에너지관리기사 필기 2022년 2회 기출문제 정답 및 해설

1번

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 높여(증기 응결) 입자끼리 응집시키는 것이 원리이므로 '습도 감소에 의하여 응집'은 틀리다.
①은 관성 충돌에 의한 부착, ②는 입자를 핵으로 한 증기 응결로 응집성 증가, ③은 미립자의 확산에 의한 액적 접촉으로 모두 세정 집진의 포집원리이다.

2번

저위발열량 93766kJ/Nm³의 C₃H₈을 공기비 1.2로 연소시킬 때 이론 연소온도는 약 몇 ℃인가? (단, 연료와 공기는 0℃로 공급되고, 배기가스의 평균비열은 1.653kJ/Nm³·K이며 다른 조건은 무시한다.)

1. 1656

2. 1756

3. 1856

4. 1956

정답 3번

해설. ③ 풀이: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
이론공기량 A₀ = 5/0.21 = 23.81 Nm³/Nm³
연소가스량 G = CO₂ 3 + H₂O 4 + 과잉 O₂ (1.2−1)×5 = 1 + N₂ 0.79×1.2×23.81 = 22.57 → G ≒ 30.57 Nm³/Nm³
이론 연소온도 t = Hl/(G×C) = 93766/(30.57×1.653) ≒ 1856℃ (기준 0℃에서의 온도 상승분)
※ 원문은 단위를 K로 물었으나 이 풀이값은 0℃ 기준 온도(℃)이므로 단위를 ℃로 고쳤다.

3번

탄소(C) 84w%, 수소(H) 12w%, 수분 4w%의 중량조성을 갖는 액체연료에서 수분을 완전히 제거한 다음 1시간당 5kg을 완전연소시키는데 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm³/h인가?

1. 55.6

2. 65.8

3. 73.5

4. 89.2

정답 1번

해설. ① 풀이: 수분 제거 후 조성 C = 84/96 = 0.875, H = 12/96 = 0.125
A₀ = (1.867C + 5.6H)/0.21 = (1.867×0.875 + 5.6×0.125)/0.21 = (1.634 + 0.700)/0.21 ≒ 11.11 Nm³/kg
5kg/h 연소 시 11.11 × 5 ≒ 55.6 Nm³/h

4번

다음 체적비(%)의 코크스로 가스 1Nm³를 완전연소시키기 위하여 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm³인가?
CO₂ : 2.1, C₂H₄ : 3.4, O₂ : 0.1, N₂ : 3.3, CO : 6.6, CH₄ : 32.5, H₂ : 52.0

1. 0.97

2. 2.97

3. 4.97

4. 6.97

정답 3번

해설. ③ 풀이: 가스 1Nm³당 필요한 산소량
C₂H₄(×3) 0.034×3 = 0.102, CO(×0.5) 0.066×0.5 = 0.033, CH₄(×2) 0.325×2 = 0.650, H₂(×0.5) 0.520×0.5 = 0.260
O₀ = 0.102 + 0.033 + 0.650 + 0.260 − O₂ 0.001 = 1.044 Nm³
A₀ = O₀/0.21 = 1.044/0.21 ≒ 4.97 Nm³

5번

표준 상태에서 메탄 1mol이 연소할 때 고위발열량과 저위발열량의 차이는 약 몇 kJ인가? (단, 물의 증발잠열은 44kJ/mol이다.)

1. 42

2. 68

3. 76

4. 88

정답 4번

해설. ④ 풀이: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
메탄 1mol 연소 시 물 2mol 생성 → 고위발열량 − 저위발열량 = 물의 증발잠열 × 생성수 몰수 = 44 × 2 = 88 kJ

6번

가연성 혼합 가스의 폭발한계 측정에 영향을 주는 요소로 가장 거리가 먼 것은?

1. 온도

2. 산소농도

3. 점화에너지

4. 용기의 두께

정답 4번

해설. ④ 폭발한계는 온도, 압력, 산소농도, 점화에너지, 혼합가스 조성, 용기의 크기·형태 등의 영향을 받는다. 용기 벽의 두께는 폭발한계 측정과 거리가 멀다.
① 온도가 높을수록 폭발범위가 넓어진다. ② 산소농도가 높을수록 상한계가 올라간다. ③ 점화에너지가 작으면 폭발이 일어나지 않을 수 있다.

7번

가스폭발 위험 장소의 분류에 속하지 않은 것은?

1. 제0종 위험장소

2. 제1종 위험장소

3. 제2종 위험장소

4. 제3종 위험장소

정답 4번

해설. ④ 가스폭발 위험장소는 위험분위기의 존재 빈도에 따라 제0종(상시 존재), 제1종(정상 작동 중 생성 우려), 제2종(이상 상태에서만 생성 우려) 장소로 구분한다.
제3종 위험장소라는 구분은 없다.

8번

기계분(스토커) 화격자 중 연소하고 있는 석탄의 화층 위에 석탄을 기계적으로 산포하는 방식은?

1. 횡입(쇄상)식

2. 상입식

3. 하입식

4. 계단식

정답 2번

해설. ② 상입식(산포식) 스토커는 연소 중인 화층 위로 석탄을 기계적으로 뿌려(산포하여) 공급하는 방식이다.
① 횡입(쇄상)식은 체인 화격자가 석탄을 옆으로 이동시키며, ③ 하입식은 화층 아래에서 석탄을 밀어 올려 공급하고, ④ 계단식은 경사진 계단형 화격자로 연료가 흘러내리며 연소한다.

9번

중유를 연소하여 발생된 가스를 분석하였더니 체적비로 CO₂는 14%, O₂는 7%, N₂는 79%이었다. 이 때 공기비는 약 얼마인가? (단, 연료에 질소는 포함하지 않는다.)

1. 1.4

2. 1.5

3. 1.6

4. 1.7

정답 2번

해설. ② 풀이: 연료에 질소가 없고 CO가 없을 때 공기비 m = N₂/(N₂ − 3.76 O₂)
m = 79/(79 − 3.76×7) = 79/52.68 ≒ 1.50
(3.76 = 79/21 은 과잉 O₂와 함께 들어온 N₂의 비율이다.)

10번

일반적인 천연가스에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 주성분은 메탄이다.

2. 옥탄가가 높아 자동차 연료로 사용이 가능하다.

3. 프로판가스보다 무겁다.

4. LNG는 대기압 하에서 비등점이 -162℃인 액체이다.

정답 3번

해설. ③ 천연가스의 주성분인 메탄(분자량 16)은 공기(29)보다 가볍고, 프로판(분자량 44)보다도 훨씬 가볍다.
① 주성분은 메탄, ② 옥탄가가 높아 CNG 자동차 연료로 쓰이며, ④ LNG는 대기압에서 약 −162℃에서 끓는 액체로 저장한다.

11번

다음 중 일반적으로 연료가 갖추어야 할 구비조건이 아닌 것은?

1. 연소 시 배출물이 많아야 한다.

2. 저장과 운반이 편리해야 한다.

3. 사용 시 위험성이 적어야 한다.

4. 취급이 용이하고 안전하며 무해하여야 한다.

정답 1번

해설. ① 연료는 연소 시 매연·회분·유해가스 등 배출물이 적어야 한다.
②·③·④ 저장·운반이 편리하고, 사용 시 위험성이 적으며, 취급이 쉽고 안전·무해해야 한다는 것은 모두 연료의 구비조건이다.

12번

코크스의 적정 고온 건류온도(℃)는?

1. 500~600

2. 1000~1200

3. 1500~1800

4. 2000~2500

정답 2번

해설. ② 고온 건류(코크스 제조)는 보통 1000~1200℃에서 석탄을 공기 차단 상태로 가열하여 코크스를 얻는다.
① 500~600℃는 저온 건류(반성 코크스, 저온 타르)의 온도이며, ③·④는 일반적인 건류 온도보다 지나치게 높다.

13번

수소 4kg을 과잉공기계수 1.4의 공기로 완전 연소시킬 때 발생하는 연소가스 중의 산소량은 약 몇 kg인가?

1. 3.20

2. 4.48

3. 6.40

4. 12.8

정답 4번

해설. ④ 풀이: 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 수소 4kg = 2kmol → 이론산소량 1kmol = 32kg
과잉공기계수 1.4 → 공급 산소 = 1.4 × 32 = 44.8kg
연소가스 중 남는 산소 = (1.4 − 1) × 32 = 12.8kg

14번

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 인화·폭발 위험이 크고, ③ 기체 비중이 공기보다 커 바닥에 체류하며, ④ 기화잠열이 커서 냉각제로도 이용할 수 있다.

15번

다음 대기오염 방지를 위한 집진장치 중 습식집진장치에 해당하지 않는 것은?

