열역학, 기계역학 및 유체역학( 8문제 출제 )

1. 내연기관의 열역학적 사이클에 관한 설명으로 틀린 것은?

가. P.V.선도의 면적은 일량을 나타낸다.

나. T.S.선도의 면적은 열량을 나타낸다.

사. P.V.선도에서 단열변화의 기울기는 등온변화의 기울기보다 심하다.

아. T.S.선도에서 등온변화의 기울기는 등압변화의 기울기보다 심하다.

2. 카르노(Carnot) 사이클에서 고온의 열원으로부터 열을 흡입하는 과정은?

가. 등온 압축               나. 등온 팽창

사. 단열 팽창               아. 단열 압축

(해설) 카르노(Carnot) 사이클
1 2 3 4 [eqn: Q_1] [eqn: Q_1] [eqn: P] [eqn: v] [eqn: T_1] [eqn: T_2]	○ 제1과정(1→2): 등온팽창 ○ 제2과정(2→3): 단열팽창 ○ 제3과정(3→4): 등온압축 ○ 제4과정(4→1): 단열압축 ※열효율 [eqn: eta_c] [eqn: eta_c ~=~ {Q_1 -Q_2 }over Q_1]

3. 줄(Joule)의 법칙을 올바르게 나타낸 것은?

가. 완전가스의 내부에너지는 온도만의 함수이다.

나. 완전가스의 내부에너지는 압력만의 함수이다.

사. 완전가스의 내부에너지는 체적에 따라서 변화한다.

아. 내부에너지의 변화는 경로에 따라서 변화한다.

(해설)

○ 물의 온도변화에는 다음과 같은 공식이 성립

Q=cmt(Q:열량, c:물의 비열, m:물의 질량, t:온도변화)

○ 열량 Q와 물의 온도변화 t 는 서로 비례 관계

4. 다음 중에서 가속도의 차원은?

가. LT-1      나. LT-2    사. LT2       아. LT3

(해설) 속도와 가속도

○ 속도 : 단위시간당 이동한 거리([eqn: rm `m/s])

○ 가속도 : 단위시간당 속도의 변화([eqn: rm ``m/s ^{2}])

5. 압력에 관한 다음의 설명으로 틀린 것은?

가. 압력이란 단위 면적당 작용하는 힘을 말한다.

나. 7㎏f/㎠란 1㎠의 면적에 7㎏f의 힘이 작용한다는 의미이다.

사. 7psi란 1 inch²의 면적에 7N의 힘이 작용한다는 의미이다.

아. 7kPa이란 1㎡의 면적당에 7kN의 힘이 작용한다는 의미이다.

(해설) 압력(P, Pressure)

○ 정의 : 단위 면적당 작용하는 힘

○ 대표적인 단위에는 Pa, kgf/cm2, bar, psi 등이 있다.

○ Pa(파스칼) : SI단위계, 1평방 미터당 1N의 힘에 대응하는 압력

○ kgf/cm2 : 1cm2당 1kgf의 중량이 작용하는 힘에 대응하는 압력

○ psi(pound per square inch) : 1평방 인치당에 작용하는 1중량파운드에 대응하는 압력 1psi = 0.0703kgf/cm2

○ bar(바) : 1cm2당 1dyne의 힘에 대응하는 압력(1dyne = 10-5N)

6. 유동하는 물이 가질 수 있는 에너지가 아닌 것은?

가. 운동에너지        나. 유체에너지

사. 압력에너지        아. 위치에너지

(해설) 베르누이의 정리(Bernoulli's theorem)

○ 관속에서 마찰 등에 의한 에너지 손실이 없다고 가정하면, 관 내부의 어느 지점에서도 유체의 위치, 압력 및 속도에너지의 합은 항상 일정하다.

○ [eqn: h + p over rhog + v^2 over 2g ~=~ H]

여기서, 왼쪽 항은 차례로 위치에너지, 압력에너지, 운동에너지

7. 강의 내식성, 내마모성을 높이기 위해 첨가하는 것은?

가. Si       나. Cr      사. S        아. Mo

(해설) 스테인리스강(Stainless steel)

○ 크롬(Cr)을 10%이상 첨가한 합금

○ 녹, 부식에 매우 강하고(내식성), 내마모성이 뛰어남

○ 염가이고, 비자성화가 됨

○ 저온취성과 수소취성 방지 효과

8. 탄소강에서 탄소함유량이 증가하면?

가. 인장강도, 경도 및 연신율이 감소한다.

나. 인장강도, 경도 및 연신율이 증가한다.

사. 인장강도 및 경도는 증가하나 연신율은 감소한다.

아. 인장강도 및 경도는 감소하나 연신율은 증가한다.

(해설) 탄소함유량

○ 탄소는 강의 강도 향상에 가장 효과적이고 중요한 원소

○ Fe, Cr, Mo 등의 원소와 화합, 탄화물 형성하므로써 강도 및 경도를 향상시킴

○ 탄소함유량에 따라

- 순  철 : 0.02%이하(연하고 가공용이)

- 탄소강 : 0.02 ∼ 1.7％(철구조용 철재, 고강도, 열처리 가능)

- 주  철 : 1.7 ∼ 7％(취성이 큼)

○ 탄소강

- 저탄소강 - 0.25% 이하

- 중탄소강 - 0.3 ~ 0.6%

- 고탄소강 - 0.7 ~ 1.7%

○ 탄소함유량이 증가하면 강도와 경도는 증가하지만 취성이 크게 됨

9. 다음 중 교축작용의 설명으로 옳은 것은?

가. 등엔탈피의 변화이다.

나. 등엔트로피의 변화이다.

사. 외부에 일을 한다.

아. 등압변화이다.

(해설) 교축작용

○ 외부로 부터의 특별한 에너지의 도움 없이 갑자기 작은 공간으로 물질을 통과시키면 속도는 빨라지고 압력이 떨어지는 현상

○ 냉동시스템에서는 팽창밸브가 여기에 해당되고, 단지 압력만을 떨어뜨려 냉매의 상태(액체→기체)를 변화시키는 과정으로 온도변화가 없는 등엔트로피 과정이다.

10. 10[℃]의 물 9[㎏f]에 100[℃]의 건포화 증기 1[㎏f]을 외부와의 열의 출입이 없는 상태로 혼합하면, 이 물의 온도는 얼마로 되는가?(단, 증발의 잠열은 540[㎉/㎏f])

가. 54[℃]                   나. 63[℃]

사. 73[℃]                   아. 110[℃]

(해설) [eqn: Q_1](물의 흡수한 열량) = [eqn: Q_2](건포화증기의 방열량)

○ [eqn: Q_1 ~=~ GC(T_2 -10)], [eqn: Q_2 ~=~ 540 times G+ GC(100-T_2 )]

○ [eqn: Q_1 ~=~ 9 times 1 times (T_2 -10)], [eqn: Q_2 ~=~ 540 times 1 + 1 times 1 times (100-T_2 )]

∴ [eqn: 9 T_2 -90 ~``= ~ 540+100-T_2], [eqn: 10T_2 ~=~ 730]

11. 1마력은 1초 동안에 15[㎏f]의 힘으로 몇 [m]를 이동할 수 있는 능력을 말하는가?

가. 75          나. 10         사. 5         아. 35

(해설)  마력(馬力) : 일률의 단위

○ 마력(馬力)은 자동차 산업에서 내연 기관의 일률을 나타내는 단위로 주로 사용, 우리나라는 미터마력 사용

○ 종류 : 영국기준의 1HP(horse power) = 745.7W(lb-ft단위계)

프랑스기준의 1PS(pferde stärke) = 735.5W(kg-m단위계)

○ 1미터마력(1PS)은 1초 동안에 질량 75kg의 물체를 1m 이동시키는 일률, 즉 1PS = 75kgf·m/s = 75 × 9.80665N·m/s = 약 735.5W

12. 어떤 흐름에 있어서 유체의 대표속도를 v, 대표거리를 s, 점성계수를 μ, 동점성계수를 ν, 밀도를 ρ라 할 때 레이놀즈수를 바르게 나타낸 것은?

