[가스기능장 필기] 04년 2회차
가스기능장 필기 기출문제

04년 2회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

04년 2회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음 반응식의 평형상수(K)를 올바르게 나타낸 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

평형상수는 생성물 농도의 곱을 반응물 농도의 곱으로 나눈 값이며, 각 농도에는 반응식의 계수를 지수로 붙인다.

제시된 반응은 N2+3H2⇌2NH3\mathrm{N_2}+3\mathrm{H_2}\rightleftharpoons 2\mathrm{NH_3} 이므로 평형상수는 K=[NH3]2[N2][H2]3K=\dfrac{[\mathrm{NH_3}]^{2}}{[\mathrm{N_2}][\mathrm{H_2}]^{3}} 가 된다.

계수를 지수가 아니라 농도 앞의 곱셈 인수로 적거나 생성물과 반응물의 자리를 뒤집은 식은 평형상수의 정의와 맞지 않는다.

문제 2
다음은 기체의 열용량에 관한 사항이다. 옳지 않은 것은?
1열용량이 크면 온도를 변화 시키기가 힘들다.
2이상기체의 몰 정압 열용량(Cp)와 몰 정용 열용량(Cv)의 차는 기체상수 R과 같다.
3공기에 대한 정압비열과 정용비열의 비 (Cp/Cv)는 1.40이다.
4정압 몰 열용량은 정압비열을 몰질량으로 나눈 값과 같다.
정답 및 해설

"정압 몰 열용량은 정압비열을 몰질량으로 나눈 값과 같다"는 설명은 옳지 않다.

몰 열용량은 비열(단위 질량당 열용량)에 몰질량을 곱한 값이지, 나눈 값이 아니다.

열용량이 크면 온도를 변화시키기 힘들다는 설명, 이상기체에서 Cp−Cv=RC_p - C_v = R이라는 관계, 공기의 Cp/Cv≈1.40C_p/C_v \approx 1.40이라는 값은 모두 올바른 설명이다.

문제 3
기체의 압력(P)이 감소하여 압력(P)이 0 인 한계상황에서 기체 분자의 상태는 어떻게 되는가?
1분자들은 점점 더 넓게 분산된다.
2분자들은 점점 더 조밀하게 응집된다.
3분자들은 아무런 영향을 받지 않는다.
4분자들은 분산과 응집의 균형을 유지한다.
정답 및 해설

압력이 점점 낮아져 P→0P\to0에 가까워지는 한계 상황에서는 기체 분자들이 점점 더 넓게 흩어져 분산된다.

일정한 온도와 몰수에서 압력이 낮아지면 이상기체 상태방정식에 따라 부피는 무한히 커지므로, 분자 사이의 평균 거리가 멀어지고 분자 자체의 부피나 분자 간 상호작용은 무시할 수 있을 만큼 작아진다.

이는 실제기체가 이상기체 거동에 가장 가까워지는 조건이기도 하다.

문제 4
비리알전개(Virial expansion)는 Z=PV/RT= 1+ B′P + C′P2+ D′P3 + ...로 표현된다. 기체의 압력이 0 에 가까워지면 Z의 값은?
1∞ 가 된다.
20 에 가까워진다.
31 에 가까워진다.
4아무 영향을 받지 않는다.
정답 및 해설

기체의 압력이 0에 가까워지면 압축인자 Z는 1에 가까워진다.

비리알전개 Z=1+B′P+C′P2+D′P3+⋯Z = 1 + B'P + C'P^2 + D'P^3 + \cdots에서 P→0P \to 0이면 PP를 포함한 모든 항이 0으로 수렴한다.

따라서 Z→1Z \to 1이 되어 이상기체와 같은 거동을 하게 된다.

문제 5
밀폐된 용기내에 1atm, 27℃로 프로판과 산소가 2:8의 비율로 혼합되어 있으며, 그것이 연소하여 아래와 같은 반응을 발생하고 화염온도는 3000K가 되었다고 한다. 이 용기내에 발생하는 압력은 얼마인가? (단, 내용적 변화는 없다.)
12atm
26atm
312atm
414atm
정답 및 해설

반응식 2C3H8+8O2→6H2O+4CO2+2CO+2H22\mathrm{C_3H_8}+8\mathrm{O_2}\rightarrow 6\mathrm{H_2O}+4\mathrm{CO_2}+2\mathrm{CO}+2\mathrm{H_2} 에서 반응 전 몰수는 2+8=102+8=10, 반응 후 몰수는 6+4+2+2=146+4+2+2=14 다.

내용적이 변하지 않으므로 P2=P1×n2n1×T2T1=1×1410×3000300P_2=P_1\times\dfrac{n_2}{n_1}\times\dfrac{T_2}{T_1}=1\times\dfrac{14}{10}\times\dfrac{3000}{300} 이고, 계산하면 14 atm이다.

27℃가 300 K이므로 온도 상승으로 10배, 몰수 증가로 1.4배가 되어 합쳐서 14배가 되는 셈이다.

문제 6
일산화탄소와 공기의 혼합가스는 압력이 높아지면 폭발 범위는 어떻게 변화되는가? (단, 완전 건조된 공기임.)
1증대된다.
2좁아진다.
3넓어진다.
4변화없다.
정답 및 해설

일산화탄소와 공기의 혼합가스는 압력이 높아지면 폭발범위가 좁아진다.

대부분의 가연성 가스는 압력이 높아질수록 폭발범위(특히 상한)가 넓어지지만, 일산화탄소는 예외적으로 압력이 상승하면 폭발범위가 좁아지는 특이한 거동을 보인다.

이 때문에 일산화탄소는 압력 조건에 따른 폭발위험 평가에서 다른 가연성 가스와 다르게 취급해야 하는 대표적인 예외 사례로 다뤄진다.

문제 7
밀폐된 용기 중에서 공기의 압력이 10atm 일 때 N2의 분압은 얼마인가? (단, 공기 중 질소의 비는 0.21로 한다.)
17.9 atm
29.1 atm
311.8 atm
412.7 atm
정답 및 해설

질소의 분압은 7.9 atm이다.

돌턴의 분압법칙에서 성분기체의 분압은 Pi=P×xiP_i = P \times x_i(전압 × 성분의 몰분율)로 구한다.

공기의 체적(몰) 조성은 산소 약 0.21, 질소 약 0.79이므로, 전압이 10 atm일 때 질소의 분압은 PN2=10×0.79=7.9 atmP_{N_2} = 10 \times 0.79 = 7.9\ \mathrm{atm}이다.

문제에 제시된 0.21은 공기 중 산소의 조성비에 해당하는 값이며, 질소는 나머지 0.79로 계산한다는 점에 주의한다.

문제 8
에탄이 완전연소 할 때 에탄1몰 당 발열량(Q)를 구하면? (단, CO2(g), H2O(g), C2H6(g)의 생성열은 1몰당 각각 94.1kcal, 57.8kcal, 20.2kcal이다.)
1214.4 kcal/mol
2259.4 kcal/mol
3301.4 kcal/mol
4341.4 kcal/mol
정답 및 해설

반응열은 생성물의 생성열 합에서 반응물의 생성열 합을 뺀 값이므로, 에탄의 완전연소식에 대해 Q=(2×94.1+3×57.8)−20.2Q=(2\times94.1+3\times57.8)-20.2 로 구한다.

2×94.1=188.22\times94.1=188.2, 3×57.8=173.43\times57.8=173.4 이고 두 값의 합 361.6에서 에탄의 생성열 20.2를 빼면 341.4 kcal/mol이 된다.

산소는 홑원소 물질이어서 생성열이 0이므로 반응물 쪽 계산에 들어가지 않는다.

문제 9
고압가스 장치로부터 미량의 가스가 대기중에 누출될 경우 가스의 검지에 사용되는 시험지와 색의 변화상태가 올바르게 연결된 것은?
1암모니아 - KI전분지 - 청색
2염소 - 적색 리트머스지 - 청색
3아세틸렌 - 염화제1구리 - 적갈색
4일산화탄소 - 초산연시험지 - 갈색
정답 및 해설

가스 검지 시험지와 변색 상태가 올바르게 연결된 것은 아세틸렌을 염화제1구리 착염지에 접촉시키면 적갈색으로 변하는 반응이다.

아세틸렌은 구리와 반응해 폭발성이 있는 아세틸라이드를 생성하는 성질이 있어, 이 반응을 이용한 염화제1구리 시험지가 적갈색으로 변색되는 것을 아세틸렌 검지에 활용한다.

  • 암모니아는 적색 리트머스지를 청색으로 변색시키는 것이 일반적인 검지법이며, KI전분지로 검지하는 가스는 암모니아가 아니다.
  • 염소는 KI전분지(요오드화칼륨 전분지)를 청변시키는 것으로 검지하며, 적색 리트머스지 반응은 염소가 아닌 암모니아의 검지법이다.
  • 일산화탄소는 염화팔라듐지를 흑변시켜 검지하며, 초산연시험지로 검지되는 가스는 황화수소다.
문제 10
액화된 LPG 1L는 약 250L의 가스로 기화된다. 10㎏의 액화된 LPG는 몇 m3의 가스로 기화되는가? (단, 비중은 0.5로 한다.)
10.5
25
30.1
410
정답 및 해설

10kg의 액화 LPG는 약 5 m³의 가스로 기화된다.

비중이 0.5이므로 액체 1L의 질량은 0.5kg이고, 10kg의 액화 LPG 부피는 100.5=20 L\dfrac{10}{0.5} = 20\ \mathrm{L}이다.

액체 1L가 기화하면 약 250L의 가스가 되므로, 기화되는 가스량은 20×250=5,000 L=5 m320 \times 250 = 5{,}000\ \mathrm{L} = 5\ \mathrm{m^3}이다.

