[에너지관리기사 필기] 2025년 1회 기출복원 모의고사 기출문제 정답·해설 페이지

수소의 연소 반응식은 $\mathrm{H_2} + \dfrac{1}{2}\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{H_2O}$이며, 수소 1kg은 $\dfrac{1000}{2} = 500\ \mathrm{mol}$에 해당한다.
필요한 산소는 수소 몰수의 절반인 250mol이며, 표준상태에서 기체 1mol의 부피 22.4L를 적용하면 $250 \times 22.4 = 5600\ \mathrm{L} = 5.6\ \mathrm{Nm^3}$의 이론산소량이 필요하다.

액체연료의 미립화(무화) 방법에는 고압의 연료를 노즐에서 분사하는 방식, 고속기류를 이용하는 방식, 회전체의 원심력을 이용하는 방식, 유체를 충돌시켜 미립화하는 충돌식, 선회류를 이용하는 와류식 등이 있다.
혼합식은 일반적으로 분류되는 미립화 방식의 명칭이 아니므로 해당하지 않는다.

최소착화에너지(MIE)는 압력이 높아질수록 혼합기 중 분자 밀도와 충돌 빈도가 늘어나 점화가 쉬워지므로, 압력 증가에 따라 감소하는 경향을 보인다.
반면 질소와 같은 불활성 가스의 농도가 늘면 반응열의 일부를 흡수해 화염 전파를 방해하므로 착화에 더 큰 에너지가 필요해져 MIE는 오히려 증가하고, 산소농도가 많아지면 연소반응이 활발해져 MIE는 감소한다. 또한 고체 입자인 분진은 가열·기화 과정을 거쳐야 하므로 일반적으로 가연성가스보다 MIE가 더 크다.

공급열량은 시간당 증발량에 급수와 발생증기의 엔탈피 차를 곱하여 구한다.
$Q=G(h_2-h_1)=20000\ \mathrm{kg/h}\times(670-150)\ \mathrm{kcal/kg}=20000\times520=1.04\times10^{7}\ \mathrm{kcal/h}$
즉 공급열량은 약 $10.4\times10^{6}\ \mathrm{kcal/h}$이다.

폭발하한계가 가장 높은 일산화탄소가 폭발 분위기에 가장 늦게 도달한다.
같은 체적 유량으로 누설되면 실내 농도(vol%)는 가스 종류와 관계없이 같은 속도로 오르므로, 폭발하한계가 높은 가스일수록 폭발 분위기에 늦게 도달한다.
공기 중 폭발하한계는 대략 프로판 2.1 %, 수소 4.0 %, 메탄 5.0 %, 일산화탄소 12.5 % 이다. 프로판은 하한계가 가장 낮아 소량 누설로도 가장 먼저 위험 농도에 이른다.

고체연료의 연료비(fuel ratio)는 $\text{연료비} = \dfrac{\text{고정탄소}(\%)}{\text{휘발분}(\%)}$로 정의된다.
연료비가 클수록 휘발분이 적고 고정탄소가 많은 연료로, 착화가 어렵고 연소속도가 느린 무연탄에 가까운 성질을 나타낸다.

질량조성이 주어진 고체연료의 이론공기량은 가연성분이 완전연소하는 데 필요한 산소량을 구한 뒤, 공기 중 산소의 질량비 23.2% 로 나누어 얻는다. 연료 자체에 들어 있는 산소는 연소에 쓰이므로 필요 산소량에서 빼 준다(유효수소 개념).
$A_0=\dfrac{1}{0.232}\left(2.667\,\mathrm{C}+8\,\mathrm{H}+\mathrm{S}-\mathrm{O}\right)$ 에 C=0.640, H=0.053, S=0.001, O=0.088 을 대입하면 필요 산소량은 $2.667\times0.640+8\times0.053+0.001-0.088=2.044\,\mathrm{kg/kg}$ 이다.
따라서 $A_0=\dfrac{2.044}{0.232}=8.81\,\mathrm{kg/kg}$ 로 약 8.8 kg/kg 이다. 회분 12.0%, 수분 9.0%, 질소 0.8% 는 산소를 소비하지 않으므로 계산에서 제외하며, 연료 중 산소 8.8% 를 빼지 않으면 값이 9.2 kg/kg 부근으로 과대평가된다.

탄화수소 $\mathrm{C_m H_n}$ 의 완전연소 반응식은 $\mathrm{C_m H_n}+\left(m+\dfrac{n}{4}\right)\mathrm{O_2}\rightarrow m\,\mathrm{CO_2}+\dfrac{n}{2}\mathrm{H_2O}$ 이다. 탄소 m개는 산소 m몰, 수소 n개는 물 n/2몰을 만들며 산소 n/4몰을 쓴다.
즉 연료 1 Nm3당 이론산소량은 $O_0=m+\dfrac{n}{4}\ \mathrm{Nm^3}$ 이고, 공기 중 산소는 체적으로 21%이므로 이론공기량은 $A_0=\dfrac{1}{0.21}\left(m+\dfrac{n}{4}\right)\ \mathrm{Nm^3}$ 이다.
실제공기량은 여기에 공기비 1.2를 곱한 값이므로 $A=1.2\,A_0=\dfrac{1.2}{0.21}\left(m+\dfrac{n}{4}\right)\ \mathrm{Nm^3}$ 이 된다. 분모에 질소 비율 0.79를 쓴 식은 공기량 환산을 거꾸로 한 것이고, 괄호 안을 n/2로 쓴 식은 생성되는 물의 몰수를 소요 산소량으로 잘못 옮긴 것이다.

탄화수소의 완전연소 반응식은 $\mathrm{C_mH_n} + \left(m + \dfrac{n}{4}\right)\mathrm{O_2} \rightarrow m\mathrm{CO_2} + \dfrac{n}{2}\mathrm{H_2O}$ 라는 일반식으로 정리된다. 탄소 수가 그대로 CO2 계수가 되고 수소 수의 절반이 H2O 계수가 되며, 산소 계수는 그 둘을 만족하도록 결정된다.
부탄에 적용하면 산소 계수는 $4 + \dfrac{10}{4} = 6.5$ 이므로 $\mathrm{C_4H_{10}} + 6.5\mathrm{O_2} \rightarrow 4\mathrm{CO_2} + 5\mathrm{H_2O}$ 가 옳다. 산소 계수를 9로 쓴 식은 좌변 산소 원자가 18개인데 우변은 8+5=13개로 원자수가 맞지 않아 성립할 수 없다.
나머지 식은 모두 일반식과 일치한다. 메탄은 $1 + \dfrac{4}{4} = 2$, 에탄은 $2 + \dfrac{6}{4} = 3.5$, 프로판은 $3 + \dfrac{8}{4} = 5$ 로 각각의 산소 계수와 같다.

실내 부피는 $10 \times 20 \times 3 = 600\ \mathrm{m^3}$이며, 폭발하한 1.8vol%에서 필요한 부탄의 부피는 $600 \times 0.018 = 10.8\ \mathrm{m^3}$이다.
25℃ 부근의 몰부피를 24 L/mol로 잡으면 몰수는 $\dfrac{10800}{24} = 450\ \mathrm{mol}$이고, 부탄의 분자량 58 g/mol을 곱하면 질량은 $450 \times 58 = 26.1\times10^3\ \mathrm{g} \approx 26.1\ \mathrm{kg}$이 된다. 몰부피를 24.45 L/mol로 더 엄밀히 잡아도 약 25.6kg이 나와 보기 중 26.1이 답이다.

