2021 국가직 7급 전달현상 문제 정답 (2차) - 2021.9.11.

 

전달현상-가정답(2021-09-11 / 391.4KB / 268회)

 

 2021년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전달현상 가 책형 1 쪽 전달현상 문 1. 닫힌계에 300 kcal의 열이 유입되는 동안 계가 350 kcal의 일을 외부로 수행할 때, 계의 내부에너지 변화의 크기[kcal]는? ① 50 ② 300 ③ 350 ④ 650 문 2. 내경 5 cm의 원통형 수평관에 비압축성 유체가 0.25 kg s -1의 유량으로 흐를 때, 평균 유속[m s -1]은? (단, 유체의 밀도는 1,000 kg m -3이다) ①   ②   ③   ④   문 3. 반지름이 50 cm인 구형 모양의 물체가 물속에 완전히 잠겨 있을 때, 이 물체에 작용하는 부력[N]은? (단, 물속에 잠긴 물체의 부피는 일정하며, 물의 밀도는 1,000 kg m -3, 중력가속도는 10 m s -2이다) ①    ②    ③  ④    문 4. 단면적이 일정한 원통형 수평관을 흐르는 유체에 Hagen-Poiseuille 식을 적용하기 위한 조건으로 옳지 않은 것은? ① 정상상태 흐름이다. ② 유체는 비압축성이다. ③ 유체는 뉴튼 유체이다. ④ 유체의 흐름 축을 따라 속도분포가 변한다. 문 5. 운동량 확산도(momentum diffusivity)와 물질 확산도(mass diffusivity)가 서로 같을 때, 1의 값을 갖는 무차원 인자는? ① Lewis 수 ② Grashof 수 ③ Schmidt 수 ④ Sherwood 수 문 6. 수평 방향으로 평행한 두 평판 사이의 간격이 10 cm이다. 아래쪽 평판은 정지되어 있고 평판 사이에 점도가 1 cP인 물이 채워져 있다. 위쪽 평판을 수평 방향으로 10 cm s -1의 일정한 속도로 움직일 때, 전단응력의 크기[N m -2]는? ① 0.001 ② 0.01 ③ 0.1 ④ 1 문 7. 면적이 1,000 cm2이고 두께가 0.5 cm인 고체 판넬이 있다. 정상 상태에서 열이 3 J s -1의 속도로 전도되는 동안 판넬 양쪽 표면의 온도가 각각 24 °C와 26 °C로 유지될 때, 고체 판넬의 열전도도 [cal cm-1 s -1 K -1]는? (단, 1 J은 0.24 cal, 판넬과 수직인 방향으로의 열전도만 고려하고, 주어진 온도 범위에서 판넬의 열전도도는 상수이다) ① 1.8 × 10-4 ② 7.5 × 10-4 ③ 2.7 × 10-3 ④ 7.7 × 10-3 문 8. 양끝이 열린 지름 2 mm의 유리관을 순수한 물이 들어 있는 용기에 수직으로 넣을 때 유리관에서 상승하는 물의 높이[cm]는? (단, 유리면에서 물의 접촉각은 0 °, 중력가속도는 10 m s -2, 물의 밀도와 표면장력은 각각 1,000 kg m -3, 0.1 N m -1이다) ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 2021년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전달현상 가 책형 2 쪽 문 9. 단열된 용기 안에 있는 50 °C의 유체 100 kg에 500 °C의 강철 10kg을 넣어 열평형에 도달하였을 때, 유체와 강철의 평형온도[°C]는? (단, 유체와 강철의 비열은 각각 1.4 kJ kg-1 K -1, 1.0 kJ kg-1 K -1 이다) ① 10 ② 14 ③ 48 ④ 80 문 10. 호수의 수면 온도가 300 K으로 유지될 때, 물에 용해된 공기의 몰분율은? (단, 300 K에서 물의 포화증기압은 2.0 kPa, 300 K에서 물에 용해되는 공기의 Henry 상수는 70,000 bar, 호수 수면에서 대기압은 100 kPa이며, 공기와 수증기는 모두 이상기체이다) ① 1.4 × 10-6 ② 7.0 × 10-6 ③ 1.4 × 10-5 ④ 7.0 × 10-5 문 11. 