2017년 국가직 7급 공개경쟁채용 전달현상 가책형 기출문제

2017년 국가직 7급 공개경쟁채용 전달현상 가책형 20문항 중 14문항의 발문과 선지입니다. 시험 시간은 20분입니다. 나머지 6문항은 그림이나 지문이 있어 앱에서 볼 수 있습니다. 정답·해설은 앱에서 볼 수 있습니다.

출처: 국가공무원 채용시스템(인사혁신처)

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1번
유체 흐름의 압축성 또는 비압축성 판별에 가장 적합한 무차원수는?
1. ①Reynolds 수
2. ②Mach 수
3. ③Prandtl 수
4. ④Euler 수
2번
열확산도(thermal diffusivity, \alpha)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 열전도도, 밀도, 비열은 각각 k, \rho, c_{{p}}이다)
1. ①열확산도는 물질이 열에너지를 저장하는 능력에 대한 열에너지를 전도하는 능력의 정도를 나타낸다.
2. ②열확산도가 작으면 주위의 열적 환경 변화에 따라 새로운 평형에 느리게 도달한다.
3. ③열확산도 \alpha = \frac{{k}}{{\rho c_{{p}}}}로 정의된다.
4. ④열확산도의 단위는 W․m^-1․K^-1이다.
3번
기체 분자가 미세 기공을 통과할 때 발생하는 Knudsen 확산에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1. ①확산하는 기체 분자의 평균자유경로보다 미세 기공의 지름이 작을 때 발생한다.
2. ②전체 압력이 감소하면 Knudsen 수는 증가한다.
3. ③온도가 증가하면 Knudsen 수는 감소한다.
4. ④확산 기체의 분자량이 증가하면 Knudsen 확산계수는 감소한다.
4~5번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
6번
반응물 A가 반지름 R인 구형 촉매입자 내부로 확산되어 생성물 B로 바뀌는 1차 반응(- r_{{A}} = kC_{{A}})이 일어난다. 정상상태에서 촉매입자 중심으로부터의 거리(r)에 따른 A의 농도 분포를 구하기 위해 필요한 물질수지식은? (단, C_{{A}}와 C_{{B}}는 각각 A와 B의 농도이고 r만의 함수이며, D_{{A}}와 k는 각각 확산계수와 반응속도상수이다)
1. ①- D_{{A}} \frac{{1}}{{r^{{2}}}} \frac{{d}}{{dr}} \left( r^{{2}} \frac{{dC_{{A}}}}{{dr}} \right) + kC_{{A}} = 0
2. ②- D_{{A}} \frac{{1}}{{R^{{}}}} \frac{{d}}{{dr}} \left( r^{{}} \frac{{dC_{{A}}}}{{dr}} \right) + kC_{{A}} = 0
3. ③- D_{{A}} \frac{{1}}{{r^{{2}}}} \frac{{d}}{{dr}} \left( r^{{2}} \frac{{dC_{{A}}}}{{dr}} \right) + kC_{{A}} / C_{{B}} = 0
4. ④- D_{{A}} \frac{{1}}{{R^{{}}}} \frac{{d}}{{dr}} \left( r^{{}} \frac{{dC_{{A}}}}{{dr}} \right) + kC_{{A}} / C_{{B}} = 0
7번
열교환기를 이용하여 튜브(tube) 내부를 흐르는 액체 A를 가열하고자 한다. 액체 A는 10°C로 유입되어 20°C로 배출되며, 튜브 외부를 흐르는 액체 B의 열교환기 입구와 출구 온도는 각각 80°C와 40°C이다. A의 비열이 B의 비열의 2배이고 A의 질량유속이 2kg․min^-1일 때, B의 질량유속[kg․min^-1]은? (단, 비열은 일정하며 열손실은 없다)
1. ①0.5
2. ②1
3. ③2
4. ④4
8번
기체 흡수공정에서 액상 경막 물질전달저항이 기상 경막 물질전달저항의 9배일 때 기상 총괄 물질전달계수는 K_{{y 1}}이다. 기상 경막 물질전달저항을 일정하게 유지한 상태에서 액상 경막 물질전달저항을 기상 경막 물질전달저항의 4배로 하였을 때, 기상 총괄 물질전달계수를 K_{{y 2}}라 하면 K_{{y 2}} / K_{{y 1}}는? (단, 기체 흡수공정은 이중 경막론을 따른다)
1. ①1.5
2. ②2.0
3. ③2.5
4. ④3.0
9번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