1. 백필터

2. 충전탑

3. 벤투리 스크러버

4. 사이클론 스크러버

정답 1번

해설. ① 백필터(여과 집진장치)는 여과포를 이용하는 건식 집진장치이다.
②(충전탑), ③(벤투리 스크러버), ④(사이클론 스크러버)는 물 등 액체를 이용하는 습식(세정) 집진장치로, 액적·액막을 이용해 입자를 포집한다.

16번

황(S) 1kg을 이론공기량으로 완전연소시켰을 때 발생하는 연소가스량은 약 몇 Nm³인가?

1. 0.70

2. 2.00

3. 2.63

4. 3.33

정답 4번

해설. ④ 풀이: S + O₂ → SO₂, 황 1kg → O₂ = SO₂ = 22.4/32 = 0.7 Nm³
이론공기량 A₀ = 0.7/0.21 = 3.33 Nm³, 그중 N₂ = 0.79 × 3.33 = 2.63 Nm³
연소가스량 = SO₂ 0.7 + N₂ 2.63 ≒ 3.33 Nm³

17번

대도시의 광화학 스모그(smog) 발생의 원인 물질로 문제가 되는 것은?

1. NOₓ

2. He

3. CO

4. CO₂

정답 1번

해설. ① 광화학 스모그는 자동차 배기 등의 질소산화물(NOₓ)과 탄화수소가 햇빛(자외선)을 받아 광화학 반응을 일으켜 오존·PAN 등 산화성 물질이 생기는 현상이다.
② He는 불활성 기체, ③ CO는 혈액 산소운반 저해 물질, ④ CO₂는 온실가스로 광화학 스모그의 직접 원인 물질이 아니다.

18번

기체연료의 일반적인 특징으로 틀린 것은?

1. 연소효율이 높다.

2. 고온을 얻기 쉽다.

3. 단위 용적당 발열량이 크다.

4. 누출되기 쉽고 폭발의 위험성이 크다.

정답 3번

해설. ③ 기체연료는 밀도가 작아 단위 용적당 발열량이 액체·고체연료보다 작다.
① 공기와 혼합이 잘되어 연소효율이 높고, ② 적은 과잉공기로 고온을 얻기 쉬우며, ④ 누출되기 쉽고 폭발 위험이 크다.

19번

다음 반응식으로부터 프로판 1kg의 발열량은 약 몇 MJ인가?
C + O₂ → CO₂ + 406 kJ/mol
H₂ + (1/2)O₂ → H₂O + 241 kJ/mol

1. 33.1

2. 40.0

3. 49.6

4. 65.8

정답 3번

해설. ③ 풀이: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
발열량 = 3 × 406 + 4 × 241 = 1218 + 964 = 2182 kJ/mol
프로판 분자량 44 → 1kg = 1000/44 mol
2182 × 1000/44 ≒ 49591 kJ/kg ≒ 49.6 MJ

20번

석탄, 코크스, 목재 등을 적열상태로 가열하고, 공기로 불완전 연소시켜 얻는 연료는?

1. 천연가스

2. 수성가스

3. 발생로가스

4. 오일가스

정답 3번

해설. ③ 발생로가스는 석탄·코크스·목재 등을 적열상태로 가열하고 공기(또는 공기와 수증기)를 보내 불완전 연소시켜 얻는 가스로, CO와 N₂가 주성분이다.
① 천연가스는 지하에서 산출, ② 수성가스는 적열 코크스에 수증기를 작용시켜 얻고, ④ 오일가스는 석유류를 열분해하여 얻는다.

21번

다음 중 물의 임계압력에 가장 가까운 값은?

1. 1.03 kPa

2. 100 kPa

3. 22 MPa

4. 63 MPa

정답 3번

해설. ③ 물의 임계점은 임계압력 약 22.06 MPa, 임계온도 약 374℃이므로 22 MPa가 가장 가깝다.
① 1.03 kPa, ② 100 kPa(약 1기압)는 너무 작고, ④ 63 MPa는 너무 크다.

22번

27℃, 100kPa에 있는 이상기체 1kg을 700 kPa까지 가역 단열압축 하였다. 이 때 소요된 일의 크기는 몇 kJ인가? (단, 이 기체의 비열비는 1.4, 기체상수는 0.287 kJ/kgㆍK이다.)

1. 100

2. 160

3. 320

4. 400

정답 2번

해설. ② 풀이: 밀폐계 가역 단열압축 일 W = R T₁/(k − 1) × [(P₂/P₁)^((k−1)/k) − 1]
T₁ = 27 + 273 = 300 K, (P₂/P₁) = 7, (k−1)/k = 0.2857
W = 0.287 × 300/0.4 × (7^0.2857 − 1) = 215.25 × (1.7437 − 1) ≒ 160 kJ

23번

“PVⁿ = 일정”인 과정에서 밀폐계가 하는 일을 나타낸 것은? (단, P는 압력, V는 부피, n은 상수이며, 첨자 1, 2는 각각 과정 전ㆍ후 상태를 나타낸다.)

1. P₂V₂ − P₁V₁

2. (P₁V₁ − P₂V₂)/(n − 1)

3. (P₂V₂ⁿ⁻¹ − P₁V₁ⁿ⁻¹)/(n − 1)

4. P₁V₁ⁿ(V₂ − V₁)

정답 2번

해설. ② 폴리트로픽 과정(PVⁿ = 일정)에서 밀폐계가 하는 일(절대일)은 W = ∫P dV = (P₁V₁ − P₂V₂)/(n − 1) = mR(T₁ − T₂)/(n − 1)이다.
① P₂V₂ − P₁V₁은 유동일 변화, ③은 지수를 잘못 붙인 식, ④는 차원이 맞지 않는 식이다.

24번

압력 1MPa인 포화액의 비체적 및 비엔탈피는 각각 0.0012m³/kg, 762.8kJ/kg이고, 포화증기의 비체적 및 비엔탈피는 각각 0.1944m³/kg, 2778.1kJ/kg이다. 이 압력에서 건도가 0.7인 습증기의 단위 질량당 내부에너지는 약 몇 kJ/kg인가?

1. 2037.1

2. 2173.8

3. 2251.3

4. 2393.5

정답 1번

해설. ① 풀이: 습증기 엔탈피 h = h' + x(h'' − h') = 762.8 + 0.7 × (2778.1 − 762.8) = 2173.51 kJ/kg
비체적 v = v' + x(v'' − v') = 0.0012 + 0.7 × (0.1944 − 0.0012) = 0.13644 m³/kg
내부에너지 u = h − Pv = 2173.51 − 1000 kPa × 0.13644 ≒ 2037.1 kJ/kg

25번

냉동능력을 나타내는 단위로 0℃의 물 1000kg을 24시간 동안에 0℃의 얼음으로 만드는 능력을 무엇이라 하는가?

1. 냉동계수

2. 냉동마력

3. 냉동톤

4. 냉동률

정답 3번

해설. ③ 냉동톤(RT)은 0℃의 물 1000kg(1톤)을 24시간 동안 0℃의 얼음으로 만드는 능력으로, 1RT = 3320 kcal/h ≒ 3.86 kW이다.
① 냉동계수는 냉동효과/압축일, ② 냉동마력은 1마력당 냉동능력, ④ 냉동률은 단위 동력당 냉동능력을 뜻하는 다른 개념이다.

26번

압축비가 5인 오토 사이클기관이 있다. 이 기관이 15~1500℃의 온도범위에서 작동할 때 최고압력은 약 몇 kPa인가? (단, 최저압력은 100kPa, 비열비는 1.4이다.)

1. 3090

2. 2650

3. 1961

4. 1247

정답 1번

해설. ① 풀이: T₁ = 15 + 273 = 288 K, T₃ = 1500 + 273 = 1773 K, ε = 5, k = 1.4
압축 후 P₂ = P₁εᵏ = 100 × 5^1.4 ≒ 951.8 kPa, T₂ = T₁εᵏ⁻¹ = 288 × 5^0.4 ≒ 548.3 K
정적가열: P₃ = P₂ × T₃/T₂ = 951.8 × 1773/548.3 ≒ 3078 kPa → 약 3090 kPa

27번

온도 30℃, 압력 350kPa에서 비체적이 0.449m³/kg인 이상기체의 기체상수는 약 몇 kJ/kg·K인가?

1. 0.143

2. 0.287

3. 0.518

4. 0.842

정답 3번

해설. ③ 풀이: 이상기체 Pv = RT → R = Pv/T
T = 30 + 273 = 303 K
R = 350 kPa × 0.449 m³/kg / 303 K ≒ 0.518 kJ/kg·K

28번

브레이튼 사이클의 이론 열효율을 높일 수 있는 방법으로 틀린 것은?

