2022년 서울시 9급 기계일반 제2회 보훈청 A책형 기출문제 풀이
2022 9급 서울시 기계일반 제2회 보훈청 A책형
기계재료의 결합 형식 중 양이온화된 금속이온과 음의 자유전자 간의 정전기적 인력에 의한 결합은?
① 이온결합
오답입니다 이온결합은 양이온과 음이온 사이의 정전기적 인력입니다.
② 공유결합
오답입니다 공유결합은 원자끼리 최외각 전자를 서로 내놓아 공유하는 결합입니다.
③ 금속결합
정답입니다 금속 양이온과 자유전자 바다 사이의 인력이므로 금속결합입니다.
④ 반데르발스 결합
오답입니다 반데르발스 결합은 분자 사이에 작용하는 약한 2차 결합입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 금속결합
금속 원자는 최외각 전자를 쉽게 내놓아 양이온이 되고, 떨어져 나온 전자는 특정 원자에 묶이지 않고 결정 전체를 자유롭게 돌아다니는 자유전자가 됩니다. 이 양이온 격자와 음전하를 띤 자유전자 무리 사이의 정전기적 인력이 금속결합이며, 자유전자 덕분에 금속은 전기·열 전도성과 전연성이 좋습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 기계재료 # 금속결합 # 자유전자 # 이온결합 # 공유결합
축방향과 잇줄의 방향이 일치하지 않는 기어로, 이의 물림이 좋고 진동 및 소음이 적으며 스퍼기어에 비해 하중 전달력이 크다는 장점을 지닌 기어는?
① 헬리컬기어
정답입니다 잇줄이 축에 대해 비스듬해 물림률이 높고 소음·진동이 적습니다.
② 베벨기어
오답입니다 베벨기어는 두 축이 교차할 때 쓰는 원뿔형 기어입니다.
③ 내접기어
오답입니다 내접기어는 이가 원통 안쪽에 있어 같은 방향으로 회전시킵니다.
④ 웜기어
오답입니다 웜기어는 두 축이 어긋나며 큰 감속비를 얻는 기어입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 헬리컬기어
헬리컬기어는 잇줄이 축방향과 일치하지 않고 나선각만큼 비스듬하게 나 있는 원통기어입니다. 이가 한쪽 끝에서부터 서서히 맞물려 들어가므로 동시에 물리는 이의 수(물림률)가 스퍼기어보다 커서 진동과 소음이 적고 하중 전달 능력도 큽니다. 다만 나선각 때문에 축방향 추력(스러스트)이 생기는 것이 단점입니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 헬리컬기어 # 잇줄 # 물림률 # 스퍼기어
잇수가 40이고, 모듈이 5인 스퍼기어의 바깥지름(이끝원 지름)[mm]은?
① 180
오답입니다 피치원 지름 mz = 200에서 모듈 4배를 뺀 값으로 근거가 없습니다.
② 190
오답입니다 이끝높이를 더하지 않고 오히려 빼서 m(z − 2) = 5 × 38 = 190 으로 계산했을 때 나오는 값입니다.
③ 200
오답입니다 이끝 높이를 더하지 않은 피치원 지름 mz = 200입니다.
④ 210
정답입니다 D = m(z + 2) = 5 × 42 = 210 mm입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 210
스퍼기어의 피치원 지름은 D = mz = 5 × 40 = 200 mm입니다. 표준 기어의 이끝 높이는 모듈과 같으므로 지름 기준으로 위아래 2m 만큼 커집니다. 따라서 이끝원 지름은 = m(z + 2) = 5 × (40 + 2) = 210 mm입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 스퍼기어 # 모듈 # 이끝원지름 # 피치원지름
밀링가공 시 밀링커터의 외경이 100mm, 밀링커터의 회전수가 300rpm이라면, 이때 절삭속도[m/min]는? (단, π=3이다.)
① 90
정답입니다 V = πDN/1000 = 3 × 100 × 300 / 1000 = 90 m/min입니다.
② 100
오답입니다 커터 지름 100 mm 를 그대로 옮겨 적은 값으로 계산 근거가 없습니다.
③ 120
오답입니다 커터 지름을 133 mm 정도로 잘못 잡아야 나오는 값입니다.
