열역학 제2법칙을 설명한 내용으로 옳지 않은 것은?

계에 가한 열은 내부에너지와 일의 합과 같다

열은 스스로 저온에서 고온으로 옮겨 가지 않는다

열을 모두 일로 바꾸는 기관은 만들 수 없다

고립계의 엔트로피는 스스로 줄어들지 않는다

에너지관리기사필기 과목

에너지관리기사 열 및 에너지관리 예상문제

열 및 에너지관리는 에너지관리기사 필기 4개 과목 가운데 하나입니다. CertHub가 이 과목으로 제작한 25문항 중 8문항을 정답·해설과 함께 아래에 실었습니다.

열 및 에너지관리 공략 — 2026년까지의 열역학 내용이 그대로 옮겨 왔어요. 사이클 선도를 직접 그려 가며 이해하고, 새로 들어온 단위계 환산과 냉동기 성적계수까지 함께 연습해요.

열 및 에너지관리 과목 개요

2027년 출제기준의 열 및 에너지관리는 2026년까지의 열역학을 중심으로 단위계, 열전달, 에너지관리, 냉동설비 운영을 한데 묶은 과목입니다. 단위계와 열역학 기초(SI 단위, 온도와 상태량), 열역학 제1·제2법칙, 이상기체의 상태변화와 오토·브레이턴 사이클, 증기의 성질과 재열 사이클, 전도·복사와 대수평균온도차, 내화재·보온재 같은 단열성능 관리, 에너지원별 열량 환산과 원단위, 보일러 효율과 입열, 냉동기 성적계수와 냉매·습공기선도를 다룹니다.

효율, 온도, 질량, 열량을 구하는 계산 문항이 절반이 넘습니다. 섭씨를 절대온도로 바꾸지 않거나 비열비 지수를 잘못 넣는 실수, 톤과 킬로그램 단위를 헷갈리는 실수를 노린 오답이 많아 공식과 함께 단위를 확인하는 습관이 중요합니다. 내화재·보온재는 2026년까지 열설비재료 및 관계법규에서, 보일러 효율과 열정산은 열설비설계에서 나오던 내용이고, 석유환산톤과 에너지 원단위, 냉매와 습공기선도는 새로 들어온 주제입니다.

출제 비중

에너지관리기사 필기 80문항 중 20문항(25.0%)이 열 및 에너지관리 과목에서 출제됩니다.출처 Q-Net 에너지관리기사 출제기준(필기·실기, 2027.1.1~2030.12.31)

열 및 에너지관리 핵심 개념 요약

단위계와 열역학의 기초: SI 기본단위는 m, kg, s, A, K, mol, cd의 7개이고 줄(J)·와트(W)·파스칼(Pa)은 유도단위입니다. 제3의 물체와 각각 열평형이면 두 물체도 열평형이라는 제0법칙이 온도 측정의 근거입니다. 체적과 내부에너지처럼 양에 비례하는 값은 종량성, 압력·온도·비체적은 강도성 상태량입니다.
이상기체 상태식과 상태변화: 이상기체 질량은 압력과 체적의 곱을 기체상수와 절대온도의 곱으로 나눠 구합니다. 가역 단열변화는 엔트로피가 일정하고, 단열압축 후 온도는 압력비의 (k−1)/k 제곱에 비례합니다. 폴리트로프 지수가 0이면 정압, 1이면 등온, 비열비와 같으면 단열, 무한대이면 정적변화입니다.
열역학 제2법칙과 카르노 사이클: 열은 스스로 저온에서 고온으로 옮겨 가지 않고, 열을 모두 일로 바꾸는 기관은 만들 수 없습니다. 가한 열이 내부에너지와 일의 합이라는 것은 제1법칙입니다. 카르노 효율은 1에서 저열원과 고열원의 절대온도 비를 뺀 값이므로 반드시 켈빈 온도를 넣어야 합니다.
가스 사이클과 증기 사이클: 오토 사이클은 가열과 방열이 모두 정적이며 효율은 압축비와 비열비로 정해지고, 가스터빈의 브레이턴 사이클은 두 단열과정과 두 정압과정으로 이루어집니다. 재열 사이클은 고압터빈을 나온 증기를 다시 가열해 터빈 출구 건도를 높입니다. 습증기 엔탈피는 포화액 엔탈피에 건도와 증발잠열의 곱을 더해 구합니다.
열전달과 대수평균온도차: 평면벽의 전도 열량은 열전도율×면적×온도차÷두께입니다. 열교환기의 대수평균온도차는 양 끝 온도차의 차를 그 비의 자연로그로 나눈 값입니다. 흑체 복사에너지는 절대온도의 네제곱에 비례해 온도가 2배면 16배가 됩니다.
단열성능 관리: 내화재와 보온재: 실리카가 주성분인 규석질 벽돌은 산성, 마그네시아질은 염기성, 크롬질과 탄화규소질은 중성 내화물입니다. 코르크는 유기질, 규조토·암면·펄라이트는 무기질 보온재입니다.
에너지원별 특성과 원단위: 에너지법 시행규칙의 에너지열량 환산기준은 석유환산톤(toe)을 원유 1톤이 갖는 열량 10⁷kcal로 정하므로 사용량×발열량÷10⁷로 toe를 구합니다. 에너지 원단위는 에너지사용량을 생산량으로 나눈 값으로, 작을수록 같은 양을 만드는 데 에너지를 덜 쓴 것입니다.
에너지효율 관리와 냉동설비: 보일러 효율은 증기가 얻은 열량을 연료가 공급한 열량으로 나눈 값이고, 열정산에서 배기가스가 가져가는 열은 출열(손실)입니다. 역카르노 냉동기의 성적계수는 저온부 절대온도를 두 온도의 차로 나눈 값입니다. 냉매는 임계온도가 높고 증발잠열이 커야 하며, 습공기를 가열만 하면 절대습도는 그대로이고 상대습도는 낮아집니다.