세정 집진장치는 액적에 입자를 충돌·부착시키거나, 입자를 핵으로 증기가 응결되어 입자를 크게 만들거나, 미세 입자의 확산에 의해 액적과의 접촉 기회를 늘리는 방식으로 입자를 포집한다.
이때 배기 중의 습도가 증가하면 수증기가 입자 표면에 응결되어 입자가 서로 뭉치는 응집이 촉진되는데, 이는 습도가 감소할 때가 아니라 증가할 때 나타나는 현상이므로 습도 감소로 응집이 일어난다는 설명은 옳지 않다.

C2H6 + 3.5O2 → 2CO2 + 3H2O 이므로 이론공기량은
$A_0=\dfrac{3.5}{0.21}=16.67\ \mathrm{Nm^3/Nm^3}$ 이다.
건연소가스량은
$G_d=(m-0.21)A_0+\mathrm{CO_2}=(1.3-0.21)\times16.67+2=20.17\ \mathrm{Nm^3/Nm^3}$ 이다.
수증기 3 Nm3를 더하면 습연소가스량(23.17), 공기비를 빼고 계산하면 이론 건연소가스량(15.17)이 된다.

링겔만 농도표(Ringelmann chart)는 굴뚝(연돌)에서 배출되는 매연(그을음)의 농도를 육안으로 비교·판정하기 위해 사용하는 표준 도표로, 흑색도(농도)를 0도에서 5도까지 단계별로 나타낸다.
보일러수의 pH나 연소가스 중 탄산가스·황산화물(SOx)의 농도는 각각 별도의 수질분석이나 가스분석 방법으로 측정하며, 링겔만 농도표와는 측정 대상과 목적이 다르다.

이론적으로는 공기비 m=1일 때 이론공기량만으로 완전연소가 가능하지만, 실제로는 연료와 공기의 혼합이 완전하지 않으므로 완전연소를 위해 이론공기량보다 많은 공기(m＞1)를 공급해야 한다.
m이 1보다 작으면 공기가 부족해 불완전연소가 발생하므로 일반적인 완전연소 조건으로는 적절하지 않다.

물이 흡수한 열량은 $Q_{water}=2000\,\mathrm{g}\times1\,\mathrm{cal/g\cdot^{\circ}C}\times20^{\circ}C=40000\,\mathrm{cal}$이며, 이는 열손실 10%를 뺀 나머지에 해당하므로 실제 총 발열량은 $Q=\dfrac{40000}{1-0.1}\approx44444\,\mathrm{cal}$이다.
시료 5g에 대한 단위질량당 발열량은 $H=\dfrac{44444}{5}\approx8889\,\mathrm{cal/g}$로, 제시된 값 중 8,800에 가장 가깝다.

일산화탄소(CO)는 연소 시(CO + 1/2 O2 → CO2) 몰당 발열량이 약 283kJ/mol에 불과한 데 비해 분자량은 28로 비교적 크므로, 단위 질량(kg)당 저위발열량으로 환산하면 약 10MJ/kg 안팎으로 낮다.
반면 수소는 가벼운 분자량(2)에 비해 반응열이 커 100MJ/kg 이상이며, 메탄과 에탄도 완전연소 시 40~50MJ/kg 수준을 가지므로, 제시된 가스 중 일산화탄소의 질량당 저위발열량이 가장 낮다.

노벽에 카본(그을음)이 많이 붙는 것은 대부분 불완전연소의 결과이며, 그 대표적인 원인은 화염이 미처 다 연소되지 못한 채 노벽이나 로 내 구조물에 직접 닿아(화염의 충돌·접촉) 국부적으로 냉각되면서 연소가 중단되는 경우이다.
공기비가 과도하게 크거나 연소실 온도, 중유 예열온도가 너무 높은 경우는 오히려 완전연소를 돕거나 카본 부착과는 직접 관련이 적은 조건이므로, 화염 접촉이 카본 부착의 주된 원인으로 지목된다.

기상폭발은 가연성 물질이 기체 상태(또는 미세하게 분산된 가연물)로 공기 중에 존재하다가 점화되어 일어나는 연소성 폭발을 말하며, 가스폭발·분무(미스트)폭발·분진폭발이 여기에 해당한다.
수증기폭발은 고온의 물체가 물과 접촉해 급격히 기화하면서 발생하는 물리적 폭발로, 연소 반응이 수반되지 않으므로 기상폭발의 범주에 들어가지 않는다.

발열량은 부피(Nm3) 기준으로 주어지므로, 질량비로 제시된 프로판·공기 혼합비를 몰(부피)비로 환산해야 한다.
혼합가스 100kg 중 프로판 45kg, 공기 55kg이라 하면 몰수는 각각 $\dfrac{45}{44} \approx 1.023\ \mathrm{kmol}$, $\dfrac{55}{29} \approx 1.897\ \mathrm{kmol}$이고, 프로판의 부피분율은 $\dfrac{1.023}{1.023+1.897} \approx 0.350$이다.
공기의 발열량은 무시하므로 혼합가스 발열량은 $0.350 \times 100 \approx 35\ \mathrm{MJ/Nm^3}$이 된다.

탄소는 산소와 1:1 몰비로 반응하여 이산화탄소를 생성하므로($\mathrm{C + O_2 \rightarrow CO_2}$) 반응 전후 기체의 몰수(부피)가 변하지 않아, 완전연소 시 생성되는 연소가스의 총 부피는 공급된 실제공기량과 같다.
탄소 12kg은 1kmol이므로 이론산소량은 22.4 Nm3, 이론공기량은 $A_o = \dfrac{22.4}{0.21} = 106.7\ \mathrm{Nm^3}$이다.
과잉공기계수 1.2를 적용하면 실제공기량은 $A = 1.2\times106.7 = 128.0\ \mathrm{Nm^3}$이고, 몰수 불변 관계에 따라 연소가스량도 약 128 Nm3로 계산된다.

0℃ 물이 0℃ 얼음으로 상변화할 때 방출해야 하는 열량은 융해잠열을 이용해 구한다.
$Q = 1000\ \mathrm{kg} \times 335\ \mathrm{kJ/kg} = 335000\ \mathrm{kJ}$이며, 이를 24시간(86400초) 동안 처리하므로 냉동능력은 $\dfrac{335000}{86400} \approx 3.88\ \mathrm{kW}$이다.

디젤 사이클의 효율은 압축비 $\varepsilon$, 체절비(분사단절비) $\sigma$, 비열비 k를 이용해 $\eta=1-\dfrac{1}{\varepsilon^{k-1}}\cdot\dfrac{\sigma^{k}-1}{k(\sigma-1)}$로 구한다.
$\varepsilon=16,\ \sigma=2.5,\ k=1.4$를 대입하면 $\varepsilon^{k-1}=16^{0.4}\approx3.03$, $\dfrac{\sigma^{k}-1}{k(\sigma-1)}=\dfrac{2.5^{1.4}-1}{1.4\times1.5}\approx1.24$가 되어 $\eta\approx1-0.33\times1.24\approx0.59$, 즉 약 59%이다.

