자동차정비기사 2과목 기계열역학 기출문제

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[0]. 최고온도(TH)와 최저온도(TL)가 모두 동일한 이상적인 가역사이클 중 효율이 다른 하나는? (단, 사이클 작동에 사용되는 가스(기체)는 모두 동일하다.)

    ① 카르노 사이클 ❷ 브레이튼 사이클

    ③ 스털링 사이클 ④ 에릭슨 사이클

 

[1]. 열역학적 상태량은 일반적으로 강도성 상태량과 용량성 상태량으로 분류할 수 있다. 강도성 상태량에 속하지 않는 것은?

    ① 압력 ② 온도

    ③ 밀도 ❹ 체적

 

[2]. 냉동기 팽창밸브 장치에서 교축과정을 일반적으로 어떤 과정이라고 하는가? (단, 이 때 일반적으로 운동에너지 차이를 무시한다.)

    ① 정압과정 ❷ 등엔탈피 과정

    ③ 등엔트로피 과정 ④ 등온과정

 

[3]. 계의 엔트로피 변화에 대한 열역학적 관계식 중 옳은 것은? (단, T는 온도, S는 엔트로피, U는 내부 에너지, V는 체적, P는 압력, H는 엔탈피를 나타낸다.)

    ① TdS=dU-PdV ② TdS=dH-PdV

    ③ TdS=dU-VdP ❹ TdS=dH-VdP

 

[4]. 다음 중 강도성 상태량 (Intensive property)이 아닌 것은?

    ① 온도 ② 압력

    ❸ 체적 ④ 밀도

 

[5]. 이상적인 오토사이클에서 열효율을 55%로 하려면 압축비를 약 얼마로 하면 되겠는가? (단, 기체의 비열비는 1.4이다.)

    ① 5.9 ② 6.8

    ❸ 7.4 ④ 8.5

 

[6]. 밀폐계가 가역정압 변화를 할 때 계가 받은 열량은?

    ❶ 계의 엔탈피 변화량과 같다.

    ② 계의 내부에너지 변화량과 같다.

    ③ 계의 엔트로피 변화량과 같다.

    ④ 계가 주위에 대해 한 일과 같다.

 

[7]. 다음 중 기체상수(gas constant, R[kJ/(kgㆍK)]) 값이 가장 큰 기체는?

    ① 산소(O₂)     ❷ 수소(H₂)

    ③ 일산화탄소(CO)     ④ 이산화탄소(CO₂)

 

[8]. 두 물체가 각각 제3의 물체와 온도가 같을 때는 두 물체도 역시 서로 온도가 같다는 것을 말하는 법칙으로 온도측정의 기초가 되는 것은?

    ❶ 열역학 제0법칙 ② 열역학 제1법칙

    ③ 열역학 제2법칙 ④ 열역학 제3법칙

 

[9]. 500℃의 고온부와 50℃의 저온부 사이에서 작동하는 Carnot 사이클 열기관의 열효율은 얼마인가?

    ① 10% ② 42%

    ❸ 58% ④ 90%

 

[10]. 다음 중 이상적인 스로틀 과정에서 일정하게 유지되는 양은?

    ① 압력 ❷ 엔탈피

    ③ 엔트로피 ④ 온도

[11]. 이상기체가 등온과정으로 체적이 감소할 때 엔탈피는 어떻게 되는가?

    ❶ 변하지 않는다.

    ② 체적에 비례하여 감소한다.

    ③ 체적에 반비례하여 증가한다.

    ④ 체적의 제곱에 비례하여 감소한다.

 

[12]. 습증기 상태에서 엔탈피 h를 구하는 식은? (단, hf는 포화액의 엔탈피, hg는 포화증기의 엔탈피, x는 건도이다)

    ① h＝hf＋(xhg-hf) ❷ h＝hf＋x(hg-hf)

    ③ h＝hg＋(xhf-hg) ④ h＝hg＋x(hg-hf)

 

[13]. 랭킨 사이클의 열효율을 높이는 방법으로 틀린 것은?

    ① 복수기의 압력을 저하시킨다.

    ② 보일러 압력을 상승시킨다.

    ③ 재열(reheat)장치를 사용한다.

    ❹ 터빈 출구 온도를 높인다.

 

[14]. 다음 중 이상적인 증기 터빈의 사이클인 랭킨사이클을 옳게 나타낸 것은?

