[가스기능장 필기] 14년 1회차
가스기능장 필기 기출문제

14년 1회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

14년 1회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
Orifice 유량계는 어떤 원리를 이용한 것인가?
1베르누이 정리
2토리첼리 정리
3플랑크의 법칙
4보일-샤를의 원리
정답 및 해설

오리피스 유량계는 관 내에 설치한 조리개(오리피스)로 유체를 국부적으로 수축시켜 그 전후의 압력차를 측정하는 방식이다.

압력차와 유속의 관계는 베르누이 정리(에너지보존법칙)에서 유도되므로, 압력차로부터 유량을 환산한다.

토리첼리 정리는 자유낙하 유출속도에 쓰이는 특수한 경우이고, 플랑크의 법칙과 보일-샤를의 원리는 유량 측정 원리와 무관하다.

문제 2
밀폐된 용기 중에서 공기의 압력이 15[atm]일 때 N2의 분압은 약 몇 [atm] 인가? (단, 공기 중 질소는 79[%], 산소는 21[%] 존재한다.)
17.9
29.1
311.8
412.7
정답 및 해설

돌턴의 분압법칙에 따라 성분 몰분율을 전체 압력에 곱하면 분압이 된다.

PN2=Ptotal×0.79=15×0.79=11.85 atmP_{N_2} = P_{total} \times 0.79 = 15 \times 0.79 = 11.85\ \mathrm{atm}

따라서 질소의 분압은 약 11.8atm이 된다.

문제 3
다음 중 특정고압가스가 아닌 것은?
1수소
2산소
3프로판
4아세틸렌
정답 및 해설

특정고압가스는 고압가스안전관리법령에서 사용신고·시설기준 등을 별도로 규정하기 위해 지정한 가스 종류로, 수소·산소·아세틸렌·액화암모니아·액화염소·천연가스 등이 해당한다.

반면 프로판(LPG)은 액화석유가스의 안전관리 및 사업법에 따라 별도로 관리되는 가스이므로 특정고압가스의 범주에 포함되지 않는다.

문제 4
지름이 다른 강관을 직선으로 이음 하는데 주로 사용되는 것은?
1부싱
2티
3크로스
4엘보
정답 및 해설

부싱(bushing)은 지름이 다른 두 배관을 직선으로 접속할 때 사용하는 이음쇠이다.

  • 티는 배관을 T자 형태로 분기할 때 쓰는 이음쇠이다.
  • 크로스는 한 지점에서 네 방향으로 분기할 때 쓰는 이음쇠이다.
  • 엘보는 배관의 진행 방향을 꺾을 때 쓰는 이음쇠이다.
문제 5
다음 [보기]에서 설명하는 강(鋼)으로 가장 옳은 것은?
1구리-아연강(Cu-Zn steel)
2구리-주석강(Cu-Sn steel)
3몰리브덴-크롬강(Mo-Cr steel)
4크롬-니켈강(Cr-Ni steel)
정답 및 해설

보기가 말하는 강은 크롬-니켈강이다. 대표 강으로 든 18-8 스테인리스강이 바로 크롬 18 %와 니켈 8 %를 넣은 오스테나이트계 스테인리스강이기 때문이다.

니켈이 오스테나이트 조직을 상온까지 붙잡아 두므로 결정구조가 면심입방(FCC)이 되고, 그 덕분에 인성·연성이 뛰어나며 자석에 붙지 않는 비자성을 띤다. 표면에 크롬 산화막이 생겨 내식성도 우수하다.

  • 몰리브데넘-크롬강은 담금질성과 고온 강도를 노린 구조용 강으로 체심입방 조직이며 자성을 띤다.
  • 구리-아연, 구리-주석은 황동·청동 같은 구리 합금의 조성으로 18-8 스테인리스강과 관계가 없다.
문제 6
공기액화 분리장치의 폭발 원인과 대책으로 틀린 것은?
1공기 취입구에서 아세틸렌이 혼입된다.
2압축기용 윤활유의 분해에 따라 탄화수소가 생성된다.
3흡입구 부근에서는 아세틸렌 용접을 금지한다.
4분리장치는 년 1회 정도 내부를 세척하고 세정액으로는 양질의 광유를 사용한다.
정답 및 해설

공기액화분리장치의 폭발을 막기 위해 분리장치 내부는 연 1회 정도 사염화탄소 등으로 세척하는 것이 원칙이다.

세정액으로 광유(鑛油)를 사용한다는 서술은 틀린 설명이다. 광유 자체가 탄화수소 계열의 가연성 물질이어서 오히려 분리장치 내 폭발성 물질 축적의 원인이 될 수 있기 때문이다.

공기 취입구로의 아세틸렌 혼입, 압축기 윤활유 분해에 따른 탄화수소 생성, 흡입구 부근 아세틸렌 용접 금지는 모두 실제로 인정되는 폭발 원인·대책이다.

문제 7
일산화탄소의 제법에 대한 설명으로 옳은 것은?
1수소가스 제조 시의 부산물로 제조된다.
2코크스에 산소를 사용하여 불완전 연소시켜 제조한다.
3알코올 발효 시의 부산물로 제조된다.
4석회석의 연소에 의해 생성된 가스를 압축하여 제조한다.
정답 및 해설

일산화탄소는 탄소(코크스)를 산소가 부족한 상태에서 불완전연소시켜 얻는 것이 대표적인 제법이다.

2C+O2→2CO2C + O_2 \rightarrow 2CO

수소 제조 시의 부산물, 알코올 발효 부산물, 석회석 연소 가스는 일산화탄소의 공업적 제법과 무관하다.

문제 8
재충전 금지용기는 그 용기의 안전을 확보하기 위하여 기준에 적합하여야 한다. 그 기준으로 틀린 것은?
1용기와 용기부속품을 분리할 수 없는 구조일 것
2최고충전압력[MPa]의 수치와 내용적[L]의 수치를 곱한 값이 100 이하일 것
3최고충전압력이 22.5[MPa] 이하이고 내용적이 15[L] 이하일 것
4최고충전압력이 3.5[MPa] 이상인 경우에는 내용적이 5[L] 이하일 것
정답 및 해설

재충전금지용기는 최고충전압력이 22.5MPa 이하인 경우 내용적이 25L 이하일 것을 기준으로 한다.

제시된 조건 중 내용적 기준을 15L로 서술한 것은 실제 기준값과 다르므로 틀린 설명이다.

용기와 부속품을 분리할 수 없는 구조, 최고충전압력수치와 내용적수치의 곱이 100 이하, 최고충전압력 3.5MPa 이상 시 내용적 5L 이하라는 나머지 조건은 실제 기준과 일치한다.

문제 9
냉동배관에서 압축기 다음에 설치하는 유분리기의 분리 방법에 따른 종류가 아닌 것은?
1전기식
2원심식
3가스 충돌식
4유속 감소식
정답 및 해설

냉동배관의 유분리기는 유속을 줄이거나 충돌·원심력을 이용해 냉매가스 중의 오일을 분리하는 장치로, 원심식·가스충돌식·유속감소식이 실제 분리 방식으로 쓰인다.

전기식은 유분리기의 분리 방식으로 존재하지 않는 항목이다.

문제 10
공기 중에서 폭발하한계 값이 작은 것부터 큰 순서로 옳게 나열된 것은?
1㉠ - ㉡ - ㉢ - ㉣
2㉠ - ㉡ - ㉣ - ㉢
3㉡ - ㉠ - ㉢ - ㉣
4㉢ - ㉠ - ㉡ - ㉣
정답 및 해설

보기의 네 가스를 폭발하한계로 늘어놓으면 프로판 2.1 % < 아세틸렌 2.5 % < 수소 4.0 % < 일산화탄소 12.5 % 순서이므로, 프로판에서 시작해 아세틸렌·수소를 거쳐 일산화탄소로 끝나는 배열이 맞다.

탄소 수가 많은 탄화수소일수록 하한계가 낮아져 프로판이 가장 작고, 수소와 일산화탄소는 연소범위가 매우 넓지만 하한계 자체는 오히려 높은 쪽에 속한다.

문제 11
다음 용어의 정의 중 틀린 것은?
1저장소라 함은 산업통상자원부령이 정하는 일정량 이상의 고압가스를 용기 또는 저장탱크에 의하여 저장하는 일정한 장소를 말한다.
2용기라 함은 고압가스를 충전하기 위한 것으로서 이동할 수 없는 것을 말한다.
3저장탱크라 함은 고압가스를 저장하기 위한 것으로서 일정한 위치에 고정설치된 것을 말한다.
4냉동기라 함은 고압가스를 사용하여 냉동을 하기위한 기기로서 산업통상자원부령이 정하는 냉동능력 이상인 것을 말한다.
정답 및 해설

고압가스안전관리법령상 용기는 고압가스를 충전하기 위한 것으로서 이동할 수 있는 것을 말한다.

제시된 설명처럼 이동할 수 없는 것으로 정의하면 저장탱크의 정의와 뒤바뀌게 되므로 틀린 설명이다.

저장소, 저장탱크, 냉동기에 대한 나머지 정의는 실제 법령상 정의와 일치한다.

문제 12
교축과정에서 일어나는 현상으로 틀린 것은?
1엔탈피가 증가한다.
2엔트로피가 증가한다.
3압력이 감소한다.
4난류현상이 일어난다.
정답 및 해설

교축과정(throttling)은 외부와 열·일의 출입이 없는 비가역 정상류 과정으로, 과정 전후의 엔탈피가 일정하게 유지된다.

따라서 엔탈피가 증가한다는 설명은 틀린 내용이다.

교축 시 압력은 저하되고, 비가역 과정이므로 엔트로피는 증가하며, 급격한 단면 변화로 난류가 발생하는 것은 실제로 나타나는 현상이다.

문제 13
암모니아 가스 누출 시험에 사용할 수 없는 것은?
1염화수소
2네슬러 시약
3리트머스 시험지
4헤라이드 토치
정답 및 해설

암모니아는 염기성 가스이므로 염화수소와 접촉하면 흰 연기(염화암모늄)가 생기고, 네슬러 시약과 반응해 소량 누출 시 황색·다량 누출 시 갈색으로 변하며, 리트머스 시험지는 염기성 반응으로 색이 변해 누출 검지에 쓸 수 있다.

헤라이드 토치는 구리판을 가열한 상태에서 할로겐화 냉매(프레온 계열) 누출을 검지하는 기구로, 암모니아 검지에는 적합하지 않다.

문제 14
정전기 재해 방지조치에는 정전기 발생억제, 정전기 완화 촉진, 폭발성가스의 형성방지로 나눌 수 있다. 이 중 정전기 완화를 촉진시켜 정전기를 방지하는 방법이 아닌 것은?
1접지, 본딩
2공기 이온화
3습도 부여
4유속 제한
정답 및 해설

정전기 완화 촉진은 이미 발생한 정전기가 축적되지 않고 빠르게 소멸되도록 하는 대책으로, 접지·본딩, 공기 이온화, 습도 부여가 대표적인 방법이다.

유속 제한은 정전기 발생량 자체를 줄이는 발생 억제 대책에 해당하므로 완화 촉진 방법으로 볼 수 없다.

문제 15
온도 298[K], 부피 0.248[L]의 용기에 메탄 1[mol]을 저장할 때 Van der Waals 식을 이용하여 계산한 압력[bar]은? (단, a = 2.29[L2ㆍbarㆍmol-2], b =0.0428[Lㆍmol-1], R = 0.08314[LㆍbarㆍK-1ㆍmol-1]이다.)
18.35
283.5
3835
48350
정답 및 해설

반데르발스 상태방정식으로 압력을 구하면 다음과 같다.

