가스기능장 필기 기출문제 전 회차를 한 권으로 — PDF 전자책(문제집·정답해설집)

07년 1회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

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가스기능장 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

07년 1회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

다음 중 지구 온실효과를 일으키는 가장 큰 원인이 되는 가스는?

1O₂

2CO₂

3NO₂

4N₂

정답 및 해설

지구 온실효과를 일으키는 가장 큰 원인 가스는 이산화탄소(CO₂)이다.

화석연료 연소로 배출량이 많고 대기 중 농도와 체류시간이 커서, 여러 온실가스 중에서도 온실효과 기여도가 가장 크다고 알려져 있다.

문제 2

염소가스는 수은법에 의한 식염의 전기분해로 얻을 수 있다. 이 때 염소 가스는 어느 곳에서 주로 발생하는가?

1수은

2소금물

3나트륨

4인조흑연(탄소판)

정답 및 해설

수은법 식염 전기분해에서 염소가스는 양극인 인조흑연(탄소판)에서 발생한다.

음극인 수은에서는 나트륨이 수은과 결합해 나트륨아말감을 만들고, 이 아말감을 물과 반응시켜 별도로 가성소다와 수소를 얻는다.

문제 3

메탄가스에 대한 설명으로 옳은 것은?

1공기 중 폭발범위는 5~25%이다.

2비점은 약 -42.1℃ 이다.

3공기 중 메탄가스가 3% 함유된 혼합기체에 점화하면 폭발한다.

4고온에서 니켈촉매를 사용하여 수증기와 작용하면 일산화탄소와 수소를 생성한다.

정답 및 해설

수증기 개질반응을 통해 메탄이 일산화탄소와 수소로 전환된다는 설명이 옳다.

고온에서 니켈(Ni) 촉매를 사용하면 $CH_4 + H_2O \rightarrow CO + 3H_2$ 반응이 일어나며, 이는 수소 제조에 쓰이는 수증기 개질법이다.

메탄의 공기 중 폭발범위는 약 5~15%로, 5~25%라는 수치는 실제와 다르다.
메탄의 비점은 약 -161.5℃이며, -42.1℃는 프로판의 비점에 해당한다.
폭발이 일어나려면 농도가 폭발하한(약 5%) 이상이어야 하므로 3% 혼합기체는 점화해도 폭발하지 않는다.

문제 4

다음 가스를 무거운 순서대로 옳게 나열한 것은?

1④＞③＞②＞①

2④＞②＞③＞①

3②＞④＞③＞①

4②＞③＞④＞①

정답 및 해설

같은 조건의 기체는 분자량이 클수록 무겁다. 제시된 네 가스의 분자량은 프로판 44, 아세틸렌 26, 암모니아 17, 수소 2이므로 무거운 순서는 프로판 - 아세틸렌 - 암모니아 - 수소, 곧 ② > ④ > ③ > ①이다.

분자식으로 확인하면 프로판 $\mathrm{C_3H_8}$ 은 $12\times 3+1\times 8=44$ , 아세틸렌 $\mathrm{C_2H_2}$ 은 $12\times 2+1\times 2=26$ , 암모니아 $\mathrm{NH_3}$ 은 $14+1\times 3=17$ , 수소 $\mathrm{H_2}$ 는 2다.

공기의 평균 분자량 29를 기준으로 보면 프로판만 공기보다 무거워 바닥에 깔리고, 나머지 셋은 공기보다 가벼워 위로 뜬다.

문제 5

내용적 40L 의 용기에 아세틸렌가스 10kg(액비중 0.613)을 충전할 때 다공성물질의 다공도를 90% 라고 하면 안전공간은 표준상태에서 약 얼마 정도인가? (단, 아세톤의 비중은 0.8이고, 주입된 아세톤량은 14kg이다.)

13.5%

24.5%

35.5%

46.5%

정답 및 해설

안전공간은 용기 내용적에서 다공질물의 고형분 부피, 침윤된 아세톤 부피, 용해 아세틸렌 부피를 뺀 나머지가 차지하는 비율로 계산하며, 결과는 약 5.5%가 된다.

다공도가 90%이므로 다공질물의 실체적(고형분)은 내용적의 10%인 $40\mathrm{L} \times 0.1 = 4\mathrm{L}$ 이다.

아세톤의 부피는 $\dfrac{14\mathrm{kg}}{0.8\mathrm{kg/L}} = 17.5\mathrm{L}$ 이고, 아세틸렌의 액체 상태 부피는 $\dfrac{10\mathrm{kg}}{0.613\mathrm{kg/L}} \approx 16.3\mathrm{L}$ 이다.

따라서 안전공간은 $40 - (4+17.5+16.3) = 2.2\mathrm{L}$ 이며, 내용적 대비 비율은 $\dfrac{2.2}{40}\times100 \approx 5.5\%$ 이다.

문제 6

“어떤 계에 흡수된 열을 완전히 일로 전환할 수 있는 장치란 없다” 라는 법칙은 열역학 제 몇 법칙에 대한 것인가?

1열역학 제0법칙

2열역학 제1법칙

3열역학 제2법칙

4열역학 제3법칙

정답 및 해설

흡수한 열을 전부 일로 바꾸는 장치는 존재할 수 없다는 것은 열역학 제2법칙(켈빈-플랑크 표현)의 내용이다.

제2법칙은 열이 일로 전환될 때 반드시 일부가 저온부로 방출되어야 함을 규정하며, 이로부터 열효율 100%인 열기관은 불가능하다는 결론이 도출된다.

문제 7

압축기에 의한 LPG 이송방식에 대한 설명으로 옳은 것은?

1펌프에 비해 충전시간이 길다.

2잔가스 회수가 가능하다.

3부탄의 경우에도 저온에서 재액화 현상이 일어나지 않는다.

4베이퍼록 현상을 일으킨다.

정답 및 해설

압축기를 이용한 LPG 이송방식의 특징은 잔가스 회수가 가능하다는 점이다.

압축기 방식은 탱크로리 등에 남은 잔류가스를 압축하여 회수할 수 있어 펌프 방식보다 유리하다.

펌프 방식보다 충전시간이 짧다는 것이 압축기 방식의 장점이므로, 충전시간이 길다는 설명은 맞지 않다.
부탄은 외기온도가 낮을 때 이송 과정에서 재액화 현상이 일어날 수 있다.
베이퍼록(vapor lock) 현상은 펌프 이송방식에서 발생하는 문제이며 압축기 방식의 특징이 아니다.

문제 8

고압가스 일반제조 시설기준 중 가연성가스 제조설비의 전기설비는 방폭성능을 가지는 구조이어야 한다. 다음 중 제외 대상이 되는 가스는?

1에탄

2브롬화메탄

3에틸아민

4수소

정답 및 해설

가연성가스 제조설비의 전기설비는 원칙적으로 방폭성능을 갖추어야 하지만, 암모니아·브롬화메탄과 같이 최소점화에너지가 크고 폭발위험성이 상대적으로 낮은 가스를 취급하는 설비는 방폭구조 적용 대상에서 제외된다.

에탄, 에틸아민, 수소는 모두 전형적인 가연성가스로 방폭 전기설비가 요구된다.

문제 9

가스의 검출(檢出)에 대한 설명 중 틀린 것은?

1황린을 공기 중에 노출하면 백색연기를 내면서 연소한다.

2염소의 누출검출에는 암모니아수를 사용한다.

3암모니아를 염산에 통하면 적갈색의 연기를 낸다.

4이산화탄소를 석회수에 통하면 흰색침전물이 생성된다.

정답 및 해설

암모니아를 염산에 접촉시키면 염화암모늄의 흰색(백색) 연기가 발생하며, 적갈색 연기가 생긴다는 설명은 옳지 않다.

황린은 공기 중에 노출되면 자연발화하여 백색 연기를 내며 연소한다.
염소가 누출되면 암모니아수를 가까이 대었을 때 흰 연기가 생기는 반응으로 검출한다.
이산화탄소를 석회수에 통과시키면 탄산칼슘의 흰색 침전이 생성된다.

문제 10

저장탱크의 침하상태를 측정하여 침하량(h/L)이 몇 %를 초과하였을 때 저장탱크의 사용을 중지하고 적절한 조치를 하여야 하는가?

10.5

정답 및 해설

저장탱크의 침하상태를 측정하여 침하량 비율(h/L)이 1%를 초과하면 사용을 중지하고 침하 원인 조사 등 적절한 조치를 하여야 한다.

부등침하가 진행되면 배관 접속부나 기초에 무리한 응력이 걸려 누설·파손으로 이어질 수 있으므로, 이 기준을 넘으면 정밀 점검이 필요하다.

문제 11

에탄 1mol을 완전연소 시켰을 때 발열량(Q)은 몇 kcal/mol인가? (단, CO₂(g), H₂O(g), C₂H₆(g)의 생성열은 1mol 당 각각 94.1kcal, 57.8kcal, 20.2kcal 이다.)

1214.4

2259.4

3301.4

4341.4

정답 및 해설

발열량은 생성물의 생성열 합에서 반응물의 생성열 합을 뺀 값이다. 반응식이 에탄 1 mol에서 이산화탄소 2 mol과 수증기 3 mol을 내놓으므로 계수를 그대로 곱해 더한다.

$Q=(2\times 94.1+3\times 57.8)-20.2$
$Q=188.2+173.4-20.2=\mathrm{341.4}\ \mathrm{kcal/mol}$

산소는 홑원소 물질이라 생성열이 0이므로 계산에서 빠진다. 에탄의 생성열 20.2 kcal를 빼지 않고 더하면 381.8이 되어 보기에 없는 값이 나오므로, 반응물의 생성열은 반드시 빼야 한다.

문제 12

도시가스 사업법에서 정의하는 다음 용어의 설명 중 틀린 것은?

1배관이라 함은 본관, 공급관, 내관을 말한다.

2본관이라 함은 공급관 옥외배관을 말한다.

3내관이라 함은 가스사용자가 소유하고 있는 토지의 경계에서 연소기에 이르는 배관을 말한다.

4액화가스라 함은 사용의 온도에서 압력이 0.2MPa 이상이 되는 것을 말한다.

정답 및 해설

본관은 도시가스제조사업소의 부지 경계에서 정압기에 이르는 배관을 말하며, 이를 "공급관의 옥외배관"으로 설명하는 것은 정의와 다르다.

배관은 본관, 공급관, 내관을 통틀어 이르는 말이므로 옳은 설명이다.
내관은 가스사용자가 소유·점유하는 토지의 경계에서 연소기에 이르는 배관을 말하므로 옳은 설명이다.
액화가스는 사용온도에서 압력이 0.2MPa 이상이 되는 것을 말하므로 옳은 설명이다.

문제 13

고압가스안전관리법에서 정한 용기제조자의 수리범위에 해당되는 것은?