가. Re = vs/ν           나. Re = vs/μ

사. Re = vs/ρ           아. Re = ρs/μ

(해설) 선체의 마찰저항과 레이놀즈수

○ 마찰저항: 침수된 선체 표면에 에워싸고 있는 물과 선체 표면이 미끄러지는 데 걸리는 반작용력(미끈한 바가지와 거친 광주리 표면 비교)

○레이놀즈 수   [eqn: R_e ~=~ {L``v} over nu]

[eqn: L]: 길이(m)

[eqn: v]: 유체 속도(m/sec)

[eqn: nu]: 동점성계수(m2/sec)

13. 동하중을 받고 있는 인장강도100[㎏f/㎠]의 연강환봉이 있다. 안전율을 4로 하면 허용응력은 몇 [㎏f/㎠]인가?

가. 25        나. 400         사. 20       아. 50

(해설) 허용응력과 안전율

○ 재료의 안전율

여기서, 는 재료의 인장강도(극한 강도: ultimate strength)

는 허용응력(allowable stress)

○

14. 강철과 주철은 무엇으로 구별하는가?

가. 경도            나. 전단강도

사. 비중            아. 탄소 함유량

(해설) 강철과 주철

○ 탄소의 함유량이 0.035 ~ 1.7% 범위에 있는 것을 강(steel)

○ 탄소의 함유량이 1.7 ~ 7% 범위의 것을 주철(cast iron)

15. P-V선도에서 포화액선과 포화증기선이 만나는 점을 말하는 것은?

가. 빙점    나. 증기점   사. 임계점   아. 비등점

16. 가역 비유동 과정에서 P-V 선도의 넓이가 나타내는 것은?

가. 열량                 나. 일량

사. 체적의 증가량        아. 비열의 크기

(해설)

○ P-V 선도의 면적 : 일량

○ P-[eqn: i] 선도의 면적 : 열량

※ 엔탈피 [eqn: i][kcal/kg] : 어떤 물체가 갖는 단위중량당의 열에너지

17. 오토사이클은 정적사이클이라고도 하며, 디젤사이클은 (   )사이클 이라고도 한다. (   )에 알맞은 것은?

가. 등온    나. 정압    사. 혼합    아. 단열

(해설)
○ 오토사이클(otto cycle) : 정적사이클, 가솔린기관 폭발과정(2→3)이 정적변화	○ 디젤사이클(Diesel cycle) : 정압사이클, 디젤기관 폭발과정(2 →3)이 정압변화

18. 다음 중 압력과의 관계로 옳은 것은?

가. 절대압력 = 계기압력－ 대기압

나. 절대압력 = 계기압력× 대기압

사. 대기압 = 절대압력 － 계기압력

아. 대기압 = 절대압력 + 계기압력

(해설) 압력

절대진공 0

대기압 0

계기압력계

절대압력계

대기압 1.03kg/cm2

임의의 압력

19. 정지 유체내에서 압력변화 dp와 깊이의 변화 dy와의 관계는(비중량 γ, 밀도 ρ)?

가. dp = -γdy           나. dy = dp

사. dρ = -γdy          아. dp = -ρdy

(해설) 정지유체의 압력과 깊이관계
y p	○ 압력 여기서, y는 바닥에서부터 높이 ○ 압력변화분

20. 50m/s의 속도로 분출되는 물은 이론상 몇 m 높이까지 도달할 수 있는가?

가. 63.75m              나. 127.5m

사. 255m                아. 1250m

(해설) 베르누이 정리

○ 관내의 수두 [eqn: h + p over rhog + v^2 over 2g ~=~ H]

○ 여기서 좌측 세 번째항이 속도에너지 수두이므로

[eqn: H~=~ v^2 over 2g = 50^2 over 2×9.8 ~=~ 127.5[m]]

21. 탄성한도 이내의 낮은 하중일지라도 연속적인 반복하중을 받으면 파단에 이르는 현상은?

가. 취성 파괴           나. 피로 파괴

사. 인장 파괴           아. 충격 파괴

(해설) 취성파괴

○ 어떤 재료가 소성변형을 하지 않고 일으키는 파괴(유리 파괴)

22. 금속의 기계적 성질 중 인장시험을 통해 알 수 있는 것으로서 그 재료의 소성 변형이 일어나기 시작하는 강도는 무엇으로 알 수 있는가?

가. 인장강도(tensile strength)

나. 연신율(elongation)

사. 항복점(yielding point)

아. 경도(hardness)

(해설) ○ 항복점이라 함은 어느 재료가 인장 또는 압축되는 과정에서 발생한 변형이 원형으로 되돌아오지 않는 변형(소성변형)이 시작되는 지점

23. 기체의 상태방정식을 "PVⁿ=일정"으로 표현했을 때 n=1 인 기체의 변화는?(단, P는 압력, V는 비용적임)

가. 정압변화       나. 정적변화       사. 등온변화        아. 단열변화

(해설) 이상적인 기체 방정식[eqn: rm{PV= nRT}]

○  여기서, P는 기체의 압력, V는 기체의 부피, n은 기체의 몰수, R은 기체 상수, T는 기체의 온도(R=0.082)

1. n과 T일정(등온변화) → PV = C(constant)

2. n과 V일정(등적변화) → P/T = C(constant)

3. n과 P일정(등압변화) → V/T = C(constant)

4. 등엔탈피(단열변화) → PVn = C(constant)

24. "혼합기체의 전 압력은 각 성분기체의 압력의 합과 같다." 라는 표현의 법칙은?

가. 달톤(Dalton)의 법칙

나. 아보가드로(Avogadro)의 법칙

사. 줄(Joule)의 법칙

아. 샤를(Charles) 의 법칙

(해설) 돌턴의 부분 압력의 법칙(law of partial pressure)

○ 일정한 그릇 안에 들어 있는 기체 혼합물의 전체 압력은 각 성분 기체들의 부분압력의 합과 같다 (P1 : 전체압력 P1, P2, P3 : 성분 기체의 부분 압력)

25. 열전대(thermo-couple)가 구비해야 할 특성이 아닌 것은?

가. 열기전력(electromotive force)과 온도와의 변화율의 직선성이 나빠도 상관없다.

나. 진동 등에 관한 기계적 강도가 커야 한다.

사. 내산화성 및 내식성이 좋아야 한다.

아. 전기저항이 되도록 작아야 한다.

26. SI 단위계로 질량 10㎏의 물체가 5m/s 속도로 직선운동을 하고 있을 때 운동 에너지는 몇 J인가? (1J = 1N·m)

가. 50     나. 490      사. 125     아. 980

(해설) 운동에너지

○ , 여기서 [eqn: W]는 중량( = [eqn: M`g]), [eqn: v]는 속도

∴

27. 정지하고 있는 물체가 움직이기 시작하여 10초 후에 50m/s의 속도로 되었다. 이 때의 평균 가속도는 얼마인가?

가. 5m/s²             나. 10m/s²

사. 25m/s²           아. 40m/s²

(해설) 평균가속도

○ 평균가속도 [eqn: a~=~{ Delta V} over {Delta t}~=~ 50 over 10 ~=~ 5[m/s^2 ]]

28. 다음 중 유체의 성질을 설명한 것으로 틀린 것은?

가. 비중량은 유체의 단위체적당의 중량을 말한다.

나. 비체적은 유체의 단위중량당의 체적을 말한다.

사. 밀도는 단위체적당의 유체중량을 말한다.

아. 점성은 일종의 유체마찰이다.

(해설) 비중량과 밀도

○ 비중량(, specific weight) : 단위체적당 중량[]

○ 밀도(, density) : 단위체적당 질량[]

29. 후크의 법칙(Hooke's law)은 어떤 경우에 성립하는가?

