. 음향법

정답 1번

해설. ① 오르자트법은 CO₂·O₂·CO를 각각의 흡수액(KOH 용액, 알칼리성 피로갈롤 용액, 암모니아성 염화제1구리 용액)에 차례로 흡수시켜 줄어든 부피로 분석하는 흡수식(화학적) 분석법이다.
②밀도법, ③자기법(O₂), ④음향법은 물리적 성질을 이용한 분석법이다.

42번

상온, 1기압에서 공기유속을 피토관으로 측정할 때 동압이 100mmAq 이면 유속은 약 몇 m/s 인가? (단, 공기의 밀도는 1.3 kg/m³ 이다.)

1. 3.2

2. 12.3

3. 38.8

4. 50.5

정답 3번

해설. ③ 피토관 유속 v = √(2ΔP/ρ)
동압 100mmAq = 100 kgf/m² = 100 × 9.807 ≒ 980.7 Pa
풀이: v = √(2 × 980.7 / 1.3) = √1508.8 ≒ 38.8 m/s

43번

유량 측정에 쓰이는 탭(tap)방식이 아닌 것은?

1. 베나 탭

2. 코너 탭

3. 압력 탭

4. 플랜지 탭

정답 3번

해설. ③ 차압식 유량계(오리피스)의 압력 취출 방식에는 ①베나 탭, ②코너 탭, ④플랜지 탭(그 밖에 D·D/2 탭 등)이 있다.
"압력 탭"은 압력을 빼내는 구멍을 두루 일컫는 말일 뿐 특정 탭 방식의 명칭이 아니다.

44번

보일러의 자동제어에서 제어장치의 명칭과 제어량의 연결이 잘못된 것은?

1. 자동연소 제어장치 - 증기압력

2. 자동급수 제어장치 - 보일러수위

3. 과열증기온도 제어장치 - 증기온도

4. 캐스케이드 제어장치 – 노내압력

정답 4번

해설. ④ 캐스케이드 제어는 1차 조절계의 출력으로 2차 조절계의 목표값을 정하는 제어 구성 방식이며, 노내압력을 제어량으로 하는 장치가 아니다. 노내압력은 자동연소제어(ACC)의 제어량이다.
①자동연소제어-증기압력(노내압), ②자동급수제어-보일러 수위, ③과열증기온도제어-증기온도는 올바른 연결이다.

45번

측정하고자 하는 상태량과 독립적 크기를 조정할 수 있는 기준량과 비교하여 측정, 계측하는 방법은?

1. 보상법

2. 편위법

3. 치환법

4. 영위법

정답 4번

해설. ④ 영위법은 측정량과 크기를 조정할 수 있는 독립된 기준량을 비교해 지시가 0(평형)이 되도록 맞춰 측정하는 방법이다(휘트스톤 브리지, 천칭 등).
①보상법은 크기가 거의 같은 기준량과 비교해 차이만 측정, ②편위법은 측정량에 의한 지침의 변위로 측정, ③치환법은 기준량과 바꿔 놓고 측정하는 방법이다.

46번

다음 비례-적분동작에 대한 설명에서 ( ) 안에 들어갈 알맞은 용어는?
비례동작에 발생하는 ( )을(를) 제거하기 위해 적분동작과 결합한 제어

1. 오프셋

2. 빠른 응답

3. 지연

4. 외란

정답 1번

해설. ① 비례동작(P)만으로는 부하가 변할 때 목표값과 제어량 사이에 잔류편차(오프셋)가 남는다. 적분동작(I)을 결합한 비례-적분(PI)동작은 이 오프셋을 제거한다.
②빠른 응답은 미분동작의 역할이고, ③지연·④외란은 PI 동작이 제거하는 대상이 아니다.

47번

안지름 1000mm의 원통형 물탱크에서 안지름 150mm인 파이프로 물을 수송할 때 파이프의 평균 유속이 3m/s 이었다. 이 때 유량(Q)과 물탱크 속의 수면이 내려가는 속도(V)는 약 얼마인가?

1. Q = 0.053 m³/s, V = 6.75 cm/s

2. Q = 0.831 m³/s, V = 6.75 cm/s

3. Q = 0.053 m³/s, V = 8.31 cm/s

4. Q = 0.831 m³/s, V = 8.31 cm/s

정답 1번

해설. ① 유량 Q = A·v = (π/4) × 0.15² × 3 ≒ 0.053 m³/s
수면 강하속도 V = Q/A(탱크) = 3 × (0.15/1.0)² = 0.0675 m/s = 6.75 cm/s

48번

램 실린더, 기름탱크, 가압펌프 등으로 구성되어 있으며 탄성식 압력계의 일반교정용으로 주로 사용되는 압력계는?

1. 분동식 압력계

2. 격막식 압력계

3. 침종식 압력계

4. 벨로스식 압력계

정답 1번

해설. ① 분동식(부유 피스톤식) 압력계는 램 실린더, 기름탱크, 가압펌프 등으로 구성되며, 분동 무게와 피스톤 단면적으로 정확한 압력을 만들어 부르동관 등 탄성식 압력계의 교정용 표준기로 쓰인다.
②격막식, ④벨로스식은 탄성식 압력계이고, ③침종식은 액체에 뜬 종을 이용하는 저압 측정용이다.