1냉동기 용접부분의 용접가공

2냉동기 부속품의 교체, 가공

3특정설비의 부속품 교체

4아세틸렌 용기 내의 다공질물 교체

정답 및 해설

고압가스안전관리법령상 수리자격은 용기제조자·특정설비제조자·냉동기제조자 등으로 나뉘고, 각자 수리할 수 있는 범위가 다르게 정해져 있다.

냉동기 용접부분의 용접과 냉동기 부속품의 교체·가공은 냉동기제조자의 수리범위에 속한다.
특정설비 부속품의 교체는 특정설비제조자의 수리범위에 속한다.

반면 아세틸렌 용기 내 다공질물의 교체는 용기 자체의 구조·안전성과 직결되는 작업이어서 용기제조자의 수리범위로 규정되어 있다. 용기 몸체의 용접, 스커트·프로텍터·넥크링의 교체 및 가공, 저온·초저온용기의 단열재 교체도 같은 범위에 들어간다.

문제 14

가스에 대한 품질검사기준으로 옳은 것은?

1산소는 발연황산시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험에서 순도가 98% 이상이고, 용기 내의 가스충전 압력이 35℃에서 11.8 MPa 이상일 것.

2수소는 하이드로썰파이드 시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험에서 99.5% 이상일 것.

3아세틸렌은 브롬시약을 사용한 뷰렛법에 의한 시험에서 순도가 98% 이상이고, 질산은 시약을 사용한 정성시험에서 합격한 것일 것.

4산소는 동ㆍ암모니아 시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험에서 순도가 98.5% 이상이고, 용기내의 가스충전압력이 35℃에서 11.8MPa 이상일 것.

정답 및 해설

아세틸렌은 브롬 시약을 사용한 뷰렛법 시험에서 순도가 98% 이상이고, 질산은 시약을 사용한 정성시험에도 합격해야 한다는 것이 품질검사기준이다.

산소는 동·암모니아 시약을 사용한 오르잣트법으로 순도 99.5% 이상, 충전압력이 35℃에서 11.8MPa 이상이어야 하며, 수소는 하이드로썰파이드 시약을 사용한 오르잣트법에서 순도 98.5% 이상이어야 한다는 기준과는 시약·순도 수치가 다르다.

문제 15

가스의 압력을 사용기구에 맞는 압력으로 감압하여 공급하는데 사용하는 정압기의 기본 구조로서 옳은 것은?

1다이아프램, 스프링(또는 분동) 및 메인밸브로 구성되어 있다.

2팽창밸브, 회전날개, 케이싱(casing) 으로 구성되어 있다.

3흡입밸브와 토출밸브로 구성되어 있다.

4액송펌프와 메인밸브로 구성되어 있다.

정답 및 해설

정압기의 기본 구조는 다이아프램, 스프링(또는 분동), 메인밸브로 이루어진다.

1차측 압력 변화를 다이아프램이 감지하고 스프링(또는 분동)의 힘과 균형을 이루면서 메인밸브의 개도를 조절해 2차측 압력을 일정하게 유지한다.

문제 16

부식이 특정한 부분에 집중하는 형식으로 부식속도가 크므로 위험성이 높고 장치에 중대한 손상을 미치는 부식의 형태는?

1국부부식

2전면부식

3선택부식

4입계부식

정답 및 해설

부식이 전체 표면에 고르게 퍼지지 않고 특정한 부분에 집중되어 진행 속도가 빠르고 국부적으로 두께 감소나 천공을 일으켜 위험성이 높은 부식 형태를 국부부식이라 한다.

이는 부식이 표면 전체에 고르게 진행되는 전면부식이나, 합금 성분 중 특정 원소만 선택적으로 용출되는 선택부식, 결정입계를 따라 진행되는 입계부식과 구분된다.

문제 17

가스엔진구동펌프(GHP)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

1부분부하 특성이 우수하다.

2난방시 GHP의 기동과 동시에 난방이 가능하다.

3외기온도 변동에 영향이 많다.

4구조가 복잡하고 유지관리가 어렵다.

정답 및 해설

GHP는 엔진의 폐열을 난방에 활용할 수 있어 외기온도 변동의 영향을 적게 받는다는 점이 장점이며, 영향이 많다는 설명은 옳지 않다.

엔진 회전수를 조절해 부하에 대응할 수 있어 부분부하 특성이 우수하다.
엔진 구동과 동시에 폐열을 이용할 수 있어 기동과 동시에 난방이 가능하다.
엔진과 압축기가 결합된 구조라 구조가 복잡하고 유지관리가 어렵다.

문제 18

온도 25℃, 압력 1atm에서 이상기체 1mol 의 부피는 몇 m³인가?

112.23

224.44

31.22×10^-²

42.44×10^-²

정답 및 해설

이상기체 상태방정식으로 계산하면 25℃, 1atm에서 1mol의 부피는 약 2.44×10⁻² m³이다.

$V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{1 \times 0.082 \times 298}{1} \approx 24.4\mathrm{L}$ 이며, m³ 단위로 환산하면 $24.4\mathrm{L} = 2.44\times10^{-2}\mathrm{m^3}$ 이다.

문제 19

“기체는 압력이 일정할 때 체적은 절대온도에 비례한다.” 는 것과 관계가 깊은 법칙은?

1샤를의 법칙

2보일의 법칙

3아보가드로의 법칙

4게이-뤼삭의 법칙

정답 및 해설

압력이 일정할 때 기체의 부피가 절대온도에 비례한다는 것은 샤를의 법칙의 내용이다.

보일의 법칙은 온도가 일정할 때 부피와 압력이 반비례하는 관계를, 게이-뤼삭의 법칙은 부피가 일정할 때 압력이 절대온도에 비례하는 관계를 설명하므로 이 문제의 조건과는 다르다.

문제 20

고압밸브에 대한 설명 중 틀린 것은?

1밸브시트는 내식성이 좋은 재료를 사용한다.

2주조품을 깎아서 만든다.

3글로브밸브는 기밀도가 크다.

4슬루스밸브는 난방배관용으로 적합하다.

정답 및 해설

고압밸브는 강도와 안전성을 확보하기 위해 단조품을 깎아서 제작하며, 주조품을 깎아서 만든다는 설명은 옳지 않다.

밸브시트는 내식성이 좋은 재료를 사용해야 한다.
글로브밸브는 디스크가 시트면에 수직으로 눌려 닫히는 구조여서 기밀도가 크다(대신 유체 저항은 크다).
슬루스밸브(게이트밸브)는 유체 저항이 작아 난방배관용으로 적합하다.

문제 21

탄소강의 물리적 성질 중 탄소함유량의 증가에 따라 증가하는 것은?

1전기저항

2용융점

3열팽창율

4열전도도

정답 및 해설

탄소강은 탄소 함유량이 늘어날수록 전기저항이 증가한다.

반대로 용융점, 열전도도, 열팽창률은 탄소 함유량이 증가할수록 오히려 낮아지는 경향을 보인다.

문제 22

액화가스를 가열하여 기화시키는 기화장치의 성능기준으로 옳지 않은 것은?

1접지 저항치는 10Ω 이하

2안전장치는 내압시험(TP_)의 8/10 이하의 압력에서 작동

3온수가열 방식의 온수는 80℃ 이하

4증기가열 방식의 온도는 100℃ 이하

정답 및 해설

기화장치의 증기가열 방식은 증기 온도가 120℃ 이하이어야 하며, 100℃ 이하라는 수치는 성능기준과 맞지 않는다.

접지 저항치는 10Ω 이하로 유지해야 한다.
안전장치는 내압시험압력의 8/10 이하에서 작동하도록 설치한다.
온수가열 방식의 온수 온도는 80℃ 이하로 제한된다.

문제 23

산소(O₂)의 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

1비점은 약 -183℃이다.

2임계압력은 약 33.5atm 이다.

3임계온도는 약 -144℃이다.

4분자량은 16이다.

정답 및 해설

산소의 비점은 약 -183℃이다.

산소의 임계압력은 약 50atm, 임계온도는 약 -118℃ 수준이며 분자량은 32이므로, 문제에 제시된 다른 수치들은 산소의 실제 물성과 차이가 있다.

문제 24

가스 중의 황화수소 제거법 중 알칼리물질로 암모니아 또는 탄산소다를 사용하며, 촉매는 티오비산염을 사용하는 방법은?

1사이록스법

2진공카보네이트법

3후막스법

4타카학스법

정답 및 해설

가스 중 황화수소 제거법 가운데 사이록스법은 알칼리물질로 암모니아 또는 탄산소다를 쓰고, 촉매로 티오비산염을 사용하는 습식 산화법이다.

알칼리 용액에 황화수소를 흡수시킨 다음 촉매 작용으로 산화시켜 황을 분리·회수하는 방식으로, 발문에서 제시한 알칼리와 촉매의 조합이 곧 이 방법을 구별하는 특징이 된다.

나머지 방법들은 사용하는 흡수액과 재생 방식이 달라 '암모니아·탄산소다 + 티오비산염 촉매'라는 조건에 해당하지 않는다.

문제 25

다음 중 수동식 밸브의 표시기호로 옳은 것은?

정답 및 해설

수동식 밸브는 밸브 몸통을 나타내는 나비 모양(맞댄 삼각형) 위에 밸브대를 세우고 그 끝에 가로막대 손잡이를 그린 기호로 나타낸다. 보기 가운데 나비 모양 위에 곧은 밸브대와 일자 손잡이가 붙은 기호가 이에 해당한다.

밸브 몸통 기호는 같아도 위에 무엇이 얹히느냐로 조작 방식을 구분하므로, 손잡이 모양을 보고 수동인지 자동인지 읽는다.

나비 모양 위에 반원형 돔이 얹힌 기호는 다이어프램으로 움직이는 구동부를 뜻해 수동이 아니다.
관 사이에 비스듬한 선만 그은 기호는 밸브대와 손잡이가 없어 수동 조작 밸브 표기가 아니다.
사다리꼴 하나로 그린 기호 역시 밸브대와 손잡이가 없어 수동식 밸브를 나타내지 않는다.

문제 26

다음 중 저온취성(메짐)을 일으키는 원소로 옳은 것은?

1Cr

2Si

정답 및 해설

탄소강에서 저온취성(메짐)을 일으키는 원소는 인(P)이다.

참고로 황(S)은 고온(적열)취성의 원인이 되므로, 저온취성의 인(P)과는 발생 온도 영역이 다른 별개의 취성 원인이다.

문제 27

액화석유가스 저장탱크 설치방법에 있어서 지하에 묻는 경우의 기준으로 옳지 않은 것은?

1저장탱크의 주위에는 마른모래를 채울 것.

2저장탱크의 상부와 지면과의 거리는 60cm 이상으로 할 것.

3저장탱크에 설치한 안전밸브에는 지면에서 5m 이상의 높이에 방출구가 있는 가스방출관을 설치할 것.

4저장탱크를 2개 이상 인접하여 설치하는 경우에는 상호간 2m 이상의 거리를 유지할 것.