가. 금속재료의 모든 경우

나. 모든 재료의 모든 경우

사. 금속재료의 소성변형의 경우

아. 탄성을 갖는 재료의 탄성한계 내에서

(해설) 후크의 법칙(Hooke's Law)

○ 탄성한도 내에서 응력([eqn: sigma])과 변형율([eqn: epsilon])은 비례한다.

○ 즉, [eqn: sigma ~=~ E ```epsilon] (여기서, [eqn: E]를 탄성계수)

○ 연강인 경우, [eqn: E]  = 2.1×106 kg/cm2

30. 연강의 인장시험에서 하중을 증가시킴에 따라 차례로 나타나는 기계적 성질을 그 순서대로 표시한 것은?

가. 비례한도-극한강도-항복점-파괴강도

나. 항복점-비례한도-파괴강도-극한강도

사. 비례한도-항복점-극한강도-파괴강도

아. 항복점-극한강도-비례한도-파괴강도

(해설) 응력과 변형곡선
	○ P : 응력비례한도 ○ E : 탄성한도 ○ U : 항복점 ○ M : 극한한도 ○ B : 파괴한도

31. 가스터빈의 이론 사이클은?

가. 브레이턴 사이클         나. 오토 사이클

사. 사바테 사이클           아. 랭킨 사이클

(해설) 각종 이론 열 사이클
가솔린기관	오토 사이클
디젤기관	디젤 사이클
가스터빈기관	브레이턴 사이클

32. 비등에 관한 다음 설명 중 틀린 것은?

가. 물은 압력이 변하여도 100℃에서 비등한다.

나. 포화액이란 포화온도 상태의 액체를 말한다.

사. 과열증기란 포화온도 이상의 증기를 말한다.

아. 물의 경우 임계온도에서 액체와 증기의 비용적은 같다.

33. 열이 전달되는 과정에서 중간 매질 없이 이동할 수 있는 열전달 현상은?

가. 복사 열전달            나. 강제대류 열전달

사. 자연대류 열전달        아. 전도 열전달

(해설) 열전달 3가지 방식

○ 전도열전달 : 고체에서의 열전달을 말함(고온부→저온부)

○ 대류열전달 : 유체 흐름에 의한 열전달을 말함

○ 복사열전달 : 기체에서의 열전달을 말함

※ 전도나 대류에 의한 열전달은 물질을 통해 이루어지나 복사열전달은 물질이 없는 진공 중에서 일어나는 열전달

34. 유체 위에 떠 있는 물체의 부력에 대한 설명으로 옳은 것은?

가. 그 물체의 중량보다 큰 부력을 갖는다.

나. 그 물체의 중량이 부력보다 크다.

사. 부력은 발생하지 않는다.

아. 부력은 그 물체에 의하여 배제된 유체의 무게와 같다

(해설) 부심(Center of Buoyancy)

●

○ 물에 떠 있는 물체에 의하여 배수된 공간(Displaced Space)에 물을 채웠을 때 그 물의 무게 중심이 바로 부양력(Buoyant Force)의 중심점이 되므로 이 점을 부심이라 함

35. 비중이 s인 액체의 수면으로부터 h[m]깊이에 있는 점의 압력은 수두로 몇 [m]인가?

가. h        나. h/s          사. sh       아. 1000sh

(해설) 정지 액체 속의 압력

○ [eqn: P~=~ F over A]

○ 물기둥이 바닥을 누르는 힘 [eqn: F~=~ gamma AH](여기서 [eqn: gamma]는 비중량)

※따라서, [eqn: P~=~ F over A ~=~ gamma H]

36. 초당 10㎏의 무게의 증기가 100m/s의 속도로 노즐에서 분사될 때 이론상 얻을 수 있는 동력은 몇 [kW] 인가?

가. 5[kW]       나. 10[kW]       사. 50[kW]        아. 100[kW]

(해설) 운동에너지(kinetic energy)

○ , 여기서 [eqn: W]는 중량( = [eqn: M`g]), [eqn: v]는 속도

○

∴ 초당 운동에너지, 즉 동력

[eqn: P~=~50,000[kgf CDOT `m /s] ~=~50,000[W] ~=~ 50[kW]]

37. 화이트 메탈의 주성분은 어느 것인가?

가. Pb, Sn, Sb, Fe           나. Fe, Zn, Pb, Sn

사. Ni, Cu, Sn, Sb           아. Pb, Sn, Sb, Cu

(해설) 화이트 메탈(White metal)

○ 주석(Sn)이나 납(Pb), 아연(Zn) 따위를 주성분으로 하여 안티몬(Sb), 구리(Cu) 등을 섞어서 만든 흰색의 합금을 말함

○ 베어링 소재로 많이 쓰여 베어링 메탈이라고도 함

38. 절삭가공 중 재료의 경도가 너무 높아 연화시키고자 한다. 이 때 필요한 열처리는?

가. 담금질       나. 풀림       사. 뜨임        아. 질화

(해설) 열처리

○ 담금질(Quenching) : 보통 금속을 단단하게 만들기 위해 하는 것가열후 급냉(물or기름)

○ 뜨임(tempering) : 강철을 담금질하면 경도는 커지나 깨지기 쉬우므로 이를 적당한 온도로 재가열 후 공기 속에서 냉각, 조직을 연화 ·안정시켜 내부 응력(應力)을 없애는 조작

○ 풀림(annealing) : 금속재료의 가공으로 인한 조직의 변형이 예상될 경우 일정한 온도로 가열한 다음에 천천히 식혀 내부 조직을 고르게 하고 응력을 제거하는 열처리 조작

○ 질화 : 질화란 강의 표면 경화법의 일환으로 강의 표면에 질소(N)을 침투, 확산시킴으로써 표면 경화 효과를 목적으로 하는 처리 방법

39. 가솔린 기관의 기본 사이클은?

가. 디젤(diesel)사이클

나. 사바테(sabathe)사이클

사. 랭킨(rankine)사이클

아. 오토(otto)사이클

(해설) 내연기관의 기본 사이클

○ 오토 사이클 → 정적(constant volume) 사이클 → 가솔린기관

○ 디젤 사이클 → 정압(constant pressure) 사이클 → 디젤기관

○ 사바테 사이클 → 정적/등압 사이클 → 고속디젤기관

40. 어떤 고체벽을 통한 전열량을 많게 하기 위한 설명으로 틀린 것은?

가. 열전도율이 큰 고체벽을 이용한다.

나. 되도록 고체벽 양면의 온도차를 크게 한다.

사. 고체벽내의 온도구배를 크게 한다.

아. 열전달계수가 낮은 재료를 이용한다.

41. 에너지에 대한 설명으로 옳은 것은 어느 것인가?

가. 가속도를 변하게 할 수 있는 능력

나. 일을 할 수 있는 능력

사. 운동량을 변하게 할 수 있는 능력

아. 비등점을 내릴 수 있는 능력

42. 다음은 표준대기압에 관한 설명이다. 틀린 것은?

가. 게이지 압력으로 1.033㎏/㎠의 압력에 해당된다.

나. 수은주 760㎜Hg에 해당된다.

사. 수주로 1033.6cmAq에 해당된다.

아. 절대 압력으로 1.033㎏/㎠의 압력에 해당된다.

(해설) 문제 18 해설 참조

43. 동점성계수에 관한 설명으로 틀린 것은?

가. 점성계수로 밀도를 나눈 것이다.

나. 동점계수의 단위로㎠/sec가 있다.

사. 동점성계수의 단위로 Stokes가 있다.

아. 압력에 따라 변하나 온도에는 무관하다.

(해설) 동점성계수

○ 점성계수를 그 액체의 밀도로 나눈 것

44. 디젤기관의 피스톤 로드의 재질은 주로 어떤 것을 사용하는가?