    ① 가역 등온압축 → 정압가열 → 가역 등온팽창 → 정압냉각

    ❷ 가역 단열압축 → 정압가열 → 가역 단열팽창 → 정압냉각

    ③ 가역 등온압축 → 정적가열 → 가역 등온팽창 → 정적냉각

    ④ 가역 단열압축 → 정적가열 → 가역 단열팽창 → 정적냉각

 

[15]. 다음의 열역학 상태량 중 종량적 상태량(extensive property)에 속하는 것은?

    ① 압력 ❷ 체적

    ③ 온도 ④ 밀도

 

[16]. 다음 중 강성적(강도성, intensive) 상태량이 아닌 것은?

    ① 압력 ② 온도

    ❸ 엔탈피 ④ 비체적

 

[17]. 대기압이 100kPa일 때, 계기압력이 5.23MPa인 증기의 절대압력은 약 몇 MPa인가?

    ① 3.02 ② 4.12

    ❸ 5.33 ④ 6.43

 

[18]. 다음 중 강도성 상태량(intensive property)에 속하는 것은?

    ❶ 온도 ② 체적

    ③ 질량 ④ 내부에너지

 

[19]. 다음 중 냉매의 구비조건으로 틀린 것은?

    ❶ 증발 압력이 대기압보다 낮을 것

    ② 응축 압력이 높지 않을 것

    ③ 비열비가 작을 것

    ④ 증발열이 클 것

 

[20]. 어느 발명가가 바닷물로부터 매시간 1800kJ의 열량을 공급받아 0.5kW 출력의 열기관을 만들었다고 주장한다면, 이 사실은 열역학 제 몇 법칙에 위반 되겠는가?

    ① 제 0법칙 ② 제 1법칙

    ❸ 제 2법칙 ④ 제 3법칙

 

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[21]. 1kg의 기체로 구성되는 밀폐계가 50kJ의 열을 받아 15kJ의 일을 했을 때 내부에너지 변화량은 얼마인가? (단, 운동에너지의 변화량은 무시한다.)

    ① 65kJ ❷ 35kJ

    ③ 26kJ ④ 15kJ

 

[22]. 다음 중 이론적인 카르노 사이클 과정(순서) 을 옳게 나타낸 것은? (단, 모든 사이클은 가역 사이클이다.)

    ① 단열압축→정적가열→단열팽창→정적방열

    ② 단열압축→단열팽창→정적가열→정적방열

    ③ 등온팽창→등온압축→단열팽창→단열압축

    ❹ 등온팽창→단열팽창→등온압축→단열압축

 

[23]. 저열원 20℃와 고열원 700℃ 사이에서 작동하는 카르노 열기관의 열효율은약 몇 %인가?

    ① 30.1% ❷ 69.9%

    ③ 52.9% ④ 74.1%

 

[24]. 다음 중 비가역 과정으로 볼 수 없는 것은?

    ① 마찰 현상     ② 낮은 압력으로의 자유 팽창

    ❸ 등온 열전달     ④ 상이한 조성물질의 혼합

 

[25]. 오토(Otto) 사이클에 관한 일반적인 설명 중 틀린 것은?

    ① 불꽃 점화 기관의 공기 표준 사이클이다.

    ② 연소과정을 정적 가열과정으로 간주한다.

    ③ 압축비가 클수록 효율이 높다.

    ❹ 효율은 작업기체의 종류와 무관하다.

 

[26]. 역 Carnot cycle로 300K와 240K 사이에서 작동하고 있는 냉동기가 있다. 이 냉동기의 성능계수는?

    ① 3 ❷ 4

    ③ 5 ④ 6

 

[27]. 다음 압력값 중에서 표준대기압(1atm)과 차이가 가장 큰 압력은?

    ❶ 1MPa ② 100kPa

    ③ 1bar ④ 100hPa

 

[28]. 분자량이 M이고 질량이 2V인 이상기체 A가 압력 p, 온도 T(절대온도)일 때 부피가 V이다. 동일한 질량의 다른 이상기체 B가 압력 2p, 온도 2T(절대온도)일 때 부피가 2V이면이 기체의 분자량은 얼마인가?

    ❶ 0.5M ② M

    ③ 2M ④ 4M

 

[29]. 폴리트로픽 과정 pv=C에서 지수 n=∞인 경우는 어떤 과정인가?

    ① 등온과정 ❷ 정적과정

    ③ 정압과정 ④ 단열과정

 

[30]. 다음에 열거한 시스템의 상태량 중 종량적 상태량인 것은?

    ❶ 엔탈피 ② 온도

    ③ 압력 ④ 비체적

[31]. 이상적인 증기-압축 냉동사이클에서 엔트로피가 감소하는 과정은?