정답 및 해설

저장탱크를 지하에 2개 이상 인접하여 설치할 때는 상호간 1m 이상의 거리를 유지해야 하며, 2m 이상이라는 수치는 기준과 다르다.

저장탱크 주위에는 마른모래를 채워야 한다.
저장탱크 상부와 지면 사이의 거리는 60cm 이상이어야 한다.
안전밸브에는 지면에서 5m 이상 높이에 방출구가 있는 가스방출관을 설치해야 한다.

문제 28

표준상태에서 1L 의 A 가스의 무게는 1.9768g, B 가스의 무게는 1.2507g 이다. 이 두 기체의 확산속도비 V_A/V_B 는 약 얼마인가?

10.63

20.80

31.26

41.58

정답 및 해설

그레이엄의 법칙에 따라 확산속도비는 분자량의 제곱근에 반비례하며, 계산하면 약 0.80이 된다.

표준상태 1L의 질량으로부터 분자량을 구하면 $M_A = 1.9768 \times 22.4 \approx 44.3$ , $M_B = 1.2507\times 22.4 \approx 28.0$ 이다.

따라서 $\dfrac{V_A}{V_B} = \sqrt{\dfrac{M_B}{M_A}} = \sqrt{\dfrac{28.0}{44.3}} \approx 0.80$ 이다.

문제 29

다음 가스 중 중독을 막기 위한 허용한도가 잘못 짝지어진 것은?

1암모니아-25ppm

2일산화탄소-50ppm

3이산화탄소-5000ppm

4염소-10ppm

정답 및 해설

염소의 중독 허용한도는 약 1ppm 수준으로, 10ppm이라는 수치는 실제 허용농도와 맞지 않는다.

암모니아 25ppm, 일산화탄소 50ppm, 이산화탄소 5000ppm은 일반적으로 알려진 허용농도 기준과 일치하지만, 염소는 독성이 매우 강해 이보다 훨씬 낮은 농도가 허용한도로 설정되어 있다.

문제 30

27℃에서 1mol의 이상기체가 1atm에서 20atm 으로 정온가역적으로 압축되었다. 이 때 소요된 일의 양은 약 몇 cal/mol 인가?

11586

21686

31786

41886

정답 및 해설

정온(등온) 가역 압축에 필요한 일은 $W = nRT\ln\dfrac{P_2}{P_1}$ 로 구하며, 계산 결과 약 1786cal/mol이 된다.

$W = 1 \times 1.987 \times 300 \times \ln20 \approx 1.987\times300\times2.996 \approx 1786\mathrm{cal/mol}$ 이다.

문제 31

진탕형 오토클레이브(Auto Clave) 의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

1고압력에 사용할 수 없다.

2가스누설의 가능성이 없다.

3반응물의 오손이 많다.

4뚜껑판의 뚫어진 구멍에 촉매가 들어갈 염려가 없다.

정답 및 해설

진탕형 오토클레이브는 용기 전체를 흔들어 교반하는 구조라 외부와 연결되는 회전축이 없어 가스가 누설될 가능성이 없다는 것이 특징이다.

고압력에서도 사용할 수 있으므로, 고압에 사용할 수 없다는 설명은 옳지 않다.
회전축·교반기가 반응물에 직접 닿지 않아 반응물의 오손이 적다.
뚜껑판에 뚫린 구멍으로 촉매가 들어갈 염려가 있다는 점은 이 형식의 단점이므로, 염려가 없다는 설명도 맞지 않는다.

문제 32

가스크로마토그래피 검출기 중 H₂O, CO₂ 등에는 감응하지 않으나, 탄화수소에서의 감도가 가장 좋은 검출기는?

1TCD

2FID

3ECD

4FPD

정답 및 해설

H2O, CO2와 같은 무기 화합물에는 감응하지 않으면서 탄화수소에 대한 감도가 가장 높은 검출기는 FID(수소염이온화검출기)이다.

FID는 시료가 수소 불꽃에서 이온화될 때 생기는 이온전류를 측정하는 방식으로, 유기 탄화수소 분석에 널리 사용된다.

문제 33

암모니아 제조법 중 haber-bosch 법은 수소와 질소를 혼합하여 몇 도의 온도와 몇 기압의 압력으로 합성시키며 촉매는 무엇을 사용하는가?

1450~500℃, 300atm, Fe, Al₂O₃

2150~300℃, 10atm, 백금

31000℃, 800atm, NaCl

4150~200℃, 450atm, 알루미늄과 은

정답 및 해설

Haber-Bosch법은 질소와 수소를 철(Fe)-산화알루미늄(Al2O3) 촉매 하에서 약 450~500℃, 약 300atm 조건으로 반응시켜 암모니아를 합성하는 공정이다.

고온·고압 조건과 철 계열 촉매의 조합이 이 공정의 핵심으로, 다른 온도·압력·촉매 조합은 실제 Haber-Bosch 조건과 차이가 있다.

문제 34

고압고무호스(투윈호스, 측도관 등)의 기준에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

1고압고무호스는 안층ㆍ보강층ㆍ바깥층으로 되어 있고 안지름과 두께가 균일할 것.

2투윈호스는 차압 0.05MPa 이하에서 정상적으로 작동하는 체크밸브를 부착할 것.

3측도관의 집합관에 연결하는 이음쇠의 나사는 KS B 0222(관용테이퍼나사) 규정에 적합할 것.

4투윈호스의 길이는 900mm 또는 1200mm 이고, 허용차는 +20mm, -10mm 로 할 것.

정답 및 해설

고압고무호스 기준에서 투윈호스에 붙이는 체크밸브는 차압 0.07 MPa(70 kPa) 이하에서 정상 작동해야 하므로, 0.05 MPa로 적은 설명이 기준과 다르다.

체크밸브는 두 가닥 호스 중 한쪽이 터지거나 역화가 일어났을 때 가스가 거꾸로 흐르는 것을 막는 장치여서, 작동 차압을 기준보다 낮게 잡아 두면 정상 사용 중에도 닫혀 버릴 수 있다.

호스부를 안층·보강층·바깥층으로 만들고 안지름과 두께를 균일하게 하라는 구조 기준은 그대로다.
측도관의 집합관 이음쇠 나사를 KS B 0222 관용테이퍼나사에 맞추라는 규정도 기준과 같다.
투윈호스 길이를 900 mm나 1200 mm로 정한 치수 기준도 맞다.

문제 35

주울(Joule)의 법칙에 의한 이상기체의 내부에너지는?

1압력과 온도에만 의존한다.

2체적과 온도에만 의존한다.

3압력과 체적에만 의존한다.

4온도에만 의존한다.

정답 및 해설

주울의 법칙에 따르면 이상기체의 내부에너지는 온도에만 의존한다.

이상기체는 분자 간 상호작용을 무시하므로 압력이나 부피가 변하더라도 온도가 일정하면 내부에너지는 변하지 않는다.

문제 36

도시가스사업자ㆍ특정가스 사용시설의 사용자가 정기검사를 받지 않았을 때의 벌칙 기준으로 옳은 것은?

11년 이하의 징역 또는 1000만원 이하의 벌금

21년 이하의 징역 또는 2000만원 이하의 벌금

32년 이하의 징역 또는 2000만원 이하의 벌금

43년 이하의 징역 또는 3000만원 이하의 벌금

정답 및 해설

도시가스사업자나 특정가스사용시설의 사용자가 정기검사를 받지 않은 경우의 벌칙은 1년 이하의 징역 또는 1000만원 이하의 벌금이다.

정기검사 의무 위반은 시설의 중대한 안전조치 위반에 비해 상대적으로 낮은 수준의 벌칙 구간에 해당한다.

문제 37

가스액화분리장치의 구성기기 중 축냉기의 축냉체로 주로 사용되는 것은?

1구리

2물

3공기

4자갈

정답 및 해설

가스액화 분리장치의 축냉기는 열을 저장했다가 방출하는 축냉체로 자갈을 채워 사용하는 것이 일반적이다.

자갈은 표면적이 넓고 열용량이 커서 저온 가스와 상온 공기 사이의 열교환에 적합하며, 동시에 원료 공기 중의 수분과 이산화탄소를 응고시켜 제거하는 역할도 한다.

문제 38

다음 중 수소의 제조법이 아닌 것은?

1물의 전기분해

2천연가스의 분해

3이산화망간에 의한 과산화수소의 분해

4수증기를 이용한 일산화탄소의 전화반응

정답 및 해설

이산화망간을 촉매로 한 과산화수소의 분해는 산소와 물을 생성하는 반응으로, 수소를 얻는 제조법이 아니다.

물의 전기분해, 천연가스의 분해, 수증기를 이용한 일산화탄소의 전화반응(수성가스 전화반응)은 모두 수소를 생성하는 대표적인 제조법이다.

문제 39

7:3 황동에 대한 설명으로 옳은 것은?

1Zn 70%에 Cu 30% 를 합금한 것으로 판, 봉, 선 등의 재료로 사용되며 방열기 부품에 쓰인다.

2Cu 70%에 Zn 30% 를 합금한 것으로 판, 봉, 선 등의 재료로 사용되며 방열기 부품에 쓰인다.

3Cu 70%에 Sn 30% 를 합금한 것으로 열가공에 적합하며 강도가 커서 볼트, 너트 등에 쓰인다.

4Sn 70%에 Cu 30% 를 합금한 것으로 열가공에 적합하며 강도가 커서 볼트, 너트 등에 쓰인다.

정답 및 해설

7:3 황동은 구리(Cu) 70%에 아연(Zn) 30%를 합금한 것으로, 판·봉·선 등의 재료로 사용되며 방열기 부품 등에 쓰인다.

합금 명칭의 숫자비는 구리와 아연의 함량비를 나타내므로, 아연이 70%라는 설명은 명칭과 반대로 뒤바뀐 것이다.

문제 40

공기액화분리장치의 구성기기 중 터보팽창기에 대한 설명으로 옳은 것은?

1팽창비는 약 5정도이다.

2회전수는 1000~2000rmp 정도이다.

3처리가스량은 1000m³/h 정도이다.

4복동식과 단동식으로 크게 구분된다.

정답 및 해설

공기액화분리장치의 터보팽창기는 팽창비가 약 5 정도로, 피스톤식 팽창기(약 40 정도)보다 작다.

터보팽창기는 회전수가 1만~2만 rpm에 이를 정도로 빠르고 대용량의 가스를 처리할 수 있으며, 단동식·복동식 구분은 왕복동(피스톤)식 팽창기에 적용되는 분류다.

문제 41

위험성평가 기법 중 결함수분석(FTA)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1정성적 분석이 가능하다.

2재해현상과 재해원인과의 관련성의 해석이 가능하다.

3정량적 해석이 가능하다.

4귀납적 해석방법이다.

정답 및 해설

결함수분석(FTA)은 사고(정상사상)에서 출발해 그 원인을 거슬러 올라가는 연역적 해석 방법이므로, "귀납적 해석방법"이라는 설명은 옳지 않다.