1. 공기의 비열비를 감소시킨다.

2. 터빈에서 배출되는 공기의 온도를 낮춘다.

3. 재생기를 설치하여 연소기로 공급되는 공기의 온도를 높인다.

4. 공기압축기의 압력비를 증가시킨다.

정답 1번

해설. ① 브레이턴 사이클 이론 열효율 η = 1 − 1/γ^((k−1)/k) (γ: 압력비)이므로 비열비 k가 클수록 효율이 높다. 비열비를 감소시키면 효율이 낮아지므로 틀리다.
② 터빈 배출 온도를 낮추면 방열량이 줄고, ③ 재생기로 배기 열을 회수해 연소기 공급 공기 온도를 높이면 연료 투입이 줄며, ④ 압력비를 높이면 효율이 오른다.
※ 원문 ③(공기 온도를 낮춘다)도 틀린 설명이어서 정답이 하나가 되도록 ③을 옳은 설명으로 고쳤다.

29번

다음 중 이상적인 랭킨 사이클의 과정으로 옳은 것은?

1. 단열압축→정적가열→단열팽창→정압방열

2. 단열압축→정압가열→단열팽창→정적방열

3. 단열압축→정압가열→단열팽창→정압방열

4. 단열압축→정적가열→단열팽창→정적방열

정답 3번

해설. ③ 이상적인 랭킨 사이클은 펌프에서 단열압축 → 보일러에서 정압가열 → 터빈에서 단열팽창 → 복수기에서 정압방열의 4과정으로 이루어진다.
정적가열·정적방열이 포함된 ①·②·④는 오토 사이클 등 내연기관 사이클의 과정에 해당하거나 잘못 조합된 것이다.

30번

열역학 제1법칙을 설명한 것으로 옳은 것은?

1. 절대 영도 즉 0K에는 도달할 수 없다.

2. 흡수한 열을 전부 일로 바꿀 수는 없다.

3. 열을 일로 변환할 때 또는 일을 열로 변환할 때 전체 계의 에너지 총량은 변하지 않고 일정하다.

4. 제3의 물체와 열평형에 있는 두 물체는 그들 상호간에도 열평형에 있으며, 물체의 온도는 서로 같다.

정답 3번

해설. ③ 열역학 제1법칙은 에너지 보존 법칙으로, 열과 일은 서로 변환될 수 있으며 그 과정에서 에너지 총량은 일정하다.
① 절대 영도 도달 불가는 제3법칙, ② 흡수한 열을 전부 일로 바꿀 수 없다는 것은 제2법칙, ④ 열평형에 관한 것은 제0법칙이다.

31번

냉매가 구비해야 할 조건 중 틀린 것은?

1. 증발열이 클 것

2. 비체적이 작을 것

3. 임계온도가 높을 것

4. 비열비가 클 것

정답 4번

해설. ④ 냉매는 비열비가 작아야 압축 후 토출가스 온도가 낮아지고 압축기 과열이 줄어든다. 따라서 '비열비가 클 것'은 틀리다.
① 증발열이 커야 냉동효과가 크고, ② 증기의 비체적이 작아야 압축기가 작아지며, ③ 임계온도가 높아야 상온에서 쉽게 응축된다.

32번

성능계수가 4.3인 냉동기가 1시간 동안 30MJ의 열을 흡수한다. 이 냉동기를 작동하기 위한 동력은 약 몇 kW인가?

1. 0.25

2. 1.94

3. 6.24

4. 10.4

정답 2번

해설. ② 풀이: 흡수열량 Qₗ = 30 MJ/h = 30000 kJ / 3600 s ≒ 8.333 kW
성능계수 COP = Qₗ/W → W = Qₗ/COP = 8.333/4.3 ≒ 1.94 kW

33번

단열 밀폐되어 있는 탱크 A, B가 밸브로 연결되어 있다. 두 탱크에 들어있는 공기(이상기체)의 질량은 같고, A탱크의 체적은 B탱크 체적의 2배, A탱크의 압력은 200kPa, B탱크의 압력은 100kPa이다. 밸브를 열어서 평형이 이루어진 후 최종 압력은 약 몇 kPa인가?

1. 120

2. 133

3. 150

4. 167

정답 4번

해설. ④ 풀이: 단열·강체 탱크이므로 외부와 열·일 교환이 없어 전체 내부에너지가 보존된다(질량이 같으므로 최종 온도는 두 온도의 평균).
이상기체 U = m cᵥ T 이고 PV = mRT 이므로 보존식은 Pf(VA + VB) = PA VA + PB VB
VA = 2V, VB = V → Pf = (200 × 2V + 100 × V)/(3V) = 500/3 ≒ 167 kPa

34번

한 과학자가 자기가 만든 열기관이 80℃와 10℃ 사이에서 작동하면서 100kJ의 열을 받아 20kJ의 유용한 일을 할 수 있다고 주장한다. 이 주장에 위배되는 열역학 법칙은?

1. 열역학 제0법칙

2. 열역학 제1법칙

3. 열역학 제2법칙

4. 열역학 제3법칙

정답 3번

해설. ③ 풀이: 두 온도 사이 카르노 효율 ηc = 1 − Tₗ/Tₕ = 1 − 283/353 ≒ 0.198(19.8%)
주장한 효율 = 20/100 = 20% > 19.8%로 카르노 효율보다 커서 불가능하므로 열역학 제2법칙에 위배된다.
에너지(100kJ 중 20kJ 일, 80kJ 방열)는 보존되므로 제1법칙에는 어긋나지 않는다.

35번

랭킨 사이클로 작동하는 증기 동력 사이클에서 효율을 높이기 위한 방법으로 거리가 먼 것은?

1. 복수기(응축기)에서의 압력을 상승시킨다.

2. 터빈 입구의 온도를 높인다.

3. 보일러의 압력을 상승시킨다.

4. 재열 사이클(reheat cycle)로 운전한다.

정답 1번

해설. ① 복수기(응축기) 압력을 상승시키면 배압이 높아져 터빈 열낙차가 줄고 효율이 떨어진다. 효율을 높이려면 복수기 압력을 낮춰야 한다.
② 터빈 입구 온도 상승(과열도 증가), ③ 보일러 압력 상승, ④ 재열 사이클 운전은 모두 랭킨 사이클 효율을 높이는 방법이다.

36번

CH₄의 기체상수는 약 몇 kJ/kg·K인가?

1. 3.14

2. 1.57

3. 0.83

4. 0.52

정답 4번

해설. ④ 풀이: 기체상수 R = 일반기체상수/분자량 = 8.314 kJ/kmol·K ÷ 16 kg/kmol ≒ 0.52 kJ/kg·K
(CH₄ 분자량 = 12 + 1 × 4 = 16, 공기의 R = 8.314/29 ≒ 0.287과 비교해 볼 것)

37번

압력 300kPa인 이상기체 150kg이 있다. 온도를 일정하게 유지하면서 압력을 100kPa로 변화시킬 때 엔트로피 변화는 약 몇 kJ/K인가? (단, 기체의 정적비열은 1.735kJ/kg·K, 비열비는 1.299이다.)

1. 62.7

2. 73.1

3. 85.5

4. 97.2

정답 3번

해설. ③ 풀이: 등온과정 엔트로피 변화 ΔS = mR ln(P₁/P₂)
R = Cᵥ(k − 1) = 1.735 × (1.299 − 1) ≒ 0.5188 kJ/kg·K
ΔS = 150 × 0.5188 × ln(300/100) = 77.82 × 1.0986 ≒ 85.5 kJ/K

38번

밀폐계가 300kPa의 압력을 유지하면서 체적이 0.2m³에서 0.4m³로 증가하였고 이 과정에서 내부에너지는 20kJ 증가하였다. 이 때 계가 받은 열량은 약 몇 kJ인가?

1. 9

2. 80

3. 90

4. 100

정답 2번

해설. ② 풀이: 정압과정 일 W = P(V₂ − V₁) = 300 × (0.4 − 0.2) = 60 kJ
제1법칙 Q = ΔU + W = 20 + 60 = 80 kJ
(정압과정이므로 Q = ΔH = 엔탈피 증가량과 같다.)

39번

그림에서 이상기체를 A에서 가역적으로 단열압축시킨 후 정적과정으로 C까지 냉각시키는 과정에 해당되는 것은?

1. A - B - C

2. A - C

3. A - D - C

4. A - E - C

정답 4번

해설. ④ 가역 단열압축은 등온선보다 기울기가 급한 곡선(PVᵏ = 일정)을 따라 압력이 크게 오르므로 A → E이다. 이어서 체적 일정(정적) 상태로 냉각하면 압력만 내려가 수직선 E → C가 된다. 따라서 A − E − C.
① A−B−C는 정적 후 정압, ②·③은 단열과정이 아니다.

