9급 국가직 공무원 화학공학일반(2022. 4. 2.) 시험일자 : 2022년 4월 2일
1. 기체의 농도 400ppm에 해당하는 백분율 농도[%]는?
- ① 4
- ② 0.4
- ③ 0.04
- ④ 0.004
해설2023. 11. 18. 00:43삭제
https://ywpop.blogspot.com/2023/11/400-ppm.html
2. 밸브(valve)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① 체크 밸브(check valve)는 역류를 방지하기 위해 사용된다.
- ② 글로브 밸브(globe valve)는 유체의 흐름을 수직방향으로 바꾸기 위해 사용된다.
- ③ 안전 밸브(safety valve)는 유체의 압력이 설정 압력을 초과하면 개방된다.
- ④ 게이트 밸브(gate valve)가 반 정도 열렸을 때에는 유체의 흐름이 흐트러져서 와류가 생길 수 있다.
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3. 흑체의 온도를 2,000K에서 1,500K으로 낮출 때, 2,000K 대비 1,500K에서 방출되는 복사에너지의 비는?
- ① 81/256
- ② 9/16
- ③ 16/9
- ④ 256/81
해설2023. 11. 18. 01:14삭제
https://ywpop.blogspot.com/2023/11/2000-k-1500-k.html
4. 이상 반응기(ideal reactor)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① 반응기 내 온도와 반응물의 농도는 반응속도에 영향을 주는 인자이다.
- ② 회분식 반응기에서는 반응시간에 따라 반응물의 농도가 달라진다.
- ③ 플러그 흐름 반응기(PFR)에서는 반응물이 흘러가며 반응이 일어난다.
- ④ 연속교반 탱크 반응기(CSTR)는 정상상태에서 반응기 내부와 출구의 반응물 농도가 다르다.
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5. 다음 중 차원(dimension)이 다른 것은?
- ① 열용량(heat capacity)
- ② 기체 상수(gas constant)
- ③ 몰 엔트로피(molar entropy)
- ④ 볼츠만 상수(Boltzmann constant)와 아보가드로 상수(Avogadro constant)의 곱
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6. 그림과 같은 구조의 원형관 속에서 비압축성 유체의 흐름이 정상상태 층류이고, 직경이 d인 2개의 관 속 유체의 거동은 같다. 직경이 4d인 관의 중심지점 A를 지나는 유체의 질량속도가 2kgs-1m-2일 때, 직경이 d인 관의 중심지점 B를 지나는 유체의 질량속도[kgs-1m-2]는? (단, 마찰손실은 무시한다.)
- ① 1
- ② 4
- ③ 8
- ④ 16
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7. 단면적이 일정한 원통형 수평관을 흐르는 유체에 Hagen-Poiseuille 식이 적용될 때, 관의 반지름, 관의 길이, 압력차(∆P)가 각각 2배로 커지면 부피 유량은 몇 배로 커지는가? (단, 유체의 점도는 일정하다.)
- ① 2
- ② 4
- ③ 8
- ④ 16
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8. 유체의 열확산계수(thermal diffusivity)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① m2s-1을 단위로 사용할 수 있다.
- ② 유체의 열전도도, 밀도, 점도를 이용하여 계산할 수 있다.
- ③ 다른 조건이 같을 때, 유체의 밀도가 클수록 열확산계수는 더 작다.
- ④ 유체 운동이 없을 때의 열확산식(heat diffusion equation)에서 계수로 사용된다.
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9. 단면적 0.1m2, 길이 2m의 원형 칼럼(column) 내부에 밀도 1,000kgm-3인 흡착제 A와 밀도 2,500kgm-3인 흡착제 B를 각각 1m씩 충진하였다. 흡착제 A와 B의 질량이 각각 60kg과 50kg일 때, 전체 칼럼 내부의 공극률(voidage)[%]은? (단, 흡착제 A와 B는 서로 섞이지 않는다.)
- ① 30
- ② 40
- ③ 50
- ④ 60
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10. 지열을 이용하는 카르노 열펌프(Carnot heat pump)로 온실을 난방하고 있다. 지열의 열원 온도가 280K이고 온실의 열손실이 6kW일 때, 온실 온도를 300K으로 유지하기 위해 열펌프를 가동하는 데 필요한 최소 동력의 양[W]은?
- ① 375
- ② 400
- ③ 425
- ④ 450
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11. 대형 개방 탱크 바닥에 연결된 2개의 소형 노즐 A, B를 통하여 물을 동시에 배출시킨다. 노즐 A의 단면적이 노즐 B의 단면적의 2배일 때, 노즐 출구의 유속[ms-1]과 유량[m3s-1]에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 마찰손실은 무시한다.)