④ 150
오답입니다 회전수를 500 rpm으로 잘못 대입하면 나오는 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 90
밀링의 절삭속도는 커터 바깥지름의 원주속도이므로 V = πDN/1000 [m/min]입니다. D = 100 mm, N = 300 rpm, π = 3 을 대입하면 V = 3 × 100 × 300 / 1000입니다. 계산하면 90,000/1000 = 90 m/min입니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 기계공작법 # 밀링가공 # 절삭속도 # 원주속도 # 회전수
<보기>에서 진원도 측정방법을 모두 고른 것은?
ㄱ. 직경법 |
① ㄱ
오답입니다 직경법 하나만으로는 진원도 측정법을 모두 고른 것이 아닙니다.
② ㄱ, ㄷ
오답입니다 삼점법(ㄴ)이 빠져 있습니다.
③ ㄴ, ㄷ
오답입니다 직경법(ㄱ)이 빠져 있습니다.
④ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답입니다 직경법·삼점법·반경법 모두 진원도 측정법입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ
진원도 측정법에는 지름을 여러 방향에서 재는 직경법, V블록 위에 올려 다이얼 게이지로 재는 삼점법, 회전 중심을 잡고 반지름 변화를 재는 반경법이 있습니다. 직경법은 홀수 로브(3점·5점 변형)를 못 잡고 삼점법은 V블록 각도에 따라 배율이 달라지므로 정밀 측정에는 반경법(진원도 측정기)을 씁니다. 세 가지 모두 진원도 측정법입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 측정 # 진원도 # 직경법 # 삼점법 # 반경법
압출가공에서 냉간압출에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 가공경화에 의하여 단단한 제품을 얻을 수 있다.
오답입니다 상온에서 소성변형을 주므로 가공경화로 강도가 올라갑니다.
② 산화가 발생하지 않는다.
오답입니다 재결정온도 이하라 표면에 산화 스케일이 생기지 않습니다.
③ 열간압출에 비해 가공면이 거칠다.
정답입니다 냉간압출은 스케일이 없어 열간압출보다 가공면이 오히려 매끄럽습니다.
④ 열간압출에 비해 공구에 가해지는 압력이 크다.
오답입니다 재료의 변형저항이 커서 공구에 걸리는 압력이 훨씬 큽니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 열간압출에 비해 가공면이 거칠다.
냉간압출은 재결정온도 이하에서 하는 압출이므로 산화 스케일이 생기지 않아 표면이 깨끗하고 치수 정밀도가 높으며, 가공경화 덕분에 강도와 경도가 올라갑니다. 대신 재료의 변형저항이 커서 큰 압출력이 필요하고 공구에 걸리는 압력과 마모가 심합니다. 가공면이 거친 쪽은 오히려 열간압출이므로 ③이 옳지 않습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 소성가공 # 압출가공 # 냉간압출 # 열간압출 # 가공경화
<보기>에서 설명하는 특징을 모두 만족하는 용접공정으로 가장 옳은 것은?
• 노즐을 통해 중력으로 용접부에 공급되는 과립 용제로 용접아크를 덮는다. |
① 가스방호금속아크용접(GMAW, gas metal arc welding)
오답입니다 GMAW는 아르곤·CO₂ 같은 보호가스로 용융지를 감쌉니다.
② 서브머지드아크용접(SAW, submerged arc welding)
정답입니다 입상 용제를 뿌려 아크를 덮고 소모성 와이어를 자동 공급합니다.
③ 유심용제아크용접(FCAW, flux-cored arc welding)
오답입니다 FCAW는 용접봉 속(심부)에 용제를 넣은 방식입니다.
④ 일렉트로가스용접(EGW, electrogas welding)
오답입니다 EGW는 수랭 동당금으로 막고 보호가스를 쓰는 수직 용접입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 서브머지드아크용접(SAW, submerged arc welding)
서브머지드아크용접은 노즐에서 중력으로 쏟아지는 입상(과립) 용제 속에 아크를 잠기게 하여 아크빛과 스패터가 거의 보이지 않는 것이 특징이며, 소모성 와이어를 용접건을 통해 자동 공급합니다. 용제가 대기를 완벽히 차단해 용착효율과 능률이 높지만 아래보기 자세의 직선 용접에 주로 쓰입니다. 용제를 심부에 넣은 FCAW와 달리 외부에서 뿌리는 점이 결정적 단서입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 기계공작법 # 용접 # 서브머지드아크용접 # 용제 # 소모성전극
유효 낙차가 7.5m인 수력 터빈에서 0.2m3/s의 유량이 수차로 공급될 때 얻을 수 있는 최대 동력[kW]은? (단, 물의 밀도는 1000kg/m3이고 중력가속도는 9.8m/s2이다.)