49번

다음 측정관련 용어에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 측정량 : 측정하고자 하는 양

2. 값 : 양의 크기를 함께 표현하는 수와 기준

3. 제어편차 : 목표치에 제어량을 더한 값

4. 양 : 수와 기준으로 표시할 수 있는 크기를 갖는 현상이나 물체 또는 물질의 성질

정답 3번

해설. ③ 제어편차는 목표치에서 제어량을 뺀 값(목표치 − 제어량)이다. 더한 값이 아니다.
①측정량은 측정하고자 하는 양, ②값은 수와 기준(단위)으로 나타낸 양의 크기, ④양은 수와 기준으로 표시할 수 있는 크기를 갖는 현상·물체·물질의 성질로 옳은 설명이다.

50번

부자식(float) 면적 유량계에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 압력손실이 적다.

2. 정밀측정에는 부적합하다.

3. 대유량의 측정에 적합하다.

4. 수직배관에만 적용이 가능하다.

정답 3번

해설. ③ 부자식 면적 유량계(로터미터)는 테이퍼관 속 부자의 높이로 유량을 읽는 방식으로 소유량 측정에 적합하며 대유량 측정에는 알맞지 않다.
①차압이 거의 일정하여 압력손실이 적고, ②정밀측정에는 부적합하며, ④부자가 중력으로 평형을 이루므로 수직배관에만 쓸 수 있다.

51번

액주식 압력계에 필요한 액체의 조건으로 틀린 것은?

1. 점성이 클 것

2. 열팽창계수가 작을 것

3. 성분이 일정할 것

4. 모세관현상이 작을 것

정답 1번

해설. ① 액주식 압력계의 액체는 점성이 작아야 액면이 빨리 안정되고 정확하게 읽을 수 있다.
②열팽창계수가 작고, ③성분이 일정하며, ④모세관현상(표면장력 영향)이 작아야 한다. 그 밖에 증기압이 낮고 화학적으로 안정해야 한다.

52번

서미스터의 재질로서 적합하지 않은 것은?

1. Ni

2. Co

3. Mn

4. Pb

정답 4번

해설. ④ 서미스터는 Ni(니켈), Co(코발트), Mn(망간), Fe, Cu 등의 금속 산화물을 소결한 반도체로, 온도가 오르면 저항이 크게 줄어드는(부특성) 성질을 이용한다.
Pb(납)는 서미스터 재료로 쓰이지 않는다.

53번

저항식 습도계의 특징으로 틀린 것은?

1. 저온도의 측정이 가능하다.

2. 응답이 늦고 정밀도가 좋지 않다.

3. 연속기록, 원격측정, 자동제어에 이용된다.

4. 교류전압에 의하여 저항치를 측정하여 상대습도를 표시한다.

정답 2번

해설. ② 저항식(전기저항식) 습도계는 염화리튬 등 감습막의 저항 변화를 이용하는데, 응답이 빠르고 정밀도가 좋은 것이 특징이다.
①저온에서도 측정할 수 있고, ③연속기록·원격측정·자동제어에 이용되며, ④교류전압으로 저항을 측정해 상대습도를 나타낸다.

54번

가스미터의 표준기로도 이용되는 가스미터의 형식은?

1. 오벌형

2. 드럼형

3. 다이어프램형

4. 로터리 피스톤형

정답 2번

해설. ② 드럼형(습식) 가스미터는 회전 드럼으로 일정 체적씩 계량하여 정확도가 높으므로 실험실용·기준용, 즉 가스미터의 표준기로 쓰인다.
①오벌형, ④로터리 피스톤형은 용적식 유량계, ③다이어프램형(막식)은 가정용으로 주로 쓰인다.

55번

물체의 온도를 측정하는 방사고온계에서 이용하는 원리는?

1. 제백 효과

2. 필터 효과

3. 원-프랑크의 법칙

4. 스테판-볼츠만의 법칙

정답 4번

해설. ④ 방사고온계는 물체가 내는 전 방사에너지가 절대온도의 4제곱에 비례한다는 스테판-볼츠만 법칙(E = σT⁴)을 이용한다.
①제백 효과는 열전대의 원리이고, ③빈(Wien)의 법칙 등은 광고온계·색온도계 쪽 원리이며, ②필터 효과는 온도 측정 원리가 아니다.

56번

자동제어의 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 작업능률이 향상된다.

2. 작업에 따른 위험 부담이 감소된다.

3. 인건비는 증가하나 시간이 절약된다.

4. 원료나 연료를 경제적으로 운영할 수 있다.

정답 3번

해설. ③ 자동제어를 도입하면 사람 손이 덜 들어 인건비는 절감되고 시간도 절약된다. "인건비가 증가한다"는 틀린 설명이다.
①작업능률 향상, ②위험 부담 감소, ④원료·연료의 경제적 운영은 자동제어의 장점이다.

57번

1000℃ 이상인 고온의 노 내 온도측정을 위해 사용되는 온도계로 가장 적합하지 않은 것은?

1. 제겔콘(seger cone) 온도계

2. 백금저항온도계

3. 방사온도계

4. 광고온계

정답 2번

해설. ② 백금저항온도계는 정밀도가 높지만 측정 범위가 대략 −200~500℃(최대 약 600℃) 정도여서 1000℃ 이상의 노 내 온도 측정에는 적합하지 않다.
①제겔콘은 내화물의 연화로 고온을 판정하고, ③방사온도계, ④광고온계는 비접촉식으로 고온 측정에 쓴다.

