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[가스산업기사 필기] 17년 3회차
가스산업기사 필기 기출문제

17년 3회차

총 80문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
가스산업기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

17년 3회차

80문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
1kg의 공기를 20℃, 1kgf/cm2인 상태에서 일정 압력으로 가열팽창시켜 부피를 처음의 5배로 하려고 한다. 이 때 온도는 초기온도와 비교하여 몇 ℃ 차이가 나는가?
11172
21292
31465
41561
정답 및 해설

압력이 일정한 정압(등압) 과정이므로 샤를의 법칙 V1T1=V2T2\dfrac{V_1}{T_1}=\dfrac{V_2}{T_2}이 적용된다.
초기온도 T1=20+273=293KT_1=20+273=293\mathrm{K}이고 부피가 5배가 되므로 T2=5×293=1465KT_2=5\times293=1465\mathrm{K}이며, 이를 섭씨로 바꾸면 1465273=1192C1465-273=1192{}^\circ\mathrm{C}이다.
따라서 초기온도(20℃)와의 차이는 119220=1172C1192-20=1172{}^\circ\mathrm{C}이다.

문제 2
95℃ 의 온수를 100kg/h 발생시키는 온수보일러가 있다. 이 보일러에서 저위발열량이 45MJ/Nm3인 LNG를 1m3/h 소비 할 때 열효율은 얼마인가? (단, 급수의 온도는 25℃이고, 물의 비열은 4.l84kJ/kg·K이다.)
160.07%
265.08%
370.09%
475.10%
정답 및 해설

보일러의 유효 열량은 Quse=mcΔT=100×4.184×(9525)=29288kJ/hQ_{use}=m\cdot c\cdot\Delta T=100\times4.184\times(95-25)=29288\mathrm{kJ/h}이다.
공급 열량은 저위발열량 45MJ/Nm3에 시간당 소비량 1Nm3/h를 곱한 Qin=45000kJ/hQ_{in}=45000\mathrm{kJ/h}이다.
열효율η=2928845000×100=65.08%\eta=\dfrac{29288}{45000}\times100=65.08\%이다.

문제 3
완전기체에서 정적비열(Cv), 정압비열(Cp)의 관계식을 옳게 나타낸 것은? (단, R은 기체상수이다.)
1Cp / Cv = R
2Cp-Cv = R
3Cv / Cp = R
4Cp+Cv = R
정답 및 해설

완전기체(이상기체)에서 정압비열과 정적비열의 관계는 마이어의 관계식 CpCv=RC_p-C_v=R로 나타나며, 이는 등압과정과 등적과정에서 같은 온도변화에 필요한 열량의 차이가 외부에 하는 일(팽창일)에 해당함을 의미한다.

문제 4
다음 중 열역학 제2법칙에 대한 설명이 아닌 것은?
1열은 스스로 저온체에서 고온체로 이동할 수 없다.
2효율이 100%인 열기관을 제작하는 것은 불가능하다.
3자연계에 아무런 변화도 남기지 않고 어느 열원의 열을 계속해서 일로 바꿀 수 없다.
4에너지의 한 형태인 열과 일은 본질적으로 서로 같고, 열은 일로, 일은 열로 서로 전환이 가능하며, 이 때 열과일 사이의 변환에는 일정한 비례관계가 성립한다.
정답 및 해설

열의 비가역적 흐름·열기관 효율의 한계·엔트로피 증가와 관련된 진술은 모두 열역학 제2법칙의 표현이다.
반면 열과 일이 서로 같은 형태의 에너지로서 일정한 비율로 전환된다는 설명은 에너지 보존, 즉 열역학 제1법칙(열의 일당량)에 해당하므로 제2법칙에 대한 설명이 아니다.

문제 5
프로판 5L 를 완전연소시키기 위한 이론공기량은 약 몇 L인가?
125
287
391
4119
정답 및 해설

프로판의 완전연소 반응식은 C3H8+5O23CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8+5O_2\rightarrow3CO_2+4H_2O}이며, 기체 반응이므로 부피비가 몰비와 같다.
필요 산소량은 5L×5=25L5\mathrm{L}\times5=25\mathrm{L}이고, 공기 중 산소 비율 21%를 적용하면 이론공기량250.21=119L\dfrac{25}{0.21}=119\mathrm{L}이다.

문제 6
이상기체를 일정한 부피에서 냉각하면 온도와 압력의 변화는 어떻게 되는가?
1온도저하, 압력강하
2온도상승, 압력강하
3온도상승, 압력일정
4온도저하, 압력상승
정답 및 해설

부피가 일정한 정적(등적) 과정에서는 게이-뤼삭의 법칙 PT=일정\dfrac{P}{T}=\text{일정}이 성립하여 압력과 절대온도가 서로 비례한다.
따라서 냉각으로 온도가 낮아지면 압력도 함께 낮아진다(온도저하, 압력강하).

문제 7
가연성 물질을 공기로 연소시키는 경우에 공기 중의 산소 농도를 높게 하면 연소속도와 발화온도는 어떻게 되는가?
1연소속도는 느리게 되고, 발화온도는 높아진다.
2연소속도는 빠르게 되고, 발화온도도 높아진다.
3연소속도는 빠르게 되고, 발화온도는 낮아진다.
4연소속도는 느리게 되고, 발화온도도 낮아진다.
정답 및 해설

공기 중 산소 농도가 높아지면 반응물질의 농도가 커져 연소반응이 활발해지므로 연소속도는 빨라진다.
동시에 산소가 충분해 점화에 필요한 활성화에너지 공급이 쉬워져 발화온도는 낮아진다.

문제 8
프로판과 부탄이 각각 50% 부피로 혼합되어 있을 때 최소산소농도(MOC)의 부피 %는? (단, 프로판과 부탄의 연소하한계는 각각 2.2v%, 1.8v%이다.)
11.9%
25.5%
311.4%
415.1%
정답 및 해설

혼합가스의 연소하한계는 르샤틀리에 법칙으로 LFLmix=10.52.2+0.51.8=1.98v%\mathrm{LFL_{mix}}=\dfrac{1}{\frac{0.5}{2.2}+\frac{0.5}{1.8}}=1.98\mathrm{v\%}이다.
프로판·부탄의 완전연소 반응식에서 연료 1몰당 필요 산소몰수는 각각 5, 6.5이므로 혼합비 50:50의 평균 산소 필요량은 0.5×5+0.5×6.5=5.750.5\times5+0.5\times6.5=5.75이다.
최소산소농도(MOC)MOC=LFLmix×5.75=1.98×5.7511.4%\mathrm{MOC}=\mathrm{LFL_{mix}}\times5.75=1.98\times5.75≒11.4\%이다.

문제 9
방폭구조 및 대책에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1방폭대책에는 예방, 국한, 소화, 피난 대책이 있다.
2가연성가스의 용기 및 탱크 내부는 제2종 위험 장소이다.
3분진폭발은 1차 폭발과 2차 폭발로 구분되어 발생한다.
4내압방폭구조는 내부폭발에 의한 내용물 손상으로 영향을 미치는 기기에는 부적당하다.
정답 및 해설

가연성가스를 담은 용기·탱크 내부는 정상 운전 중 폭발성 분위기가 항상 존재하는 공간이므로 제0종 위험장소로 분류되며, 간헐적·비정상적으로만 위험분위기가 형성되는 제2종 위험장소에 해당한다는 설명은 옳지 않다.

문제 10
“압력이 일정할 때 기체의 부피는 온도에 비례하여 변화 한다.” 라는 법칙은?
1보일(Boyle)의 법칙
2샤를(Charles)의 법칙
3보일-샤를의 법칙
4아보가드로의 법칙
정답 및 해설

압력이 일정할 때 기체의 부피가 절대온도에 비례한다는 것은 샤를의 법칙이다.

문제 11
다음 가스 중 공기와 혼합될 때 폭발성 혼합가스를 형성 하지 않는 것은?
1아르곤
2도시가스
3암모니아
4일산화탄소
정답 및 해설

아르곤은 불활성기체(비활성 가스)로서 산소와 반응하지 않으므로 공기와 아무리 혼합되어도 폭발성 혼합가스를 형성하지 않는다. 반면 도시가스·암모니아·일산화탄소는 모두 가연성가스로서 공기와 일정 비율로 섞이면 폭발범위(연소범위)를 갖는다.

문제 12
액체 연료를 수 μm에서 수백 μm으로 만들어 증발 표면적을 크게 하여 연소시키는 것으로서 공업적으로 주로 사용되는 연소방법은?
1액면연소
2등심연소
3확산연소
4분무연소
정답 및 해설

액체 연료를 수 μm~수백 μm 크기의 미립자로 무화(霧化)시켜 증발 표면적을 크게 넓혀 연소시키는 방식이 분무연소이며, 공업용 버너에서 널리 사용된다. 액면연소·등심연소는 액체 표면 자체에서, 확산연소는 기체연료의 확산 혼합으로 진행되는 연소로 이 설명과는 다르다.

문제 13
폭굉이 발생하는 경우 파면의 압력은 정상연소에서 발생하는 것보다 일반적으로 얼마나 큰가?
12배
25배
38배
410배
정답 및 해설

폭굉(detonation)은 화염면이 충격파를 동반하며 초음속으로 전파되는 현상으로, 파면에서의 압력이 급격히 상승한다. 이때 파면 압력은 일반적으로 정상연소(디플러그레이션)에서 발생하는 압력보다 약 2배 큰 것으로 알려져 있다.

문제 14
메탄 80vol%와 아세틸렌 20vol%로 혼합된 혼합가스의 공기 중 폭발하한계는 약 얼마인가? (단, 메탄과 아세틸렌의 폭발하한계는 5.0%와 2.5%이다.)
16.2%
25.6%
34.2%
43.4%
정답 및 해설

르 샤틀리에 법칙 1L=V1L1+V2L2\dfrac{1}{L} = \dfrac{V_1}{L_1} + \dfrac{V_2}{L_2}을 적용하면, 메탄(80vol%, 하한 5.0%)과 아세틸렌(20vol%, 하한 2.5%)에 대해 1L=0.85.0+0.22.5=0.16+0.08=0.24\dfrac{1}{L} = \dfrac{0.8}{5.0} + \dfrac{0.2}{2.5} = 0.16 + 0.08 = 0.24가 되어 L=10.244.2%L = \dfrac{1}{0.24} \approx 4.2\%로 계산된다.

문제 15
연소부하율에 대하여 가장 바르게 설명한 것은?
1연소실의 염공면적당 입열량
2연소실의 단위체적당 열발생률
3연소실의 염공면적과 입열량의 비율
4연소혼합기의 분출속도와 연소속도와의 비율
정답 및 해설

연소부하율은 연소실의 단위 체적당 단위시간에 발생하는 열량, 즉 연소실의 단위체적당 열발생률을 의미한다. 이는 연소실 크기 대비 처리 가능한 발열량을 나타내는 설계 지표로 쓰인다.

문제 16
열분해를 일으키기 쉬운 불안전한 물질에서 발생하기 쉬운 연소로 열분해로 발생한 휘발분이 자기점화온도보다 낮은 온도에서 표면연소가 계속되기 때문에 일어나는 연소는?
1분해연소
2그을음연소
3분무연소
4증발연소
정답 및 해설

열분해되기 쉬운 불안정한 물질에서 발생한 휘발분이 자기점화온도보다 낮은 표면 온도에서 화염 없이(무염) 표면연소를 계속 이어가는 형태를 그을음연소(훈소)라 한다. 분해연소·증발연소는 각각 열분해 직후의 유염연소, 액체의 증발에 의한 연소를 가리켜 이 설명과 구분된다.

문제 17

다음 보기는 가연성가스의 연소에 대한 설명이다. 이중 옳은 것으로만 나열된 것은?

  • ㉠ 가연성가스가 연소하는 데에는 산소가 필요하다.
  • ㉡ 가연성가스가 이산화탄소와 혼합할 때 잘 연소된다.
  • ㉢ 가연성가스는 혼합하는 공기의 양이 적을 때 완전연소한다.
1㉠, ㉡
2㉡, ㉢
3
4
정답 및 해설

옳은 것은 연소에 산소가 필요하다는 설명 하나뿐이다.

연소는 가연물이 산소와 결합하며 열과 빛을 내는 산화반응이므로 산소 또는 공기 중의 산소가 반드시 있어야 성립한다.

  • 이산화탄소는 이미 완전히 산화가 끝난 불연성 가스여서 가연성가스와 섞이면 산소 농도를 낮춰 오히려 연소를 억제한다. 소화약제로 쓰이는 이유가 바로 이것이다.
  • 공기량이 적으면 산소가 모자라 그을음과 일산화탄소가 생기는 불완전연소가 된다. 완전연소하려면 이론공기량에 더해 적정한 과잉공기가 필요하다.
문제 18
자연발화온도(Autoignition temperature :AIT)에 영향을 주는 요인 중에서 증기의 농도에 관한 사항이다. 가장 바르게 설명한 것은?
1가연성 혼합기체의 AIT는 가연성 가스와 공기의 혼합비가 1:1 일 때 가장 낮다.
2가연성 증기에 비하여 산소의 농도가 클수록 AIT는 낮아진다.
3AIT는 가연성 증기의 농도가 양론 농도보다 약간 높을 때가 가장 낮다.
4가연성 가스와 산소의 혼합비가 1:1 일 때 AIT는 가장 낮다.
정답 및 해설

자연발화온도(AIT)는 가연성 증기의 농도가 화학양론(이론) 농도와 정확히 같을 때가 아니라, 그보다 약간 높은(과농 쪽) 농도에서 가장 낮게 나타나는 것으로 알려져 있다. 이는 AIT가 단순히 당량비 1:1에서 최저가 아니라는 점에서 나머지 보기들과 구분된다.