① 1.47
오답입니다 유량을 0.02 m³/s 로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
② 14.7
정답입니다 P = ρgQH = 1000 × 9.8 × 0.2 × 7.5 = 14.7 kW입니다.
③ 2
오답입니다 중력가속도를 빼고 ρQH = 1000 × 0.2 × 7.5 = 1,500 W 로 구한 뒤 어림한 값으로, 올바른 계산이 아닙니다.
④ 20
오답입니다 중력가속도를 10 m/s², 유효 낙차를 10 m 로 어림하면 1000 × 10 × 0.2 × 10 = 20 kW 가 되어 나오는 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 14.7
수차가 얻을 수 있는 최대(이론) 동력은 물이 가진 위치에너지 전부를 회수했을 때이므로 P = ρgQH입니다. ρ = 1000 kg/m³, g = 9.8 m/s², Q = 0.2 m³/s, H = 7.5 m 를 대입하면 P = 1000 × 9.8 × 0.2 × 7.5 = 14,700 W = 14.7 kW입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 유체역학 # 수차 # 유효낙차 # 이론동력 # 유량
물리량의 차원이 잘못 표시된 것은? (단, 은 질량, 은 길이, 는 시간을 의미한다.)
① 밀도 :
오답입니다 밀도는 질량/부피이므로 ML⁻³ 이 맞습니다.
② 에너지 :
정답입니다 에너지는 힘×거리라서 ML²T⁻² 이어야 합니다.
③ 운동량 :
오답입니다 운동량은 질량×속도이므로 MLT⁻¹ 이 맞습니다.
④ 압력 :
오답입니다 압력은 힘/면적이므로 ML⁻¹T⁻² 이 맞습니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 에너지 : ML⁻¹T⁻¹
힘의 차원은 F = ma이므로 MLT⁻²입니다. 에너지(일)는 힘과 거리의 곱이므로 MLT⁻² × L = ML²T⁻² 가 되어야 하는데 ②는 ML⁻¹T⁻¹ 으로 적혀 있어 틀렸습니다. 밀도 ML⁻³, 운동량 MLT⁻¹, 압력 ML⁻¹T⁻² 은 모두 바르게 표시되었습니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 유체역학 # 단위와차원 # 차원해석 # 에너지 # 운동량
직경 60cm의 벨트 풀리를 갖는 전동기에서 풀리 외주면의 원주속도가 20m/s일 때 전동기 축의 회전수[rpm]는?
①
오답입니다 지름을 0.6 m 가 아니라 2 m 로 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.
②
오답입니다 분모에서 지름을 빠뜨리고 60v/π = 60 × 20/π 로 계산했을 때 나오는 값입니다.
③
오답입니다 원주속도를 15 m/s 로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
④
정답입니다 N = 60v/(πD) = 60 × 20/(π × 0.6) = 2000/π rpm입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 2000/π
풀리 외주면의 원주속도는 v = πDN/60 [m/s]입니다. 이를 회전수에 대해 풀면 N = 60v/(πD)입니다. D = 60 cm = 0.6 m, v = 20 m/s 를 대입하면 N = 60 × 20/(0.6π) = 1200/(0.6π)입니다. 정리하면 N = 2000/π rpm(약 637 rpm)입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 벨트전동 # 풀리 # 원주속도 # 회전수
주철에 마그네슘, 세륨, 칼슘 등을 첨가하여 만든 것은?
① 백주철
오답입니다 백주철은 흑연이 나오지 않고 탄소가 시멘타이트로 남은 주철입니다.
② 가단주철
오답입니다 가단주철은 백주철을 오래 풀림하여 연성을 준 주철입니다.
③ 구상흑연주철
정답입니다 Mg·Ce·Ca 를 넣어 흑연을 구(球) 모양으로 만든 주철입니다.