FTA는 정상사상과 기본사상(원인) 사이의 논리 관계를 게이트로 표현하여 정성적 분석과 함께 정량적 확률 계산도 가능하다.

재해현상과 재해원인의 관련성을 트리 구조로 명확히 나타낼 수 있다는 것도 FTA의 특징이다.

문제 42

Pb₃O₄ 를 400℃ 이상으로 가열하여 얻은 적색 분말을 끓인 아마인유에 섞은 것으로 철의 녹 방지를 위해 밑칠용으로 널리 사용되는 도료는?

1합성수지 도료

2산화철 도료

3광명단(연단)도료

4알루미늄 도료

정답 및 해설

Pb₃O₄(사산화삼납)를 400℃ 이상으로 가열해 얻은 적색 분말을 끓인 아마인유에 개어 만든 것은 광명단(연단)도료이다.

철강 표면에 방청 밑칠(초벌 도장)용으로 널리 쓰이며, 방청 효과가 우수해 배관·구조물의 녹 방지 도료로 오래 사용되어 왔다.

합성수지 도료나 알루미늄 도료, 산화철 도료는 성분과 제조법이 달라 이 설명과 맞지 않는다.

문제 43

고압배관용 탄소강 강관의 기호는?

1SPPS

2SPPH

3SPLT

4SPHT

정답 및 해설

배관용 탄소강관은 사용압력·온도 조건에 따라 기호가 구분된다.

SPPS는 압력배관용 탄소강관이다.
SPLT는 저온배관용 탄소강관이다.
SPHT는 고온배관용 탄소강관이다.

이 중 고압배관용 탄소강관을 나타내는 기호는 SPPH이다.

문제 44

가연성 가스를 제조하는 장치를 신설하여 기밀시험을 실시할 때 사용되는 가스가 아닌 것은?

1공기

2산소

3질소

4이산화탄소

정답 및 해설

가연성가스 제조설비의 기밀시험에는 불연성 가스(공기, 질소, 이산화탄소 등)를 사용해야 하므로, 조연성이며 폭발 위험을 높이는 산소는 사용할 수 없다.

공기·질소·이산화탄소는 가연성가스와 반응하지 않아 안전하게 가압·누설 확인이 가능하지만, 산소는 가연성가스와 혼합되면 발화·폭발 위험이 있어 기밀시험용 가스로 사용이 금지된다.

문제 45

회전축의 전달동력이 20kW, 회전수 200rpm 이라면 이 전동축의 지름은 약 몇 mm 인가? (단, 축의 허용전단응력 τ_a = 30MPa 이다.)

125

235

345

455

정답 및 해설

전달동력과 회전수로 구한 토크를 허용전단응력 식에 대입하면 축의 지름은 약 55mm가 된다.

토크는 $T = 9.55\times10^{6}\dfrac{P}{N} = 9.55\times10^{6}\times\dfrac{20}{200} = 955{,}000\ \mathrm{N\cdot mm}$ 로 계산된다.

축지름은 $\tau_a = \dfrac{16T}{\pi d^{3}}$ 에서 $d = \sqrt[3]{\dfrac{16T}{\pi \tau_a}} = \sqrt[3]{\dfrac{16\times955{,}000}{\pi\times30}} \approx 54.5\ \mathrm{mm}$ 로, 보기 중 가장 가까운 값을 택한다.

문제 46

표준기압 1atm 은 몇 kgf/cm² 인가? (단, Hg의 밀도는 13595.1kg/m³, 중력가속도는 9.80665m/s² 이다.)

11.0332

21013.25

310332

4101325

정답 및 해설

1atm은 수은주 760mm의 압력과 같으며, 압력은 $P = \rho g h$ 로 계산한다.

$P = 13595.1\,\mathrm{kg/m^3} \times 9.80665\,\mathrm{m/s^2} \times 0.76\,\mathrm{m} = 101325\,\mathrm{Pa}$

$1\,\mathrm{kgf/cm^2} = 9.80665\times10^4\,\mathrm{Pa}$ 이므로 $\dfrac{101325}{9.80665\times10^4} \approx 1.0332$ 가 되어, 표준기압은 약 1.0332 kgf/cm²이다.

문제 47

가스켓 재료가 갖추어야 할 구비조건으로 가장 거리가 먼 것은?

1충분한 강도를 가질 것.

2유체에 의해 변질되지 않을 것.

3유연성을 유지할 수 있을 것.

4내유성, 내후성, 내마모성이 적을 것.

정답 및 해설

가스켓은 유체 접촉과 반복 사용에 견뎌야 하므로 내유성·내후성·내마모성이 커야 하는데, "적을 것"이라고 한 설명은 요구조건과 반대로 되어 있어 옳지 않다.

가스켓은 이 밖에도 충분한 강도와 유체에 의해 변질되지 않는 내약품성, 적절한 유연성을 갖추어야 누설 없이 기밀을 유지할 수 있다.

문제 48

질소 14g 과 수소 4g 을 혼합하여 내용적이 4000mL 인 용기에 충전하였더니 용기내의 온도가 100℃로 상승하였다. 용기내 수소의 부분압력은 약 몇 atm 인가? (단, 이 혼합기체는 이상기체로 간주한다.)

14.4

212.6

315.3

419.9

정답 및 해설

혼합기체를 이상기체로 보고 수소의 몰수와 상태방정식을 이용하면 수소의 분압은 약 15.3atm이 된다.

수소 4g은 $n = \dfrac{4}{2} = 2\ \mathrm{mol}$ 이고, 온도는 $T = 100+273 = 373\ \mathrm{K}$ , 부피는 $V = 4\ \mathrm{L}$ 이다.

이상기체 상태방정식 $P = \dfrac{nRT}{V} = \dfrac{2\times0.082\times373}{4} \approx 15.3\ \mathrm{atm}$ 으로 계산된다.

문제 49

유독가스 검지법에 의한 가스별 착색반응지와 색깔의 연결이 잘못된 것은?

1일산화탄소 : 염화파라듐지 - 흑색

2이산화질소 : KI전분지 - 청색

3황화수소 : 연당지 - 황갈색

4아세틸렌 : 리트머스시험지 - 청색

정답 및 해설

아세틸렌의 누출 검지에는 염화제1구리 착염지를 써서 적색으로 변색되는 것을 확인하며, 리트머스시험지가 청색으로 변하는 반응은 암모니아처럼 염기성인 가스를 검지할 때 나타나는 현상이므로 이 연결은 잘못되었다.

일산화탄소는 염화파라듐지가 흑색으로, 이산화질소는 KI전분지가 청색으로 변하는 반응으로 검지하는 것이 맞는 연결이다.

문제 50

아세틸렌은 용기에 충전 한 후 온도 15℃에서 압력이 얼마 이하로 될 때까지 정치하여야 하는가?

11.5MPa

22.5MPa

33.5MPa

44.5MPa

정답 및 해설

아세틸렌을 용기에 충전한 후에는 15℃에서 압력이 1.5MPa 이하로 내려갈 때까지 정치하여야 한다.

이는 충전 직후 불안정한 아세틸렌 가스의 자기분해·중합 반응 위험을 낮추기 위해 압력이 충분히 안정될 때까지 기다리도록 정한 안전기준이다.

문제 51

시안화수소(HCN)에 대한 설명으로 옳은 것은?

1허용농도는 10ppb 이다.

2충전한 후 90일을 정치한 후 사용한다.

3충전시 수분이 존재하면 안정하다.

4누출 검지제는 질산구리벤젠지이다.

정답 및 해설

시안화수소(HCN)의 누출을 검지할 때는 질산구리벤젠지를 사용하며, 가스에 노출되면 청색으로 변색되므로 이 설명이 옳다.

허용농도는 10ppb가 아니라 훨씬 높은 ppm 단위 수준이다.
충전 후에는 24시간 정치한 다음 사용하며, 충전 후 60일이 지나기 전에 다른 용기에 옮겨 충전해야 한다(순도 98% 이상이고 착색되지 않은 것은 제외). 90일을 그대로 정치해 두는 것이 아니다.
수분이 존재하면 중합·분해 반응이 촉진되어 오히려 불안정해진다.

문제 52

다음 가스의 성질에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

1암모니아는 산이나 할로겐과 잘 화합하고 고온, 고압에서는 강재를 침식한다.

2산소는 반응성이 강한 가스로서 가연성 물질을 연소시키는 조연성(助然性)이 있다.

3질소는 안정한 가스로서 불활성 가스라고도 하는데 고온하에서도 금속과 화합하지 않는다.

4일산화탄소는 독성가스이고, 또한 가연성가스이다.

정답 및 해설

질소는 상온에서는 안정하지만 고온에서는 일부 금속과 반응해 질화물을 만들 수 있어, 고온에서도 전혀 화합하지 않는다는 설명은 틀렸다.

암모니아가 산·할로겐과 반응하고 고온·고압에서 강재를 침식하는 점, 산소의 조연성, 일산화탄소가 독성이면서 가연성인 점은 모두 실제 성질과 일치한다.

문제 53

고압가스를 제조하는 경우에 압축이 가능한 가스는?

1가연성가스(H₂, C₂H₂, C₂H₄ 외의 것) : 6%, 산소 : 94%

2산소 : 3%, 가연성가스(H₂, C₂H₂, C₂H₄ 외의 것) : 97%

3H₂, C₂H₂, C₂H₄ : 3%, 산소 : 97%

4산소 : 3%, H₂, C₂H₂, C₂H₄ : 97%

정답 및 해설

가연성가스(H₂, C₂H₂, C₂H₄ 제외) 중 산소의 용량이 전체의 4% 미만이면 압축할 수 있으므로, 산소 3%·가연성가스 97%인 조합이 압축이 가능한 경우에 해당한다.

압축이 금지되는 경우는 가연성가스(H₂·C₂H₂·C₂H₄ 제외) 중 산소가 4% 이상이거나 산소 중 그 가연성가스가 4% 이상인 때, 그리고 H₂·C₂H₂·C₂H₄ 중 산소가 2% 이상이거나 산소 중 이들 가스의 합계가 2% 이상인 때이다.

가연성가스 6%·산소 94%는 산소 중 가연성가스 비율이 4% 이상이어서 압축이 금지된다.
H₂·C₂H₂·C₂H₄ 3%·산소 97%는 산소 중 이들 가스의 비율이 2% 이상이어서 압축이 금지된다.
산소 3%·H₂·C₂H₂·C₂H₄ 97%는 이들 가스 중 산소 비율이 2% 이상이어서 압축이 금지된다.

문제 54

고압가스 저장시설 기준에 있어서 가연성가스의 저장능력이 15000m³ 일 때 제1종 보호시설과의 안전거리 기준은?

110m

212m

317m

421m

정답 및 해설

가연성가스 저장능력이 15,000㎥이면 "1만 초과 2만 이하" 구간에 해당하여 제1종 보호시설과의 안전거리는 21m이다.