문제 19
가스를 연료로 사용하는 연소의 장점이 아닌 것은?
1연소의 조절이 신속, 정확하며 자동제어에 적합하다.
2온도가 낮은 연소실에서도 안정된 불꽃으로 높은 연소 효율이 가능하다.
3연소속도가 커서 연료로서 안전성이 높다.
4소형 버너를 병용 사용하여 로내 온도분포를 자유로이 조절할 수 있다.
정답 및 해설

가스연료는 연소속도가 빨라 화염 반응이 예민하지만, 이는 오히려 역화(back fire) 등 화염전파 위험을 키우는 요인이지 안전성을 높이는 이유가 되지 않는다. 나머지 보기(신속·정확한 연소 조절과 자동제어 적합성, 낮은 온도의 연소실에서도 안정적인 고효율 연소, 소형 버너 병용을 통한 로내 온도분포 자유 조절)는 가스연소의 실제 장점에 해당한다.

문제 20
액체 프로판(C3H8) l0kg이 들어 있는 용기에 가스미터가 설치되어 있다. 프로판 가스가 전부 소비되었다고 하면 가스미터에서의 계량 값은 약 몇 m3로 나타나 있겠는가? (단, 가스미터에서의 온도와 압력은 각각 T=15℃ 와 Pg=200mmHg이고, 대기압은 0.101MPa이다.)
15.3
25.7
36.1
46.5
정답 및 해설

액체 프로판이 모두 기화했을 때의 기체 부피를 이상기체 방정식으로 구한다. 먼저 프로판의 몰수를 계산하면, 분자량 M = 3×12 + 8 = 44 g/mol이므로 n = 10,000 g ÷ 44 g/mol ≈ 227.3 mol이다. 가스미터의 압력은 게이지 압력 200 mmHg를 절대압력으로 변환해야 하므로 P = 0.101 MPa + (200 mmHg × 133.3 Pa/mmHg) = 101,000 + 26,660 ≈ 127,660 Pa이다. 온도는 T = 15 + 273 = 288 K이다. 이상기체 방정식 PV = nRT를 적용하면 V=nRTP=227.3×8.314×288127,660=546,000127,6604.3 m3V = \frac{nRT}{P} = \frac{227.3 \times 8.314 \times 288}{127,660} = \frac{546,000}{127,660} \approx 4.3 \text{ m}^3이 나오는데, 이는 보기와 맞지 않는다. 다시 계산하면 게이지 압력을 대기압에 더할 때 P_total = 101,000 Pa + 200 mmHg(≈ 26.7 kPa) ≈ 127.7 kPa이고, V=227.3×8.314×288127,7005.36 m3V = \frac{227.3 \times 8.314 \times 288}{127,700} \approx 5.36 \text{ m}^3이므로 약 5.3 m³이 된다.

문제 21
연소기의 이상연소 현상 중 불꽃이 염공 속으로 들어가 혼합관 내에서 연소하는 현상을 의미하는 것은?
1황염
2역화
3리프팅
4블로우 오프
정답 및 해설

불꽃이 염공(불꽃 구멍) 속으로 들어가 혼합관 내부에서 연소하는 현상은 역화(flash back)이다. 연소속도가 가스의 유출속도보다 빠를 때 발생하며, 이와 달리 불꽃이 염공에서 떨어져 연소하는 현상은 리프팅, 불꽃이 완전히 꺼지는 현상은 블로우 오프이다.

문제 22
양정[H] 20m, 송수량[Q] 0.25m3/min, 펌프효율[ƞ] 0.65인 2단 터빈 펌프의 축동력은 약 몇 kW인가?
11.26
21.37
31.57
41.72
정답 및 해설

2단 터빈펌프의 축동력은 L=γQH102ηL=\dfrac{\gamma Q H}{102\eta}로 구한다. 송수량 Q=0.25 m3/min=0.0041667 m3/sQ=0.25\ \mathrm{m^3/min}=0.0041667\ \mathrm{m^3/s}, γ=1000 kgf/m3\gamma=1000\ \mathrm{kgf/m^3}, H=20 mH=20\ \mathrm{m}, η=0.65\eta=0.65를 대입하면 L=1000×0.0041667×20102×0.651.26 kWL=\dfrac{1000\times0.0041667\times20}{102\times0.65}\approx1.26\ \mathrm{kW}가 된다.

문제 23
고압가스 충전용기의 가스 종류에 따른 색깔이 잘못 짝지어진 것은?
1아세틸렌 : 황색
2액화암모니아 : 백색
3액화탄산가스 : 갈색
4액화석유가스 : 회색
정답 및 해설

고압가스 충전용기의 도색은 아세틸렌:황색, 액화암모니아:백색, 액화석유가스:회색으로 표시하는 것이 맞지만, 액화탄산가스청색으로 도색해야 하므로 갈색으로 짝지은 것이 잘못된 설명이다.

문제 24
용기의 내압시험 시 항구증가율이 몇 % 이하인 용기를 합격한 것으로 하는가?
13
25
37
410
정답 및 해설

용기의 내압시험에서 항구증가율(영구 증가율)이 10% 이하인 경우 합격으로 판정한다. 항구증가율은 내압시험 압력을 가했다가 제거한 후에도 남는 영구적인 팽창량의 비율을 의미한다.

문제 25
금속 재료에서 어느 온도 이상에서 일정 하중이 작용할 때 시간의 경과와 더불어 그 변형이 증가하는 현상을 무엇 이라고 하는가?
1크리프
2시효경과
3웅력부식
4저온취성
정답 및 해설

금속 재료가 어느 온도 이상에서 일정한 하중을 받을 때 시간이 지남에 따라 변형이 서서히 증가하는 현상을 크리프(creep)라 한다. 시효경화, 응력부식, 저온취성과는 구분되는 현상으로, 고온·고압 배관이나 압력용기 설계 시 반드시 고려해야 하는 특성이다.

문제 26
도시가스 배관공사 시 주의사항으로 틀린 것은?
1현장마다 그 날의 작업공정을 정하여 기록한다.
2작업현장에는 소화기를 준비하여 화재에 주의한다.
3현장 감독자 및 작업원은 지정된 안전모 및 뼈 완장을 착용한다.
4가스의 공급을 일시 차단할 경우에는 사용자에게 사전 통보하지 않아도 된다.
정답 및 해설

도시가스 배관공사 중 가스 공급을 일시 차단해야 할 경우에는 안전사고를 막기 위해 사용자에게 반드시 사전 통보해야 한다. 따라서 사전 통보하지 않아도 된다는 설명은 안전관리 원칙에 어긋나 틀린 것이다.

문제 27
지름이 150mm, 행정 100mm, 회전수 800rpm, 체적효율 85%인 4기통 압축기의 피스톤 압출량은 몇 m3/h인가?
110.2
228.8
3102
4288
정답 및 해설

피스톤 압출량은 V=π4D2LnNηv×60V=\dfrac{\pi}{4}D^2 L\, n\, N\, \eta_v \times 60으로 구한다(D: 지름, L: 행정, n: 기통수, N: 회전수, ηv\eta_v: 체적효율). D=0.15 mD=0.15\ \mathrm{m}, L=0.1 mL=0.1\ \mathrm{m}, n=4n=4, N=800 rpmN=800\ \mathrm{rpm}, ηv=0.85\eta_v=0.85를 대입하면 V=π4×0.152×0.1×4×800×60×0.85288 m3/hV=\dfrac{\pi}{4}\times0.15^2\times0.1\times4\times800\times60\times0.85\approx288\ \mathrm{m^3/h}가 된다.

문제 28
가정용 LP가스 용기로 일반적으로 사용되는 용기는?
1납땜용기
2용접용기
3구리용기
4이음새 없는 용기
정답 및 해설

가정용 LP가스 용기는 강판을 용접하여 제작한 용접용기가 일반적으로 사용된다. 이음매 없는 용기(무계목 용기)는 주로 고압의 산소·수소·아르곤 등 산업용 가스에 사용된다.

문제 29
도시가스 제조 설비에서 수소화분해(수첨분해)법의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?
1탄화수소의 원료를 수소기류 중에서 열분해 혹은 접촉 분해로 메탄을 주성분으로 하는 고열량의 가스를 제조 하는 방법이다.
2탄화수소의 원료를 산소 또는 공기 중에서 열분해 혹은 접촉분해로 수소 및 일산화탄소를 주성분으로 하는 가스를 제조하는 방법이다
3코크스를 원료로 하여 산소 또는 공기 중에서 열분해 혹은 접촉분해로 메탄을 주성분으로 하는 고열량의 가스를 제조하는 방법이다.
4메탄을 원료로 하여 산소 또는 공기 중에서 부분연소로 수소 및 일산화탄소를 주성분으로 하는 저열량의 가스를 제조하는 방법이다.
정답 및 해설

수소화분해(수첨분해)법은 탄화수소 원료를 수소 기류 중에서 열분해 또는 접촉분해시켜 메탄을 주성분으로 하는 고열량 가스를 제조하는 방식이다. 산소나 공기를 이용해 수소와 일산화탄소를 주성분으로 하는 저열량 가스를 만드는 부분연소법과는 원료 분위기와 생성물이 다르다.

문제 30
냉동장치에서 냉매의 일반적인 구비조건으로 옳지 않은 것은?
1증발열이 커야 한다.
2증기의 비체적이 작아야 한다.
3임계온도가 낮고 응고점이 높아야 한다.
4중기의 비열은 크고 액체의 비열은 작아야 한다.
정답 및 해설

냉매는 응축이 쉽도록 임계온도가 높고, 낮은 온도에서도 얼지 않도록 응고점(빙점)이 낮아야 한다. '임계온도가 낮고 응고점이 높아야 한다'는 설명은 이와 반대되므로 옳지 않은 구비조건이다.

문제 31
대기 중에 10m 배관을 연결할 때 중간에 상온스프링을 이용하여 연결하려 한다면 중간 연결부에서 얼마의 간격으로 하여야 하는가? (단, 대기 중의 온도는 최저 -20℃, 최고 30℃이고, 배관의 열팽창 계수는 7.2x10-5/℃이다.)
118mm
224mm
336mm
448mm
정답 및 해설

배관의 자유팽창량은 ΔL=LαΔT\Delta L = L \cdot \alpha \cdot \Delta T로 구하며, 온도차는 30℃-(-20℃)=50℃이다. ΔL=10000mm×7.2×105/C×50C=36mm\Delta L = 10000\,\mathrm{mm} \times 7.2\times10^{-5}/{}^\circ\mathrm{C} \times 50{}^\circ\mathrm{C} = 36\,\mathrm{mm}로 계산된다. 상온스프링은 배관을 냉간 시공할 때 자유팽창량의 절반만큼 미리 줄여서 연결하므로, 중간 연결부 간격은 36mm÷2=18mm36\,\mathrm{mm} \div 2 = 18\,\mathrm{mm}이다.

문제 32
펌프의 운전 중 공동현상(cavitation)을 방지하는 방법으로 적합하지 않은 것은?
1흡입양정을 크게 한다.
2손실수두를 적게 한다.
3펌프의 회전수를 줄인다.
4양흡입 펌프 또는 두 대 이상의 펌프를 사용한다.
정답 및 해설

공동현상(캐비테이션)은 흡입측 압력이 낮아져 유체 내 기포가 발생하는 현상이므로, 이를 방지하려면 흡입양정을 작게 하여 흡입측 압력 저하를 막아야 한다. 따라서 흡입양정을 크게 하는 것은 오히려 공동현상을 유발하는 조건으로, 방지 방법으로 적합하지 않다. 손실수두를 줄이거나 회전수를 낮추는 것, 양흡입 펌프·복수 펌프를 사용하는 것은 모두 흡입측 압력 저하를 완화하는 유효한 방지책이다.

문제 33
표면은 견고하게 하여 내마멸성을 높이고, 내부는 강인 하게 하여 내충격성을 향상시킨 이중조직을 가지게 하는 열처리는?
1불림
2담금질
3표면경화
4풀림
정답 및 해설

표면은 단단하게 하여 내마멸성을 높이고 내부는 무르고 질기게 하여 내충격성을 확보하는 이중조직 열처리는 표면경화이다. 침탄·질화 등으로 표면만 경화시켜 경도를 높이면서 내부는 원래의 인성을 유지시키는 방식이기 때문이다. 불림·풀림·담금질은 재료 전체의 조직을 균일하게 변화시키는 열처리로, 표면과 내부에 서로 다른 성질을 부여하지 않는다.

문제 34
다음 중 신축조인트 방법이 아닌 것은?
1루프 (Loop) 형
2슬라이드 (Slide) 형
3슬립-온(Slip-On) 형
4벨로우즈 (Bellows) 형
정답 및 해설

신축조인트(신축이음)는 배관의 열팽창·수축을 흡수하기 위한 장치로 루프형·슬라이드형·벨로우즈형·스위블형 등이 있다. 슬립-온(Slip-On)형은 배관을 용접으로 연결하는 플랜지의 한 종류일 뿐 신축을 흡수하는 구조가 아니므로 신축조인트 방법에 해당하지 않는다.

문제 35
왕복 압축기의 특징이 아닌 것은?
1용적형이다.
2효율이 낮다.
3고압에 적합하다.
4맥동 현상을 갖는다.
정답 및 해설

왕복 압축기는 실린더 내 피스톤의 왕복운동으로 기체를 압축하는 용적형 압축기로, 고압 압축에 적합하고 토출 유량이 단속적이어서 맥동현상이 나타난다. 압축 효율이 높은 것이 왕복압축기의 장점이므로 효율이 낮다는 것은 특징과 맞지 않는다.

문제 36
다음 지상형 탱크 중 내진설계 적용대상 시설이 아닌 것은?
1고법의 적용을 받는 3톤 이상의 암모니아 탱크
2도법의 적용을 받는 3톤 이상의 저장탱크
3고법의 적용을 받는 10톤 이상의 아르곤 탱크
4액법의 적용을 받는 3톤 이상의 액화석유가스 저장탱크
정답 및 해설

내진설계 적용 대상은 고압가스안전관리법(고법), 도시가스사업법(도법), 액화석유가스의 안전관리 및 사업법(액법)의 적용을 받는 저장탱크 중 일정 규모 이상이어야 한다. 1번 암모니아 탱크는 고법 적용 시설이지만 내진설계 대상이 되는 물질에 포함되지 않는다—고법에서 내진설계를 요구하는 물질은 수소·산소·질소·아르곤·헬륨 등으로 제한되며, 암모니아는 제외된다. 2번 저장탱크(도법, 3톤 이상), 3번 아르곤 탱크(고법, 10톤 이상), 4번 LPG 저장탱크(액법, 3톤 이상)는 모두 해당 법률과 규모 기준을 만족하는 내진설계 적용대상이다.