기호 정의에 따라 이상기체의 비열 관계를 정리한다. 마이어(Mayer) 관계식 $C_P-C_v=R$ 과 비열비 정의 $k=\dfrac{C_P}{C_v}$ 를 연립하면 $C_v=\dfrac{R}{k-1}$, $C_P=\dfrac{kR}{k-1}$ 을 얻는다. 따라서 정적비열을 기체상수와 비열비로 나타낸 $C_v=\dfrac{R}{k-1}$ 이 옳은 식이다.
이상기체에서는 $du=C_v\,dT$, $dh=C_P\,dT$ 이므로 $\dfrac{dh}{dT}-\dfrac{du}{dT}=C_P-C_v=R$ 이다. 엔탈피 미분항에서 내부에너지 미분항을 빼야 R이 되므로, 순서를 뒤집어 쓴 식은 부호가 반대여서 −R이 된다.
또 엔탈피 정의는 $h=u+Pv$ 이고 이상기체에서는 $Pv=RT$ 이므로 $h=u+RT$ 이다. Pv를 다시 RT로 나눈 형태는 성립하지 않는다. 정압비열도 $C_P=k\,C_v$ 이므로 거기에 (k−1)로 한 번 더 나눈 식은 옳지 않다.

몰리에르 선도는 세로축이 엔탈피(h), 가로축이 엔트로피(s)인 h-s 선도다. 그림의 화살표도 위쪽이 엔탈피, 오른쪽이 엔트로피 방향으로 그려져 있다.
가역 단열과정은 열 출입이 없고(δq=0) 비가역 손실도 없으므로 ds = δq/T = 0, 곧 등엔트로피 과정이다. 엔트로피가 일정하다는 것은 가로축 좌표가 변하지 않는다는 뜻이므로 선도에서는 가로축에 수직인 수직선으로 나타난다.
이 수직선은 세로축인 엔탈피축과 나란하므로 엔탈피축에 평행한 직선이 된다. 참고로 실제(비가역) 단열팽창은 엔트로피가 증가하므로 오른쪽 아래로 기울어진 선이 되고, 엔트로피축에 평행한 선은 엔탈피가 일정한 과정(교축 등)을 뜻한다.

에릭슨(Ericsson) 사이클은 두 개의 등온과정과 두 개의 정압과정으로 구성되며, 정압과정에서 방출·흡수되는 열을 재생기를 통해 서로 주고받는 재생 사이클이다.
디젤 사이클은 단열압축-정압가열-단열팽창-정적방열로, 사바테 사이클은 정적·정압 가열이 혼합된 형태로, 스털링 사이클은 두 개의 등온과정과 두 개의 정적과정으로 구성되어 있어 모두 조건과 다르다.

혼합 온도는 $\dfrac{3\times20+2\times80}{5}=44\ \mathrm{℃}$ 이고, 각 물의 엔트로피 변화를 절대온도로 구해 더합니다.
엔트로피 변화는
$\Delta S=3\times4.18\ln\dfrac{317.15}{293.15}+2\times4.18\ln\dfrac{317.15}{353.15}\approx0.987-0.899=0.088\ \mathrm{kJ/K}$ 입니다.
보충수 쪽만 계산하면 0.987, 응축수의 감소분을 더해 버리면 1.886, 섭씨온도를 그대로 로그에 넣으면 4.889 가 나옵니다.

강도성질(intensive property)은 압력, 온도, 비체적처럼 물질의 양(질량)에 관계없이 물질이 고유하게 갖는 성질을 말한다. 계를 둘로 나누어 질량이 절반이 되어도 온도나 압력 같은 강도성 상태량의 값 자체는 변하지 않는다.
이와 달리 부피, 질량, 내부에너지처럼 물질의 양에 비례하는 상태량은 종량성질(extensive property)이라 하며, 질량이 절반이 되면 그 값도 절반으로 줄어든다.

카르노 사이클의 열효율은 고온부와 저온부의 절대온도 비로 계산하며, $\eta = 1 - \dfrac{T_2}{T_1}$이다.
최고온도 600K, 최저온도 250K을 대입하면 $\eta = 1 - \dfrac{250}{600} \approx 0.583$, 즉 약 58%가 된다.

그림의 T-S 선도에는 포화곡선(종 모양 돔)이 그려져 있고, A는 좌측 하단, B는 A 바로 위, C는 좌측 포화액선 위, D는 우측 포화증기선 위, E는 D보다 온도가 높은 우측 상단, F는 A와 같은 낮은 온도의 우측 점이다. D에서 아래로 내려온 파선이 A-F 선과 만나는 보조점 D′도 표시되어 있으나, 문제에 주어진 사이클 순서(A→B→C→D→E→F→A)에는 포함되지 않는다.
A → B는 엔트로피가 거의 변하지 않고 압력·온도가 오르는 급수펌프의 단열압축, B → C는 압축액이 가열되어 포화액선에 이르는 과정, C → D는 돔 안을 수평으로 가로지르는 등온·등압 증발, D → E는 포화증기선 오른쪽에서 온도가 더 오르는 과열이다. E → F는 엔트로피 일정선을 따라 내려오는 터빈의 단열팽창, F → A는 낮은 온도에서 수평으로 되돌아오는 응축이다.
등압 가열·증발·과열 → 단열팽창 → 등압 응축 → 펌프 단열압축으로 구성되며 포화곡선을 넘나드는 이 형태는 증기를 작동유체로 쓰는 랭킨 사이클의 전형적인 T-S 선도다. 오토는 등적 가열·방열, 디젤은 등압 가열·등적 방열이라 포화곡선이 나타나지 않고, 냉동 사이클은 저온부에서 열을 흡수하도록 사이클이 반시계 방향으로 돈다.

피스톤이 하는 일은 $W=\int_{V_1}^{V_2}P\,dV$ 이므로, 과정 중의 압력–체적 관계식을 대입해 적분하면 된다. 주어진 관계 $PV^2=C$ 에서 $P=\dfrac{C}{V^2}$ 이다.
이를 대입하면 $W=\int_{V_1}^{V_2}\dfrac{C}{V^2}dV=C\left[-\dfrac{1}{V}\right]_{V_1}^{V_2}=C\left(\dfrac{1}{V_1}-\dfrac{1}{V_2}\right)$ 가 된다.
상수 $C$ 는 양 끝점에서 $C=P_1V_1^{2}=P_2V_2^{2}$ 이므로 $\dfrac{C}{V_1}=P_1V_1$, $\dfrac{C}{V_2}=P_2V_2$ 이다. 따라서 $W=P_1V_1-P_2V_2$ 로 정리된다.
이는 폴리트로픽 지수 $n=2$ 인 과정이므로 일반식 $W=\dfrac{P_1V_1-P_2V_2}{n-1}$ 에 대입해도 분모가 1이 되어 같은 결과를 얻는다.

열역학 제1법칙은 열과 일을 포함한 에너지가 계와 주위 사이에서 형태만 바뀔 뿐 총량은 보존된다는 에너지 보존 법칙을 나타낸다.
열이 이동하는 방향성과 엔트로피 개념은 제2법칙이, 열평형에 근거한 온도의 정의는 제0법칙이 다루는 내용이다.

