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2019년 국가직 7급 공개경쟁채용 전달현상 가책형 기출문제

2019년 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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  1. 1번
    부피 1L인 어떤 유체의 무게가 10N일 때, 이 유체의 밀도[kgm-3]는? (단, 중력가속도는 10ms-2이다)
    1. ①100
    2. ②200
    3. ③1,000
    4. ④2,000
  2. 2번
    내부 반지름 r_{i}, 외부 반지름 r_{o}, 길이 L, 열전도도 k인 원통형 관의 반지름 방향 열전달 저항은?
    1. ①\frac{{2 \pi k \, L}}{{\ln ( r_{{o}} / r_{{i}} )}}
    2. ②\frac{{4 \pi k \, L}}{{( 1 / r_{{i}} ) - ( 1 / r_{{o}} )}}
    3. ③\frac{{\ln ( r_{{o}} / r_{{i}} )}}{{2 \pi kL}}
    4. ④\frac{{( 1 / r_{{i}} ) - ( 1 / r_{{o}} )}}{{4 \pi k \, L}}
  3. 3번
    비압축성 유체가 원통형 수평관 내에서 완전발달된 층류로 흐르고 있다. 관 중심에서의 유속이 10ms-1라면, 이 유체의 평균 유속[ms-1]은?
    1. ①2
    2. ②3
    3. ③4
    4. ④5
  4. 4번
    이성분계 혼합물 분리를 위한 증류탑에서 환류비(reflux ratio, RD)가 4일 때, McCabe-Thiele 선도에서 정류부(rectifying section)의 조작선 기울기는?
    1. ①0.2
    2. ②0.25
    3. ③0.8
    4. ④1.25
  5. 5번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  6. 6번
    30wt% A와 70wt% B로 이루어진 혼합물이 증류탑에서 분리되고 있다. 혼합물의 유입속도는 10,000kgh-1이며 탑위 제품(overhead product)에서 A의 질량분율이 0.9, 탑밑 제품(bottom product)에서 B의 질량분율은 0.9이다. 이때 탑위 제품의 유출속도[kgh-1]는?
    1. ①2,500
    2. ②3,000
    3. ③5,500
    4. ④7,500
  7. 7번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  8. 8번
    유체에 잠겨 냉각되는 고체의 비정상상태 열전달 해석에 사용되는 Biot 수(Bi)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1. ①Biot 수가 작아지면 고체 내부의 온도 구배는 커진다.
    2. ②Biot 수가 작은 경우(Bi≪0.1), 고체 내부의 전도 저항이 유체의 대류 저항에 비해 작다.
    3. ③Biot 수가 큰 경우(Bi≫50), 표면에서 대류에 의해 나갈 수 있는 열의 양이 전도에 의해 표면에 도달하는 열의 양보다 큰 것을 의미한다.
    4. ④Biot 수는 고체 내부와 유체 경계층의 온도 분포에 영향을 준다.
  9. 9번
    열전도도 20Wm-1K-1이고 두께 50cm인 벽 A의 양쪽 표면 온도차가 10°C일 때의 열손실[W]과 두께 10cm인 벽 B를 통한 열손실[W]이 같다. 벽 B의 양쪽 표면 온도차가 40°C일 때, 벽 B의 열전도도[Wm-1K-1]는? (단, 정상상태 열전달을 가정하며 벽 A와 벽 B의 열흐름 수직면적은 동일하다)
    1. ①1
    2. ②2
    3. ③4
    4. ④5
  10. 10번
    향류 추출탑에서 4wt% A와 96wt% B로 이루어진 혼합물로부터 순수한 용매를 이용하여 A를 분리한다. 용매의 질량 유량은 혼합물의 질량 유량의 두 배이고, 각 흐름 방향으로 유량은 변하지 않는다. 한 개의 이상단을 사용할 때 추출액(extract)에서 A의 농도[wt%]는? (단, 추출액과 추잔액(raffinate) 사이에서 A의 질량기준 분배계수는 2이다)
    1. ①0.8
    2. ②1.2
    3. ③1.6
    4. ④2.0
  11. 11번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  12. 12번
    물질전달에서 확산계수에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1. ①길이 차원과 시간 차원을 각각 L과 t로 표기할 때 확산계수는 L2t-1의 차원을 갖는다.
    2. ②희석용액에서 구형 액체 분자의 반경이 커질 경우 Stokes-Einstein 식으로부터 예측한 확산계수는 증가한다.
    3. ③난류의 중심에서는 와류 확산계수가 분자 확산계수보다 크다.
    4. ④온도가 증가하면 일반적으로 기체의 확산계수는 증가한다.
  13. 13번
    물질 A로 입사된 복사 에너지의 투과율이 0.3, 반사율이 0.6일 때 이 물질의 흡수율은?
    1. ①0.1
    2. ②0.3
    3. ③0.5
    4. ④0.6
  14. 14번
    유체 A가 5Lh-1의 부피유량으로 원통형 수평관을 통해 이송되고 있다. 관의 지름과 단위 길이당 압력차가 각각 두 배가 될 때, 이 유체의 부피유량[Lh-1]은? (단, 유체의 점도는 일정하고 흐름은 Hagen-Poiseuille 관계식을 만족한다)
    1. ①20
    2. ②40
    3. ③80
    4. ④160
  15. 15~16번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  16. 17번
    유량 200molh-1의 액체 혼합물 원료(feed)가 90°C 단열조건에서 운전되는 플래시(flash) 증류 장치로 유입된다. 증류 후 액체 생성물의 유량이 120molh-1일 때, 주입되는 원료의 온도[°C]는? (단, 원료의 열용량은 30calmol-1°C-1이고 증류 조건에서 기화열은 6,000cal mol-1이다)
    1. ①110
    2. ②130
    3. ③150
    4. ④170
  17. 18번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
  18. 19번
    밀도 1,500kgm-3, 반지름 1cm인 구형 고체입자 A를 용매에 녹이고자 한다. 입자 표면에서 A의 질량농도는 1,000kgm-3으로 일정하며, 물질전달계수는 5×10-5 ms-1이다. 이 조건에서 입자의 반지름이 0.5cm가 될 때까지 걸리는 시간[s]은? (단, 용액 벌크에서 A의 농도는 무시한다)
    1. ①50
    2. ②100
    3. ③150
    4. ④200
  19. 20번
    온도 400K에서 기체 분자 A가 촉매 기공을 통해 Knudsen 확산을 하고 있고 이때 A의 Knudsen 확산계수는 D_{k} , A이다. 동일한 촉매 기공에서 분자량이 A의 두 배인 기체 분자 B의 Knudsen 확산계수(D_{k} , B)가 D_{k} , A와 같아지는 온도[K]는?
    1. ①200
    2. ②400\sqrt{2}
    3. ③800
    4. ④800\sqrt{2}