고체 또는 액체 원료에 함유된 특정한 가용성 용질을 용매로 용해시켜 분리하는 공정은? ① 흡착 ② 추출 ③ 응축 ④ 증류 문 12. 기체흡수(gas absorption)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 흡수제는 용질에 대한 흡수능력이 커야 한다. ② 기체 중의 특정 성분을 흡수제로 처리하여 분리하는 과정이다. ③ 온도가 높을수록 기체의 용해도가 크므로 기체흡수는 고온일수록 좋다. ④ 세정기(scrubber)는 기체혼합물 중의 불필요한 성분을 물 등으로 세정하는 흡수장치이다. 문 13. 원통형 수평관에 흐르는 비압축성 유체의 완전발달 층류 흐름에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 중심선에서 속도가 최대이다. ② 헤드손실(head loss)은 점도에 비례한다. ③ 마찰계수는 Reynolds 수에 비례한다. ④ 관 중심에서의 유속이 10 m s -1일 때, 평균 유속은 5 m s -1이다. 문 14. 290 K, 830 kN m -2에서 공기의 밀도[kg m -3]는? (단, 공기의 분자량은 29 g mol-1, 기체상수는 8.3 J mol-1 K -1, 공기는 이상기체 이다) ① 0.01 ② 0.1 ③ 1 ④ 10 문 15. 1 atm, 25 °C에서 열전도도가 큰 물질부터 순서대로 바르게 나열한 것은? ① 알루미늄 > 수은 > 물 > 공기 ② 수은 > 물 > 알루미늄 > 공기 ③ 수은 > 알루미늄 > 물 > 공기 ④ 공기 > 물 > 수은 > 알루미늄 2021년도 국가공무원 7급 공채 제2차 필기시험 전달현상 가 책형 3 쪽 문 16. 25 °C, 1 기압 공기에서 물질 A의 확산계수가 0.08 cm2 s -1이고 Schmidt 수가 2일 때, 공기의 동점도[cm2 s -1]는? ① 0.04 ② 0.08 ③ 0.12 ④ 0.16 문 17. 등엔트로피 덕트유동에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 덕트의 면적감소는 초음속 유동을 빠르게 한다. ② 아음속 유동에 대해 덕트의 면적이 증가할 때 속도는 감소한다. ③ 아음속 유동에 대해 덕트의 면적이 증가할 때 압력은 증가한다. ④ 유체를 가속시키기 위하여 초음속 유동에서는 확대노즐을 사용한다. 문 18. 피부 온도가 310 K인 사람이 300 K인 초여름에 맑은 공기를 쐬고 있다. 사람 피부의 방출률(emissivity)과 흡수율(absorptivity)은 0.9로 같고, 피부 표면적은 1 m 2일 때, 피부의 순 에너지 손실[W]은? (단, Stefan-Boltzmann 상수＝5.0 × 10-8 Wm -2 K -4, 3104 ＝9.2 × 109 이며, 의복은 고려하지 않고 피부와 공기 간 복사에 의한 열전달만 고려한다) ① 4.95 ② 5.5 ③ 49.5 ④ 55 문 19. 그림과 같이 유리 폭(width)이 각각 0.45 cm이며 그 사이 공기층의 폭이 0.9 cm인 이중창이 있다. 이와 동일한 단열 효과를 내기 위한 단일창을 사용할 때, 단일창의 유리 폭[cm]은? (단, 모든 창의 깊이(depth)와 높이(height)는 같고, 정상상태에서 유리와 공기를 통한 폭 방향으로의 열전도만 고려하며, 공기와 유리의 열전도도는 각각 0.03 W m -1 K -1와 0.9 W m -1K -1이다) ① 2.79 ② 3.44 ③ 27.9 ④ 34.4 문 20. Knudsen 확산에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? ㄱ. Knudsen 수(Kn) ＝ 확산하는 화학종의 평균자유경로 기공지름 ㄴ. 1