10번
구형입자가 충전되어 있는 충전탑에 유체가 하단에서 상단으로 흐르고 있다. Reynolds 수(Re_p)가 1,000보다 클 때, 최소유동화속도({\overline{V}}_{0} M)와 입자직경({D}_{{p}})과의 관계로 옳은 것은?
1. ①{\overline{V}}_{0} M은 D \,_{{p}}^{{{1} / {2}}}에 비례한다.
2. ②{\overline{V}}_{0} M은 {D}_{{p}}에 비례한다.
3. ③{\overline{V}}_{0} M은 {D} \,_{{p}}^{{{3} / {2}}}에 비례한다.
4. ④{\overline{V}}_{0} M은 {D} \,_{{p}}^{{2}}에 비례한다.
11번
복사(radiation) 열전달에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1. ①흑체의 총 방사력은 절대온도의 4제곱에 비례한다.
2. ②복사에 의한 열전달은 매질이 없어도 가능하다.
3. ③온도가 증가하면 최대 단색광 복사에너지가 나타나는 파장(\lambda_{{\max}})은 커진다.
4. ④복사는 전자기파에 의한 열전달이다.
12번
표면적이 10m²인 500K의 평판 위로 320K의 공기가 흐를 때, 열전달 속도[kW]는? (단, 평균 열전달계수는 20W․m^-2․K^-1이다)
1. ①36
2. ②72
3. ③360
4. ④720
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14번
몰분율이 각각 0.2, 0.4, 0.4인 A, B, C로 이루어진 기체 혼합물에서 고정면에 대한 각 성분의 절대속도는 각각 10m․s^-1, 2m․s^-1, －12m․s^-1이다. A의 농도가 12mol․m^-3일 때, A의 몰 확산 플럭스 J_{{A}}[mol․m^-2․s^-1]는?
1. ①24
2. ②－24
3. ③144
4. ④－144
15번
탈거탑(stripping column)을 이용하여 에탄올로부터 미량의 난용해성 물질을 제거하고자 한다. 평형선이 y^{{AST}} \, = \, 110 x일 때, 총괄효율(\eta_{{o}})은? (단, 액상과 기상의 질량유속은 각각 400kg․h^-1와 40kg․h^-1이고, 머프리(Murphree) 효율(\eta_{{M}})은 0.5이다)
1. ①\frac{{\ln \, 4}}{{\ln \, 9}}
2. ②\frac{{\ln \, 5}}{{\ln \, 10}}
3. ③\frac{{\ln \, 6}}{{\ln \, 11}}
4. ④\frac{{\ln \, 7}}{{\ln \, 12}}
16번
포화액체의 풀비등(pool boiling)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1. ①포화액체의 풀비등은 일반적으로 자연대류, 핵비등, 전이비등, 막비등의 네 구간으로 나눌 수 있다.
2. ②전이비등 구간에서 열플럭스는 Leidenfrost점에서 최소점에 도달한다.
3. ③막비등 구간에서는 열전달의 주요 저항이 가열표면을 덮고 있는 증기막에 의해 나타난다.
4. ④핵비등 구간에서는 복사 열전달이 중요한 역할을 한다.
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18번
지름이 4cm이고 Reynolds 수(Re)가 20,000인 젖은 벽탑(wetted-wall tower)에서 액체를 공기 중으로 증발시키고 있다. Sherwood 수(Sh)에 대한 Reynolds 수와 Schmidt 수(Sc)의 상관식이 Sh＝0.01×Re×Sc^0.5일 때, 기체 경막(gas film)의 유효 두께[cm]는? (단, 공기의 밀도와 점도는 각각 1×10^-3g․cm^-3와 2×10^-4g․cm^-1․s^-1이고, 공기에 대한 액체의 확산계수는 0.2cm²․s^-1이다)
1. ①0.01
2. ②0.02
3. ③0.03
4. ④0.04
19번
공기 밀도가 1.2kg․m^-3이고 헬륨 밀도가 0.2kg․m^-3일 때, 직경 2m인 구형 헬륨 열기구가 들어 올릴 수 있는 최대 무게[N]는? (단, 열기구 자체의 무게는 무시하고, 원주율은 3, 중력가속도는 10m․s^-2으로 한다)
1. ①40
2. ②50
3. ③60
4. ④70
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