P=nRTV−nb−an2V2P = \dfrac{nRT}{V-nb} - \dfrac{a n^2}{V^2}

P=1×0.08314×2980.248−0.0428−2.29×120.2482≈24.780.2052−2.290.0615≈120.7−37.2≈83.5 barP = \dfrac{1 \times 0.08314 \times 298}{0.248-0.0428} - \dfrac{2.29 \times 1^2}{0.248^2} \approx \dfrac{24.78}{0.2052} - \dfrac{2.29}{0.0615} \approx 120.7 - 37.2 \approx 83.5\ \mathrm{bar}

따라서 압력은 약 83.5bar가 된다.

문제 16
다음 중 압력이 가장 높은 것은?
12000[kgf/m2]
220[psi]
320000[Pa]
430[mH2O]
정답 및 해설

보기의 압력을 모두 같은 단위(Pa)로 환산해 비교한다.

2000 kgf/m2≈1.96×104 Pa2000\ \mathrm{kgf/m^2} \approx 1.96 \times 10^4\ \mathrm{Pa}, 20 psi≈1.38×105 Pa20\ \mathrm{psi} \approx 1.38 \times 10^5\ \mathrm{Pa}, 20000 Pa=2.0×104 Pa20000\ \mathrm{Pa} = 2.0 \times 10^4\ \mathrm{Pa}

30 mH2O≈2.94×105 Pa30\ \mathrm{mH_2O} \approx 2.94 \times 10^5\ \mathrm{Pa}로, 네 값 중 가장 큰 압력이다.

문제 17
산업통상자원부장관은 가스의 수급상 필요하다고 인정되면 도시가스사업자에게 조정을 명령할 수 있다. “조정명령” 사항이 아닌 것은?
1가스공급 계획의 조정
2가스요금 등 공급조건의 조정
3가스공급시설 공사계획의 조정
4가스사업의 휴지, 폐지, 허가에 대한 조정
정답 및 해설

도시가스사업법상 산업통상자원부장관의 조정명령 대상은 가스공급계획, 가스공급시설 공사계획, 가스요금 등 공급조건의 조정으로 한정된다.

가스사업의 휴지·폐지·허가에 관한 사항은 수급 조정명령이 아니라 사업 허가·등록 등에 관한 별도의 규정에서 다루는 사항이므로 조정명령 대상이 아니다.

문제 18
도시가스 공급시설 중 정압기(지)의 기준에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1정압기를 설치한 장소는 계기실, 전기실 등과 구분하고 누출된 가스가 계기실 등으로 유입되지 아니하도록 한다.
2정압기의 입구측, 출구측 및 밸브기지는 최고사용 압력의 1.25배 이상에서 기밀성능을 가지는 것으로 한다.
3지하에 설치하는 정압기실은 천정, 바닥 및 벽의 두께가 각각 30[cm] 이상의 방수조치를 한 콘크리트로 한다.
4정압기의 입구에는 수분 및 불순물 제거장치를 설치한다.
정답 및 해설

정압기 입구측·출구측 및 밸브기지의 기밀성능 기준은 최고사용압력의 1.1배 이상이다.

제시된 설명처럼 1.25배로 서술하면 실제 기준과 다르므로 틀린 내용이다. 참고로 강도 성능을 확인하는 내압시험은 최고사용압력의 1.5배 이상을 기준으로 한다.

계기실과의 구분·누출가스 유입 방지, 지하 정압기실의 방수 콘크리트 두께 30cm 이상, 입구측 수분·불순물 제거장치 설치는 실제 기준과 일치하는 설명이다.

문제 19
액화석유가스 충전사업자는 수요자의 시설에 대하여 안전점검을 실시하고 안전관리 실시 대장을 작성하여 몇 년간 보존하여야 하는가?
11년
22년
33년
45년
정답 및 해설

액화석유가스 충전사업자는 수요자 시설에 대한 안전점검 결과를 안전관리 실시 대장에 기록하고 2년간 보존해야 한다.

문제 20
초저온가스용 용기 제조 시 기밀시험 압력이란?
1최고충전압력의 1.1배의 압력을 말한다.
2최고충전압력의 1.5배의 압력을 말한다.
3상용압력의 1.1배의 압력을 말한다.
4상용압력의 1.5배의 압력을 말한다.
정답 및 해설

초저온가스용 용기의 기밀시험 압력은 최고충전압력의 1.1배로 정의된다.

용기의 강도를 확인하는 내압시험과 달리 기밀시험은 실제 사용 압력에 가까운 압력에서 누설 여부만 확인하는 시험이므로, 최고충전압력에 곱하는 배수가 작게 정해진다. 상용압력을 기준으로 한다는 서술은 기밀시험 압력의 정의가 아니다.

문제 21
독성가스를 사용하는 냉매설비를 설치한 곳에는 냉동능력 얼마 이상의 면적을 갖는 환기구를 직접 외기에 닿도록 설치하여야 하는가?
10.05[m2/ton]
20.1[m2/ton]
30.5[m2/ton]
41.0[m2/ton]
정답 및 해설

독성가스를 냉매로 사용하는 설비를 설치한 곳에는 냉동능력 1톤당 0.05m² 이상의 환기구를 직접 외기에 닿도록 설치해야 한다.

문제 22
동일 장소에 설치하는 소형저장탱크는 충전 질량의 합계가 얼마 미만이 되어야 하는가?
12500[kg]
25000[kg]
310000[kg]
430000[kg]
정답 및 해설

동일한 장소에 설치하는 소형저장탱크는 그 충전 질량의 합계가 5,000kg 미만이 되도록 설치해야 한다.

문제 23
어떤 온도의 다음 반응에서 A, B 각각 1몰을 반응시켜 평형에 도달했을 때 C가 2/3몰 생성되었다. 이 반응의 평형상수는 얼마인가?
12
24
36
48
정답 및 해설

A와 B를 각각 1몰 넣어 C가 23\dfrac{2}{3}몰 생겼다면 반응비가 모두 1이므로 남은 A와 B는 각각 1−23=131-\dfrac{2}{3}=\dfrac{1}{3}몰, 생성된 D도 23\dfrac{2}{3}몰이다.

따라서 평형상수는
K=[C][D][A][B]=(23)(23)(13)(13)=4/91/9=4K = \dfrac{[\mathrm{C}][\mathrm{D}]}{[\mathrm{A}][\mathrm{B}]} = \dfrac{\left(\dfrac{2}{3}\right)\left(\dfrac{2}{3}\right)}{\left(\dfrac{1}{3}\right)\left(\dfrac{1}{3}\right)} = \dfrac{4/9}{1/9} = 4
로 4가 된다.

좌우 기체 몰수가 2몰로 같아 부피 항이 약분되므로 몰수를 그대로 넣어 계산해도 같은 값이 나온다.

문제 24
고압가스 특정제조 허가의 대상이 아닌 것은?
1석유정제업자의 석유정제시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 저장능력이 100[ton] 이상인 것
2석유화학공업자의 석유화학공업시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 처리능력이 1만[m3] 이상인 것
3비료생산업자의 비료제조시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 처리능력이 1만[m3] 이상인 것
4철강공업자의 철강공업시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 처리능력이 10만[m3] 이상인 것
정답 및 해설

고압가스 특정제조 허가 대상 처리능력 기준은 업종별로 다르게 정해져 있다.

석유화학공업자는 처리능력 1만m³ 이상인 경우가 대상이지만, 비료생산업자는 이보다 기준이 높은 처리능력 10만m³ 이상인 경우가 대상이다.

비료생산업자의 기준을 1만m³로 서술한 것은 실제 기준(10만m³)과 다르므로 특정제조 허가 대상 요건으로 볼 수 없다. 석유정제업자(저장능력 100톤 이상)와 철강공업자(처리능력 10만m³ 이상)에 대한 서술은 실제 기준과 일치한다.

문제 25
이상기체(완전가스)의 성질이 아닌 것은?
1보일-샤를의 법칙을 만족한다.
2아보가드로의 법칙을 따른다.
3내부에너지는 체적과 무관하며 압력에 의해서만 결정된다.
4기체 분자 간 충돌은 완전 탄성체로 이루어진다.
정답 및 해설

이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이며, 체적이나 압력과는 무관하게 결정된다.

따라서 내부에너지가 체적과 무관하며 압력에 의해서만 결정된다는 설명은 이상기체의 성질이 아니다.

보일-샤를의 법칙과 아보가드로의 법칙을 따르고 분자 간 충돌이 완전탄성체로 이루어진다는 것은 이상기체의 기본 가정에 해당한다.

문제 26
코리오리스(Coriolis) 유량계의 특징이 아닌 것은?
1유체의 종류에 따라 보정이 필요하다.
2유체의 질량을 직접 측정한다.
3고압의 기체유량 측정이 가능하다.
4측정방식이 물리적인 유체의 속성과 무관하다.
정답 및 해설

코리오리스 유량계는 진동하는 관 속을 흐르는 유체의 질량을 직접 측정하는 방식으로, 밀도·점도 등 유체의 물리적 성질과 무관하게 동작하며 고압 기체에도 적용할 수 있다.

이러한 원리상 유체 종류에 따른 별도 보정이 필요 없다는 점이 특징이므로, 유체의 종류에 따라 보정이 필요하다는 설명은 코리오리스 유량계의 특징으로 볼 수 없다.

문제 27
특정고압가스를 사용하고자 한다. 신고 대상이 아닌 것은?
1저장능력 10[m3]의 압축가스 저장능력을 갖추고 디 실란을 사용하고자 하는 자
2저장능력 200[kg]의 액화가스 저장능력을 갖추고 액화암모니아를 사용하고자 하는 자
3저장능력 250[kg]의 액화가스 저장능력을 갖추고 액화산소를 사용하고자 하는 자
4저장능력 10[m3]의 압축가스 저장능력을 갖추고 수소를 사용하고자 하는 자
정답 및 해설

특정고압가스 사용신고 대상은 원칙적으로 저장능력 250kg 이상의 액화가스 저장설비 또는 저장능력 50m³ 이상의 압축가스 저장설비를 갖추고 사용하려는 경우이며, 디실란처럼 법령에 따로 열거된 가스는 저장능력과 관계없이 신고 대상이 된다.

수소는 압축가스이므로 저장능력 50m³ 이상이어야 신고 대상인데, 제시된 저장능력이 10m³에 그쳐 기준에 미달하므로 신고 대상이 아니다.

  • 디실란은 별도로 열거된 가스이므로 저장능력이 10m³라도 신고 대상이다.
  • 액화산소는 액화가스 저장능력 250kg으로 일반 기준을 충족하므로 신고 대상이다.
  • 액화암모니아를 사용하는 경우도 신고 대상에 해당한다.
문제 28
용기 부속품의 종류별 기호의 표시 중 압축가스를 충전하는 용기의 부속품을 나타내는 것은?
1LG
2PG
3LT
4AG
정답 및 해설

용기 부속품 기호는 충전 가스의 종류에 따라 구분되며, 압축가스를 충전하는 용기의 부속품은 PG로 표시한다.

LG는 LPG 외의 액화가스용, LT는 초저온·저온용기용, AG는 아세틸렌가스 충전용기용 부속품 기호이다.

문제 29
다음 [보기]에서 압력을 낮추면 평형이 왼쪽으로 이동하는 것으로만 짝지어진 것은?
1㉠, ㉣
2㉠, ㉢
3㉠, ㉡
4㉡, ㉢
정답 및 해설

압력을 낮추면 평형은 기체 몰수가 많아지는 쪽으로 움직이므로, 왼쪽 기체 몰수가 오른쪽보다 많은 반응이 왼쪽으로 이동한다. 보기에서는 일산화탄소의 연소 반응과 암모니아 합성 반응이 여기에 해당한다.

일산화탄소와 산소가 이산화탄소로 되는 반응은 3몰 → 2몰, 질소와 수소가 암모니아로 되는 반응은 4몰 → 2몰이라 감압하면 역방향으로 되돌아간다.