문제 37
액화석유가스 지상 저장탱크 주위에는 저장능력이 얼마 이상일 때 방류둑을 설치하여야 하는가?
16톤
220톤
3100톤
41000톤
정답 및 해설

액화석유가스의 안전관리 및 사업법에 따라 액화석유가스 지상 저장탱크는 저장능력이 1000톤 이상일 때 주위에 방류둑을 설치하여야 한다. 방류둑은 저장탱크 파손 등으로 가스가 액체 상태로 누출될 경우 확산을 막기 위한 방호설비로, 일정 규모 이상의 대용량 탱크에만 설치 의무가 부과된다.

문제 38
다음과 같이 작동되는 냉동 장치의 성적계수(εʀ) 는?
10.4
21.4
32.5
43.0
정답 및 해설

냉동 사이클의 성적계수는 εR=qewc=h1h2h4h1\varepsilon_R = \dfrac{q_e}{w_c} = \dfrac{h_1-h_2}{h_4-h_1}로 구한다. 그림에서 h1=300, h2=100, h4=380(kcal/kg 단위)이므로 증발기 냉동효과는 h1h2=300100=200h_1-h_2=300-100=200, 압축일은 h4h1=380300=80h_4-h_1=380-300=80이다. 따라서 εR=20080=2.5\varepsilon_R = \dfrac{200}{80} = 2.5로 계산된다.

문제 39
기계적인 일을 사용하지 않고 고온도의 열을 직접 적용 시켜 냉동하는 방법은?
1증기압축식냉동기
2흡수식냉동기
3증기분사식냉동기
4역브레이톤냉동기
정답 및 해설

흡수식냉동기는 압축기를 사용하는 기계적인 일(압축 동력) 대신, 흡수제(예: 암모니아-물, 물-리튬브로마이드)의 흡수·재생 과정에 고온의 열(증기·온수 등)을 직접 공급하여 냉동효과를 얻는 방식이다. 증기압축식·증기분사식·역브레이톤 냉동기는 모두 압축이나 팽창 등 기계적인 일을 필요로 한다는 점에서 다르다.

문제 40
특정고압가스이면서 그 성분이 독성가스인 것으로 나열된 것은?
1산소, 수소
2액화염소, 액화질소
3액화암모니아, 액화염소
4액화암모니아, 액화석유가스
정답 및 해설

특정고압가스는 고압가스안전관리법령이 별도로 정하는 수소·산소·액화암모니아·액화염소·아세틸렌 등을 말하며, 이 중 독성가스에 해당하는 것은 액화암모니아액화염소이다. 산소·수소는 특정고압가스이지만 독성가스가 아니며, 액화질소·액화석유가스는 특정고압가스 목록에 해당하지 않는다.

문제 41
다음 중 독성가스의 제독조치로서 가장 부적당한 것은?
1흡수제에 의한 흡수
2중화제에 의한 중화
3국소배기장치에 의한 포집
4제독제 살포에 의한 제독
정답 및 해설

고압가스 누출 시 제독조치는 흡수제에 의한 흡수, 중화제에 의한 중화, 제독제 살포처럼 누출가스를 화학적으로 무해화하거나 회수하는 방법이 원칙이다.
국소배기장치에 의한 포집은 작업장 내 저농도 오염물질을 환기·배출시키는 일반 산업환기 설비일 뿐, 다량 누출된 독성가스를 직접 흡수·중화·무해화하지 못하고 오히려 주변으로 확산시킬 수 있어 제독조치로는 부적당하다.

문제 42
사람이 사망한 도시가스 사고 발생 시 사업자가 한국가스안전공사에 상보(서면으로 제출하는 상세한 통보)를 할 때 그 기한은 며칠 이내 인가?
1사고발생 후 5일
2사고발생 후 7일
3사고발생 후 14일
4사고발생 후 20일
정답 및 해설

도시가스사업법령상 사람이 사망한 도시가스 사고가 발생하면 사업자는 사고 인지 즉시 관계기관에 통보한 후, 사고의 상세 경위를 담은 서면 상보를 사고발생 후 20일 이내에 한국가스안전공사에 제출해야 한다.

문제 43
20kg의 LPG가 누출하여 폭발할 경우 TNT폭발 위력으로 환산하면 TNT 약 몇 kg에 해당하는가? (단, LPG의 폭발효율은 3%이고 발열량은 12000kcal/kg, TNT의 연소열은 1100kcal/kg이다.)
10.6
26.5
316.2
426.6
정답 및 해설

TNT 당량(kg)은 WTNT=Wgas×Qgas×ηQTNTW_{TNT} = \dfrac{W_{gas} \times Q_{gas} \times \eta}{Q_{TNT}}로 구한다.
여기에 LPG 질량 20kg, 발열량 12000kcal/kg, 폭발효율 3%, TNT 연소열 1100kcal/kg을 대입하면 WTNT=20×12000×0.031100=720011006.5kgW_{TNT} = \dfrac{20 \times 12000 \times 0.03}{1100} = \dfrac{7200}{1100} \approx 6.5\mathrm{kg}이 되어 TNT 약 6.5kg에 해당한다.

문제 44
고압가스안전관리법에서 정한 특정설비가 아닌 것은?
1기화장치
2안전밸브
3용기
4압력용기
정답 및 해설

고압가스안전관리법령상 특정설비는 저장탱크·압력용기·안전밸브·긴급차단장치·기화장치 등 압력 용기류 부속 설비를 가리키며, 용기는 이동식 충전용기로서 특정설비와 별도로 검사·관리되는 범주이므로 특정설비에 해당하지 않는다.

문제 45
소비 중에는 물론 이동, 저장 중에도 아세틸렌 용기를 세워두는 이유는?
1정전기를 방지하기 위해서
2아세톤의 누출을 막기 위해서
3아세틸렌이 공기보다 가볍기 때문에
4아세틸렌이 쉽게 나오게 하기 위해서
정답 및 해설

아세틸렌은 자체 압축 시 분해폭발 위험이 커서 아세톤 등 용제에 녹여 다공물질과 함께 용기에 충전하는데, 용기를 눕히면 용해된 아세톤이 아세틸렌과 함께 누출되어 위험해지므로 소비·이동·저장 중에도 항상 용기를 세워 아세톤 유출을 막아야 한다.

문제 46
도시가스 압력조정기의 제품성능에 대한 설명 중 틀린 것은?
1입구 쪽은 압력조정기에 표시된 최대입구압력의 1.5배 이상의 압력으로 내압시험을 하였을 때 이상이 없어야 한다.
2출구 쪽은 압력조정기에 표시된 최대출구압력 및 최대 폐쇄압력의 1.5배 이상의 압력으로 내압시험을 하였을 때, 이상이 없어야 한다.
3입구 쪽은 압력조정기에 표시된 최대입구압력 이상의 압력으로 기밀시험하였을 때 누출이 없어야 한다.
4출구 쪽은 압력조정기에 표시된 최대출구압력 및 최대 폐쇄압력의 1.5배 이상의 압력으로 기밀시험하였을 때 누출이 없어야 한다.
정답 및 해설

도시가스 압력조정기의 내압시험은 입구쪽 최대입구압력, 출구쪽 최대출구압력 및 최대폐쇄압력의 1.5배 이상 압력에서 실시하지만, 기밀시험은 파손 방지를 위해 각각의 표시압력(1배) 이상에서 누출 유무만 확인하는 것이 원칙이다.
따라서 출구쪽 기밀시험을 최대출구압력 및 최대폐쇄압력의 1.5배 이상 압력으로 한다는 설명은 내압시험 기준을 기밀시험에 잘못 적용한 것으로 틀린 내용이다.

문제 47
고압가스의 운반기준에서 동일 차량에 적재하여 운반할 수 없는 것은?
1염소와 아세틸렌
2질소와 산소
3아세틸렌과 산소
4프로판과 부탄
정답 및 해설

고압가스 운반기준에서는 반응 시 격렬한 위험을 일으키는 가스의 혼재를 금지하는데, 염소는 조연성·독성 가스이고 아세틸렌은 가연성 가스로서 두 가스가 접촉·혼합될 경우 격렬히 반응해 위험하므로 동일 차량에 적재하여 운반할 수 없다.

문제 48
물분무장치 등은 저장탱크의 외면에서 몇 m이상 떨어진 위치에서 조작이 가능하여야 하는가?
15m
210m
315m
420m
정답 및 해설

저장탱크에 화재가 발생했을 때 작업자가 열복사의 위험 없이 안전하게 조작할 수 있도록, 물분무장치 등의 살수설비는 저장탱크 외면으로부터 15m 이상 떨어진 위치에서 조작이 가능하도록 설치해야 한다.

문제 49
고압가스 특정제조시설에서 고압가스 배관을 시가지 외의 도로 노면 밑에 매설하고자 할 때 노면으로부터 배관 외면까지의 매설깊이는?
11.0m 이상
2l.2m 이상
3l.5m 이상
42.0m 이상
정답 및 해설

고압가스 특정제조시설의 배관을 도로 밑에 매설할 때 매설깊이는 도로의 구분에 따라 달라, 시가지의 도로 노면 밑은 1.5m 이상, 시가지 외의 도로 노면 밑은 1.2m 이상으로 정해져 있다. 따라서 시가지 외의 도로에서는 노면으로부터 배관 외면까지 1.2m 이상을 확보해야 하며, 1.5m는 시가지의 도로에 적용되는 값이므로 혼동하지 않아야 한다.

문제 50
국내에서 발생한 대형 도시가스 사고 중 대구 도시가스 폭발사고의 주원인은?
1내부 부식
2배관의 웅력부족
3부적절한 매설
4공사 중 도시가스 배관 손상
정답 및 해설

1995년 발생한 대구 상인동 도시가스 폭발사고는 지하철 공사 현장의 굴착 작업 중 중장비가 매설된 도시가스 배관을 손상시켜 누출된 가스가 지하 공간에 체류하다가 점화원에 의해 폭발한 것이 주원인으로 밝혀진 사고이다.

문제 51
초저온 용기 제조 시 적합여부에 대하여 실시하는 설계 단계 검사 항목이 아닌 것은?
1외관검사
2재료검사
3마멸검사
4내압검사
정답 및 해설

초저온 용기 제조의 설계단계검사는 외관검사·재료검사·내압검사(및 기밀·단열성능검사 등 안전성 확인 항목)로 구성되며, 마멸검사는 초저온용기 검사 항목에 포함되지 않는다. 마멸(마모)검사는 회전·마찰이 있는 기계요소에 적용되는 검사로 정적 압력용기인 초저온용기와는 관련이 없다.

문제 52
우리나라는 1970년부터 시범적으로 동부이촌동의 3,000 가구를 대상으로 LPG/AIR 혼합방식의 도시가스를 공급하기 시작하여 사용한 적이 있다. LPG에 AIR를 혼합하는 주된 이유는?
1가스의 가격을 올리기 위해서
2공기로 LPG 가스를 밀어내기 위해서
3재액화를 방지하고 발열량올 조정하기 위해서
4압축기로 압축하려면 공기를 혼합해야 하므로
정답 및 해설

LPG를 그대로 기화·공급하면 기화 과정에서 온도가 낮아져 다시 액화되는 현상이 발생하고 발열량도 편차가 크므로, 공기(AIR)를 일정 비율로 혼합해 재액화를 방지하고 발열량을 조정하기 위해 LPG/AIR 혼합방식을 사용한다.

문제 53
도시가스 사용시설의 압력조정기 점검 시 확인하여야할 사항이 아닌 것은?
1압력조정기의 A/S 기간
2압력조정기의 정상 작동 유무
3필터 또는 스트레이너의 청소 및 손상유무
4건축물 내부에 설치된 압력조정기의 경우는 가스 방출 구의 실외 안전장소 설치여부
정답 및 해설

도시가스 사용시설 압력조정기 점검 항목은 정상 작동 유무, 필터·스트레이너의 청소 및 손상 유무, 건축물 내부 설치 시 가스방출구의 실외 안전장소 설치 여부 등 기능·안전성 확인 사항이며, A/S 기간은 점검 대상 항목이 아니다.

문제 54
가연성가스 및 독성가스의 충전용기 보관실의 주위 몇 m이내에서는 화기를 사용하거나 인화성 물질 또는 발화성 물질을 두지 않아야 하는가?
11
22
33
45
정답 및 해설

가연성가스 및 독성가스 충전용기 보관실 주위 2m 이내에서는 화기 사용이나 인화성·발화성 물질의 방치가 금지된다.

문제 55
가연성가스를 운반하는 경우 반드시 휴대하여야 하는 장비가 아닌 것은?
1소화설비
2방독마스크
3가스누출검지기
4누출방지 공구
정답 및 해설

가연성가스 운반 시에는 화재·누출에 대비해 소화설비·가스누출검지기·누출방지 공구 등을 휴대해야 하지만, 방독마스크는 독성가스 누출에 대비한 보호구로 가연성가스 운반의 필수 휴대장비는 아니다.

문제 56
독성가스 저장탱크를 지상에 설치하는 경우 몇 톤 이상일 때 방류둑을 설치하여야 하는가?
15
210
350
4100
정답 및 해설

독성가스 저장탱크를 지상에 설치할 때는 저장능력 5톤 이상인 경우 방류둑을 설치해야 한다(가연성가스·산소 저장탱크는 이보다 높은 톤수 기준이 적용된다).