58번

내열성이 우수하고 산화분위기 중에서도 강하며, 가장 높은 온도까지 측정이 가능한 열전대의 종류는?

1. 구리-콘스탄탄

2. 철-콘스탄탄

3. 크로멜-알루멜

4. 백금-백금·로듐

정답 4번

해설. ④ 백금-백금·로듐(R·S형) 열전대는 내열성이 우수하고 산화분위기에 강하며 약 0~1600℃까지 측정할 수 있어 보기 중 가장 높은 온도까지 잰다.
①구리-콘스탄탄(T형) 약 350℃, ②철-콘스탄탄(J형) 약 750℃, ③크로멜-알루멜(K형) 약 1200℃ 정도까지이다.

59번

열전대 온도계에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 보호관 선택 및 유지관리에 주의한다.

2. 단자의 (+)와 보상도선의 (-)를 결선해야 한다.

3. 주위의 고온체로부터 복사열의 영향으로 인한 오차가 생기지 않도록 주의해야 한다.

4. 열전대는 측정하고자 하는 곳에 정확히 삽입하여 삽입한 구멍을 통하여 냉기가 들어가지 않게 한다.

정답 2번

해설. ② 열전대 단자와 보상도선은 같은 극끼리, 즉 (+)는 (+)에, (−)는 (−)에 결선해야 한다. 극을 바꿔 연결하면 열기전력이 상쇄되어 큰 오차가 생긴다.
①보호관 관리, ③주위 고온체 복사열에 의한 오차 방지, ④정확한 삽입과 냉기 유입 방지는 모두 옳은 주의사항이다.

60번

압력센서인 스트레인게이지의 응용원리로 옳은 것은?

1. 온도의 변화

2. 전압의 변화

3. 저항의 변화

4. 금속선의 굵기 변화

정답 3번

해설. ③ 스트레인게이지는 압력으로 변형된 금속선(또는 반도체)의 길이·단면적이 바뀌면서 생기는 전기저항 변화를 측정해 압력을 구한다.
금속선 굵기 변화는 저항 변화를 일으키는 원인의 일부일 뿐 응용원리 자체는 저항의 변화이다.

61번

다음 중 중성내화물에 속하는 것은?

1. 납석질 내화물

2. 고알루미나질 내화물

3. 반규석질 내화물

4. 샤모트질 내화물

정답 2번

해설. ② 고알루미나질 내화물은 Al₂O₃를 주성분으로 하는 중성 내화물이다(탄소질, 크롬질, 탄화규소질도 중성).
①납석질, ③반규석질, ④샤모트질 내화물은 SiO₂ 성분이 많은 산성 내화물이다.

62번

에너지이용 합리화법령상 검사대상기기에 대한 검사의 종류가 아닌 것은?

1. 계속사용검사

2. 개방검사

3. 개조검사

4. 설치장소 변경검사

정답 2번

해설. ② 에너지이용 합리화법 시행규칙 별표 3의4의 검사 종류는 제조검사(용접검사·구조검사), 설치검사, 개조검사, 설치장소 변경검사, 재사용검사, 계속사용검사(안전검사·운전성능검사)이다.
"개방검사"는 규정된 검사의 종류가 아니다.

63번

에너지이용 합리화법령상 규정된 특정열사용 기자재 품목이 아닌 것은?

1. 축열식 전기보일러

2. 태양열 집열기

3. 철금속 가열로

4. 용광로

정답 4번

해설. ④ 용광로는 특정열사용기자재에 해당하지 않는다.
시행규칙 별표 3의2의 특정열사용기자재는 보일러(①축열식 전기보일러 등), 태양열 집열기(②), 압력용기, 요업요로, 금속요로(용선로·비철금속용융로·금속소둔로·③철금속가열로·금속균열로)이다.

64번

회전 가마(rotary kiln)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 일반적으로 시멘트, 석회석 등의 소성에 사용된다.

2. 온도에 따라 소성대, 가소대, 예열대, 건조대 등으로 구분된다.

3. 소성대에는 황산염이 함유된 클링커가 용융되어 내화벽돌을 침식시킨다.

4. 시멘트 클링커의 제조방법에 따라 건식법, 습식법, 반건식법으로 분류된다.

정답 3번

해설. ③ 회전가마의 소성대에서는 부분 용융한 클링커가 내화벽돌 표면에 부착해 코팅층을 만들어 벽돌을 보호한다. 황산염·알칼리 성분에 의한 벽돌 침식은 소성대보다 앞쪽(가소대·예열대)에서 주로 문제가 된다.
①시멘트·석회석 소성에 쓰고, ②소성대·가소대·예열대·건조대로 나뉘며, ④건식·습식·반건식법이 있다.

65번

에너지이용 합리화법령상 검사대상기기관리자를 해임한 경우 한국에너지공단 이사장에게 그 사유가 발생한 날부터 신고해야하는 기간은 며칠 이내인가? (단, 국방부장관이 관장하고 있는 검사대상기기관리자는 제외한다.)

