[가스기능사 필기] 06년 4회차
토목기사 필기 기출문제

06년 4회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
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06년 4회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
가스 도매사업의 가스 공급시설 중 배관을 지하에 매설할 때의 기준으로 틀린 것은?
1배관은 그 외면으로부터 수평거리로 건축물까지 1.0m 이상으로 할 것.
2배관은 그 외면으로부터 지하의 다른 시설물과 0.3m 이상으로 할 것,
3배관을 산과 들에 매설할 때는 지표면으로부터 배관의 외면까지의 매설깊이를 1m 이상으로 할 것.
4굴착 및 되메우기는 안전확보를 위하여 적절한 방법으로 실시할 것.
정답 및 해설

가스도매사업의 배관을 지하에 매설할 때 배관 외면에서 건축물까지 유지해야 하는 수평거리는 1.5m 이상이 기준이다.

제시된 "1.0m 이상"은 실제 기준(1.5m 이상)보다 짧게 되어 있어 틀린 서술이다.

  • 다른 시설물과 0.3m 이상 이격하는 것, 산이나 들에서 매설깊이 1m 이상을 유지하는 것, 굴착·되메우기를 안전하게 실시하는 것은 모두 실제 기준과 일치한다.
문제 2
다음 중 역화의 원인이 아닌 것은?
1염공이 적게 되었을 때
2버너위에 큰 용기를 올려서 장시간 사용할 경우
3가스의 압력이 너무 낮을 때
4콕이 충분히 열리지 않았을 때
정답 및 해설

역화(back fire)는 연소속도가 가스 유출속도보다 커질 때 발생하며, 염공이 확대(부식 등으로 커짐)되어 유출속도가 느려지는 경우, 버너 위에 큰 용기를 올려 장시간 사용해 온도가 오르는 경우, 가스압력이 낮은 경우, 콕이 충분히 열리지 않아 가스량이 부족한 경우 등에서 나타난다.

반대로 염공이 작아지는 경우는 가스 유출속도가 빨라져 오히려 선화(리프팅)를 유발하는 조건이므로 역화의 원인이 아니다.

문제 3
일반 도시가스사업의 가스 공급시설 중 수봉기를 설치하여야 하는 설비는?
1최고사용압력이 고압인 차단장치
2최고사용압력이 저압인 가스발생설비
3최고사용압력이 저압인 가스 정제설비
4최고사용압력이 고압인 경보설비
정답 및 해설

수봉기는 최고사용압력이 저압인 가스 정제설비에 이상압력이 발생했을 때 압력을 안전하게 방출하기 위해 설치하는 안전장치이다.

고압인 차단장치나 고압인 경보설비, 저압인 가스발생설비는 수봉기 설치 대상으로 규정된 설비가 아니다.

문제 4
일반도시가스사업의 가스공급시설 중 최고사용압력이 저압인 유수식 가스홀더에 갖추어야 할 기준으로 틀린 것은?
1모든 관의 입·출구에는 신축을 흡수하는 조치를 반드시 할 것
2가스방출장치를 설치한 것일 것
3수조에 물공급관과 물넘쳐 빠지는 구멍을 설치한 것일 것
4봉수의 동결방지 조치를 한 것일 것
정답 및 해설

저압 유수식 가스홀더의 시설기준으로는 가스방출장치 설치, 수조의 물공급관·물넘침 구멍 설치, 봉수의 동결방지 조치가 규정되어 있다.

  • 가스방출장치를 설치하는 것은 규정된 요건이다.
  • 수조에 물공급관과 물이 넘쳐 빠지는 구멍을 두는 것도 규정된 요건이다.
  • 봉수의 동결방지 조치 역시 규정된 요건이다.

반면 모든 관의 입·출구에 신축을 흡수하는 조치를 예외 없이 하라는 항목은 저압 유수식 가스홀더의 기준으로 규정되어 있지 않으므로, 이를 반드시 갖추어야 할 기준으로 서술한 것은 옳지 않다.

문제 5
독성가스 저장탱크에 과충전 방지장치를 설치하고자 한다. 과충전 방지장치는 가스충전량이 저장탱크 내용적 몇 %를 초과하는 경우에 가스충전이 되지 않도록 하여야 하는가?
180%
285%
390%
495%
정답 및 해설

독성가스 저장탱크의 과충전 방지장치는 저장탱크 내용적의 90%를 초과하는 충전을 자동으로 차단하도록 설치한다.

이는 액체 충전 시 온도 상승에 따른 액팽창 여유공간을 확보해 탱크 파열이나 안전밸브 작동을 방지하기 위한 안전조치로, 고압가스 안전관리법령상 저장탱크의 공통 과충전방지 기준이다.

문제 6
도시가스 사용시설 중 호스의 길이는 몇 m 이내로 하여야하는가 ?
11
22
33
44
정답 및 해설

도시가스 사용시설에서 연소기까지 호스를 사용하는 경우 그 길이는 3m 이내로 하여야 한다.

호스가 길어지면 꺾임·마모·이탈 등으로 가스가 누출될 위험이 커지므로, 도시가스사업법 시행규칙(KGS 코드)에서 사용시설의 호스 길이를 제한하여 관리한다.

문제 7
압축기의 윤활에 대한 설명 중 옳은 것은?
1수소압축기의 윤활에는 양질의 광유(鑛油)가 사용된다.
2아세틸렌 압축기의 윤활에는 물이 사용된다.
3산소압축기의 윤활에는 진한 황산이 사용된다.
4염소압축기의 윤활에는 식물성유가 사용된다.
정답 및 해설

압축기의 종류별 윤활유는 취급 가스와 화학적으로 반응하지 않는 것을 사용해야 하며, 수소압축기에는 양질의 광유(鑛油)가 사용된다.

  • 아세틸렌압축기는 물이 아니라 양질의 광유를 사용한다.
  • 산소압축기는 진한 황산이 아니라 물 또는 묽은 글리세린수를 사용한다(기름은 산소와 만나면 발화 위험이 있어 금지된다).
  • 염소압축기는 식물성유가 아니라 진한 황산을 사용한다.
문제 8
고압가스 특정제조시설의 배관시설에 검지 경보장치의 검출부를 설치하여야 하는 장소가 아닌 것은?
1긴급 차단장치의 부분
2방호구조물 등에 의하여 개방되어 설치된 배관의 부분
3누출된 가스가 체류하기 쉬운 구조인 배관의 부분
4슬리이브관·이중관 등에 의하여 밀폐되어 설치된 배관의 부분
정답 및 해설

고압가스 특정제조시설의 배관 검지경보장치 검출부는 누출가스가 체류하기 쉬운 구조의 배관 부분에 설치하는 것이 원칙이며, 긴급차단장치 부분·슬리브관이나 이중관 등으로 밀폐된 배관 부분도 설치 대상이다.

반대로 방호구조물 등에 의해 개방되어 설치된 배관 부분은 가스가 누출되어도 대기 중으로 쉽게 확산되어 체류 위험이 낮으므로 검출부 설치 의무 장소에 해당하지 않는다.

문제 9
일정압력, 20℃에서 체적 1ℓ의 가스는 40℃에서는 몇 ℓ가 되는가?
11.07ℓ
21.21ℓ
31.30ℓ
41.41ℓ
정답 및 해설

일정 압력에서 기체의 부피는 절대온도에 비례하므로(샤를의 법칙), 40℃에서의 부피는 약 1.07ℓ가 된다.

V2=V1×T2T1=1×(273+40)(273+20)=1×313293≈1.07 ℓV_2 = V_1 \times \dfrac{T_2}{T_1} = 1 \times \dfrac{(273+40)}{(273+20)} = 1 \times \dfrac{313}{293} \approx 1.07\ \ell

문제 10
가연성가스가 폭발할 위험이 있는 장소에 전기설비를 할 경우 위험장소의 등급 분류에 해당하지 않는 것은?
10종 장소
21종 장소
32종 장소
43종 장소
정답 및 해설

가연성가스 폭발위험장소는 위험도에 따라 0종, 1종, 2종 장소의 세 등급으로만 분류되며, 3종 장소라는 구분은 존재하지 않는다.

0종은 정상 상태에서 폭발성 분위기가 지속적으로 또는 장시간 존재하는 장소, 1종은 정상 작동 중 간헐적으로 생성될 수 있는 장소, 2종은 이상 상태에서만 짧은 시간 생성될 수 있는 장소를 말한다.

문제 11
고압가스 충전용기는 항상 몇 ℃ 이하로 유지해야 하는가?
110℃
230℃
340℃
450℃
정답 및 해설

고압가스 충전용기는 항상 40℃ 이하로 유지하여야 한다.

온도가 상승하면 용기 내부 압력이 함께 올라가 안전밸브 작동이나 용기 파열로 이어질 수 있으므로, 직사광선이나 열원을 피하고 40℃를 넘지 않도록 관리하는 것이 고압가스 안전관리법령의 공통 기준이다.

문제 12
부탄(C4H10)의 위험도는 약 얼마인가? (단, 폭발범위는 1.8 ~ 8.4%이다.)
11.23
22.27
33.67
44.58
정답 및 해설

가스의 위험도(H)는 폭발범위의 상한과 하한의 차이를 하한값으로 나눈 값으로 구하며, 부탄의 위험도는 약 3.67이다.

H=U−LL=8.4−1.81.8=6.61.8≈3.67H = \dfrac{U-L}{L} = \dfrac{8.4-1.8}{1.8} = \dfrac{6.6}{1.8} \approx 3.67

위험도가 클수록 폭발범위가 넓어 상대적으로 더 위험한 가스로 평가된다.

문제 13
다음 중 폭발범위가 넓은 것부터 좁은 순서로 옳게 나열한 것은?
1H2, C2H2, CH4, CO
2CH4, CO, C2H2, H2
3C2H2, H2, CO, CH4
4C2H2, CO, H2, CH4
정답 및 해설

폭발범위가 넓은 순서는 C₂H₂, H₂, CO, CH₄이다.

폭발범위는 연소 가능한 물질의 농도 범위를 나타내며, 범위가 넓을수록 폭발 위험성이 높다. 일반적으로 알려진 각 물질의 폭발범위는 다음과 같다:
H₂는 약 4~75%, C₂H₂는 약 2.5~80%, CH₄는 약 5~15%, CO는 약 12~75%이다.