가. 단강                 나. 주강

사. 가단주철             아. 연철

(해설) 피스톤 로르(piston rod) = 단강

○ 강을 고온 가열하고 프레스나 해머 등을 이용하여 두들기거나 가압하여 강도를 높여 소정의 모양으로 만드는 조작을 단조라고 하고, 이러한 방법으로 만들어진 강을 단강 또는 단조강이라 함

○ 각종 차량, 선박, 원동기 등의 부품에 이용

45. 카르노(carnot) 사이클에 해당하는 것은?

가. 정적압축 → 정적팽창 → 단열팽창 → 단열압축

나. 단열압축 → 정압팽창 → 단열팽창 → 정적압축

사. 단열압축 → 정압팽창 → 단열팽창 → 정압압축

아. 등온팽창 → 단열팽창 → 등온압축 → 단열압축

(해설) 문제 2 해설 참조

46. 다음 중 동력을 나타내는 SI단위의 기호는?

가. [J]                      나. [HP]

사. [PS]                    아. [W]

(해설) 동력 = 일률

○ 동력은 단위시간당 일의 양인 일률의 일종

47. 정적비열 Cv=2.42[㎉/㎏f·℃], 정압비열 Cp=3.42[㎉/㎏f·℃]인 이상기체의 기체상수 R[㎏f·m/㎏f·℃]은 얼마인가?

가. 2493.7                  나. 1

사. 213.5                   아. 427

(해설) 이상기체 상수 R

○

A : 일의 열당량 (0.02343 kcal / kgf․m = 1/427kcal / kgf․m)

48. 중량 W인 물체가 속도 v로 낙하하고 있을 때 그 물체가 가지는 운동 에너지를 표시한 식은? (단, g는 중력가속도)

가. Wv² / 2g               나. Wv / g

사. Wv² / 2                아. W²v / 2g

(해설) 운동에너지와 위치에너지

○ 운동에너지(kinetic energy)

○ 위치에너지(potential energy)  (: 높이)

49. 기본 단위에 포함되지 않는 것은?

가. 길이                    나. 넓이

사. 질량                    아. 시간

50. 연속 방정식이란?

가. 질량 보존법칙을 만족시키는 방정식이다.

나. 뉴턴의 제2법칙을 만족시키는 방정식이다.

사. 에너지와 일의 관계를 나타내는 방정식이다.

아. 유선상의 두 점에 작용하는 모멘트에 관한 방정식이다.

(해설) 연속방정식(continuity equation)

○ 어떤 물리량이 보존되는 상태로 이송되는 것을 기술하는 방정식

○ 질량, 운동량, 에너지 등이 보존되는 양이므로 이들을 연속방정식으로 기술 가능

51. 다음 중 금속재료의 기계적 성질을 파악하기 위한 시험은?

가. 초음파 탐상 시험        나. 자기탐상 시험

사. 피로 시험               아. X선 투과 시험

(해설) 금속재료의 피로시험

○ 재료의 피로에 대한 저항력을 시험하는 것. 즉 재료에 응력을 반복해서 가하면 파단이 생겨 기계적 강도가 감소하게 되는데 해당 재료가 이러한 반복적인 응력에 얼마나 이겨내는지 시험하는 것이 피로시험이다.

○ 초음파 탐상 시험 : 내부결함을 검출하기 위해 물체내에서 발생하는 소리의 파동 특성을 분석하는 시험

○ 자기탐상 시험 : 물체에 자기장을 형성시켜 결함부위에서의 자속 궤적의 특이성으로 결함을 검출하는 시험

○ X선 투과 시험 : 물질에 전자를 충돌시키면 X선이 나타나고 재료에 투과되는 과정을 필름으로 촬영하여 결함부위 검출하는 시험

※피로시험은 파괴 시험, 나머지는 비파괴 시험

52. 금속재료를 뜨임(Tempering)을 하는 이유는?

가. 경화를 위하여         나. 내식성을 위하여

사. 인성을 위하여         아. 강성을 위하여

(해설) 열처리 - 뜨임(Tempering)

○ 담금질한 강철을 알맞은 온도로 다시 가열하였다가 공기중에서 식혀 조직을 무르게(연화) 하는 작업

○ 담금질하여 강도가 커진 강철이 사용 중에 변형되거나 갈라는 것을 막기 위함

53. 카르노 사이클에서 열이 방출되는 과정은 어떤 것인가?

가. 등온팽창                나. 단열팽창

사. 등온압축                아. 단열압축

(해설) 문제 2 해설 참조

54. 증기 원동기의 기본 열 사이클은?

가. 오토(Otto) 사이클

나. 사바테(Sabathe) 사이클

사. 랭킨(Rankine) 사이클

아. 브레이톤(Brayton) 사이클

(해설) 증기 원동기 사이클 = 랭킨(Rankine) 사이클

○ 작업유체가 액상과 기상에 걸쳐 형성되는 사이클

※브레이톤(Brayton) 사이클 : 가스터빈 엔진의 기본 사이클(항공기)

55. T-s선도(온도-엔트로피 선도)에서, T축에 평행한 직선으로 표시되는 변화는?

가. 등압변화

나. 등온변화

사. 등적변화

아. 가역단열변화

56. 무게 9.8㎏의 증기가 1000m/s의 속도로 노즐에서 분사될 경우 이론상 얻을 수 있는 동력은 몇 마력[ps]인가?

가. [(1/2)x9.8x1000²]÷75

나. (1/2)x(9.8/9.8)x1000²÷75

사. 9.8x1000÷75

아. (9.8/9.8)x1000÷75

57. 속도의 단위시간당 변화량을 무엇이라 하는가?

가. 각속도        나. 가속도        사. 음속        아. 등속도

(해설) 속도 및 가속도

○ 속도[eqn: (v)] : 단위시간당 이동한 거리의 변화량 [eqn: v~=~ {dS} over {dt} [m/sec]]

○ 가속도[eqn: (a)] : 단위시간당 속도의 변화량 [eqn: a~=~ {dv} over {dt} ~=~ {dS} over {dt} {1} over {dt} [m/sec ^{2} ]]

58. 매초 750㎏·m의 일을 하는 원동기의 마력은 몇 마력(ps) 인가?

가. 10        나. 9.86       사. 13.6         아. 1

(해설) 마력 PS

○ 정의 : 1초 동안에 질량 75kg의 물체를 1m 이동시키는 일률

[eqn: rm 1PS=75kgf CDOT m/s]

59. 두께 2cm의 강철판으로 만든 내경 2.2m의 원통형 탱크에 25㎏/㎠의 내압이 작용할 때 원주방향의 응력은 얼마인가?

가. 725㎏/㎠      나. 1,000㎏/㎠      사. 1,375㎏/㎠       아. 1,500㎏/㎠

(해설) 내압을 받는 원통의 응력

○  여기서 : 압력, : 직경(cm), : 두께(cm)

○

60. 다음 금속 중 경도(hardness)가 가장 높은 것은?

가. 동          나. 알루미늄       사. 철         아. 마그네슘

(해설)금속의 경도(hardness) 서열

○ 철(Fe) > 구리(Cu) > 알루미늄(Al) > 은(Ag) > 아연(Zn)> 주석(Sn) > 납(Pb)

○ 물질의 경도비교 : 다이아몬드 > 산화알루미늄계열 > 탄화티타늄계열 > 초경합금

○ 산화알루미늄 : 루비, 사파이어

○ 초경합금 : 공구용

61. 과열증기에 있어서 과열증기의 온도와 포화증기 온도와의 차는?

가. 과열도        나. 엔탈피      사. 증발잠열        아. 엔트로피

62. 다음 중 압력의 SI단위는?

가. N         나. J       사. W        아. Pa

(해설) 국제단위(The International System of Unit)

○ 미터계라 하며 국제적인 표준 도량형임

○ 길이 m 질량 kg 시간 s을 기준으로 함

○ N(뉴턴)은 힘의 단위, J(줄)은 일 혹은 열량의 단위 W(와트)는 일률 혹은 동력의 단위 Pa(파스칼)은 압력의 단위임

63. 정미로 42.7마력(PS)을 발생하는 열기관이 10초 동안에 하는 일을 열량으로 환산하면 얼마인가?