문제 11
다음 가스 중 폭발범위가 가장 넓은 것은?
1아세틸렌(C2H2)
2수소(H2)
3일산화탄소(CO)
4프로판(C3H8)
정답 및 해설

나열된 가스 중 아세틸렌은 공기 중 폭발범위가 약 2.5~81%로 가장 넓다.

수소는 약 4~75%, 일산화탄소는 약 12.5~74%, 프로판은 약 2.1~9.5%로 아세틸렌보다 범위가 좁다.

폭발범위가 넓을수록 사고 위험이 크므로 아세틸렌은 가스 안전관리에서 특히 엄격하게 다뤄진다.

문제 12
수소가스(H2)의 공업적 제조법에 속하지 않는 것은?
1물의 전기분해법
2공기액화 분리법
3수성가스법
4석유분해법
정답 및 해설

공기액화 분리법은 공기를 냉각·액화한 뒤 비등점 차이로 산소와 질소를 분리해내는 방법으로, 수소 제조법이 아니라 산소·질소의 공업적 제조법이다.

물의 전기분해법, 수성가스법(코크스에 수증기를 반응시켜 일산화탄소와 수소를 얻는 방법), 석유(탄화수소) 분해법은 모두 실제 수소를 얻는 대표적인 공업적 제조법이다.

문제 13
암모니아의 특징에 대한 설명으로 적당하지 못한 것은?
1임계온도는 133℃ 이고 응축기용 냉각수의 온도가 조금 상승하더라도 응축될 수 있다.
2대기압하의 증발온도는 -33.3℃이므로 증발온도 -33.3 ℃ 이하일 때는 진공운전이 된다.
3기준 냉동 사이클에서 증발압력은 2.4kg/cm2a, 응축압력은 15kg/cm2a 이다.
4응고점은 -77.7℃로 비교적 냉매로서 높은편 이며 초저온용에는 부적합하다.
정답 및 해설

암모니아의 표준 냉동사이클(증발 -15℃·응축 30℃ 기준)에서 압력은 증발측 약 2.4kgf/cm², 응축측 약 11.9kgf/cm² 수준이다(모두 절대압력).

제시된 응축압력 15kgf/cm²는 실제보다 높게 표기된 수치다.

임계온도 133℃, 대기압하 증발온도 -33.3℃, 응고점 -77.7℃는 암모니아의 실제 물성과 부합한다.

문제 14
다음은 산소(gas)의 성질을 나타낸 것이다. 틀린 것은?
1비점은 약 -182.97℃ 이다.
2임계압력은 50.1 atm 이다.
3임계온도는 약 -118.4℃ 이다.
4표준상태에서의 밀도는 0.715 g/L 이다.
정답 및 해설

산소의 표준상태 밀도는 분자량 32를 기체 1몰 부피 22.4L로 나눈 값이므로 3222.4≈1.43 g/L\dfrac{32}{22.4} \approx 1.43\ \mathrm{g/L}이다.

제시된 0.715g/L는 실제 값의 절반 수준으로 틀린 수치다.

비점 -182.97℃, 임계압력 50.1atm, 임계온도 -118.4℃는 산소의 실제 물성값과 일치한다.

문제 15
시안화수소(HCN)에 대한 설명 중 옳은 것은?
1허용 농도는 10 ppb 이다.
2충전한 후 30일을 경과 할 수 없다.
3충전시 수분이 1% 이면 안정하다.
4누출 검지제로는 질산구리벤젠지이다.
정답 및 해설

시안화수소(HCN) 누출 여부는 질산구리벤젠지를 이용해 검지하며, 누출 시 청색으로 변색된다.

  • 허용농도는 ppb 단위가 아니라 ppm 단위(약 10ppm)로 관리된다.
  • 순도가 낮은 시안화수소는 충전 후 60일을 경과할 수 없다는 규정이 있어 30일이라는 값은 틀렸다.
  • 충전시 수분이 있으면 중합이 촉진되어 중합폭발 위험이 커지므로, 수분 1%는 안정이 아니라 위험한 조건이다.
문제 16
다음 중 암모니아의 완전연소반응식을 올바르게 나타낸 것은?
12NH3 + 2O2 → N2O + 3H2O
24NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
3NH3 + 2O2 → HNO3 + H2O
44NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
정답 및 해설

암모니아를 완전연소시키면 질소와 물이 생성되며, 반응식은 4NH3+3O2→2N2+6H2O4\mathrm{NH_3} + 3\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{N_2} + 6\mathrm{H_2O}로 원자수가 양변에서 균형을 이룬다.

질소 4원자, 수소 12원자, 산소 6원자가 좌우변에서 각각 일치하므로 이 식이 올바른 완전연소 반응식이다.

문제 17
증기와 가스와의 다른점을 구별하는 조건으로 맞지 않는 것은?
1분자간의 거리
2분자의 온도
3분자의 무게
4분자의 크기
정답 및 해설

증기와 가스는 물질 고유의 임계온도를 기준으로 구별되며, 이 임계온도는 분자간 거리(인력), 분자의 무게, 분자의 크기 같은 물질 고유의 성질에 의해 정해진다.

반면 분자의 온도는 그 물질이 처한 상태 조건일 뿐 물질을 구별짓는 고유한 성질이 아니므로, 증기와 가스를 나누는 기준이 될 수 없다.

문제 18
지름 45㎜의 축의 보스길이 50㎜인 기어를 고정시킬 때 축에 걸리는 최대 토오크가 20,000㎏∙㎜일 경우 키이(b=12㎜, h=8㎜)에 발생되는 압축응력은?
12.5㎏/mm2
24.5㎏/mm2
33.5㎏/mm2
45.5㎏/mm2
정답 및 해설

키에 걸리는 압축응력은 토오크로부터 구한 접선력을 키 높이의 절반이 받는 면적으로 나누어 구한다.

접선력: P=2Td=2×2000045≈888.9 kgP = \dfrac{2T}{d} = \dfrac{2 \times 20000}{45} \approx 888.9\ \mathrm{kg}

압축응력: σc=Pl×h2=888.950×4≈4.44 kg/mm2\sigma_c = \dfrac{P}{l \times \dfrac{h}{2}} = \dfrac{888.9}{50 \times 4} \approx 4.44\ \mathrm{kg/mm^2}

따라서 이 키에 발생하는 압축응력은 약 4.5kg/mm² 수준이다.

문제 19
액화 탄산가스 100kg을 용적 50L의 용기에 충전시키기 위해서는 몇개의 용기가 필요한가? (단, 가스충전 계수는 1.34이다.)
11개
23개
35개
47개
정답 및 해설

필요한 용기 수는 총 충전량을 용기 1개당 충전 가능량으로 나누어 구하며, 용기 1개당 충전량은 내용적을 충전정수로 나눈 값이다.

G=VC=501.34≈37.3 kgG = \dfrac{V}{C} = \dfrac{50}{1.34} \approx 37.3\ \mathrm{kg}

10037.3≈2.68\dfrac{100}{37.3} \approx 2.68이므로 소수점을 올려 용기 3개가 필요하다.

문제 20
배관에서 지름이 다른 관을 연결하는데 사용하는 것은?
1소켓
2레듀사
3플랜지
4크로스
정답 및 해설

레듀사(reducer)는 지름이 서로 다른 두 관을 연결할 때 사용하는 이음쇠다.

소켓은 같은 지름의 관을 직선으로 잇는 데, 플랜지는 관 끝을 볼트로 결합하는 데, 크로스는 네 방향으로 관을 분기하는 데 쓰여 지름이 다른 관 연결이라는 목적과는 맞지 않는다.

문제 21
다음 설명 중 초저온장치의 단열법에 대해서 옳지 않은 것은?
1단열재는 습기가 없어야 한다.
2온도가 낮은 기기일수록 전열에 의한 침입열이 크다.
3단열재는 균등하게 충전하여 공동이 없도록 해야한다.
4단열재는 산소 또는 가연성의 것을 취급하는 장치이외에는 불연성이 아니라도 좋다.
정답 및 해설

초저온장치의 단열재는 취급 가스의 종류와 관계없이 항상 불연성 또는 난연성 재료를 사용해야 하므로, 산소·가연성가스를 다루는 장치가 아니면 불연성이 아니어도 된다는 설명은 옳지 않다.

단열재에 습기가 없어야 하고, 온도가 낮을수록 내외부 온도차가 커져 전열에 의한 침입열이 커지며, 공동(빈틈) 없이 균등하게 충전해야 한다는 나머지 설명은 초저온 단열의 기본 원칙에 맞는다.

문제 22
다음 중 터어보 압축기의 구성부분이 아닌 것은?
1임펠러
2디퓨저
3액스트레이너
4석션가이드베인
정답 및 해설

액(液)스트레이너는 냉동장치 등에서 냉매액 중의 이물질을 걸러내는 부속품으로, 터어보(원심) 압축기 본체의 구성부분이 아니다.

임펠러(회전날개), 디퓨저(속도를 압력으로 바꾸는 확산부), 석션가이드베인(흡입 안내깃)은 모두 터어보 압축기 본체를 이루는 핵심 부품이다.

문제 23
케이싱내에 암로우터 및 숫로우터의 회전운동에 의해 압축되어 진동이나, 맥동이 없고 연속송출이 가능한 용적형압축기는?
1콤파운드 압축기
2축류 압축기
3터보식 압축기
4스크류 압축기
정답 및 해설

스크류 압축기는 케이싱 안에서 암로우터와 숫로우터가 서로 맞물려 회전하며 가스를 압축하는 용적형(회전식) 압축기로, 왕복동식과 달리 진동·맥동이 적고 연속적인 송출이 가능하다.