범위의 크기를 계산하면
C₂H₂(약 77.5%) > H₂(약 71%) > CO(약 63%) > CH₄(약 10%)

문제 14
가스의 위험성에 대한 설명 중 틀린 것은?
1가연성가스의 고압 배관밸브를 급격히 열면 배관내의 철, 녹 등이 급격히 움직여 발화의 원인이 된다.
2염소와 암모니아를 접촉할 때, 염소과잉의 경우는 대단히 강한 폭발성 물질인 NCl3를 생성하여 사고발생 원인이 된다.
3아르곤은 수은과 접촉하면 위험한 성질인 아르곤 수은을 생성하여 사고발생 원인이 된다.
4아세틸렌은 동(銅)등과 반응하여 금속 아세틸드를 생성하여 사고발생 원인이 된다.
정답 및 해설

아르곤은 화학적으로 매우 안정한 불활성기체이므로 수은과 접촉하더라도 반응성 화합물을 생성하지 않아, 이로 인한 사고 위험은 없다.

  • 가연성가스 배관밸브를 급격히 열면 관 내 이물질이 급속히 이동하며 정전기·마찰열로 발화할 수 있다는 설명은 옳다.
  • 염소가 과잉인 상태에서 암모니아와 접촉하면 강한 폭발성인 삼염화질소(NCl3\mathrm{NCl_3})가 생성될 수 있다는 설명도 옳다.
  • 아세틸렌이 구리 등과 반응해 금속 아세틸드(폭발성 화합물)를 생성한다는 설명도 옳다.
문제 15
일반 도시가스 공급시설에 설치하는 정압기의 분해점검 주기는 어떻게 정하여져 있는가?
11년에 1회 이상
22년에 1회 이상
33년에 1회 이상
41주일에 1회 이상
정답 및 해설

일반 도시가스 공급시설에 설치하는 정압기는 분해점검 주기를 2년에 1회 이상으로 정하여 관리한다.

이와 별도로 정압기의 필터는 가스공급 개시 이후 1개월 이내 및 매년 1회 이상 청소하도록 규정되어 있어, 필터 점검 주기와 본체 분해점검 주기를 구분해서 기억할 필요가 있다.

문제 16
폭발성 혼합가스에서 폭발등급 2급의 안전 간격은?
10.1~0.3㎜
20.4~0.6㎜
30.8~1.0㎜
41.5~2.0㎜
정답 및 해설

폭발성 혼합가스는 안전간격(화염일주한계)에 따라 등급이 나뉘며, 2등급의 안전간격은 0.4~0.6㎜이다.

1등급은 0.6㎜를 초과하고 3등급은 0.4㎜ 미만으로, 등급이 올라갈수록 안전간격이 좁아지고 화염이 틈으로 전파되기 쉬워 폭발 위험이 커진다.

문제 17
고압인 도시가스공급시설은 통로, 공지 등으로 구획된 안전구역 안에 설치하되 그 안전구역 면적은 몇 m2 미만이어야 하는가?
110,000
220,000
330,000
440,000
정답 및 해설

도시가스공급시설 중 고압인 도시가스공급시설은 도시가스사업법 시행규칙에서 통로, 공지 등으로 구획된 안전구역 안에 설치하도록 규정하고 있으며, 이 안전구역의 면적은 20,000 m² 미만이어야 한다. 이는 고압 시설의 폭발·누출 위험으로부터 주변 지역을 보호하기 위해 설정된 기준으로, 한 구역 내 안전구역의 크기를 제한함으로써 사고 영향을 최소화하도록 하는 규정이다.

문제 18
가연성가스를 취급하는 장소에서 사용하는 공구 등의 재질로 불꽃이 가장 많이 발생되는 것으로 볼 수 있는 것은?
1고무
2알루미늄합금
3가죽
4나무
정답 및 해설

가연성가스 취급 장소에서는 충격이나 마찰로 불꽃(스파크)이 발생하지 않는 방폭공구를 사용해야 하며, 제시된 재질 중에서는 금속인 알루미늄합금이 마찰·충돌 시 불꽃이 가장 잘 발생한다.

고무·가죽·나무와 같은 비금속 재질은 충격 시 불꽃 발생 위험이 낮아 방폭공구의 손잡이 등에 흔히 사용된다.

문제 19
차량에 고정된 고압가스 탱크를 운행할 경우에 휴대해야할 서류가 아닌 것은?
1차량등록증
2탱크테이블(용량환산표)
3고압가스이동계획서
4탱크제조시방서
정답 및 해설

차량에 고정된 탱크로 고압가스를 운반할 때는 차량등록증, 탱크테이블(용량환산표), 고압가스이동계획서 등을 휴대하여야 한다.

탱크제조시방서는 제조 단계에서 사용되는 서류로 운행 중 휴대해야 하는 서류 목록에는 포함되지 않는다.

문제 20
공업용 산소용기의 문자 색상은?
1백색
2적색
3흑색
4녹색
정답 및 해설

고압가스 용기는 가스 종류에 따라 도색과 문자색이 정해져 있으며, 공업용 산소용기는 몸체를 녹색으로 도색하고 문자는 백색으로 표기한다.

반대로 의료용 산소용기는 도색이 백색, 문자가 녹색으로 표시되어 용도에 따라 색상 배정이 서로 바뀐다는 점을 함께 기억해 두면 좋다.

문제 21
LP가스를 용기에 의해 수송할 때의 설명으로 틀린 것은?
1용기자체가 저장 설비로 이용될 수 있다.
2소량 수송의 경우 편리한 점이 많다.
3취급 부주의로 인한 사고의 위험 등이 수반된다.
4용기의 내용적을 모두 채울 수 있어 가스의 누설이 전혀 발생되지 않는다.
정답 및 해설

LP가스를 용기 단위로 수송하면 소량 수송에 편리하고 용기 자체를 저장설비로도 활용할 수 있지만, 취급 부주의로 인한 사고 위험은 여전히 수반된다.

다만 용기의 내용적을 가스로 가득 채워 사용하는 것은 아니며, 액화가스는 온도 상승에 따른 액팽창 여유공간을 남겨 충전한다. 또한 밸브·연결부에서의 누설 가능성도 남아 있으므로, 내용적을 모두 채울 수 있어 누설이 전혀 발생하지 않는다는 설명은 옳지 않다.

문제 22
다음 배관 중 역화방지장치를 반드시 설치하여야 할 곳은?
1가연성가스압축기와 충전용 주관사이의 배관
2가연성가스압축기와 오토클레이브사이의 배관
3아세틸렌압축기의 유분리기와 고압건조기 사이의 배관
4암모니아 또는 메탄올의 합성탑과 압축기사이의 배관
정답 및 해설

역화방지장치는 가연성가스를 압축하는 압축기와 오토클레이브(반응설비) 사이의 배관에 반드시 설치하여야 한다. 반응설비에서 일어난 이상 반응이나 화염이 압축기 쪽으로 역류하는 것을 차단하기 위한 것이다.

이에 비해 가연성가스압축기와 충전용 주관 사이의 배관, 아세틸렌압축기의 유분리기와 고압건조기 사이의 배관, 암모니아·메탄올 합성탑과 압축기 사이의 배관에는 역화방지장치가 아니라 역류방지밸브를 설치하도록 구분되어 있어, 두 안전장치의 설치 대상 배관을 혼동하지 않도록 주의해야 한다.

문제 23
고압가스 일반제조 시설의 처리설비를 실내에 설치하는 경우에 처리설비실의 천정, 벽 및 바닥의 두께가 몇 ㎝ 이상인 철근콘크리트로 하여야 하는가?
120
230
340
460
정답 및 해설

고압가스 일반제조시설의 처리설비를 실내에 설치하는 경우, 처리설비실의 천장·벽·바닥은 두께 30㎝ 이상의 철근콘크리트로 하여야 한다.

이는 실내에 설치된 처리설비에서 사고가 발생했을 때 폭발압이나 파편으로 인한 피해가 외부로 확산되지 않도록 구조적으로 견고하게 하기 위한 기준이다.

문제 24
아세틸렌 제조시설 중 가스발생기에서 최적 가스발생 온도는?
120~30℃
250~60℃
380~100℃
4200~500℃
정답 및 해설

아세틸렌 제조시설의 가스발생기에서 최적 가스발생 온도는 50~60℃이다.

발생온도가 지나치게 낮으면 카바이드와 물의 반응이 원활하지 않아 발생 효율이 떨어지고, 반대로 온도가 너무 높으면 반응이 급격해져 이상 압력 상승 등 위험이 커지므로 이 범위로 관리한다.

문제 25
유독성 가스를 검지하고자 할 때 하리슨 시험지를 주로 사용하는 가스는?
1염소
2아세틸렌
3황화수소
4포스겐
정답 및 해설

하리슨 시험지는 포스겐 가스를 검지할 때 주로 사용하는 검지시험지로, 포스겐에 접촉하면 시험지의 색이 변화하는 원리를 이용한다.

참고로 염소는 KI-전분지, 황화수소는 연당지(초산납 시험지), 아세틸렌은 염화제일구리 착염지 등 가스 종류별로 사용하는 검지시험지가 각각 다르게 정해져 있다.

문제 26
도시가스의 유해성분 측정대상이 아닌 것은?
1황
2황화수소
3이산화탄소
4암모니아
정답 및 해설

도시가스사업법령상 도시가스의 유해성분 측정대상은 황, 황화수소, 암모니아이며, 이산화탄소는 측정대상 유해성분에 포함되지 않는다.

도시가스는 정기적으로 이들 성분의 함유량을 측정해 규정된 허용기준 이내인지를 확인하도록 관리된다.

문제 27
다음 금속 중 암모니아와 착이온을 생성하는 금속류가 아닌 것은?
1Cu
2Zn
3Ag
4Fe
정답 및 해설

구리(Cu), 아연(Zn), 은(Ag)과 같은 금속은 암모니아와 반응하여 착이온(착염)을 생성하므로 부식 위험 때문에 암모니아 설비에 사용을 피한다.

반면 철(Fe)은 암모니아와 착이온을 형성하지 않으므로, 암모니아를 취급하는 배관·설비에는 동 및 동합금 대신 철강 재질을 사용한다.

문제 28
고압가스 제조시설에서 긴급사태 발생 시 필요한 연락을 신속히 할 수 있도록 설치해야 할 통신설비 중 현장사무소 상호간에 설치하여야 할 통신설비가 아닌 것은?
1페이징 설비
2구내전화
3인터폰
4메가폰
정답 및 해설

고압가스 제조시설에서 긴급사태 발생 시 현장사무소 상호간에 설치하는 통신설비로는 페이징설비, 구내전화, 인터폰 등이 규정되어 있다.

메가폰(휴대용 확성기)은 종업원 상호간에 신속히 연락하기 위한 통신설비로 분류되며, 현장사무소 상호간 통신설비에는 해당하지 않는다.