40번

다음 식 중에 이상기체 상태에서의 가역 단열과정을 나타내는 식으로 옳지 않은 것은? (단, P, T, V, k는 각각 압력, 온도, 부피, 비열비이고, 아래 첨자 1, 2는 과정 전ㆍ후를 나타낸다.)

1. T₂/T₁ = (V₁/V₂)ᵏ⁻¹

2. V₁/V₂ = (P₂/P₁)^(1/k)

3. P₁V₁ᵏ = P₂V₂ᵏ

4. T₂/T₁ = (P₂/P₁)^((1−k)/k)

정답 4번

해설. ④ 가역 단열과정의 관계식은 T₂/T₁ = (V₁/V₂)ᵏ⁻¹ = (P₂/P₁)^((k−1)/k), PVᵏ = 일정이다. ④는 지수가 (1−k)/k로 부호가 반대여서 옳지 않다.
① 옳다. ② P₁V₁ᵏ = P₂V₂ᵏ에서 V₁/V₂ = (P₂/P₁)^(1/k)로 옳다. ③ PVᵏ = 일정으로 옳다.

41번

링밸런스식 압력계에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 도압관은 가늘고 긴 것이 좋다.

2. 측정 대상 유체는 주로 액체이다.

3. 계기를 압력원에 가깝게 설치해야 한다.

4. 부식성 가스나 습기가 많은 곳에서도 정밀도가 좋다.

정답 3번

해설. ③ 링밸런스식(환상천평식) 압력계는 도압관 내 응축·지연을 줄이기 위해 계기를 압력원에 가깝게 설치해야 한다.
① 도압관은 굵고 짧은 것이 좋고, ② 측정 대상은 주로 기체(저압 가스·통풍력)이며, ④ 봉입액을 쓰므로 부식성 가스나 습기가 많은 곳에는 부적합하다.

42번

다음 그림과 같이 자동제어에서 응답속도를 빠르게 하고 외란에 대해 안정적으로 제어하려 한다. 이 때 추가해야 할 제어 동작은?

1. 다위치동작

2. P동작

3. I동작

4. D동작

정답 4번

해설. ④ 미분(D)동작은 편차의 변화 속도에 비례하여 조작량을 내므로 편차가 커지기 전에 미리 수정 동작을 한다. 그림처럼 응답을 빠르게 하고 외란에 대한 안정성을 높이려면 D동작을 추가한다.
① 다위치동작은 불연속 동작, ② P동작은 잔류편차가 남고, ③ I동작은 잔류편차를 없애지만 응답이 느려지고 진동하기 쉽다.

43번

가스 온도를 열전대 온도계를 사용하여 측정할 때 주의해야 할 사항이 아닌 것은?

1. 열전대는 측정하고자 하는 곳에 정확히 삽입하며 삽입된 구멍에 냉기가 들어가지 않게 한다.

2. 주위의 고온체로부터의 복사열의 영향으로 인한 오차가 생기지 않도록 해야 한다.

3. 단자와 보상도선의 +, -를 서로 다른 기호끼리 연결하여 감온부의 열팽창에 의한 오차가 발생하지 않도록 한다.

4. 보호관의 선택에 주의한다.

정답 3번

해설. ③ 단자와 보상도선은 +는 +끼리, −는 −끼리 같은 극성으로 연결해야 한다. 극성을 반대로 연결하면 열기전력이 상쇄되어 큰 오차가 생긴다.
① 정확한 삽입과 냉기 유입 방지, ② 주위 고온체의 복사열 영향 방지, ④ 측정 분위기에 맞는 보호관 선택은 모두 올바른 주의사항이다.

44번

다음 중에서 측온저항체로 사용되지 않는 것은?

1. Cu

2. Ni

3. Pt

4. Cr

정답 4번

해설. ④ 측온저항체로는 저항온도계수가 크고 안정한 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu)를 사용한다.
크롬(Cr)은 측온저항체 소재로 쓰지 않는다(크로멜 등 열전대 합금 성분으로 쓰임).

45번

다음 중 용적식 유량계에 해당하는 것은?

1. 오리피스미터

2. 습식가스미터

3. 로터미터

4. 피토관

정답 2번

해설. ② 습식가스미터는 회전 드럼의 일정 용적으로 가스를 떠내어 그 회전수로 체적을 재는 용적식 유량계이다.
① 오리피스미터는 차압식, ③ 로터미터는 면적식, ④ 피토관은 유속식(동압 측정) 유량계이다.

46번

측정온도범위가 약 0~700℃정도이며, (-)측이 콘스탄탄으로 구성된 열전대는?

1. J형

2. R형

3. K형

4. S형

정답 1번

해설. ① J형(철–콘스탄탄) 열전대는 (+)측 철, (−)측 콘스탄탄이며 사용온도는 약 0~700℃ 정도이다.
② R형과 ④ S형은 백금–백금로듐, ③ K형은 크로멜–알루멜로 (−)측이 콘스탄탄이 아니다.

47번

측온 저항체에 큰 전류가 흐를 때 줄열에 의해 측정하고자 하는 온도보다 높아지는 현상인 자기가열(自己加熱) 현상이 있는 온도계는?

1. 열전대 온도계

2. 압력식 온도계

3. 서미스터 온도계

4. 광고온계

정답 3번

해설. ③ 서미스터는 저항값이 크고 소형이어서 측정 전류가 크면 줄열에 의해 소자 자체가 가열되어 실제보다 높은 온도를 지시하는 자기가열 현상이 생긴다.
① 열전대는 열기전력, ② 압력식은 봉입 유체 압력, ④ 광고온계는 휘도를 이용하므로 자기가열이 문제되지 않는다.

48번

중유를 사용하는 보일러의 배기가스를 오르자트 가스분석계의 가스뷰렛에 시료 가스량을 50mL 채취하였다. CO₂ 흡수피펫을 통과한 후 가스뷰렛에 남은 시료는 44mL이었고, O₂ 흡수피펫에 통과한 후에는 41.8mL, CO 흡수피펫에 통과한 후 남은 시료량은 41.4mL이었다. 배기가스 중에 CO₂, O₂, CO는 각각 몇 vol%인가?

1. 6, 2.2, 0.4

2. 12, 4.4, 0.8

3. 15, 6.4, 1.2

4. 18, 7.4, 1.8

정답 2번

해설. ② 풀이: 각 흡수 피펫을 통과할 때 줄어든 부피가 그 성분의 양이다.
CO₂ = (50 − 44)/50 × 100 = 12%
O₂ = (44 − 41.8)/50 × 100 = 4.4%
CO = (41.8 − 41.4)/50 × 100 = 0.8%

49번

세라믹(ceramic)식 O₂계의 세라믹 주원료는?

1. Cr₂O₃

2. Pb

3. P₂O₅

4. ZrO₂

정답 4번

해설. ④ 세라믹(지르코니아)식 O₂계는 지르코니아(ZrO₂) 소자를 고온으로 유지하고 양쪽의 산소 농도차에 의해 생기는 기전력으로 산소 농도를 측정한다.
① Cr₂O₃(산화크롬), ② Pb(납), ③ P₂O₅(오산화인)는 세라믹 O₂계의 주원료가 아니다.

50번

국제단위계(SI)에서 길이의 설명으로 틀린 것은?

1. 기본단위이다.

2. 기호는 m이다.

3. 명칭은 미터이다.

4. 소리가 진공에서 1/299792458초 동안 진행한 경로의 길이이다.

정답 4번

해설. ④ SI 길이의 기본단위 미터(m)는 빛이 진공에서 1/299792458초 동안 진행한 경로의 길이로 정의한다. '소리'가 아니라 '빛'이므로 틀리다.
①·②·③ 길이는 SI 기본단위이며 명칭은 미터, 기호는 m이다.

51번

오벌(oval)식 유량계로 유량을 측정할 때 지시값의 오차 중 히스테리시스 차의 원인이 되는 것은?

1. 내부 기어의 마모

2. 유체의 압력 및 점성

3. 측정자의 눈의 위치

4. 온도 및 습도

정답 1번

해설. ① 오벌 유량계는 한 쌍의 타원형 기어가 회전하며 유체를 떠내는 용적식이다. 내부 기어가 마모되면 틈새로 새는 양이 증감 방향에 따라 달라져 지시값에 히스테리시스 차가 생긴다.
② 유체의 압력·점성은 누설(기차)에, ③ 눈의 위치는 개인오차(시차)에, ④ 온도·습도는 환경오차에 관계된다.