콤파운드 압축기는 다단압축 구성을 가리키는 말이고, 축류·터보 압축기는 임펠러 회전에 의한 원심(터보)형 압축기여서 문제에서 설명하는 로우터 맞물림 구조와는 다르다.

문제 24
고압장치 배관내를 흐르는 유체가 고온이면 열응력이 발생한다. 이 열응력을 대응하기 위한 이음이 아닌 것은?
1벨로우즈 이음
2슬리이브 이음
3U 벤드
4유니언 이음
정답 및 해설

유니언 이음은 배관을 분해·조립하기 쉽도록 만든 단순 연결 이음으로, 열팽창에 따른 신축을 흡수하는 기능은 없다.

벨로우즈 이음, 슬리이브 이음, U벤드는 모두 배관이 열에 의해 늘어나거나 줄어들 때 그 변위를 흡수해 열응력을 완화시키는 신축이음 방식이다.

문제 25
냉각탑(cooling tower)에 관한 기술 중 맞는 것은?
1냉동기의 냉각수가 흡수한 열을 외기에 방사하고 온도가 내려간 물을 재순환 시키는 장치이다.
2오염된 공기를 깨끗하게 하며 동시에 공기를 냉각하는 장치이다.
3찬 우물물을 냉각시켜 공기를 냉각시키는 장치이다.
4냉매를 통과시켜 공기를 냉각시키는 장치이다.
정답 및 해설

냉각탑은 응축기에서 냉매의 열을 흡수해 뜨거워진 냉각수를 대기 중으로 방열시켜 온도를 낮춘 뒤, 그 물을 다시 응축기로 순환시켜 재사용하는 장치이다.

공기를 정화하거나 우물물로 공기를 냉각하거나 냉매로 직접 공기를 냉각하는 장치가 아니라, 냉각수를 재순환시키는 열교환 설비라는 점이 핵심이다.

문제 26
다음 독성가스와 제해제(除害制)의 조합 중 틀린 것은?
1염소 - 가성소다(NaOH)수용액, 탄산소다(Na2CO3)수용액
2암모니아 - 염산 및 질산 수용액
3시안화수소 - 가성소다 수용액
4아황산가스 - 가성소다 수용액
정답 및 해설

암모니아의 제해제는 다량의 물이며, 염산이나 질산 수용액을 사용하지 않는다.

염소는 가성소다·탄산소다 수용액, 시안화수소는 가성소다 수용액, 아황산가스는 가성소다 수용액으로 각각 중화·흡수하는 것이 맞는 조합이다.

문제 27
초저온 액화가스취급시 생기기 쉬운 사고발생 원인으로 틀린 것은?
1가스에 의한 질식사고
2화학적 변화에 따른 사고
3저온 때문에 생기는 물리적변화
4가스의 증발에 따른 압력의 이상 상승
정답 및 해설

초저온 액화가스 취급 사고는 주로 가스 누출에 따른 질식, 저온에 의한 재료의 취성 등 물리적 변화, 액화가스가 증발하며 부피가 급격히 커져 생기는 압력의 이상 상승에서 비롯된다.

반면 화학적 변화에 따른 사고는 초저온이라는 조건 자체보다 취급 가스의 반응성에서 기인하는 것이어서, 초저온 액화가스 특유의 사고 원인으로 보기 어렵다.

문제 28
가스도매사업의 가스공급시설 중 배관 설치시 시가지외의 도로 노면 밑에 매설하는 경우 노면으로부터 배관외면까지의 깊이는 몆 m 이상으로 해야하는가?
11.0m
21.2m
31.5m
42.0m
정답 및 해설

가스도매사업의 배관을 시가지 외의 도로 노면 밑에 매설하는 경우, 노면으로부터 배관 외면까지의 깊이는 1.2m 이상을 유지해야 한다.

시가지 안의 도로에 매설하는 경우보다 매설 깊이 기준이 완화되어 있는 것이 특징이다.

문제 29
고압가스특정제조의 시설기준 중 산소의 저장능력이 4만m3를 초과한 경우 제2종 보호시설까지의 안전거리는 얼마이상을 유지해야 하는가?
18 m
212 m
314 m
416 m
정답 및 해설

가연성·독성가스가 아닌 산소의 경우, 저장능력이 클수록 보호시설까지의 안전거리도 단계적으로 늘어나며, 저장능력 4만m³를 초과하는 구간에서 제2종 보호시설까지의 거리는 14m 이상이다.

저장능력 구간이 3만m³초과~4만m³이하일 때는 13m, 2만m³초과~3만m³이하일 때는 11m로 단계별로 거리가 늘어나는 표를 따른다.

문제 30
고압가스일반제조의 시설기준 중 가연성가스 제조설비의 전기설비는 방폭성능을 가지는 구조이여야 한다. 다음 중 제외 대상이 되는 가스는?
1에탄 및 염화메탄
2암모니아 및 브롬화메탄
3에틸아민 및 아세트알데히드
4프로필렌 및 수소
정답 및 해설

암모니아 및 브롬화메탄은 다른 가연성가스에 비해 폭발범위가 좁고 점화하기 어려워, 가연성가스 제조설비의 전기설비에 요구되는 방폭성능 규정에서 제외되는 예외 가스로 인정된다.

에탄·염화메탄, 에틸아민·아세트알데히드, 프로필렌·수소는 모두 일반적인 가연성가스로 방폭구조 적용 대상에 해당한다.

문제 31
도시가스사업법상 정압기실의 설치기준으로 옳지 않은 것은?
1지하 정압기실은 침수방지 조치를 할 것
2정압기지에는 가스공급 시설외 시설물을 설치하지 아니 할 것
3지하에 설치하는 정압기실 천정 바닥 벽 두께는 20cm이상으로 할 것
4정압기를 설치한 장소는 계기실, 전기실등과 구분하고 누출된 가스가 계기실등으로 유입되지 않도록 할 것
정답 및 해설

지하에 설치하는 정압기실은 천장·바닥 및 벽의 두께를 각각 30cm 이상의 방수조치를 한 철근콘크리트로 하도록 정하고 있으므로, 20cm 이상이면 된다는 설명은 기준에 미달한다.

지하 정압기실의 침수방지 조치, 정압기지에 가스공급시설 외의 시설물 설치 금지, 계기실·전기실 등과 구분해 누출가스가 유입되지 않도록 하는 것은 정압기실 설치기준에 맞는 내용이다.

문제 32
일반도시가스사업의 가스공급시설의 시설기준에관한사항이다. 틀린 것은?
1최고사용압력이 저압인 경우 가스발생기 외면으로 부터 사업장의 경계까지의 거리는 5m 이상을 유지 해야한다.
2최고사용압력이 중압인 경우 가스홀더 외면으로 부터 사업장의 경계까지의 거리는 10m 이상을 유지 해야한다.
3최고사용압력이 고압인 경우 가스혼합기 외면으로 부터 사업장의 경계까지의 거리는 3m 이상을 유지 해야 한다.
4최고사용압력이 고압인 경우 가스정제설비 외면으로 부터 사업장의 경계까지의 거리는 20m 이상을 유지 해야한다.
정답 및 해설

가스혼합기·가스정제설비·배송기·압송기 같은 가스공급시설의 부대설비는 외면으로부터 사업장 경계까지 3m 이상을 유지하되, 최고사용압력이 고압인 경우에는 20m 이상을 유지해야 한다.

따라서 고압인 가스혼합기의 거리를 3m 이상으로 적은 설명은 기준에 맞지 않는다.

가스발생설비·가스홀더는 최고사용압력이 저압이면 5m, 중압이면 10m, 고압이면 20m 이상으로, 압력 단계가 높아질수록 경계까지의 거리가 커진다.

문제 33
탄소강에 있어서 퍼얼라이트(pearlite) 조직을 가진 재료의 브리넬경도(HB)로서 옳은 값은?
180
2200
3800
4920
정답 및 해설

탄소강의 조직별 브리넬경도(HB)는 페라이트 약 80, 퍼얼라이트 약 200, 시멘타이트 약 800 수준으로 알려져 있다.

퍼얼라이트는 페라이트와 시멘타이트가 층상으로 섞인 조직으로 페라이트보다 단단하지만 시멘타이트보다는 무른 중간 정도의 경도를 가지므로 200이 해당된다.

문제 34
실제기체가 이상기체처럼 행동하는 경우는?
1높은 압력과 높은 온도
2낮은 압력과 높은 온도
3높은 압력과 낮은 온도
4낮은 압력과 낮은 온도
정답 및 해설

실제기체는 분자 자체의 부피와 분자 간 인력의 영향이 작을수록 이상기체 상태방정식에 가까워진다.

따라서 압력이 낮고 온도가 높을 때 분자 간 거리가 멀어지고 운동이 활발해져 실제기체가 이상기체에 가깝게 행동한다.

문제 35
냉매의 구비조건이 아닌 것은?
1성적계수가 클 것
2열전도율이 작을 것
3응축압력이 낮을 것
4유체의 점성이 작을 것
정답 및 해설

냉매는 열교환 효율을 높이기 위해 열전도율이 커야 하므로, 열전도율이 작을 것이라는 조건은 냉매가 갖춰야 할 성질과 반대된다.

성적계수가 크고, 응축압력이 낮으며, 점성이 작은 것은 실제로 좋은 냉매가 갖춰야 할 조건에 해당한다.