  • 고체 탄소와 수증기가 일산화탄소·수소로 되는 반응은 기체가 1몰에서 2몰로 늘어나므로 감압하면 오른쪽으로 간다.
  • 물의 증발 평형도 기체가 생기는 오른쪽 몰수가 많아 감압하면 증발이 촉진된다.
문제 30
등엔트로피 과정이란?
1가역 단열 과정이다.
2가역 등온 과정이다.
3마찰이 없는 비가역 과정이다.
4마찰이 없는 등온 과정이다.
정답 및 해설

등엔트로피 과정은 외부와의 열 출입이 없고(단열) 마찰 등에 의한 손실도 없는 가역 단열 과정을 말한다.

등온 과정이나 비가역 과정은 엔트로피가 변하거나 손실이 존재하므로 등엔트로피 과정의 정의에 해당하지 않는다.

문제 31
고압가스 안전관리법의 적용 대상이 되는 가스는?
1철도차량의 에어콘디셔너 안의 고압가스
2항공법의 적용을 받는 항공기 안의 고압가스
3등화용의 아세틸렌가스
4오토클레이브 안의 수소가스
정답 및 해설

고압가스 안전관리법은 선박·철도차량의 에어컨, 항공기, 등화용 아세틸렌 등 일부 고압가스에 대해서는 적용을 제외하고 있다.

다만 오토클레이브 안의 고압가스라도 수소와 같이 그 자체로 폭발 위험이 큰 압축가스인 경우는 이러한 적용 제외 대상에서 벗어나 법의 적용을 받는다.

문제 32
어떤 기체가 20[℃], 700[mmHg]에서 100[mL]의 무게가 0.5[g]이라면 표준상태에서 이 기체의 밀도는 약 몇 [g/L] 인가?
12.8
23.8
34.8
45.8
정답 및 해설

주어진 조건의 기체량을 표준상태(0℃, 760mmHg) 부피로 환산한 뒤 밀도를 구한다.

VSTP=100 mL×700760×273293≈85.8 mLV_{STP} = 100\ \mathrm{mL} \times \dfrac{700}{760} \times \dfrac{273}{293} \approx 85.8\ \mathrm{mL}

ρ=0.5 g0.0858 L≈5.8 g/L\rho = \dfrac{0.5\ \mathrm{g}}{0.0858\ \mathrm{L}} \approx 5.8\ \mathrm{g/L}이므로, 표준상태 밀도는 약 5.8g/L이다.

문제 33
정압기실 주위에는 경계책을 설치하여야 한다. 이때 경계책을 설치한 것으로 보는 경우가 아닌 것은?
1철근콘크리트로 지상에 설치된 정압기실
2도로의 지하에 설치되어 사람과 차량의 통행에 영향을 주는 장소에 있어 경계책 설치가 부득이한 정압기실
3정압기가 건축물 안에 설치되어 있어 경계책을 설치할 수 있는 공간이 없는 정압기실
4매몰형 정압기
정답 및 해설

정압기실 경계책 설치를 한 것으로 간주하는 경우는 지상에 철근콘크리트 등으로 설치된 정압기실, 통행에 지장이 있어 경계책 설치가 부득이한 지하 정압기실, 건축물 안에 설치되어 경계책 설치 공간이 없는 정압기실로 한정된다.

매몰형 정압기는 이러한 간주 사유에 포함되지 않으므로 경계책을 설치한 것으로 볼 수 없다.

문제 34
20[℃]에서 600[mL]의 기체를 압력의 변화 없이 온도를 40[℃]로 변화시키면 부피는 약 얼마가 되는 가?
1621[mL]
2631[mL]
3641[mL]
4651[mL]
정답 및 해설

압력이 일정하면 샤를의 법칙에 따라 부피는 절대온도에 비례한다.

V2=V1×T2T1=600×313293≈641 mLV_2 = V_1 \times \dfrac{T_2}{T_1} = 600 \times \dfrac{313}{293} \approx 641\ \mathrm{mL}

따라서 40℃에서의 부피는 약 641mL가 된다.

문제 35
고압가스용 이음매 없는 용기 제조 시 부식방지도장을 실시하기 전에 도장효과를 향상시키기 위하여실시하는 처리가 아닌 것은?
1피막화성처리
2쇼트브라스팅
3포토에칭
4에칭프라이머
정답 및 해설

이음매 없는 용기의 도장 효과를 높이기 위한 전처리로는 쇼트브라스팅으로 표면을 거칠게 하는 방법, 인산염 등으로 피막화성처리하는 방법, 에칭프라이머를 도포하는 방법이 쓰인다.

포토에칭은 정밀 부품의 미세 패턴을 화학적으로 가공하는 기법으로 용기 도장 전처리와는 무관하다.

문제 36
유체의 부피나 질량을 직접 측정하는 기구로서, 유체의 성질에 영향을 적게 받지만 구조가 복잡하고 취급이 어려운 단점이 있는 유량측정 장치는?
1오리피스 미터
2습식가스 미터
3벤투리 미터
4로터 미터
정답 및 해설

설명된 특징(유체의 부피·질량을 직접 측정, 유체 성질의 영향이 적음, 구조가 복잡하고 취급이 어려움)은 용적식 유량계인 습식가스미터의 특징이다.

오리피스미터, 벤투리미터는 차압식, 로터미터는 면적식 유량계로 유체를 직접 측정하지 않고 압력차나 부자의 위치 변화를 이용한다.

문제 37
산소 압축기의 내부 윤활유로 주로 사용되는 것은?
1석유류
2화이트유
3물
4진한 황산
정답 및 해설

산소는 기름류와 접촉하면 급격한 산화·발화 위험이 있으므로, 산소 압축기의 내부 윤활에는 석유류 대신 물 또는 묽은 글리세린수를 사용한다.

문제 38
가열된 열량이 전부 내부에너지의 증가로 사용되는 가스의 상태변화는?
1정적변화
2정압변화
3등온변화
4단열변화
정답 및 해설

정적변화(등적과정)에서는 부피가 일정해 외부에 하는 일이 없으므로, 가열된 열량 전부가 내부에너지 증가에 사용된다.

dV=0⇒δW=P dV=0⇒δQ=dUdV=0 \Rightarrow \delta W = P\,dV = 0 \Rightarrow \delta Q = dU

문제 39
전기 방식(防蝕) 중 외부전원법에 사용되는 정류기가 아닌 것은?
1정전류형
2정전압형
3정저항형
4정전위형
정답 및 해설

전기방식 중 외부전원법에서 사용하는 정류기는 정전류형, 정전압형, 정전위형으로 구분된다.

정저항형은 외부전원법 정류기의 종류로 분류되지 않는다.

문제 40
배관의 용접이음 시 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?
1보온피복 시 시공이 쉽다.
2이음부의 강도가 크고 누출우려가 적다.
3가공시간이 단축되며 재료비가 절약된다.
4관단면의 변화가 없어 손실수두가 크다.
정답 및 해설

용접이음은 관의 단면이 변하지 않으므로 유체의 흐름저항이 작아 손실수두가 작다는 것이 올바른 특성이다.

제시된 설명처럼 손실수두가 크다고 하면 이 특징과 반대되므로 틀린 내용이다.

  • 보온피복 작업이 쉽다는 설명은 이음부가 튀어나오지 않는 용접이음의 특성상 맞는 내용이다.
  • 이음부 강도가 크고 누출 우려가 적다는 설명도 용접이음의 대표적 장점이다.
  • 나사이음에 비해 가공시간이 단축되고 재료비가 절약된다는 설명도 옳다.
문제 41
고압가스 탱크의 수리를 위하여 내부 가스를 배출 하고 불활성 가스로 치환하여 다시 공기로 치환하였다. 분석결과는 각각의 가스에 대해 다음과 같았다. 사람이 들어가 화기를 사용하여도 무방한 경우는?
1산소 - 30[%]
2수소 - 10[%]
3프로판 - 5[%]
4질소 80[%], 나머지는 산소
정답 및 해설

사람이 들어가 화기를 사용하려면 산소농도가 18~22% 범위이고 가연성·독성가스가 남아있지 않아야 한다.

질소 80%에 나머지가 산소라면 산소농도는 20%로 정상범위이고 별도의 가연성가스도 검출되지 않으므로 안전하다.

  • 산소 30%는 산소농도가 지나치게 높아 화재·폭발 위험이 커지므로 부적합하다.
  • 수소 10%가 남아있으면 가연성가스가 존재하는 것이므로 화기 사용이 위험하다.
  • 프로판 5%도 폭발범위 안에 들 수 있는 가연성가스 잔류량이므로 위험하다.
문제 42
카르노(Carnot) 사이클로 작동하는 열기관에서 사이클 마다 250[kgㆍm]의 일을 얻기 위해서는 사이클마다 공급열량이 1[kcal], 저열원의 온도가 27[℃]이면 고열원의 온도는 약 몇 [℃] 가 되어야 하는 가?
1351[℃]
2451[℃]
3624[℃]
4724[℃]
정답 및 해설

카르노 사이클의 열효율은 η=WQ1=1−T2T1\eta = \dfrac{W}{Q_1} = 1-\dfrac{T_2}{T_1}로 구해지며, 이 식으로 고열원 온도를 구할 수 있다.

일 250kgf·m를 열량으로 환산하면 W=250427 kcal≈0.586 kcalW = \dfrac{250}{427}\ \mathrm{kcal} \approx 0.586\ \mathrm{kcal}이므로 효율은 η=0.5861=0.586\eta = \dfrac{0.586}{1} = 0.586이다.

저열원 온도 T2=27+273=300 KT_2 = 27+273 = 300\ \mathrm{K}를 대입하면 T1=T21−η=3001−0.586≈724 KT_1 = \dfrac{T_2}{1-\eta} = \dfrac{300}{1-0.586} \approx 724\ \mathrm{K}이고, 이를 섭씨로 바꾸면 약 451℃가 된다. 절대온도 724K를 그대로 섭씨 값으로 쓰지 않도록 주의한다.

문제 43
가스관련법에서 규정하고 있는 안전관리자의 종류에 해당하지 않는 것은?
1안전관리 부총괄자
2안전관리 책임자
3안전관리 부책임자
4안전점검원
정답 및 해설

가스 관계법령이 정한 안전관리자는 안전관리 총괄자, 안전관리 부총괄자, 안전관리 책임자, 안전관리원이며, 액화석유가스 분야에서는 여기에 안전점검원이 더해진다.

즉 '부총괄자'와 '책임자'는 각각 존재하지만 이 둘을 합친 듯한 안전관리 부책임자라는 직명은 법령에 규정되어 있지 않으므로, 이것이 안전관리자의 종류에 해당하지 않는 명칭이다.

문제 44
이상기체의 부피를 현재의 1/2로 하고 절대온도[K]를 현재의 2배로 했을 경우 압력은 얼마가 되겠는 가?
11배
22배
34배
48배
정답 및 해설

이상기체 상태방정식 PV=nRTPV=nRT에서 부피가 절반, 온도가 2배가 되면 압력은 4배로 커진다.

부피를 V/2V/2로, 온도를 2T2T로 대입하면 P′=nR(2T)V/2=4×nRTV=4PP' = \dfrac{nR(2T)}{V/2} = 4\times\dfrac{nRT}{V} = 4P가 되어 처음 압력의 4배임을 확인할 수 있다.

문제 45
내용적이 47[L]인 프로판 용기 안에 프로판이 20[kg] 충전되어 있을 때 프로판의 가스 상수는?
10.86
21.25
32.09
42.35
정답 및 해설

용기의 충전정수(가스정수) CC는 C=VGC=\dfrac{V}{G}(내용적/충전량)로 구한다.

내용적 47L, 충전량 20kg을 대입하면 C=4720=2.35C=\dfrac{47}{20}=2.35가 되어 2.35가 프로판의 가스정수이다.