문제 29
저장능력 23,000kg인 액화석유가스의 저장탱크와 제2종 보호시설과의 안전거리 기준은 몇 m이어야 하는가?
116
218
320
421
정답 및 해설

액화석유가스 저장탱크와 보호시설 간의 안전거리는 저장능력 구간별로 정해져 있으며, 저장능력 23,000kg은 '2만kg 초과 3만kg 이하' 구간에 해당한다.

이 구간에서 제2종 보호시설과의 안전거리 기준은 16m이며(같은 구간의 제1종 보호시설은 24m), 저장능력이 클수록 요구되는 안전거리도 단계적으로 늘어난다.

문제 30
다음 중 허용농도 1ppb에 해당하는 것은?
11/1,000
21/1,000,000
31/1,000,000,000
41/10,000,000,000
정답 및 해설

ppb(parts per billion)는 10억분의 1을 나타내는 농도 단위이므로, 1ppb는 11,000,000,000\dfrac{1}{1,000,000,000}에 해당한다.

참고로 백만분의 1은 ppm, 천분의 1은 퍼밀(‰)로 표기되어, 단위별 자릿수를 구분해서 외워 두면 헷갈리지 않는다.

문제 31
주로 탄광 내에서 CH4의 발생을 검출하는데 사용되며 청염(푸른 불꽃)의 길이로써 그 농도를 알 수 있는 가스검지기는?
1안전등형
2간섭계형
3열선형
4흡광 광도형
정답 및 해설

안전등형 가스검지기는 주로 탄광 내에서 메탄(CH4\mathrm{CH_4})의 발생을 검출하는 데 사용되며, 램프에 나타나는 청색 불꽃(청염)의 길이로 메탄 농도를 판별한다.

간섭계형·열선형·흡광광도형은 각각 빛의 간섭, 발열선의 저항 변화, 빛의 흡광도를 이용하는 방식으로 안전등형과는 측정 원리가 다르다.

문제 32
양정 90m, 유량 90m3/h의 송수펌프의 소요동력은 몇 kW인가? (단, 펌프의 효율은 60%이다.)
130.6kW
236.8kW
350.2kW
456.8kW
정답 및 해설

펌프의 소요동력은 양정, 유량, 효율을 이용해 구하며, 이 펌프의 소요동력은 약 36.8kW이다.

P(kW)=1000×Q(m3/s)×H(m)102×ηP(\mathrm{kW}) = \dfrac{1000 \times Q(\mathrm{m^3/s}) \times H(\mathrm{m})}{102 \times \eta}

Q=903600=0.025 m3/sQ = \dfrac{90}{3600} = 0.025\ \mathrm{m^3/s} 이므로 P=1000×0.025×90102×0.6≈36.8 kWP = \dfrac{1000 \times 0.025 \times 90}{102 \times 0.6} \approx 36.8\ \mathrm{kW}

문제 33
가스배관의 배관경로의 결정에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
1가능한 한 최단 거리로 할 것.
2구부러지거나 오르내림을 적게 할 것.
3가능한 한 은폐하거나 매설할 것.
4가능한 한 옥외에 설치할 것.
정답 및 해설

가스배관의 경로는 점검과 유지관리가 쉽도록 가능한 한 옥외에 노출하여 설치하는 것이 원칙이며, 최단 거리로 하고 굴곡을 적게 하는 것도 함께 요구되는 원칙이다.

따라서 배관을 은폐하거나 매설하는 것을 우선한다는 설명은 옳지 않으며, 부득이한 경우에 한해 예외적으로 매설이 허용된다.

문제 34
비점이 점차 낮은 냉매를 사용하여 저비점의 기체를 액화하는 사이클은?
1클라우드 액화 사이클
2캐스케이드 액화 사이클
3필립스 액화 사이클
4린데 액화 사이클
정답 및 해설

캐스케이드(다원) 액화 사이클은 비점이 순차적으로 낮아지는 여러 냉매를 단계적으로 사용해, 앞 단계 냉매로 다음 단계 냉매를 액화시키는 방식으로 저비점 기체를 액화하는 사이클이다.

이 방식은 단일 냉매로는 도달하기 어려운 극저온까지 단계적으로 냉각을 이어갈 수 있어, 공기나 천연가스 등 저비점 기체의 액화 공정에 활용된다.

문제 35
용기용 밸브는 가스 충전구의 형식에 따라 분류된다. 가스 충전구에 나사가 없는 것은?
1A형
2B형
3C형
4AB형
정답 및 해설

용기용 밸브는 가스 충전구의 형식에 따라 나사가 있는 A형(숫나사)·B형(암나사)과, 나사가 없는 C형으로 구분된다.

즉 A형과 B형은 모두 충전구에 나사가 있는 형식이므로, 나사가 없는 형식에 해당하는 것은 C형뿐이다.

문제 36
다음 암모니아 합성공정 중 고압 합성에 이용되고 있는 방법은?
1케미그법
2구우데법
3케로그법
4클로우드법
정답 및 해설

암모니아 합성공정은 반응압력 수준에 따라 저압법·중압법·고압법으로 나뉘며, 클로우드법은 카자레법과 함께 대표적인 고압 합성법에 해당한다.

이에 비해 구우데법과 케로그법은 저압 합성법, 케미그법은 중압 합성법으로 분류되어 클로우드법과는 운전 압력 수준에서 차이가 있다.

문제 37
금속재료에서 고온일 때의 가스에 의한 부식에 해당되지 않는 것은?
1수소에 의한 강의 탈탄
2황화수소에 의한 황화
3탄산가스에 의한 카아보닐화
4산소에 의한 산화
정답 및 해설

금속재료의 고온 가스 부식에는 수소에 의한 강의 탈탄, 황화수소에 의한 황화, 산소에 의한 산화 등이 해당한다.

반면 금속 카르보닐(카아보닐) 화합물은 일산화탄소가 금속과 반응하여 생성되는 것으로, 탄산가스(이산화탄소)에 의한 카아보닐화라는 설명은 원인 가스가 잘못 짝지어져 있어 옳지 않다.

문제 38
양면 간에 복사방지용 시일드판으로서 알루미늄박과 스페이서로서의 글라스울을 서로 다수 포개어 고진공 중에 두는 단열방법은?
1상압 단열법
2고진공 단열법
3다층진공 단열법
4분발진공 단열법
정답 및 해설

알루미늄박 등의 복사방지용 시일드판과 글라스울 스페이서를 여러 겹으로 겹쳐 고진공 상태에 두는 단열방법을 다층진공 단열법이라 한다.

시일드판이 복사열 전달을 여러 층에서 차단하고 고진공이 대류·전도에 의한 열전달을 억제해, 극저온 설비에서 우수한 단열 성능을 얻을 수 있다.

문제 39
용기 재료 구비조건으로 적당하지 않는 것은?
1경량이고 충분한 흡습성이 있을 것.
2점성강도를 가질 것.
3내식성 내마모성이 있을 것.
4용접성 및 가공성이 좋을 것.
정답 및 해설

고압가스 용기 재료는 경량이면서도 흡습성이 없어야 하며, 충분한 점성강도와 내식성·내마모성, 좋은 용접성·가공성을 갖추어야 한다.

흡습성이 있으면 수분으로 인한 부식이나 재질 열화를 촉진할 수 있으므로, 흡습성이 충분히 있어야 한다는 설명은 용기 재료의 구비조건과 반대되는 내용이다.

문제 40
관내에 흐르고 있는 물의 속도가 6m/s일 때 속도수두는 몇 m인가?
11.22
21.84
32.62
42.82
정답 및 해설

속도수두는 유속의 제곱을 중력가속도의 2배로 나눈 값으로 구하며, 유속 6m/s에서의 속도수두는 약 1.84m이다.

hv=v22g=622×9.8=3619.6≈1.84 mh_v = \dfrac{v^2}{2g} = \dfrac{6^2}{2 \times 9.8} = \dfrac{36}{19.6} \approx 1.84\ \mathrm{m}

문제 41
오토클레이브에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
1압력은 일반적으로 브로돈관식 압력계로 측정한다.
2오토클레이브의 재질은 사용범위가 넓은 탄소강이 주로 사용된다.
3오토클레이브에는 정치형, 교반형, 진탕형 등이 있다.
4오토클레이브의 부속장치로는 압력계, 온도계, 안전밸브 등이 있다.
정답 및 해설

오토클레이브는 고온·고압 환경에서 작동하므로 내식성이 우수해야 하는데, 일반적으로 스테인리스강(불수강)을 주재료로 사용한다. 탄소강은 부식에 취약하여 고압 반응기의 주재료로 적합하지 않다. 나머지 항목들은 모두 옳은데, 압력계는 브로돈관식(부르동튜브형)이 표준이고, 용도에 따라 정치형·교반형·진탕형 등이 존재하며, 압력계·온도계·안전밸브는 필수 부속장치다.

문제 42
펌프를 운전할 때 송출압력과 송출유량이 주기적으로 변동하여 펌프의 토출구 및 흡입구에서 압력계의 지침이 흔들리는 현상은?
1공동현상(Cavitation)
2맥동현상(Surging)
3수격작용(Water hammering)
4진동현상(Vibration)
정답 및 해설

펌프 맥동현상(서징, Surging)은 송출압력과 송출유량이 주기적으로 변동하면서 흡입·토출측 압력계 지침이 흔들리는 현상을 말한다.

배관 중간에 저항이 큰 부분이 있거나 유량조절밸브의 위치가 펌프에서 멀리 떨어져 있는 경우, 펌프의 특성곡선 형태에 따라 이 현상이 발생하기 쉽다.

  • 공동현상(캐비테이션)은 흡입측 압력이 포화증기압보다 낮아져 기포가 생성·소멸하는 현상으로 압력·유량의 주기적 변동과는 성격이 다르다.
  • 수격작용은 밸브를 급히 닫거나 펌프가 급정지할 때 유속이 급변해 충격압이 발생하는 현상이다.
문제 43
LP가스의 이송설비 중 압축기에 의한 공급방식에 대한 설명으로 틀린 것은?
1이송시간이 짧다.
2베이퍼록 현상의 우려가 없다.
3재액화의 우려가 없다.
4잔가스 회수가 용이하다.
정답 및 해설

압축기에 의한 이송방식은 압축 과정에서 가스 일부가 다시 액체로 변할 수 있어 재액화의 우려가 있는 것이 단점이므로, 재액화 우려가 없다는 설명은 틀린 내용이다.

압축기 방식은 기체 상태의 가스를 그대로 이송하므로 이송시간이 짧고 잔가스 회수가 쉬우며, 액체를 이송하는 펌프 방식에서 문제되는 베이퍼록 현상의 우려도 없다.