1. 7일

2. 10일

3. 20일

4. 30일

정답 4번

해설. ④ 에너지이용 합리화법 시행규칙 제31조의28에 따라 검사대상기기의 설치자는 검사대상기기관리자를 선임·해임하거나 관리자가 퇴직한 경우 신고서를 한국에너지공단 이사장에게 제출해야 하며, 신고는 사유가 발생한 날부터 30일 이내에 해야 한다.
(국방부장관이 관장하는 관리자는 국방부장관이 정하는 바에 따른다.)

66번

강관 이음 방법이 아닌 것은?

1. 나사이음

2. 용접이음

3. 플랜지이음

4. 플레어이음

정답 4번

해설. ④ 플레어(flare)이음은 동관 끝을 나팔 모양으로 넓혀 너트로 조이는 방식으로, 주로 지름 20mm 이하 동관의 이음에 쓴다.
강관은 ①나사이음, ②용접이음, ③플랜지이음으로 접합한다.

67번

다이어프램 밸브(diaphragm valve)의 특징이 아닌 것은?

1. 유체의 흐름이 주는 영향이 비교적 적다.

2. 기밀을 유지하기 위한 패킹이 불필요하다.

3. 주된 용도가 유체의 역류를 방지하기 위한 것이다.

4. 산 등의 화학 약품을 차단하는데 사용하는 밸브이다.

정답 3번

해설. ③ 유체의 역류를 방지하는 것이 주 용도인 밸브는 체크밸브이다.
다이어프램 밸브는 고무 등의 격막을 눌러 유로를 여닫으므로 ①흐름에 주는 저항이 비교적 적고, ②유체가 격막 밖으로 새지 않아 패킹이 필요 없으며, ④산 등 부식성 화학약품의 차단에 적합하다.

68번

연속가마, 반연속가마, 불연속가마의 구분 방식은 어떤 것인가?

1. 온도상승속도

2. 사용목적

3. 조업방식

4. 전열방식

정답 3번

해설. ③ 연속가마, 반연속가마, 불연속가마는 가마를 운전하는 방식, 즉 조업방식에 따른 분류이다.
연속가마(터널가마·윤요), 반연속가마(셔틀가마), 불연속가마(도염식 가마 등)로 나뉜다.

69번

다음 보온재 중 최고 안전 사용온도가 가장 낮은 것은?

1. 유리섬유

2. 규조토

3. 우레탄 폼

4. 펄라이트

정답 3번

해설. ③ 우레탄 폼(경질 폴리우레탄 폼)은 유기질 보온재로 최고 안전사용온도가 약 80℃ 정도로 가장 낮다.
①유리섬유는 약 300℃, ②규조토는 약 500℃, ④펄라이트는 약 650℃ 정도까지 사용할 수 있는 무기질 보온재이다.

70번

윤요(ring kiln)에 대한 일반적인 설명으로 옳은 것은?

1. 종이 칸막이가 있다.

2. 열효율이 나쁘다.

3. 소성이 균일하다.

4. 석회소성용으로 사용된다.

정답 1번

해설. ① 윤요(호프만 가마)는 고리 모양으로 여러 소성실을 연결한 연속가마로, 소성실 사이를 종이 칸막이로 막아 불의 진행을 조절한다.
②여열을 이용하므로 열효율이 좋고, ③위치에 따라 소성이 불균일하기 쉬우며, ④주로 벽돌·기와 등의 소성에 쓴다.

71번

에너지이용 합리화법령상 에너지절약전문기업의 사업이 아닌 것은?

1. 에너지사용시설의 에너지절약을 위한 관리·용역사업

2. 에너지절약형 시설투자에 관한 사업

3. 신에너지 및 재생에너지원의 개발 및 보급사업

4. 에너지절약 활동 및 성과에 대한 금융상·세제상의 지원

정답 4번

해설. ④ 에너지이용 합리화법 제25조와 시행령 제29조에 따른 에너지절약전문기업의 사업은 ①에너지사용시설의 에너지절약을 위한 관리·용역사업, ②에너지절약형 시설투자에 관한 사업, ③신에너지 및 재생에너지원의 개발 및 보급사업, 에너지절약형 시설 및 기자재의 연구개발사업이다.
금융상·세제상의 지원은 정부가 하는 지원이지 전문기업의 사업이 아니다.

72번

에너지이용 합리화법령상 검사대상기기의 계속사용검사 유효기간 만료일이 9월 1일 이후인 경우 계속사용검사를 연기할 수 있는 기간 기준은 몇 개월 이내인가?

1. 2개월

2. 4개월

3. 6개월

4. 10개월

정답 2번

해설. ② 에너지이용 합리화법 시행규칙 제31조의20에 따라 계속사용검사는 검사유효기간 만료일이 속하는 연도의 말까지 연기할 수 있다. 다만, 만료일이 9월 1일 이후인 경우에는 4개월 이내에서 연기할 수 있다.

73번

에너지이용 합리화법에 따라 에너지이용 합리화에 관한 기본계획 사항에 포함되지 않는 것은?

1. 에너지절약형 경제구조로의 전환

2. 에너지이용 합리화를 위한 기술개발

3. 열사용기자재의 안전관리

4. 국가에너지정책목표를 달성하기 위하여 대통령령으로 정하는 사항

정답 4번

해설. ④ 에너지이용 합리화법 제4조 제2항의 기본계획 포함 사항은 ①에너지절약형 경제구조로의 전환, 에너지이용효율의 증대, ②기술개발, 홍보 및 교육, 에너지원간 대체, ③열사용기자재의 안전관리, 가격예시제, 온실가스 배출 감축 대책, 그 밖에 기후에너지환경부령으로 정하는 사항이다.
"대통령령으로 정하는 사항"은 규정 내용과 다르다.