④ 칠드주철
오답입니다 칠드주철은 표면만 급랭시켜 백주철 조직으로 굳힌 주철입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 구상흑연주철
회주철의 편상(조각) 흑연은 끝이 뾰족해 응력집중을 일으키므로 인장강도와 연성이 낮습니다. 용탕에 마그네슘·세륨·칼슘 등을 첨가(구상화 처리)하면 흑연이 공 모양으로 정출되어 응력집중이 줄고 강도와 연신율이 크게 올라가는데 이것이 구상흑연주철(노듈러 주철, 덕타일 주철)입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 기계재료 # 주철 # 구상흑연주철 # 흑연구상화 # 마그네슘
열경화성 수지에 해당하는 것은?
① 스티렌 수지
오답입니다 스티렌(폴리스티렌) 수지는 가열하면 연화되는 열가소성 수지입니다.
② 페놀 수지
정답입니다 페놀과 포름알데히드가 3차원 그물 구조를 이루는 열경화성 수지입니다.
③ 아크릴 수지
오답입니다 아크릴 수지는 투명성이 좋은 대표적 열가소성 수지입니다.
④ 폴리에틸렌 수지
오답입니다 폴리에틸렌은 사슬형 고분자로 열가소성 수지입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 페놀 수지
열경화성 수지는 경화 과정에서 분자끼리 가교결합해 3차원 그물 구조를 만들어 한 번 굳으면 다시 녹여 성형할 수 없는 수지로, 페놀·요소·멜라민·에폭시·불포화폴리에스터 수지가 대표적입니다. 반면 스티렌·아크릴·폴리에틸렌 수지는 선형 사슬 구조라 가열하면 연화되고 식으면 굳는 열가소성 수지입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 기계재료 # 고분자재료 # 열경화성수지 # 페놀수지 # 열가소성수지
하나의 기계 부재에 2개의 힘만이 작용할 경우 정적 평형을 이루기 위한 필요조건을 <보기>에서 모두 고른 것은?
㈎ 2개의 힘의 크기는 같다. |
① ㈎, ㈏, ㈐
정답입니다 크기가 같고 방향이 반대이며 같은 작용선 위에 있어야 합니다.
② ㈎, ㈏, ㈑
오답입니다 작용점이 다르다는 ㈑는 필요조건이 아닙니다.
③ ㈎, ㈐, ㈑
오답입니다 방향이 반대라는 ㈏가 빠져 평형이 보장되지 않습니다.
④ ㈏, ㈐, ㈑
오답입니다 크기가 같다는 ㈎가 빠져 힘의 합이 0이 되지 않습니다.
정답과 해설 보기
정답 ① ㈎, ㈏, ㈐
2력 부재가 정적 평형을 이루려면 힘의 합 ΣF = 0 과 모멘트의 합 ΣM = 0 을 동시에 만족해야 합니다. ΣF = 0 에서 두 힘은 크기가 같고 방향이 반대여야 하고(㈎, ㈏), ΣM = 0 에서 두 힘이 짝힘이 되지 않으려면 같은 작용선 위에 있어야 합니다(㈐). 작용점이 다른지 같은지는 평형 조건과 무관하므로 ㈑는 필요조건이 아닙니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 재료역학 # 정역학 # 2력부재 # 평형조건 # 작용선
초기응력이 없는 선형 탄성 재료로 이루어진 균일단면 중실축의 양쪽 끝을 구속하고 가열하면 열변형이 억제되면서 축하중(압축력)과 함께 중실축의 내부에 응력이 생기게 된다. 이때 축하중에 영향을 주는 인자가 아닌 것은?
① 중실축의 종탄성계수
오답입니다 축하중 P = EAαΔT 에 종탄성계수 E 가 들어 있습니다.
② 중실축의 단면적
오답입니다 단면적 A 에 비례하므로 굵을수록 축하중이 커집니다.
③ 중실축의 길이
정답입니다 길이는 식에서 소거되어 축하중에 영향을 주지 않습니다.
④ 중실축의 열팽창계수
오답입니다 열팽창계수 α 에 비례하므로 축하중을 좌우합니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 중실축의 길이
양단이 완전히 구속되면 자유팽창량 δ = αΔT·L 이 그대로 압축변형으로 상쇄되므로 열응력은 σ = Eε = E(αΔT·L)/L = EαΔT 가 되어 길이가 소거됩니다. 따라서 축하중은 P = σA = EAαΔT 로 종탄성계수·단면적·열팽창계수·온도차에만 좌우되고 축의 길이와는 무관합니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 재료역학 # 열응력 # 구속조건 # 열팽창계수 # 종탄성계수
<보기>의 나사호칭으로 가장 옳은 것은?