문제 44
스크류 펌프는 어느 형식의 펌프에 해당하는가?
1축류펌프
2원심펌프
3회전펌프
4왕복펌프
정답 및 해설

스크류 펌프는 나사 모양의 로터가 회전하며 유체를 밀어내는 방식으로, 회전운동을 이용해 유체를 이송하는 회전펌프(로터리 펌프)에 속한다.

축류펌프·원심펌프는 임펠러의 원심력·양력을 이용하는 터보형 펌프이고, 왕복펌프는 피스톤이나 플런저의 왕복운동을 이용하는 방식이어서 스크류 펌프와는 작동 원리가 다르다.

문제 45
백금로듐-백금 열전대 온도계의 온도 측정범위로 옳은 것은?
1-180~350℃
2-20~800℃
30~1,600℃
4300~2,000℃
정답 및 해설

백금로듐-백금 열전대 온도계는 내열성이 높아 고온 측정에 적합하며, 측정범위는 약 0~1,600℃이다.

다른 열전대에 비해 측정 상한이 높은 편에 속해 로(furnace) 등 고온 공정의 온도 측정에 주로 사용된다.

문제 46
압력단위에 대한 설명 중 옳은 것은?
1절대압력 = 게이지압력 + 대기압
2절대압력 = 대기압 + 진공압
3대기압은 진공압보다 낮다.
41atm은 1033.2kg/cm2이다.
정답 및 해설

절대압력은 게이지압력에 대기압을 더한 값이다. 즉 Pabs=Pgauge+PatmP_{abs} = P_{gauge} + P_{atm} 관계가 성립한다.

절대압력은 대기압에서 진공압을 뺀 값이므로 "대기압+진공압"이라는 표현은 옳지 않고, 대기압은 완전진공(절대압력 0)보다 항상 높으므로 "대기압은 진공압보다 낮다"는 표현도 틀리다.

또한 1atm은 약 1.0332 kg/cm21.0332\ \mathrm{kg/cm^2}(=1033.2g/cm²)이므로, 1033.2kg/cm²는 단위가 어긋난 값이다.

문제 47
다음 중 1기압(1atm)과 같지 않은 것은?
1760mmHg
20.9807bar
310.332mH2O
4101.3KPa
정답 및 해설

1atm은 760 mmHg=10.332 mH2O=101.3 kPa760\ \mathrm{mmHg} = 10.332\ \mathrm{mH_2O} = 101.3\ \mathrm{kPa}로 서로 같은 값이지만, 0.9807bar는 1atm이 아니라 1 kgf/cm21\ \mathrm{kgf/cm^2}를 bar로 환산한 값이다.

1atm을 bar로 나타내면 약 1.013bar이므로 0.9807bar와는 다른 압력이다.

문제 48
장기간 보존하면 수분과 반응하여 중합폭발을 일으키는 가스는?
1메탄
2시안화수소
3수소
4아세틸렌
정답 및 해설

시안화수소(HCN)는 불안정한 물질이어서 소량의 수분이 있으면 중합 반응이 촉진되고, 반응열이 축적되면 중합폭발을 일으킬 위험이 있는 가스다.

이 때문에 시안화수소는 안정제를 첨가해 충전하고 저장기간에도 제한을 두어 관리한다. 아세틸렌은 압력에 의한 분해폭발, 수소·메탄은 가연성 혼합기에 의한 폭발이 문제이지 수분에 의한 중합폭발과는 성격이 다르다.

문제 49
LP가스의 성질에 대한 설명 중 옳은 것은?
1무색투명하고 물에 잘 녹는다.
2기체는 공기보다 가볍다.
3상온, 상압에서 액체이다.
4석유류 또는 동식물류, 천연고무를 잘 용해시킨다.
정답 및 해설

LP가스는 석유류나 동식물유, 천연고무 등을 잘 용해시키는 용해성이 있어 배관·패킹 재질 선정 시 이를 고려해야 한다.

LP가스는 무색이지만 물에는 거의 녹지 않고, 기체 상태에서는 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하기 쉬우며, 상온·상압에서는 기체로 존재해 가압하거나 냉각해야 액화된다.

문제 50
다음 가스 중 무색, 무취가 아닌 것은?
1O2
2N2
3CO2
4O3
정답 및 해설

오존(O₃)은 특유의 자극성 냄새를 가진 담청색 기체로, 무색·무취가 아니다.

산소·질소·이산화탄소는 상온에서 무색·무취의 기체로 분류된다.

문제 51
에틸렌(C2H4)이 수소와 반응할 때 일으키는 반응은?
1환원반응
2분해반응
3제거반응
4부가반응
정답 및 해설

에틸렌(C₂H₄)과 같이 이중결합을 가진 불포화탄화수소가 수소와 반응해 단일결합 화합물(에탄)로 바뀌는 반응은 원자단이 결합에 더해지는 부가반응이다.

분해반응은 한 물질이 둘 이상으로 쪼개지는 반응, 제거반응은 분자에서 원자단이 빠져나가는 반응, 환원반응은 산소를 잃거나 전자를 얻는 반응이어서 이중결합에 수소가 첨가되는 이 반응과는 다르다.

문제 52
다음 중 약 -195.8℃의 비점을 가진 기체는?
1산소
2질소
3이산화탄소
4수소
정답 및 해설

표준대기압에서 질소의 비점은 약 −195.8 ∘C-195.8\,^{\circ}\mathrm{C}이다.

산소의 비점은 약 -183℃, 이산화탄소는 상압에서 액체를 거치지 않고 약 -78.5℃에서 승화하며, 수소의 비점은 약 -252.8℃로 훨씬 낮아 서로 구분된다.

문제 53
액체의 높이가 4m이며, 이 액체의 비중을 0.68이라고 할 때 수은주의 높이는 몇 ㎝인가? (단, 수은의 비중은 13.6이다.)
110
220
340
480
정답 및 해설

액주의 압력이 같다는 조건에서 ρ1h1=ρ2h2\rho_1 h_1 = \rho_2 h_2가 성립하므로, 비중 0.68인 액체 4m와 같은 압력을 만드는 수은주 높이를 구하면 된다.

h2=h1×ρ1ρ2=400 cm×0.6813.6=20 cmh_2 = h_1 \times \dfrac{\rho_1}{\rho_2} = 400\,\mathrm{cm} \times \dfrac{0.68}{13.6} = 20\,\mathrm{cm}

따라서 수은주의 높이는 20㎝이다.

문제 54
다음 중 기화열이 가장 큰 것은?
1암모니아
2메탄
3프로판
4시안화수소
정답 및 해설

암모니아는 다른 가스에 비해 분자간 인력이 강해 기화열(증발잠열)이 커서 냉동기 냉매로도 널리 쓰인다.

메탄·프로판은 탄화수소 계열로 암모니아보다 분자간 인력이 약해 기화열이 작고, 시안화수소 역시 암모니아만큼 크지 않다.

문제 55
수소가스의 특징이 아닌 것은?
1가연성기체이다.
2열에 대하여 불안정하다.
3확산속도가 빠르다.
4폭발범위가 넓다.
정답 및 해설

수소는 상온에서 비교적 열적으로 안정한 기체이므로 "열에 대하여 불안정하다"는 설명은 수소의 특징에 해당하지 않는다.

반면 수소는 가연성 기체이고, 분자량이 작아 확산속도가 매우 빠르며, 공기 중 폭발범위가 넓은 것은 실제 수소의 특징이다.

문제 56
10kg의 물체를 온도 10℃에서 40℃까지 올리는데 소요되는 열량은 약 몇 kcal인가? (단, 이 물체의 비열은 0.24kcal/kg·℃이다.)
124
272
3120
4300
정답 및 해설

물체 10kg의 온도를 10℃에서 40℃까지 올리는 데 필요한 열량은 Q=mcΔTQ = m c \Delta T로 구한다.

Q=10 kg×0.24 kcal/(kg⋅∘C)×(40−10) ∘C=72 kcalQ = 10\,\mathrm{kg} \times 0.24\,\mathrm{kcal/(kg\cdot^{\circ}C)} \times (40-10)\,^{\circ}\mathrm{C} = 72\,\mathrm{kcal}

따라서 필요한 열량은 약 72kcal이다.

문제 57
밀도의 단위로 옳은 것은?
1g/s2
2ℓ/g
3g/cm3
4lb/in2
정답 및 해설

밀도는 단위 부피당 질량이므로 단위는 g/cm3\mathrm{g/cm^3}와 같이 [질량]/[부피] 형태로 나타낸다.

g/s²은 질량을 시간의 제곱으로 나눈 것이어서 밀도가 아니고, ℓ/g은 부피/질량으로 밀도의 역수인 비체적에 가까우며, lb/in²는 압력의 단위다.

문제 58
액상의 LP가스와 물을 밀폐용기 안에 넣었을 경우에 어떻게 되겠는가?
1물이 액상의 LP가스 위에 떠 있는 상태가 된다.
2액상의 LP가스가 물 위에 떠 있는 상태가 된다.
3액상의 LP가스가 물에 용해되어 섞인 상태가 된다.
4액상의 LP가스가 물 중앙부에 위치하게 된다.
정답 및 해설

LP가스의 액비중은 약 0.5 안팎으로 물(비중 1)보다 가벼우므로, 밀폐용기 안에서 액상의 LP가스가 물 위에 떠 있는 상태가 된다.

LP가스는 물에 거의 녹지 않는 성질도 있어 서로 섞이지 않고 층을 이루며 분리된다.

문제 59
일산화탄소와 염소를 활성탄 촉매하에서 반응시켰을 때 주로 얻을 수 있는 것은?
1카르보닐
2카르복실산
3사염화탄소
4포스겐
정답 및 해설

일산화탄소(CO)와 염소(Cl₂)를 활성탄 촉매 하에서 반응시키면 CO+Cl2→COCl2CO + Cl_2 \rightarrow COCl_2 반응이 일어나 맹독성 물질인 포스겐(COCl₂)이 생성된다.

이 반응은 공업적으로 포스겐을 제조하는 대표적인 방법이며, 카르보닐·카르복실산·사염화탄소는 이 반응의 주생성물이 아니다.

문제 60
염소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1황록색의 기체이다.
2상수도 살균용으로도 사용된다.
3염소가스 누출 시에는 다량의 물로 씻어낸다.
4수소와 혼합하면 염소폭명기가 되어 격렬히 폭발한다.
정답 및 해설

염소가스가 누출되었을 때는 다량의 물로 씻어내는 것이 아니라 소석회 등의 중화제를 사용해 처리해야 하므로, "다량의 물로 씻어낸다"는 설명은 옳지 않다.

염소는 상온에서 황록색 기체이며 살균력이 있어 상수도 살균에 사용되고, 수소와 혼합해 빛에 노출되면 염소폭명기 반응으로 격렬히 폭발하는 것은 맞는 설명이다.