74번

에너지이용 합리화법령상 시공업단체에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 시공업자는 기후에너지환경부장관의 인가를 받아 시공업자단체를 설립할 수 있다.

2. 시공업자단체는 개인으로 한다.

3. 시공업자는 시공업자단체에 가입할 수 있다.

4. 시공업자단체는 시공업에 관한 사항을 정부에 건의할 수 있다.

정답 2번

해설. ② 에너지이용 합리화법 제41조 제2항에 따라 시공업자단체는 법인으로 한다. 개인이 아니다.
①시공업자는 기후에너지환경부장관의 인가를 받아 설립할 수 있고(제41조 제1항), ③시공업자는 단체에 가입할 수 있으며(제42조), ④시공업에 관한 사항을 정부에 건의할 수 있다(제43조).
※ 현행 에너지이용 합리화법 기준에 맞게 보기를 고쳤다.

75번

에너지이용 합리화법령상 검사대상기기에 해당되지 않는 것은?

1. 2종 관류보일러

2. 정격용량이 1.2MW인 철금속가열로

3. 도시가스 사용량이 300kW인 소형온수보일러

4. 최고사용압력이 0.3MPa, 내부 부피가 0.04m³인 2종 압력용기

정답 1번

해설. ① 에너지이용 합리화법 시행규칙 별표 3의3에서 2종 관류보일러는 검사대상기기에서 제외된다.
②철금속가열로는 정격용량 0.58MW 초과, ③소형 온수보일러는 도시가스 사용량 232.6kW 초과, ④2종 압력용기는 최고사용압력 0.2MPa 초과 기체를 보유하고 내부 부피 0.04m³ 이상이면 검사대상기기이다.

76번

두께 230mm의 내화벽돌이 있다. 내면의 온도가 320℃이고 외면의 온도가 150℃일 때 이 벽면 10m²에서 손실되는 열량(W)은? (단, 내화벽돌의 열전도율은 0.96 W/m·℃ 이다.)

1. 710

2. 1632

3. 7096

4. 14391

정답 3번

해설. ③ 평판 전도열량 Q = λ·A·ΔT / L
풀이: Q = 0.96 × 10 × (320 − 150) / 0.23 = 1632 / 0.23 ≒ 7096 W
(두께 230mm = 0.23m, 온도차 170℃ = 170K로 환산하여 대입)

77번

에너지법령상 에너지원별 에너지열량 환산기준으로 총발열량이 가장 낮은 연료는? (단, 1L 기준이다.)

1. 윤활유

2. 항공유

3. B-C유

4. 휘발유

정답 4번

해설. ④ 에너지법 시행규칙 별표(에너지열량 환산기준)의 1L당 총발열량은 휘발유 32.4MJ, 항공유 36.5MJ, 윤활유 39.6MJ, B-C유 41.8MJ이다.
따라서 휘발유가 가장 낮다.

78번

보온재의 구비조건으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 밀도가 작을 것

2. 열전도율이 작을 것

3. 재료가 부드러울 것

4. 내열, 내약품성이 있을 것

정답 3번

해설. ③ 보온재는 재료가 부드러운 것보다 일정한 기계적 강도가 있어 시공 후 형태를 유지해야 한다.
①밀도(부피비중)가 작고, ②열전도율이 작으며, ④내열성·내약품성이 있고 흡습·흡수성이 작아야 한다.

79번

에너지이용 합리화법령상 연간 에너지사용량이 20만 티오이 이상인 에너지다소비사업자의 사업장이 받아야 하는 에너지진단주기는 몇 년인가? (단, 에너지진단은 전체진단이다.)

1. 3

2. 4

3. 5

4. 6

정답 3번

해설. ③ 에너지이용 합리화법 시행령 별표 3에 따라 연간 에너지사용량 20만 티오이 이상인 사업장의 에너지진단주기는 전체진단 5년, 부분진단 3년이다.
20만 티오이 미만은 5년이다. 부분진단은 10만 티오이 이상의 사용량을 기준으로 구역별로 나누어 순차적으로 실시한다.

80번

감압밸브에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 작동방식에는 직동식과 파일럿식이 있다.

2. 증기용 감압밸브의 유입측에는 안전밸브를 설치하여야 한다.

3. 감압밸브를 설치할 때는 직관부를 호칭경의 10배 이상으로 하는 것이 좋다.

4. 감압밸브를 2단으로 설치할 경우에는 1단의 설정압력을 2단보다 높게 하는 것이 좋다.

정답 2번

해설. ② 증기용 감압밸브의 안전밸브는 감압된 쪽, 즉 유출측(저압측)에 설치하여 감압밸브 고장 때 저압측 설비가 과압되는 것을 막는다.
①직동식과 파일럿식이 있고, ③전후 직관부를 호칭경의 10배 이상 두는 것이 좋으며, ④2단 감압 시 1단 설정압력을 2단보다 높게 한다.