가. 75㎉      나. 168㎉         사. 310㎉       아. 562㎉

(해설) 단위 환산

○ 동력 [PS]를 [W]로 변환하면 P = 42.7×735.5 = 31,405.85[W]

○ 동력 [W]에 시간을 곱하면 열량 [cal]로 변환 되므로

P = 31,405.85[W] × 10[s] = 314,058.5[J]

○ 1[J] = 0.24[cal]이므로

∴ P = 314,058.5 × 0.24 = 75,374[cal]

64. 가속도의 단위는 어느 것인가?

가. m/s                   나. ㎏/㎠

사. m/s²                 아. ㎏/cm

65. 한 점에서 각각 10[N]의 두 힘이 90°의 각도로 작용할 때 그 합력은?

가. 5[N]              나. 10[N]

사. 14.1[N]           아. 28.2[N]

(해설) 벡터의 합

○ 방향이 서로 직각인 두 벡터량(A)의 합(P)은 대각선임

○ [eqn: rm{P=A cos theta }]

66. 직경이 다른 원관 내의 물의 흐름에 있어서 단면적이 2배인 곳에서의 유속은 어떻게 변하는가?

가. 반으로 줄어든다.           나. 변화 없다.

사. 2배가 된다.                아. 4배가 된다.

67. 단면적 800(㎟)인 봉에 800(㎏)의 추를 달았더니 허용 인장응력에 달하였다. 이 봉의 인장 강도가 500(㎏/㎠) 이라고 하면 안전계수는?

가. 3                 나. 4

사. 5                 아. 6

(해설) 허용응력과 안전율

○ 재료의 안전계수 는

, 여기서 는 재료 인장강도, 는 허용응력

○ 여기서 인장응력 [eqn: sigma_a ~=~ P over A ~~=~ 800 over 8 ~~=~100[kg/cm^2 ]]

∴따라서, [eqn: S~~=~ 500 over 100 ~~=~ 5]

68. 변압기 철심에 사용되는 강판은?

가. Mn강                 나. Mo강

사. Si강                  아. 탄소강

(해설) 규소강판

○ 철(Fe)에 소량의 규소(Si)를 첨가한 강판

○ 가격이 싸고 자기특성이 뛰어나 전력기기의 철심에 대량 사용

○ 변압기의 철심으로 사용할 때는 규소강판을 성층하여 제작하면 와전류에 의한 와류손 등 손실을 줄일 수 있다.

69. 다음 증기의 기본 성질에 관한 설명 중 틀린 것은?

가. 과열증기의 건도는 0이다.

나. 과열증기의 온도와 포화온도와의 차를 과열도라고 한다.

사. 포화온도보다 더 높은 온도의 증기를 과열증기라고 한다.

아. 일정한 압력하에서의 포화수의 온도와 포화증기의 온도는 같다.

70. 다음 중 액체를 기화시키기 위한 적절한 조건은?

가. 온도를 낮추고 압력을 높인다.

나. 온도를 높이고 압력을 낮춘다.

사. 온도와 압력을 모두 낮춘다.

아. 온도와 압력을 모두 높인다.

71. 발생열을 모두 일로 바꿀 수 있는 열기관을 만드는 것이 가능한가?

가. 언제나 가능하다.

나. 언제나 불가능하다.

사. 기관에 따라 가능하다.

아. 때와 장소에 따라 가능하다.

72. 다음 중 일률의 단위에 속하지 않는 것은?

가. Ｗ                         나. PS

사. kgf·m/s                  아. N·m

(해설) 일과 일률

○ 일 : 물체에 힘을 주어 물체를 이동시키는 것[J ]

W(일[J ]) = F(힘[N ]) × S(이동거리[m])

※힘 1N (뉴턴): 1kg의 물체를 1m/s2의 가속도로 움직이는 힘

1kgf(킬로그램 중) = 1kg의 물체를 9.8m/s2로 움직이는 힘

즉, 1kgf = 9.8[N ]

○ 일률 : 단위시간 동안에 이루어진 일의 양[W ]

P(일률[W ]) = W(힘[J ]) / H(시간[s])

○ 일률의 단위 W

1W = 1J/s = 1N · m/s = 1kg·m/s2 × m/s = 1kg·m2/s3

= 0.102 kgf · m/s

○ 1PS(마력, 프랑스식) : 75 kgf · m/s = 75·98 = 735 [W  ]

(75 kgf의 물체를 단위시간동안 1m 움직이는 일의 양)

○ 1HP(마력, 영미식) = 1.013PS = 744.5 [W  ]

73. 매초 75[kgfㆍm]의 일을 하는 일률을 1마력[PS]이라고 한다면, 1마력은 약 몇 와트[W]에 해당하는가?

가. 735[W]                나. 102[W]

사. 427[W]                아. 980[W]

(해설) 문제 72 해설 참조

74. 내경이 10cm인 관과 20cm인 관이 수평하게 연결되어 있다. 내경 20cm인 관에서의 유속이 2.4 m/s이면, 내경이 10cm인 관에서의 유속은 얼마인가?

가. 4.5 m/s                  나. 5.4 m/s

사. 6.9 m/s                  아. 9.6 m/s

75. 직경10cm의 연강봉이 견디어 낼 수 있는 인장하중은 약 얼마나 되는가?(단, 연강봉의 인장강도는 40㎏/㎟이다.)

가. 31.4톤                   나. 62.8톤

사. 628톤                    아. 314톤

(해설) 인장하중과 강도(응력)

○ 관계식 [eqn: sigma_t ~=~ P over A ~[rm{kg``/``cm^2}]]

○ [eqn: P~=~ sigma_t cdot A] = 4000[eqn: [rm{kg``/``cm^2}]] × 100 × [eqn: pi] /4 [eqn: [rm{cm^2}]]

= 314000kg = 314톤

76. 재료의 기계적 성질에 속하지 않는 것은?

가. 강도         나. 탄성률       사. 비중        아. 항복점

(해설) 금속재료의 기계적 성질

○ 기계적 성질

1)강도(strength): 재료가 외력에 대하여 저항력을 표시하는 크기

인장강도, 압축강도, 전단강도 등

2)경도(hardness): 금속의 표면이 외력에 저항하는 성질

3)연성(ductility): 금속이 늘어나는 성질,  Au>Ag>Pt>Fe>Ni>Cu>Al

4)전성(malleability): 얇게 퍼지는 성질 Au>Ag>Cu>Al>Sn>Pt>Fe

5)인성(toughness, 질긴 성질), 취성(메짐：brittless, 부스러지는 거)

탄성(elasticity,원상태로 복귀되는 성질),소성(plasticity,변형상태)

○ 물리적 성질

비중, 비열, 열전도율, 열팽창율 등

77. 열역학 제2법칙의 표현으로 볼 수 없는 것은?

가. 열을 흡수하여 그 열을 전부 일로 변환 시키는 것은 불가능하다.

나. 제2종의 영구기관은 불가능하다.

사. 밀폐계 내의 엔트로피는 항상 감소한다.

아. 열은 그 자신으로는 저온도의 물체로부터 고온도의 물체로 이동하지 않는다.

78. 압력과 비용적의 관계가 PVⁿ= C 식을 만족하는 상태 변화를 폴리트로픽 변화(polytropic change)라 한다. n = ∞이면 어떤 변화인가?

가. 등온 변화                나. 단열 변화

사. 정압 변화                아. 정적 변화

(해설) 폴리트로픽 변화

[eqn: rm{PVⁿ= C}]

○ n=0, 정압변화

○ n=1, 등온변화

○ n=∞, 정적변화

○ n=k, 단열변화

79. 공업일과 절대일에서 같은 일량이 얻어지는 변화는 어느 것인가?