시험지 불러오는 중…
토목기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
06년 4회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
가스 도매사업의 가스 공급시설 중 배관을 지하에 매설할 때의 기준으로 틀린 것은?
1배관은 그 외면으로부터 수평거리로 건축물까지 1.0m 이상으로 할 것.
2배관은 그 외면으로부터 지하의 다른 시설물과 0.3m 이상으로 할 것,
3배관을 산과 들에 매설할 때는 지표면으로부터 배관의 외면까지의 매설깊이를 1m 이상으로 할 것.
4굴착 및 되메우기는 안전확보를 위하여 적절한 방법으로 실시할 것.
정답 및 해설

가스도매사업의 배관을 지하에 매설할 때 배관 외면에서 건축물까지 유지해야 하는 수평거리는 1.5m 이상이 기준이다.

제시된 "1.0m 이상"은 실제 기준(1.5m 이상)보다 짧게 되어 있어 틀린 서술이다.

  • 다른 시설물과 0.3m 이상 이격하는 것, 산이나 들에서 매설깊이 1m 이상을 유지하는 것, 굴착·되메우기를 안전하게 실시하는 것은 모두 실제 기준과 일치한다.
문제 2
다음 중 역화의 원인이 아닌 것은?
1염공이 적게 되었을 때
2버너위에 큰 용기를 올려서 장시간 사용할 경우
3가스의 압력이 너무 낮을 때
4콕이 충분히 열리지 않았을 때
정답 및 해설

역화(back fire)는 연소속도가 가스 유출속도보다 커질 때 발생하며, 염공이 확대(부식 등으로 커짐)되어 유출속도가 느려지는 경우, 버너 위에 큰 용기를 올려 장시간 사용해 온도가 오르는 경우, 가스압력이 낮은 경우, 콕이 충분히 열리지 않아 가스량이 부족한 경우 등에서 나타난다.

반대로 염공이 작아지는 경우는 가스 유출속도가 빨라져 오히려 선화(리프팅)를 유발하는 조건이므로 역화의 원인이 아니다.

문제 3
일반 도시가스사업의 가스 공급시설 중 수봉기를 설치하여야 하는 설비는?
1최고사용압력이 고압인 차단장치
2최고사용압력이 저압인 가스발생설비
3최고사용압력이 저압인 가스 정제설비
4최고사용압력이 고압인 경보설비
정답 및 해설

수봉기는 최고사용압력이 저압인 가스 정제설비에 이상압력이 발생했을 때 압력을 안전하게 방출하기 위해 설치하는 안전장치이다.

고압인 차단장치나 고압인 경보설비, 저압인 가스발생설비는 수봉기 설치 대상으로 규정된 설비가 아니다.

문제 4
일반도시가스사업의 가스공급시설 중 최고사용압력이 저압인 유수식 가스홀더에 갖추어야 할 기준으로 틀린 것은?
1모든 관의 입·출구에는 신축을 흡수하는 조치를 반드시 할 것
2가스방출장치를 설치한 것일 것
3수조에 물공급관과 물넘쳐 빠지는 구멍을 설치한 것일 것
4봉수의 동결방지 조치를 한 것일 것
정답 및 해설

저압 유수식 가스홀더의 시설기준으로는 가스방출장치 설치, 수조의 물공급관·물넘침 구멍 설치, 봉수의 동결방지 조치가 규정되어 있다.

  • 가스방출장치를 설치하는 것은 규정된 요건이다.
  • 수조에 물공급관과 물이 넘쳐 빠지는 구멍을 두는 것도 규정된 요건이다.
  • 봉수의 동결방지 조치 역시 규정된 요건이다.

반면 모든 관의 입·출구에 신축을 흡수하는 조치를 예외 없이 하라는 항목은 저압 유수식 가스홀더의 기준으로 규정되어 있지 않으므로, 이를 반드시 갖추어야 할 기준으로 서술한 것은 옳지 않다.

문제 5
독성가스 저장탱크에 과충전 방지장치를 설치하고자 한다. 과충전 방지장치는 가스충전량이 저장탱크 내용적 몇 %를 초과하는 경우에 가스충전이 되지 않도록 하여야 하는가?
180%
285%
390%
495%
정답 및 해설

독성가스 저장탱크의 과충전 방지장치는 저장탱크 내용적의 90%를 초과하는 충전을 자동으로 차단하도록 설치한다.

이는 액체 충전 시 온도 상승에 따른 액팽창 여유공간을 확보해 탱크 파열이나 안전밸브 작동을 방지하기 위한 안전조치로, 고압가스 안전관리법령상 저장탱크의 공통 과충전방지 기준이다.

문제 6
도시가스 사용시설 중 호스의 길이는 몇 m 이내로 하여야하는가 ?
11
22
33
44
정답 및 해설

도시가스 사용시설에서 연소기까지 호스를 사용하는 경우 그 길이는 3m 이내로 하여야 한다.

호스가 길어지면 꺾임·마모·이탈 등으로 가스가 누출될 위험이 커지므로, 도시가스사업법 시행규칙(KGS 코드)에서 사용시설의 호스 길이를 제한하여 관리한다.

문제 7
압축기의 윤활에 대한 설명 중 옳은 것은?
1수소압축기의 윤활에는 양질의 광유(鑛油)가 사용된다.
2아세틸렌 압축기의 윤활에는 물이 사용된다.
3산소압축기의 윤활에는 진한 황산이 사용된다.
4염소압축기의 윤활에는 식물성유가 사용된다.
정답 및 해설

압축기의 종류별 윤활유는 취급 가스와 화학적으로 반응하지 않는 것을 사용해야 하며, 수소압축기에는 양질의 광유(鑛油)가 사용된다.

  • 아세틸렌압축기는 물이 아니라 양질의 광유를 사용한다.
  • 산소압축기는 진한 황산이 아니라 물 또는 묽은 글리세린수를 사용한다(기름은 산소와 만나면 발화 위험이 있어 금지된다).
  • 염소압축기는 식물성유가 아니라 진한 황산을 사용한다.
문제 8
고압가스 특정제조시설의 배관시설에 검지 경보장치의 검출부를 설치하여야 하는 장소가 아닌 것은?
1긴급 차단장치의 부분
2방호구조물 등에 의하여 개방되어 설치된 배관의 부분
3누출된 가스가 체류하기 쉬운 구조인 배관의 부분
4슬리이브관·이중관 등에 의하여 밀폐되어 설치된 배관의 부분
정답 및 해설

고압가스 특정제조시설의 배관 검지경보장치 검출부는 누출가스가 체류하기 쉬운 구조의 배관 부분에 설치하는 것이 원칙이며, 긴급차단장치 부분·슬리브관이나 이중관 등으로 밀폐된 배관 부분도 설치 대상이다.

반대로 방호구조물 등에 의해 개방되어 설치된 배관 부분은 가스가 누출되어도 대기 중으로 쉽게 확산되어 체류 위험이 낮으므로 검출부 설치 의무 장소에 해당하지 않는다.

문제 9
일정압력, 20℃에서 체적 1ℓ의 가스는 40℃에서는 몇 ℓ가 되는가?
11.07ℓ
21.21ℓ
31.30ℓ
41.41ℓ
정답 및 해설

일정 압력에서 기체의 부피는 절대온도에 비례하므로(샤를의 법칙), 40℃에서의 부피는 약 1.07ℓ가 된다.

V2=V1×T2T1=1×(273+40)(273+20)=1×313293≈1.07 ℓV_2 = V_1 \times \dfrac{T_2}{T_1} = 1 \times \dfrac{(273+40)}{(273+20)} = 1 \times \dfrac{313}{293} \approx 1.07\ \ell

문제 10
가연성가스가 폭발할 위험이 있는 장소에 전기설비를 할 경우 위험장소의 등급 분류에 해당하지 않는 것은?
10종 장소
21종 장소
32종 장소
43종 장소
정답 및 해설

가연성가스 폭발위험장소는 위험도에 따라 0종, 1종, 2종 장소의 세 등급으로만 분류되며, 3종 장소라는 구분은 존재하지 않는다.

0종은 정상 상태에서 폭발성 분위기가 지속적으로 또는 장시간 존재하는 장소, 1종은 정상 작동 중 간헐적으로 생성될 수 있는 장소, 2종은 이상 상태에서만 짧은 시간 생성될 수 있는 장소를 말한다.

문제 11
고압가스 충전용기는 항상 몇 ℃ 이하로 유지해야 하는가?
110℃
230℃
340℃
450℃
정답 및 해설

고압가스 충전용기는 항상 40℃ 이하로 유지하여야 한다.

온도가 상승하면 용기 내부 압력이 함께 올라가 안전밸브 작동이나 용기 파열로 이어질 수 있으므로, 직사광선이나 열원을 피하고 40℃를 넘지 않도록 관리하는 것이 고압가스 안전관리법령의 공통 기준이다.

문제 12
부탄(C4H10)의 위험도는 약 얼마인가? (단, 폭발범위는 1.8 ~ 8.4%이다.)
11.23
22.27
33.67
44.58
정답 및 해설

가스의 위험도(H)는 폭발범위의 상한과 하한의 차이를 하한값으로 나눈 값으로 구하며, 부탄의 위험도는 약 3.67이다.

H=U−LL=8.4−1.81.8=6.61.8≈3.67H = \dfrac{U-L}{L} = \dfrac{8.4-1.8}{1.8} = \dfrac{6.6}{1.8} \approx 3.67

위험도가 클수록 폭발범위가 넓어 상대적으로 더 위험한 가스로 평가된다.

문제 13
다음 중 폭발범위가 넓은 것부터 좁은 순서로 옳게 나열한 것은?
1H2, C2H2, CH4, CO
2CH4, CO, C2H2, H2
3C2H2, H2, CO, CH4
4C2H2, CO, H2, CH4
정답 및 해설

폭발범위가 넓은 순서는 C₂H₂, H₂, CO, CH₄이다.

폭발범위는 연소 가능한 물질의 농도 범위를 나타내며, 범위가 넓을수록 폭발 위험성이 높다. 일반적으로 알려진 각 물질의 폭발범위는 다음과 같다:
H₂는 약 4~75%, C₂H₂는 약 2.5~80%, CH₄는 약 5~15%, CO는 약 12~75%이다.