저장능력별 안전거리는 구간이 커질수록 단계적으로 늘어나는데, 1만㎥ 이하는 제1종 17m, 1만 초과 2만 이하는 제1종 21m으로 정해져 있어 15,000㎥는 후자 기준을 따른다.

문제 55

다음 중 관리의 사이클을 가장 올바르게 표시한 것은? (단, A : 조처, C : 검토, D : 실행, P : 계획)

1P→C→A→D

2P→A→C→D

3A→D→C→P

4P→D→C→A

정답 및 해설

관리의 사이클은 계획(P) → 실행(D) → 검토(C) → 조처(A) 순서로 진행되는 PDCA 사이클이다.

문제 56

다음 중 절차계획에서 다루어지는 주요한 내용으로 가장 관계가 먼 것은?

1각 작업의 소요시간

2각 작업의 실시순서

3각 작업에 필요한 기계와 공구

4각 작업의 부하와 능력의 조정

정답 및 해설

절차계획(routing)은 각 작업의 실시 순서, 소요시간, 필요한 기계·공구 등 작업 방법과 절차를 정하는 계획이다.

반면 각 작업의 부하와 능력의 조정은 공수계획(부하계획)의 영역에 해당하므로 절차계획의 주요 내용과는 거리가 멀다.

문제 57

그림과 같은 계획공정도(Network)에서 주공정으로 옳은것은? (단, 화살표 밑의 숫자는 활동시간[단위:주]을 나타낸다.)

1①-②-⑤-⑥

2①-②-④-⑤-⑥

3①-③-④-⑤-⑥

4①-③-⑥

정답 및 해설

각 경로의 소요기간을 모두 더해 비교하면 ①-③-⑥ 경로가 45주로 가장 길어 주공정(critical path)이 된다.

그림에서 읽은 활동시간은 ①→② 10주, ①→③ 15주, ②→⑤ 20주, ②→④ 8주, ④→⑤ 14주, ⑤→⑥ 12주, ③→⑥ 30주이며, ③→④ 는 점선으로 그려진 더미(dummy) 활동이라 소요시간이 0이다.

①-②-⑤-⑥ : 10 + 20 + 12 = 42주
①-②-④-⑤-⑥ : 10 + 8 + 14 + 12 = 44주
①-③-④-⑤-⑥ : 15 + 0 + 14 + 12 = 41주
①-③-⑥ : 15 + 30 = 45주

주공정은 여유시간이 0인 가장 긴 경로이고, 그 길이가 곧 전체 공기(45주)를 결정한다. 이 경로 위의 어느 활동이 하루 늦어져도 전체 일정이 그만큼 밀린다.

문제 58

모집단을 몇 개의 층으로 나누고 각 층으로부터 각각 랜덤하게 시료를 뽑는 샘플링 방법은?

1층별 샘플링

22단계 샘플링

3계통 샘플링

4단순 샘플링

정답 및 해설

모집단을 여러 개의 층(부분집단)으로 나눈 뒤 각 층에서 무작위로 시료를 추출하는 방법을 층별 샘플링이라 한다.

2단계 샘플링은 1차 추출 단위 안에서 다시 2차 추출을 하는 방식이고, 계통 샘플링은 일정 간격으로 시료를 뽑는 방식이라 이 문항의 설명과는 다르다.

문제 59

작업자가 장소를 이동하면서 작업을 수행하는 경우에 그 과정을 가공, 검사, 운반, 저장 등의 기호를 사용하여 분석하는 것을 무엇이라 하는가?

1작업자 연합작업분석

2작업자 동작분석

3작업자 미세분석

4작업자 공정분석

정답 및 해설

작업자가 이동하며 수행하는 작업 과정을 가공·검사·운반·저장 등의 공정분석 기호로 표현하여 분석하는 기법을 작업자 공정분석이라 한다.

동작분석이나 미세분석은 신체 동작 단위를, 연합작업분석은 작업자와 설비의 동시 작업 관계를 다루므로 이 문항의 정의와는 다르다.

문제 60

u 관리도의 관리상한선과 관리하한선을 구하는 식으로 옳은 것은?

정답 및 해설

u 관리도는 단위당 결점수를 다루므로 표준편차가 시료 크기 n에 따라 달라진다. 그래서 관리한계는 평균 결점수를 n으로 나눈 값의 제곱근에 3을 곱해 더하고 뺀 식이 된다.

$UCL,\ LCL=\bar{u}\pm 3\sqrt{\dfrac{\bar{u}}{n}}$
시료 크기가 커질수록 한계 폭이 좁아지는 성질과도 맞는다.

n 없이 $\bar{u}$ 의 제곱근만 쓴 식은 시료 크기가 일정한 c 관리도의 한계식이다.
3을 빼고 제곱근만 더하고 뺀 식은 $3\sigma$ 한계가 아니어서 관리한계가 되지 못한다.
n의 제곱근을 곱한 식은 시료 크기가 커질수록 한계 폭이 넓어져 방향이 반대다.

가스기능장 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

07년 1회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

다음 중 지구 온실효과를 일으키는 가장 큰 원인이 되는 가스는?

1O₂

2CO₂

3NO₂

4N₂

정답 및 해설

지구 온실효과를 일으키는 가장 큰 원인 가스는 이산화탄소(CO₂)이다.

화석연료 연소로 배출량이 많고 대기 중 농도와 체류시간이 커서, 여러 온실가스 중에서도 온실효과 기여도가 가장 크다고 알려져 있다.

문제 2

염소가스는 수은법에 의한 식염의 전기분해로 얻을 수 있다. 이 때 염소 가스는 어느 곳에서 주로 발생하는가?

1수은

2소금물

3나트륨

4인조흑연(탄소판)

정답 및 해설

수은법 식염 전기분해에서 염소가스는 양극인 인조흑연(탄소판)에서 발생한다.

음극인 수은에서는 나트륨이 수은과 결합해 나트륨아말감을 만들고, 이 아말감을 물과 반응시켜 별도로 가성소다와 수소를 얻는다.

문제 3

메탄가스에 대한 설명으로 옳은 것은?

1공기 중 폭발범위는 5~25%이다.

2비점은 약 -42.1℃ 이다.

3공기 중 메탄가스가 3% 함유된 혼합기체에 점화하면 폭발한다.

4고온에서 니켈촉매를 사용하여 수증기와 작용하면 일산화탄소와 수소를 생성한다.

정답 및 해설

수증기 개질반응을 통해 메탄이 일산화탄소와 수소로 전환된다는 설명이 옳다.

고온에서 니켈(Ni) 촉매를 사용하면 $CH_4 + H_2O \rightarrow CO + 3H_2$ 반응이 일어나며, 이는 수소 제조에 쓰이는 수증기 개질법이다.

메탄의 공기 중 폭발범위는 약 5~15%로, 5~25%라는 수치는 실제와 다르다.
메탄의 비점은 약 -161.5℃이며, -42.1℃는 프로판의 비점에 해당한다.
폭발이 일어나려면 농도가 폭발하한(약 5%) 이상이어야 하므로 3% 혼합기체는 점화해도 폭발하지 않는다.

문제 4

다음 가스를 무거운 순서대로 옳게 나열한 것은?

1④＞③＞②＞①

2④＞②＞③＞①

3②＞④＞③＞①

4②＞③＞④＞①

정답 및 해설

공기의 평균 분자량 29를 기준으로 보면 프로판만 공기보다 무거워 바닥에 깔리고, 나머지 셋은 공기보다 가벼워 위로 뜬다.

문제 5

13.5%

24.5%

35.5%

46.5%

정답 및 해설

다공도가 90%이므로 다공질물의 실체적(고형분)은 내용적의 10%인 $40\mathrm{L} \times 0.1 = 4\mathrm{L}$ 이다.

따라서 안전공간은 $40 - (4+17.5+16.3) = 2.2\mathrm{L}$ 이며, 내용적 대비 비율은 $\dfrac{2.2}{40}\times100 \approx 5.5\%$ 이다.

문제 6

“어떤 계에 흡수된 열을 완전히 일로 전환할 수 있는 장치란 없다” 라는 법칙은 열역학 제 몇 법칙에 대한 것인가?

1열역학 제0법칙

2열역학 제1법칙

3열역학 제2법칙

4열역학 제3법칙

정답 및 해설

흡수한 열을 전부 일로 바꾸는 장치는 존재할 수 없다는 것은 열역학 제2법칙(켈빈-플랑크 표현)의 내용이다.

문제 7

압축기에 의한 LPG 이송방식에 대한 설명으로 옳은 것은?

1펌프에 비해 충전시간이 길다.

2잔가스 회수가 가능하다.

3부탄의 경우에도 저온에서 재액화 현상이 일어나지 않는다.

4베이퍼록 현상을 일으킨다.

정답 및 해설

압축기를 이용한 LPG 이송방식의 특징은 잔가스 회수가 가능하다는 점이다.

압축기 방식은 탱크로리 등에 남은 잔류가스를 압축하여 회수할 수 있어 펌프 방식보다 유리하다.

펌프 방식보다 충전시간이 짧다는 것이 압축기 방식의 장점이므로, 충전시간이 길다는 설명은 맞지 않다.
부탄은 외기온도가 낮을 때 이송 과정에서 재액화 현상이 일어날 수 있다.
베이퍼록(vapor lock) 현상은 펌프 이송방식에서 발생하는 문제이며 압축기 방식의 특징이 아니다.

문제 8

고압가스 일반제조 시설기준 중 가연성가스 제조설비의 전기설비는 방폭성능을 가지는 구조이어야 한다. 다음 중 제외 대상이 되는 가스는?

1에탄

2브롬화메탄

3에틸아민

4수소

정답 및 해설

에탄, 에틸아민, 수소는 모두 전형적인 가연성가스로 방폭 전기설비가 요구된다.

문제 9

가스의 검출(檢出)에 대한 설명 중 틀린 것은?

1황린을 공기 중에 노출하면 백색연기를 내면서 연소한다.

2염소의 누출검출에는 암모니아수를 사용한다.

3암모니아를 염산에 통하면 적갈색의 연기를 낸다.

4이산화탄소를 석회수에 통하면 흰색침전물이 생성된다.

정답 및 해설

암모니아를 염산에 접촉시키면 염화암모늄의 흰색(백색) 연기가 발생하며, 적갈색 연기가 생긴다는 설명은 옳지 않다.

황린은 공기 중에 노출되면 자연발화하여 백색 연기를 내며 연소한다.
염소가 누출되면 암모니아수를 가까이 대었을 때 흰 연기가 생기는 반응으로 검출한다.
이산화탄소를 석회수에 통과시키면 탄산칼슘의 흰색 침전이 생성된다.

문제 10

저장탱크의 침하상태를 측정하여 침하량(h/L)이 몇 %를 초과하였을 때 저장탱크의 사용을 중지하고 적절한 조치를 하여야 하는가?