81번

epm(equivalents per million)에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 물 1L에 함유되어 있는 불순물의 양을 mg 으로 나타낸 것

2. 물 1톤에 함유되어 있는 불순물의 양을 mg 으로 나타낸 것

3. 물 1L 중에 용해되어 있는 물질을 mg 당량수로 나타낸 것

4. 물 1 gallon 중에 함유된 grain의 양을 나타낸 것

정답 3번

해설. ③ epm(equivalents per million)은 물 1L(약 1kg) 중에 녹아 있는 물질의 양을 mg 당량수로 나타낸 것이다(백만분율 당량).
①은 mg/L(ppm), ②는 ppb에 해당하는 개념(1톤 중 mg), ④는 gpg(grain per gallon)이다.

82번

증기트랩장치에 관한 설명으로 옳은 것은?

1. 증기관의 도중이나 상단에 설치하여 압력의 급상승 또는 급히 물이 들어가는 경우 다른 곳으로 빼내는 장치이다.

2. 증기관의 도중이나 말단에 설치하여 증기의 일부가 응축되어 고여 있을 때 자동적으로 빼내는 장치이다.

3. 보일러 동에 설치하여 드레인을 빼내는 장치이다.

4. 증기관의 도중이나 말단에 설치하여 증기를 함유한 침전물을 분리시키는 장치이다.

정답 2번

해설. ② 증기트랩은 증기관 도중이나 말단에 설치하여 증기가 응축된 응축수(드레인)를 증기 손실 없이 자동으로 배출하는 장치이다.
①은 안전밸브·릴리프 계통, ③은 분출장치, ④는 기수분리기·스트레이너에 가까운 설명이다.

83번

저온부식의 방지 방법이 아닌 것은?

1. 과잉공기를 적게 하여 연소한다.

2. 발열량이 높은 황분을 사용한다.

3. 연료첨가제(수산화마그네슘)를 이용하여 노점온도를 낮춘다.

4. 연소 배기가스의 온도가 너무 낮지 않게 한다.

정답 2번

해설. ② 저온부식은 연료 속 황(S)이 SO₃가 되고 황산 증기로 응축해 생기므로 황분이 적은 연료를 써야 한다. 황분이 높은 연료를 쓰는 것은 방지 방법이 아니다.
①과잉공기를 줄여 SO₃ 생성을 억제, ③수산화마그네슘 등 첨가제로 노점을 낮춤, ④배기가스 온도를 노점 이상으로 유지하는 것이 방지 방법이다.

84번

급수처리에서 양질의 급수를 얻을 수 있으나 비용이 많이 들어 보급수의 양이 적은 보일러 또는 선박보일러에서 해수로부터 정수(pure water)를 얻고자 할 때 주로 사용하는 급수처리 방법은?

1. 증류법

2. 여과법

3. 석회소다법

4. 이온교환법

정답 1번

해설. ① 증류법은 물을 증발시켜 응축하므로 매우 양질의 급수를 얻지만 비용이 많이 들어, 보급수량이 적은 보일러나 선박보일러에서 해수로 청수를 만들 때 주로 쓴다.
②여과법은 부유물 제거, ③석회소다법은 경도 성분의 침전 제거, ④이온교환법은 경도 성분 등을 이온 교환으로 제거한다.

85번

보일러 설치·시공기준상 대형보일러를 옥내에 설치할 때 보일러 동체 최상부에서 보일러실 상부에 있는 구조물까지의 거리는 얼마 이상이어야 하는가? (단, 주철제보일러는 제외한다.)

1. 60cm

2. 1m

3. 1.2m

4. 1.5m

정답 3번

해설. ③ 열사용기자재의 검사 및 검사면제에 관한 기준의 설치·시공기준(22.1.1)에 따라 옥내 설치 시 보일러 동체 최상부(작업대가 있으면 작업대)에서 천정·배관 등 상부 구조물까지 거리는 1.2m 이상이어야 한다.
다만, 소형보일러 및 주철제보일러는 0.6m 이상으로 할 수 있다.

86번

보일러에 설치된 과열기의 역할로 틀린 것은?

1. 포화증기의 압력증가

2. 마찰저항 감소 및 관내부식 방지

3. 엔탈피 증가로 증기소비량 감소 효과

4. 과열증기를 만들어 터빈의 효율 증대

정답 1번

해설. ① 과열기는 포화증기를 같은 압력에서 가열해 온도만 높인 과열증기로 만드는 장치이며, 압력을 올리는 장치가 아니다.
②증기 중 수분이 없어져 관내 마찰저항과 부식이 줄고, ③엔탈피가 커져 증기소비량이 감소하며, ④터빈 효율이 높아진다.

87번

지름이 d(cm), 두께가 t(cm)인 얇은 두께의 밀폐된 원통 안에 압력 P(MPa)가 작용할 때 원통에 발생하는 원주방향의 인장응력(MPa)을 구하는 식은?

1. πdP/(2t)

2. πdP/(4t)

3. dP/(2t)

4. dP/(4t)

정답 3번

해설. ③ 얇은 원통에서 길이 ℓ 방향으로 자른 단면의 힘 평형: P·d·ℓ = 2·σ·t·ℓ
원주방향 인장응력 σ = Pd/(2t)
축방향(길이방향) 응력은 σ = Pd/(4t)로 원주방향의 절반이다. π가 들어간 ①②는 식이 틀렸다.

88번

일반적으로 리벳이음과 비교할 때 용접이음의 장점으로 옳은 것은?