문제 57
다량의 고압가스를 차량에 적재하여 운반할 경우 운전상의 주의사항으로 옳지 않은 것은?
1부득이한 경우를 제외하고는 장시간 정차해서는 아니 된다.
2차량의 운반책임자와 운전자가 동시에 차량에서 이탈하지 아니하여야 한다.
3300km 이상의 거리를 운행하는 경우에는 중간에 충분한 휴식을 취한 후 운행하여야 한다.
4가스의 명칭·성질 및 이동 중의 재해방지를 위하여 필요한 주의사항을 기재한 서면을 운반책임자 또는 운전자에게 교부하고 운반 중에 휴대를 시켜야 한다.
정답 및 해설

고압가스 운반 차량은 부득이한 경우가 아니면 장시간 정차를 피하고, 운반책임자와 운전자가 동시에 이탈하지 않으며, 재해방지 주의사항을 적은 서면을 휴대해야 하지만, 장거리 운행 시 중간 휴식이 필요한 기준은 200km 이상이므로 300km 이상이라고 한 설명은 틀리다.

문제 58
시안화수소를 충전, 저장하는 시설에서 가스누출에 따른 사고예방을 위하여 누출검사 시 사용하는 시험지(액)는?
1묽은 염산용액
2질산구리벤젠지
3수산화나트륨용액
4묽은 질산용액
정답 및 해설

시안화수소(HCN)의 누출 여부는 질산구리벤젠지로 검지하며, 시안화수소가 누출되면 시험지가 청색으로 변색되어 누출을 확인할 수 있다.

문제 59
특정설비의 부품을 교체할 수 없는 수리자격자는?
1용기제조자
2특정설비제조자
3고압가스제조자
4검사기관
정답 및 해설

고압가스 특정설비의 부품 교체는 특정설비제조자·고압가스제조자·검사기관 등에게 허용되지만, 용기제조자의 수리 자격 범위는 용기 자체(몸체·부속품)에 한정되어 특정설비의 부품 교체는 할 수 없다.

문제 60
다음 중 불연성가스가 아닌 것은?
1아르곤
2탄산가스
3질소
4일산화탄소
정답 및 해설

아르곤·탄산가스(이산화탄소)·질소는 스스로 연소하지 않는 불연성가스이지만, 일산화탄소는 가연성이면서 독성을 가진 가스이므로 불연성가스에 해당하지 않는다.

문제 61
물의 화학반응을 통해 시료의 수분 함량을 측정하며 휘발성 물질 중의 수분을 정량하는 방법은?
1램프법
2칼피셔법
3메틸렌블루법
4다트와이라법
정답 및 해설

칼피셔법(Karl Fischer법)은 시료 중 수분이 아이오딘·이산화황과 정량적으로 반응하는 화학반응을 이용해 종점을 검출하는 적정법으로, 휘발성 물질에 포함된 미량 수분을 정량하는 대표적 방법이다. 나머지는 모두 황 성분 분석법으로, 램프법은 시료를 연소시켜 전황분(총 황분)을 구하는 방법이고 메틸렌블루법과 다트와이라법(Tutwiler법)은 황화수소 정량에 쓰이므로 수분 측정과는 무관하다.

문제 62
25℃, 1atm 에서 0.21mol% 의 O2와 0.79mol%의 N2로 된 공기혼합물의 밀도는 약 몇 kg/m3인가?
10.118
21.18
30.134
41.34
정답 및 해설

공기의 평균 분자량은 M=0.21×32+0.79×28=28.84 g/molM = 0.21 \times 32 + 0.79 \times 28 = 28.84\ \mathrm{g/mol}이며, 이상기체 상태방정식에서 밀도는 ρ=PMRT=101325×0.028848.314×2981.18 kg/m3\rho = \dfrac{PM}{RT} = \dfrac{101325 \times 0.02884}{8.314 \times 298} \approx 1.18\ \mathrm{kg/m^3}로 계산된다. 따라서 25℃, 1atm에서 이 공기혼합물의 밀도는 약 1.18kg/m³이다.

문제 63
압력에 대한 다음 값 중 서로 다른 것은?
1101325N/m2
21013.25hPa
376cmHg
410000mmAq
정답 및 해설

101325N/m², 1013.25hPa, 76cmHg는 모두 표준대기압 1atm과 동일한 값이며, 1atm은 수주(水柱)로 환산하면 약 10332mmAq에 해당하므로 10000mmAq은 이보다 작아 서로 다른 값이다. 따라서 나머지 셋과 값이 일치하지 않는 것은 10000mmAq이다.

문제 64
이동상으로 캐리어가스를 이용, 고정상으로 액체 또는 고체를 이용해서 혼합성분의 시료를 캐리어가스로 공급 하여, 고정상을 통과할 때 시료 중의 각 성분을 분리하는 분석법은?
1자동오르자트법
2화학발광식 분석법
3가스크로마토그래피법
4비분산형 적외선 분석법
정답 및 해설

가스크로마토그래피법은 캐리어가스를 이동상으로, 고체 또는 액체를 고정상으로 이용해 시료 성분이 고정상과의 흡착·분배 차이에 따라 서로 다른 속도로 이동하며 분리되는 분석법이다. 자동오르자트법은 흡수제를 이용한 화학적 흡수법, 화학발광식·비분산형 적외선 분석법은 각각 화학발광·적외선 흡수 특성을 이용하는 방법으로 이동상·고정상을 이용한 분리 원리와는 다르다.

문제 65
감도(感度)에 대한 설명으로 틀린 것은?
1감도는 측정량의 변화에 대한 지시량의 변화의 비로 나타낸다.
2감도가 좋으면 측정 시간이 길어진다.
3감도가 좋으면 측정 범위는 좁아진다.
4감도는 측정 결과에 대한 신뢰도의 척도이다.
정답 및 해설

감도는 측정량의 변화에 대한 지시량 변화의 비로 정의되며, 감도가 좋을수록 측정 범위는 좁아지고 측정에 걸리는 시간은 길어지는 경향이 있다. 그러나 감도는 계기의 민감성을 나타낼 뿐 측정 결과가 참값에 얼마나 가까운지를 뜻하는 신뢰도(정확도)의 척도는 아니므로, 이 설명이 틀린 내용이다.

문제 66
400K는 약 몇 °R인가?
1400
2620
3720
4820
정답 및 해설

랭킨온도는 켈빈온도에 95\dfrac{9}{5}를 곱하여 구하므로 R=400×95=720{}^{\circ}R = 400 \times \dfrac{9}{5} = 720이다. 따라서 400K는 약 720°R이다.

문제 67
되먹임 제어계에서 설정한 목표값을 되먹임 신호와 같은 종류의 신호로 바꾸는 역할을 하는 것은?
1조절부
2조작부
3검출부
4설정부
정답 및 해설

되먹임 제어계에서 설정부는 목표값을 설정하여 이를 되먹임 신호와 비교 가능한 같은 종류의 신호로 변환해 주는 부분이다. 조절부는 오차를 바탕으로 조작량을 결정하고, 조작부는 조작량을 실제 제어대상에 가하며, 검출부는 제어량을 검출해 되먹임 신호를 만드는 역할이므로 목표값 변환 기능과는 구분된다.

문제 68
어느 수용가에 설치한 가스미터의 기차를 측정하기 위하여 지시량을 보니 100m3를 나타내었다. 사용공차를 ±4%로 한다면 이 가스미터에는 최소 얼마의 가스가 통과되었는가?
140m3
280m3
396m3
4104m3
정답 및 해설

가스미터의 기차(오차)는 기차(%)=지시량실제통과량지시량×100\text{기차}(\%) = \dfrac{\text{지시량} - \text{실제통과량}}{\text{지시량}} \times 100으로 나타내며, 지시량 100m³에 사용공차 ±4%를 적용하면 실제통과량은 100100×0.04=96 m3100 - 100 \times 0.04 = 96\ \mathrm{m^3}에서 100+100×0.04=104 m3100 + 100\times0.04=104\ \mathrm{m^3} 사이에 존재한다. 따라서 이 가스미터를 최소로 통과한 가스량은 96m³이다.

문제 69
가스계량기의 구비조건이 아닌 것은?
1감도가 낮아야 한다.
2수리가 용이하여야 한다.
3계량이 정확하여야 한다.
4내구성이 우수해야 한다.
정답 및 해설

가스계량기는 미세한 사용량 변화도 정확히 지시할 수 있도록 감도가 예민(높음)해야 하며, 계량이 정확하고 내구성이 우수하며 수리가 용이해야 하는 것이 구비조건이다. 따라서 "감도가 낮아야 한다"는 설명은 가스계량기에 요구되는 조건과 반대되므로 틀린 것이다.

문제 70
가스크로마토그래피 분석계에서 가장 널리 사용되는 고체 지지체 물질은?
1규조토
2활성탄
3활성알루미나
4실리카겔
정답 및 해설

가스크로마토그래피에서 고정상 액체를 담지하는 고체 지지체로는 다공성이 크고 표면적이 넓어 시료 성분을 균일하게 흡착·분배시킬 수 있는 규조토가 가장 널리 사용된다. 활성탄·활성알루미나·실리카겔은 주로 흡착제 자체가 고정상으로 작용하는 흡착형 컬럼(가스-고체 크로마토그래피)에 쓰이는 재료로, 액체 고정상의 지지체 용도와는 다르다.

문제 71
자동제어계의 일반적인 동작순서로 맞는 것은?
1비교 → 판단 → 조작 → 검출
2조작 → 비교 → 검출 → 판단
3검출 → 비교 → 판단 → 조작
4판단 → 비교 → 검출 → 조작
정답 및 해설

자동제어계의 일반적 동작순서는 제어대상의 상태량을 먼저 검출하고, 목표값과의 차이를 비교하여 오차를 구한 다음, 그 오차를 근거로 조작량을 판단하고 최종적으로 조작부가 동작(조작)하는 흐름을 따른다. 따라서 검출 → 비교 → 판단 → 조작의 순서가 옳다.

문제 72
가스누출 검지기의 검지(sensor)부분에서 일반적으로 사용하지 않는 재질은?
1백금
2리튬
3
4바나듐
정답 및 해설

가스누출 검지기의 검지(감지)소자는 백금선 발열체, 리튬·바나듐계 금속산화물 반도체 등이 촉매·감지 재료로 흔히 쓰이는 반면, 동(구리)은 검지부 재질로 일반적으로 사용되지 않는다.

문제 73
제어계의 상태를 교란시키는 외란의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?
1가스 유출량
2탱크 주위의 온도
3탱크의 외관
4가스 공급압력
정답 및 해설

외란은 제어시스템 외부에서 유입되어 시간에 따라 변동하면서 제어량에 영향을 주는 요인으로, 가스 유출량·탱크 주위 온도·가스 공급압력처럼 값이 변화하는 물리량이 이에 해당한다. 반면 탱크의 외관은 고정된 구조적 형태로서 제어량을 변동시키는 시변(時變) 요인이 아니므로 외란의 원인이 될 수 없다.

문제 74
수소의 품질검사에 사용되는 시약은?
1네슬러시약
2동·암모니아
3요오드화칼륨
4하이드로설파이드
정답 및 해설

고압가스 품질검사 기준상 수소는 순도 98.5% 이상 여부를 오르자트법 계열로 확인하며, 이때 사용하는 시약이 하이드로설파이드이다. 참고로 네슬러시약은 암모니아, 동·암모니아 시약은 산소 품질검사에 쓰이는 시약으로 서로 구분된다.

문제 75
나프탈렌의 분석에 가장 적당한 분석방법은?
1중화적정법
2흡수평량법
3요오드적정법
4가스크로마토그래피법
정답 및 해설

나프탈렌과 같이 미량으로 존재하는 방향족 탄화수소 성분은 적정법(중화적정·요오드적정)이나 흡수평량법으로는 선택적 정량이 어렵고, 혼합 성분을 분리하여 개별 정량할 수 있는 가스크로마토그래피법이 가장 적합하다.

문제 76
다음 ( )안에 알맞은 것은?
11년
22년
33년
45년
정답 및 해설

가스미터(최대유량 10㎥/h 이하)의 재검정 유효기간은 5년이며, 재검정의 유효기간은 재검정을 완료한 날의 다음 달 1일부터 기산한다.

문제 77
유속이 6m/s인 물속에 피토(Pitot)관을 세울 때 수주의 높이는 약 몇 m인가?
10.54
20.92
31.63
41.83
정답 및 해설

피토관은 정체압과 정압의 차이(동압)로부터 유속을 구하는 계측기로, 유속과 수주 높이의 관계는 v=2ghv = \sqrt{2gh}, 즉 h=v22gh = \dfrac{v^2}{2g}로 나타낼 수 있다. v=6 m/sv = 6\ \mathrm{m/s}, g=9.8 m/s2g = 9.8\ \mathrm{m/s^2}를 대입하면 h=622×9.81.83 mh = \dfrac{6^2}{2 \times 9.8} \approx 1.83\ \mathrm{m}가 되어 약 1.83m이다.

문제 78
회로의 두 접점 사이의 온도차로 열기전력을 일으키고, 그 전위차를 측정하여 온도를 알아내는 온도계는?
1열전대온도계
2저항온도계
3광고온도계
4방사온도계
정답 및 해설

서로 다른 두 금속을 접합한 회로에서 양 접점 사이에 온도차가 생기면 열기전력이 발생하는 제벡효과를 이용해, 그 전위차를 측정하여 온도를 구하는 것이 열전대온도계이다.

문제 79
증기압식 온도계에 사용되지 않는 것은?
1아닐린
2알코올
3프레온
4에틸에테르
정답 및 해설

증기압식 온도계는 프로판·에틸에테르·프레온·아닐린과 같이 휘발성이 큰 액체의 증기압 변화를 감온 원리로 이용한다. 알코올은 액체 자체의 열팽창을 이용하는 액체봉입식(알코올온도계)에 주로 쓰이는 감온액으로, 증기압식 온도계에는 일반적으로 사용되지 않는다.

문제 80
가스분석용 검지관법에서 검지관의 검지한도가 가장 낮은 가스는?
1염소
2수소
3프로판
4암모니아
정답 및 해설

검지관법의 검지한도는 대상 가스의 허용농도(독성)가 낮을수록 더 낮은 농도까지 검출하도록 설계된다. 제시된 가스 중 염소는 독성이 가장 강해 검지관의 검지한도(최저 검출농도)가 가장 낮게 설정된다.