10.5

정답 및 해설

저장탱크의 침하상태를 측정하여 침하량 비율(h/L)이 1%를 초과하면 사용을 중지하고 침하 원인 조사 등 적절한 조치를 하여야 한다.

부등침하가 진행되면 배관 접속부나 기초에 무리한 응력이 걸려 누설·파손으로 이어질 수 있으므로, 이 기준을 넘으면 정밀 점검이 필요하다.

문제 11

에탄 1mol을 완전연소 시켰을 때 발열량(Q)은 몇 kcal/mol인가? (단, CO₂(g), H₂O(g), C₂H₆(g)의 생성열은 1mol 당 각각 94.1kcal, 57.8kcal, 20.2kcal 이다.)

1214.4

2259.4

3301.4

4341.4

정답 및 해설

$Q=(2\times 94.1+3\times 57.8)-20.2$
$Q=188.2+173.4-20.2=\mathrm{341.4}\ \mathrm{kcal/mol}$

문제 12

도시가스 사업법에서 정의하는 다음 용어의 설명 중 틀린 것은?

1배관이라 함은 본관, 공급관, 내관을 말한다.

2본관이라 함은 공급관 옥외배관을 말한다.

3내관이라 함은 가스사용자가 소유하고 있는 토지의 경계에서 연소기에 이르는 배관을 말한다.

4액화가스라 함은 사용의 온도에서 압력이 0.2MPa 이상이 되는 것을 말한다.

정답 및 해설

본관은 도시가스제조사업소의 부지 경계에서 정압기에 이르는 배관을 말하며, 이를 "공급관의 옥외배관"으로 설명하는 것은 정의와 다르다.

배관은 본관, 공급관, 내관을 통틀어 이르는 말이므로 옳은 설명이다.
내관은 가스사용자가 소유·점유하는 토지의 경계에서 연소기에 이르는 배관을 말하므로 옳은 설명이다.
액화가스는 사용온도에서 압력이 0.2MPa 이상이 되는 것을 말하므로 옳은 설명이다.

문제 13

고압가스안전관리법에서 정한 용기제조자의 수리범위에 해당되는 것은?

1냉동기 용접부분의 용접가공

2냉동기 부속품의 교체, 가공

3특정설비의 부속품 교체

4아세틸렌 용기 내의 다공질물 교체

정답 및 해설

고압가스안전관리법령상 수리자격은 용기제조자·특정설비제조자·냉동기제조자 등으로 나뉘고, 각자 수리할 수 있는 범위가 다르게 정해져 있다.

냉동기 용접부분의 용접과 냉동기 부속품의 교체·가공은 냉동기제조자의 수리범위에 속한다.
특정설비 부속품의 교체는 특정설비제조자의 수리범위에 속한다.

문제 14

가스에 대한 품질검사기준으로 옳은 것은?

1산소는 발연황산시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험에서 순도가 98% 이상이고, 용기 내의 가스충전 압력이 35℃에서 11.8 MPa 이상일 것.

2수소는 하이드로썰파이드 시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험에서 99.5% 이상일 것.

3아세틸렌은 브롬시약을 사용한 뷰렛법에 의한 시험에서 순도가 98% 이상이고, 질산은 시약을 사용한 정성시험에서 합격한 것일 것.

4산소는 동ㆍ암모니아 시약을 사용한 오르잣드법에 의한 시험에서 순도가 98.5% 이상이고, 용기내의 가스충전압력이 35℃에서 11.8MPa 이상일 것.

정답 및 해설

문제 15

가스의 압력을 사용기구에 맞는 압력으로 감압하여 공급하는데 사용하는 정압기의 기본 구조로서 옳은 것은?

1다이아프램, 스프링(또는 분동) 및 메인밸브로 구성되어 있다.

2팽창밸브, 회전날개, 케이싱(casing) 으로 구성되어 있다.

3흡입밸브와 토출밸브로 구성되어 있다.

4액송펌프와 메인밸브로 구성되어 있다.

정답 및 해설

정압기의 기본 구조는 다이아프램, 스프링(또는 분동), 메인밸브로 이루어진다.

1차측 압력 변화를 다이아프램이 감지하고 스프링(또는 분동)의 힘과 균형을 이루면서 메인밸브의 개도를 조절해 2차측 압력을 일정하게 유지한다.

문제 16

부식이 특정한 부분에 집중하는 형식으로 부식속도가 크므로 위험성이 높고 장치에 중대한 손상을 미치는 부식의 형태는?

1국부부식

2전면부식

3선택부식

4입계부식

정답 및 해설

문제 17

가스엔진구동펌프(GHP)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

1부분부하 특성이 우수하다.

2난방시 GHP의 기동과 동시에 난방이 가능하다.

3외기온도 변동에 영향이 많다.

4구조가 복잡하고 유지관리가 어렵다.

정답 및 해설

GHP는 엔진의 폐열을 난방에 활용할 수 있어 외기온도 변동의 영향을 적게 받는다는 점이 장점이며, 영향이 많다는 설명은 옳지 않다.

엔진 회전수를 조절해 부하에 대응할 수 있어 부분부하 특성이 우수하다.
엔진 구동과 동시에 폐열을 이용할 수 있어 기동과 동시에 난방이 가능하다.
엔진과 압축기가 결합된 구조라 구조가 복잡하고 유지관리가 어렵다.

문제 18

온도 25℃, 압력 1atm에서 이상기체 1mol 의 부피는 몇 m³인가?

112.23

224.44

31.22×10^-²

42.44×10^-²

정답 및 해설

이상기체 상태방정식으로 계산하면 25℃, 1atm에서 1mol의 부피는 약 2.44×10⁻² m³이다.

$V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{1 \times 0.082 \times 298}{1} \approx 24.4\mathrm{L}$ 이며, m³ 단위로 환산하면 $24.4\mathrm{L} = 2.44\times10^{-2}\mathrm{m^3}$ 이다.

문제 19

“기체는 압력이 일정할 때 체적은 절대온도에 비례한다.” 는 것과 관계가 깊은 법칙은?

1샤를의 법칙

2보일의 법칙

3아보가드로의 법칙

4게이-뤼삭의 법칙

정답 및 해설

압력이 일정할 때 기체의 부피가 절대온도에 비례한다는 것은 샤를의 법칙의 내용이다.

문제 20

고압밸브에 대한 설명 중 틀린 것은?

1밸브시트는 내식성이 좋은 재료를 사용한다.

2주조품을 깎아서 만든다.

3글로브밸브는 기밀도가 크다.

4슬루스밸브는 난방배관용으로 적합하다.

정답 및 해설

고압밸브는 강도와 안전성을 확보하기 위해 단조품을 깎아서 제작하며, 주조품을 깎아서 만든다는 설명은 옳지 않다.

밸브시트는 내식성이 좋은 재료를 사용해야 한다.
글로브밸브는 디스크가 시트면에 수직으로 눌려 닫히는 구조여서 기밀도가 크다(대신 유체 저항은 크다).
슬루스밸브(게이트밸브)는 유체 저항이 작아 난방배관용으로 적합하다.

문제 21

탄소강의 물리적 성질 중 탄소함유량의 증가에 따라 증가하는 것은?

1전기저항

2용융점

3열팽창율

4열전도도

정답 및 해설

탄소강은 탄소 함유량이 늘어날수록 전기저항이 증가한다.

반대로 용융점, 열전도도, 열팽창률은 탄소 함유량이 증가할수록 오히려 낮아지는 경향을 보인다.

문제 22

액화가스를 가열하여 기화시키는 기화장치의 성능기준으로 옳지 않은 것은?

1접지 저항치는 10Ω 이하

2안전장치는 내압시험(TP_)의 8/10 이하의 압력에서 작동

3온수가열 방식의 온수는 80℃ 이하

4증기가열 방식의 온도는 100℃ 이하

정답 및 해설

기화장치의 증기가열 방식은 증기 온도가 120℃ 이하이어야 하며, 100℃ 이하라는 수치는 성능기준과 맞지 않는다.

접지 저항치는 10Ω 이하로 유지해야 한다.
안전장치는 내압시험압력의 8/10 이하에서 작동하도록 설치한다.
온수가열 방식의 온수 온도는 80℃ 이하로 제한된다.

문제 23

산소(O₂)의 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

1비점은 약 -183℃이다.

2임계압력은 약 33.5atm 이다.

3임계온도는 약 -144℃이다.

4분자량은 16이다.

정답 및 해설

산소의 비점은 약 -183℃이다.

산소의 임계압력은 약 50atm, 임계온도는 약 -118℃ 수준이며 분자량은 32이므로, 문제에 제시된 다른 수치들은 산소의 실제 물성과 차이가 있다.

문제 24

가스 중의 황화수소 제거법 중 알칼리물질로 암모니아 또는 탄산소다를 사용하며, 촉매는 티오비산염을 사용하는 방법은?

1사이록스법

2진공카보네이트법

3후막스법

4타카학스법

정답 및 해설

나머지 방법들은 사용하는 흡수액과 재생 방식이 달라 '암모니아·탄산소다 + 티오비산염 촉매'라는 조건에 해당하지 않는다.

문제 25

다음 중 수동식 밸브의 표시기호로 옳은 것은?

정답 및 해설

밸브 몸통 기호는 같아도 위에 무엇이 얹히느냐로 조작 방식을 구분하므로, 손잡이 모양을 보고 수동인지 자동인지 읽는다.

나비 모양 위에 반원형 돔이 얹힌 기호는 다이어프램으로 움직이는 구동부를 뜻해 수동이 아니다.
관 사이에 비스듬한 선만 그은 기호는 밸브대와 손잡이가 없어 수동 조작 밸브 표기가 아니다.
사다리꼴 하나로 그린 기호 역시 밸브대와 손잡이가 없어 수동식 밸브를 나타내지 않는다.

문제 26

다음 중 저온취성(메짐)을 일으키는 원소로 옳은 것은?

1Cr

2Si

정답 및 해설

탄소강에서 저온취성(메짐)을 일으키는 원소는 인(P)이다.

참고로 황(S)은 고온(적열)취성의 원인이 되므로, 저온취성의 인(P)과는 발생 온도 영역이 다른 별개의 취성 원인이다.

문제 27

액화석유가스 저장탱크 설치방법에 있어서 지하에 묻는 경우의 기준으로 옳지 않은 것은?

1저장탱크의 주위에는 마른모래를 채울 것.

2저장탱크의 상부와 지면과의 거리는 60cm 이상으로 할 것.

3저장탱크에 설치한 안전밸브에는 지면에서 5m 이상의 높이에 방출구가 있는 가스방출관을 설치할 것.

4저장탱크를 2개 이상 인접하여 설치하는 경우에는 상호간 2m 이상의 거리를 유지할 것.

정답 및 해설

저장탱크를 지하에 2개 이상 인접하여 설치할 때는 상호간 1m 이상의 거리를 유지해야 하며, 2m 이상이라는 수치는 기준과 다르다.