문제 36
고압가스안전장치(밸브) 종류가 아닌 것은?
1안전밸브
2가용전
3파열판
4바이패스밸브
정답 및 해설

가용전(fusible plug)은 일정 온도에서 저융점 합금이 녹아 내부 가스를 방출하는 온도 작동식 부품으로, 압력에 의해 작동하는 안전밸브류와는 성격이 다르다.

안전밸브, 파열판, 바이패스밸브는 모두 설비의 압력이 규정치를 넘을 때 압력을 빼주거나 우회시키는 압력 관련 안전장치에 해당한다.

문제 37
희가스(O족 원소)의 성질중 맞지 않는 항목은?
1상온에서 무색, 무미, 무취이다.
2원자가는 8 이고, 불안정한 물질이다.
3방전관 중에서 특이한 스펙트럼을 발한다.
4단원자 분자이므로 분자량과 원자량은 같다.
정답 및 해설

희가스(0족/18족 원소)는 최외각 전자가 채워져 있어 다른 원자와 결합하려 하지 않으므로 원자가는 0이며 화학적으로 매우 안정한 물질이다.

원자가가 8이고 불안정하다는 설명은 희가스의 실제 성질과 반대되며, 상온에서 무색·무미·무취라는 점과 방전관에서 특이한 스펙트럼을 낸다는 점, 단원자 분자여서 분자량과 원자량이 같다는 점은 희가스의 실제 특징과 일치한다.

문제 38
포스겐 가스를 가수분해하면 무엇이 생성되는가?
1CO, CO2
2CO, Cl
3CO2, HCl
4H2CO3, HCl
정답 및 해설

포스겐(COCl2\mathrm{COCl_2})은 물과 반응(가수분해)하면 COCl2+H2O→CO2+2HCl\mathrm{COCl_2} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{CO_2} + 2\mathrm{HCl}의 반응식에 따라 이산화탄소와 염화수소를 생성한다.

이 가수분해 반응은 포스겐이 습기와 만나면 분해되는 성질을 보여주며, 그래서 포스겐을 다룰 때 수분 접촉을 피해야 하는 이유이기도 하다.

문제 39
가스관의 용접 접합시의 잇점이 아닌 것은?
1관단면의 변화가 많다.
2돌기부가 없어서 시공이 용이하다.
3접합부의 강도가커서 배관용적을 축소할 수 있다.
4누출의 염려가 없고 시설유지비가 절감된다.
정답 및 해설

용접접합은 나사이음이나 플랜지이음과 달리 관 단면의 변화가 거의 없다는 점이 장점이므로, 관단면의 변화가 많다는 설명은 용접접합의 실제 이점과 반대된다.

돌기부가 없어 시공이 쉽고, 접합부 강도가 커서 배관용적을 줄일 수 있으며, 누출 우려가 적어 유지비가 절감되는 것은 실제 용접접합의 장점에 해당한다.

문제 40
메탄가스에 대한 설명 중 맞는 것은?
1메탄의 폭발범위는 5-25% 이다.
2수분을 함유한 메탄은 금속을 급격히 부식시킨다.
3공기중에 메탄가스 3% 함유된 혼합기체에 점화하면 폭발한다.
4고온에서 니켈촉매를 사용하여 수증기와 작용하면 일산화탄소와 수소를 생성한다.
정답 및 해설

메탄은 고온에서 니켈 촉매를 이용해 수증기와 반응시키면 CH4+H2O→CO+3H2\mathrm{CH_4} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{CO} + 3\mathrm{H_2}의 수증기 개질 반응으로 일산화탄소와 수소를 생성한다.

  • 메탄의 폭발범위는 약 5~15%로, 5~25%라는 범위는 실제보다 넓게 제시된 값이다.
  • 메탄 자체는 금속을 급격히 부식시키는 성질이 없다.
  • 공기 중 메탄 농도가 폭발하한(약 5%)보다 낮은 3%에서는 점화해도 폭발이 일어나지 않는다.
문제 41
다음 가스중 금속에 대한 부식성이 거의 없고 독성이 없으나 최근 오존층 파괴의 주요 물질로 사용규제를 받고 있는 물질은?
1시안화수소(HCN)
2산화에틸렌(C2H4O)
3프레온(CH3CClF2)
4불화수소(HF)
정답 및 해설

프레온(CFC)은 금속에 대한 부식성과 독성이 거의 없어 냉매로 널리 쓰였지만, 대기 중에서 분해되며 오존층을 파괴하는 물질로 밝혀져 사용이 규제받고 있다.

시안화수소, 산화에틸렌, 불화수소는 모두 독성이 있거나 금속 부식성을 가져 이 설명에 맞지 않는다.

문제 42
염소의 성질 중 적합한 것은?
1염소는 암모니아로 검출 할 수 있다.
2염소는 물의 존재없이 표백작용을 한다.
3완전히 건조된 염소는 철과 잘 반응한다.
4염소 폭명기는 냉암소에서도 폭발하여 염화수소가 된다.
정답 및 해설

염소는 누출되었을 때 암모니아수를 가까이 대면 염화암모늄의 흰 연기가 발생하는 반응을 이용해 검출할 수 있다.

  • 염소의 표백작용은 물이 있어야 일어나며, 물이 없으면 표백작용을 하지 않는다.
  • 완전히 건조된 염소는 철과 거의 반응하지 않아 건조 상태로는 철제 용기·배관에 사용할 수 있다.
  • 염소 폭명기(수소와 염소의 혼합기체)는 냉암소가 아니라 직사광선 등 빛을 받을 때 폭발적으로 반응해 염화수소가 된다.
문제 43
공기액화장치에 아세틸렌 가스가 혼입되면 안되는 이유로 맞는 것은?
1배관내에서 동결되어 막히므로
2산소의 순도가 나빠지기 때문에
3질소와 산소의 분리가 방해되므로
4분리기내의 액체산소탱크에 들어가 폭발하기 때문에
정답 및 해설

아세틸렌이 공기액화장치에 섞여 들어가면 분리기 내부의 액체산소탱크에 축적되었다가 농축된 산소와 반응해 폭발을 일으킬 위험이 있기 때문에 혼입되어서는 안 된다.

단순히 배관이 막히거나 산소 순도가 떨어지거나 질소·산소 분리가 방해되는 정도의 문제가 아니라, 폭발이라는 중대한 사고로 직결되는 것이 핵심 이유다.

문제 44
아세틸렌을 용기에 충전할 때 충전 중의 압력은 얼마이하로 해야하는가?
11.5MPa
22.5MPa
33.5MPa
44.5MPa
정답 및 해설

고압가스 안전관리 기준상 아세틸렌을 용기에 충전할 때는 충전 중의 압력을 2.5MPa 이하로 유지해야 한다.

충전이 끝난 뒤에는 15℃에서 압력이 1.5MPa 이하로 내려갈 때까지 정치해 두어야 하는데, 이는 아세틸렌이 압력에 민감해 분해폭발 위험이 크기 때문이다.

문제 45
고압가스일반제조 시설의 저장탱크에 설치하는 긴급차단 장치의 설치기준으로 올바른 것은?
1특수반응설비 또는 고압가스설비마다 설치 할 경우 상용압력에 1.1배 이상의 압력에 견디어야한다.
2액상의가연성가스 독성가스를 이입하기 위해 설치된 배관에는 역류방지밸브로 대신 할 수 있다.
3긴급차단장치에 속하는 밸브외 1개의 밸브를 배관에 설치하고 항상 개방시켜 둔다.
4가연성가스 저장탱크의 외면으로 부터 10m이상 떨어진 위치에 설치해야 한다.
정답 및 해설

저장탱크에 액상의 가연성가스·독성가스를 이입(주입)하기 위해서만 설치된 배관에는 긴급차단장치 대신 역류방지밸브를 설치하는 것으로 대신할 수 있다.

가연성가스 저장탱크의 긴급차단장치 조작위치는 저장탱크 외면으로부터 5m 이상 떨어진 곳에 두는 것이 기준이어서, 10m 이상이라는 설명은 실제 기준보다 과도하게 늘려 제시된 값이다.

문제 46
고압가스용 압력계에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?
1모든 압력계의 눈금 시험은 기름을 이용하여 시험한다.
2암모니아용은 강제를 사용한다.
3압력이 급격히 올라가면 브르돈관의 온도는 700℃까지 올라가 위험하다.
4아세틸렌용의 브르돈관은 62% 이상의 동합금제를 사용하면 안된다.
정답 및 해설

모든 압력계의 눈금 시험을 기름으로 한다는 설명은 틀렸다.

산소 등 조연성·산화성 가스용 압력계는 기름과 접촉하면 발화·폭발 위험이 있어, 기름 대신 물이나 글리세린 등 유지류가 아닌 액체를 써서 눈금을 시험한다.

  • 암모니아는 동을 부식시키므로 압력계에 강제를 사용하는 것은 맞는 설명이다.
  • 급격한 압력 상승 시 단열압축으로 브르돈관 내부 온도가 700∘C700^{\circ}\mathrm{C} 부근까지 치솟을 수 있다는 것도 맞는 설명이다.
  • 아세틸렌은 동과 반응해 폭발성 화합물을 만들므로 동함유량 62% 이상 합금 사용을 금지한다는 것도 맞는 설명이다.
문제 47
고압가스안전관리법상 고압가스 제조허가의 종류에 해당되지 않는 것은?
1냉동제조허가
2특정설비제조허가
3고압가스특정제조허가
4고압가스일반제조허가
정답 및 해설

제조허가 종류에 속하지 않는 것은 특정설비제조다.

고압가스안전관리법상 제조허가는 고압가스특정제조허가·고압가스일반제조허가·고압가스충전허가·냉동제조허가로 구분된다.

용기·냉동기·특정설비의 제조는 허가가 아니라 별도의 등록 대상이므로, 특정설비제조는 허가의 종류에 포함되지 않는다.