52번

다음 중 압전 저항효과를 이용한 압력계는?

1. 액주형 압력계

2. 아네로이드 압력계

3. 박막식 압력계

4. 스트레인게이지식 압력계

정답 4번

해설. ④ 스트레인게이지식 압력계는 압력에 의한 변형으로 저항체(반도체 게이지는 압전 저항효과)의 전기저항이 변하는 것을 이용한다.
① 액주형은 액주 높이, ② 아네로이드는 공합의 변위, ③ 박막식은 격막의 변위를 기계적으로 이용한다.

53번

가스분석계에서 연소가스 분석 시 비중을 이용하여 가장 측정이 용이한 기체는?

1. NO₂

2. O₂

3. CO₂

4. H₂

정답 3번

해설. ③ CO₂는 분자량 44로 공기(29)보다 비중이 커서 연소가스 중 비중 차이를 이용한 밀도식 가스분석으로 측정하기 가장 쉽다.
① NO₂는 농도가 매우 낮고, ② O₂는 공기와 비중 차가 작으며(자기식으로 측정), ④ H₂는 열전도율을 이용하여 측정한다.

54번

전자유량계에서 안지름이 4cm인 파이프에 3L/s의 액체가 흐르고, 자속밀도 1000gauss의 평등자계 내에 있다면 이 때 검출되는 전압은 약 몇 mV인가? (단, 자속분포의 수정 계수는 1이고, 액체의 비중은 1이다.)

1. 5.5

2. 7.5

3. 9.5

4. 11.5

정답 3번

해설. ③ 풀이: 전자유량계 기전력 E = B × D × v
유속 v = Q/A = 0.003 m³/s ÷ (π × 0.04²/4) ≒ 2.387 m/s
B = 1000 gauss = 0.1 T(Wb/m²), D = 0.04 m
E = 0.1 × 0.04 × 2.387 ≒ 9.55 × 10⁻³ V ≒ 9.5 mV

55번

액주형 압력계 중 경사관식 압력계의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 일반적으로 U자관보다 정밀도가 낮다.

2. 눈금을 확대하여 읽을 수 있는 구조이다.

3. 통풍계로는 사용할 수 없다.

4. 미세압 측정이 불가능하다.

정답 2번

해설. ② 경사관식 압력계는 액주관을 경사지게 하여 같은 압력차에 대해 액주 이동 길이를 늘려 눈금을 확대하여 읽을 수 있다.
① U자관보다 정밀도가 높고, ③ 통풍계로 널리 쓰이며, ④ 미세압 측정에 적합하다.

56번

자동제어에서 비례동작에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 조작부를 측정값의 크기에 비례하여 움직이게 하는 것

2. 조작부를 편차의 크기에 비례하여 움직이게 하는 것

3. 조작부를 목표값의 크기에 비례하여 움직이게 하는 것

4. 조작부를 외란의 크기에 비례하여 움직이게 하는 것

정답 2번

해설. ② 비례(P)동작은 목표값과 제어량의 차인 편차의 크기에 비례하여 조작부를 움직이는 동작이다.
①·③·④ 측정값, 목표값, 외란 자체의 크기에 비례하는 것이 아니라 편차에 비례한다.

57번

흡착제에서 관을 통해 각각 기체의 독자적인 이동속도에 의해 분리시키는 방법으로, CO₂, CO, N₂, H₂, CH₄ 등을 모두 분석할 수 있어 분리 능력과 선택성이 우수한 가스분석계는?

1. 밀도법

2. 기체크로마토그래피법

3. 세라믹법

4. 오르자트법

정답 2번

해설. ② 기체크로마토그래피법은 흡착제(고정상)를 채운 관에 운반가스로 시료를 흘려 각 성분의 이동속도 차로 분리한 뒤 검출하므로 CO₂, CO, N₂, H₂, CH₄ 등을 모두 분석할 수 있고 분리능·선택성이 우수하다.
① 밀도법은 비중차, ③ 세라믹법은 O₂만, ④ 오르자트법은 흡수법으로 CO₂·O₂·CO를 분석한다.

58번

보일러의 자동제어에서 인터록 제어의 종류가 아닌 것은?

1. 고온도

2. 저연소

3. 불착화

4. 압력초과

정답 1번

해설. ① 보일러 인터록에는 저수위 인터록, 압력초과 인터록, 불착화 인터록, 저연소 인터록, 프리퍼지 인터록 등이 있다.
'고온도' 인터록은 보일러 인터록의 종류에 해당하지 않는다. 인터록은 조건이 충족되지 않으면 다음 동작(점화·연소 등)을 막는 제어이다.

59번

광고온계의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 비접촉식 온도 측정법 중 가장 정밀도가 높다.

2. 넓은 측정온도(0~3000℃) 범위를 갖는다.

3. 측정이 자동적으로 이루어져 개인오차가 발생하지 않는다.

4. 방사온도계에 비하여 방사율에 대한 보정량이 크다.

정답 1번

해설. ① 광고온계는 측정 대상의 휘도를 표준 전구 필라멘트의 휘도와 비교하여 온도를 재는 비접촉식 온도계로, 비접촉식 중 정밀도가 가장 높다.
② 측정 범위는 약 700~3000℃로 저온은 측정할 수 없고, ③ 수동으로 휘도를 맞추므로 개인오차가 생기며, ④ 방사온도계보다 방사율 보정량이 작다.

60번

열전대 온도계의 보호관으로 석영관을 사용하였을 때의 특징으로 틀린 것은?

1. 급냉, 급열에 잘 견딘다.

2. 기계적 충격에 약하다.

3. 산성에 대하여 약하다.

4. 알칼리에 대하여 약하다.

정답 3번

해설. ③ 석영관은 산성에는 강하고 알칼리에는 약하다. 따라서 '산성에 대하여 약하다'는 틀리다.
① 열팽창계수가 작아 급랭·급열에 잘 견디고, ② 기계적 충격에는 약하며, ④ 알칼리에 약하다는 설명은 옳다.

61번

다음은 보일러의 급수밸브 및 체크밸브 설치기준에 관한 설명이다. ( )안에 알맞은 것은?
급수밸브 및 체크밸브의 크기는 전열면적 10m² 이하의 보일러에서는 호칭 ( ㉠ ) 이상, 전열면적 10m²를 초과하는 보일러에서는 호칭 ( ㉡ ) 이상이어야 한다.

1. ㉠ 5A, ㉡ 10A

2. ㉠ 10A, ㉡ 15A

3. ㉠ 15A, ㉡ 20A

4. ㉠ 20A, ㉡ 30A

정답 3번

해설. ③ 열사용기자재의 검사 및 검사면제에 관한 기준(급수밸브의 크기)에 따라 급수밸브 및 체크밸브의 크기는 전열면적 10m² 이하의 보일러에서는 호칭 15A 이상, 10m²를 초과하는 보일러에서는 호칭 20A 이상이어야 한다.
따라서 ㉠ 15A, ㉡ 20A이다.

62번

에너지이용 합리화법령상 에너지사용계획을 수립하여 기후에너지환경부장관에게 제출하여야 하는 공공사업주관자의 설치 시설 기준으로 옳은 것은?

1. 연간 2천5백 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설

2. 연간 5천 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설

3. 연간 2천5백만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설

4. 연간 5천만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설

정답 1번

해설. ① 에너지이용 합리화법 시행령 제20조제2항에 따라 공공사업주관자가 에너지사용계획을 제출해야 하는 시설은 연간 2천5백 티오이 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설, 또는 연간 1천만 킬로와트시 이상의 전력을 사용하는 시설이다.
② 5천 티오이와 연간 2천만 킬로와트시는 민간사업주관자 기준이며, ③·④의 전력 기준은 틀리다.
※ 현행 법령에 맞게 소관 장관을 기후에너지환경부장관으로 고쳤다.

63번

에너지이용 합리화법령에 따라 에너지관리산업기사 자격을 가진 자는 관리가 가능하나, 에너지관리기능사 자격을 가진 자는 관리할 수 없는 보일러 용량의 범위는?

1. 5t/h 초과 10t/h 이하

2. 10t/h 초과 30t/h 이하

3. 20t/h 초과 40t/h 이하

4. 30t/h 초과 60t/h 이하

정답 2번

해설. ② 에너지이용 합리화법 시행규칙 별표 3의9에 따라 용량 10t/h 초과 30t/h 이하 보일러는 에너지관리기능장·에너지관리기사·에너지관리산업기사가 관리할 수 있고, 에너지관리기능사는 10t/h 이하 보일러만 관리할 수 있다.
30t/h 초과 보일러는 에너지관리기능장 또는 에너지관리기사만 관리할 수 있다.