저장탱크 주위에는 마른모래를 채워야 한다.
저장탱크 상부와 지면 사이의 거리는 60cm 이상이어야 한다.
안전밸브에는 지면에서 5m 이상 높이에 방출구가 있는 가스방출관을 설치해야 한다.

문제 28

표준상태에서 1L 의 A 가스의 무게는 1.9768g, B 가스의 무게는 1.2507g 이다. 이 두 기체의 확산속도비 V_A/V_B 는 약 얼마인가?

10.63

20.80

31.26

41.58

정답 및 해설

그레이엄의 법칙에 따라 확산속도비는 분자량의 제곱근에 반비례하며, 계산하면 약 0.80이 된다.

표준상태 1L의 질량으로부터 분자량을 구하면 $M_A = 1.9768 \times 22.4 \approx 44.3$ , $M_B = 1.2507\times 22.4 \approx 28.0$ 이다.

따라서 $\dfrac{V_A}{V_B} = \sqrt{\dfrac{M_B}{M_A}} = \sqrt{\dfrac{28.0}{44.3}} \approx 0.80$ 이다.

문제 29

다음 가스 중 중독을 막기 위한 허용한도가 잘못 짝지어진 것은?

1암모니아-25ppm

2일산화탄소-50ppm

3이산화탄소-5000ppm

4염소-10ppm

정답 및 해설

염소의 중독 허용한도는 약 1ppm 수준으로, 10ppm이라는 수치는 실제 허용농도와 맞지 않는다.

문제 30

27℃에서 1mol의 이상기체가 1atm에서 20atm 으로 정온가역적으로 압축되었다. 이 때 소요된 일의 양은 약 몇 cal/mol 인가?

11586

21686

31786

41886

정답 및 해설

정온(등온) 가역 압축에 필요한 일은 $W = nRT\ln\dfrac{P_2}{P_1}$ 로 구하며, 계산 결과 약 1786cal/mol이 된다.

$W = 1 \times 1.987 \times 300 \times \ln20 \approx 1.987\times300\times2.996 \approx 1786\mathrm{cal/mol}$ 이다.

문제 31

진탕형 오토클레이브(Auto Clave) 의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

1고압력에 사용할 수 없다.

2가스누설의 가능성이 없다.

3반응물의 오손이 많다.

4뚜껑판의 뚫어진 구멍에 촉매가 들어갈 염려가 없다.

정답 및 해설

진탕형 오토클레이브는 용기 전체를 흔들어 교반하는 구조라 외부와 연결되는 회전축이 없어 가스가 누설될 가능성이 없다는 것이 특징이다.

고압력에서도 사용할 수 있으므로, 고압에 사용할 수 없다는 설명은 옳지 않다.
회전축·교반기가 반응물에 직접 닿지 않아 반응물의 오손이 적다.
뚜껑판에 뚫린 구멍으로 촉매가 들어갈 염려가 있다는 점은 이 형식의 단점이므로, 염려가 없다는 설명도 맞지 않는다.

문제 32

가스크로마토그래피 검출기 중 H₂O, CO₂ 등에는 감응하지 않으나, 탄화수소에서의 감도가 가장 좋은 검출기는?

1TCD

2FID

3ECD

4FPD

정답 및 해설

H2O, CO2와 같은 무기 화합물에는 감응하지 않으면서 탄화수소에 대한 감도가 가장 높은 검출기는 FID(수소염이온화검출기)이다.

FID는 시료가 수소 불꽃에서 이온화될 때 생기는 이온전류를 측정하는 방식으로, 유기 탄화수소 분석에 널리 사용된다.

문제 33

암모니아 제조법 중 haber-bosch 법은 수소와 질소를 혼합하여 몇 도의 온도와 몇 기압의 압력으로 합성시키며 촉매는 무엇을 사용하는가?

1450~500℃, 300atm, Fe, Al₂O₃

2150~300℃, 10atm, 백금

31000℃, 800atm, NaCl

4150~200℃, 450atm, 알루미늄과 은

정답 및 해설

Haber-Bosch법은 질소와 수소를 철(Fe)-산화알루미늄(Al2O3) 촉매 하에서 약 450~500℃, 약 300atm 조건으로 반응시켜 암모니아를 합성하는 공정이다.

고온·고압 조건과 철 계열 촉매의 조합이 이 공정의 핵심으로, 다른 온도·압력·촉매 조합은 실제 Haber-Bosch 조건과 차이가 있다.

문제 34

고압고무호스(투윈호스, 측도관 등)의 기준에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

1고압고무호스는 안층ㆍ보강층ㆍ바깥층으로 되어 있고 안지름과 두께가 균일할 것.

2투윈호스는 차압 0.05MPa 이하에서 정상적으로 작동하는 체크밸브를 부착할 것.

3측도관의 집합관에 연결하는 이음쇠의 나사는 KS B 0222(관용테이퍼나사) 규정에 적합할 것.

4투윈호스의 길이는 900mm 또는 1200mm 이고, 허용차는 +20mm, -10mm 로 할 것.

정답 및 해설

고압고무호스 기준에서 투윈호스에 붙이는 체크밸브는 차압 0.07 MPa(70 kPa) 이하에서 정상 작동해야 하므로, 0.05 MPa로 적은 설명이 기준과 다르다.

호스부를 안층·보강층·바깥층으로 만들고 안지름과 두께를 균일하게 하라는 구조 기준은 그대로다.
측도관의 집합관 이음쇠 나사를 KS B 0222 관용테이퍼나사에 맞추라는 규정도 기준과 같다.
투윈호스 길이를 900 mm나 1200 mm로 정한 치수 기준도 맞다.

문제 35

주울(Joule)의 법칙에 의한 이상기체의 내부에너지는?

1압력과 온도에만 의존한다.

2체적과 온도에만 의존한다.

3압력과 체적에만 의존한다.

4온도에만 의존한다.

정답 및 해설

주울의 법칙에 따르면 이상기체의 내부에너지는 온도에만 의존한다.

이상기체는 분자 간 상호작용을 무시하므로 압력이나 부피가 변하더라도 온도가 일정하면 내부에너지는 변하지 않는다.

문제 36

도시가스사업자ㆍ특정가스 사용시설의 사용자가 정기검사를 받지 않았을 때의 벌칙 기준으로 옳은 것은?

11년 이하의 징역 또는 1000만원 이하의 벌금

21년 이하의 징역 또는 2000만원 이하의 벌금

32년 이하의 징역 또는 2000만원 이하의 벌금

43년 이하의 징역 또는 3000만원 이하의 벌금

정답 및 해설

도시가스사업자나 특정가스사용시설의 사용자가 정기검사를 받지 않은 경우의 벌칙은 1년 이하의 징역 또는 1000만원 이하의 벌금이다.

정기검사 의무 위반은 시설의 중대한 안전조치 위반에 비해 상대적으로 낮은 수준의 벌칙 구간에 해당한다.

문제 37

가스액화분리장치의 구성기기 중 축냉기의 축냉체로 주로 사용되는 것은?

1구리

2물

3공기

4자갈

정답 및 해설

가스액화 분리장치의 축냉기는 열을 저장했다가 방출하는 축냉체로 자갈을 채워 사용하는 것이 일반적이다.

문제 38

다음 중 수소의 제조법이 아닌 것은?

1물의 전기분해

2천연가스의 분해

3이산화망간에 의한 과산화수소의 분해

4수증기를 이용한 일산화탄소의 전화반응

정답 및 해설

이산화망간을 촉매로 한 과산화수소의 분해는 산소와 물을 생성하는 반응으로, 수소를 얻는 제조법이 아니다.

물의 전기분해, 천연가스의 분해, 수증기를 이용한 일산화탄소의 전화반응(수성가스 전화반응)은 모두 수소를 생성하는 대표적인 제조법이다.

문제 39

7:3 황동에 대한 설명으로 옳은 것은?

1Zn 70%에 Cu 30% 를 합금한 것으로 판, 봉, 선 등의 재료로 사용되며 방열기 부품에 쓰인다.

2Cu 70%에 Zn 30% 를 합금한 것으로 판, 봉, 선 등의 재료로 사용되며 방열기 부품에 쓰인다.

3Cu 70%에 Sn 30% 를 합금한 것으로 열가공에 적합하며 강도가 커서 볼트, 너트 등에 쓰인다.

4Sn 70%에 Cu 30% 를 합금한 것으로 열가공에 적합하며 강도가 커서 볼트, 너트 등에 쓰인다.

정답 및 해설

7:3 황동은 구리(Cu) 70%에 아연(Zn) 30%를 합금한 것으로, 판·봉·선 등의 재료로 사용되며 방열기 부품 등에 쓰인다.

합금 명칭의 숫자비는 구리와 아연의 함량비를 나타내므로, 아연이 70%라는 설명은 명칭과 반대로 뒤바뀐 것이다.

문제 40

공기액화분리장치의 구성기기 중 터보팽창기에 대한 설명으로 옳은 것은?

1팽창비는 약 5정도이다.

2회전수는 1000~2000rmp 정도이다.

3처리가스량은 1000m³/h 정도이다.

4복동식과 단동식으로 크게 구분된다.

정답 및 해설

공기액화분리장치의 터보팽창기는 팽창비가 약 5 정도로, 피스톤식 팽창기(약 40 정도)보다 작다.

문제 41

위험성평가 기법 중 결함수분석(FTA)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1정성적 분석이 가능하다.

2재해현상과 재해원인과의 관련성의 해석이 가능하다.

3정량적 해석이 가능하다.

4귀납적 해석방법이다.

정답 및 해설

결함수분석(FTA)은 사고(정상사상)에서 출발해 그 원인을 거슬러 올라가는 연역적 해석 방법이므로, "귀납적 해석방법"이라는 설명은 옳지 않다.

FTA는 정상사상과 기본사상(원인) 사이의 논리 관계를 게이트로 표현하여 정성적 분석과 함께 정량적 확률 계산도 가능하다.

재해현상과 재해원인의 관련성을 트리 구조로 명확히 나타낼 수 있다는 것도 FTA의 특징이다.

문제 42

Pb₃O₄ 를 400℃ 이상으로 가열하여 얻은 적색 분말을 끓인 아마인유에 섞은 것으로 철의 녹 방지를 위해 밑칠용으로 널리 사용되는 도료는?

1합성수지 도료

2산화철 도료

3광명단(연단)도료

4알루미늄 도료

정답 및 해설

Pb₃O₄(사산화삼납)를 400℃ 이상으로 가열해 얻은 적색 분말을 끓인 아마인유에 개어 만든 것은 광명단(연단)도료이다.

철강 표면에 방청 밑칠(초벌 도장)용으로 널리 쓰이며, 방청 효과가 우수해 배관·구조물의 녹 방지 도료로 오래 사용되어 왔다.

합성수지 도료나 알루미늄 도료, 산화철 도료는 성분과 제조법이 달라 이 설명과 맞지 않는다.