문제 48
안전관리자의 업무에 속하는 않는 것은?
1액화석유가스 특정사용자의 액화석유가스사용시설의 안전관리
2사업소의 종사자에 대한 안전관리를 위하여 필요한 지휘 감독
3수요자의 의무이행 조사 및 감독
4그 밖의 위해방지조치
문제 49
용기에 충전하는 작업을 할 때 작업자가 행하는 조작으로 직접 위험이 생기는 것은?
1잔가스용기에 마개를 했다.
2고압가스 충전용기에 저압가스를 충전했다.
3충전밸브 닫는 것을 잊고 용기밸브에서 충전 밸브를 분리했다.
4충전용기에 충전할 때 저울의 눈금이 틀려 10㎏용기에 9.5㎏을 충전했다.
정답 및 해설

직접적 위험은 충전밸브를 열어둔 채 용기밸브에서 분리한 조작에서 생긴다.

충전밸브 닫는 것을 잊고 충전배관을 용기밸브에서 떼어내면 그 순간 고압가스가 그대로 분출되어 화재·질식 등 즉각적인 사고로 이어진다.

  • 잔가스용기에 마개를 한 것은 오히려 안전을 위한 정상 조치다.
  • 고압가스 충전용기에 저압가스를 충전한 것은 용기 규격상 문제이지 그 자리에서 즉각 위험이 터지는 조작은 아니다.
  • 저울 눈금 오차로 정량보다 적게 충전한 것은 과충전이 아니므로 직접적 위험과는 거리가 있다.
문제 50
다음 중 허용농도에 대한 설명으로 맞는 것은?
1건강한 사람이 그 분위기 속에서 호흡하면 단시간이내에 사망하는 한계농도
2건강한 성인남자가 그 분위기 속에서 1일 8시간 작업하는 경우 이상 없는 농도
3동물실험에 의해 급성장해를 일으켜 위험한 농도
4사람이 그 분위기 속에서 호흡할 때 50%가 장해를 받는 농도
정답 및 해설

허용농도는 건강한 성인남자가 1일 8시간 작업해도 이상이 없는 농도를 뜻한다.

이는 장시간·반복 노출을 기준으로 한 TLV(Threshold Limit Value) 개념으로, 만성적인 직업 노출 관리를 위한 기준이다.

  • 단시간 호흡으로 사망하는 농도는 급성 치사농도 개념이지 허용농도가 아니다.
  • 동물실험으로 급성장해를 일으키는 농도 역시 허용농도와는 다른 독성시험 지표다.
  • 50%가 장해를 받는 농도는 반수영향농도 개념으로 허용농도의 정의와 다르다.
문제 51
프로판가스 2.2㎏을 완전 연소시키는데 필요한 이론 공기량을 25℃ 750mmHg 의 부피로 계산하면?
129.50m3
234.66m3
344.51m3
457.25m3
정답 및 해설

프로판의 완전연소식 C3H8+5O2→3CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8}+5\mathrm{O_2}\rightarrow 3\mathrm{CO_2}+4\mathrm{H_2O}에서 프로판 1 kmol(44 kg)당 산소 5 kmol, 공기는 50.21=23.81 kmol\dfrac{5}{0.21}=23.81\,\mathrm{kmol}이 필요하다.

프로판 2.2 kg은 2.244=0.05 kmol\dfrac{2.2}{44}=0.05\,\mathrm{kmol}이므로 이론공기량은 0.05×23.81=1.19 kmol0.05\times 23.81=1.19\,\mathrm{kmol}이다.
25℃·750 mmHg에서 1 kmol의 부피는 22.4×298273×760750=24.79 m322.4\times\dfrac{298}{273}\times\dfrac{760}{750}=24.79\,\mathrm{m^3}이므로 1.19×24.79≈29.5 m31.19\times 24.79\approx\mathbf{29.5}\,\mathrm{m^3}가 된다.

표준상태 값 1.19×22.4=26.7 m31.19\times 22.4=26.7\,\mathrm{m^3}를 온도·압력으로 보정하지 않으면 답이 어긋난다.

문제 52
아세틸렌을 용기에 충전한 후 압력이 얼마이하로 될 때 까지 정치해야 하는가? (단, 온도는 15℃ 임.)
11.5MPa
22.5MPa
33.5MPa
44.5MPa
정답 및 해설

아세틸렌 충전 후에는 15℃ 기준 압력이 1.5 MPa1.5\ \mathrm{MPa} 이하로 될 때까지 정치해야 한다.

아세틸렌은 압축 상태에서 자기분해 폭발 위험이 크기 때문에 충전 직후 온도·압력이 충분히 안정될 때까지 용기를 가만히 두는 정치 과정을 거치도록 규정하고 있다.

문제 53
도시가스사업법에서 정의하는 액화가스의 조건으로 올바른 것은?
135℃의 온도에서 압력이 0.2MPa 이상의 압력
235℃의 온도에서 압력이 0.1MPa 이상의 압력
335℃의 온도에서 압력이 1MPa 이상의 압력
435℃의 온도에서 압력이 2MPa 이상의 압력
정답 및 해설

도시가스사업법에서 정의하는 액화가스는 35∘C35^{\circ}\mathrm{C}에서 압력이 0.2 MPa0.2\ \mathrm{MPa} 이상이 되는 것이다.

같은 체계에서 압축가스는 35∘C35^{\circ}\mathrm{C}에서 1 MPa1\ \mathrm{MPa} 이상을 기준으로 삼아 액화가스와 구분한다.

문제 54
저장탱크에 설치한 안전밸브에는 지면에서 5m 이상의 높이에 방출구가 있는 무엇을 설치해야하는가?
1가스홀더
2역류방지밸브
3가스방출관
4드레인세퍼레이터
정답 및 해설

지면에서 5m 이상 높이에 방출구를 두어야 하는 것은 가스방출관이다.

저장탱크에 설치한 안전밸브가 작동해 가스를 분출할 때, 주변으로 직접 뿜어져 나오지 않도록 가스방출관을 세워 충분한 높이에서 대기 중으로 방출시킨다.

문제 55
미리 정해진 일정 단위중에 포함된 부적합(결점)수에 의거 공정을 관리할 때 사용하는 관리도는?
1p관리도
2nP관리도
3c관리도
4u관리도
정답 및 해설

시료의 크기(단위)가 일정할 때 그 안에 포함된 부적합수(결점수)를 관리하는 데 사용하는 관리도는 c관리도이다.

시료 크기가 일정하지 않을 때 단위당 부적합수를 관리하는 u관리도와 구분된다.

문제 56
도수분포표에서 도수가 최대인 곳의 대표치를 말하는 것은?
1중위수
2비 대칭도
3모우드(mode)
4첨도
정답 및 해설

도수분포표에서 도수가 가장 큰 계급의 대표치를 모드(mode, 최빈값)라 한다.

중위수는 자료를 크기순으로 나열했을 때 중앙에 위치한 값이고, 첨도와 비대칭도는 분포의 뾰족한 정도·좌우 치우침 정도를 나타내는 값이므로 도수 최대치의 대표치와는 다른 개념이다.

문제 57
로트수가 10 이고 준비작업시간이 20분이며 로트별정미작업시간이 60분이라면 1로트당 작업시간은?
190분
262분
326분
413분
정답 및 해설

1로트당 작업시간은 정미작업시간에 준비작업시간을 로트수로 나눈 값을 더해 구한다.

60+2010=60+2=6260 + \dfrac{20}{10} = 60 + 2 = 62(분)

준비작업은 로트 전체에 한 번만 필요하므로, 로트당 부담하는 준비시간은 로트수가 많을수록 줄어든다.

문제 58
더미활동(dummy activity)에 대한 설명중 가장 적합한 것은?
1가장 긴 작업시간이 예상되는 공정을 말한다.
2공정의 시작에서 그 단계에 이르는 공정별 소요시간들중 가장 큰 값이다.
3실제활동은 아니며, 활동의 선행조건을 네트워크에 명확히 표현하기 위한 활동이다.
4각 활동별 소요시간이 베타분포를 따른다고 가정할때의 활동이다.
정답 및 해설

더미활동(dummy activity)은 실제 작업이 아니라, 네트워크에서 활동 간의 선행조건을 정확히 표현하기 위해 점선으로 표시하는 가상의 활동이다.

소요시간은 0으로 처리되며, 공정 간 논리적 순서 관계를 나타내는 역할만 한다.

문제 59
단순지수평활법을 이용하여 금월의 수요를 예측할려고 한다면 이때 필요한 자료는 무엇인가?
1일정기간의 평균값, 가중값, 지수평활계수
2추세선, 최소자승법, 매개변수
3전월의 예측치와 실제치, 지수평활계수
4추세변동, 순환변동, 우연변동
정답 및 해설

단순지수평활법으로 이번 달 수요를 예측하려면 전월의 예측치와 실제치, 지수평활계수(α)가 필요하다.

예측식은 Ft=Ft−1+α(At−1−Ft−1)F_t = F_{t-1} + \alpha (A_{t-1} - F_{t-1})의 형태로, 직전 기간의 오차를 일정 비율만큼 보정해 다음 예측치를 구하는 방식이다.

문제 60
다음 중 검사항목에 의한 분류가 아닌 것은?
1자주검사
2수량검사
3중량검사
4성능검사
정답 및 해설

자주검사는 전수검사·샘플링검사·무검사와 함께 판정의 대상(검사방법)에 의한 분류에 속하며, 검사항목에 의한 분류가 아니다.

수량검사·중량검사·성능검사는 무엇을 검사하는지, 즉 검사 대상의 특성 항목에 따라 구분한 것으로 검사항목에 의한 분류에 해당한다.