1. 이음효율이 좋다.

2. 잔류응력이 발생되지 않는다.

3. 진동에 대한 감쇠력이 높다.

4. 응력집중에 대하여 민감하지 않다.

정답 1번

해설. ① 용접이음은 리벳 구멍으로 인한 단면 감소가 없어 이음효율이 좋고 기밀·수밀성이 우수하며 무게가 가볍다.
②용접 열로 잔류응력이 생기고, ③진동 감쇠력이 낮으며, ④노치 등 응력집중에 민감한 것이 용접이음의 단점이다.

89번

보일러 설치검사기준에 대한 사항 중 틀린 것은?

1. 5t/h 이하의 유류 보일러의 배기가스 온도는 정격 부하에서 주위온도와의 차가 300℃ 이하이어야 한다.

2. 저수위안전장치는 사고를 방지하기 위해 먼저 연료를 차단한 후 경보를 울리게 해야 한다.

3. 수입 보일러의 설치검사의 경우 수압시험은 필요하다.

4. 수압시험 시 공기를 빼고 물을 채운 후 천천히 압력을 가하여 규정된 시험 수압에 도달된 후 30분이 경과된 뒤에 검사를 실시하여 검사가 끝날 때까지 그 상태를 유지한다.

정답 2번

해설. ② 열사용기자재의 검사 및 검사면제에 관한 기준(22.7.4)에 따라 저수위안전장치는 연료가 차단되기 전에 경보가 울려야 하며 경보음은 70dB 이상이어야 한다. 연료를 먼저 차단한 뒤 경보를 울리는 것이 아니다.
①5t/h 이하 보일러의 배기가스 온도차 300℃ 이하, ③수입 보일러는 수압시험 대상, ④시험수압 도달 30분 후 검사는 옳다.

90번

열사용기자재의 검사 및 검사면제에 관한 기준상 보일러 동체의 최소 두께로 틀린 것은?

1. 안지름이 900mm 이하의 것 : 6mm(단, 스테이를 부착할 경우)

2. 안지름이 900mm 초과 1350mm 이하의 것 : 8mm

3. 안지름이 1350mm 초과 1850mm 이하의 것 : 10mm

4. 안지름이 1850mm 초과하는 것 : 12mm

정답 1번

해설. ① 열사용기자재의 검사 및 검사면제에 관한 기준(4.1)에 따라 안지름 900mm 이하인 동체의 최소 두께는 6mm이지만, 스테이를 부착하는 경우는 8mm이다. 따라서 스테이 부착 시 6mm는 틀렸다.
②900 초과 1350mm 이하 8mm, ③1350 초과 1850mm 이하 10mm, ④1850mm 초과 12mm는 옳다.

91번

노통보일러 중 원통형의 노통이 2개 설치된 보일러를 무엇이라고 하는가?

1. 라몬트보일러

2. 바브콕보일러

3. 다우섬보일러

4. 랭커셔보일러

정답 4번

해설. ④ 노통이 2개인 노통보일러는 랭커셔보일러, 1개인 것은 코르니시보일러이다.
①라몬트보일러는 강제순환식 수관보일러, ②바브콕보일러는 경사 수관식 보일러, ③다우섬보일러는 다우섬 등 열매체를 쓰는 특수 열매체보일러이다.

92번

급수온도 20℃인 보일러에서 증기압력이 1MPa 이며 이 때 온도 300℃의 증기가 1 t/h씩 발생될 때 상당증발량은 약 몇 kg/h 인가? (단, 증기압력 1MPa에 대한 300℃의 증기엔탈피는 3052 kJ/kg, 20℃에 대한 급수엔탈피는 83kJ/kg 이다.)

1. 1315

2. 1565

3. 1895

4. 2325

정답 1번

해설. ① 상당증발량 Gₑ = G(h₂ − h₁)/2257 (100℃ 물의 증발잠열 2257kJ/kg)
풀이: Gₑ = 1000 × (3052 − 83) / 2257 = 2,969,000/2257 ≒ 1315 kg/h

93번

전열면에 비등 기포가 생겨 열유속이 급격하게 증대하며, 가열면상에 서로 다른 기포의 발생이 나타나는 비등과정을 무엇이라고 하는가?

1. 단상액체 자연대류

2. 핵비등

3. 천이비등

4. 포밍

정답 2번

해설. ② 가열면 위 여러 지점에서 기포가 발생·이탈하며 열유속이 급격히 커지는 비등 영역을 핵비등(nucleate boiling)이라 한다.
①단상액체 자연대류는 기포 발생 전 단계, ③천이비등은 한계열유속을 지나 증기막이 생겼다 깨졌다 하는 불안정 영역, ④포밍은 보일러수 표면의 거품 현상이다.

94번

고압 증기터빈에서 팽창되어 압력이 저하된 증기를 가열하는 보일러의 부속장치는?

1. 재열기

2. 과열기

3. 절탄기

4. 공기예열기

정답 1번

해설. ① 재열기는 고압터빈에서 팽창해 압력·온도가 낮아진 증기를 다시 가열해 중·저압 터빈으로 보내는 장치로, 열효율 향상과 터빈 출구 습분 감소 효과가 있다.
②과열기는 포화증기를 과열, ③절탄기는 배기가스로 급수를 예열, ④공기예열기는 배기가스로 연소용 공기를 예열한다.