두 물체를 접촉시켰을 때 더 이상 열이 이동하지 않는 상태, 즉 열적평형을 온도로 정의하는 법칙이 열역학 제0법칙이며, 온도계를 이용한 온도측정의 이론적 근거가 된다.
제1법칙은 에너지보존, 제2법칙은 열 이동 방향과 비가역성, 제3법칙은 절대영도에서의 엔트로피에 관한 법칙으로 온도측정의 근거인 열적평형과는 직접 관련이 없다.

등온과정에서 계가 외부에 하는 일은 $W=P_1V_1\ln\dfrac{V_2}{V_1}$이며, 등온관계 $P_1V_1=P_2V_2$에서 $\dfrac{V_2}{V_1}=\dfrac{P_1}{P_2}$이므로 같은 일을 $W=P_1V_1\ln\dfrac{P_1}{P_2}$로도 쓸 수 있다.
여기에 이상기체 상태방정식 $P_1V_1=mRT$를 대입하면 $W=mRT\ln\dfrac{V_2}{V_1}=mRT\ln\dfrac{P_1}{P_2}$ 형태도 모두 동일한 일을 나타내는 옳은 식이다.
반면 $P_1V_1\ln\dfrac{P_2}{P_1}$은 압력비의 분자·분모가 뒤바뀌어 부호가 반대가 되는 틀린 식이다. 등온팽창일을 압력비로 나타낼 때는 반드시 처음 압력을 분자에 둔 $\ln\dfrac{P_1}{P_2}$ 형태여야 한다.

노즐은 축일과 열출입이 없는 가역단열 유동이므로 정상유동 에너지식은 hi + Vi2/2 = ho + Vo2/2 가 된다(위치에너지 변화는 무시).
입구 유속을 무시할 수 있다고 했으므로 Vi ≈ 0이고, 정리하면 Vo2/2 = hi − ho, 즉 $V_o=\sqrt{2(h_i-h_o)}$이다. 엔탈피를 J/kg으로 넣으면 유속이 m/s로 나온다.
근호 안에 계수 2가 없는 형태는 운동에너지가 V2/2라는 점을 반영하지 못한 식이고, 출구 엔탈피에서 입구 엔탈피를 빼는 형태는 팽창으로 엔탈피가 감소(hi > ho)한다는 사실과 어긋나 근호 안이 음수가 된다.

강도성 상태량은 물질의 양(질량)에 관계없이 일정한 값을 갖는 상태량으로, 압력·온도·비체적(단위질량당 체적)이 이에 해당한다.
반면 체적은 물질의 양에 비례해 커지는 종량성(용량성) 상태량이므로 강도성 상태량이 아니다.

보일의 법칙은 일정한 온도에서 기체의 압력과 부피의 곱이 일정하다는 법칙으로, 식으로는 $PV = C$로 나타낸다.
부피와 온도의 비가 일정하다는 식은 정압에서 성립하는 샤를의 법칙이고, 압력·부피·온도를 함께 묶은 $\dfrac{PV}{T} = C$는 두 법칙을 합친 보일-샤를의 법칙(이상기체 상태방정식)에 해당한다.

가역단열과정에서 $T_2=T_1\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{\frac{k-1}{k}}$이 성립한다.
초기온도 $T_1=-35+273=238\,\mathrm{K}$, $\dfrac{P_2}{P_1}=500/22000\approx0.0227$, 지수 $\dfrac{k-1}{k}=0.41/1.41\approx0.291$을 대입하면 $T_2\approx238\times0.333\approx79\,\mathrm{K}$이다.
이를 섭씨로 환산하면 $79-273\approx-194℃$가 된다.

온도(압력)가 상승하면 포화액의 비엔트로피(sf)는 증가하고 포화증기의 비엔트로피(sg)는 감소하여, 두 값이 임계점에서 서로 만나 일치하게 된다.
이는 T-s 선도에 포화액선과 포화증기선을 그렸을 때 온도가 올라갈수록 두 선이 점차 가까워져 임계점에서 하나로 만나는 형태와 일치한다.

돌턴의 법칙에서 분압은 몰분율에 비례합니다.
산소 $\dfrac{4}{32}=0.125\ \mathrm{kmol}$, 질소 $\dfrac{7}{28}=0.25\ \mathrm{kmol}$ 이므로
$P_{O_{2}}=300\times\dfrac{0.125}{0.375}=100\ \mathrm{kPa}$ 입니다.
질량분율로 나누면 109.1, 두 성분에 똑같이 나누면 150.0, 200.0 은 질소의 분압입니다.

비리얼 상태식, 반데르발스 상태식, 비티-브리지먼 상태식은 모두 이상기체 법칙의 한계를 보완하기 위해 분자 간 인력이나 부피를 고려하여 만들어진 실제기체(real gas) 상태방정식이다.
오일러(Euler) 상태식이라는 명칭의 기체 상태방정식은 열역학에서 사용되지 않으며, 오일러의 이름은 주로 유체역학의 운동방정식과 관련되므로 실제기체 상태식에 속하지 않는다.

열전대는 열기전력이 크고 온도 상승에 비례하여 연속적으로 증가해야 하며, 열손실을 줄이기 위해 열전도율과 전기저항은 작을수록 좋다.
반면 저항온도계수가 크면 도선의 저항 변화가 열기전력 측정에 오차로 작용하므로, 열전대에는 저항온도계수가 작을 것이 요구된다. 따라서 저항온도 계수가 높을 것은 열전대의 구비조건과 반대되는 설명이다.

전자유량계는 도전성 유체가 자기장을 통과할 때 발생하는 기전력(패러데이 법칙)을 이용하는데, 유체와 접촉하는 부분에 내식성 있는 라이닝 재료를 자유롭게 선택할 수 있어 오히려 내식성 유지가 용이한 것이 장점이다. 따라서 내식성 유지가 곤란하다는 설명은 틀렸다.
관 내부에 조리개 등 유동을 막는 구조물이 없어 압력손실이 거의 없고, 전기가 통하지 않는 유체(가스, 순수 절연유 등)에는 사용할 수 없어 전도성 액체 전용이며, 발생 기전력이 매우 작아 이를 검출하기 위한 고성능 증폭기가 필요하다.

피토관은 유동 중 전압(정체압)을 측정하는 구멍과 정압을 측정하는 구멍을 함께 갖추어, 두 압력의 차이로부터 베르누이 정리에 따라 그 지점의 유속과 순간 유량을 구하는 유량계이다.
로터미터는 부자의 위치로, 임펠러식은 회전수로 유량을 측정하는 방식이며, 휘트스톤 브릿지는 전기저항 측정에 쓰이는 회로 방식이므로 전압과 정압의 차를 이용하는 방식과는 원리가 다르다.

링밸런스식(환상천평식) 압력계는 미세한 압력 변화를 링의 기울어짐으로 검출하는 저압용 계기로 정밀도가 낮은 편이기 때문에, 도압관에 의한 손실과 오차를 줄이기 위해 측정하려는 압력원에 가깝게 설치하는 것이 바람직하다.
부식성 가스나 습기가 많은 환경에서는 오히려 정도가 떨어지고, 도압관은 짧고 굵게 설치해야 하며, 주로 가스(기체)의 압력·차압을 측정하는 데 사용되므로 나머지 설명은 옳지 않다.