- ① 노즐 A와 노즐 B의 출구 유속은 같다.
- ② 노즐 A와 노즐 B의 출구 유량은 같다.
- ③ 노즐 출구의 유속은 중력가속도와 무관하다.
- ④ 노즐 B의 출구 유속은 노즐 A의 출구 유속의 2배이다.
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12. 0.5M의 NaOH 용액 5L를 완전히 중화하는 데 필요한 0.1M H2SO4 용액의 부피[L]는?
- ① 5
- ② 12.5
- ③ 25
- ④ 37.5
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13. 화학공장 운영에 관한 비용추정에서 총생산비용을 제조비용과 일반경비로만 분류할 때, 일반경비에 해당하는 것은?
- ① 생산설비의 감가상각비
- ② 생산 제품의 운송 및 판매비용
- ③ 제품 생산을 위한 원료 구입비
- ④ 제품 생산을 위한 특허 사용료
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14. 피드백(feedback) 제어에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① 비례(P) 제어기에서는 잔류편차(offset)가 존재한다.
- ② 비례－적분(PI) 제어기에서는 정상상태에서 잔류편차가 없어진다.
- ③ 비례－미분(PD) 제어기에서 미분 동작은 빠른 시간 내에 잔류편차를 제거한다.
- ④ 비례－적분－미분(PID) 제어기는 느린 제어 공정인 온도 및 농도 제어에 널리 이용된다.
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15. 단일 성분의 다상계 평형(multiphase equilibrium)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① 삼중점에서 자유도는 0이다.
- ② 기체는 임계온도 이상에서 응축될 수 있다.
- ③ 이슬점에서 온도가 내려가면 평형 상태의 증기가 응축된다.
- ④ 순수한 성분의 증기와 액체가 평형 상태일 때의 압력이 증기압이다.
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16. 상대 습도에 대한 설명으로 옳은 것은?
- ① 포화 습도에 대한 절대 습도의 비이다.
- ② 수증기로 포화된 공기의 절대 습도를 의미한다.
- ③ 수증기의 포화 증기압에 대한 수증기 분압의 비이다.
- ④ 건조 기체 1kg에 동반되는 수증기의 질량을 kg수로 나타낸 것이다.
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17. 단일 유체가 원통형 관 내부에서 난류(turbulent flow)로 흐를 때, 벽(wall) 근처와 난류중심(turbulent core)에서의 속도구배와 온도구배에 대한 설명으로 옳은 것은?
- ① 속도구배와 온도구배는 벽 근처보다 난류중심에서 더 작다.
- ② 속도구배와 온도구배는 벽 근처보다 난류중심에서 더 크다.
- ③ 속도구배는 벽 근처보다 난류중심에서 더 크며, 온도구배는 벽 근처보다 난류중심에서 더 작다.
- ④ 속도구배는 벽 근처보다 난류중심에서 더 작으며, 온도구배는 벽 근처보다 난류중심에서 더 크다.
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18. Stokes 법칙이 적용되는 밀도 1kgm-3, 점도 2×10-5kgm-1s-1의 유체 내 구형 단일입자가 중력에 의해 자유침강(free settling)하고 있다. 구형입자의 종말속도는 2×10-3ms-1이고 항력계수(drag coefficient)가 1,000일 때, 입자의 지름[mm]은?
- ① 0.24
- ② 0.48
- ③ 2.4
- ④ 4.8
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19. 그림 (가), (나)와 같이 2개의 단열재가 직렬로 연결된 평면 벽을 통한 정상상태 열전도가 있다. (가)와 (나)에서 벽의 두께 방향으로의 열흐름속도 및 열흐름면적이 같을 때, (가)의 온도구배 △T1과 (나)의 온도구배 △T2의 비(△T1/△T2)는? (단, d와 k는 각각 임의의 벽 두께와 열전도도 값이다.)
- ① 1/3
- ② 1/2
- ③ 2/3
- ④ 3/4
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20. 비반응속도가 1h-1인 1차 비가역 액상반응 A → B가 일어나는 연속교반 탱크 반응기(CSTR)를 등온의 정상상태에서 4h의 공간시간으로 운전하고 있다. 기존 반응기와 같은 전환율을 얻을 수 있는 신규 CSTR을 설계할 때 새로운 촉매를 사용하여 비반응속도를 2.5h-1로 증가시켰다면, 기존 반응기 대비 신규 반응기의 부피 비는? (단, 반응물, 공급 유량, 운전 온도는 기존 반응기와 신규 반응기에서 같다.)
- ① 0.4
- ② 0.5
- ③ 0.6
- ④ 0.7
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