개념 한 쪽
창호와 유리는 재료의 물성, 열적·화학적 특성, 구조적 구분에 따라 기능과 용도가 달라진다. 시험에서는 유리의 전기적 성질, 화학적 내성, 열적 특성, 기계적 강도의 차이와 유리의 명칭 및 구조적 특징을 정확히 구별하는 능력을 묻는다.
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출제기준 단원 「창호 및 유리공사 조사 분석」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 판유리 물성 오답 찾기 | 1 | 판유리의 전기·열·기계적 성질 중 옳지 않은 설명 가리기 |
| 유리 종류와 구조 판별 | 1 | 열선흡수유리·복층유리 등 유리 종류의 정의 매칭하기 |
| 유리의 열적 성질 판단 | 1 | 열전도율·팽창계수와 열충격성 관련 진위 판별하기 |
유리는 기본적으로 전기적 부도체 성질을 가지나 표면에 수분이 존재하면 표면 저항이 낮아져 전기가 통하기 쉬워진다는 점을 기억한다. 따라서 습기가 있는 상태에서는 절연성이 저하된다는 사실을 판단 기준으로 삼는다. 이 성질은 전기적 특성을 묻는 문항에서 근거로 사용한다.
유리는 약한 산에는 견디나 염산·황산 같은 강한 산에는 서서히 침식된다는 화학적 안정성 특징을 파악한다. 이로 인해 강산에 대한 내성 유무를 묻는 선지가 출제될 때 올바른 선택을 하기 위해 산의 강도와 유리의 반응성을 연관 지어 생각한다.
열적 특성으로 유리는 열전도율이 낮고 열팽창계수가 작은 편이며, 이로 인해 부분적으로 급격한 온도 변화가 있으면 열응력이 발생하여 파손되기 쉽다는 점을 중요하게 본다. 즉, 낮은 열전도율과 작은 팽창계수는 국부 온도차로 인한 열충격 파괴의 원인이 된다는 인과관계를 이해한다.
기계적 강도 측면에서 유리는 압축강도가 인장강도보다 훨씬 크므로 인장응력에 취약하다는 사실을 명심한다. 다만 문제 해설에서는 흔히 '유리의 강도'를 인장강도로 특정하여 다루는 경우가 있으므로, 출제 문맥에 따라 '강도'가 어떤 의미인지 확인하는 태도를 권장한다.
유리의 종류별 기능과 구조를 구분한다. 예컨대 열선흡수유리는 Fe, Ni, Cr 등 첨가로 장파(적외선)를 흡수하여 실내로 들어오는 열을 줄이는 특성이 있고, 2개 판유리 사이에 중간막을 접착한 것은 복층유리라는 재료 정의를 기준으로 문제를 판단한다. 접합유리(접착된 중간막을 둔 유형)는 안전성과 방음·단열 성능 관련 선지에서 유리한 특성으로 평가한다.
유리 관련 선지 중 흔한 오답 유형은 다음과 같다. 표면에 수분이 있어도 절연성이 변하지 않는다고 하면 오답이며, 강한 산에 견딘다고 하면 오답이다. 열적 특성에서 전도율이나 팽창계수가 크다고 서술하면 오답이며, 강도에 관해선 압축강도가 훨씬 크다는 사실을 간과하면 오답이 된다. 유리의 명칭과 구조(예: 열선흡수유리, 복층유리, 접합유리, 스팬드럴 유리)를 구분하여 기능을 매칭하면 정답을 찾기 쉽다.
대표적 선지 함수 예시는 다음과 같다. '열선흡수유리는 철·니켈·크롬 등을 첨가하여 장파를 흡수한다'는 설명은 정답 근거가 된다. '2개 판유리 사이 중간막 접착=복층유리'라는 키워드는 구조적 정의 판단에 직접 사용하므로 암기해 둘 것을 권장한다. '유리는 열충격에 약하다'는 인과관계를 활용하여 열적 문항을 검증한다.
보통 판유리의 일반적 성질에 대한 기술 중 옳지 않은 것은?
정답 ② · 문제는 보통 판유리의 일반적 성질 가운데 옳지 않은 것을 찾으라는 것이다. 유리는 압축강도에 비해 인장강도가 약해 ‘강도’라 할 때 인장강도를 특정해서 말하는 것은 부적절하다.
판유리의 강도는 인장강도보다 압축강도가 훨씬 크며, 일반적으로 '강도'라 할 때 인장강도를 지칭하는 것은 아니며 연화점 범위가 720~730℃인 점이 특징이다.
유리에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 문항은 각 유리 종류의 구조와 기능을 구분하는 문제이다. 망입유리는 화재 시 개구부 차단과 파편 비산 억제, 복층유리는 공기층으로 인해 단열성 우수, 강화유리는 파손 시 작은 파편으로 안전성 확보라는 설명은 모두 타당하다.
열선흡수유리는 단일 또는 복층 유리가 아닌 특수 코팅 유리이며, 2개 유리 사이 접착은 복층유리의 특징이다.
유리의 일반적 성질에 대한 설명 중 틀린 것은?
정답 ② · 유리는 일반적으로 전기부도체이며, 열전도율이 낮고 열팽창계수도 작습니다. 급격한 온도 변화에 취약해 국부 가열 및 냉각 시 파손되기 쉬운데, 이는 팽창계수가 크기 때문이 아니라 열전도율이 낮아 표면과 내부의 온도 차이로 인해 발생합니다.
유리는 열전도율이 낮고 팽창계수도 작아 급격한 온도 변화에 취약하므로, 전도율 및 팽창계수가 크다는 ②번이 틀렸다.
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