액체의 압력과 양정(수두)의 관계는 $h = \dfrac{10 \times P}{s}$(P는 kgf/cm² 단위 압력, s는 비중)로 나타낼 수 있으며, 이는 비중 1인 물 기준으로 1 kgf/cm²가 약 10m의 수두에 해당한다는 관계에서 비롯된다.
비중 0.8, 압력 2 kg/cm²를 대입하면 $h = \dfrac{10 \times 2}{0.8} = 25\ \mathrm{m}$가 되어 25m의 양정을 얻는다.

그림은 두 압력 P1, P2(kg/m2)를 비교하는 U자관 액주계로, 봉입액의 비중량은 γ(kg/m3), 좌우 액면의 높이차는 h(m)이다. 그림에서 P1 이 걸린 왼쪽 액면이 낮고, P2 쪽 액면이 h 만큼 높다.
액면차가 이렇게 생겼다는 것은 왼쪽 압력이 더 크다는 뜻이다. 낮은 쪽 액면(왼쪽 액면)을 기준면으로 잡고 좌우 압력이 같다는 조건을 세우면 P1 = P2 + γh 가 된다.
즉 P1 = P2 + γh 이고, 두 압력의 차는 P1 − P2 = γh 이므로 액주 높이 h 만 읽으면 압력차를 알 수 있다. γh 는 kg/m3 × m = kg/m2 로 압력 차원이 되지만, h = γ(P1−P2) 같은 형태는 차원이 맞지 않아 성립할 수 없다.

봄브식 열량계는 시료를 산소가 채워진 밀폐된 봄브(강철 용기) 안에서 완전 연소시켜 발생한 열을 주위 물의 온도 상승으로 환산하는 방식으로, 고체·액체 연료의 발열량 측정에 널리 쓰인다.
융커스식은 가스연료 전용 열량계이고, 클리브랜드식·타그식은 인화점 측정에 쓰이는 시험기로 열량 측정 장치가 아니다.

탄성 압력계는 압력을 받았을 때 탄성 변형이 일어나는 부르동관, 다이어프램, 벨로스 같은 탄성체의 변위를 이용해 압력을 지시한다.
리퀴드 벌브는 액체(또는 액체와 봉입가스)의 열팽창을 이용하는 충만식 온도계의 감온부이며, 압력을 받아 변형하는 탄성체가 아니므로 탄성 압력계의 구성 요소에 해당하지 않는다.

광고온계는 온도계 내부의 필라멘트가 발하는 빛의 밝기(휘도)를 측정 대상물의 빛과 육안으로 비교하여, 두 밝기가 같아지는 지점의 필라멘트 전류값으로부터 온도를 구하는 비접촉식 온도계이다. 특정 파장을 이용해 비교하므로 정밀도가 높지만, 사람이 직접 밝기를 맞춰야 하므로 측정 인력이 필요하다.
방사온도계는 물체가 방출하는 전체 파장의 복사에너지를 이용하고, 열전대온도계·저항온도계는 접촉식 온도계이므로 문제에서 설명하는 방식과 다르다.

제시된 설명은 온도조절기와 유량조절기가 2단으로 이어진 구성이다. 온도조절기의 출력이 밸브를 직접 조작하는 것이 아니라 증기 유량을 제어하는 유량조절기의 설정치로 넘어간다는 점이 핵심이다.
이처럼 앞단 조절기(주조절기)의 출력이 뒷단 조절기(부조절기)의 목표값이 되는 2중 루프 제어를 캐스케이드 제어라고 한다. 증기 압력 변동 같은 외란을 응답이 빠른 안쪽 유량 루프에서 먼저 잡아 주므로, 온도만으로 밸브를 직접 조작할 때보다 정정 시간이 짧고 안정하다.
반면 목표값이 시간에 따라 임의로 변하는 것을 따라가는 것은 추종제어, 미리 정해진 일정에 따라 목표값이 변하는 것은 프로그램제어, 목표값이 일정하게 유지되는 것은 정치제어로, 이들은 모두 목표값의 성질에 따른 분류이며 조절기를 2단으로 잇는 구성과는 구분해야 한다.

열전대는 재질에 따라 사용 가능한 최고온도가 다르며, 백금-백금·로듐(R형)은 내열성이 가장 우수하여 약 1600℃ 부근의 고온까지 측정이 가능하다.
K형(크로멜-알루멜)은 약 1200℃, J형(철-콘스탄탄)은 약 800℃, T형(구리-콘스탄탄)은 약 350℃ 정도가 사용 상한이므로, 제시된 보기 중 사용온도가 가장 높은 것은 백금계인 R형이다.

그림의 블록선도는 입력 X(s)가 가산점을 지나 G1(s)를 통과해 출력 Y(s)가 되고, 그 출력이 G2(s)를 거쳐 다시 가산점으로 되돌아오는 피드백(폐루프) 결합이다.
가산점 출력을 E라 하면 E = X ± G2Y, Y = G1E 이므로 두 식을 정리하면 $\dfrac{Y(s)}{X(s)} = \dfrac{G_1(s)}{1 \mp G_1(s)G_2(s)}$ 가 된다. 즉 전향경로 전달함수 ÷ (1 ∓ 개루프 전달함수) 하나의 블록으로 등가변환된다.
따라서 분자가 G1(s), 분모가 1 ± G1(s)G2(s)인 단일 블록이 옳다. 분모에 G2가 빠져 1 ± G1(s)만 남은 형태, 분모 자리의 1 ± G1(s)G2(s)만 블록에 넣은 형태, G1·G2 직렬 블록에 1/G2 가지를 덧붙인 형태는 모두 되먹임 효과를 제대로 반영하지 못한다.

피토관에서 유속은 동압과 밀도로부터 $V=\sqrt{\dfrac{2\Delta P}{\rho}}$로 구한다.
동압 100mmAq를 압력 단위로 환산하면 $\Delta P \approx 100\times 9.8 \approx 980\ \mathrm{Pa}$이다.
따라서 $V = \sqrt{\dfrac{2\times 980}{1.3}} \approx 38.8\ \mathrm{m/s}$이다.

비례동작(P)만으로는 잔류편차(off-set)가 남고, 적분동작(I)을 더하면 잔류편차는 제거되지만 응답이 느려지고 진동(오버슈트)이 발생하기 쉽다.
여기에 미분동작(D)을 추가하면 진동을 억제하면서 응답속도를 빠르게 할 수 있어, 잔류편차 제거·빠른 응답·진동 억제를 동시에 만족하는 제어동작은 비례·적분·미분을 모두 사용하는 방식이다.

편위식(디스플레이서식) 액면계는 액 속에 잠긴 플로트(디스플레이서)에 작용하는 부력이 잠긴 깊이, 즉 액위에 따라 달라지는 것을 이용하는 계기로, 아르키메데스의 부력 원리를 그대로 적용한 방식이다.
이에 비해 차압식은 액주가 만드는 압력차를 이용하고, 퍼지식과 기포식은 액 중에 넣은 관으로 공기나 질소를 일정량 불어넣을 때 걸리는 배압을 측정하는 방식이므로 부력 원리와는 구별된다.