가. 정적변화                   나. 정압변화

사. 등온변화                   아. 단열변화

80. 고체의 회전운동에 있어 토크(torque)는 다음의 식으로 주어진다. (      )에 알맞은 것은?

토크(torque) = 관성모멘트 × (      )

가. 중력가속도                 나. 가속도

사. 속력                       아. 각가속도

(해설) 선형운동에서의 힘과 회전운동에서의 토크

○ 선형운동에서 힘과 가속도의 관계

[eqn: rm{F~=~ m``a}](힘F, 질량m, 가속도a)

○ 회전운동에서 토크와 각가속도의 관계

[eqn: rm tau ~=~I ``alpha](토크[eqn: tau], 관성모멘트[eqn: rmI], 각가속도α)

81. 유체가 V [m/s]의 속도로 유동할 때 유체1[㎏f]의 무게가 가지는 운동에너지(속도수두)는?

가. V / 2                  나. V / g

사. V² / (2g)             아. V² / 2

(해설) 문제 6 해설 참조

82. 베어링메탈로 많이 쓰이는 켈밋에 대한 설명 중 맞는 것은?

가. 동과 주석의 합금이다.

나. 대형기관의 저속도용에 적합하다.

사. 열전도율이 높아서 베어링면의 온도를 낮게 할 수가 있다.

아. 내압성이 작으므로 베어링 간극이 클 때 쉽게 깨어지는 수가 있다.

(해설) 켈밋 [kelmet]

○ 베어링 재료로 동(구리)과 납의 합금

○ 열전도성(熱傳導性)이 좋고, 기계적 성질로서의 내마모성(耐摩耗性)도 우수

○ 고온에서 내압성이 강하고 화이트 메탈에 비해 여러면에서 우월

○ 납과 구리의 비중 차이가 있어 편석(偏析, segregation)하는 결점

○ 항공기, 자동차, 디젤기관 등의 베어링에 널리 사용

83. 어떤 탱크의 철판재 벽을 통하여 열이 외부로 방출되고 있다. 이 벽과 내부측 표면온도 사이에는 다음중 어떤 관계가 있는가?

가. 내부측 표면온도가 높다.

나. 외부측 표면온도가 높다.

사. 양표면온도가 같다.

아. 경우에 따라서 다르다.

84. 증기를 스로틀링(throttling)시킬 때에 거의 변화하지 않는 것은 다음 중 어느 것인가?

가. 온도               나. 건도

사. 엔트로피           아. 엔탈피

(해설) 교축(throttling) = 팽창밸브 = 오리피스

○ 교축(throttling): 배관내 이송 중인 액체가 분무기처럼 갑자기 작아지는 가는 구멍을 통과할 때 액체가 기체로 변화되면서 흡열과정이 이루어져 주변(대기)의 열을 흡수하는 과정

⇒교축과정에서는 압력(P)이 줄어들면서 엔탈피[H=내부에너지(E)+압력에 따른 에너지변화(PV)]가 변화 없이 진행됨

※ 엔트로피(entropy): 물질계의 열적상태를 나타내는 물리량이며, 물질계가 흡수하는 열량 dQ와 절대온도 T와의 비(dS = dQ/T)

비가역과정(자연현상)에서는 증가하고 자연현상에 역행하는 과정에서는 감소하는 성질이 있음

※ 엔탈피(enthalpy): 일정한 압력 하에서 계가 받은 열량이며, 에너지(E)에 압력(P)과 부피(V) 곱을 더한 것으로 정의(H = E + PV)

발열반응에서는 엔탈피가 감소하고, 흡열반응에서는 증가함

85. 코일스프링에 30[㎏f]의 압축하중을 작용시켰더니 2[cm]줄어 들었다. 이 경우 스프링에 축적된 탄성에너지는 몇 [kgfㆍcm]인가?

가. 60                  나. 30

사. 20                  아. 15

(해설) 탄성에너지
하중W 신장량[eqn: lambda]	○ 탄성에너지는 하중-신장량 선도에서 그래프와 횡축과의 면적에 해당 ⇒[eqn: U ~=~ 1 over 2 W`` lambda]

86. 427마력[ps]의 원동기가 1초 동안에 하는 일이 전부 열로 바뀐다면 대략 얼마가 되는가?

가. 75[kcal]              나. 150[kcal]

사. 750[kcal]             아. 1,500[kcal]

(해설) 단위 환산(PS → W  → cal)

○ 동력 [PS]를 [W]로 변환하면 P = 427×735.5 = 314,058.5[W]

○ 동력 [W]에 시간을 곱하면 열량 [cal]로 변환 되므로

P = 314,058.5[W] × 1[s] = 314,058.5[J]

○ 1[J] = 0.24[cal]이므로

∴ P = 314,058.5 × 0.24 = 75,374[cal]

87. 정사각형 단면의 봉에 2.5[ton]의 인장하중에 대하여 400[㎏/㎠]의 응력을 생기게 하려면 봉의 1변의 길이를 얼마로 하면 되는가?

가. 25[㎜]                나. 30[㎜]

사. 35[㎜]                아. 40[㎜]

(해설) 하중과 응력

○ [eqn: sigma ~=~ W over A] 여기서 [eqn: sigma]는 응력, [eqn: W]는 하중 [eqn: A]는 단면적

⇒ [eqn: A ~ =~ W over sigma ~=~ 2500 over 400 ~=~ 6.25rm[cm^2 ]]

∴ 한변의 길이 L = [eqn: sqrt 6.25] = 2.5[cm]

88. 베어링메탈로 이용되는 백색합금(white metal)에 대한 설명으로 적당하지 않는 것은?

가. 고온이 되면 강도가 많이 떨어진다.

나. 이물질에 대한 이몰성이 좋으므로 축에 상처를 남기는 일이 적다.

사. 주석기의 백색합금과 납(Pb)기의 백색합금이 있다.

아. 백색합금층의 두께는 될 수 있는 한 두껍게 하는 쪽이 강도는 향상된다.

(해설) 백색합금(white metal)

○ 배빗메탈(Babbitt metal,1839년 아이잭 배빗이 발명)이라고도 함

○ 주석(Sn)이나 납(Pb), 아연(Zn) 따위를 주성분으로 하여 안티몬(Sb), 구리(Cu) 등을 섞어서 만든 흰색의 합금을 말함

○ 주석90%+구리10% 등의 주석기 합금과 납80%+안티몬15%+주석5% 등의 납기 합금으로 대별

○ 이물질에 대한 이몰성이 양호

○ 두께에는 큰 상관이 없다.

89. 압력을 일정히 할 때 기체의 체적은 온도에 정비례한다. 이 때의 온도는 다음 중 어느 것인가?

가. 섭씨온도                 나. 절대온도

사. 화씨온도                  아. 랭킨온도

90. 산소 16㎏은 이론상 수소 (      )㎏을 완전 연소시킬 수 있다. (     )에 알맞은 것은?(단, 원자량은 수소;1, 산소;16이다.)

가. 1                        나. 1.5

사. 2                        아. 3

91. 기준면으로부터 높이가 4m인 관에 물이 8m/s의 속도로 흐르고 있다. 이 때 관의 압력이 49kPa이라면, 이 관의 물이 갖는 전수두는 약 얼마인가?

가. 5.27m                  나. 12.26m

사. 22.53m                 아. 30.53m

(해설) 베르누이의 정리(Bernoulli's theorem)

○ [eqn: h + p over rhog + v^2 over 2g ~=~ H]

※[eqn: rm{4 + 49 over 9.8 + 8^2 over {2 times 9.8} ~=~ 4+5+3.26 ~=~ 12.26[m]}]

92. 낙차 150m, 초당 수량 1㎥일 때 이론상 몇 kW의 발전이 가능한가?