범위의 크기를 계산하면
C₂H₂(약 77.5%) > H₂(약 71%) > CO(약 63%) > CH₄(약 10%)

문제 14
가스의 위험성에 대한 설명 중 틀린 것은?
1가연성가스의 고압 배관밸브를 급격히 열면 배관내의 철, 녹 등이 급격히 움직여 발화의 원인이 된다.
2염소와 암모니아를 접촉할 때, 염소과잉의 경우는 대단히 강한 폭발성 물질인 NCl3를 생성하여 사고발생 원인이 된다.
3아르곤은 수은과 접촉하면 위험한 성질인 아르곤 수은을 생성하여 사고발생 원인이 된다.
4아세틸렌은 동(銅)등과 반응하여 금속 아세틸드를 생성하여 사고발생 원인이 된다.
정답 및 해설

아르곤은 화학적으로 매우 안정한 불활성기체이므로 수은과 접촉하더라도 반응성 화합물을 생성하지 않아, 이로 인한 사고 위험은 없다.

  • 가연성가스 배관밸브를 급격히 열면 관 내 이물질이 급속히 이동하며 정전기·마찰열로 발화할 수 있다는 설명은 옳다.
  • 염소가 과잉인 상태에서 암모니아와 접촉하면 강한 폭발성인 삼염화질소(NCl3\mathrm{NCl_3})가 생성될 수 있다는 설명도 옳다.
  • 아세틸렌이 구리 등과 반응해 금속 아세틸드(폭발성 화합물)를 생성한다는 설명도 옳다.
문제 15
일반 도시가스 공급시설에 설치하는 정압기의 분해점검 주기는 어떻게 정하여져 있는가?
11년에 1회 이상
22년에 1회 이상
33년에 1회 이상
41주일에 1회 이상
정답 및 해설

일반 도시가스 공급시설에 설치하는 정압기는 분해점검 주기를 2년에 1회 이상으로 정하여 관리한다.

이와 별도로 정압기의 필터는 가스공급 개시 이후 1개월 이내 및 매년 1회 이상 청소하도록 규정되어 있어, 필터 점검 주기와 본체 분해점검 주기를 구분해서 기억할 필요가 있다.

문제 16
폭발성 혼합가스에서 폭발등급 2급의 안전 간격은?
10.1~0.3㎜
20.4~0.6㎜
30.8~1.0㎜
41.5~2.0㎜
정답 및 해설

폭발성 혼합가스는 안전간격(화염일주한계)에 따라 등급이 나뉘며, 2등급의 안전간격은 0.4~0.6㎜이다.

1등급은 0.6㎜를 초과하고 3등급은 0.4㎜ 미만으로, 등급이 올라갈수록 안전간격이 좁아지고 화염이 틈으로 전파되기 쉬워 폭발 위험이 커진다.

문제 17
고압인 도시가스공급시설은 통로, 공지 등으로 구획된 안전구역 안에 설치하되 그 안전구역 면적은 몇 m2 미만이어야 하는가?
110,000
220,000
330,000
440,000
정답 및 해설

도시가스공급시설 중 고압인 도시가스공급시설은 도시가스사업법 시행규칙에서 통로, 공지 등으로 구획된 안전구역 안에 설치하도록 규정하고 있으며, 이 안전구역의 면적은 20,000 m² 미만이어야 한다. 이는 고압 시설의 폭발·누출 위험으로부터 주변 지역을 보호하기 위해 설정된 기준으로, 한 구역 내 안전구역의 크기를 제한함으로써 사고 영향을 최소화하도록 하는 규정이다.

문제 18
가연성가스를 취급하는 장소에서 사용하는 공구 등의 재질로 불꽃이 가장 많이 발생되는 것으로 볼 수 있는 것은?
1고무
2알루미늄합금
3가죽
4나무
정답 및 해설

가연성가스 취급 장소에서는 충격이나 마찰로 불꽃(스파크)이 발생하지 않는 방폭공구를 사용해야 하며, 제시된 재질 중에서는 금속인 알루미늄합금이 마찰·충돌 시 불꽃이 가장 잘 발생한다.

고무·가죽·나무와 같은 비금속 재질은 충격 시 불꽃 발생 위험이 낮아 방폭공구의 손잡이 등에 흔히 사용된다.

문제 19
차량에 고정된 고압가스 탱크를 운행할 경우에 휴대해야할 서류가 아닌 것은?
1차량등록증
2탱크테이블(용량환산표)
3고압가스이동계획서
4탱크제조시방서
정답 및 해설

차량에 고정된 탱크로 고압가스를 운반할 때는 차량등록증, 탱크테이블(용량환산표), 고압가스이동계획서 등을 휴대하여야 한다.

탱크제조시방서는 제조 단계에서 사용되는 서류로 운행 중 휴대해야 하는 서류 목록에는 포함되지 않는다.

문제 20
공업용 산소용기의 문자 색상은?
1백색
2적색
3흑색
4녹색
정답 및 해설

고압가스 용기는 가스 종류에 따라 도색과 문자색이 정해져 있으며, 공업용 산소용기는 몸체를 녹색으로 도색하고 문자는 백색으로 표기한다.

반대로 의료용 산소용기는 도색이 백색, 문자가 녹색으로 표시되어 용도에 따라 색상 배정이 서로 바뀐다는 점을 함께 기억해 두면 좋다.

문제 21
LP가스를 용기에 의해 수송할 때의 설명으로 틀린 것은?
1용기자체가 저장 설비로 이용될 수 있다.
2소량 수송의 경우 편리한 점이 많다.
3취급 부주의로 인한 사고의 위험 등이 수반된다.
4용기의 내용적을 모두 채울 수 있어 가스의 누설이 전혀 발생되지 않는다.
정답 및 해설

LP가스를 용기 단위로 수송하면 소량 수송에 편리하고 용기 자체를 저장설비로도 활용할 수 있지만, 취급 부주의로 인한 사고 위험은 여전히 수반된다.

다만 용기의 내용적을 가스로 가득 채워 사용하는 것은 아니며, 액화가스는 온도 상승에 따른 액팽창 여유공간을 남겨 충전한다. 또한 밸브·연결부에서의 누설 가능성도 남아 있으므로, 내용적을 모두 채울 수 있어 누설이 전혀 발생하지 않는다는 설명은 옳지 않다.

문제 22
다음 배관 중 역화방지장치를 반드시 설치하여야 할 곳은?
1가연성가스압축기와 충전용 주관사이의 배관
2가연성가스압축기와 오토클레이브사이의 배관
3아세틸렌압축기의 유분리기와 고압건조기 사이의 배관
4암모니아 또는 메탄올의 합성탑과 압축기사이의 배관
정답 및 해설

역화방지장치는 가연성가스를 압축하는 압축기와 오토클레이브(반응설비) 사이의 배관에 반드시 설치하여야 한다. 반응설비에서 일어난 이상 반응이나 화염이 압축기 쪽으로 역류하는 것을 차단하기 위한 것이다.

이에 비해 가연성가스압축기와 충전용 주관 사이의 배관, 아세틸렌압축기의 유분리기와 고압건조기 사이의 배관, 암모니아·메탄올 합성탑과 압축기 사이의 배관에는 역화방지장치가 아니라 역류방지밸브를 설치하도록 구분되어 있어, 두 안전장치의 설치 대상 배관을 혼동하지 않도록 주의해야 한다.

문제 23
고압가스 일반제조 시설의 처리설비를 실내에 설치하는 경우에 처리설비실의 천정, 벽 및 바닥의 두께가 몇 ㎝ 이상인 철근콘크리트로 하여야 하는가?
120
230
340
460
정답 및 해설

고압가스 일반제조시설의 처리설비를 실내에 설치하는 경우, 처리설비실의 천장·벽·바닥은 두께 30㎝ 이상의 철근콘크리트로 하여야 한다.

이는 실내에 설치된 처리설비에서 사고가 발생했을 때 폭발압이나 파편으로 인한 피해가 외부로 확산되지 않도록 구조적으로 견고하게 하기 위한 기준이다.

문제 24
아세틸렌 제조시설 중 가스발생기에서 최적 가스발생 온도는?
120~30℃
250~60℃
380~100℃
4200~500℃
정답 및 해설

아세틸렌 제조시설의 가스발생기에서 최적 가스발생 온도는 50~60℃이다.

발생온도가 지나치게 낮으면 카바이드와 물의 반응이 원활하지 않아 발생 효율이 떨어지고, 반대로 온도가 너무 높으면 반응이 급격해져 이상 압력 상승 등 위험이 커지므로 이 범위로 관리한다.

문제 25
유독성 가스를 검지하고자 할 때 하리슨 시험지를 주로 사용하는 가스는?
1염소
2아세틸렌
3황화수소
4포스겐
정답 및 해설

하리슨 시험지는 포스겐 가스를 검지할 때 주로 사용하는 검지시험지로, 포스겐에 접촉하면 시험지의 색이 변화하는 원리를 이용한다.

참고로 염소는 KI-전분지, 황화수소는 연당지(초산납 시험지), 아세틸렌은 염화제일구리 착염지 등 가스 종류별로 사용하는 검지시험지가 각각 다르게 정해져 있다.

문제 26
도시가스의 유해성분 측정대상이 아닌 것은?
1황
2황화수소
3이산화탄소
4암모니아
정답 및 해설

도시가스사업법령상 도시가스의 유해성분 측정대상은 황, 황화수소, 암모니아이며, 이산화탄소는 측정대상 유해성분에 포함되지 않는다.

도시가스는 정기적으로 이들 성분의 함유량을 측정해 규정된 허용기준 이내인지를 확인하도록 관리된다.

문제 27
다음 금속 중 암모니아와 착이온을 생성하는 금속류가 아닌 것은?
1Cu
2Zn
3Ag
4Fe
정답 및 해설

구리(Cu), 아연(Zn), 은(Ag)과 같은 금속은 암모니아와 반응하여 착이온(착염)을 생성하므로 부식 위험 때문에 암모니아 설비에 사용을 피한다.

반면 철(Fe)은 암모니아와 착이온을 형성하지 않으므로, 암모니아를 취급하는 배관·설비에는 동 및 동합금 대신 철강 재질을 사용한다.

문제 28
고압가스 제조시설에서 긴급사태 발생 시 필요한 연락을 신속히 할 수 있도록 설치해야 할 통신설비 중 현장사무소 상호간에 설치하여야 할 통신설비가 아닌 것은?
1페이징 설비
2구내전화
3인터폰
4메가폰
정답 및 해설

고압가스 제조시설에서 긴급사태 발생 시 현장사무소 상호간에 설치하는 통신설비로는 페이징설비, 구내전화, 인터폰 등이 규정되어 있다.

메가폰(휴대용 확성기)은 종업원 상호간에 신속히 연락하기 위한 통신설비로 분류되며, 현장사무소 상호간 통신설비에는 해당하지 않는다.