아스만 통풍습도계는 건구와 습구 온도계 주위에 일정한 속도의 통풍을 인위적으로 만들어주는 방식으로, 휴대가 가능하면서도 상온에서 비교적 정밀도가 높은 통풍형 건습구 습도계에 해당한다.
간이 건습구 습도계가 자연통풍에 의존하는 것과 달리, 아스만 습도계는 팬 등으로 강제통풍을 시켜 측정오차를 줄인 것이 특징이다.

피드백(폐루프) 제어는 출력을 검출해 목표값과 비교·수정하는 방식으로, 검출기·조절기 등 구성이 복잡해 설비비가 많이 들고 운영에도 비교적 높은 기술 수준이 요구되며, 구조가 복잡한 만큼 고장 시 수리도 비교적 어렵다는 특징이 있다.
여러 구성 요소가 피드백 루프로 서로 연결되어 있으므로, 일부 요소에 고장이 생기면 그 영향이 전체 제어 결과(생산)에 그대로 파급될 수 있다. 따라서 "일부 고장이 있어도 전체 생산에 영향을 미치지 않는다"는 서술은 피드백 제어의 특징과 맞지 않는다.

암모니아성 염화제1구리 용액은 CO를 흡수한다.
나머지 흡수액이 흡수하는 성분은 다음과 같다.
수산화칼륨 30 % 수용액 — CO2를 흡수한다.
알칼리성 피로갈롤 용액 — O2를 흡수한다.
발연황산 — 헴펠법에서 중탄화수소(CmHn) 흡수에 쓰인다.

마찰 토크가 커지면 회전자가 유속을 따라가지 못하고 느리게 돌아, 같은 유량에서 펄스 수가 줄어 실제보다 작게 지시한다.
터빈 유량계는 회전자의 회전수가 유속에 비례한다는 전제로 유량을 환산한다. 구동 토크가 작은 저유량 쪽에서 오차가 더 크게 나타난다.
마찰은 회전을 늦추는 방향으로만 작용하므로 크게 지시하는 일은 없다.

방사고온계는 물체가 방출하는 전체 파장 영역의 복사에너지 총량이 절대온도의 4제곱에 비례한다는 스테판-볼츠만의 법칙을 이용하여 접촉 없이 온도를 측정한다.

캐스터블은 내화 골재에 알루미나시멘트를 섞고 물로 반죽해 타설한다.
캐스터블 내화물은 내화성 골재에 수경성 알루미나시멘트를 결합제로 섞은 부정형 내화물로, 물을 넣어 반죽한 뒤 콘크리트처럼 타설하여 소성 없이 경화시킨다.
가소성 소지를 두드려 다짐 — 플라스틱(래밍) 내화물의 시공법이다.
벽돌을 모르타르로 쌓음 — 정형 내화물이다.
타설 직후 급가열 — 양생한 다음 서서히 건조·승온해야 하며, 바로 급가열하면 수분이 폭발적으로 증발해 손상된다.

터널요는 대차에 실린 제품이 긴 터널 구조의 가마 안을 예열대·소성대·냉각대 순으로 연속 이동하며 소성되는 연속식 요이다.
횡염식·승염식·도염식 요는 하나의 가마방에서 정해진 시간 동안 제품을 넣고 소성한 뒤 꺼내는 방식으로 작동하는 불연속식(배치식) 요에 해당한다.

파형노통은 평판 노통에 비해 표면적이 넓어 전열 효과가 좋고, 주름 구조 덕분에 열팽창·수축을 흡수하는 탄력성(신축성)이 우수하다는 것이 큰 장점이다. 따라서 “열의 신축에 의한 탄력성이 나쁘다”는 설명은 파형노통의 실제 특성과 반대이다.
강도가 크고, 주름 가공으로 인해 제작비가 비싸며, 요철 부위에 스케일이 쌓이기 쉽다는 점은 파형노통에 대한 옳은 설명이다.

평균에너지소비효율의 개선기간은 개선명령을 받은 날부터 다음 해 12월 31일까지이다. 개선기간이 다음해 1월 31일까지라고 한 설명은 기간을 크게 줄여 잘못 옮긴 것이므로 옳지 않다.
나머지 설명은 규정과 일치한다. 기자재의 종류별 에너지소비효율 산정방법은 기후에너지환경부장관이 정하여 고시하며, 평균에너지소비효율은 $\dfrac{\text{기자재 판매량}}{\sum\left[\dfrac{\text{기자재 종류별 국내판매량}}{\text{기자재 종류별 에너지소비효율}}\right]}$ 로 산정한다. 분모가 판매량을 효율로 나눈 값들의 합이라는 점에서 단순 평균이 아니라 조화평균 형태다.
또 개선명령을 받은 자는 명령을 받은 날부터 60일 이내에 개선명령 이행계획을 수립해 제출해야 한다. 이행계획 60일 / 개선기간 다음 해 12월 31일로 숫자를 짝지어 정리하면 이런 변형 지문에 흔들리지 않는다.

무기질 보온재(유리섬유, 암면, 규조토 등)는 대부분 섬유상 또는 다공질 구조를 가지며, 독립기포로 안정되어 있는 구조는 발포 폴리스티렌 등 유기질 보온재의 특징이다. 따라서 무기질 보온재가 독립기포로 안정되어 있다는 설명은 틀렸다.
무기질 보온재는 일반적으로 안전사용온도 범위가 넓고 최고사용온도가 높아 고온에 적합하며, 유기질 보온재보다 강도가 높고 변형이 적은 편이다.

연속가열로는 소재가 노 내부를 연속적으로 이동하면서 가열되는 방식으로, 푸셔식·워킹빔식·회전로상식 가열로가 대표적이다.
반면 대차식 가열로는 소재를 대차 위에 실어 노 안에 넣은 뒤 정지된 상태로 일정 시간 가열하고 다시 꺼내는 뱃치(batch)식 가열로이다. 소재가 가열 중에 이동하지 않으므로 연속가열로의 종류에 해당하지 않는다.

에너지이용 합리화법령상 강철제·주철제 보일러 중 ① 최고사용압력이 0.1MPa 이하이면서 동체 안지름 300mm 이하·길이 600mm 이하인 것, ② 최고사용압력이 0.1MPa 이하이면서 전열면적이 5m² 이하인 것, ③ 2종 관류보일러, ④ 대기개방형 온수보일러는 검사대상기기에서 제외된다.
따라서 2종 관류보일러는 검사대상기기에 해당하지 않는다.
반면 정격용량 0.58MW를 초과하는 철금속가열로, 도시가스 사용량이 232.6kW를 초과하는 소형온수보일러, 최고사용압력 0.2MPa를 초과하면서 내부 부피가 0.04m³ 이상인 2종 압력용기는 모두 검사대상기기의 범위에 든다.

터널가마는 긴 터널 형태의 가마 내부를 대차가 서서히 이동하며 예열-소성-냉각 구간을 거치는 연속식 가마로, 온도구배가 안정적이어서 노 내 온도조절이 용이하고 대량생산에 적합하며 열효율이 좋아 유지비가 저렴하다.
다만 연속적으로 일정한 열량을 안정적으로 공급해야 하므로 실제로는 가스·중유 등 균질한 연료를 사용해야 하며, "사용연료에 제한이 없다"는 설명은 터널가마의 특성과 맞지 않는다.