    ① 증발과정 ② 압축과정

    ③ 팽창과정 ❹ 응축과정

 

[32]. 일정한 정적비열 Cv와 정압비열 Cp를 가진 이상기체 1kg의 절대온도와 체적이 각각 2배로 되었을 때 엔트로피의 변화량으로 옳은 것은?

    ① Cv ln2 ❷ Cv ln2

    ③ (Cv－Cp) ln2 ④ (Cv＋Cp) ln2

 

[33]. 다음 중 단열과정과 정적과정만으로 이루어진 사이클(cycle)은?

    ❶ Otto cycle ② Diesel cycle

    ③ sabathe cycle ④ Rankine cycle

 

[34]. 순수한 물질로 되어 있는 밀폐계가 단열과정 중에 수행한 일의 절대값에 관련된 설명으로 옳은 것은? (단, 운동에너지와 위치에너지의 변화는 무시한다.)

    ① 엔탈피의 변화량과 같다.

    ❷ 내부 에너지의 변화량과 같다.

    ③ 단열과정 중의 일은 0이 된다.

    ④ 외부로부터 받은 열량과 같다.

 

[35]. 냉동기 냉매의 일반적인 구비조건으로서 적합하지 않은 사항은?

    ① 임계 온도가 높고, 응고 온도가 낮을 것

    ❷ 증발열이 적고, 증기의 비체적이 클 것

    ③ 증기 및 액체의 점성이 작을 것

    ④ 부식성이 없고, 안정성이 있을 것

 

[36]. 밀폐계의 가역 정적변화에서 다음 중 옳은 것은? (단, U : 내부에너지, Q : 전달된 열, H : 엔탈피, V : 체적, W : 일이다)

    ❶ dU = dQ ② dH = dQ

    ③ dV = dQ ④ dW = dQ

 

[37]. 이상기체에서 엔탈피 h와 내부에너지 u, 엔트로피 s 사이에 성립하는 식으로 옳은 것은? (단, T는 온도, v는 체적, P는 압력이다.)

    ① Tds = dh＋vdP ❷ Tds = dh－vdP

    ③ Tds = du－Pdv ④ Tds = dh＋d(Pv)

 

[38]. 오토 사이클의 압축비가 6인 경우 이론 열효율은 약 몇 %인가? (단, 비열비=1.4 이다)

    ❶ 51 ② 54

    ③ 59 ④ 62

 

[39]. 열역학적 상태량은 일반적으로 강도성 상태량과 용량성 상태량으로 분류할 수 있다. 강도성 상태량에 속하지 않는 것은?

    ① 압력 ② 온도

    ③ 밀도 ❹ 체적

 

[40]. 랭킨 사이클의 열효율 증대 방법에 해당하지 않는 것은?

    ① 복수기(응축기) 압력 저하

    ② 보일러 압력 증가

    ❸ 터빈의 질량유량 증가

    ④ 보일러에서 증기를 고온으로 과열

 

[41]. 준평형 정적과정을 거치는 시스템에 대한 열전달량은? (단, 운동에너지와 위치에너지의 변화는 무시한다.)

    ① 0이다.                  ② 이루어진 일량과 같다.

    ③ 엔탈피 변화량과 같다.   ❹ 내부에너지 변화량과 같다.

 

[42]. 증기 압축 냉동기에서 냉매가 순환되는 경로를 올바르게 나타낸 것은?

    ① 증발기 → 팽창밸브 → 응축기 → 압축기

    ❷ 증발기 → 압축기 → 응축기 → 팽창밸브

    ③ 팽창밸브 → 압축기 → 응축기 → 증발기

    ④ 응축기 → 증발기 → 압축기 → 팽창밸브

 

[43]. 랭킨 사이클을 구성하는 요소는 펌프, 보일러, 터빈, 응축기로 구성된다. 각 구성 요소가 수행하는 열역학적 변화 과정으로 틀린 것은?

    ① 펌프 : 단열압축 ② 보일러 : 정압가열

    ③ 터빈 : 단열팽창 ❹ 응축기 : 정적냉각

 

[44]. 고온 400℃, 저온 50℃의 온도 범위에서 작동하는 Carnot 사이클 열기관의 열효율을 구하면 몇 %인가?

    ① 37 ② 42

    ③ 47 ❹ 52

 

[45]. 2개의 정적과정과 2개의 등온과정으로 구성된 동력 사이클은?

    ① 브레이턴(brayton)사이클   ② 에릭슨(ericsson)사이클

    ❸ 스털링(stirling)사이클       ④ 오토(otto)사이클

 

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