문제 46
섭씨온도[℃]와 화씨온도[℉]가 같은 값을 나타내는 온도는?
1-20
2-40
3-50
4-60
정답 및 해설

섭씨와 화씨는 ∘F=95∘C+32{}^{\circ}\mathrm{F} = \dfrac{9}{5}{}^{\circ}\mathrm{C}+32 관계이며, 두 값이 같아지는 지점을 구하면 된다.

x=95x+32x = \dfrac{9}{5}x+32를 풀면 x=−40x=-40이 되어 섭씨와 화씨 모두 -40일 때 같은 값을 나타낸다.

문제 47
도시가스 품질검사를 위한 시료채취 방법에 대한 설명으로 옳은 것은?
15[L] 이하의 시료용기에 0.1[MPa] 이하의 압력으로 채취한다.
25[L] 이하의 시료용기에 1.01[MPa] 이하의 압력으로 채취한다.
310[L] 이하의 시료용기에 0.1[MPa] 이하의 압력으로 채취한다.
410[L] 이하의 시료용기에 1.0[MPa] 이하의 압력으로 채취한다.
정답 및 해설

도시가스 품질검사를 위한 시료는 10L 이하의 시료용기에 1.0MPa 이하의 압력으로 채취한다.

시료용기의 용량 조건과 채취압력 조건을 모두 만족해야 하므로, 용기 용량을 5L로 제한하거나 채취압력을 0.1MPa 또는 1.01MPa로 제시한 설명은 기준과 맞지 않는다.

문제 48
내용적 40[L]의 용기에 아세틸렌가스 10[kg](액비중 0.613)을 충전할 때 다공성물질의 다공도를 90[%]라고 하면 안전공간은 표준상태에서 약 얼마 정도인가? (단, 아세톤의 비중은 0.8이고, 주입된 아세톤량은 14[kg] 이다.)
13.5[%]
24.5[%]
35.5[%]
46.5[%]
정답 및 해설

아세틸렌 용기의 안전공간은 다공질의 빈 공간에서 아세톤과 아세틸렌 액이 채우는 부피를 뺀 나머지가 내용적에서 차지하는 비율이며, 계산하면 약 5.5%가 된다.

다공도가 90%이므로 액체가 들어갈 수 있는 공간은 내용적 40L의 90%인 40×0.9=36 L40\times0.9=36\ \mathrm{L}이다.

아세톤 부피는 140.8=17.5 L\dfrac{14}{0.8}=17.5\ \mathrm{L}, 아세틸렌 액의 부피는 100.613≈16.31 L\dfrac{10}{0.613}\approx16.31\ \mathrm{L}이므로 두 값을 더하면 약 33.81L이다.

따라서 안전공간은 36−33.8140×100≈5.5%\dfrac{36-33.81}{40}\times100\approx5.5\%이다.

문제 49
판두께 12[mm], 용접길이 50[cm]인 판을 맞대기 용접했을 때 4500[kgf]의 인장하중이 작용한다면 인장응력은 약 몇 [kgf/cm2] 인가?
145
275
3125
4145
정답 및 해설

맞대기 용접부의 인장응력은 하중을 단면적으로 나눈 값이며, 계산하면 약 75kgf/cm²이다.

용접부 단면적은 두께 1.2cm에 길이 50cm를 곱한 1.2×50=60 cm21.2\times50=60\ \mathrm{cm^2}이다.

인장응력은 σ=450060=75 kgf/cm2\sigma=\dfrac{4500}{60}=75\ \mathrm{kgf/cm^2}로 구해진다.

문제 50
도시가스를 사용하는 공동주택 등에 압력조정기를 설치할 수 있는 경우의 기준으로 옳은 것은?
1공동주택 등에 공급되는 가스압력이 중압이상으로서 전체 세대수가 150세대 미만인 경우
2공동주택 등에 공급되는 가스압력이 중압이상으로서 전체 세대수가 250세대 미만인 경우
3공동주택 등에 공급되는 가스압력이 저압으로서 전체 세대수가 200세대 미만인 경우
4공동주택 등에 공급되는 가스압력이 저압으로서 전체 세대수가 300세대 미만인 경우
정답 및 해설

공동주택 등에 압력조정기를 설치할 수 있는 경우는 공급압력이 중압 이상이면서 전체 세대수가 150세대 미만인 경우이다.

공급압력이 저압인 경우에는 전체 세대수가 250세대 미만일 때 설치할 수 있으므로, 저압에 200세대나 300세대라는 세대수를 붙인 설명은 기준과 맞지 않는다. 중압 이상이라도 세대수 한도를 150세대보다 크게 잡은 설명 역시 틀렸다.

문제 51
가연성가스 중 산소의 농도가 증가할수록 발화온도와 폭발한계는 각각 어떻게 변하는가?
1발화온도 : 높아진다. 폭발한계 : 넓어진다.
2발화온도 : 높아진다. 폭발한계 : 좁아진다.
3발화온도 : 낮아진다. 폭발한계 : 넓어진다.
4발화온도 : 낮아진다. 폭발한계 : 좁아진다.
정답 및 해설

가연성가스 중 산소농도가 증가하면 연소반응이 쉬워져 발화온도는 낮아지고, 반응 가능한 조성 범위가 늘어나 폭발한계는 넓어진다.

산소가 풍부해질수록 착화에 필요한 에너지가 줄고 연소 가능한 혼합비 범위가 확대되기 때문이다.

문제 52
직경 20[mm] 이하의 구리관을 이음 할 때 기계의 점검, 보수, 기타 관을 분리하기 쉽게 하기 위한 구리관의 이음방법으로서 가장 적절한 것은?
1플랜지 이음
2슬리브 이음
3용접 이음
4플레어 이음
정답 및 해설

직경 20mm 이하의 작은 구리관을 점검·보수 등으로 자주 분리해야 할 때는 플레어이음이 가장 적합하다.

플레어이음은 관 끝을 나팔 모양으로 넓혀 유니온형 이음쇠로 체결하는 방식이라 공구만으로 반복적인 분리·결합이 쉽다.

  • 플랜지 이음은 비교적 큰 관에 사용하는 방식으로 소구경 배관에는 과대하다.
  • 슬리브 이음과 용접 이음은 한 번 접합하면 분리가 어려워 반복적인 탈부착에 적합하지 않다.
문제 53
고압가스 특정제조시설에서 안전구역의 설정 시 고압가스설비의 연소열량 수치(Q)는 얼마 이하로 하여야 하는가?
16 × 107
26 × 108
37 × 107
47 × 108
정답 및 해설

고압가스 특정제조시설에서 안전구역을 설정할 때는 그 구역 안 고압가스설비의 연소열량 수치(Q)를 6×1086\times10^{8} 이하로 제한한다.

이는 하나의 안전구역에 지나치게 큰 위험부하가 몰리지 않도록 정한 기준치이다.

문제 54
이음에 필요한 부품이 고무링 하나뿐이며 온도변화에 대한 신축이 자유롭고 이음 접합과정이 간단한 이음은?
1노허브 이음
2소켓 이음
3타이톤 이음
4플랜지 이음
정답 및 해설

고무링 하나만으로 접합하며 신축성이 좋고 시공이 간단한 이음은 타이톤이음이다.

삽입구에 고무링을 끼우고 관을 밀어넣기만 하면 되므로 접합 과정이 단순하고, 온도변화에 따른 관의 신축도 고무링이 흡수해준다.

  • 노허브이음은 클램프와 개스킷을 함께 사용하는 방식이라 부품이 더 필요하다.
  • 소켓이음은 코킹재 등 추가 작업이 필요해 접합과정이 더 복잡하다.
  • 플랜지이음은 볼트·너트·패킹 등 여러 부품이 필요하다.
문제 55
다음 중 두 관리도가 모두 포와송 분포를 따르는 것은?
1 관리도, R 관리도
2c 관리도, u 관리도
3np 관리도, p 관리도
4c 관리도, p 관리도
정답 및 해설

두 관리도가 모두 푸아송 분포를 따르는 것은 c 관리도와 u 관리도다. c 관리도는 일정한 크기의 시료에서 나온 부적합수(결점수)를, u 관리도는 단위당 부적합수를 다루는데, 결점수는 계수치 중에서도 푸아송 분포를 따르기 때문이다.

반면 p 관리도와 np 관리도는 합격·불합격처럼 개수를 세는 부적합품률·부적합품수를 다루므로 이항분포를 따르고, 평균과 범위를 보는 관리도는 계량치라 정규분포를 전제한다.

문제 56
다음 중 반즈(Ralph M. Barnes)가 제시한 동작경제원칙에 해당되지 않는 것은?
1표준작업의 원칙
2신체의 사용에 관한 원칙
3작업장의 배치에 관한 원칙
4공구 및 설비의 디자인에 관한 원칙
정답 및 해설

반즈가 제시한 동작경제의 원칙은 신체의 사용에 관한 원칙, 작업장의 배치에 관한 원칙, 공구 및 설비의 디자인에 관한 원칙 세 가지로 구성된다.

표준작업의 원칙은 이 세 범주에 포함되지 않는 별개의 개념이다.

문제 57
전수검사와 샘플링검사에 관한 설명으로 가장 올바른 것은?
1파괴검사의 경우에는 전수검사를 적용한다.
2전수검사가 일반적으로 샘플링검사보다 품질향상에 자극을 더 준다.
3검사항목이 많을 경우 전수검사보다 샘플링검사가 유리하다.
4샘플링검사는 부적합품이 섞여 들어가서는 안 되는 경우에 적용한다.
정답 및 해설

검사항목이 많을 때는 전수검사보다 샘플링검사가 효율적이다.

항목마다 전체 로트를 다 검사하면 시간과 비용이 과도하게 늘어나지만, 표본을 뽑아 검사하면 이를 줄일 수 있기 때문이다.

  • 파괴검사는 검사한 제품이 못 쓰게 되므로 오히려 전수검사를 적용하기 어렵다.
  • 품질향상에 대한 자극은 로트 전체가 불합격될 수 있는 샘플링검사 쪽이 더 크다.
  • 부적합품이 섞이면 안 되는 경우에는 표본검사가 아니라 전수검사를 적용해야 한다.
문제 58
다음 [표]를 참조하여 5개월 단순이동평균법으로 7월의 수요를 예측하면 몇 개인가?
155개
257개
358개
459개
정답 및 해설

7월의 수요 예측치는 59개다.

5개월 단순이동평균법은 예측하려는 달 직전 5개월 실적의 산술평균을 그대로 예측치로 쓰므로, 7월 예측에는 2월부터 6월까지의 실적을 사용한다.

표의 실적이 1월 48, 2월 50, 3월 53, 4월 60, 5월 64, 6월 68개이므로
(50 + 53 + 60 + 64 + 68) ÷ 5 = 295 ÷ 5 = 59개

가장 오래된 1월 48개를 빼고 최근 5개월만 평균낸다는 점이 핵심이며, 1~5월을 잘못 잡으면 275 ÷ 5 = 55개라는 다른 값이 나온다.

문제 59
도수분포표에서 도수가 최대인 계급의 대푯값을 정확히 표현한 통계량은?
1중위수
2시료평균
3최빈수
4미드-레인지(Mid-range)
정답 및 해설

도수분포표에서 도수가 가장 큰 계급의 대푯값은 최빈수이다.

중위수는 자료를 크기순으로 나열했을 때 가운데 위치한 값, 시료평균은 전체 자료의 산술평균, 미드-레인지는 최댓값과 최솟값의 평균이어서 도수가 가장 많은 계급을 그대로 나타내지 못한다.

문제 60
근래 인간공학이 여러 분야에서 크게 기여하고 있다. 다음 중 어느 단계에서 인간공학적 지식이 고려됨으로서 기업에 가장 큰 이익을 줄 수 있는가?
1제품의 개발단계
2제품의 구매단계
3제품의 사용단계
4작업자의 채용단계
정답 및 해설

인간공학적 지식은 제품을 만들기 전인 개발단계에서 반영될 때 기업에 가장 큰 이익을 준다.

설계 단계에서 미리 사용성과 안전성을 고려하면 이후 구매·사용·채용 단계에서 발생할 수 있는 문제와 재설계 비용을 크게 줄일 수 있기 때문이다.