에너지이용 합리화법령상 검사대상기기관리자로 선임된 사람은 선임된 날부터 6개월 이내에 관리자로서 필요한 교육을 받아야 한다.
검사대상기기의 설치자는 안전관리를 위해 자격을 갖춘 관리자를 선임하여야 하며, 선임 후 정해진 기간 내에 교육을 이수하도록 하여 관리 능력을 확보하게 하는 취지의 규정이다.

고압배관용 탄소강관(SPPH, KS D 3564)은 350℃ 정도 이하에서 사용압력이 높은 배관에 쓰는 강관으로, 호칭지름마다 바깥지름이 규격으로 고정되어 있고 두께는 스케줄 번호로 정해진다. 따라서 호칭지름의 기준이 되는 치수는 바깥지름이다.
바깥지름이 고정되어 있기 때문에 같은 호칭지름이라도 스케줄 번호가 커지면 관이 두꺼워지고 안지름은 오히려 작아진다. 즉 안지름은 스케줄에 따라 달라지는 값이라 호칭의 기준이 될 수 없다.
안지름과 바깥지름의 평균값(평균지름)도, 배관나사의 바깥지름도 호칭지름과는 무관하다. 나사의 바깥지름은 관용나사 규격에서 다루는 별개의 치수이다.

요로 내에서 가열물을 효율적으로 가열하려면 가열물 주위에 고온의 연소가스가 접촉하도록 흐름을 유도해야 하며, 저온 가스가 가열물 주변에 정체되면 열전달이 저하되어 바람직하지 않다.
같은 흡입 조건에서는 밀도가 낮은 고온가스가 천정쪽으로 상승하는 경향을 보이고, 가연성분을 포함한 연소가스는 흐르면서 계속 연소가 진행되며, 연소가스가 가열실 내에 고르게 충만하여 흐르는 것이 바람직하다는 설명은 모두 타당하다.
따라서 '가열물의 주변에 저온 가스가 체류하는 것이 좋다'는 설명이 실제와 반대되어 틀린 내용이다.

에너지이용 합리화법 시행규칙 제24조제2항에 따라 에너지절약전문기업 등록신청서에는 사업계획서, 보유장비명세서, 기술인력명세서(자격증명서 사본 포함)를 첨부한다.
감정평가법인등이 평가한 자산에 대한 감정평가서는 신청인이 개인인 경우에만 첨부하고, 법인은 공인회계사가 검증한 최근 1년 이내의 재무상태표를 첨부한다. 따라서 감정평가서를 법인인 경우의 첨부서류로 적은 것이 틀린 설명이다.

에너지다소비사업자가 에너지 손실요인의 개선명령을 받으면, 개선명령을 받은 날부터 60일 이내에 개선계획을 수립하여 기후에너지환경부장관에게 제출하여야 한다.
20일·30일·50일은 이 규정에서 정한 기간이 아니므로, 개선계획 제출기한은 60일로 정리해 두면 된다.

마그네시아(MgO)질 내화물은 수증기와 반응하여 $\mathrm{MgO + H_2O \rightarrow Mg(OH)_2}$ 형태로 수화되는데, 이때 생성물의 비중이 원래보다 작아지면서 체적이 크게 팽창한다.
이러한 체적 팽창으로 내화물 조직에 균열이 생기고 붕괴되는 현상을 슬래킹(Slaking)이라 하며, 열충격에 의한 박리 현상인 스폴링이나 국부 팽창으로 인한 폭열 현상인 버스팅과는 발생 원인이 다르다.

검사대상기기의 설치·개조·설치장소 변경·재사용 검사와 계속사용검사는 법령상 시·도지사의 권한이지만 그 업무는 한국에너지공단에 위탁되어 있다.
공단은 이들 검사의 검사증 발급, 검사대상기기관리자 선임·해임 신고 접수 업무도 함께 맡는다. 다른 공공기관은 가스·산업안전·전기 분야의 검사를 담당한다.

고압 증기가 흐르는 옥외 배관은 큰 신축량과 높은 압력을 함께 견뎌야 하므로, 배관 자체를 크게 구부려 그 휨으로 신축을 흡수하는 루프형(신축곡관) 신축이음이 가장 적당하다. 루프형은 패킹이나 미끄럼부가 없어 고압에 강하고 설치 공간을 확보하기 쉬운 옥외 배관에 유리하다.
벨로즈형과 슬리브형은 각각 주름관과 패킹·미끄럼면이 압력과 마모에 취약해 고압 조건에는 상대적으로 불리하며, 오프셋형은 배관의 굴곡(엘보)을 이용하는 방식이라 흡수할 수 있는 신축량이 작아 고압·대구경 옥외 배관에는 적합하지 않다.

에너지이용 합리화법령상 1종 압력용기는 최고사용압력과 내부 부피의 곱이 0.004를 초과하는 것 중, 증기 등을 발생시켜 액체를 가열하는 것, 용기 안의 화학반응으로 증기를 발생시키는 것, 액체의 성분을 분리하려고 그 액체를 가열하는 것으로서 용기 안의 압력이 대기압을 넘는 것, 그리고 용기 안 액체의 온도가 대기압에서의 비점을 넘는 것을 말한다.
따라서 용기 안 액체의 온도가 대기압에서의 비점을 초과하지 않는 경우는 위 어느 유형에도 해당하지 않으므로 1종 압력용기가 아니다.
참고로 2종 압력용기는 일정 압력을 넘는 기체를 그 안에 보유하는 용기에 대해 내부 부피와 동체 치수를 기준으로 따로 정한 것이어서, 액체의 비점 조건과는 구분해 두어야 한다.

제시된 문장은 보일러 설치검사기준의 급수장치 조항으로, 급수밸브 및 체크밸브의 크기를 전열면적 10㎡를 경계로 나누어 규정한 것이다.
기준에 따르면 전열면적 10㎡ 이하의 보일러는 호칭 15A 이상, 전열면적 10㎡를 초과하는 보일러는 호칭 20A 이상이어야 한다. 즉 ㉠에는 15A, ㉡에는 20A가 들어간다.
전열면적이 클수록 증발량이 많아 필요한 급수량도 늘어나므로 급수관과 밸브 구경이 함께 커져야 한다는 취지다. 5A·10A처럼 작게 잡거나 20A·30A처럼 한 단계씩 올려 외우면 틀리기 쉬우므로 기준 면적 10㎡ / 호칭 15A·20A 세 숫자를 한 묶음으로 기억하는 것이 좋다.

에너지이용 합리화법령의 검사대상기기관리자 자격·조종범위 기준에 따르면, 에너지관리기능사는 용량 10t/h 이하의 보일러를, 에너지관리산업기사는 이보다 큰 10t/h 초과 30t/h 이하의 보일러까지 취급할 수 있다.
따라서 10t/h를 초과하지만 30t/h를 넘지 않는 구간이 산업기사 자격으로는 관리 가능하나 기능사 자격으로는 관리할 수 없는 범위에 해당한다.