가. 150/102                나. 150

사. 1,000×150/102        아. 1,000×150

(해설) 수마력

○ [eqn: L _{w} ~~=~ {gamma ``Q``H} over {102 TIMES 60} [kW``]]

[eqn: gamma] :  물의 비중량[[eqn: kgf/cm^2]]

[eqn: Q] : 펌프의 토출량[[eqn: m^3 /sec]]

[eqn: H] : 펌프의 전양정[[eqn: m]]

※[eqn: L _{w} ~=~ {1,000 times 1 times 150} over {102 } [kW``]]

93. 켈밋이 백색합금보다 좋은 점이 아닌 것은?

가. 초기 길들이기가 용이하다.

나. 기계적 강도가 크다.

사. 열 전도율이 크다.

아. 유막이 파손되어도 눌어 붙는 일이 적다.

(해설) 베어링 합금

(1)화이트 메탈(White metal)

○ 주석(Sn), 납(Pb), 안티몬(Sb), 아연(Zn) 등으로 만든 백색합금

○ 내식성이 양호

○ 초기 길들이기 및 이물질 매립성이 좋다.

(2)켈밋 베어링(Kelmet bearing)

○ 동(구리)과 납의 합금

○ 화이트 메탈보다 내피로성이 좋아 고속, 고부하 엔진에 적합

○ 화이트메탈 보다 경도가 높기 때문에 크랭크축 저널 및 핀의 표면에 표면경화를 실시할 필요

94. 아래에 각 기관과 관련된 이상적인 사이클을 연결하였다. 틀린 것은?

가. 증기터빈기관 － RANKINE사이클

나. 무기분사식디젤기관 － SABATHE사이클

사. 가솔린기관 － OTTO사이클

아. 냉동기 － BRAYTON사이클

(해설)

○ 냉동기 － 역 카르노 사이클

95. 회전수가 n [rpm]인 물체의 각속도[rad/s]는?

가. (2πn)/60               나. (2πn)/30

사. (πn)/60                아. (4πn)/30

(해설)

○ 회전수 n일 때, 원주길이 [eqn: rm{2pin}], 시간은 60[s]※[eqn: w~=~ 2pin / 60]

96. 관내를 유체가 흐를 때의 관마찰 손실에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

가. 관의 길이에 비례한다.

나. 관직경에 반비례한다.

사. 유속의 제곱에 비례한다.

아. 유량의 제곱근에 비례한다.

97. 순동과 납을 합금한 베어링 합금을 무엇이라 하는가?

가. 톰백                      나. 포금

사. 고강도 황동               아. 켈밋

(해설) 문제 93 해설 참조

98. 무게 1[kgf]의 물체가 98[m/s]의 속도로 운동 시의 운동량은?

가. 1 [kgf·s]                나. 9.8 [kgf·s]

사. 10 [kgf·s]               아. 98 [kgf·s]

(해설) 물체의 운동량

○ (운동량) = (물체의 질량) × (속도) [kg m/s]

= (물체의 무게[kgf]) × (속도[m/s]) / 9.8[m/s2]

= 1 × 98 / 9.8 = 10[kg m/s]

99. 비압축성 유체의 정상유동에서 속도의 크기를 v, 압력을  p, 기준 수평면으로부터의 높이를 h, 유체의 비중량을 γ 라 할 경우 다음의 베르누이 방정식이 성립된다. 옳은 것은?

가. p/γ + v²/2g + h = const

나. p/γ + v²/2g + γ h = const

사. p + √2gh + h = const

아. p + v²/2g + γ h = const

(해설) 문제 6 해설 참조

100. 다음 중 백색합금과 관계 없는 것은?

가. 백색이고 경도가 높아 내마모성이 좋다.

나. 베어링용으로 많이 쓰인다.

사. 배빗메탈 이라고도 한다.

아. 마찰저항이 적고 내식성이 풍부하다.

(해설) 백색합금(white metal)

○ 베어링용으로 사용되는 합금

○ 베빗메탈이라고도 한다.

○ 마찰저항이 적고 내식성이 풍부함

101. 엔트로피에 관한 설명 중에서 틀린 것은?

가. 엔트로피는 열역학 제2법칙을 양적으로 표현하기 위한 상태량이다.

나. 자연계의 변화는 전체적으로 방향성을 가지지 않는  비가역 변화이다.

사. 자연현상은 비가역과정으로 반드시 엔트로피 증가 현상을 가져온다.

아. 자연계에서 변화가 일어날 때 마다 기계적 일의 일부는 반드시 손실된다.

102. 물을 진공상태에서 증발시키고자 한다. 용기내의 압력을 낮출수록 증발잠열(㎉/㎏f)은?

가. 불변이다.

나. 증가한다.

사. 감소한다.

아. 진공압력 범위에 따라 증가하기도 감소하기도 한다.

103. 완전가스의 단열변화는 Pv=일정으로 표시되며 정적비열을 Cv, 정압비열을 Cp, 가스정수를 R이라 한다면 비열비   κ는 어떻게 표시 되는가?

가. κ=Cv/Cp                  나. κ=Cp/Cv

사. κ=1/R                    아. κ=Cv/R

104. 10[Hz]의 강제외력을 받아 진동하고 있는 질량 100[kg]의 기계에 5[kg]의 질량을 붙여서 동흡진기의 기능을 갖게 하고자 한다. 동흡진기의 스프링상수는 약 얼마인가?

가. 1.974 × 10³[N/m]

나. 6.287 × 10³[N/m]

사. 1.674 × 10⁴[N/m]

아. 1.972 × 10⁴[N/m]

105. 압력 1[㎏f /㎠]에 상당하는 물의 높이 및 수은주의 높이는 각각 약 몇 [m]인가?

가. 1,  0.735                 나. 1,  7.35

사. 10,  0.735                아. 10,  7.35

106. 극한강도가 400[N/㎟]인 연강을 안전율 4로 주어 사용하고자 할 때 허용강도는 몇 [N/㎟] 인가?

가. 100                      나. 400

사. 800                      아. 1,600

107. 내식성 Austenite 계 특수강으로 불리는 것은 다음 중 어느 것 인가?

가. 스테인레스강              나. 베어링강

사. 스프링강                  아. 고속도강

108. 온도 및 압력이 같을 경우 모든 가스의 단위용적에 대한 설명으로 옳은 것은?

가. 같은 수의 분자를 가진다.

나. 같은 무게를 가진다.

사. 같은 밀도를 가진다.

아. 같은 비중량을 가진다.

109. 다음 중 열역학 제 1법칙은?

가. 열팽창에 관한 법칙이다.

나. 이상 기체에만 적용되는 법칙이다.

사. 에너지 변환에서 에너지 보존 법칙이 성립한다.

아. 이론적으로 유동가능한 법칙이며, 엔트로피의 뜻을 설명한다.

110. 무게 98[kgf]의 물체에 40[㎨]의 가속도를 발생시키기 위해 필요한 힘은?

가. 245[kgf]                 나. 400[kgf]

사. 490[kgf]                 아. 980[kgf]

111. 선체의 일부에 피로균열이 발생하여 전파하고 있는 경우 응급처치로 가장 적절한 방법은?

가. 균열선단을 가열한다.

나. 균열선단 표면을 연삭한다.

사. 균열선단에 작은 구멍을 뚫는다.

아. 균열선단에 타격을 가한다.

112. 1[PS·h]는 약 몇 [kcal]에 해당되는가?

가. 860                      나. 550

사. 632                      아. 427

113.  다음 물질 중에 열전도율이 가장 큰 것은?

가. 강철                나. 콘크리트

사. 물                  아. 황동

114.  우력(짝힘) 이란?

가. 크기가 같고 방향이 반대이며 작용점이 다른 한쌍의 힘

나. 크기가 같고 방향이 반대이며 작용점이 같은 한쌍의 힘

사. 크기가 다르고 방향이 반대이며 작용점이 같은 한쌍의 힘

아. 크기가 같고 방향이 같으며 작용점이 다른 한쌍의 힘

115. 비중량 900[㎏f/㎥]인 액체를 펌프로 송출할 때 송출압력이 4.5[㎏f/㎠]이었다. 이 때 수두는 몇 [m]인가?(단, 손실 무시)

가. 40           나. 45           사. 50            아. 55

116. 둥근 축(중실축)의 지름을 2배로 하면 비틀림 강도는 몇 배가 되는가?