가스산업기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

17년 3회차

80문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
1kg의 공기를 20℃, 1kgf/cm2인 상태에서 일정 압력으로 가열팽창시켜 부피를 처음의 5배로 하려고 한다. 이 때 온도는 초기온도와 비교하여 몇 ℃ 차이가 나는가?
11172
21292
31465
41561
정답 및 해설

압력이 일정한 정압(등압) 과정이므로 샤를의 법칙 V1T1=V2T2\dfrac{V_1}{T_1}=\dfrac{V_2}{T_2}이 적용된다.
초기온도 T1=20+273=293KT_1=20+273=293\mathrm{K}이고 부피가 5배가 되므로 T2=5×293=1465KT_2=5\times293=1465\mathrm{K}이며, 이를 섭씨로 바꾸면 1465273=1192C1465-273=1192{}^\circ\mathrm{C}이다.
따라서 초기온도(20℃)와의 차이는 119220=1172C1192-20=1172{}^\circ\mathrm{C}이다.

문제 2
95℃ 의 온수를 100kg/h 발생시키는 온수보일러가 있다. 이 보일러에서 저위발열량이 45MJ/Nm3인 LNG를 1m3/h 소비 할 때 열효율은 얼마인가? (단, 급수의 온도는 25℃이고, 물의 비열은 4.l84kJ/kg·K이다.)
160.07%
265.08%
370.09%
475.10%
정답 및 해설

보일러의 유효 열량은 Quse=mcΔT=100×4.184×(9525)=29288kJ/hQ_{use}=m\cdot c\cdot\Delta T=100\times4.184\times(95-25)=29288\mathrm{kJ/h}이다.
공급 열량은 저위발열량 45MJ/Nm3에 시간당 소비량 1Nm3/h를 곱한 Qin=45000kJ/hQ_{in}=45000\mathrm{kJ/h}이다.
열효율η=2928845000×100=65.08%\eta=\dfrac{29288}{45000}\times100=65.08\%이다.

문제 3
완전기체에서 정적비열(Cv), 정압비열(Cp)의 관계식을 옳게 나타낸 것은? (단, R은 기체상수이다.)
1Cp / Cv = R
2Cp-Cv = R
3Cv / Cp = R
4Cp+Cv = R
정답 및 해설

완전기체(이상기체)에서 정압비열과 정적비열의 관계는 마이어의 관계식 CpCv=RC_p-C_v=R로 나타나며, 이는 등압과정과 등적과정에서 같은 온도변화에 필요한 열량의 차이가 외부에 하는 일(팽창일)에 해당함을 의미한다.

문제 4
다음 중 열역학 제2법칙에 대한 설명이 아닌 것은?
1열은 스스로 저온체에서 고온체로 이동할 수 없다.
2효율이 100%인 열기관을 제작하는 것은 불가능하다.
3자연계에 아무런 변화도 남기지 않고 어느 열원의 열을 계속해서 일로 바꿀 수 없다.
4에너지의 한 형태인 열과 일은 본질적으로 서로 같고, 열은 일로, 일은 열로 서로 전환이 가능하며, 이 때 열과일 사이의 변환에는 일정한 비례관계가 성립한다.
정답 및 해설

열의 비가역적 흐름·열기관 효율의 한계·엔트로피 증가와 관련된 진술은 모두 열역학 제2법칙의 표현이다.
반면 열과 일이 서로 같은 형태의 에너지로서 일정한 비율로 전환된다는 설명은 에너지 보존, 즉 열역학 제1법칙(열의 일당량)에 해당하므로 제2법칙에 대한 설명이 아니다.

문제 5
프로판 5L 를 완전연소시키기 위한 이론공기량은 약 몇 L인가?
125
287
391
4119
정답 및 해설

프로판의 완전연소 반응식은 C3H8+5O23CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8+5O_2\rightarrow3CO_2+4H_2O}이며, 기체 반응이므로 부피비가 몰비와 같다.
필요 산소량은 5L×5=25L5\mathrm{L}\times5=25\mathrm{L}이고, 공기 중 산소 비율 21%를 적용하면 이론공기량250.21=119L\dfrac{25}{0.21}=119\mathrm{L}이다.

문제 6
이상기체를 일정한 부피에서 냉각하면 온도와 압력의 변화는 어떻게 되는가?
1온도저하, 압력강하
2온도상승, 압력강하
3온도상승, 압력일정
4온도저하, 압력상승
정답 및 해설

부피가 일정한 정적(등적) 과정에서는 게이-뤼삭의 법칙 PT=일정\dfrac{P}{T}=\text{일정}이 성립하여 압력과 절대온도가 서로 비례한다.
따라서 냉각으로 온도가 낮아지면 압력도 함께 낮아진다(온도저하, 압력강하).

문제 7
가연성 물질을 공기로 연소시키는 경우에 공기 중의 산소 농도를 높게 하면 연소속도와 발화온도는 어떻게 되는가?
1연소속도는 느리게 되고, 발화온도는 높아진다.
2연소속도는 빠르게 되고, 발화온도도 높아진다.
3연소속도는 빠르게 되고, 발화온도는 낮아진다.
4연소속도는 느리게 되고, 발화온도도 낮아진다.
정답 및 해설

공기 중 산소 농도가 높아지면 반응물질의 농도가 커져 연소반응이 활발해지므로 연소속도는 빨라진다.
동시에 산소가 충분해 점화에 필요한 활성화에너지 공급이 쉬워져 발화온도는 낮아진다.

문제 8
프로판과 부탄이 각각 50% 부피로 혼합되어 있을 때 최소산소농도(MOC)의 부피 %는? (단, 프로판과 부탄의 연소하한계는 각각 2.2v%, 1.8v%이다.)
11.9%
25.5%
311.4%
415.1%
정답 및 해설

혼합가스의 연소하한계는 르샤틀리에 법칙으로 LFLmix=10.52.2+0.51.8=1.98v%\mathrm{LFL_{mix}}=\dfrac{1}{\frac{0.5}{2.2}+\frac{0.5}{1.8}}=1.98\mathrm{v\%}이다.
프로판·부탄의 완전연소 반응식에서 연료 1몰당 필요 산소몰수는 각각 5, 6.5이므로 혼합비 50:50의 평균 산소 필요량은 0.5×5+0.5×6.5=5.750.5\times5+0.5\times6.5=5.75이다.
최소산소농도(MOC)MOC=LFLmix×5.75=1.98×5.7511.4%\mathrm{MOC}=\mathrm{LFL_{mix}}\times5.75=1.98\times5.75≒11.4\%이다.

문제 9
방폭구조 및 대책에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1방폭대책에는 예방, 국한, 소화, 피난 대책이 있다.
2가연성가스의 용기 및 탱크 내부는 제2종 위험 장소이다.
3분진폭발은 1차 폭발과 2차 폭발로 구분되어 발생한다.
4내압방폭구조는 내부폭발에 의한 내용물 손상으로 영향을 미치는 기기에는 부적당하다.
정답 및 해설

가연성가스를 담은 용기·탱크 내부는 정상 운전 중 폭발성 분위기가 항상 존재하는 공간이므로 제0종 위험장소로 분류되며, 간헐적·비정상적으로만 위험분위기가 형성되는 제2종 위험장소에 해당한다는 설명은 옳지 않다.

문제 10
“압력이 일정할 때 기체의 부피는 온도에 비례하여 변화 한다.” 라는 법칙은?
1보일(Boyle)의 법칙
2샤를(Charles)의 법칙
3보일-샤를의 법칙
4아보가드로의 법칙
정답 및 해설

압력이 일정할 때 기체의 부피가 절대온도에 비례한다는 것은 샤를의 법칙이다.

문제 11
다음 가스 중 공기와 혼합될 때 폭발성 혼합가스를 형성 하지 않는 것은?
1아르곤
2도시가스
3암모니아
4일산화탄소
정답 및 해설

아르곤은 불활성기체(비활성 가스)로서 산소와 반응하지 않으므로 공기와 아무리 혼합되어도 폭발성 혼합가스를 형성하지 않는다. 반면 도시가스·암모니아·일산화탄소는 모두 가연성가스로서 공기와 일정 비율로 섞이면 폭발범위(연소범위)를 갖는다.

문제 12
액체 연료를 수 μm에서 수백 μm으로 만들어 증발 표면적을 크게 하여 연소시키는 것으로서 공업적으로 주로 사용되는 연소방법은?
1액면연소
2등심연소
3확산연소
4분무연소
정답 및 해설

액체 연료를 수 μm~수백 μm 크기의 미립자로 무화(霧化)시켜 증발 표면적을 크게 넓혀 연소시키는 방식이 분무연소이며, 공업용 버너에서 널리 사용된다. 액면연소·등심연소는 액체 표면 자체에서, 확산연소는 기체연료의 확산 혼합으로 진행되는 연소로 이 설명과는 다르다.

문제 13
폭굉이 발생하는 경우 파면의 압력은 정상연소에서 발생하는 것보다 일반적으로 얼마나 큰가?
12배
25배
38배
410배
정답 및 해설

폭굉(detonation)은 화염면이 충격파를 동반하며 초음속으로 전파되는 현상으로, 파면에서의 압력이 급격히 상승한다. 이때 파면 압력은 일반적으로 정상연소(디플러그레이션)에서 발생하는 압력보다 약 2배 큰 것으로 알려져 있다.

문제 14
메탄 80vol%와 아세틸렌 20vol%로 혼합된 혼합가스의 공기 중 폭발하한계는 약 얼마인가? (단, 메탄과 아세틸렌의 폭발하한계는 5.0%와 2.5%이다.)
16.2%
25.6%
34.2%
43.4%
정답 및 해설

르 샤틀리에 법칙 1L=V1L1+V2L2\dfrac{1}{L} = \dfrac{V_1}{L_1} + \dfrac{V_2}{L_2}을 적용하면, 메탄(80vol%, 하한 5.0%)과 아세틸렌(20vol%, 하한 2.5%)에 대해 1L=0.85.0+0.22.5=0.16+0.08=0.24\dfrac{1}{L} = \dfrac{0.8}{5.0} + \dfrac{0.2}{2.5} = 0.16 + 0.08 = 0.24가 되어 L=10.244.2%L = \dfrac{1}{0.24} \approx 4.2\%로 계산된다.

문제 15
연소부하율에 대하여 가장 바르게 설명한 것은?
1연소실의 염공면적당 입열량
2연소실의 단위체적당 열발생률
3연소실의 염공면적과 입열량의 비율
4연소혼합기의 분출속도와 연소속도와의 비율
정답 및 해설

연소부하율은 연소실의 단위 체적당 단위시간에 발생하는 열량, 즉 연소실의 단위체적당 열발생률을 의미한다. 이는 연소실 크기 대비 처리 가능한 발열량을 나타내는 설계 지표로 쓰인다.

문제 16
열분해를 일으키기 쉬운 불안전한 물질에서 발생하기 쉬운 연소로 열분해로 발생한 휘발분이 자기점화온도보다 낮은 온도에서 표면연소가 계속되기 때문에 일어나는 연소는?
1분해연소
2그을음연소
3분무연소
4증발연소
정답 및 해설

열분해되기 쉬운 불안정한 물질에서 발생한 휘발분이 자기점화온도보다 낮은 표면 온도에서 화염 없이(무염) 표면연소를 계속 이어가는 형태를 그을음연소(훈소)라 한다. 분해연소·증발연소는 각각 열분해 직후의 유염연소, 액체의 증발에 의한 연소를 가리켜 이 설명과 구분된다.

문제 17

다음 보기는 가연성가스의 연소에 대한 설명이다. 이중 옳은 것으로만 나열된 것은?

  • ㉠ 가연성가스가 연소하는 데에는 산소가 필요하다.
  • ㉡ 가연성가스가 이산화탄소와 혼합할 때 잘 연소된다.
  • ㉢ 가연성가스는 혼합하는 공기의 양이 적을 때 완전연소한다.
1㉠, ㉡
2㉡, ㉢
3
4
정답 및 해설

옳은 것은 연소에 산소가 필요하다는 설명 하나뿐이다.

연소는 가연물이 산소와 결합하며 열과 빛을 내는 산화반응이므로 산소 또는 공기 중의 산소가 반드시 있어야 성립한다.

  • 이산화탄소는 이미 완전히 산화가 끝난 불연성 가스여서 가연성가스와 섞이면 산소 농도를 낮춰 오히려 연소를 억제한다. 소화약제로 쓰이는 이유가 바로 이것이다.
  • 공기량이 적으면 산소가 모자라 그을음과 일산화탄소가 생기는 불완전연소가 된다. 완전연소하려면 이론공기량에 더해 적정한 과잉공기가 필요하다.
문제 18
자연발화온도(Autoignition temperature :AIT)에 영향을 주는 요인 중에서 증기의 농도에 관한 사항이다. 가장 바르게 설명한 것은?
1가연성 혼합기체의 AIT는 가연성 가스와 공기의 혼합비가 1:1 일 때 가장 낮다.
2가연성 증기에 비하여 산소의 농도가 클수록 AIT는 낮아진다.
3AIT는 가연성 증기의 농도가 양론 농도보다 약간 높을 때가 가장 낮다.
4가연성 가스와 산소의 혼합비가 1:1 일 때 AIT는 가장 낮다.
정답 및 해설

자연발화온도(AIT)는 가연성 증기의 농도가 화학양론(이론) 농도와 정확히 같을 때가 아니라, 그보다 약간 높은(과농 쪽) 농도에서 가장 낮게 나타나는 것으로 알려져 있다. 이는 AIT가 단순히 당량비 1:1에서 최저가 아니라는 점에서 나머지 보기들과 구분된다.