가스기능장 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
14년 1회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
Orifice 유량계는 어떤 원리를 이용한 것인가?
1베르누이 정리
2토리첼리 정리
3플랑크의 법칙
4보일-샤를의 원리
정답 및 해설

오리피스 유량계는 관 내에 설치한 조리개(오리피스)로 유체를 국부적으로 수축시켜 그 전후의 압력차를 측정하는 방식이다.

압력차와 유속의 관계는 베르누이 정리(에너지보존법칙)에서 유도되므로, 압력차로부터 유량을 환산한다.

토리첼리 정리는 자유낙하 유출속도에 쓰이는 특수한 경우이고, 플랑크의 법칙과 보일-샤를의 원리는 유량 측정 원리와 무관하다.

문제 2
밀폐된 용기 중에서 공기의 압력이 15[atm]일 때 N2의 분압은 약 몇 [atm] 인가? (단, 공기 중 질소는 79[%], 산소는 21[%] 존재한다.)
17.9
29.1
311.8
412.7
정답 및 해설

돌턴의 분압법칙에 따라 성분 몰분율을 전체 압력에 곱하면 분압이 된다.

PN2=Ptotal×0.79=15×0.79=11.85 atmP_{N_2} = P_{total} \times 0.79 = 15 \times 0.79 = 11.85\ \mathrm{atm}

따라서 질소의 분압은 약 11.8atm이 된다.

문제 3
다음 중 특정고압가스가 아닌 것은?
1수소
2산소
3프로판
4아세틸렌
정답 및 해설

특정고압가스는 고압가스안전관리법령에서 사용신고·시설기준 등을 별도로 규정하기 위해 지정한 가스 종류로, 수소·산소·아세틸렌·액화암모니아·액화염소·천연가스 등이 해당한다.

반면 프로판(LPG)은 액화석유가스의 안전관리 및 사업법에 따라 별도로 관리되는 가스이므로 특정고압가스의 범주에 포함되지 않는다.

문제 4
지름이 다른 강관을 직선으로 이음 하는데 주로 사용되는 것은?
1부싱
2티
3크로스
4엘보
정답 및 해설

부싱(bushing)은 지름이 다른 두 배관을 직선으로 접속할 때 사용하는 이음쇠이다.

  • 티는 배관을 T자 형태로 분기할 때 쓰는 이음쇠이다.
  • 크로스는 한 지점에서 네 방향으로 분기할 때 쓰는 이음쇠이다.
  • 엘보는 배관의 진행 방향을 꺾을 때 쓰는 이음쇠이다.
문제 5
다음 [보기]에서 설명하는 강(鋼)으로 가장 옳은 것은?
1구리-아연강(Cu-Zn steel)
2구리-주석강(Cu-Sn steel)
3몰리브덴-크롬강(Mo-Cr steel)
4크롬-니켈강(Cr-Ni steel)
정답 및 해설

보기가 말하는 강은 크롬-니켈강이다. 대표 강으로 든 18-8 스테인리스강이 바로 크롬 18 %와 니켈 8 %를 넣은 오스테나이트계 스테인리스강이기 때문이다.

니켈이 오스테나이트 조직을 상온까지 붙잡아 두므로 결정구조가 면심입방(FCC)이 되고, 그 덕분에 인성·연성이 뛰어나며 자석에 붙지 않는 비자성을 띤다. 표면에 크롬 산화막이 생겨 내식성도 우수하다.

  • 몰리브데넘-크롬강은 담금질성과 고온 강도를 노린 구조용 강으로 체심입방 조직이며 자성을 띤다.
  • 구리-아연, 구리-주석은 황동·청동 같은 구리 합금의 조성으로 18-8 스테인리스강과 관계가 없다.
문제 6
공기액화 분리장치의 폭발 원인과 대책으로 틀린 것은?
1공기 취입구에서 아세틸렌이 혼입된다.
2압축기용 윤활유의 분해에 따라 탄화수소가 생성된다.
3흡입구 부근에서는 아세틸렌 용접을 금지한다.
4분리장치는 년 1회 정도 내부를 세척하고 세정액으로는 양질의 광유를 사용한다.
정답 및 해설

공기액화분리장치의 폭발을 막기 위해 분리장치 내부는 연 1회 정도 사염화탄소 등으로 세척하는 것이 원칙이다.

세정액으로 광유(鑛油)를 사용한다는 서술은 틀린 설명이다. 광유 자체가 탄화수소 계열의 가연성 물질이어서 오히려 분리장치 내 폭발성 물질 축적의 원인이 될 수 있기 때문이다.

공기 취입구로의 아세틸렌 혼입, 압축기 윤활유 분해에 따른 탄화수소 생성, 흡입구 부근 아세틸렌 용접 금지는 모두 실제로 인정되는 폭발 원인·대책이다.

문제 7
일산화탄소의 제법에 대한 설명으로 옳은 것은?
1수소가스 제조 시의 부산물로 제조된다.
2코크스에 산소를 사용하여 불완전 연소시켜 제조한다.
3알코올 발효 시의 부산물로 제조된다.
4석회석의 연소에 의해 생성된 가스를 압축하여 제조한다.
정답 및 해설

일산화탄소는 탄소(코크스)를 산소가 부족한 상태에서 불완전연소시켜 얻는 것이 대표적인 제법이다.

2C+O2→2CO2C + O_2 \rightarrow 2CO

수소 제조 시의 부산물, 알코올 발효 부산물, 석회석 연소 가스는 일산화탄소의 공업적 제법과 무관하다.

문제 8
재충전 금지용기는 그 용기의 안전을 확보하기 위하여 기준에 적합하여야 한다. 그 기준으로 틀린 것은?
1용기와 용기부속품을 분리할 수 없는 구조일 것
2최고충전압력[MPa]의 수치와 내용적[L]의 수치를 곱한 값이 100 이하일 것
3최고충전압력이 22.5[MPa] 이하이고 내용적이 15[L] 이하일 것
4최고충전압력이 3.5[MPa] 이상인 경우에는 내용적이 5[L] 이하일 것
정답 및 해설

재충전금지용기는 최고충전압력이 22.5MPa 이하인 경우 내용적이 25L 이하일 것을 기준으로 한다.

제시된 조건 중 내용적 기준을 15L로 서술한 것은 실제 기준값과 다르므로 틀린 설명이다.

용기와 부속품을 분리할 수 없는 구조, 최고충전압력수치와 내용적수치의 곱이 100 이하, 최고충전압력 3.5MPa 이상 시 내용적 5L 이하라는 나머지 조건은 실제 기준과 일치한다.

문제 9
냉동배관에서 압축기 다음에 설치하는 유분리기의 분리 방법에 따른 종류가 아닌 것은?
1전기식
2원심식
3가스 충돌식
4유속 감소식
정답 및 해설

냉동배관의 유분리기는 유속을 줄이거나 충돌·원심력을 이용해 냉매가스 중의 오일을 분리하는 장치로, 원심식·가스충돌식·유속감소식이 실제 분리 방식으로 쓰인다.

전기식은 유분리기의 분리 방식으로 존재하지 않는 항목이다.

문제 10
공기 중에서 폭발하한계 값이 작은 것부터 큰 순서로 옳게 나열된 것은?
1㉠ - ㉡ - ㉢ - ㉣
2㉠ - ㉡ - ㉣ - ㉢
3㉡ - ㉠ - ㉢ - ㉣
4㉢ - ㉠ - ㉡ - ㉣
정답 및 해설

보기의 네 가스를 폭발하한계로 늘어놓으면 프로판 2.1 % < 아세틸렌 2.5 % < 수소 4.0 % < 일산화탄소 12.5 % 순서이므로, 프로판에서 시작해 아세틸렌·수소를 거쳐 일산화탄소로 끝나는 배열이 맞다.

탄소 수가 많은 탄화수소일수록 하한계가 낮아져 프로판이 가장 작고, 수소와 일산화탄소는 연소범위가 매우 넓지만 하한계 자체는 오히려 높은 쪽에 속한다.

문제 11
다음 용어의 정의 중 틀린 것은?
1저장소라 함은 산업통상자원부령이 정하는 일정량 이상의 고압가스를 용기 또는 저장탱크에 의하여 저장하는 일정한 장소를 말한다.
2용기라 함은 고압가스를 충전하기 위한 것으로서 이동할 수 없는 것을 말한다.
3저장탱크라 함은 고압가스를 저장하기 위한 것으로서 일정한 위치에 고정설치된 것을 말한다.
4냉동기라 함은 고압가스를 사용하여 냉동을 하기위한 기기로서 산업통상자원부령이 정하는 냉동능력 이상인 것을 말한다.
정답 및 해설

고압가스안전관리법령상 용기는 고압가스를 충전하기 위한 것으로서 이동할 수 있는 것을 말한다.

제시된 설명처럼 이동할 수 없는 것으로 정의하면 저장탱크의 정의와 뒤바뀌게 되므로 틀린 설명이다.

저장소, 저장탱크, 냉동기에 대한 나머지 정의는 실제 법령상 정의와 일치한다.

문제 12
교축과정에서 일어나는 현상으로 틀린 것은?
1엔탈피가 증가한다.
2엔트로피가 증가한다.
3압력이 감소한다.
4난류현상이 일어난다.
정답 및 해설

교축과정(throttling)은 외부와 열·일의 출입이 없는 비가역 정상류 과정으로, 과정 전후의 엔탈피가 일정하게 유지된다.

따라서 엔탈피가 증가한다는 설명은 틀린 내용이다.

교축 시 압력은 저하되고, 비가역 과정이므로 엔트로피는 증가하며, 급격한 단면 변화로 난류가 발생하는 것은 실제로 나타나는 현상이다.

문제 13
암모니아 가스 누출 시험에 사용할 수 없는 것은?
1염화수소
2네슬러 시약
3리트머스 시험지
4헤라이드 토치
정답 및 해설

암모니아는 염기성 가스이므로 염화수소와 접촉하면 흰 연기(염화암모늄)가 생기고, 네슬러 시약과 반응해 소량 누출 시 황색·다량 누출 시 갈색으로 변하며, 리트머스 시험지는 염기성 반응으로 색이 변해 누출 검지에 쓸 수 있다.

헤라이드 토치는 구리판을 가열한 상태에서 할로겐화 냉매(프레온 계열) 누출을 검지하는 기구로, 암모니아 검지에는 적합하지 않다.

문제 14
정전기 재해 방지조치에는 정전기 발생억제, 정전기 완화 촉진, 폭발성가스의 형성방지로 나눌 수 있다. 이 중 정전기 완화를 촉진시켜 정전기를 방지하는 방법이 아닌 것은?
1접지, 본딩
2공기 이온화
3습도 부여
4유속 제한
정답 및 해설

정전기 완화 촉진은 이미 발생한 정전기가 축적되지 않고 빠르게 소멸되도록 하는 대책으로, 접지·본딩, 공기 이온화, 습도 부여가 대표적인 방법이다.

유속 제한은 정전기 발생량 자체를 줄이는 발생 억제 대책에 해당하므로 완화 촉진 방법으로 볼 수 없다.

문제 15
온도 298[K], 부피 0.248[L]의 용기에 메탄 1[mol]을 저장할 때 Van der Waals 식을 이용하여 계산한 압력[bar]은? (단, a = 2.29[L2ㆍbarㆍmol-2], b =0.0428[Lㆍmol-1], R = 0.08314[LㆍbarㆍK-1ㆍmol-1]이다.)
18.35
283.5
3835
48350
정답 및 해설

반데르발스 상태방정식으로 압력을 구하면 다음과 같다.