에너지원별 에너지열량 환산기준에서 석유계 액체연료는 1L, 천연가스는 1kg을 기준으로 총발열량이 고시된다. 천연가스는 주성분인 메탄의 수소 함유 비율이 높아 단위 질량당 발열량이 커서, 제시된 연료 중 총발열량이 가장 높다.
휘발유·항공유·B-C유 등 석유계 액체연료는 밀도와 탄화수소 조성에 따라 서로 발열량 차이가 있지만, 1L 기준 총발열량은 천연가스의 1kg 기준 값에 미치지 못한다.

평형통풍(균형통풍)은 노(연소실) 앞쪽에는 압입 팬(강제 통풍), 연도 끝(굴뚝 쪽)에는 유인 팬을 함께 설치하여 노 내부의 압력을 대기압에 가깝게, 또는 임의의 수준으로 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 통풍 방식이다.
자연통풍은 굴뚝의 밀도차만을 이용하고, 압입통풍은 노 앞쪽 팬만, 유인통풍은 연도 쪽 팬만 사용하므로, 노 내 압력을 임의로 조절하는 목적에는 두 팬을 함께 쓰는 평형통풍이 적합하다.

수관식 보일러는 드럼이 작고 관 내부에 물이 흐르는 구조라 보유수량이 적어 증기 발생이 빠르고, 고온·고압 대용량에 적합하며, 연소실 설계 자유도가 크고 전열면 증발율이 크다는 장점이 있다.
보유수량이 적기 때문에 오히려 부하가 급변할 때 압력 변동이 커지는 경향이 있어, "보유수량이 많아 압력변동이 적다"는 설명은 수관식 보일러가 아니라 노통연관식처럼 보유수량이 큰 보일러의 특성이다.

보일러 설치·시공기준상 대형보일러(주철제보일러 제외)를 옥내에 설치할 때는 점검·정비 공간과 방열 여유를 확보하기 위해 동체 최상부에서 보일러실 상부 구조물까지의 거리를 1.2m 이상으로 하도록 정하고 있다.

유량은 $Q=A\times v$이고, 원형관의 단면적은 $A=\dfrac{\pi D^2}{4}$이므로 관 직경의 제곱에 비례한다.
유속 $v$를 일정하게 두고 직경 $D$를 2배로 늘리면 단면적은 $2^2=4$배가 되므로 유량도 4배로 증가한다.

보일러 구조 기준상 평노통·파형노통·화실 및 직립보일러 화실판(습식화실과 조합노통 중 평노통은 제외)의 두께는 22mm 이하여야 한다는 규정이 있다.
이는 노통·화실판이 지나치게 두꺼워져 국부적인 과열이나 열응력에 취약해지지 않도록 판 두께의 상한을 둔 것이다.

강제보일러 구조기준에서 파형노통의 최소 두께는 평형부 길이가 230mm 미만일 때 $t=\dfrac{10PD}{C}$ 로 계산한다. 여기서 $P$ 는 최고사용압력(MPa), $D$ 는 파형부의 최대 내경과 최소 내경의 평균치(mm), $C$ 는 노통 형식에 따라 정해지는 상수다.
식의 형태는 물리적으로도 자연스럽다. 압력이 높을수록, 지름이 클수록 두껍게 만들어야 하므로 P와 D는 분자에 오고, 파형 형상의 보강 효과를 나타내는 상수 C는 클수록 얇게 해도 되므로 분모에 온다. 계수 10은 압력 단위 MPa와 치수 단위 mm를 맞추기 위한 환산값이다.
따라서 최소 두께는 10PD를 C로 나눈 값이다. C를 분자에 두거나 P·D·C를 모두 곱한 형태는 상수 C가 커질수록 두께가 두꺼워진다는 뜻이 되어 보강 효과와 반대가 되므로 성립하지 않는다.

연관보일러에서 관판의 최소두께는 연관의 바깥지름에 비례하여 정해지며, 일반적으로 바깥지름의 1/6 이상을 확보하도록 한다.
$t = D \times \dfrac{1}{6} = 75\,\mathrm{mm} \times \dfrac{1}{6} = 12.5\,\mathrm{mm}$
따라서 바깥지름 75mm인 연관에 대해서는 관판 두께가 최소 12.5mm 이상이어야 한다.

입형(직립형) 보일러는 원통을 세운 구조로 설치면적이 좁고, 전열면이 작아 효율이 낮으며, 증기실이 좁아 발생하는 증기에 수분이 섞인 습증기가 되기 쉽다.
구조상 증기실과 동체 내부 공간이 협소하여 오히려 내부 청소 및 검사가 어려운 것이 입형보일러의 단점이므로, 증기실이 커서 청소·검사가 쉽다는 설명은 틀린 내용이다.

탈기기(deaerator)는 보일러 급수 중에 용존되어 있는 산소(O2)와 이산화탄소(CO2)를 가열·감압 등의 방법으로 분리, 제거하여 배관 및 보일러 내부의 부식을 방지하는 장치이다.
SO2, NO2, NO3와 같은 성분은 급수 중 용존가스로서 탈기기가 대상으로 하는 대표적 가스가 아니다.

단위면적당 열저항은 내화벽돌 $\dfrac{0.24}{1.2} = 0.2\ \mathrm{m^2K/W}$, 단열벽돌 $\dfrac{0.12}{0.15} = 0.8\ \mathrm{m^2K/W}$ 이다.
열유속은 $q = \dfrac{900 - 100}{0.2 + 0.8} = 800\ \mathrm{W/m^2}$ 이고,
경계면 온도는 $T = 900 - 800 \times 0.2 = 740\ \mathrm{^\circ C}$ 이다.
두 층의 저항을 바꿔 쓰면 260 ℃, 두께 비로만 나누면 약 367 ℃가 나온다.

노벽과 보온재를 통과하는 열손실은 두 층을 직렬로 지나는 평면벽 열전도로 계산할 수 있으며, 각 층의 열저항의 합을 이용한다.
$R = \dfrac{L_1}{k_1 A} + \dfrac{L_2}{k_2 A} = \dfrac{0.2}{3.3 \times 10} + \dfrac{0.075}{0.13 \times 10} \approx 0.00606 + 0.05769 = 0.06375\ \mathrm{K/W}$
$Q = \dfrac{\Delta t}{R} = \dfrac{400 - 38}{0.06375} \approx 5678\ \mathrm{W}$로, 열손실은 약 5678W이다.

제시된 조건은 보존기간 6개월 이상의 장기 보존, 1년 이상이면 방청도료 도포, 약품 상태를 1~2주마다 점검, 동(드럼) 내부의 산소 제거에 숯불 이용 이다. 흡습 약품을 넣고 밀폐한 뒤 그 약품 상태를 주기적으로 점검한다는 점이 석회밀폐 건조보존법의 결정적 특징이다.
석회밀폐 건조보존법은 보일러수를 완전히 배출하고 내부를 건조시킨 다음 생석회(CaO)·실리카겔 등 흡습제를 동 내부에 넣고 밀폐하여 습기와 산소를 차단하는 방법으로, 6개월 이상 장기 휴지 시에 쓴다.
만수보존법은 2~3개월 이내 단기 휴지 시 보일러수를 가득 채워 두는 방법, 가열건조법 역시 단기 휴지 시 열로 말리는 방법이며, 질소가스 봉입보존법은 약 0.06 MPa 정도로 질소를 채워 산화를 막는 방법이라 '약품 점검'이라는 조건과 맞지 않는다.