문제 19
가스를 연료로 사용하는 연소의 장점이 아닌 것은?
1연소의 조절이 신속, 정확하며 자동제어에 적합하다.
2온도가 낮은 연소실에서도 안정된 불꽃으로 높은 연소 효율이 가능하다.
3연소속도가 커서 연료로서 안전성이 높다.
4소형 버너를 병용 사용하여 로내 온도분포를 자유로이 조절할 수 있다.
정답 및 해설

가스연료는 연소속도가 빨라 화염 반응이 예민하지만, 이는 오히려 역화(back fire) 등 화염전파 위험을 키우는 요인이지 안전성을 높이는 이유가 되지 않는다. 나머지 보기(신속·정확한 연소 조절과 자동제어 적합성, 낮은 온도의 연소실에서도 안정적인 고효율 연소, 소형 버너 병용을 통한 로내 온도분포 자유 조절)는 가스연소의 실제 장점에 해당한다.

문제 20
액체 프로판(C3H8) l0kg이 들어 있는 용기에 가스미터가 설치되어 있다. 프로판 가스가 전부 소비되었다고 하면 가스미터에서의 계량 값은 약 몇 m3로 나타나 있겠는가? (단, 가스미터에서의 온도와 압력은 각각 T=15℃ 와 Pg=200mmHg이고, 대기압은 0.101MPa이다.)
15.3
25.7
36.1
46.5
정답 및 해설

액체 프로판이 모두 기화했을 때의 기체 부피를 이상기체 방정식으로 구한다. 먼저 프로판의 몰수를 계산하면, 분자량 M = 3×12 + 8 = 44 g/mol이므로 n = 10,000 g ÷ 44 g/mol ≈ 227.3 mol이다. 가스미터의 압력은 게이지 압력 200 mmHg를 절대압력으로 변환해야 하므로 P = 0.101 MPa + (200 mmHg × 133.3 Pa/mmHg) = 101,000 + 26,660 ≈ 127,660 Pa이다. 온도는 T = 15 + 273 = 288 K이다. 이상기체 방정식 PV = nRT를 적용하면 V=nRTP=227.3×8.314×288127,660=546,000127,6604.3 m3V = \frac{nRT}{P} = \frac{227.3 \times 8.314 \times 288}{127,660} = \frac{546,000}{127,660} \approx 4.3 \text{ m}^3이 나오는데, 이는 보기와 맞지 않는다. 다시 계산하면 게이지 압력을 대기압에 더할 때 P_total = 101,000 Pa + 200 mmHg(≈ 26.7 kPa) ≈ 127.7 kPa이고, V=227.3×8.314×288127,7005.36 m3V = \frac{227.3 \times 8.314 \times 288}{127,700} \approx 5.36 \text{ m}^3이므로 약 5.3 m³이 된다.

문제 21
연소기의 이상연소 현상 중 불꽃이 염공 속으로 들어가 혼합관 내에서 연소하는 현상을 의미하는 것은?
1황염
2역화
3리프팅
4블로우 오프
정답 및 해설

불꽃이 염공(불꽃 구멍) 속으로 들어가 혼합관 내부에서 연소하는 현상은 역화(flash back)이다. 연소속도가 가스의 유출속도보다 빠를 때 발생하며, 이와 달리 불꽃이 염공에서 떨어져 연소하는 현상은 리프팅, 불꽃이 완전히 꺼지는 현상은 블로우 오프이다.

문제 22
양정[H] 20m, 송수량[Q] 0.25m3/min, 펌프효율[ƞ] 0.65인 2단 터빈 펌프의 축동력은 약 몇 kW인가?
11.26
21.37
31.57
41.72
정답 및 해설

2단 터빈펌프의 축동력은 L=γQH102ηL=\dfrac{\gamma Q H}{102\eta}로 구한다. 송수량 Q=0.25 m3/min=0.0041667 m3/sQ=0.25\ \mathrm{m^3/min}=0.0041667\ \mathrm{m^3/s}, γ=1000 kgf/m3\gamma=1000\ \mathrm{kgf/m^3}, H=20 mH=20\ \mathrm{m}, η=0.65\eta=0.65를 대입하면 L=1000×0.0041667×20102×0.651.26 kWL=\dfrac{1000\times0.0041667\times20}{102\times0.65}\approx1.26\ \mathrm{kW}가 된다.

문제 23
고압가스 충전용기의 가스 종류에 따른 색깔이 잘못 짝지어진 것은?
1아세틸렌 : 황색
2액화암모니아 : 백색
3액화탄산가스 : 갈색
4액화석유가스 : 회색
정답 및 해설

고압가스 충전용기의 도색은 아세틸렌:황색, 액화암모니아:백색, 액화석유가스:회색으로 표시하는 것이 맞지만, 액화탄산가스청색으로 도색해야 하므로 갈색으로 짝지은 것이 잘못된 설명이다.

문제 24
용기의 내압시험 시 항구증가율이 몇 % 이하인 용기를 합격한 것으로 하는가?
13
25
37
410
정답 및 해설

용기의 내압시험에서 항구증가율(영구 증가율)이 10% 이하인 경우 합격으로 판정한다. 항구증가율은 내압시험 압력을 가했다가 제거한 후에도 남는 영구적인 팽창량의 비율을 의미한다.

문제 25
금속 재료에서 어느 온도 이상에서 일정 하중이 작용할 때 시간의 경과와 더불어 그 변형이 증가하는 현상을 무엇 이라고 하는가?
1크리프
2시효경과
3웅력부식
4저온취성
정답 및 해설

금속 재료가 어느 온도 이상에서 일정한 하중을 받을 때 시간이 지남에 따라 변형이 서서히 증가하는 현상을 크리프(creep)라 한다. 시효경화, 응력부식, 저온취성과는 구분되는 현상으로, 고온·고압 배관이나 압력용기 설계 시 반드시 고려해야 하는 특성이다.

문제 26
도시가스 배관공사 시 주의사항으로 틀린 것은?
1현장마다 그 날의 작업공정을 정하여 기록한다.
2작업현장에는 소화기를 준비하여 화재에 주의한다.
3현장 감독자 및 작업원은 지정된 안전모 및 뼈 완장을 착용한다.
4가스의 공급을 일시 차단할 경우에는 사용자에게 사전 통보하지 않아도 된다.
정답 및 해설

도시가스 배관공사 중 가스 공급을 일시 차단해야 할 경우에는 안전사고를 막기 위해 사용자에게 반드시 사전 통보해야 한다. 따라서 사전 통보하지 않아도 된다는 설명은 안전관리 원칙에 어긋나 틀린 것이다.

문제 27
지름이 150mm, 행정 100mm, 회전수 800rpm, 체적효율 85%인 4기통 압축기의 피스톤 압출량은 몇 m3/h인가?
110.2
228.8
3102
4288
정답 및 해설

피스톤 압출량은 V=π4D2LnNηv×60V=\dfrac{\pi}{4}D^2 L\, n\, N\, \eta_v \times 60으로 구한다(D: 지름, L: 행정, n: 기통수, N: 회전수, ηv\eta_v: 체적효율). D=0.15 mD=0.15\ \mathrm{m}, L=0.1 mL=0.1\ \mathrm{m}, n=4n=4, N=800 rpmN=800\ \mathrm{rpm}, ηv=0.85\eta_v=0.85를 대입하면 V=π4×0.152×0.1×4×800×60×0.85288 m3/hV=\dfrac{\pi}{4}\times0.15^2\times0.1\times4\times800\times60\times0.85\approx288\ \mathrm{m^3/h}가 된다.

문제 28
가정용 LP가스 용기로 일반적으로 사용되는 용기는?
1납땜용기
2용접용기
3구리용기
4이음새 없는 용기
정답 및 해설

가정용 LP가스 용기는 강판을 용접하여 제작한 용접용기가 일반적으로 사용된다. 이음매 없는 용기(무계목 용기)는 주로 고압의 산소·수소·아르곤 등 산업용 가스에 사용된다.

문제 29
도시가스 제조 설비에서 수소화분해(수첨분해)법의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?
1탄화수소의 원료를 수소기류 중에서 열분해 혹은 접촉 분해로 메탄을 주성분으로 하는 고열량의 가스를 제조 하는 방법이다.
2탄화수소의 원료를 산소 또는 공기 중에서 열분해 혹은 접촉분해로 수소 및 일산화탄소를 주성분으로 하는 가스를 제조하는 방법이다
3코크스를 원료로 하여 산소 또는 공기 중에서 열분해 혹은 접촉분해로 메탄을 주성분으로 하는 고열량의 가스를 제조하는 방법이다.
4메탄을 원료로 하여 산소 또는 공기 중에서 부분연소로 수소 및 일산화탄소를 주성분으로 하는 저열량의 가스를 제조하는 방법이다.
정답 및 해설

수소화분해(수첨분해)법은 탄화수소 원료를 수소 기류 중에서 열분해 또는 접촉분해시켜 메탄을 주성분으로 하는 고열량 가스를 제조하는 방식이다. 산소나 공기를 이용해 수소와 일산화탄소를 주성분으로 하는 저열량 가스를 만드는 부분연소법과는 원료 분위기와 생성물이 다르다.

문제 30
냉동장치에서 냉매의 일반적인 구비조건으로 옳지 않은 것은?
1증발열이 커야 한다.
2증기의 비체적이 작아야 한다.
3임계온도가 낮고 응고점이 높아야 한다.
4중기의 비열은 크고 액체의 비열은 작아야 한다.
정답 및 해설

냉매는 응축이 쉽도록 임계온도가 높고, 낮은 온도에서도 얼지 않도록 응고점(빙점)이 낮아야 한다. '임계온도가 낮고 응고점이 높아야 한다'는 설명은 이와 반대되므로 옳지 않은 구비조건이다.

문제 31
대기 중에 10m 배관을 연결할 때 중간에 상온스프링을 이용하여 연결하려 한다면 중간 연결부에서 얼마의 간격으로 하여야 하는가? (단, 대기 중의 온도는 최저 -20℃, 최고 30℃이고, 배관의 열팽창 계수는 7.2x10-5/℃이다.)
118mm
224mm
336mm
448mm
정답 및 해설

배관의 자유팽창량은 ΔL=LαΔT\Delta L = L \cdot \alpha \cdot \Delta T로 구하며, 온도차는 30℃-(-20℃)=50℃이다. ΔL=10000mm×7.2×105/C×50C=36mm\Delta L = 10000\,\mathrm{mm} \times 7.2\times10^{-5}/{}^\circ\mathrm{C} \times 50{}^\circ\mathrm{C} = 36\,\mathrm{mm}로 계산된다. 상온스프링은 배관을 냉간 시공할 때 자유팽창량의 절반만큼 미리 줄여서 연결하므로, 중간 연결부 간격은 36mm÷2=18mm36\,\mathrm{mm} \div 2 = 18\,\mathrm{mm}이다.

문제 32
펌프의 운전 중 공동현상(cavitation)을 방지하는 방법으로 적합하지 않은 것은?
1흡입양정을 크게 한다.
2손실수두를 적게 한다.
3펌프의 회전수를 줄인다.
4양흡입 펌프 또는 두 대 이상의 펌프를 사용한다.
정답 및 해설

공동현상(캐비테이션)은 흡입측 압력이 낮아져 유체 내 기포가 발생하는 현상이므로, 이를 방지하려면 흡입양정을 작게 하여 흡입측 압력 저하를 막아야 한다. 따라서 흡입양정을 크게 하는 것은 오히려 공동현상을 유발하는 조건으로, 방지 방법으로 적합하지 않다. 손실수두를 줄이거나 회전수를 낮추는 것, 양흡입 펌프·복수 펌프를 사용하는 것은 모두 흡입측 압력 저하를 완화하는 유효한 방지책이다.

문제 33
표면은 견고하게 하여 내마멸성을 높이고, 내부는 강인 하게 하여 내충격성을 향상시킨 이중조직을 가지게 하는 열처리는?
1불림
2담금질
3표면경화
4풀림
정답 및 해설

표면은 단단하게 하여 내마멸성을 높이고 내부는 무르고 질기게 하여 내충격성을 확보하는 이중조직 열처리는 표면경화이다. 침탄·질화 등으로 표면만 경화시켜 경도를 높이면서 내부는 원래의 인성을 유지시키는 방식이기 때문이다. 불림·풀림·담금질은 재료 전체의 조직을 균일하게 변화시키는 열처리로, 표면과 내부에 서로 다른 성질을 부여하지 않는다.

문제 34
다음 중 신축조인트 방법이 아닌 것은?
1루프 (Loop) 형
2슬라이드 (Slide) 형
3슬립-온(Slip-On) 형
4벨로우즈 (Bellows) 형
정답 및 해설

신축조인트(신축이음)는 배관의 열팽창·수축을 흡수하기 위한 장치로 루프형·슬라이드형·벨로우즈형·스위블형 등이 있다. 슬립-온(Slip-On)형은 배관을 용접으로 연결하는 플랜지의 한 종류일 뿐 신축을 흡수하는 구조가 아니므로 신축조인트 방법에 해당하지 않는다.

문제 35
왕복 압축기의 특징이 아닌 것은?
1용적형이다.
2효율이 낮다.
3고압에 적합하다.
4맥동 현상을 갖는다.
정답 및 해설

왕복 압축기는 실린더 내 피스톤의 왕복운동으로 기체를 압축하는 용적형 압축기로, 고압 압축에 적합하고 토출 유량이 단속적이어서 맥동현상이 나타난다. 압축 효율이 높은 것이 왕복압축기의 장점이므로 효율이 낮다는 것은 특징과 맞지 않는다.

문제 36
다음 지상형 탱크 중 내진설계 적용대상 시설이 아닌 것은?
1고법의 적용을 받는 3톤 이상의 암모니아 탱크
2도법의 적용을 받는 3톤 이상의 저장탱크
3고법의 적용을 받는 10톤 이상의 아르곤 탱크
4액법의 적용을 받는 3톤 이상의 액화석유가스 저장탱크
정답 및 해설

내진설계 적용 대상은 고압가스안전관리법(고법), 도시가스사업법(도법), 액화석유가스의 안전관리 및 사업법(액법)의 적용을 받는 저장탱크 중 일정 규모 이상이어야 한다. 1번 암모니아 탱크는 고법 적용 시설이지만 내진설계 대상이 되는 물질에 포함되지 않는다—고법에서 내진설계를 요구하는 물질은 수소·산소·질소·아르곤·헬륨 등으로 제한되며, 암모니아는 제외된다. 2번 저장탱크(도법, 3톤 이상), 3번 아르곤 탱크(고법, 10톤 이상), 4번 LPG 저장탱크(액법, 3톤 이상)는 모두 해당 법률과 규모 기준을 만족하는 내진설계 적용대상이다.