95번

보일러 슬러지 중에 염화마그네슘이 용존되어 있을 경우 180℃ 이상에서 강의 부식을 방지하기 위한 적정 pH는?

1. 5.2±0.7

2. 7.2±0.7

3. 9.2±0.7

4. 11.2±0.7

정답 4번

해설. ④ 슬러지 중 염화마그네슘(MgCl₂)은 고온에서 가수분해하여 염산을 만들어 강을 부식시키므로, 180℃ 이상에서는 보일러수의 pH를 11.2±0.7 정도의 알칼리성으로 유지해 부식을 막는다.
산성~약알칼리성인 ①②③ 범위에서는 부식 방지 효과가 부족하다.

96번

다음 중 보일러 내처리에 사용하는 pH 조정제가 아닌 것은?

1. 수산화나트륨

2. 탄닌

3. 암모니아

4. 제3인산나트륨

정답 2번

해설. ② 탄닌은 슬러지 조정제(연화 슬러지화) 및 탈산소제로 쓰이며 pH 조정제가 아니다.
①수산화나트륨, ③암모니아, ④제3인산나트륨은 보일러수의 pH·알칼리도를 조정하는 약품이다. 탄닌·리그닌·전분 등은 스케일 대신 부드러운 슬러지가 되게 하는 슬러지 조정제로 분류한다.

97번

소용량주철제보일러에 대한 설명에서 ( ) 안에 들어갈 내용으로 옳은 것은?
소용량주철제보일러는 주철제보일러 중 전열면적이 ( ㉠ )m² 이하이고 최고사용압력이 ( ㉡ )MPa 이하인 보일러이다.

1. ㉠ 4, ㉡ 0.1

2. ㉠ 5, ㉡ 0.1

3. ㉠ 4, ㉡ 0.5

4. ㉠ 5, ㉡ 0.5

정답 2번

해설. ② 열사용기자재의 검사 및 검사면제에 관한 기준의 용어 정의에 따라 소용량주철제보일러는 주철제보일러 중 전열면적이 5m² 이하이고 최고사용압력이 0.1MPa 이하인 것이다.
참고로 소용량강철제보일러는 전열면적 5m² 이하, 최고사용압력 0.35MPa 이하인 강철제보일러이다.

98번

외경 30mm, 벽두께 2mm 의 관 내측과 외측의 열전달계수는 모두 3000W/m²·K 이다. 관 내부온도가 외부보다 30℃ 만큼 높고, 관의 열전도율이 100 W/m·K 일 때 관의 단위길이당 열손실량은 약 몇 W/m 인가?

1. 2979

2. 3324

3. 3824

4. 4174

정답 3번

해설. ③ 원관의 단위길이당 열저항 R = 1/(hᵢ·2πr₁) + ln(r₂/r₁)/(2πk) + 1/(hₒ·2πr₂)
r₂ = 0.015m, r₁ = 0.013m
풀이: R = 1/(3000×2π×0.013) + ln(15/13)/(2π×100) + 1/(3000×2π×0.015) ≒ 0.004081 + 0.000228 + 0.003537 = 0.007845 m·K/W
q = ΔT/R = 30/0.007845 ≒ 3824 W/m

99번

다음 그림과 같은 V형 용접이음의 인장응력(σ)을 구하는 식은? (단, W는 인장하중, h는 모재 두께, ℓ은 용접선 길이, a는 덧살 높이이다.)

1. σ = W/(hℓ)

2. σ = 2W/(hℓ)

3. σ = W/(ha)

4. σ = W/(2hℓ)

정답 1번

해설. ① 맞대기(V형) 용접이음에 인장하중 W가 작용할 때 하중을 받는 단면은 목 두께(모재 두께 h) × 용접선 길이 ℓ 이다.
σ = W/(hℓ)
덧살 높이 a는 강도 계산에 넣지 않으며, 2W나 2h를 쓴 식은 양면 필릿 등 다른 이음에 대한 식이다.

100번

대향류 열교환기에서 고온 유체의 온도는 TH₁에서 TH₂로, 저온 유체의 온도는 TC₁에서 TC₂로 열교환에 의해 변화된다. 열교환기의 대수평균온도차(LMTD)를 옳게 나타낸 것은?

1. (TH₁ − TH₂ + TC₂ − TC₁) / ln[(TH₁ − TC₁)/(TH₂ − TC₂)]

2. (TH₁ + TH₂ − TC₁ − TC₂) / ln[(TH₁ − TH₂)/(TC₂ − TC₁)]

3. (TH₂ − TH₁ + TC₂ − TC₁) / ln[(TH₁ − TC₂)/(TH₂ − TC₁)]

4. (TH₁ − TH₂ + TC₁ − TC₂) / ln[(TH₁ − TC₂)/(TH₂ − TC₁)]

정답 4번

해설. ④ 대향류에서 입구 쪽 온도차 ΔT₁ = TH₁ − TC₂, 출구 쪽 온도차 ΔT₂ = TH₂ − TC₁ 이다.
LMTD = (ΔT₁ − ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂) = (TH₁ − TH₂ + TC₁ − TC₂)/ln[(TH₁ − TC₂)/(TH₂ − TC₁)]
①은 병류(평행류)의 LMTD 식이다.

에너지관리기사 필기 2022년 1회 기출문제

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