문제 43

고압배관용 탄소강 강관의 기호는?

1SPPS

2SPPH

3SPLT

4SPHT

정답 및 해설

배관용 탄소강관은 사용압력·온도 조건에 따라 기호가 구분된다.

SPPS는 압력배관용 탄소강관이다.
SPLT는 저온배관용 탄소강관이다.
SPHT는 고온배관용 탄소강관이다.

이 중 고압배관용 탄소강관을 나타내는 기호는 SPPH이다.

문제 44

가연성 가스를 제조하는 장치를 신설하여 기밀시험을 실시할 때 사용되는 가스가 아닌 것은?

1공기

2산소

3질소

4이산화탄소

정답 및 해설

문제 45

회전축의 전달동력이 20kW, 회전수 200rpm 이라면 이 전동축의 지름은 약 몇 mm 인가? (단, 축의 허용전단응력 τ_a = 30MPa 이다.)

125

235

345

455

정답 및 해설

전달동력과 회전수로 구한 토크를 허용전단응력 식에 대입하면 축의 지름은 약 55mm가 된다.

토크는 $T = 9.55\times10^{6}\dfrac{P}{N} = 9.55\times10^{6}\times\dfrac{20}{200} = 955{,}000\ \mathrm{N\cdot mm}$ 로 계산된다.

문제 46

표준기압 1atm 은 몇 kgf/cm² 인가? (단, Hg의 밀도는 13595.1kg/m³, 중력가속도는 9.80665m/s² 이다.)

11.0332

21013.25

310332

4101325

정답 및 해설

1atm은 수은주 760mm의 압력과 같으며, 압력은 $P = \rho g h$ 로 계산한다.

$P = 13595.1\,\mathrm{kg/m^3} \times 9.80665\,\mathrm{m/s^2} \times 0.76\,\mathrm{m} = 101325\,\mathrm{Pa}$

$1\,\mathrm{kgf/cm^2} = 9.80665\times10^4\,\mathrm{Pa}$ 이므로 $\dfrac{101325}{9.80665\times10^4} \approx 1.0332$ 가 되어, 표준기압은 약 1.0332 kgf/cm²이다.

문제 47

가스켓 재료가 갖추어야 할 구비조건으로 가장 거리가 먼 것은?

1충분한 강도를 가질 것.

2유체에 의해 변질되지 않을 것.

3유연성을 유지할 수 있을 것.

4내유성, 내후성, 내마모성이 적을 것.

정답 및 해설

가스켓은 이 밖에도 충분한 강도와 유체에 의해 변질되지 않는 내약품성, 적절한 유연성을 갖추어야 누설 없이 기밀을 유지할 수 있다.

문제 48

14.4

212.6

315.3

419.9

정답 및 해설

혼합기체를 이상기체로 보고 수소의 몰수와 상태방정식을 이용하면 수소의 분압은 약 15.3atm이 된다.

수소 4g은 $n = \dfrac{4}{2} = 2\ \mathrm{mol}$ 이고, 온도는 $T = 100+273 = 373\ \mathrm{K}$ , 부피는 $V = 4\ \mathrm{L}$ 이다.

이상기체 상태방정식 $P = \dfrac{nRT}{V} = \dfrac{2\times0.082\times373}{4} \approx 15.3\ \mathrm{atm}$ 으로 계산된다.

문제 49

유독가스 검지법에 의한 가스별 착색반응지와 색깔의 연결이 잘못된 것은?

1일산화탄소 : 염화파라듐지 - 흑색

2이산화질소 : KI전분지 - 청색

3황화수소 : 연당지 - 황갈색

4아세틸렌 : 리트머스시험지 - 청색

정답 및 해설

일산화탄소는 염화파라듐지가 흑색으로, 이산화질소는 KI전분지가 청색으로 변하는 반응으로 검지하는 것이 맞는 연결이다.

문제 50

아세틸렌은 용기에 충전 한 후 온도 15℃에서 압력이 얼마 이하로 될 때까지 정치하여야 하는가?

11.5MPa

22.5MPa

33.5MPa

44.5MPa

정답 및 해설

아세틸렌을 용기에 충전한 후에는 15℃에서 압력이 1.5MPa 이하로 내려갈 때까지 정치하여야 한다.

이는 충전 직후 불안정한 아세틸렌 가스의 자기분해·중합 반응 위험을 낮추기 위해 압력이 충분히 안정될 때까지 기다리도록 정한 안전기준이다.

문제 51

시안화수소(HCN)에 대한 설명으로 옳은 것은?

1허용농도는 10ppb 이다.

2충전한 후 90일을 정치한 후 사용한다.

3충전시 수분이 존재하면 안정하다.

4누출 검지제는 질산구리벤젠지이다.

정답 및 해설

시안화수소(HCN)의 누출을 검지할 때는 질산구리벤젠지를 사용하며, 가스에 노출되면 청색으로 변색되므로 이 설명이 옳다.

허용농도는 10ppb가 아니라 훨씬 높은 ppm 단위 수준이다.
충전 후에는 24시간 정치한 다음 사용하며, 충전 후 60일이 지나기 전에 다른 용기에 옮겨 충전해야 한다(순도 98% 이상이고 착색되지 않은 것은 제외). 90일을 그대로 정치해 두는 것이 아니다.
수분이 존재하면 중합·분해 반응이 촉진되어 오히려 불안정해진다.

문제 52

다음 가스의 성질에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

1암모니아는 산이나 할로겐과 잘 화합하고 고온, 고압에서는 강재를 침식한다.

2산소는 반응성이 강한 가스로서 가연성 물질을 연소시키는 조연성(助然性)이 있다.

3질소는 안정한 가스로서 불활성 가스라고도 하는데 고온하에서도 금속과 화합하지 않는다.

4일산화탄소는 독성가스이고, 또한 가연성가스이다.

정답 및 해설

질소는 상온에서는 안정하지만 고온에서는 일부 금속과 반응해 질화물을 만들 수 있어, 고온에서도 전혀 화합하지 않는다는 설명은 틀렸다.

문제 53

고압가스를 제조하는 경우에 압축이 가능한 가스는?

1가연성가스(H₂, C₂H₂, C₂H₄ 외의 것) : 6%, 산소 : 94%

2산소 : 3%, 가연성가스(H₂, C₂H₂, C₂H₄ 외의 것) : 97%

3H₂, C₂H₂, C₂H₄ : 3%, 산소 : 97%

4산소 : 3%, H₂, C₂H₂, C₂H₄ : 97%

정답 및 해설

가연성가스 6%·산소 94%는 산소 중 가연성가스 비율이 4% 이상이어서 압축이 금지된다.
H₂·C₂H₂·C₂H₄ 3%·산소 97%는 산소 중 이들 가스의 비율이 2% 이상이어서 압축이 금지된다.
산소 3%·H₂·C₂H₂·C₂H₄ 97%는 이들 가스 중 산소 비율이 2% 이상이어서 압축이 금지된다.

문제 54

고압가스 저장시설 기준에 있어서 가연성가스의 저장능력이 15000m³ 일 때 제1종 보호시설과의 안전거리 기준은?

110m

212m

317m

421m

정답 및 해설

가연성가스 저장능력이 15,000㎥이면 "1만 초과 2만 이하" 구간에 해당하여 제1종 보호시설과의 안전거리는 21m이다.

문제 55

다음 중 관리의 사이클을 가장 올바르게 표시한 것은? (단, A : 조처, C : 검토, D : 실행, P : 계획)

1P→C→A→D

2P→A→C→D

3A→D→C→P

4P→D→C→A

정답 및 해설

관리의 사이클은 계획(P) → 실행(D) → 검토(C) → 조처(A) 순서로 진행되는 PDCA 사이클이다.

문제 56

다음 중 절차계획에서 다루어지는 주요한 내용으로 가장 관계가 먼 것은?

1각 작업의 소요시간

2각 작업의 실시순서

3각 작업에 필요한 기계와 공구

4각 작업의 부하와 능력의 조정

정답 및 해설

절차계획(routing)은 각 작업의 실시 순서, 소요시간, 필요한 기계·공구 등 작업 방법과 절차를 정하는 계획이다.

반면 각 작업의 부하와 능력의 조정은 공수계획(부하계획)의 영역에 해당하므로 절차계획의 주요 내용과는 거리가 멀다.

문제 57

그림과 같은 계획공정도(Network)에서 주공정으로 옳은것은? (단, 화살표 밑의 숫자는 활동시간[단위:주]을 나타낸다.)

1①-②-⑤-⑥

2①-②-④-⑤-⑥

3①-③-④-⑤-⑥

4①-③-⑥

정답 및 해설

각 경로의 소요기간을 모두 더해 비교하면 ①-③-⑥ 경로가 45주로 가장 길어 주공정(critical path)이 된다.

①-②-⑤-⑥ : 10 + 20 + 12 = 42주
①-②-④-⑤-⑥ : 10 + 8 + 14 + 12 = 44주
①-③-④-⑤-⑥ : 15 + 0 + 14 + 12 = 41주
①-③-⑥ : 15 + 30 = 45주

문제 58

모집단을 몇 개의 층으로 나누고 각 층으로부터 각각 랜덤하게 시료를 뽑는 샘플링 방법은?

1층별 샘플링

22단계 샘플링

3계통 샘플링

4단순 샘플링

정답 및 해설

모집단을 여러 개의 층(부분집단)으로 나눈 뒤 각 층에서 무작위로 시료를 추출하는 방법을 층별 샘플링이라 한다.

문제 59

작업자가 장소를 이동하면서 작업을 수행하는 경우에 그 과정을 가공, 검사, 운반, 저장 등의 기호를 사용하여 분석하는 것을 무엇이라 하는가?

1작업자 연합작업분석

2작업자 동작분석

3작업자 미세분석

4작업자 공정분석

정답 및 해설

작업자가 이동하며 수행하는 작업 과정을 가공·검사·운반·저장 등의 공정분석 기호로 표현하여 분석하는 기법을 작업자 공정분석이라 한다.

동작분석이나 미세분석은 신체 동작 단위를, 연합작업분석은 작업자와 설비의 동시 작업 관계를 다루므로 이 문항의 정의와는 다르다.

문제 60

u 관리도의 관리상한선과 관리하한선을 구하는 식으로 옳은 것은?

정답 및 해설

$UCL,\ LCL=\bar{u}\pm 3\sqrt{\dfrac{\bar{u}}{n}}$
시료 크기가 커질수록 한계 폭이 좁아지는 성질과도 맞는다.

n 없이 $\bar{u}$ 의 제곱근만 쓴 식은 시료 크기가 일정한 c 관리도의 한계식이다.
3을 빼고 제곱근만 더하고 뺀 식은 $3\sigma$ 한계가 아니어서 관리한계가 되지 못한다.
n의 제곱근을 곱한 식은 시료 크기가 커질수록 한계 폭이 넓어져 방향이 반대다.