P=nRTV−nb−an2V2P = \dfrac{nRT}{V-nb} - \dfrac{a n^2}{V^2}

P=1×0.08314×2980.248−0.0428−2.29×120.2482≈24.780.2052−2.290.0615≈120.7−37.2≈83.5 barP = \dfrac{1 \times 0.08314 \times 298}{0.248-0.0428} - \dfrac{2.29 \times 1^2}{0.248^2} \approx \dfrac{24.78}{0.2052} - \dfrac{2.29}{0.0615} \approx 120.7 - 37.2 \approx 83.5\ \mathrm{bar}

따라서 압력은 약 83.5bar가 된다.

문제 16
다음 중 압력이 가장 높은 것은?
12000[kgf/m2]
220[psi]
320000[Pa]
430[mH2O]
정답 및 해설

보기의 압력을 모두 같은 단위(Pa)로 환산해 비교한다.

2000 kgf/m2≈1.96×104 Pa2000\ \mathrm{kgf/m^2} \approx 1.96 \times 10^4\ \mathrm{Pa}, 20 psi≈1.38×105 Pa20\ \mathrm{psi} \approx 1.38 \times 10^5\ \mathrm{Pa}, 20000 Pa=2.0×104 Pa20000\ \mathrm{Pa} = 2.0 \times 10^4\ \mathrm{Pa}

30 mH2O≈2.94×105 Pa30\ \mathrm{mH_2O} \approx 2.94 \times 10^5\ \mathrm{Pa}로, 네 값 중 가장 큰 압력이다.

문제 17
산업통상자원부장관은 가스의 수급상 필요하다고 인정되면 도시가스사업자에게 조정을 명령할 수 있다. “조정명령” 사항이 아닌 것은?
1가스공급 계획의 조정
2가스요금 등 공급조건의 조정
3가스공급시설 공사계획의 조정
4가스사업의 휴지, 폐지, 허가에 대한 조정
정답 및 해설

도시가스사업법상 산업통상자원부장관의 조정명령 대상은 가스공급계획, 가스공급시설 공사계획, 가스요금 등 공급조건의 조정으로 한정된다.

가스사업의 휴지·폐지·허가에 관한 사항은 수급 조정명령이 아니라 사업 허가·등록 등에 관한 별도의 규정에서 다루는 사항이므로 조정명령 대상이 아니다.

문제 18
도시가스 공급시설 중 정압기(지)의 기준에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1정압기를 설치한 장소는 계기실, 전기실 등과 구분하고 누출된 가스가 계기실 등으로 유입되지 아니하도록 한다.
2정압기의 입구측, 출구측 및 밸브기지는 최고사용 압력의 1.25배 이상에서 기밀성능을 가지는 것으로 한다.
3지하에 설치하는 정압기실은 천정, 바닥 및 벽의 두께가 각각 30[cm] 이상의 방수조치를 한 콘크리트로 한다.
4정압기의 입구에는 수분 및 불순물 제거장치를 설치한다.
정답 및 해설

정압기 입구측·출구측 및 밸브기지의 기밀성능 기준은 최고사용압력의 1.1배 이상이다.

제시된 설명처럼 1.25배로 서술하면 실제 기준과 다르므로 틀린 내용이다. 참고로 강도 성능을 확인하는 내압시험은 최고사용압력의 1.5배 이상을 기준으로 한다.

계기실과의 구분·누출가스 유입 방지, 지하 정압기실의 방수 콘크리트 두께 30cm 이상, 입구측 수분·불순물 제거장치 설치는 실제 기준과 일치하는 설명이다.

문제 19
액화석유가스 충전사업자는 수요자의 시설에 대하여 안전점검을 실시하고 안전관리 실시 대장을 작성하여 몇 년간 보존하여야 하는가?
11년
22년
33년
45년
정답 및 해설

액화석유가스 충전사업자는 수요자 시설에 대한 안전점검 결과를 안전관리 실시 대장에 기록하고 2년간 보존해야 한다.

문제 20
초저온가스용 용기 제조 시 기밀시험 압력이란?
1최고충전압력의 1.1배의 압력을 말한다.
2최고충전압력의 1.5배의 압력을 말한다.
3상용압력의 1.1배의 압력을 말한다.
4상용압력의 1.5배의 압력을 말한다.
정답 및 해설

초저온가스용 용기의 기밀시험 압력은 최고충전압력의 1.1배로 정의된다.

용기의 강도를 확인하는 내압시험과 달리 기밀시험은 실제 사용 압력에 가까운 압력에서 누설 여부만 확인하는 시험이므로, 최고충전압력에 곱하는 배수가 작게 정해진다. 상용압력을 기준으로 한다는 서술은 기밀시험 압력의 정의가 아니다.

문제 21
독성가스를 사용하는 냉매설비를 설치한 곳에는 냉동능력 얼마 이상의 면적을 갖는 환기구를 직접 외기에 닿도록 설치하여야 하는가?
10.05[m2/ton]
20.1[m2/ton]
30.5[m2/ton]
41.0[m2/ton]
정답 및 해설

독성가스를 냉매로 사용하는 설비를 설치한 곳에는 냉동능력 1톤당 0.05m² 이상의 환기구를 직접 외기에 닿도록 설치해야 한다.

문제 22
동일 장소에 설치하는 소형저장탱크는 충전 질량의 합계가 얼마 미만이 되어야 하는가?
12500[kg]
25000[kg]
310000[kg]
430000[kg]
정답 및 해설

동일한 장소에 설치하는 소형저장탱크는 그 충전 질량의 합계가 5,000kg 미만이 되도록 설치해야 한다.

문제 23
어떤 온도의 다음 반응에서 A, B 각각 1몰을 반응시켜 평형에 도달했을 때 C가 2/3몰 생성되었다. 이 반응의 평형상수는 얼마인가?
12
24
36
48
정답 및 해설

A와 B를 각각 1몰 넣어 C가 23\dfrac{2}{3}몰 생겼다면 반응비가 모두 1이므로 남은 A와 B는 각각 1−23=131-\dfrac{2}{3}=\dfrac{1}{3}몰, 생성된 D도 23\dfrac{2}{3}몰이다.

따라서 평형상수는
K=[C][D][A][B]=(23)(23)(13)(13)=4/91/9=4K = \dfrac{[\mathrm{C}][\mathrm{D}]}{[\mathrm{A}][\mathrm{B}]} = \dfrac{\left(\dfrac{2}{3}\right)\left(\dfrac{2}{3}\right)}{\left(\dfrac{1}{3}\right)\left(\dfrac{1}{3}\right)} = \dfrac{4/9}{1/9} = 4
로 4가 된다.

좌우 기체 몰수가 2몰로 같아 부피 항이 약분되므로 몰수를 그대로 넣어 계산해도 같은 값이 나온다.

문제 24
고압가스 특정제조 허가의 대상이 아닌 것은?
1석유정제업자의 석유정제시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 저장능력이 100[ton] 이상인 것
2석유화학공업자의 석유화학공업시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 처리능력이 1만[m3] 이상인 것
3비료생산업자의 비료제조시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 처리능력이 1만[m3] 이상인 것
4철강공업자의 철강공업시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 처리능력이 10만[m3] 이상인 것
정답 및 해설

고압가스 특정제조 허가 대상 처리능력 기준은 업종별로 다르게 정해져 있다.

석유화학공업자는 처리능력 1만m³ 이상인 경우가 대상이지만, 비료생산업자는 이보다 기준이 높은 처리능력 10만m³ 이상인 경우가 대상이다.

비료생산업자의 기준을 1만m³로 서술한 것은 실제 기준(10만m³)과 다르므로 특정제조 허가 대상 요건으로 볼 수 없다. 석유정제업자(저장능력 100톤 이상)와 철강공업자(처리능력 10만m³ 이상)에 대한 서술은 실제 기준과 일치한다.

문제 25
이상기체(완전가스)의 성질이 아닌 것은?
1보일-샤를의 법칙을 만족한다.
2아보가드로의 법칙을 따른다.
3내부에너지는 체적과 무관하며 압력에 의해서만 결정된다.
4기체 분자 간 충돌은 완전 탄성체로 이루어진다.
정답 및 해설

이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이며, 체적이나 압력과는 무관하게 결정된다.

따라서 내부에너지가 체적과 무관하며 압력에 의해서만 결정된다는 설명은 이상기체의 성질이 아니다.

보일-샤를의 법칙과 아보가드로의 법칙을 따르고 분자 간 충돌이 완전탄성체로 이루어진다는 것은 이상기체의 기본 가정에 해당한다.

문제 26
코리오리스(Coriolis) 유량계의 특징이 아닌 것은?
1유체의 종류에 따라 보정이 필요하다.
2유체의 질량을 직접 측정한다.
3고압의 기체유량 측정이 가능하다.
4측정방식이 물리적인 유체의 속성과 무관하다.
정답 및 해설

코리오리스 유량계는 진동하는 관 속을 흐르는 유체의 질량을 직접 측정하는 방식으로, 밀도·점도 등 유체의 물리적 성질과 무관하게 동작하며 고압 기체에도 적용할 수 있다.

이러한 원리상 유체 종류에 따른 별도 보정이 필요 없다는 점이 특징이므로, 유체의 종류에 따라 보정이 필요하다는 설명은 코리오리스 유량계의 특징으로 볼 수 없다.

문제 27
특정고압가스를 사용하고자 한다. 신고 대상이 아닌 것은?
1저장능력 10[m3]의 압축가스 저장능력을 갖추고 디 실란을 사용하고자 하는 자
2저장능력 200[kg]의 액화가스 저장능력을 갖추고 액화암모니아를 사용하고자 하는 자
3저장능력 250[kg]의 액화가스 저장능력을 갖추고 액화산소를 사용하고자 하는 자
4저장능력 10[m3]의 압축가스 저장능력을 갖추고 수소를 사용하고자 하는 자
정답 및 해설

특정고압가스 사용신고 대상은 원칙적으로 저장능력 250kg 이상의 액화가스 저장설비 또는 저장능력 50m³ 이상의 압축가스 저장설비를 갖추고 사용하려는 경우이며, 디실란처럼 법령에 따로 열거된 가스는 저장능력과 관계없이 신고 대상이 된다.

수소는 압축가스이므로 저장능력 50m³ 이상이어야 신고 대상인데, 제시된 저장능력이 10m³에 그쳐 기준에 미달하므로 신고 대상이 아니다.

  • 디실란은 별도로 열거된 가스이므로 저장능력이 10m³라도 신고 대상이다.
  • 액화산소는 액화가스 저장능력 250kg으로 일반 기준을 충족하므로 신고 대상이다.
  • 액화암모니아를 사용하는 경우도 신고 대상에 해당한다.
문제 28
용기 부속품의 종류별 기호의 표시 중 압축가스를 충전하는 용기의 부속품을 나타내는 것은?
1LG
2PG
3LT
4AG
정답 및 해설

용기 부속품 기호는 충전 가스의 종류에 따라 구분되며, 압축가스를 충전하는 용기의 부속품은 PG로 표시한다.

LG는 LPG 외의 액화가스용, LT는 초저온·저온용기용, AG는 아세틸렌가스 충전용기용 부속품 기호이다.

문제 29
다음 [보기]에서 압력을 낮추면 평형이 왼쪽으로 이동하는 것으로만 짝지어진 것은?
1㉠, ㉣
2㉠, ㉢
3㉠, ㉡
4㉡, ㉢
정답 및 해설

압력을 낮추면 평형은 기체 몰수가 많아지는 쪽으로 움직이므로, 왼쪽 기체 몰수가 오른쪽보다 많은 반응이 왼쪽으로 이동한다. 보기에서는 일산화탄소의 연소 반응과 암모니아 합성 반응이 여기에 해당한다.

일산화탄소와 산소가 이산화탄소로 되는 반응은 3몰 → 2몰, 질소와 수소가 암모니아로 되는 반응은 4몰 → 2몰이라 감압하면 역방향으로 되돌아간다.