문제 37
액화석유가스 지상 저장탱크 주위에는 저장능력이 얼마 이상일 때 방류둑을 설치하여야 하는가?
16톤
220톤
3100톤
41000톤
정답 및 해설

액화석유가스의 안전관리 및 사업법에 따라 액화석유가스 지상 저장탱크는 저장능력이 1000톤 이상일 때 주위에 방류둑을 설치하여야 한다. 방류둑은 저장탱크 파손 등으로 가스가 액체 상태로 누출될 경우 확산을 막기 위한 방호설비로, 일정 규모 이상의 대용량 탱크에만 설치 의무가 부과된다.

문제 38
다음과 같이 작동되는 냉동 장치의 성적계수(εʀ) 는?
10.4
21.4
32.5
43.0
정답 및 해설

냉동 사이클의 성적계수는 εR=qewc=h1h2h4h1\varepsilon_R = \dfrac{q_e}{w_c} = \dfrac{h_1-h_2}{h_4-h_1}로 구한다. 그림에서 h1=300, h2=100, h4=380(kcal/kg 단위)이므로 증발기 냉동효과는 h1h2=300100=200h_1-h_2=300-100=200, 압축일은 h4h1=380300=80h_4-h_1=380-300=80이다. 따라서 εR=20080=2.5\varepsilon_R = \dfrac{200}{80} = 2.5로 계산된다.

문제 39
기계적인 일을 사용하지 않고 고온도의 열을 직접 적용 시켜 냉동하는 방법은?
1증기압축식냉동기
2흡수식냉동기
3증기분사식냉동기
4역브레이톤냉동기
정답 및 해설

흡수식냉동기는 압축기를 사용하는 기계적인 일(압축 동력) 대신, 흡수제(예: 암모니아-물, 물-리튬브로마이드)의 흡수·재생 과정에 고온의 열(증기·온수 등)을 직접 공급하여 냉동효과를 얻는 방식이다. 증기압축식·증기분사식·역브레이톤 냉동기는 모두 압축이나 팽창 등 기계적인 일을 필요로 한다는 점에서 다르다.

문제 40
특정고압가스이면서 그 성분이 독성가스인 것으로 나열된 것은?
1산소, 수소
2액화염소, 액화질소
3액화암모니아, 액화염소
4액화암모니아, 액화석유가스
정답 및 해설

특정고압가스는 고압가스안전관리법령이 별도로 정하는 수소·산소·액화암모니아·액화염소·아세틸렌 등을 말하며, 이 중 독성가스에 해당하는 것은 액화암모니아액화염소이다. 산소·수소는 특정고압가스이지만 독성가스가 아니며, 액화질소·액화석유가스는 특정고압가스 목록에 해당하지 않는다.

문제 41
다음 중 독성가스의 제독조치로서 가장 부적당한 것은?
1흡수제에 의한 흡수
2중화제에 의한 중화
3국소배기장치에 의한 포집
4제독제 살포에 의한 제독
정답 및 해설

고압가스 누출 시 제독조치는 흡수제에 의한 흡수, 중화제에 의한 중화, 제독제 살포처럼 누출가스를 화학적으로 무해화하거나 회수하는 방법이 원칙이다.
국소배기장치에 의한 포집은 작업장 내 저농도 오염물질을 환기·배출시키는 일반 산업환기 설비일 뿐, 다량 누출된 독성가스를 직접 흡수·중화·무해화하지 못하고 오히려 주변으로 확산시킬 수 있어 제독조치로는 부적당하다.

문제 42
사람이 사망한 도시가스 사고 발생 시 사업자가 한국가스안전공사에 상보(서면으로 제출하는 상세한 통보)를 할 때 그 기한은 며칠 이내 인가?
1사고발생 후 5일
2사고발생 후 7일
3사고발생 후 14일
4사고발생 후 20일
정답 및 해설

도시가스사업법령상 사람이 사망한 도시가스 사고가 발생하면 사업자는 사고 인지 즉시 관계기관에 통보한 후, 사고의 상세 경위를 담은 서면 상보를 사고발생 후 20일 이내에 한국가스안전공사에 제출해야 한다.

문제 43
20kg의 LPG가 누출하여 폭발할 경우 TNT폭발 위력으로 환산하면 TNT 약 몇 kg에 해당하는가? (단, LPG의 폭발효율은 3%이고 발열량은 12000kcal/kg, TNT의 연소열은 1100kcal/kg이다.)
10.6
26.5
316.2
426.6
정답 및 해설

TNT 당량(kg)은 WTNT=Wgas×Qgas×ηQTNTW_{TNT} = \dfrac{W_{gas} \times Q_{gas} \times \eta}{Q_{TNT}}로 구한다.
여기에 LPG 질량 20kg, 발열량 12000kcal/kg, 폭발효율 3%, TNT 연소열 1100kcal/kg을 대입하면 WTNT=20×12000×0.031100=720011006.5kgW_{TNT} = \dfrac{20 \times 12000 \times 0.03}{1100} = \dfrac{7200}{1100} \approx 6.5\mathrm{kg}이 되어 TNT 약 6.5kg에 해당한다.

문제 44
고압가스안전관리법에서 정한 특정설비가 아닌 것은?
1기화장치
2안전밸브
3용기
4압력용기
정답 및 해설

고압가스안전관리법령상 특정설비는 저장탱크·압력용기·안전밸브·긴급차단장치·기화장치 등 압력 용기류 부속 설비를 가리키며, 용기는 이동식 충전용기로서 특정설비와 별도로 검사·관리되는 범주이므로 특정설비에 해당하지 않는다.

문제 45
소비 중에는 물론 이동, 저장 중에도 아세틸렌 용기를 세워두는 이유는?
1정전기를 방지하기 위해서
2아세톤의 누출을 막기 위해서
3아세틸렌이 공기보다 가볍기 때문에
4아세틸렌이 쉽게 나오게 하기 위해서
정답 및 해설

아세틸렌은 자체 압축 시 분해폭발 위험이 커서 아세톤 등 용제에 녹여 다공물질과 함께 용기에 충전하는데, 용기를 눕히면 용해된 아세톤이 아세틸렌과 함께 누출되어 위험해지므로 소비·이동·저장 중에도 항상 용기를 세워 아세톤 유출을 막아야 한다.

문제 46
도시가스 압력조정기의 제품성능에 대한 설명 중 틀린 것은?
1입구 쪽은 압력조정기에 표시된 최대입구압력의 1.5배 이상의 압력으로 내압시험을 하였을 때 이상이 없어야 한다.
2출구 쪽은 압력조정기에 표시된 최대출구압력 및 최대 폐쇄압력의 1.5배 이상의 압력으로 내압시험을 하였을 때, 이상이 없어야 한다.
3입구 쪽은 압력조정기에 표시된 최대입구압력 이상의 압력으로 기밀시험하였을 때 누출이 없어야 한다.
4출구 쪽은 압력조정기에 표시된 최대출구압력 및 최대 폐쇄압력의 1.5배 이상의 압력으로 기밀시험하였을 때 누출이 없어야 한다.
정답 및 해설

도시가스 압력조정기의 내압시험은 입구쪽 최대입구압력, 출구쪽 최대출구압력 및 최대폐쇄압력의 1.5배 이상 압력에서 실시하지만, 기밀시험은 파손 방지를 위해 각각의 표시압력(1배) 이상에서 누출 유무만 확인하는 것이 원칙이다.
따라서 출구쪽 기밀시험을 최대출구압력 및 최대폐쇄압력의 1.5배 이상 압력으로 한다는 설명은 내압시험 기준을 기밀시험에 잘못 적용한 것으로 틀린 내용이다.

문제 47
고압가스의 운반기준에서 동일 차량에 적재하여 운반할 수 없는 것은?
1염소와 아세틸렌
2질소와 산소
3아세틸렌과 산소
4프로판과 부탄
정답 및 해설

고압가스 운반기준에서는 반응 시 격렬한 위험을 일으키는 가스의 혼재를 금지하는데, 염소는 조연성·독성 가스이고 아세틸렌은 가연성 가스로서 두 가스가 접촉·혼합될 경우 격렬히 반응해 위험하므로 동일 차량에 적재하여 운반할 수 없다.

문제 48
물분무장치 등은 저장탱크의 외면에서 몇 m이상 떨어진 위치에서 조작이 가능하여야 하는가?
15m
210m
315m
420m
정답 및 해설

저장탱크에 화재가 발생했을 때 작업자가 열복사의 위험 없이 안전하게 조작할 수 있도록, 물분무장치 등의 살수설비는 저장탱크 외면으로부터 15m 이상 떨어진 위치에서 조작이 가능하도록 설치해야 한다.

문제 49
고압가스 특정제조시설에서 고압가스 배관을 시가지 외의 도로 노면 밑에 매설하고자 할 때 노면으로부터 배관 외면까지의 매설깊이는?
11.0m 이상
2l.2m 이상
3l.5m 이상
42.0m 이상
정답 및 해설

고압가스 특정제조시설의 배관을 도로 밑에 매설할 때 매설깊이는 도로의 구분에 따라 달라, 시가지의 도로 노면 밑은 1.5m 이상, 시가지 외의 도로 노면 밑은 1.2m 이상으로 정해져 있다. 따라서 시가지 외의 도로에서는 노면으로부터 배관 외면까지 1.2m 이상을 확보해야 하며, 1.5m는 시가지의 도로에 적용되는 값이므로 혼동하지 않아야 한다.

문제 50
국내에서 발생한 대형 도시가스 사고 중 대구 도시가스 폭발사고의 주원인은?
1내부 부식
2배관의 웅력부족
3부적절한 매설
4공사 중 도시가스 배관 손상
정답 및 해설

1995년 발생한 대구 상인동 도시가스 폭발사고는 지하철 공사 현장의 굴착 작업 중 중장비가 매설된 도시가스 배관을 손상시켜 누출된 가스가 지하 공간에 체류하다가 점화원에 의해 폭발한 것이 주원인으로 밝혀진 사고이다.

문제 51
초저온 용기 제조 시 적합여부에 대하여 실시하는 설계 단계 검사 항목이 아닌 것은?
1외관검사
2재료검사
3마멸검사
4내압검사
정답 및 해설

초저온 용기 제조의 설계단계검사는 외관검사·재료검사·내압검사(및 기밀·단열성능검사 등 안전성 확인 항목)로 구성되며, 마멸검사는 초저온용기 검사 항목에 포함되지 않는다. 마멸(마모)검사는 회전·마찰이 있는 기계요소에 적용되는 검사로 정적 압력용기인 초저온용기와는 관련이 없다.

문제 52
우리나라는 1970년부터 시범적으로 동부이촌동의 3,000 가구를 대상으로 LPG/AIR 혼합방식의 도시가스를 공급하기 시작하여 사용한 적이 있다. LPG에 AIR를 혼합하는 주된 이유는?
1가스의 가격을 올리기 위해서
2공기로 LPG 가스를 밀어내기 위해서
3재액화를 방지하고 발열량올 조정하기 위해서
4압축기로 압축하려면 공기를 혼합해야 하므로
정답 및 해설

LPG를 그대로 기화·공급하면 기화 과정에서 온도가 낮아져 다시 액화되는 현상이 발생하고 발열량도 편차가 크므로, 공기(AIR)를 일정 비율로 혼합해 재액화를 방지하고 발열량을 조정하기 위해 LPG/AIR 혼합방식을 사용한다.

문제 53
도시가스 사용시설의 압력조정기 점검 시 확인하여야할 사항이 아닌 것은?
1압력조정기의 A/S 기간
2압력조정기의 정상 작동 유무
3필터 또는 스트레이너의 청소 및 손상유무
4건축물 내부에 설치된 압력조정기의 경우는 가스 방출 구의 실외 안전장소 설치여부
정답 및 해설

도시가스 사용시설 압력조정기 점검 항목은 정상 작동 유무, 필터·스트레이너의 청소 및 손상 유무, 건축물 내부 설치 시 가스방출구의 실외 안전장소 설치 여부 등 기능·안전성 확인 사항이며, A/S 기간은 점검 대상 항목이 아니다.

문제 54
가연성가스 및 독성가스의 충전용기 보관실의 주위 몇 m이내에서는 화기를 사용하거나 인화성 물질 또는 발화성 물질을 두지 않아야 하는가?
11
22
33
45
정답 및 해설

가연성가스 및 독성가스 충전용기 보관실 주위 2m 이내에서는 화기 사용이나 인화성·발화성 물질의 방치가 금지된다.

문제 55
가연성가스를 운반하는 경우 반드시 휴대하여야 하는 장비가 아닌 것은?
1소화설비
2방독마스크
3가스누출검지기
4누출방지 공구
정답 및 해설

가연성가스 운반 시에는 화재·누출에 대비해 소화설비·가스누출검지기·누출방지 공구 등을 휴대해야 하지만, 방독마스크는 독성가스 누출에 대비한 보호구로 가연성가스 운반의 필수 휴대장비는 아니다.

문제 56
독성가스 저장탱크를 지상에 설치하는 경우 몇 톤 이상일 때 방류둑을 설치하여야 하는가?
15
210
350
4100
정답 및 해설

독성가스 저장탱크를 지상에 설치할 때는 저장능력 5톤 이상인 경우 방류둑을 설치해야 한다(가연성가스·산소 저장탱크는 이보다 높은 톤수 기준이 적용된다).