가스기능장 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
04년 2회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음 반응식의 평형상수(K)를 올바르게 나타낸 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

평형상수는 생성물 농도의 곱을 반응물 농도의 곱으로 나눈 값이며, 각 농도에는 반응식의 계수를 지수로 붙인다.

제시된 반응은 N2+3H2⇌2NH3\mathrm{N_2}+3\mathrm{H_2}\rightleftharpoons 2\mathrm{NH_3} 이므로 평형상수는 K=[NH3]2[N2][H2]3K=\dfrac{[\mathrm{NH_3}]^{2}}{[\mathrm{N_2}][\mathrm{H_2}]^{3}} 가 된다.

계수를 지수가 아니라 농도 앞의 곱셈 인수로 적거나 생성물과 반응물의 자리를 뒤집은 식은 평형상수의 정의와 맞지 않는다.

문제 2
다음은 기체의 열용량에 관한 사항이다. 옳지 않은 것은?
1열용량이 크면 온도를 변화 시키기가 힘들다.
2이상기체의 몰 정압 열용량(Cp)와 몰 정용 열용량(Cv)의 차는 기체상수 R과 같다.
3공기에 대한 정압비열과 정용비열의 비 (Cp/Cv)는 1.40이다.
4정압 몰 열용량은 정압비열을 몰질량으로 나눈 값과 같다.
정답 및 해설

"정압 몰 열용량은 정압비열을 몰질량으로 나눈 값과 같다"는 설명은 옳지 않다.

몰 열용량은 비열(단위 질량당 열용량)에 몰질량을 곱한 값이지, 나눈 값이 아니다.

열용량이 크면 온도를 변화시키기 힘들다는 설명, 이상기체에서 Cp−Cv=RC_p - C_v = R이라는 관계, 공기의 Cp/Cv≈1.40C_p/C_v \approx 1.40이라는 값은 모두 올바른 설명이다.

문제 3
기체의 압력(P)이 감소하여 압력(P)이 0 인 한계상황에서 기체 분자의 상태는 어떻게 되는가?
1분자들은 점점 더 넓게 분산된다.
2분자들은 점점 더 조밀하게 응집된다.
3분자들은 아무런 영향을 받지 않는다.
4분자들은 분산과 응집의 균형을 유지한다.
정답 및 해설

압력이 점점 낮아져 P→0P\to0에 가까워지는 한계 상황에서는 기체 분자들이 점점 더 넓게 흩어져 분산된다.

일정한 온도와 몰수에서 압력이 낮아지면 이상기체 상태방정식에 따라 부피는 무한히 커지므로, 분자 사이의 평균 거리가 멀어지고 분자 자체의 부피나 분자 간 상호작용은 무시할 수 있을 만큼 작아진다.

이는 실제기체가 이상기체 거동에 가장 가까워지는 조건이기도 하다.

문제 4
비리알전개(Virial expansion)는 Z=PV/RT= 1+ B′P + C′P2+ D′P3 + ...로 표현된다. 기체의 압력이 0 에 가까워지면 Z의 값은?
1∞ 가 된다.
20 에 가까워진다.
31 에 가까워진다.
4아무 영향을 받지 않는다.
정답 및 해설

기체의 압력이 0에 가까워지면 압축인자 Z는 1에 가까워진다.

비리알전개 Z=1+B′P+C′P2+D′P3+⋯Z = 1 + B'P + C'P^2 + D'P^3 + \cdots에서 P→0P \to 0이면 PP를 포함한 모든 항이 0으로 수렴한다.

따라서 Z→1Z \to 1이 되어 이상기체와 같은 거동을 하게 된다.

문제 5
밀폐된 용기내에 1atm, 27℃로 프로판과 산소가 2:8의 비율로 혼합되어 있으며, 그것이 연소하여 아래와 같은 반응을 발생하고 화염온도는 3000K가 되었다고 한다. 이 용기내에 발생하는 압력은 얼마인가? (단, 내용적 변화는 없다.)
12atm
26atm
312atm
414atm
정답 및 해설

반응식 2C3H8+8O2→6H2O+4CO2+2CO+2H22\mathrm{C_3H_8}+8\mathrm{O_2}\rightarrow 6\mathrm{H_2O}+4\mathrm{CO_2}+2\mathrm{CO}+2\mathrm{H_2} 에서 반응 전 몰수는 2+8=102+8=10, 반응 후 몰수는 6+4+2+2=146+4+2+2=14 다.

내용적이 변하지 않으므로 P2=P1×n2n1×T2T1=1×1410×3000300P_2=P_1\times\dfrac{n_2}{n_1}\times\dfrac{T_2}{T_1}=1\times\dfrac{14}{10}\times\dfrac{3000}{300} 이고, 계산하면 14 atm이다.

27℃가 300 K이므로 온도 상승으로 10배, 몰수 증가로 1.4배가 되어 합쳐서 14배가 되는 셈이다.

문제 6
일산화탄소와 공기의 혼합가스는 압력이 높아지면 폭발 범위는 어떻게 변화되는가? (단, 완전 건조된 공기임.)
1증대된다.
2좁아진다.
3넓어진다.
4변화없다.
정답 및 해설

일산화탄소와 공기의 혼합가스는 압력이 높아지면 폭발범위가 좁아진다.

대부분의 가연성 가스는 압력이 높아질수록 폭발범위(특히 상한)가 넓어지지만, 일산화탄소는 예외적으로 압력이 상승하면 폭발범위가 좁아지는 특이한 거동을 보인다.

이 때문에 일산화탄소는 압력 조건에 따른 폭발위험 평가에서 다른 가연성 가스와 다르게 취급해야 하는 대표적인 예외 사례로 다뤄진다.

문제 7
밀폐된 용기 중에서 공기의 압력이 10atm 일 때 N2의 분압은 얼마인가? (단, 공기 중 질소의 비는 0.21로 한다.)
17.9 atm
29.1 atm
311.8 atm
412.7 atm
정답 및 해설

질소의 분압은 7.9 atm이다.

돌턴의 분압법칙에서 성분기체의 분압은 Pi=P×xiP_i = P \times x_i(전압 × 성분의 몰분율)로 구한다.

공기의 체적(몰) 조성은 산소 약 0.21, 질소 약 0.79이므로, 전압이 10 atm일 때 질소의 분압은 PN2=10×0.79=7.9 atmP_{N_2} = 10 \times 0.79 = 7.9\ \mathrm{atm}이다.

문제에 제시된 0.21은 공기 중 산소의 조성비에 해당하는 값이며, 질소는 나머지 0.79로 계산한다는 점에 주의한다.

문제 8
에탄이 완전연소 할 때 에탄1몰 당 발열량(Q)를 구하면? (단, CO2(g), H2O(g), C2H6(g)의 생성열은 1몰당 각각 94.1kcal, 57.8kcal, 20.2kcal이다.)
1214.4 kcal/mol
2259.4 kcal/mol
3301.4 kcal/mol
4341.4 kcal/mol
정답 및 해설

반응열은 생성물의 생성열 합에서 반응물의 생성열 합을 뺀 값이므로, 에탄의 완전연소식에 대해 Q=(2×94.1+3×57.8)−20.2Q=(2\times94.1+3\times57.8)-20.2 로 구한다.

2×94.1=188.22\times94.1=188.2, 3×57.8=173.43\times57.8=173.4 이고 두 값의 합 361.6에서 에탄의 생성열 20.2를 빼면 341.4 kcal/mol이 된다.

산소는 홑원소 물질이어서 생성열이 0이므로 반응물 쪽 계산에 들어가지 않는다.

문제 9
고압가스 장치로부터 미량의 가스가 대기중에 누출될 경우 가스의 검지에 사용되는 시험지와 색의 변화상태가 올바르게 연결된 것은?
1암모니아 - KI전분지 - 청색
2염소 - 적색 리트머스지 - 청색
3아세틸렌 - 염화제1구리 - 적갈색
4일산화탄소 - 초산연시험지 - 갈색
정답 및 해설

가스 검지 시험지와 변색 상태가 올바르게 연결된 것은 아세틸렌을 염화제1구리 착염지에 접촉시키면 적갈색으로 변하는 반응이다.

아세틸렌은 구리와 반응해 폭발성이 있는 아세틸라이드를 생성하는 성질이 있어, 이 반응을 이용한 염화제1구리 시험지가 적갈색으로 변색되는 것을 아세틸렌 검지에 활용한다.

  • 암모니아는 적색 리트머스지를 청색으로 변색시키는 것이 일반적인 검지법이며, KI전분지로 검지하는 가스는 암모니아가 아니다.
  • 염소는 KI전분지(요오드화칼륨 전분지)를 청변시키는 것으로 검지하며, 적색 리트머스지 반응은 염소가 아닌 암모니아의 검지법이다.
  • 일산화탄소는 염화팔라듐지를 흑변시켜 검지하며, 초산연시험지로 검지되는 가스는 황화수소다.
문제 10
액화된 LPG 1L는 약 250L의 가스로 기화된다. 10㎏의 액화된 LPG는 몇 m3의 가스로 기화되는가? (단, 비중은 0.5로 한다.)
10.5
25
30.1
410
정답 및 해설

10kg의 액화 LPG는 약 5 m³의 가스로 기화된다.

비중이 0.5이므로 액체 1L의 질량은 0.5kg이고, 10kg의 액화 LPG 부피는 100.5=20 L\dfrac{10}{0.5} = 20\ \mathrm{L}이다.

액체 1L가 기화하면 약 250L의 가스가 되므로, 기화되는 가스량은 20×250=5,000 L=5 m320 \times 250 = 5{,}000\ \mathrm{L} = 5\ \mathrm{m^3}이다.