  • 고체 탄소와 수증기가 일산화탄소·수소로 되는 반응은 기체가 1몰에서 2몰로 늘어나므로 감압하면 오른쪽으로 간다.
  • 물의 증발 평형도 기체가 생기는 오른쪽 몰수가 많아 감압하면 증발이 촉진된다.
문제 30
등엔트로피 과정이란?
1가역 단열 과정이다.
2가역 등온 과정이다.
3마찰이 없는 비가역 과정이다.
4마찰이 없는 등온 과정이다.
정답 및 해설

등엔트로피 과정은 외부와의 열 출입이 없고(단열) 마찰 등에 의한 손실도 없는 가역 단열 과정을 말한다.

등온 과정이나 비가역 과정은 엔트로피가 변하거나 손실이 존재하므로 등엔트로피 과정의 정의에 해당하지 않는다.

문제 31
고압가스 안전관리법의 적용 대상이 되는 가스는?
1철도차량의 에어콘디셔너 안의 고압가스
2항공법의 적용을 받는 항공기 안의 고압가스
3등화용의 아세틸렌가스
4오토클레이브 안의 수소가스
정답 및 해설

고압가스 안전관리법은 선박·철도차량의 에어컨, 항공기, 등화용 아세틸렌 등 일부 고압가스에 대해서는 적용을 제외하고 있다.

다만 오토클레이브 안의 고압가스라도 수소와 같이 그 자체로 폭발 위험이 큰 압축가스인 경우는 이러한 적용 제외 대상에서 벗어나 법의 적용을 받는다.

문제 32
어떤 기체가 20[℃], 700[mmHg]에서 100[mL]의 무게가 0.5[g]이라면 표준상태에서 이 기체의 밀도는 약 몇 [g/L] 인가?
12.8
23.8
34.8
45.8
정답 및 해설

주어진 조건의 기체량을 표준상태(0℃, 760mmHg) 부피로 환산한 뒤 밀도를 구한다.

VSTP=100 mL×700760×273293≈85.8 mLV_{STP} = 100\ \mathrm{mL} \times \dfrac{700}{760} \times \dfrac{273}{293} \approx 85.8\ \mathrm{mL}

ρ=0.5 g0.0858 L≈5.8 g/L\rho = \dfrac{0.5\ \mathrm{g}}{0.0858\ \mathrm{L}} \approx 5.8\ \mathrm{g/L}이므로, 표준상태 밀도는 약 5.8g/L이다.

문제 33
정압기실 주위에는 경계책을 설치하여야 한다. 이때 경계책을 설치한 것으로 보는 경우가 아닌 것은?
1철근콘크리트로 지상에 설치된 정압기실
2도로의 지하에 설치되어 사람과 차량의 통행에 영향을 주는 장소에 있어 경계책 설치가 부득이한 정압기실
3정압기가 건축물 안에 설치되어 있어 경계책을 설치할 수 있는 공간이 없는 정압기실
4매몰형 정압기
정답 및 해설

정압기실 경계책 설치를 한 것으로 간주하는 경우는 지상에 철근콘크리트 등으로 설치된 정압기실, 통행에 지장이 있어 경계책 설치가 부득이한 지하 정압기실, 건축물 안에 설치되어 경계책 설치 공간이 없는 정압기실로 한정된다.

매몰형 정압기는 이러한 간주 사유에 포함되지 않으므로 경계책을 설치한 것으로 볼 수 없다.

문제 34
20[℃]에서 600[mL]의 기체를 압력의 변화 없이 온도를 40[℃]로 변화시키면 부피는 약 얼마가 되는 가?
1621[mL]
2631[mL]
3641[mL]
4651[mL]
정답 및 해설

압력이 일정하면 샤를의 법칙에 따라 부피는 절대온도에 비례한다.

V2=V1×T2T1=600×313293≈641 mLV_2 = V_1 \times \dfrac{T_2}{T_1} = 600 \times \dfrac{313}{293} \approx 641\ \mathrm{mL}

따라서 40℃에서의 부피는 약 641mL가 된다.

문제 35
고압가스용 이음매 없는 용기 제조 시 부식방지도장을 실시하기 전에 도장효과를 향상시키기 위하여실시하는 처리가 아닌 것은?
1피막화성처리
2쇼트브라스팅
3포토에칭
4에칭프라이머
정답 및 해설

이음매 없는 용기의 도장 효과를 높이기 위한 전처리로는 쇼트브라스팅으로 표면을 거칠게 하는 방법, 인산염 등으로 피막화성처리하는 방법, 에칭프라이머를 도포하는 방법이 쓰인다.

포토에칭은 정밀 부품의 미세 패턴을 화학적으로 가공하는 기법으로 용기 도장 전처리와는 무관하다.

문제 36
유체의 부피나 질량을 직접 측정하는 기구로서, 유체의 성질에 영향을 적게 받지만 구조가 복잡하고 취급이 어려운 단점이 있는 유량측정 장치는?
1오리피스 미터
2습식가스 미터
3벤투리 미터
4로터 미터
정답 및 해설

설명된 특징(유체의 부피·질량을 직접 측정, 유체 성질의 영향이 적음, 구조가 복잡하고 취급이 어려움)은 용적식 유량계인 습식가스미터의 특징이다.

오리피스미터, 벤투리미터는 차압식, 로터미터는 면적식 유량계로 유체를 직접 측정하지 않고 압력차나 부자의 위치 변화를 이용한다.

문제 37
산소 압축기의 내부 윤활유로 주로 사용되는 것은?
1석유류
2화이트유
3물
4진한 황산
정답 및 해설

산소는 기름류와 접촉하면 급격한 산화·발화 위험이 있으므로, 산소 압축기의 내부 윤활에는 석유류 대신 물 또는 묽은 글리세린수를 사용한다.

문제 38
가열된 열량이 전부 내부에너지의 증가로 사용되는 가스의 상태변화는?
1정적변화
2정압변화
3등온변화
4단열변화
정답 및 해설

정적변화(등적과정)에서는 부피가 일정해 외부에 하는 일이 없으므로, 가열된 열량 전부가 내부에너지 증가에 사용된다.

dV=0⇒δW=P dV=0⇒δQ=dUdV=0 \Rightarrow \delta W = P\,dV = 0 \Rightarrow \delta Q = dU

문제 39
전기 방식(防蝕) 중 외부전원법에 사용되는 정류기가 아닌 것은?
1정전류형
2정전압형
3정저항형
4정전위형
정답 및 해설

전기방식 중 외부전원법에서 사용하는 정류기는 정전류형, 정전압형, 정전위형으로 구분된다.

정저항형은 외부전원법 정류기의 종류로 분류되지 않는다.

문제 40
배관의 용접이음 시 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?
1보온피복 시 시공이 쉽다.
2이음부의 강도가 크고 누출우려가 적다.
3가공시간이 단축되며 재료비가 절약된다.
4관단면의 변화가 없어 손실수두가 크다.
정답 및 해설

용접이음은 관의 단면이 변하지 않으므로 유체의 흐름저항이 작아 손실수두가 작다는 것이 올바른 특성이다.

제시된 설명처럼 손실수두가 크다고 하면 이 특징과 반대되므로 틀린 내용이다.

  • 보온피복 작업이 쉽다는 설명은 이음부가 튀어나오지 않는 용접이음의 특성상 맞는 내용이다.
  • 이음부 강도가 크고 누출 우려가 적다는 설명도 용접이음의 대표적 장점이다.
  • 나사이음에 비해 가공시간이 단축되고 재료비가 절약된다는 설명도 옳다.
문제 41
고압가스 탱크의 수리를 위하여 내부 가스를 배출 하고 불활성 가스로 치환하여 다시 공기로 치환하였다. 분석결과는 각각의 가스에 대해 다음과 같았다. 사람이 들어가 화기를 사용하여도 무방한 경우는?
1산소 - 30[%]
2수소 - 10[%]
3프로판 - 5[%]
4질소 80[%], 나머지는 산소
정답 및 해설

사람이 들어가 화기를 사용하려면 산소농도가 18~22% 범위이고 가연성·독성가스가 남아있지 않아야 한다.

질소 80%에 나머지가 산소라면 산소농도는 20%로 정상범위이고 별도의 가연성가스도 검출되지 않으므로 안전하다.

  • 산소 30%는 산소농도가 지나치게 높아 화재·폭발 위험이 커지므로 부적합하다.
  • 수소 10%가 남아있으면 가연성가스가 존재하는 것이므로 화기 사용이 위험하다.
  • 프로판 5%도 폭발범위 안에 들 수 있는 가연성가스 잔류량이므로 위험하다.
문제 42
카르노(Carnot) 사이클로 작동하는 열기관에서 사이클 마다 250[kgㆍm]의 일을 얻기 위해서는 사이클마다 공급열량이 1[kcal], 저열원의 온도가 27[℃]이면 고열원의 온도는 약 몇 [℃] 가 되어야 하는 가?
1351[℃]
2451[℃]
3624[℃]
4724[℃]
정답 및 해설

카르노 사이클의 열효율은 η=WQ1=1−T2T1\eta = \dfrac{W}{Q_1} = 1-\dfrac{T_2}{T_1}로 구해지며, 이 식으로 고열원 온도를 구할 수 있다.

일 250kgf·m를 열량으로 환산하면 W=250427 kcal≈0.586 kcalW = \dfrac{250}{427}\ \mathrm{kcal} \approx 0.586\ \mathrm{kcal}이므로 효율은 η=0.5861=0.586\eta = \dfrac{0.586}{1} = 0.586이다.

저열원 온도 T2=27+273=300 KT_2 = 27+273 = 300\ \mathrm{K}를 대입하면 T1=T21−η=3001−0.586≈724 KT_1 = \dfrac{T_2}{1-\eta} = \dfrac{300}{1-0.586} \approx 724\ \mathrm{K}이고, 이를 섭씨로 바꾸면 약 451℃가 된다. 절대온도 724K를 그대로 섭씨 값으로 쓰지 않도록 주의한다.

문제 43
가스관련법에서 규정하고 있는 안전관리자의 종류에 해당하지 않는 것은?
1안전관리 부총괄자
2안전관리 책임자
3안전관리 부책임자
4안전점검원
정답 및 해설

가스 관계법령이 정한 안전관리자는 안전관리 총괄자, 안전관리 부총괄자, 안전관리 책임자, 안전관리원이며, 액화석유가스 분야에서는 여기에 안전점검원이 더해진다.

즉 '부총괄자'와 '책임자'는 각각 존재하지만 이 둘을 합친 듯한 안전관리 부책임자라는 직명은 법령에 규정되어 있지 않으므로, 이것이 안전관리자의 종류에 해당하지 않는 명칭이다.

문제 44
이상기체의 부피를 현재의 1/2로 하고 절대온도[K]를 현재의 2배로 했을 경우 압력은 얼마가 되겠는 가?
11배
22배
34배
48배
정답 및 해설

이상기체 상태방정식 PV=nRTPV=nRT에서 부피가 절반, 온도가 2배가 되면 압력은 4배로 커진다.

부피를 V/2V/2로, 온도를 2T2T로 대입하면 P′=nR(2T)V/2=4×nRTV=4PP' = \dfrac{nR(2T)}{V/2} = 4\times\dfrac{nRT}{V} = 4P가 되어 처음 압력의 4배임을 확인할 수 있다.

문제 45
내용적이 47[L]인 프로판 용기 안에 프로판이 20[kg] 충전되어 있을 때 프로판의 가스 상수는?
10.86
21.25
32.09
42.35
정답 및 해설

용기의 충전정수(가스정수) CC는 C=VGC=\dfrac{V}{G}(내용적/충전량)로 구한다.

내용적 47L, 충전량 20kg을 대입하면 C=4720=2.35C=\dfrac{47}{20}=2.35가 되어 2.35가 프로판의 가스정수이다.

문제 46
섭씨온도[℃]와 화씨온도[℉]가 같은 값을 나타내는 온도는?
1-20
2-40
3-50
4-60
정답 및 해설

섭씨와 화씨는 ∘F=95∘C+32{}^{\circ}\mathrm{F} = \dfrac{9}{5}{}^{\circ}\mathrm{C}+32 관계이며, 두 값이 같아지는 지점을 구하면 된다.

x=95x+32x = \dfrac{9}{5}x+32를 풀면 x=−40x=-40이 되어 섭씨와 화씨 모두 -40일 때 같은 값을 나타낸다.