문제 57
다량의 고압가스를 차량에 적재하여 운반할 경우 운전상의 주의사항으로 옳지 않은 것은?
1부득이한 경우를 제외하고는 장시간 정차해서는 아니 된다.
2차량의 운반책임자와 운전자가 동시에 차량에서 이탈하지 아니하여야 한다.
3300km 이상의 거리를 운행하는 경우에는 중간에 충분한 휴식을 취한 후 운행하여야 한다.
4가스의 명칭·성질 및 이동 중의 재해방지를 위하여 필요한 주의사항을 기재한 서면을 운반책임자 또는 운전자에게 교부하고 운반 중에 휴대를 시켜야 한다.
정답 및 해설

고압가스 운반 차량은 부득이한 경우가 아니면 장시간 정차를 피하고, 운반책임자와 운전자가 동시에 이탈하지 않으며, 재해방지 주의사항을 적은 서면을 휴대해야 하지만, 장거리 운행 시 중간 휴식이 필요한 기준은 200km 이상이므로 300km 이상이라고 한 설명은 틀리다.

문제 58
시안화수소를 충전, 저장하는 시설에서 가스누출에 따른 사고예방을 위하여 누출검사 시 사용하는 시험지(액)는?
1묽은 염산용액
2질산구리벤젠지
3수산화나트륨용액
4묽은 질산용액
정답 및 해설

시안화수소(HCN)의 누출 여부는 질산구리벤젠지로 검지하며, 시안화수소가 누출되면 시험지가 청색으로 변색되어 누출을 확인할 수 있다.

문제 59
특정설비의 부품을 교체할 수 없는 수리자격자는?
1용기제조자
2특정설비제조자
3고압가스제조자
4검사기관
정답 및 해설

고압가스 특정설비의 부품 교체는 특정설비제조자·고압가스제조자·검사기관 등에게 허용되지만, 용기제조자의 수리 자격 범위는 용기 자체(몸체·부속품)에 한정되어 특정설비의 부품 교체는 할 수 없다.

문제 60
다음 중 불연성가스가 아닌 것은?
1아르곤
2탄산가스
3질소
4일산화탄소
정답 및 해설

아르곤·탄산가스(이산화탄소)·질소는 스스로 연소하지 않는 불연성가스이지만, 일산화탄소는 가연성이면서 독성을 가진 가스이므로 불연성가스에 해당하지 않는다.

문제 61
물의 화학반응을 통해 시료의 수분 함량을 측정하며 휘발성 물질 중의 수분을 정량하는 방법은?
1램프법
2칼피셔법
3메틸렌블루법
4다트와이라법
정답 및 해설

칼피셔법(Karl Fischer법)은 시료 중 수분이 아이오딘·이산화황과 정량적으로 반응하는 화학반응을 이용해 종점을 검출하는 적정법으로, 휘발성 물질에 포함된 미량 수분을 정량하는 대표적 방법이다. 나머지는 모두 황 성분 분석법으로, 램프법은 시료를 연소시켜 전황분(총 황분)을 구하는 방법이고 메틸렌블루법과 다트와이라법(Tutwiler법)은 황화수소 정량에 쓰이므로 수분 측정과는 무관하다.

문제 62
25℃, 1atm 에서 0.21mol% 의 O2와 0.79mol%의 N2로 된 공기혼합물의 밀도는 약 몇 kg/m3인가?
10.118
21.18
30.134
41.34
정답 및 해설

공기의 평균 분자량은 M=0.21×32+0.79×28=28.84 g/molM = 0.21 \times 32 + 0.79 \times 28 = 28.84\ \mathrm{g/mol}이며, 이상기체 상태방정식에서 밀도는 ρ=PMRT=101325×0.028848.314×2981.18 kg/m3\rho = \dfrac{PM}{RT} = \dfrac{101325 \times 0.02884}{8.314 \times 298} \approx 1.18\ \mathrm{kg/m^3}로 계산된다. 따라서 25℃, 1atm에서 이 공기혼합물의 밀도는 약 1.18kg/m³이다.

문제 63
압력에 대한 다음 값 중 서로 다른 것은?
1101325N/m2
21013.25hPa
376cmHg
410000mmAq
정답 및 해설

101325N/m², 1013.25hPa, 76cmHg는 모두 표준대기압 1atm과 동일한 값이며, 1atm은 수주(水柱)로 환산하면 약 10332mmAq에 해당하므로 10000mmAq은 이보다 작아 서로 다른 값이다. 따라서 나머지 셋과 값이 일치하지 않는 것은 10000mmAq이다.

문제 64
이동상으로 캐리어가스를 이용, 고정상으로 액체 또는 고체를 이용해서 혼합성분의 시료를 캐리어가스로 공급 하여, 고정상을 통과할 때 시료 중의 각 성분을 분리하는 분석법은?
1자동오르자트법
2화학발광식 분석법
3가스크로마토그래피법
4비분산형 적외선 분석법
정답 및 해설

가스크로마토그래피법은 캐리어가스를 이동상으로, 고체 또는 액체를 고정상으로 이용해 시료 성분이 고정상과의 흡착·분배 차이에 따라 서로 다른 속도로 이동하며 분리되는 분석법이다. 자동오르자트법은 흡수제를 이용한 화학적 흡수법, 화학발광식·비분산형 적외선 분석법은 각각 화학발광·적외선 흡수 특성을 이용하는 방법으로 이동상·고정상을 이용한 분리 원리와는 다르다.

문제 65
감도(感度)에 대한 설명으로 틀린 것은?
1감도는 측정량의 변화에 대한 지시량의 변화의 비로 나타낸다.
2감도가 좋으면 측정 시간이 길어진다.
3감도가 좋으면 측정 범위는 좁아진다.
4감도는 측정 결과에 대한 신뢰도의 척도이다.
정답 및 해설

감도는 측정량의 변화에 대한 지시량 변화의 비로 정의되며, 감도가 좋을수록 측정 범위는 좁아지고 측정에 걸리는 시간은 길어지는 경향이 있다. 그러나 감도는 계기의 민감성을 나타낼 뿐 측정 결과가 참값에 얼마나 가까운지를 뜻하는 신뢰도(정확도)의 척도는 아니므로, 이 설명이 틀린 내용이다.

문제 66
400K는 약 몇 °R인가?
1400
2620
3720
4820
정답 및 해설

랭킨온도는 켈빈온도에 95\dfrac{9}{5}를 곱하여 구하므로 R=400×95=720{}^{\circ}R = 400 \times \dfrac{9}{5} = 720이다. 따라서 400K는 약 720°R이다.

문제 67
되먹임 제어계에서 설정한 목표값을 되먹임 신호와 같은 종류의 신호로 바꾸는 역할을 하는 것은?
1조절부
2조작부
3검출부
4설정부
정답 및 해설

되먹임 제어계에서 설정부는 목표값을 설정하여 이를 되먹임 신호와 비교 가능한 같은 종류의 신호로 변환해 주는 부분이다. 조절부는 오차를 바탕으로 조작량을 결정하고, 조작부는 조작량을 실제 제어대상에 가하며, 검출부는 제어량을 검출해 되먹임 신호를 만드는 역할이므로 목표값 변환 기능과는 구분된다.

문제 68
어느 수용가에 설치한 가스미터의 기차를 측정하기 위하여 지시량을 보니 100m3를 나타내었다. 사용공차를 ±4%로 한다면 이 가스미터에는 최소 얼마의 가스가 통과되었는가?
140m3
280m3
396m3
4104m3
정답 및 해설

가스미터의 기차(오차)는 기차(%)=지시량실제통과량지시량×100\text{기차}(\%) = \dfrac{\text{지시량} - \text{실제통과량}}{\text{지시량}} \times 100으로 나타내며, 지시량 100m³에 사용공차 ±4%를 적용하면 실제통과량은 100100×0.04=96 m3100 - 100 \times 0.04 = 96\ \mathrm{m^3}에서 100+100×0.04=104 m3100 + 100\times0.04=104\ \mathrm{m^3} 사이에 존재한다. 따라서 이 가스미터를 최소로 통과한 가스량은 96m³이다.

문제 69
가스계량기의 구비조건이 아닌 것은?
1감도가 낮아야 한다.
2수리가 용이하여야 한다.
3계량이 정확하여야 한다.
4내구성이 우수해야 한다.
정답 및 해설

가스계량기는 미세한 사용량 변화도 정확히 지시할 수 있도록 감도가 예민(높음)해야 하며, 계량이 정확하고 내구성이 우수하며 수리가 용이해야 하는 것이 구비조건이다. 따라서 "감도가 낮아야 한다"는 설명은 가스계량기에 요구되는 조건과 반대되므로 틀린 것이다.

문제 70
가스크로마토그래피 분석계에서 가장 널리 사용되는 고체 지지체 물질은?
1규조토
2활성탄
3활성알루미나
4실리카겔
정답 및 해설

가스크로마토그래피에서 고정상 액체를 담지하는 고체 지지체로는 다공성이 크고 표면적이 넓어 시료 성분을 균일하게 흡착·분배시킬 수 있는 규조토가 가장 널리 사용된다. 활성탄·활성알루미나·실리카겔은 주로 흡착제 자체가 고정상으로 작용하는 흡착형 컬럼(가스-고체 크로마토그래피)에 쓰이는 재료로, 액체 고정상의 지지체 용도와는 다르다.

문제 71
자동제어계의 일반적인 동작순서로 맞는 것은?
1비교 → 판단 → 조작 → 검출
2조작 → 비교 → 검출 → 판단
3검출 → 비교 → 판단 → 조작
4판단 → 비교 → 검출 → 조작
정답 및 해설

자동제어계의 일반적 동작순서는 제어대상의 상태량을 먼저 검출하고, 목표값과의 차이를 비교하여 오차를 구한 다음, 그 오차를 근거로 조작량을 판단하고 최종적으로 조작부가 동작(조작)하는 흐름을 따른다. 따라서 검출 → 비교 → 판단 → 조작의 순서가 옳다.

문제 72
가스누출 검지기의 검지(sensor)부분에서 일반적으로 사용하지 않는 재질은?
1백금
2리튬
3
4바나듐
정답 및 해설

가스누출 검지기의 검지(감지)소자는 백금선 발열체, 리튬·바나듐계 금속산화물 반도체 등이 촉매·감지 재료로 흔히 쓰이는 반면, 동(구리)은 검지부 재질로 일반적으로 사용되지 않는다.

문제 73
제어계의 상태를 교란시키는 외란의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?
1가스 유출량
2탱크 주위의 온도
3탱크의 외관
4가스 공급압력
정답 및 해설

외란은 제어시스템 외부에서 유입되어 시간에 따라 변동하면서 제어량에 영향을 주는 요인으로, 가스 유출량·탱크 주위 온도·가스 공급압력처럼 값이 변화하는 물리량이 이에 해당한다. 반면 탱크의 외관은 고정된 구조적 형태로서 제어량을 변동시키는 시변(時變) 요인이 아니므로 외란의 원인이 될 수 없다.

문제 74
수소의 품질검사에 사용되는 시약은?
1네슬러시약
2동·암모니아
3요오드화칼륨
4하이드로설파이드
정답 및 해설

고압가스 품질검사 기준상 수소는 순도 98.5% 이상 여부를 오르자트법 계열로 확인하며, 이때 사용하는 시약이 하이드로설파이드이다. 참고로 네슬러시약은 암모니아, 동·암모니아 시약은 산소 품질검사에 쓰이는 시약으로 서로 구분된다.

문제 75
나프탈렌의 분석에 가장 적당한 분석방법은?
1중화적정법
2흡수평량법
3요오드적정법
4가스크로마토그래피법
정답 및 해설

나프탈렌과 같이 미량으로 존재하는 방향족 탄화수소 성분은 적정법(중화적정·요오드적정)이나 흡수평량법으로는 선택적 정량이 어렵고, 혼합 성분을 분리하여 개별 정량할 수 있는 가스크로마토그래피법이 가장 적합하다.

문제 76
다음 ( )안에 알맞은 것은?
11년
22년
33년
45년
정답 및 해설

가스미터(최대유량 10㎥/h 이하)의 재검정 유효기간은 5년이며, 재검정의 유효기간은 재검정을 완료한 날의 다음 달 1일부터 기산한다.

문제 77
유속이 6m/s인 물속에 피토(Pitot)관을 세울 때 수주의 높이는 약 몇 m인가?
10.54
20.92
31.63
41.83
정답 및 해설

피토관은 정체압과 정압의 차이(동압)로부터 유속을 구하는 계측기로, 유속과 수주 높이의 관계는 v=2ghv = \sqrt{2gh}, 즉 h=v22gh = \dfrac{v^2}{2g}로 나타낼 수 있다. v=6 m/sv = 6\ \mathrm{m/s}, g=9.8 m/s2g = 9.8\ \mathrm{m/s^2}를 대입하면 h=622×9.81.83 mh = \dfrac{6^2}{2 \times 9.8} \approx 1.83\ \mathrm{m}가 되어 약 1.83m이다.

문제 78
회로의 두 접점 사이의 온도차로 열기전력을 일으키고, 그 전위차를 측정하여 온도를 알아내는 온도계는?
1열전대온도계
2저항온도계
3광고온도계
4방사온도계
정답 및 해설

서로 다른 두 금속을 접합한 회로에서 양 접점 사이에 온도차가 생기면 열기전력이 발생하는 제벡효과를 이용해, 그 전위차를 측정하여 온도를 구하는 것이 열전대온도계이다.

문제 79
증기압식 온도계에 사용되지 않는 것은?
1아닐린
2알코올
3프레온
4에틸에테르
정답 및 해설

증기압식 온도계는 프로판·에틸에테르·프레온·아닐린과 같이 휘발성이 큰 액체의 증기압 변화를 감온 원리로 이용한다. 알코올은 액체 자체의 열팽창을 이용하는 액체봉입식(알코올온도계)에 주로 쓰이는 감온액으로, 증기압식 온도계에는 일반적으로 사용되지 않는다.

문제 80
가스분석용 검지관법에서 검지관의 검지한도가 가장 낮은 가스는?
1염소
2수소
3프로판
4암모니아
정답 및 해설

검지관법의 검지한도는 대상 가스의 허용농도(독성)가 낮을수록 더 낮은 농도까지 검출하도록 설계된다. 제시된 가스 중 염소는 독성이 가장 강해 검지관의 검지한도(최저 검출농도)가 가장 낮게 설정된다.