문제 11
다음 가스 중 폭발범위가 가장 넓은 것은?
1아세틸렌(C2H2)
2수소(H2)
3일산화탄소(CO)
4프로판(C3H8)
정답 및 해설

나열된 가스 중 아세틸렌은 공기 중 폭발범위가 약 2.5~81%로 가장 넓다.

수소는 약 4~75%, 일산화탄소는 약 12.5~74%, 프로판은 약 2.1~9.5%로 아세틸렌보다 범위가 좁다.

폭발범위가 넓을수록 사고 위험이 크므로 아세틸렌은 가스 안전관리에서 특히 엄격하게 다뤄진다.

문제 12
수소가스(H2)의 공업적 제조법에 속하지 않는 것은?
1물의 전기분해법
2공기액화 분리법
3수성가스법
4석유분해법
정답 및 해설

공기액화 분리법은 공기를 냉각·액화한 뒤 비등점 차이로 산소와 질소를 분리해내는 방법으로, 수소 제조법이 아니라 산소·질소의 공업적 제조법이다.

물의 전기분해법, 수성가스법(코크스에 수증기를 반응시켜 일산화탄소와 수소를 얻는 방법), 석유(탄화수소) 분해법은 모두 실제 수소를 얻는 대표적인 공업적 제조법이다.

문제 13
암모니아의 특징에 대한 설명으로 적당하지 못한 것은?
1임계온도는 133℃ 이고 응축기용 냉각수의 온도가 조금 상승하더라도 응축될 수 있다.
2대기압하의 증발온도는 -33.3℃이므로 증발온도 -33.3 ℃ 이하일 때는 진공운전이 된다.
3기준 냉동 사이클에서 증발압력은 2.4kg/cm2a, 응축압력은 15kg/cm2a 이다.
4응고점은 -77.7℃로 비교적 냉매로서 높은편 이며 초저온용에는 부적합하다.
정답 및 해설

암모니아의 표준 냉동사이클(증발 -15℃·응축 30℃ 기준)에서 압력은 증발측 약 2.4kgf/cm², 응축측 약 11.9kgf/cm² 수준이다(모두 절대압력).

제시된 응축압력 15kgf/cm²는 실제보다 높게 표기된 수치다.

임계온도 133℃, 대기압하 증발온도 -33.3℃, 응고점 -77.7℃는 암모니아의 실제 물성과 부합한다.

문제 14
다음은 산소(gas)의 성질을 나타낸 것이다. 틀린 것은?
1비점은 약 -182.97℃ 이다.
2임계압력은 50.1 atm 이다.
3임계온도는 약 -118.4℃ 이다.
4표준상태에서의 밀도는 0.715 g/L 이다.
정답 및 해설

산소의 표준상태 밀도는 분자량 32를 기체 1몰 부피 22.4L로 나눈 값이므로 3222.4≈1.43 g/L\dfrac{32}{22.4} \approx 1.43\ \mathrm{g/L}이다.

제시된 0.715g/L는 실제 값의 절반 수준으로 틀린 수치다.

비점 -182.97℃, 임계압력 50.1atm, 임계온도 -118.4℃는 산소의 실제 물성값과 일치한다.

문제 15
시안화수소(HCN)에 대한 설명 중 옳은 것은?
1허용 농도는 10 ppb 이다.
2충전한 후 30일을 경과 할 수 없다.
3충전시 수분이 1% 이면 안정하다.
4누출 검지제로는 질산구리벤젠지이다.
정답 및 해설

시안화수소(HCN) 누출 여부는 질산구리벤젠지를 이용해 검지하며, 누출 시 청색으로 변색된다.

  • 허용농도는 ppb 단위가 아니라 ppm 단위(약 10ppm)로 관리된다.
  • 순도가 낮은 시안화수소는 충전 후 60일을 경과할 수 없다는 규정이 있어 30일이라는 값은 틀렸다.
  • 충전시 수분이 있으면 중합이 촉진되어 중합폭발 위험이 커지므로, 수분 1%는 안정이 아니라 위험한 조건이다.
문제 16
다음 중 암모니아의 완전연소반응식을 올바르게 나타낸 것은?
12NH3 + 2O2 → N2O + 3H2O
24NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
3NH3 + 2O2 → HNO3 + H2O
44NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
정답 및 해설

암모니아를 완전연소시키면 질소와 물이 생성되며, 반응식은 4NH3+3O2→2N2+6H2O4\mathrm{NH_3} + 3\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{N_2} + 6\mathrm{H_2O}로 원자수가 양변에서 균형을 이룬다.

질소 4원자, 수소 12원자, 산소 6원자가 좌우변에서 각각 일치하므로 이 식이 올바른 완전연소 반응식이다.

문제 17
증기와 가스와의 다른점을 구별하는 조건으로 맞지 않는 것은?
1분자간의 거리
2분자의 온도
3분자의 무게
4분자의 크기
정답 및 해설

증기와 가스는 물질 고유의 임계온도를 기준으로 구별되며, 이 임계온도는 분자간 거리(인력), 분자의 무게, 분자의 크기 같은 물질 고유의 성질에 의해 정해진다.

반면 분자의 온도는 그 물질이 처한 상태 조건일 뿐 물질을 구별짓는 고유한 성질이 아니므로, 증기와 가스를 나누는 기준이 될 수 없다.

문제 18
지름 45㎜의 축의 보스길이 50㎜인 기어를 고정시킬 때 축에 걸리는 최대 토오크가 20,000㎏∙㎜일 경우 키이(b=12㎜, h=8㎜)에 발생되는 압축응력은?
12.5㎏/mm2
24.5㎏/mm2
33.5㎏/mm2
45.5㎏/mm2
정답 및 해설

키에 걸리는 압축응력은 토오크로부터 구한 접선력을 키 높이의 절반이 받는 면적으로 나누어 구한다.

접선력: P=2Td=2×2000045≈888.9 kgP = \dfrac{2T}{d} = \dfrac{2 \times 20000}{45} \approx 888.9\ \mathrm{kg}

압축응력: σc=Pl×h2=888.950×4≈4.44 kg/mm2\sigma_c = \dfrac{P}{l \times \dfrac{h}{2}} = \dfrac{888.9}{50 \times 4} \approx 4.44\ \mathrm{kg/mm^2}

따라서 이 키에 발생하는 압축응력은 약 4.5kg/mm² 수준이다.

문제 19
액화 탄산가스 100kg을 용적 50L의 용기에 충전시키기 위해서는 몇개의 용기가 필요한가? (단, 가스충전 계수는 1.34이다.)
11개
23개
35개
47개
정답 및 해설

필요한 용기 수는 총 충전량을 용기 1개당 충전 가능량으로 나누어 구하며, 용기 1개당 충전량은 내용적을 충전정수로 나눈 값이다.

G=VC=501.34≈37.3 kgG = \dfrac{V}{C} = \dfrac{50}{1.34} \approx 37.3\ \mathrm{kg}

10037.3≈2.68\dfrac{100}{37.3} \approx 2.68이므로 소수점을 올려 용기 3개가 필요하다.

문제 20
배관에서 지름이 다른 관을 연결하는데 사용하는 것은?
1소켓
2레듀사
3플랜지
4크로스
정답 및 해설

레듀사(reducer)는 지름이 서로 다른 두 관을 연결할 때 사용하는 이음쇠다.

소켓은 같은 지름의 관을 직선으로 잇는 데, 플랜지는 관 끝을 볼트로 결합하는 데, 크로스는 네 방향으로 관을 분기하는 데 쓰여 지름이 다른 관 연결이라는 목적과는 맞지 않는다.

문제 21
다음 설명 중 초저온장치의 단열법에 대해서 옳지 않은 것은?
1단열재는 습기가 없어야 한다.
2온도가 낮은 기기일수록 전열에 의한 침입열이 크다.
3단열재는 균등하게 충전하여 공동이 없도록 해야한다.
4단열재는 산소 또는 가연성의 것을 취급하는 장치이외에는 불연성이 아니라도 좋다.
정답 및 해설

초저온장치의 단열재는 취급 가스의 종류와 관계없이 항상 불연성 또는 난연성 재료를 사용해야 하므로, 산소·가연성가스를 다루는 장치가 아니면 불연성이 아니어도 된다는 설명은 옳지 않다.

단열재에 습기가 없어야 하고, 온도가 낮을수록 내외부 온도차가 커져 전열에 의한 침입열이 커지며, 공동(빈틈) 없이 균등하게 충전해야 한다는 나머지 설명은 초저온 단열의 기본 원칙에 맞는다.

문제 22
다음 중 터어보 압축기의 구성부분이 아닌 것은?
1임펠러
2디퓨저
3액스트레이너
4석션가이드베인
정답 및 해설

액(液)스트레이너는 냉동장치 등에서 냉매액 중의 이물질을 걸러내는 부속품으로, 터어보(원심) 압축기 본체의 구성부분이 아니다.

임펠러(회전날개), 디퓨저(속도를 압력으로 바꾸는 확산부), 석션가이드베인(흡입 안내깃)은 모두 터어보 압축기 본체를 이루는 핵심 부품이다.

문제 23
케이싱내에 암로우터 및 숫로우터의 회전운동에 의해 압축되어 진동이나, 맥동이 없고 연속송출이 가능한 용적형압축기는?
1콤파운드 압축기
2축류 압축기
3터보식 압축기
4스크류 압축기
정답 및 해설

스크류 압축기는 케이싱 안에서 암로우터와 숫로우터가 서로 맞물려 회전하며 가스를 압축하는 용적형(회전식) 압축기로, 왕복동식과 달리 진동·맥동이 적고 연속적인 송출이 가능하다.