M8 × 0.75 |
① 미터 가는 나사, 호칭지름 8mm, 피치 0.75mm
정답입니다 M 은 미터나사, 8 은 호칭지름, 뒤에 붙은 0.75 는 피치입니다.
② 미터 보통 나사, 호칭지름 8mm, 공차 0.75mm
오답입니다 미터 보통 나사는 피치를 생략해 M8 로만 적습니다.
③ 유니파이 보통 나사, 호칭지름 8mm, 공차 0.75mm
오답입니다 유니파이 나사는 UNC·UNF 로 표기하며 M 을 쓰지 않습니다.
④ 미터 사다리꼴 나사, 호칭지름 8mm, 피치 0.75mm
오답입니다 미터 사다리꼴 나사의 기호는 M 이 아니라 Tr입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 미터 가는 나사, 호칭지름 8mm, 피치 0.75mm
미터나사는 M 뒤에 호칭지름을 적고, 보통 나사는 피치가 정해져 있어 생략하며 가는 나사만 M8 × 0.75 처럼 “× 피치”를 덧붙여 구분합니다. 즉 M8 × 0.75 는 호칭지름 8 mm, 피치 0.75 mm인 미터 가는 나사입니다(보통 나사 M8의 피치는 1.25 mm). 뒤의 숫자는 공차가 아니라 피치이며, 사다리꼴 나사라면 Tr 로 표기합니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 나사 # 나사호칭 # 미터가는나사 # 피치
기하공차에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 경사도는 기준 직선 또는 평면에 대해 정확한 각도를 이루고 있는 이상적 직선 또는 평면으로부터 다른 직선 혹은 평면 부분의 어긋남의 크기다.
오답입니다 경사도(기울기 공차)의 정의를 바르게 옮긴 설명입니다.
② 원통도는 원통 부분의 이상적 원통 면으로부터 어긋남의 크기다.
오답입니다 원통도는 이상적 원통면으로부터의 어긋남으로 맞습니다.
③ 진직도는 직선 부분의 이상적 직선으로부터 어긋남의 크기다.
오답입니다 진직도는 이상적 직선으로부터의 어긋남으로 맞습니다.
④ 평면도는 기준 직선 또는 기준 평면에 대해 평행을 이루고 있는 이상적 직선 혹은 평면으로부터 다른 직선 혹은 평면 부분의 어긋남의 크기다.
정답입니다 데이텀에 평행한지를 보는 것은 평면도가 아니라 평행도입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 평면도는 기준 직선 또는 기준 평면에 대해 평행을 이루고 있는 이상적 직선 혹은 평면으로부터 다른 직선 혹은 평면 부분의 어긋남의 크기다.
평면도는 데이텀이 필요 없는 모양(형상)공차로, 대상 면이 이상적인 평면에서 얼마나 벗어났는지를 나타냅니다. 반면 기준 직선이나 기준 평면(데이텀)에 대해 평행한 정도를 보는 것은 자세공차인 평행도입니다. ④는 평면도의 정의 자리에 평행도의 정의를 넣었으므로 옳지 않습니다. 경사도·원통도·진직도의 설명은 모두 바릅니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 측정 # 기하공차 # 평면도 # 평행도 # 진직도 # 원통도
공구날 끝의 일부가 충격에 의하여 떨어져 나가는 것으로, 순간적으로 발생하는 공구마멸은?
① 크레이터 마모(crater wear)
오답입니다 크레이터 마모는 칩이 스치는 경사면이 오목하게 패이는 마모입니다.
② 치핑(chipping)
정답입니다 충격으로 날 끝이 순간적으로 떨어져 나가는 것이 치핑입니다.
③ 플랭크 마모(flank wear)
오답입니다 플랭크 마모는 여유면이 가공면과 문질러져 닳는 마모입니다.
④ 응착 마모(adhesive wear)
오답입니다 응착 마모는 공구와 칩이 달라붙었다 떨어지며 생기는 마모입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 치핑(chipping)
치핑은 단속절삭이나 과대한 이송, 취성이 큰 공구에서 충격하중이 걸릴 때 날 끝의 일부가 순간적으로 깨져 떨어져 나가는 결손 현상입니다. 점진적으로 진행되는 크레이터 마모나 플랭크 마모와 달리 갑작스럽게 일어나는 것이 특징입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 기계공작법 # 공구마멸 # 치핑 # 크레이터마모 # 플랭크마모
드릴링 머신으로 할 수 있는 작업과 설명이 가장 옳지 않은 것은?