64번

터널가마의 일반적인 특징이 아닌 것은?

1. 소성이 균일하여 제품의 품질이 좋다.

2. 온도조절의 자동화가 쉽다.

3. 열효율이 좋아 연료비가 절감된다.

4. 사용연료의 제한을 받지 않고 전력소비가 적다.

정답 4번

해설. ④ 터널가마는 연속식 가마로 대차 이동 장치·송풍기 등에 전력을 많이 쓰고, 온도 조절을 위해 기체·액체연료 등 사용연료의 제한을 받는다.
① 소성이 균일하여 품질이 좋고, ② 온도조절의 자동화가 쉬우며, ③ 폐열 이용으로 열효율이 좋아 연료비가 절감된다.

65번

점토질 단열재의 특징으로 틀린 것은?

1. 내스폴링성이 작다.

2. 노벽이 얇아져서 노의 중량이 적다.

3. 내화재와 단열재의 역할을 동시에 한다.

4. 안전사용온도는 1300~1500℃ 정도이다.

정답 1번

해설. ① 점토질 단열재는 내스폴링성이 크다(급열·급랭에 강하다). 따라서 '내스폴링성이 작다'는 틀리다.
② 단열성이 좋아 노벽이 얇아지고 노의 중량이 줄며, ③ 내화재와 단열재 역할을 동시에 하고, ④ 안전사용온도는 약 1300~1500℃이다.

66번

에너지이용 합리화법령상 에너지다소비사업자는 기후에너지환경부령으로 정하는 바에 따라 에너지사용기자재의 현황을 매년 언제까지 시ㆍ도지사에게 신고하여야 하는가?

1. 12월 31일까지

2. 1월 31일까지

3. 2월 말까지

4. 3월 31일까지

정답 2번

해설. ② 에너지이용 합리화법 제31조제1항에 따라 에너지다소비사업자는 전년도 분기별 에너지사용량·제품생산량, 에너지사용기자재의 현황 등을 매년 1월 31일까지 관할 시ㆍ도지사에게 신고하여야 한다.
시ㆍ도지사는 이를 매년 2월 말일까지 기후에너지환경부장관에게 통보한다.
※ 현행 법령에 맞게 부령 명칭을 기후에너지환경부령으로 고쳤다.

67번

글로브밸브(globe valve)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 밸브 디스크 모양은 평면형, 반구형, 원뿔형, 반원형이 있다.

2. 유체의 흐름방향이 밸브 몸통 내부에서 변한다.

3. 디스크 형상에 따라 앵글밸브, Y형밸브, 니들밸브 등으로 분류된다.

4. 조작력이 적어 고압의 대구경 밸브에 적합하다.

정답 4번

해설. ④ 글로브밸브는 유체가 밸브 내부에서 S자로 흐름 방향을 바꾸어 저항이 크고, 디스크가 유체 압력을 정면으로 받아 조작력이 크므로 고압의 대구경 밸브에는 적합하지 않다.
①·②·③ 디스크 모양(평면형·반구형·원뿔형 등), 몸통 내부 흐름방향 변화, 앵글·Y형·니들밸브 분류는 옳은 설명이다.

68번

에너지법령에 의한 에너지 총조사는 몇 년 주기로 시행하는가? (단, 간이조사는 제외한다.)

1. 2년

2. 3년

3. 4년

4. 5년

정답 2번

해설. ② 에너지법 시행령 제15조제3항에 따라 에너지 총조사는 3년마다 실시하되, 기후에너지환경부장관이 필요하다고 인정할 때에는 간이조사를 실시할 수 있다.
에너지 총조사는 에너지 수급과 소비 실태를 파악하기 위한 조사이다.

69번

캐스터블 내화물의 특징이 아닌 것은?

1. 소성할 필요가 없다.

2. 접합부 없이 노체를 구축할 수 있다.

3. 사용 현장에서 필요한 형상으로 성형할 수 있다.

4. 온도의 변동에 따라 스폴링을 일으키기 쉽다.

정답 4번

해설. ④ 캐스터블 내화물은 골재와 알루미나 시멘트를 섞어 현장에서 부어 만드는 부정형 내화물로, 열전도율이 작고 스폴링을 잘 일으키지 않는다.
① 소성이 필요 없고, ② 접합부 없이 노체를 구축할 수 있으며, ③ 현장에서 필요한 형상으로 성형할 수 있다.

70번

다음 중 보냉재가 구비해야 할 조건이 아닌 것은?

1. 탄력성이 있고 가벼워야 한다.

2. 흡수성이 적어야 한다.

3. 열전도율이 적어야 한다.

4. 복사열의 투과에 대한 저항성이 없어야 한다.

정답 4번

해설. ④ 보냉재는 외부로부터의 열 침입을 막아야 하므로 복사열의 투과에 대한 저항성이 커야 한다.
① 탄력성이 있고 가벼우며, ② 흡수(흡습)성이 적어야 결로·동결로 인한 성능 저하가 없고, ③ 열전도율이 작아야 한다.

71번

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

1. 앵커

2. 스토퍼

3. 브레이스

4. 가이드

정답 3번

해설. ③ 배관의 열팽창에 의한 이동을 구속·제한하는 리스트레인트에는 앵커(완전 고정), 스토퍼(일정 방향 이동 제한), 가이드(축방향 이동 안내·회전 제한)가 있다.
브레이스는 펌프·압축기 등에서 발생하는 배관의 진동을 억제하는 장치이다.

72번

다음 중 에너지이용 합리화법령에 따라 에너지다소비사업자에게 에너지관리 개선명령을 할 수 있는 경우는?

1. 목표원단위보다 과다하게 에너지를 사용하는 경우

2. 에너지관리지도 결과 10% 이상의 에너지효율 개선이 기대되는 경우

3. 에너지 사용실적이 전년도보다 현저히 증가한 경우

4. 에너지 사용계획 승인을 얻지 아니한 경우

정답 2번

해설. ② 에너지이용 합리화법 시행령 제40조제1항에 따라 에너지다소비사업자에게 개선명령을 할 수 있는 경우는 에너지관리지도 결과 10퍼센트 이상의 에너지효율 개선이 기대되고 효율 개선을 위한 투자의 경제성이 있다고 인정되는 경우이다.
①·③·④는 개선명령의 요건이 아니다.

73번

에너지이용 합리화법령에 따라 에너지사용계획에 대한 검토결과 공공사업주관자가 조치 요청을 받은 경우, 이를 이행하기 위하여 제출하는 이행계획에 포함되어야 할 내용이 아닌 것은? (단, 기후에너지환경부장관으로부터 요청 받은 조치의 내용은 제외한다.)

1. 이행 주체

2. 이행 방법

3. 이행 장소

4. 이행 시기

정답 3번

해설. ③ 에너지이용 합리화법 시행규칙 제5조에 따라 이행계획에는 기후에너지환경부장관으로부터 요청받은 조치의 내용, 이행 주체, 이행 방법, 이행 시기가 포함되어야 한다.
이행 장소는 포함 사항이 아니다.
※ 현행 법령에 맞게 소관 장관을 기후에너지환경부장관으로 고쳤다.

74번

도염식요는 조업방법에 의해 분류할 경우 어떤 형식인가?

1. 불연속식

2. 반연속식

3. 연속식

4. 불연속식과 연속식과 절충형식

정답 1번

해설. ① 도염식(꺾임불꽃식) 가마는 제품을 넣고 소성한 뒤 냉각하여 꺼내는 과정을 한 번씩 반복하는 불연속식 가마이다.
반연속식에는 윤요(고리가마)·셔틀요, 연속식에는 터널요 등이 있다.

75번

에너지이용 합리화법에 따라 기후에너지환경부장관 및 산업통상부장관이 국내외 에너지 사정의 변동으로 에너지 수급에 중대한 차질이 발생될 경우 수급안정을 위해 취할 수 있는 조치 사항이 아닌 것은?

1. 에너지의 배급

2. 에너지의 비축과 저장

3. 에너지의 양도ㆍ양수의 제한 또는 금지

4. 에너지 수급의 안정을 위하여 기후에너지환경부령으로 정하는 사항

정답 4번

해설. ④ 에너지이용 합리화법 제7조제2항에 따라 수급안정 조치에는 에너지 할당, 비축과 저장, 배급, 양도ㆍ양수의 제한 또는 금지 등이 있고, 그 밖의 사항은 '대통령령'으로 정한다. 부령으로 정하는 사항은 없으므로 ④가 해당하지 않는다.
①·②·③은 법 제7조제2항에 규정된 조치이다.
※ 현행 법령에 맞게 조치 주체와 부령 명칭을 고쳤다.