에너지관리기사 열 및 에너지관리 예상문제 미리보기

열 및 에너지관리 과목 25문항 중 8문항입니다. 정답과 해설은 눌러서 확인할 수 있습니다.

열 및 에너지관리1번 문항
두 물체가 각각 제3의 물체와 열평형에 있으면 두 물체도 서로 열평형이라는 내용의 법칙은?
1. 1.열역학 제3법칙
2. 2.열역학 제1법칙
3. 3.열역학 제2법칙
4. 4.열역학 제0법칙
정답·해설 보기
정답 4번. 열역학 제0법칙
열평형의 이행성을 규정한 것이 제0법칙이며 온도 측정의 근거가 됩니다. 에너지 보존은 제1법칙, 변화의 방향성은 제2법칙이 다룹니다.
열 및 에너지관리2번 문항
다음 중 물질의 양에 따라 값이 달라지는 종량성 상태량만으로 짝지어진 것은?
1. 1.압력과 온도
2. 2.온도와 비엔탈피
3. 3.비체적과 밀도
4. 4.체적과 내부에너지
정답·해설 보기
정답 4번. 체적과 내부에너지
체적과 내부에너지는 물질의 양에 비례해 커지므로 종량성 상태량입니다. 압력·온도·비체적처럼 양과 무관하게 정해지는 값은 강도성 상태량입니다.
열 및 에너지관리3번 문항
압력 200kPa, 온도 27℃인 공기 2m³의 질량은 약 몇 kg인가? (공기의 기체상수는 0.287kJ/kg·K)
1. 1.2.32 kg
2. 2.4.65 kg
3. 3.6.97 kg
4. 4.9.29 kg
정답·해설 보기
정답 2번. 4.65 kg
이상기체 관계식에서 질량은 압력과 체적의 곱을 기체상수와 절대온도의 곱으로 나눈 값입니다. 400을 86.1로 나누면 약 4.65가 됩니다.
열 및 에너지관리4번 문항
열역학 제2법칙을 설명한 내용으로 옳지 않은 것은?
1. 1.열은 스스로 저온에서 고온으로 옮겨 가지 않는다
2. 2.열을 모두 일로 바꾸는 기관은 만들 수 없다
3. 3.고립계의 엔트로피는 스스로 줄어들지 않는다
4. 4.계에 가한 열은 내부에너지와 일의 합과 같다
정답·해설 보기
정답 4번. 계에 가한 열은 내부에너지와 일의 합과 같다
가한 열이 내부에너지 증가와 외부 일의 합이 된다는 것은 에너지 보존을 말하는 제1법칙입니다. 나머지는 모두 변화의 방향성을 다루는 제2법칙 표현입니다.
열 및 에너지관리5번 문항
이상기체가 마찰이 없는 가역 단열변화를 할 때 일정하게 유지되는 값은?
1. 1.엔트로피
2. 2.온도
3. 3.내부에너지
4. 4.엔탈피
정답·해설 보기
정답 1번. 엔트로피
가역 단열변화는 열 출입과 비가역 손실이 모두 없어 엔트로피가 일정한 등엔트로피 변화입니다. 온도와 내부에너지는 압축이나 팽창에 따라 달라집니다.
열 및 에너지관리6번 문항
100kPa, 27℃인 공기를 800kPa까지 가역 단열압축했을 때 압축 후 온도는 약 몇 K인가? (비열비는 1.4)
1. 1.380 K
2. 2.460 K
3. 3.543 K
4. 4.620 K
정답·해설 보기
정답 3번. 543 K
단열변화에서 온도비는 압력비를 비열비 항으로 거듭제곱한 값이므로 300에 8의 0.286제곱인 약 1.81을 곱합니다. 계산하면 약 543이 됩니다.
열 및 에너지관리7번 문항
폴리트로프 변화 PVⁿ = 일정에서 지수 n이 1일 때에 해당하는 변화는?
1. 1.정적변화
2. 2.정압변화
3. 3.단열변화
4. 4.등온변화
정답·해설 보기
정답 4번. 등온변화
지수가 1이면 압력과 체적의 곱이 일정해져 이상기체에서는 등온변화가 됩니다. 지수가 0이면 정압, 비열비와 같으면 단열, 무한대이면 정적변화입니다.
열 및 에너지관리8번 문항
고열원 327℃, 저열원 27℃ 사이에서 작동하는 카르노 사이클의 열효율은 약 몇 %인가?
1. 1.30.0%
2. 2.50.0%
3. 3.62.5%
4. 4.75.0%
정답·해설 보기
정답 2번. 50.0%
카르노 효율은 저열원 절대온도를 고열원 절대온도로 나눈 값을 1에서 뺀 것이므로 300을 600으로 나눠 계산하면 50%입니다. 섭씨를 그대로 넣으면 안 됩니다.

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기준일 2026년 10월 26일 · CertHub가 자체 제작한 예상문제입니다. 시행기관이 공개한 기출문제가 아닙니다.