가. 4배          나. 6배      사. 8배     아. 16배

117. 다음 중에서 인장강도의 단위는 무엇인가?

가. [㎏f·㎜]           나. [㎏f/㎟]

사. [㎏f·㎟]            아. [㎏f/㎜]

118. 열과 일 사이의 에너지 보존 법칙을 표현하고 있는 것은 다음 중 어느 것인가?

가. 보일·샤를의 법칙        나. 열역학 제 1법칙

사. 열역학 제 2법칙          아. 열역학 제 3법칙

119. 코일스프링에 30[kgf]의 압축하중을 작용시켰더니 2[cm]줄어 들었다. 이 경우 스프링에 축적된 탄성에너지는 몇 [kgfㆍcm]인가?

가. 60     나. 30    사. 20         아. 15

120. 중량 W[㎏f], 높이 h[m], 속도 v[m/sec]인 물체의 위치에너지(P.E)와 운동에너지(K.E)를 수식으로 나타낸 것은? (단, g는 중력 가속도)

가. P.E = (1/2) (W/g)v², K.E = Wh

나. P.E = Wh , K.E = (1/2) (W/g)v²

사. P.E = (1/2) (v²/g)h, K.E = (1/2) (W/g)v²

아. P.E = h/2g , K.E = (1/2) (v²/g)

121. 다음 중 관로속을 흐르는 유체의 유량을 측정하는 장치가 아닌 것은 어느 것인가?

가. 오리피스(orifice)식 유량계

나. 노즐(nozzle)식 유량계

사. 위어(weir)식 유량계

아. 벤튜리(venturi meter)식 유량계

122.  427[PS]의 원동기가 1초 동안에 하는 일이 전부 열로 바뀐다면 대략 얼마가 되는가?

가. 75[kcal]                나. 150[kcal]

사. 750[kcal]               아. 1,500[kcal]

123.  다음 중 무차원인 것은?

가. 점성계수      나. 동점성계수      사. 압력수두      아. 레이놀즈수

124.  금속재료의 충격시험의 목적은?

가. 경도를 알기 위하여

나. 인성과 취성을 알기 위하여

사. 굽힘 응력의 저항력을 알기 위하여

아. 압축 강도를 알기 위하여

125. 탄소강에서 탄소함유량이 증가할 경우에 일어나는 변화는?

가. 인장강도, 경도 및 연신율이 감소한다.

나. 인장강도, 경도 및 연신율이 증가한다.

사. 인장강도 및 경도는 증가하나 연신율은 감소한다.

아. 인장강도 및 경도는 감소하나 연신율은 증가한다.

126. 다음 SI단위의 접두사 중 106 을 나타내는 것은?

가. h         나. m       사. G      아. M

127. 힘의 효과를 나타내기 위한 힘(force)의 3요소에 해당되지 않는 것은?

가. 방향                    나. 크기

사. 작용점                  아. 시간

128. 10[m/s]의 속도를 가진 중량 9.8[㎏f]의 운동 에너지는 몇 [㎏f·m]인가?

가. 50                     나. 100

사. 490                   아. 980

129. 절삭가공으로 재료의 경도가 높아 잔류 응력을 완화시키고자 한다. 이때 필요한 열처리는?

가. 담금질                 나. 풀림

사. 뜨임                   아. 질화

130. 연강의 인장시험에서 하중을 증가시킴에 따라 차례로 나타나는 기계적 성질을 그 순서대로 표시한 것은?

가. 비례한도-극한강도-(상·하)항복점-파괴강도

나. (상·하)항복점-비례한도-파괴강도-극한강도

사. 비례한도-(상·하)항복점-극한강도-파괴강도

아. (상·하)항복점-극한강도-비례한도-파괴강도

131. 고온의 열원에서 Q1의 열량을 공급받아 저온의 열원에 Q2의 열량을 방출하는 열기관의 효율은?

가. ( Q1 - Q2) / Q2       나. ( Q1 + Q2) / Q1

사. ( Q1 + Q2) / Q2       아. ( Q1 - Q2) / Q1

(해설) 문제 2 해설 참조

132. 기체의 정압비열(Cp)과 정적비열(Cv)의 관계는?

가. Cp 〉Cv

나. Cp〈 Cv

사. Cp = Cv

아. 기체의 종류에 따라 다르다.

(해설) 정압비열과 정적비열

○ 비열(specific heat)은 1kg의 물질을 1도 올리는데 필요한 열량

○ 압력을 일정하게 유지하여 가열하면, 물질은 온도가 올라감과 동시에 팽창한다. 이 때 물질은 외부에 대하여 일을 하므로 저장한 열에너지의 일부는 이 일에 쓰이고 나머지가 내부 에너지의 증가가 된다.

○ 체적을 일정하게 유지하며 가열하는 경우에는, 가한 열은 모두 물질의 내부에너지의 증가가 된다.

○ 즉, 압력이 일정할 때의 내부에너지의 증가는 체적을 일정하게 유지하며 가열했을 때보다 작고, 따라서 온도의 상승도 작다.

○ 따라서, 정압비열[eqn: C_p](specific heat at constant pressure)는 정적비열[eqn: C_v](specific heat at constant volume)보다 항상 큼

133. 2행정 기관의 실린더수가 3, 고유진동수가 255(cycle per minute)이면 주 위험회전수는?

가. 510[rpm]            나. 255[rpm]

사. 85[rpm]             아. 765[rpm]

134. 저온용 탱크의 취성파괴를 방지하기 위해 요구되는 재료의 기계적 성질 중에서 가장 중요한 것은?

가. 높은 경도를 가질 것

나. 인장 강도가 클 것

사. 저온에서 충격값이 작을 것

아. 저온에서 인성이 우수할 것

(해설) 인성(toughness)과 취성

○ 인성(toughness): 재료를 소성변형 시켰을때 생기는 저항으로 물체가 잘 늘어나고 퍼지는 성질

○ 취성(brittleness): 이와 반대되는 의미로 물체에 충격을 가할 때 잘 깨지는 성질

135.  금속 내부의 결함을 검사하는 가장 효과적인 방법은?

가. 액체 침투 탐상법         나. 초음파 탐상법

사. 형광 침투 탐상법         아. 인장 시험법

정답표

열역학, 기계역학 및 유체역학
1	아	26	사	51	사	76	사	101	나
2	나	27	가	52	사	77	사	102	사
3	가	28	사	53	사	78	아	103	나
4	나	29	아	54	사	79	사	104	아
5	사	30	사	55	아	80	아	105	사
6	나	31	가	56	나	81	사	106	가
7	나	32	가	57	나	82	사	107	가
8	사	33	가	58	가	83	가	108	가
9	가	34	아	59	사	84	아	109	사
10	사	35	사	60	사	85	나	110	나
11	사	36	사	61	가	86	가	111	사
12	가	37	아	62	아	87	가	112	사
13	가	38	나	63	가	88	아	113	아
14	아	39	아	64	사	89	나	114	가
15	사	40	아	65	사	90	사	115	사
16	나	41	나	66	가	91	나	116	사
17	나	42	가	67	사	92	사	117	나
18	사	43	아	68	사	93	가	118	나
19	가	44	가	69	가	94	아	119	나
20	나	45	아	70	아	95	가	120	나
21	나	46	아	71	나	96	아	121	사
22	사	47	아	72	아	97	아	122	나
23	사	48	가	73	가	98	사	123	아
24	가	49	나	74	아	99	가	124	나
25	가	50	가	75	아	100	가	125	사

열역학, 기계역학 및 유체역학
126	아
127	아
128	가
129	나
130	사
131	아
132	가
133	사
134	아
135	다