76번

에너지이용 합리화법령에 따라 효율관리기자재의 제조업자는 효율관리시험기관으로부터 측정 결과를 통보받은 날부터 며칠 이내에 그 측정 결과를 한국에너지공단에 신고하여야 하는가?

1. 15일

2. 30일

3. 60일

4. 90일

정답 4번

해설. ④ 에너지이용 합리화법 시행규칙 제9조제1항에 따라 효율관리기자재의 제조업자 또는 수입업자는 효율관리시험기관으로부터 측정 결과를 통보받은 날 또는 자체측정을 완료한 날부터 각각 90일 이내에 한국에너지공단에 신고하여야 한다.
(대기전력경고표지대상제품 등의 측정 결과 신고는 60일 이내)

77번

에너지이용 합리화법령에 따라 산업통상부장관 및 기후에너지환경부장관이 위생 접객업소 등에 에너지사용의 제한 조치를 할 때에는 며칠 이전에 제한 내용을 예고하여야 하는가?

1. 7일

2. 10일

3. 15일

4. 20일

정답 1번

해설. ① 에너지이용 합리화법 시행령 제14조제3항에 따라 위생 접객업소 등에 대한 에너지사용의 제한조치를 할 때에는 조치를 하기 7일 이전에 제한 내용을 예고하여야 한다. 다만, 긴급히 제한할 필요가 있을 때에는 그 제한 전일까지 공고할 수 있다.
※ 현행 법령에 맞게 조치 주체를 고쳤다.

78번

에너지이용 합리화법상 에너지다소비사업자의 신고와 관련하여 다음 ( )에 들어갈 수 없는 것은? (단, 대통령령은 제외한다.)
기후에너지환경부장관 및 시ㆍ도지사는 에너지다소비사업자가 신고한 사항을 확인하기 위하여 필요한 경우 ( )에 대하여 에너지다소비사업자에게 공급한 에너지의 공급량 자료를 제출하도록 요구할 수 있다.

1. 한국전력공사

2. 한국가스공사

3. 한국가스안전공사

4. 한국지역난방공사

정답 3번

해설. ③ 에너지이용 합리화법 제31조제3항에 따라 공급량 자료 제출을 요구할 수 있는 대상은 한국전력공사, 한국가스공사, 도시가스사업자, 집단에너지사업자 및 한국지역난방공사, 그 밖에 대통령령으로 정하는 에너지공급기관 또는 관리기관이다.
한국가스안전공사는 가스 안전관리 기관으로 에너지를 공급하지 않으므로 해당하지 않는다.
※ 현행 법령에 맞게 요구 주체를 기후에너지환경부장관으로 고쳤다.

79번

다음 보온재 중 재질이 유기질 보온재에 속하는 것은?

1. 우레탄폼

2. 펄라이트

3. 세라믹 파이버

4. 규산칼슘 보온재

정답 1번

해설. ① 우레탄폼(폴리우레탄 폼)은 합성수지를 발포시킨 유기질 보온재로, 가볍고 열전도율이 작지만 안전사용온도가 낮아 주로 보냉용으로 쓰인다.
② 펄라이트, ③ 세라믹 파이버, ④ 규산칼슘 보온재는 모두 무기질 보온재이다.

80번

다음 중 제강로가 아닌 것은?

1. 고로

2. 전로

3. 평로

4. 전기로

정답 1번

해설. ① 고로(용광로)는 철광석을 환원하여 선철을 만드는 제선로이다.
② 전로, ③ 평로, ④ 전기로는 선철·고철에서 불순물(탄소 등)을 제거하여 강을 만드는 제강로이다. 고로에서 나온 선철을 전로 등에서 제강한다.

81번

급수처리 방법 중 화학적 처리방법은?

1. 이온교환법

2. 가열연화법

3. 증류법

4. 여과법

정답 1번

해설. ① 이온교환법은 이온교환수지로 경도성분(Ca²⁺, Mg²⁺ 등)을 Na⁺ 등과 교환하여 제거하는 화학적 급수처리 방법이다.
② 가열연화법, ③ 증류법, ④ 여과법은 열이나 물리적 분리를 이용하는 물리적 처리 방법이다.

82번

서로 다른 고체 물질 A, B, C인 3개의 평판이 서로 밀착되어 복합체를 이루고 있다. 정상 상태에서의 온도 분포가 [그림]과 같을 때, 어느 물질의 열전도도가 가장 작은가? (단, 온도 T₁ = 1000℃, T₂ = 800℃, T₃ = 550℃, T₄ = 250℃ 이다.)

1. A

2. B

3. C

4. 모두 같다.

정답 3번

해설. ③ 풀이: 정상상태에서 각 층을 지나는 열유속 q는 같으므로 q = k × ΔT/L → k ∝ L/ΔT
두께가 모두 5cm로 같으므로 온도강하가 클수록 열전도도가 작다.
A: 1000 − 800 = 200℃, B: 800 − 550 = 250℃, C: 550 − 250 = 300℃ → 온도강하가 가장 큰 C의 열전도도가 가장 작다.

83번

다음 중 사이폰관이 직접 부착된 장치는?

1. 수면계

2. 안전밸브

3. 압력계

4. 어큐뮬레이터

정답 3번

해설. ③ 압력계에는 고온의 증기가 부르동관에 직접 들어가 손상시키는 것을 막기 위해 물이 고이는 사이폰관(안지름 6.5mm 이상)을 부착한다.
① 수면계, ② 안전밸브, ④ 어큐뮬레이터에는 사이폰관을 직접 부착하지 않는다.

84번

파이프 내경 D(mm)를 유량 Q(m³/s)와 평균속도 V(m/s)로 표시한 식으로 옳은 것은?

1. D = 1128√(Q/V)

2. D = 1128√(πQ/V)

3. D = 1128√(Q/(πV))

4. D = 1128√(V/Q)

정답 1번

해설. ① 풀이: Q = A × V = (πD²/4) × V → D = √(4Q/(πV)) (m)
√(4/π) = 1.128 이므로 D = 1.128√(Q/V) (m) = 1128√(Q/V) (mm)
②·③은 π의 위치가 틀리고, ④는 Q와 V가 뒤바뀌었다.

85번

수관 보일러와 비교한 원통 보일러의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 구조상 고압용 및 대용량에 적합하다.

2. 구조가 간단하고 취급이 비교적 용이하다.

3. 전열면적당 수부의 크기는 수관보일러에 비해 크다.

4. 형상에 비해서 전열면적이 작고 열효율은 낮은 편이다.

정답 1번

해설. ① 원통 보일러는 동체 지름이 커서 고압에 약하고 대용량에 부적합하다. 고압·대용량에는 수관 보일러가 적합하다.
② 구조가 간단하고 취급이 쉬우며, ③ 보유수량(수부)이 커서 부하 변동에 강하고, ④ 전열면적이 작아 열효율은 낮은 편이다.

86번

보일러의 강도 계산에서 보일러 동체 속에 압력이 생기는 경우 원주방향의 응력은 축방향 응력의 몇 배 정도인가? (단, 동체 두께는 매우 얇다고 가정한다.)

1. 2배

2. 4배

3. 8배

4. 16배

정답 1번

해설. ① 풀이: 얇은 원통에서 원주방향(후프) 응력 σ₁ = PD/(2t), 축방향(길이방향) 응력 σ₂ = PD/(4t)
σ₁/σ₂ = 2 → 원주방향 응력이 축방향 응력의 2배이다. 그래서 길이방향 이음(원주응력을 받는 이음)을 더 튼튼하게 한다.

87번

다음 중 특수열매체 보일러에서 가열 유체로 사용되는 것은?

1. 폴리아미드

2. 다우섬

3. 덱스트린

4. 에스테르

정답 2번

해설. ② 특수열매체 보일러는 낮은 압력에서 고온을 얻기 위해 다우섬(Dowtherm), 모빌썸, 카네크롤, 수은 등 특수 열매체를 가열 유체로 사용한다.
① 폴리아미드는 수지, ③ 덱스트린은 전분 분해물, ④ 에스테르는 유기화합물 종류로 열매체 보일러용 가열 유체가 아니다.

88번

다음 중 보일러 안전장치로 가장 거리가 먼 것은?

1. 방폭문

2. 안전밸브

3. 체크밸브

4. 고저수위경보기

정답 3번

해설. ③ 체크밸브는 급수의 역류를 막는 급수장치 부속으로, 폭발·과압·저수위 사고를 막는 안전장치와는 거리가 멀다.
① 방폭문(폭발 가스 방출), ② 안전밸브(압력 초과 방지), ④ 고저수위경보기(수위 이상 경보)는 보일러 안전장치이다.

89번

보일러의 만수보존법에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 밀폐 보존방식이다.