문제 47
도시가스 품질검사를 위한 시료채취 방법에 대한 설명으로 옳은 것은?
15[L] 이하의 시료용기에 0.1[MPa] 이하의 압력으로 채취한다.
25[L] 이하의 시료용기에 1.01[MPa] 이하의 압력으로 채취한다.
310[L] 이하의 시료용기에 0.1[MPa] 이하의 압력으로 채취한다.
410[L] 이하의 시료용기에 1.0[MPa] 이하의 압력으로 채취한다.
정답 및 해설

도시가스 품질검사를 위한 시료는 10L 이하의 시료용기에 1.0MPa 이하의 압력으로 채취한다.

시료용기의 용량 조건과 채취압력 조건을 모두 만족해야 하므로, 용기 용량을 5L로 제한하거나 채취압력을 0.1MPa 또는 1.01MPa로 제시한 설명은 기준과 맞지 않는다.

문제 48
내용적 40[L]의 용기에 아세틸렌가스 10[kg](액비중 0.613)을 충전할 때 다공성물질의 다공도를 90[%]라고 하면 안전공간은 표준상태에서 약 얼마 정도인가? (단, 아세톤의 비중은 0.8이고, 주입된 아세톤량은 14[kg] 이다.)
13.5[%]
24.5[%]
35.5[%]
46.5[%]
정답 및 해설

아세틸렌 용기의 안전공간은 다공질의 빈 공간에서 아세톤과 아세틸렌 액이 채우는 부피를 뺀 나머지가 내용적에서 차지하는 비율이며, 계산하면 약 5.5%가 된다.

다공도가 90%이므로 액체가 들어갈 수 있는 공간은 내용적 40L의 90%인 40×0.9=36 L40\times0.9=36\ \mathrm{L}이다.

아세톤 부피는 140.8=17.5 L\dfrac{14}{0.8}=17.5\ \mathrm{L}, 아세틸렌 액의 부피는 100.613≈16.31 L\dfrac{10}{0.613}\approx16.31\ \mathrm{L}이므로 두 값을 더하면 약 33.81L이다.

따라서 안전공간은 36−33.8140×100≈5.5%\dfrac{36-33.81}{40}\times100\approx5.5\%이다.

문제 49
판두께 12[mm], 용접길이 50[cm]인 판을 맞대기 용접했을 때 4500[kgf]의 인장하중이 작용한다면 인장응력은 약 몇 [kgf/cm2] 인가?
145
275
3125
4145
정답 및 해설

맞대기 용접부의 인장응력은 하중을 단면적으로 나눈 값이며, 계산하면 약 75kgf/cm²이다.

용접부 단면적은 두께 1.2cm에 길이 50cm를 곱한 1.2×50=60 cm21.2\times50=60\ \mathrm{cm^2}이다.

인장응력은 σ=450060=75 kgf/cm2\sigma=\dfrac{4500}{60}=75\ \mathrm{kgf/cm^2}로 구해진다.

문제 50
도시가스를 사용하는 공동주택 등에 압력조정기를 설치할 수 있는 경우의 기준으로 옳은 것은?
1공동주택 등에 공급되는 가스압력이 중압이상으로서 전체 세대수가 150세대 미만인 경우
2공동주택 등에 공급되는 가스압력이 중압이상으로서 전체 세대수가 250세대 미만인 경우
3공동주택 등에 공급되는 가스압력이 저압으로서 전체 세대수가 200세대 미만인 경우
4공동주택 등에 공급되는 가스압력이 저압으로서 전체 세대수가 300세대 미만인 경우
정답 및 해설

공동주택 등에 압력조정기를 설치할 수 있는 경우는 공급압력이 중압 이상이면서 전체 세대수가 150세대 미만인 경우이다.

공급압력이 저압인 경우에는 전체 세대수가 250세대 미만일 때 설치할 수 있으므로, 저압에 200세대나 300세대라는 세대수를 붙인 설명은 기준과 맞지 않는다. 중압 이상이라도 세대수 한도를 150세대보다 크게 잡은 설명 역시 틀렸다.

문제 51
가연성가스 중 산소의 농도가 증가할수록 발화온도와 폭발한계는 각각 어떻게 변하는가?
1발화온도 : 높아진다. 폭발한계 : 넓어진다.
2발화온도 : 높아진다. 폭발한계 : 좁아진다.
3발화온도 : 낮아진다. 폭발한계 : 넓어진다.
4발화온도 : 낮아진다. 폭발한계 : 좁아진다.
정답 및 해설

가연성가스 중 산소농도가 증가하면 연소반응이 쉬워져 발화온도는 낮아지고, 반응 가능한 조성 범위가 늘어나 폭발한계는 넓어진다.

산소가 풍부해질수록 착화에 필요한 에너지가 줄고 연소 가능한 혼합비 범위가 확대되기 때문이다.

문제 52
직경 20[mm] 이하의 구리관을 이음 할 때 기계의 점검, 보수, 기타 관을 분리하기 쉽게 하기 위한 구리관의 이음방법으로서 가장 적절한 것은?
1플랜지 이음
2슬리브 이음
3용접 이음
4플레어 이음
정답 및 해설

직경 20mm 이하의 작은 구리관을 점검·보수 등으로 자주 분리해야 할 때는 플레어이음이 가장 적합하다.

플레어이음은 관 끝을 나팔 모양으로 넓혀 유니온형 이음쇠로 체결하는 방식이라 공구만으로 반복적인 분리·결합이 쉽다.

  • 플랜지 이음은 비교적 큰 관에 사용하는 방식으로 소구경 배관에는 과대하다.
  • 슬리브 이음과 용접 이음은 한 번 접합하면 분리가 어려워 반복적인 탈부착에 적합하지 않다.
문제 53
고압가스 특정제조시설에서 안전구역의 설정 시 고압가스설비의 연소열량 수치(Q)는 얼마 이하로 하여야 하는가?
16 × 107
26 × 108
37 × 107
47 × 108
정답 및 해설

고압가스 특정제조시설에서 안전구역을 설정할 때는 그 구역 안 고압가스설비의 연소열량 수치(Q)를 6×1086\times10^{8} 이하로 제한한다.

이는 하나의 안전구역에 지나치게 큰 위험부하가 몰리지 않도록 정한 기준치이다.

문제 54
이음에 필요한 부품이 고무링 하나뿐이며 온도변화에 대한 신축이 자유롭고 이음 접합과정이 간단한 이음은?
1노허브 이음
2소켓 이음
3타이톤 이음
4플랜지 이음
정답 및 해설

고무링 하나만으로 접합하며 신축성이 좋고 시공이 간단한 이음은 타이톤이음이다.

삽입구에 고무링을 끼우고 관을 밀어넣기만 하면 되므로 접합 과정이 단순하고, 온도변화에 따른 관의 신축도 고무링이 흡수해준다.

  • 노허브이음은 클램프와 개스킷을 함께 사용하는 방식이라 부품이 더 필요하다.
  • 소켓이음은 코킹재 등 추가 작업이 필요해 접합과정이 더 복잡하다.
  • 플랜지이음은 볼트·너트·패킹 등 여러 부품이 필요하다.
문제 55
다음 중 두 관리도가 모두 포와송 분포를 따르는 것은?
1 관리도, R 관리도
2c 관리도, u 관리도
3np 관리도, p 관리도
4c 관리도, p 관리도
정답 및 해설

두 관리도가 모두 푸아송 분포를 따르는 것은 c 관리도와 u 관리도다. c 관리도는 일정한 크기의 시료에서 나온 부적합수(결점수)를, u 관리도는 단위당 부적합수를 다루는데, 결점수는 계수치 중에서도 푸아송 분포를 따르기 때문이다.

반면 p 관리도와 np 관리도는 합격·불합격처럼 개수를 세는 부적합품률·부적합품수를 다루므로 이항분포를 따르고, 평균과 범위를 보는 관리도는 계량치라 정규분포를 전제한다.

문제 56
다음 중 반즈(Ralph M. Barnes)가 제시한 동작경제원칙에 해당되지 않는 것은?
1표준작업의 원칙
2신체의 사용에 관한 원칙
3작업장의 배치에 관한 원칙
4공구 및 설비의 디자인에 관한 원칙
정답 및 해설

반즈가 제시한 동작경제의 원칙은 신체의 사용에 관한 원칙, 작업장의 배치에 관한 원칙, 공구 및 설비의 디자인에 관한 원칙 세 가지로 구성된다.

표준작업의 원칙은 이 세 범주에 포함되지 않는 별개의 개념이다.

문제 57
전수검사와 샘플링검사에 관한 설명으로 가장 올바른 것은?
1파괴검사의 경우에는 전수검사를 적용한다.
2전수검사가 일반적으로 샘플링검사보다 품질향상에 자극을 더 준다.
3검사항목이 많을 경우 전수검사보다 샘플링검사가 유리하다.
4샘플링검사는 부적합품이 섞여 들어가서는 안 되는 경우에 적용한다.
정답 및 해설

검사항목이 많을 때는 전수검사보다 샘플링검사가 효율적이다.

항목마다 전체 로트를 다 검사하면 시간과 비용이 과도하게 늘어나지만, 표본을 뽑아 검사하면 이를 줄일 수 있기 때문이다.

  • 파괴검사는 검사한 제품이 못 쓰게 되므로 오히려 전수검사를 적용하기 어렵다.
  • 품질향상에 대한 자극은 로트 전체가 불합격될 수 있는 샘플링검사 쪽이 더 크다.
  • 부적합품이 섞이면 안 되는 경우에는 표본검사가 아니라 전수검사를 적용해야 한다.
문제 58
다음 [표]를 참조하여 5개월 단순이동평균법으로 7월의 수요를 예측하면 몇 개인가?
155개
257개
358개
459개
정답 및 해설

7월의 수요 예측치는 59개다.

5개월 단순이동평균법은 예측하려는 달 직전 5개월 실적의 산술평균을 그대로 예측치로 쓰므로, 7월 예측에는 2월부터 6월까지의 실적을 사용한다.

표의 실적이 1월 48, 2월 50, 3월 53, 4월 60, 5월 64, 6월 68개이므로
(50 + 53 + 60 + 64 + 68) ÷ 5 = 295 ÷ 5 = 59개

가장 오래된 1월 48개를 빼고 최근 5개월만 평균낸다는 점이 핵심이며, 1~5월을 잘못 잡으면 275 ÷ 5 = 55개라는 다른 값이 나온다.

문제 59
도수분포표에서 도수가 최대인 계급의 대푯값을 정확히 표현한 통계량은?
1중위수
2시료평균
3최빈수
4미드-레인지(Mid-range)
정답 및 해설

도수분포표에서 도수가 가장 큰 계급의 대푯값은 최빈수이다.

중위수는 자료를 크기순으로 나열했을 때 가운데 위치한 값, 시료평균은 전체 자료의 산술평균, 미드-레인지는 최댓값과 최솟값의 평균이어서 도수가 가장 많은 계급을 그대로 나타내지 못한다.

문제 60
근래 인간공학이 여러 분야에서 크게 기여하고 있다. 다음 중 어느 단계에서 인간공학적 지식이 고려됨으로서 기업에 가장 큰 이익을 줄 수 있는가?
1제품의 개발단계
2제품의 구매단계
3제품의 사용단계
4작업자의 채용단계
정답 및 해설

인간공학적 지식은 제품을 만들기 전인 개발단계에서 반영될 때 기업에 가장 큰 이익을 준다.

설계 단계에서 미리 사용성과 안전성을 고려하면 이후 구매·사용·채용 단계에서 발생할 수 있는 문제와 재설계 비용을 크게 줄일 수 있기 때문이다.