문제 29
저장능력 23,000kg인 액화석유가스의 저장탱크와 제2종 보호시설과의 안전거리 기준은 몇 m이어야 하는가?
116
218
320
421
정답 및 해설

액화석유가스 저장탱크와 보호시설 간의 안전거리는 저장능력 구간별로 정해져 있으며, 저장능력 23,000kg은 '2만kg 초과 3만kg 이하' 구간에 해당한다.

이 구간에서 제2종 보호시설과의 안전거리 기준은 16m이며(같은 구간의 제1종 보호시설은 24m), 저장능력이 클수록 요구되는 안전거리도 단계적으로 늘어난다.

문제 30
다음 중 허용농도 1ppb에 해당하는 것은?
11/1,000
21/1,000,000
31/1,000,000,000
41/10,000,000,000
정답 및 해설

ppb(parts per billion)는 10억분의 1을 나타내는 농도 단위이므로, 1ppb는 11,000,000,000\dfrac{1}{1,000,000,000}에 해당한다.

참고로 백만분의 1은 ppm, 천분의 1은 퍼밀(‰)로 표기되어, 단위별 자릿수를 구분해서 외워 두면 헷갈리지 않는다.

문제 31
주로 탄광 내에서 CH4의 발생을 검출하는데 사용되며 청염(푸른 불꽃)의 길이로써 그 농도를 알 수 있는 가스검지기는?
1안전등형
2간섭계형
3열선형
4흡광 광도형
정답 및 해설

안전등형 가스검지기는 주로 탄광 내에서 메탄(CH4\mathrm{CH_4})의 발생을 검출하는 데 사용되며, 램프에 나타나는 청색 불꽃(청염)의 길이로 메탄 농도를 판별한다.

간섭계형·열선형·흡광광도형은 각각 빛의 간섭, 발열선의 저항 변화, 빛의 흡광도를 이용하는 방식으로 안전등형과는 측정 원리가 다르다.

문제 32
양정 90m, 유량 90m3/h의 송수펌프의 소요동력은 몇 kW인가? (단, 펌프의 효율은 60%이다.)
130.6kW
236.8kW
350.2kW
456.8kW
정답 및 해설

펌프의 소요동력은 양정, 유량, 효율을 이용해 구하며, 이 펌프의 소요동력은 약 36.8kW이다.

P(kW)=1000×Q(m3/s)×H(m)102×ηP(\mathrm{kW}) = \dfrac{1000 \times Q(\mathrm{m^3/s}) \times H(\mathrm{m})}{102 \times \eta}

Q=903600=0.025 m3/sQ = \dfrac{90}{3600} = 0.025\ \mathrm{m^3/s} 이므로 P=1000×0.025×90102×0.6≈36.8 kWP = \dfrac{1000 \times 0.025 \times 90}{102 \times 0.6} \approx 36.8\ \mathrm{kW}

문제 33
가스배관의 배관경로의 결정에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
1가능한 한 최단 거리로 할 것.
2구부러지거나 오르내림을 적게 할 것.
3가능한 한 은폐하거나 매설할 것.
4가능한 한 옥외에 설치할 것.
정답 및 해설

가스배관의 경로는 점검과 유지관리가 쉽도록 가능한 한 옥외에 노출하여 설치하는 것이 원칙이며, 최단 거리로 하고 굴곡을 적게 하는 것도 함께 요구되는 원칙이다.

따라서 배관을 은폐하거나 매설하는 것을 우선한다는 설명은 옳지 않으며, 부득이한 경우에 한해 예외적으로 매설이 허용된다.

문제 34
비점이 점차 낮은 냉매를 사용하여 저비점의 기체를 액화하는 사이클은?
1클라우드 액화 사이클
2캐스케이드 액화 사이클
3필립스 액화 사이클
4린데 액화 사이클
정답 및 해설

캐스케이드(다원) 액화 사이클은 비점이 순차적으로 낮아지는 여러 냉매를 단계적으로 사용해, 앞 단계 냉매로 다음 단계 냉매를 액화시키는 방식으로 저비점 기체를 액화하는 사이클이다.

이 방식은 단일 냉매로는 도달하기 어려운 극저온까지 단계적으로 냉각을 이어갈 수 있어, 공기나 천연가스 등 저비점 기체의 액화 공정에 활용된다.

문제 35
용기용 밸브는 가스 충전구의 형식에 따라 분류된다. 가스 충전구에 나사가 없는 것은?
1A형
2B형
3C형
4AB형
정답 및 해설

용기용 밸브는 가스 충전구의 형식에 따라 나사가 있는 A형(숫나사)·B형(암나사)과, 나사가 없는 C형으로 구분된다.

즉 A형과 B형은 모두 충전구에 나사가 있는 형식이므로, 나사가 없는 형식에 해당하는 것은 C형뿐이다.

문제 36
다음 암모니아 합성공정 중 고압 합성에 이용되고 있는 방법은?
1케미그법
2구우데법
3케로그법
4클로우드법
정답 및 해설

암모니아 합성공정은 반응압력 수준에 따라 저압법·중압법·고압법으로 나뉘며, 클로우드법은 카자레법과 함께 대표적인 고압 합성법에 해당한다.

이에 비해 구우데법과 케로그법은 저압 합성법, 케미그법은 중압 합성법으로 분류되어 클로우드법과는 운전 압력 수준에서 차이가 있다.

문제 37
금속재료에서 고온일 때의 가스에 의한 부식에 해당되지 않는 것은?
1수소에 의한 강의 탈탄
2황화수소에 의한 황화
3탄산가스에 의한 카아보닐화
4산소에 의한 산화
정답 및 해설

금속재료의 고온 가스 부식에는 수소에 의한 강의 탈탄, 황화수소에 의한 황화, 산소에 의한 산화 등이 해당한다.

반면 금속 카르보닐(카아보닐) 화합물은 일산화탄소가 금속과 반응하여 생성되는 것으로, 탄산가스(이산화탄소)에 의한 카아보닐화라는 설명은 원인 가스가 잘못 짝지어져 있어 옳지 않다.

문제 38
양면 간에 복사방지용 시일드판으로서 알루미늄박과 스페이서로서의 글라스울을 서로 다수 포개어 고진공 중에 두는 단열방법은?
1상압 단열법
2고진공 단열법
3다층진공 단열법
4분발진공 단열법
정답 및 해설

알루미늄박 등의 복사방지용 시일드판과 글라스울 스페이서를 여러 겹으로 겹쳐 고진공 상태에 두는 단열방법을 다층진공 단열법이라 한다.

시일드판이 복사열 전달을 여러 층에서 차단하고 고진공이 대류·전도에 의한 열전달을 억제해, 극저온 설비에서 우수한 단열 성능을 얻을 수 있다.

문제 39
용기 재료 구비조건으로 적당하지 않는 것은?
1경량이고 충분한 흡습성이 있을 것.
2점성강도를 가질 것.
3내식성 내마모성이 있을 것.
4용접성 및 가공성이 좋을 것.
정답 및 해설

고압가스 용기 재료는 경량이면서도 흡습성이 없어야 하며, 충분한 점성강도와 내식성·내마모성, 좋은 용접성·가공성을 갖추어야 한다.

흡습성이 있으면 수분으로 인한 부식이나 재질 열화를 촉진할 수 있으므로, 흡습성이 충분히 있어야 한다는 설명은 용기 재료의 구비조건과 반대되는 내용이다.

문제 40
관내에 흐르고 있는 물의 속도가 6m/s일 때 속도수두는 몇 m인가?
11.22
21.84
32.62
42.82
정답 및 해설

속도수두는 유속의 제곱을 중력가속도의 2배로 나눈 값으로 구하며, 유속 6m/s에서의 속도수두는 약 1.84m이다.

hv=v22g=622×9.8=3619.6≈1.84 mh_v = \dfrac{v^2}{2g} = \dfrac{6^2}{2 \times 9.8} = \dfrac{36}{19.6} \approx 1.84\ \mathrm{m}

문제 41
오토클레이브에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
1압력은 일반적으로 브로돈관식 압력계로 측정한다.
2오토클레이브의 재질은 사용범위가 넓은 탄소강이 주로 사용된다.
3오토클레이브에는 정치형, 교반형, 진탕형 등이 있다.
4오토클레이브의 부속장치로는 압력계, 온도계, 안전밸브 등이 있다.
정답 및 해설

오토클레이브는 고온·고압 환경에서 작동하므로 내식성이 우수해야 하는데, 일반적으로 스테인리스강(불수강)을 주재료로 사용한다. 탄소강은 부식에 취약하여 고압 반응기의 주재료로 적합하지 않다. 나머지 항목들은 모두 옳은데, 압력계는 브로돈관식(부르동튜브형)이 표준이고, 용도에 따라 정치형·교반형·진탕형 등이 존재하며, 압력계·온도계·안전밸브는 필수 부속장치다.

문제 42
펌프를 운전할 때 송출압력과 송출유량이 주기적으로 변동하여 펌프의 토출구 및 흡입구에서 압력계의 지침이 흔들리는 현상은?
1공동현상(Cavitation)
2맥동현상(Surging)
3수격작용(Water hammering)
4진동현상(Vibration)
정답 및 해설

펌프 맥동현상(서징, Surging)은 송출압력과 송출유량이 주기적으로 변동하면서 흡입·토출측 압력계 지침이 흔들리는 현상을 말한다.

배관 중간에 저항이 큰 부분이 있거나 유량조절밸브의 위치가 펌프에서 멀리 떨어져 있는 경우, 펌프의 특성곡선 형태에 따라 이 현상이 발생하기 쉽다.

  • 공동현상(캐비테이션)은 흡입측 압력이 포화증기압보다 낮아져 기포가 생성·소멸하는 현상으로 압력·유량의 주기적 변동과는 성격이 다르다.
  • 수격작용은 밸브를 급히 닫거나 펌프가 급정지할 때 유속이 급변해 충격압이 발생하는 현상이다.
문제 43
LP가스의 이송설비 중 압축기에 의한 공급방식에 대한 설명으로 틀린 것은?
1이송시간이 짧다.
2베이퍼록 현상의 우려가 없다.
3재액화의 우려가 없다.
4잔가스 회수가 용이하다.
정답 및 해설

압축기에 의한 이송방식은 압축 과정에서 가스 일부가 다시 액체로 변할 수 있어 재액화의 우려가 있는 것이 단점이므로, 재액화 우려가 없다는 설명은 틀린 내용이다.

압축기 방식은 기체 상태의 가스를 그대로 이송하므로 이송시간이 짧고 잔가스 회수가 쉬우며, 액체를 이송하는 펌프 방식에서 문제되는 베이퍼록 현상의 우려도 없다.