2. 겨울철 동결에 주의하여야 한다.

3. 보통 2~3개월의 단기보존에 사용된다.

4. 보일러 수는 pH6 정도 유지되도록 한다.

정답 4번

해설. ④ 만수보존법은 보일러에 물을 가득 채우고 알칼리(가성소다 등)와 탈산소제를 넣어 pH 10.5~11 정도의 약알칼리로 유지하여 부식을 막는다. pH 6 정도는 산성이어서 부식을 촉진한다.
① 밀폐 보존방식, ② 겨울철 동결 주의, ③ 보통 2~3개월 이내의 단기보존에 쓰인다는 설명은 옳다.

90번

유체의 압력손실에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, 관마찰계수는 일정하다.)

1. 유체의 점성으로 인해 압력손실이 생긴다.

2. 압력손실은 유속의 제곱에 비례한다.

3. 압력손실은 관의 길이에 반비례한다.

4. 압력손실은 관의 내경에 반비례한다.

정답 3번

해설. ③ 달시–바이스바흐 식 ΔP = f × (L/D) × ρV²/2 에서 관마찰계수가 일정하면 압력손실은 관 길이에 비례한다. 반비례한다는 설명은 틀리다.
① 점성에 의한 마찰로 손실이 생기고, ② 유속의 제곱에 비례하며, ④ 관 내경에 반비례한다.

91번

다음 중 고압보일러용 탈산소제로서 가장 적합한 것은?

1. (C₆H₁₀O₅)ₙ

2. Na₂SO₃

3. N₂H₄

4. NaHSO₃

정답 3번

해설. ③ 히드라진(N₂H₄)은 N₂H₄ + O₂ → N₂ + 2H₂O로 반응하여 고형물(염)을 남기지 않으므로 고압보일러용 탈산소제로 가장 적합하다.
② 아황산나트륨(Na₂SO₃)은 황산염이 생겨 저압보일러에 주로 쓰고, ① 탄닌·전분류 (C₆H₁₀O₅)ₙ은 슬러지 조정제, ④ NaHSO₃는 고압용으로 적합하지 않다.

92번

인젝터의 특징으로 틀린 것은?

1. 급수온도가 높으면 작동이 불가능하다.

2. 소형 저압보일러용으로 사용된다.

3. 구조가 간단하다.

4. 열효율은 좋으나 별도의 소요 동력이 필요하다.

정답 4번

해설. ④ 인젝터는 증기의 분사력(속도에너지)을 이용하여 급수하므로 별도의 동력이 필요 없다. 따라서 '별도의 소요 동력이 필요하다'는 틀리다.
① 급수온도가 높으면(약 50℃ 이상) 증기가 응축되지 않아 작동이 불가능하고, ② 소형 저압보일러용이며, ③ 구조가 간단하다.

93번

일반적인 주철제 보일러의 특징으로 적절하지 않은 것은?

1. 내식성이 좋다.

2. 인장 및 충격에 강하다.

3. 복잡한 구조라도 제작이 가능하다.

4. 좁은 장소에서도 설치가 가능하다.

정답 2번

해설. ② 주철은 인장강도와 충격에 약하여(취성) 고압·대용량에 쓰지 못한다.
① 내식성이 좋고, ③ 주조로 만들어 복잡한 구조도 제작할 수 있으며, ④ 섹션을 분할 반입·조립하므로 좁은 장소에도 설치가 가능하다.

94번

프라이밍 및 포밍 발생 시 조치사항에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 안전밸브를 전개하여 압력을 강하시킨다.

2. 증기 취출을 서서히 한다.

3. 연소량을 줄인다.

4. 수위를 안정시킨 후 보일러수의 농도를 낮춘다.

정답 1번

해설. ① 프라이밍·포밍이 생기면 연소량을 줄이고 주증기밸브를 닫거나 증기 취출을 서서히 하여 수위를 안정시킨 뒤, 분출(블로다운)로 보일러수의 농도를 낮춘다. 안전밸브를 전개하여 압력을 급히 내리면 비등이 심해져 오히려 악화된다.
②·③·④는 올바른 조치사항이다.

95번

이온 교환체에 의한 경수의 연화 원리에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 수지의 성분과 Na형의 양이온과 결합하여 경도성분 제거

2. 산소 원자와 수지가 결합하여 경도성분 제거

3. 물속의 음이온과 양이온이 동시에 수지와 결합하여 경도성분 제거

4. 수지가 물속의 모든 이물질과의 결합하여 경도성분 제거

정답 1번

해설. ① 양이온 교환수지(Na형)는 수지의 Na⁺를 내주고 물속의 경도성분 Ca²⁺, Mg²⁺ 이온과 결합(교환)하여 경도성분을 제거한다.
② 산소와의 결합이 아니고, ③ 음·양이온 동시 제거는 혼상식 탈염이며, ④ 모든 이물질과 결합하지는 않는다.

96번

수관 1개의 길이가 2200mm, 수관의 내경이 60mm, 수관의 두께가 4mm인 수관 100개를 갖는 수관 보일러의 전열면적은 약 몇 m²인가? (단, 전열면적은 수관의 바깥지름을 기준으로 한다.)

1. 42

2. 47

3. 52

4. 57

정답 2번

해설. ② 풀이: 수관 보일러의 전열면적은 수관의 바깥지름을 기준으로 한다.
바깥지름 d = 60 + 2 × 4 = 68 mm = 0.068 m
전열면적 A = π × d × L × n = π × 0.068 × 2.2 × 100 ≒ 47.0 m²

97번

방사 과열기에 대한 설명 중 틀린 것은?

1. 주로 고온, 고압 보일러에서 접촉 과열기와 조합해서 사용한다.

2. 화실의 천장부 또는 노벽에 설치한다.

3. 보일러 부하와 함께 증기온도가 상승한다.

4. 과열온도의 변동을 적게 하는데 사용된다.

정답 3번

해설. ③ 방사(복사) 과열기는 보일러 부하가 증가하면 증기량에 비해 복사 흡열량이 덜 늘어 증기온도가 낮아지는 특성이 있다. 따라서 '부하와 함께 증기온도가 상승한다'는 틀리다(이는 대류(접촉) 과열기의 특성).
① 고온·고압 보일러에서 접촉 과열기와 조합하고, ② 화실 천장·노벽에 설치하며, ④ 조합하여 과열온도 변동을 줄인다.

98번

내압을 받는 어떤 원통형 탱크의 압력이 0.3MPa, 직경이 5m, 강판 두께가 10mm이다. 이 탱크의 이음 효율을 75%로 할 때, 강판의 인장응력(N/mm²)은 얼마인가? (단, 탱크의 반경방향으로 두께에 응력이 유기되지 않는 이론값을 계산한다.)

1. 200

2. 100

3. 20

4. 10

정답 2번

해설. ② 풀이: 원통 원주방향 응력 σ = PD/(2tη)
P = 0.3 MPa = 0.3 N/mm², D = 5000 mm, t = 10 mm, η = 0.75
σ = 0.3 × 5000/(2 × 10 × 0.75) = 1500/15 = 100 N/mm²

99번

물을 사용하는 설비에서 부식을 초래하는 인자로 가장 거리가 먼 것은?

1. 용존 산소

2. 용존 탄산가스

3. pH

4. 실리카

정답 4번

해설. ④ 실리카는 보일러 내에서 경질 스케일을 만들고 고압에서는 증기에 섞여 터빈 날개에 부착되는 문제를 일으키지만, 직접적인 부식 인자는 아니다.
① 용존 산소(점식), ② 용존 탄산가스(산성 부식), ③ pH(산성·과알칼리 부식)는 부식을 초래하는 인자이다.

100번

보일러의 모리슨형 파형노통에서 노통의 최소 안지름이 950mm, 최고사용압력이 1.1MPa이라 할 때 노통의 최소두께는 몇 mm인가? (단, 평형부 길이가 230mm 미만이며, 상수 C는 1100이다.)

1. 5

2. 8

3. 10

4. 13

정답 3번

해설. ③ 풀이: 열사용기자재의 검사 및 검사면제에 관한 기준(파형노통의 최소두께)에 따라 평형부 길이가 230mm 미만인 파형노통의 최소두께 t = 10PD/C
t = 10 × 1.1 × 950/1100 = 9.5 mm → 이를 만족하는 보기는 10 mm
(P: 최고사용압력 MPa, D: 노통의 최소 안지름 mm, C: 노통 종류별 상수로 모리슨형 1100)

에너지관리기사 필기 2022년 2회 기출문제

연소공학

열역학

계측방법

열설비재료 및 관계법규

열설비설계

에너지관리기사 필기 기출문제 전체 회차