① 드릴링(drilling) − 구멍을 뚫는 작업이다.
오답입니다 드릴링은 드릴로 구멍을 뚫는 기본 작업으로 맞습니다.
② 태핑(tapping) − 구멍에 암나사를 가공하는 작업이다.
오답입니다 태핑은 탭으로 구멍 안쪽에 암나사를 내는 작업으로 맞습니다.
③ 보링(boring) − 주조된 구멍이나 이미 뚫어놓은 구멍을 필요한 크기나 정밀한 치수로 넓히는 작업이다.
오답입니다 보링은 기존 구멍을 정밀한 치수로 넓히는 작업으로 맞습니다.
④ 스폿 페이싱(spot facing) − 접시 머리 나사의 머리부를 묻히게 하기 위해 원뿔 자리를 만드는 작업이다.
정답입니다 원뿔 자리를 만드는 것은 카운터 싱킹이고, 스폿 페이싱은 평면 다듬기입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 스폿 페이싱(spot facing) − 접시 머리 나사의 머리부를 묻히게 하기 위해 원뿔 자리를 만드는 작업이다.
접시 머리 나사의 머리를 묻히도록 구멍 입구를 원뿔 모양으로 깎는 작업은 카운터 싱킹(counter sinking)입니다. 스폿 페이싱은 볼트 머리나 너트가 닿는 자리를 구멍 주위만 평평하게 깎아 체결면이 축과 직각이 되도록 다듬는 작업입니다. 참고로 볼트 머리 전체를 묻히도록 단이 진 원통 자리를 파는 것은 카운터 보링입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 기계공작법 # 드릴링머신 # 스폿페이싱 # 카운터싱킹 # 카운터보링
300K의 저열원과 800K의 고열원 사이에서 작동하는 카르노 열기관의 효율[%]은?
① 14.1
오답입니다 절대온도를 섭씨로 바꾸어 넣더라도 1 − 27/527 ≒ 94.9% 가 되어 이 값은 나오지 않습니다.
② 37.5
오답입니다 효율을 1 − / 가 아니라 / = 300/800 으로 잡은 값입니다.
③ 39.1
오답입니다 온도차 500 K 를 고온원 800 K 로 나누면 62.5% 가 되므로, 이 값은 계산 근거가 없습니다.
④ 62.5
정답입니다 η = 1 − 300/800 = 0.625이므로 62.5%입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 62.5
카르노 열기관의 열효율은 두 열원의 절대온도만으로 정해져 η = 1 − /입니다. = 300 K, = 800 K 를 대입하면 η = 1 − 300/800 = 1 − 0.375 = 0.625입니다. 백분율로 나타내면 62.5%이며, 이것이 이 온도 범위에서 가능한 최대 효율입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 열역학 # 카르노사이클 # 열효율 # 절대온도 # 가역기관
<보기>의 아파트 높이 를 알기 위해 아파트 옥상에 올라가 물체를 초기속도 없이 연직 아래로 자유낙하 시켰더니 4초 후 바닥에 떨어졌다면 아파트의 높이 [m]는? (단, 공기의 저항은 무시하고, 중력가속도는 9.8m/s2이다.)
① 9.8
오답입니다 중력가속도 9.8을 그대로 옮겨 적은 값으로 계산이 없습니다.
② 19.6
오답입니다 t² 대신 t 를 넣어 ½gt = 0.5 × 9.8 × 4 로 계산한 값입니다.
③ 39.2
오답입니다 4초 뒤의 낙하 속도 gt = 39.2 m/s 를 거리로 착각한 값입니다.
④ 78.4
정답입니다 h = ½gt² = 0.5 × 9.8 × 4² = 78.4 m입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 78.4
초기속도가 0인 자유낙하이므로 낙하거리는 h = v₀t + ½gt² 에서 h = ½gt²입니다. g = 9.8 m/s², t = 4 s 를 대입하면 h = 0.5 × 9.8 × 16입니다. 계산하면 h = 78.4 m이며, 이때 바닥에 닿는 순간의 속도는 gt = 39.2 m/s입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 동역학 # 자유낙하 # 등가속도운동 # 중력가속도 # 낙하거리
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