문제 44
스크류 펌프는 어느 형식의 펌프에 해당하는가?
1축류펌프
2원심펌프
3회전펌프
4왕복펌프
정답 및 해설

스크류 펌프는 나사 모양의 로터가 회전하며 유체를 밀어내는 방식으로, 회전운동을 이용해 유체를 이송하는 회전펌프(로터리 펌프)에 속한다.

축류펌프·원심펌프는 임펠러의 원심력·양력을 이용하는 터보형 펌프이고, 왕복펌프는 피스톤이나 플런저의 왕복운동을 이용하는 방식이어서 스크류 펌프와는 작동 원리가 다르다.

문제 45
백금로듐-백금 열전대 온도계의 온도 측정범위로 옳은 것은?
1-180~350℃
2-20~800℃
30~1,600℃
4300~2,000℃
정답 및 해설

백금로듐-백금 열전대 온도계는 내열성이 높아 고온 측정에 적합하며, 측정범위는 약 0~1,600℃이다.

다른 열전대에 비해 측정 상한이 높은 편에 속해 로(furnace) 등 고온 공정의 온도 측정에 주로 사용된다.

문제 46
압력단위에 대한 설명 중 옳은 것은?
1절대압력 = 게이지압력 + 대기압
2절대압력 = 대기압 + 진공압
3대기압은 진공압보다 낮다.
41atm은 1033.2kg/cm2이다.
정답 및 해설

절대압력은 게이지압력에 대기압을 더한 값이다. 즉 Pabs=Pgauge+PatmP_{abs} = P_{gauge} + P_{atm} 관계가 성립한다.

절대압력은 대기압에서 진공압을 뺀 값이므로 "대기압+진공압"이라는 표현은 옳지 않고, 대기압은 완전진공(절대압력 0)보다 항상 높으므로 "대기압은 진공압보다 낮다"는 표현도 틀리다.

또한 1atm은 약 1.0332 kg/cm21.0332\ \mathrm{kg/cm^2}(=1033.2g/cm²)이므로, 1033.2kg/cm²는 단위가 어긋난 값이다.

문제 47
다음 중 1기압(1atm)과 같지 않은 것은?
1760mmHg
20.9807bar
310.332mH2O
4101.3KPa
정답 및 해설

1atm은 760 mmHg=10.332 mH2O=101.3 kPa760\ \mathrm{mmHg} = 10.332\ \mathrm{mH_2O} = 101.3\ \mathrm{kPa}로 서로 같은 값이지만, 0.9807bar는 1atm이 아니라 1 kgf/cm21\ \mathrm{kgf/cm^2}를 bar로 환산한 값이다.

1atm을 bar로 나타내면 약 1.013bar이므로 0.9807bar와는 다른 압력이다.

문제 48
장기간 보존하면 수분과 반응하여 중합폭발을 일으키는 가스는?
1메탄
2시안화수소
3수소
4아세틸렌
정답 및 해설

시안화수소(HCN)는 불안정한 물질이어서 소량의 수분이 있으면 중합 반응이 촉진되고, 반응열이 축적되면 중합폭발을 일으킬 위험이 있는 가스다.

이 때문에 시안화수소는 안정제를 첨가해 충전하고 저장기간에도 제한을 두어 관리한다. 아세틸렌은 압력에 의한 분해폭발, 수소·메탄은 가연성 혼합기에 의한 폭발이 문제이지 수분에 의한 중합폭발과는 성격이 다르다.

문제 49
LP가스의 성질에 대한 설명 중 옳은 것은?
1무색투명하고 물에 잘 녹는다.
2기체는 공기보다 가볍다.
3상온, 상압에서 액체이다.
4석유류 또는 동식물류, 천연고무를 잘 용해시킨다.
정답 및 해설

LP가스는 석유류나 동식물유, 천연고무 등을 잘 용해시키는 용해성이 있어 배관·패킹 재질 선정 시 이를 고려해야 한다.

LP가스는 무색이지만 물에는 거의 녹지 않고, 기체 상태에서는 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하기 쉬우며, 상온·상압에서는 기체로 존재해 가압하거나 냉각해야 액화된다.

문제 50
다음 가스 중 무색, 무취가 아닌 것은?
1O2
2N2
3CO2
4O3
정답 및 해설

오존(O₃)은 특유의 자극성 냄새를 가진 담청색 기체로, 무색·무취가 아니다.

산소·질소·이산화탄소는 상온에서 무색·무취의 기체로 분류된다.

문제 51
에틸렌(C2H4)이 수소와 반응할 때 일으키는 반응은?
1환원반응
2분해반응
3제거반응
4부가반응
정답 및 해설

에틸렌(C₂H₄)과 같이 이중결합을 가진 불포화탄화수소가 수소와 반응해 단일결합 화합물(에탄)로 바뀌는 반응은 원자단이 결합에 더해지는 부가반응이다.

분해반응은 한 물질이 둘 이상으로 쪼개지는 반응, 제거반응은 분자에서 원자단이 빠져나가는 반응, 환원반응은 산소를 잃거나 전자를 얻는 반응이어서 이중결합에 수소가 첨가되는 이 반응과는 다르다.

문제 52
다음 중 약 -195.8℃의 비점을 가진 기체는?
1산소
2질소
3이산화탄소
4수소
정답 및 해설

표준대기압에서 질소의 비점은 약 −195.8 ∘C-195.8\,^{\circ}\mathrm{C}이다.

산소의 비점은 약 -183℃, 이산화탄소는 상압에서 액체를 거치지 않고 약 -78.5℃에서 승화하며, 수소의 비점은 약 -252.8℃로 훨씬 낮아 서로 구분된다.

문제 53
액체의 높이가 4m이며, 이 액체의 비중을 0.68이라고 할 때 수은주의 높이는 몇 ㎝인가? (단, 수은의 비중은 13.6이다.)
110
220
340
480
정답 및 해설

액주의 압력이 같다는 조건에서 ρ1h1=ρ2h2\rho_1 h_1 = \rho_2 h_2가 성립하므로, 비중 0.68인 액체 4m와 같은 압력을 만드는 수은주 높이를 구하면 된다.

h2=h1×ρ1ρ2=400 cm×0.6813.6=20 cmh_2 = h_1 \times \dfrac{\rho_1}{\rho_2} = 400\,\mathrm{cm} \times \dfrac{0.68}{13.6} = 20\,\mathrm{cm}

따라서 수은주의 높이는 20㎝이다.

문제 54
다음 중 기화열이 가장 큰 것은?
1암모니아
2메탄
3프로판
4시안화수소
정답 및 해설

암모니아는 다른 가스에 비해 분자간 인력이 강해 기화열(증발잠열)이 커서 냉동기 냉매로도 널리 쓰인다.

메탄·프로판은 탄화수소 계열로 암모니아보다 분자간 인력이 약해 기화열이 작고, 시안화수소 역시 암모니아만큼 크지 않다.

문제 55
수소가스의 특징이 아닌 것은?
1가연성기체이다.
2열에 대하여 불안정하다.
3확산속도가 빠르다.
4폭발범위가 넓다.
정답 및 해설

수소는 상온에서 비교적 열적으로 안정한 기체이므로 "열에 대하여 불안정하다"는 설명은 수소의 특징에 해당하지 않는다.

반면 수소는 가연성 기체이고, 분자량이 작아 확산속도가 매우 빠르며, 공기 중 폭발범위가 넓은 것은 실제 수소의 특징이다.

문제 56
10kg의 물체를 온도 10℃에서 40℃까지 올리는데 소요되는 열량은 약 몇 kcal인가? (단, 이 물체의 비열은 0.24kcal/kg·℃이다.)
124
272
3120
4300
정답 및 해설

물체 10kg의 온도를 10℃에서 40℃까지 올리는 데 필요한 열량은 Q=mcΔTQ = m c \Delta T로 구한다.

Q=10 kg×0.24 kcal/(kg⋅∘C)×(40−10) ∘C=72 kcalQ = 10\,\mathrm{kg} \times 0.24\,\mathrm{kcal/(kg\cdot^{\circ}C)} \times (40-10)\,^{\circ}\mathrm{C} = 72\,\mathrm{kcal}

따라서 필요한 열량은 약 72kcal이다.

문제 57
밀도의 단위로 옳은 것은?
1g/s2
2ℓ/g
3g/cm3
4lb/in2
정답 및 해설

밀도는 단위 부피당 질량이므로 단위는 g/cm3\mathrm{g/cm^3}와 같이 [질량]/[부피] 형태로 나타낸다.

g/s²은 질량을 시간의 제곱으로 나눈 것이어서 밀도가 아니고, ℓ/g은 부피/질량으로 밀도의 역수인 비체적에 가까우며, lb/in²는 압력의 단위다.

문제 58
액상의 LP가스와 물을 밀폐용기 안에 넣었을 경우에 어떻게 되겠는가?
1물이 액상의 LP가스 위에 떠 있는 상태가 된다.
2액상의 LP가스가 물 위에 떠 있는 상태가 된다.
3액상의 LP가스가 물에 용해되어 섞인 상태가 된다.
4액상의 LP가스가 물 중앙부에 위치하게 된다.
정답 및 해설

LP가스의 액비중은 약 0.5 안팎으로 물(비중 1)보다 가벼우므로, 밀폐용기 안에서 액상의 LP가스가 물 위에 떠 있는 상태가 된다.

LP가스는 물에 거의 녹지 않는 성질도 있어 서로 섞이지 않고 층을 이루며 분리된다.

문제 59
일산화탄소와 염소를 활성탄 촉매하에서 반응시켰을 때 주로 얻을 수 있는 것은?
1카르보닐
2카르복실산
3사염화탄소
4포스겐
정답 및 해설

일산화탄소(CO)와 염소(Cl₂)를 활성탄 촉매 하에서 반응시키면 CO+Cl2→COCl2CO + Cl_2 \rightarrow COCl_2 반응이 일어나 맹독성 물질인 포스겐(COCl₂)이 생성된다.

이 반응은 공업적으로 포스겐을 제조하는 대표적인 방법이며, 카르보닐·카르복실산·사염화탄소는 이 반응의 주생성물이 아니다.

문제 60
염소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1황록색의 기체이다.
2상수도 살균용으로도 사용된다.
3염소가스 누출 시에는 다량의 물로 씻어낸다.
4수소와 혼합하면 염소폭명기가 되어 격렬히 폭발한다.
정답 및 해설

염소가스가 누출되었을 때는 다량의 물로 씻어내는 것이 아니라 소석회 등의 중화제를 사용해 처리해야 하므로, "다량의 물로 씻어낸다"는 설명은 옳지 않다.

염소는 상온에서 황록색 기체이며 살균력이 있어 상수도 살균에 사용되고, 수소와 혼합해 빛에 노출되면 염소폭명기 반응으로 격렬히 폭발하는 것은 맞는 설명이다.