콤파운드 압축기는 다단압축 구성을 가리키는 말이고, 축류·터보 압축기는 임펠러 회전에 의한 원심(터보)형 압축기여서 문제에서 설명하는 로우터 맞물림 구조와는 다르다.

문제 24
고압장치 배관내를 흐르는 유체가 고온이면 열응력이 발생한다. 이 열응력을 대응하기 위한 이음이 아닌 것은?
1벨로우즈 이음
2슬리이브 이음
3U 벤드
4유니언 이음
정답 및 해설

유니언 이음은 배관을 분해·조립하기 쉽도록 만든 단순 연결 이음으로, 열팽창에 따른 신축을 흡수하는 기능은 없다.

벨로우즈 이음, 슬리이브 이음, U벤드는 모두 배관이 열에 의해 늘어나거나 줄어들 때 그 변위를 흡수해 열응력을 완화시키는 신축이음 방식이다.

문제 25
냉각탑(cooling tower)에 관한 기술 중 맞는 것은?
1냉동기의 냉각수가 흡수한 열을 외기에 방사하고 온도가 내려간 물을 재순환 시키는 장치이다.
2오염된 공기를 깨끗하게 하며 동시에 공기를 냉각하는 장치이다.
3찬 우물물을 냉각시켜 공기를 냉각시키는 장치이다.
4냉매를 통과시켜 공기를 냉각시키는 장치이다.
정답 및 해설

냉각탑은 응축기에서 냉매의 열을 흡수해 뜨거워진 냉각수를 대기 중으로 방열시켜 온도를 낮춘 뒤, 그 물을 다시 응축기로 순환시켜 재사용하는 장치이다.

공기를 정화하거나 우물물로 공기를 냉각하거나 냉매로 직접 공기를 냉각하는 장치가 아니라, 냉각수를 재순환시키는 열교환 설비라는 점이 핵심이다.

문제 26
다음 독성가스와 제해제(除害制)의 조합 중 틀린 것은?
1염소 - 가성소다(NaOH)수용액, 탄산소다(Na2CO3)수용액
2암모니아 - 염산 및 질산 수용액
3시안화수소 - 가성소다 수용액
4아황산가스 - 가성소다 수용액
정답 및 해설

암모니아의 제해제는 다량의 물이며, 염산이나 질산 수용액을 사용하지 않는다.

염소는 가성소다·탄산소다 수용액, 시안화수소는 가성소다 수용액, 아황산가스는 가성소다 수용액으로 각각 중화·흡수하는 것이 맞는 조합이다.

문제 27
초저온 액화가스취급시 생기기 쉬운 사고발생 원인으로 틀린 것은?
1가스에 의한 질식사고
2화학적 변화에 따른 사고
3저온 때문에 생기는 물리적변화
4가스의 증발에 따른 압력의 이상 상승
정답 및 해설

초저온 액화가스 취급 사고는 주로 가스 누출에 따른 질식, 저온에 의한 재료의 취성 등 물리적 변화, 액화가스가 증발하며 부피가 급격히 커져 생기는 압력의 이상 상승에서 비롯된다.

반면 화학적 변화에 따른 사고는 초저온이라는 조건 자체보다 취급 가스의 반응성에서 기인하는 것이어서, 초저온 액화가스 특유의 사고 원인으로 보기 어렵다.

문제 28
가스도매사업의 가스공급시설 중 배관 설치시 시가지외의 도로 노면 밑에 매설하는 경우 노면으로부터 배관외면까지의 깊이는 몆 m 이상으로 해야하는가?
11.0m
21.2m
31.5m
42.0m
정답 및 해설

가스도매사업의 배관을 시가지 외의 도로 노면 밑에 매설하는 경우, 노면으로부터 배관 외면까지의 깊이는 1.2m 이상을 유지해야 한다.

시가지 안의 도로에 매설하는 경우보다 매설 깊이 기준이 완화되어 있는 것이 특징이다.

문제 29
고압가스특정제조의 시설기준 중 산소의 저장능력이 4만m3를 초과한 경우 제2종 보호시설까지의 안전거리는 얼마이상을 유지해야 하는가?
18 m
212 m
314 m
416 m
정답 및 해설

가연성·독성가스가 아닌 산소의 경우, 저장능력이 클수록 보호시설까지의 안전거리도 단계적으로 늘어나며, 저장능력 4만m³를 초과하는 구간에서 제2종 보호시설까지의 거리는 14m 이상이다.

저장능력 구간이 3만m³초과~4만m³이하일 때는 13m, 2만m³초과~3만m³이하일 때는 11m로 단계별로 거리가 늘어나는 표를 따른다.

문제 30
고압가스일반제조의 시설기준 중 가연성가스 제조설비의 전기설비는 방폭성능을 가지는 구조이여야 한다. 다음 중 제외 대상이 되는 가스는?
1에탄 및 염화메탄
2암모니아 및 브롬화메탄
3에틸아민 및 아세트알데히드
4프로필렌 및 수소
정답 및 해설

암모니아 및 브롬화메탄은 다른 가연성가스에 비해 폭발범위가 좁고 점화하기 어려워, 가연성가스 제조설비의 전기설비에 요구되는 방폭성능 규정에서 제외되는 예외 가스로 인정된다.

에탄·염화메탄, 에틸아민·아세트알데히드, 프로필렌·수소는 모두 일반적인 가연성가스로 방폭구조 적용 대상에 해당한다.

문제 31
도시가스사업법상 정압기실의 설치기준으로 옳지 않은 것은?
1지하 정압기실은 침수방지 조치를 할 것
2정압기지에는 가스공급 시설외 시설물을 설치하지 아니 할 것
3지하에 설치하는 정압기실 천정 바닥 벽 두께는 20cm이상으로 할 것
4정압기를 설치한 장소는 계기실, 전기실등과 구분하고 누출된 가스가 계기실등으로 유입되지 않도록 할 것
정답 및 해설

지하에 설치하는 정압기실은 천장·바닥 및 벽의 두께를 각각 30cm 이상의 방수조치를 한 철근콘크리트로 하도록 정하고 있으므로, 20cm 이상이면 된다는 설명은 기준에 미달한다.

지하 정압기실의 침수방지 조치, 정압기지에 가스공급시설 외의 시설물 설치 금지, 계기실·전기실 등과 구분해 누출가스가 유입되지 않도록 하는 것은 정압기실 설치기준에 맞는 내용이다.

문제 32
일반도시가스사업의 가스공급시설의 시설기준에관한사항이다. 틀린 것은?
1최고사용압력이 저압인 경우 가스발생기 외면으로 부터 사업장의 경계까지의 거리는 5m 이상을 유지 해야한다.
2최고사용압력이 중압인 경우 가스홀더 외면으로 부터 사업장의 경계까지의 거리는 10m 이상을 유지 해야한다.
3최고사용압력이 고압인 경우 가스혼합기 외면으로 부터 사업장의 경계까지의 거리는 3m 이상을 유지 해야 한다.
4최고사용압력이 고압인 경우 가스정제설비 외면으로 부터 사업장의 경계까지의 거리는 20m 이상을 유지 해야한다.
정답 및 해설

가스혼합기·가스정제설비·배송기·압송기 같은 가스공급시설의 부대설비는 외면으로부터 사업장 경계까지 3m 이상을 유지하되, 최고사용압력이 고압인 경우에는 20m 이상을 유지해야 한다.

따라서 고압인 가스혼합기의 거리를 3m 이상으로 적은 설명은 기준에 맞지 않는다.

가스발생설비·가스홀더는 최고사용압력이 저압이면 5m, 중압이면 10m, 고압이면 20m 이상으로, 압력 단계가 높아질수록 경계까지의 거리가 커진다.

문제 33
탄소강에 있어서 퍼얼라이트(pearlite) 조직을 가진 재료의 브리넬경도(HB)로서 옳은 값은?
180
2200
3800
4920
정답 및 해설

탄소강의 조직별 브리넬경도(HB)는 페라이트 약 80, 퍼얼라이트 약 200, 시멘타이트 약 800 수준으로 알려져 있다.

퍼얼라이트는 페라이트와 시멘타이트가 층상으로 섞인 조직으로 페라이트보다 단단하지만 시멘타이트보다는 무른 중간 정도의 경도를 가지므로 200이 해당된다.

문제 34
실제기체가 이상기체처럼 행동하는 경우는?
1높은 압력과 높은 온도
2낮은 압력과 높은 온도
3높은 압력과 낮은 온도
4낮은 압력과 낮은 온도
정답 및 해설

실제기체는 분자 자체의 부피와 분자 간 인력의 영향이 작을수록 이상기체 상태방정식에 가까워진다.

따라서 압력이 낮고 온도가 높을 때 분자 간 거리가 멀어지고 운동이 활발해져 실제기체가 이상기체에 가깝게 행동한다.

문제 35
냉매의 구비조건이 아닌 것은?
1성적계수가 클 것
2열전도율이 작을 것
3응축압력이 낮을 것
4유체의 점성이 작을 것
정답 및 해설

냉매는 열교환 효율을 높이기 위해 열전도율이 커야 하므로, 열전도율이 작을 것이라는 조건은 냉매가 갖춰야 할 성질과 반대된다.

성적계수가 크고, 응축압력이 낮으며, 점성이 작은 것은 실제로 좋은 냉매가 갖춰야 할 조건에 해당한다.

문제 36
고압가스안전장치(밸브) 종류가 아닌 것은?
1안전밸브
2가용전
3파열판
4바이패스밸브
정답 및 해설

가용전(fusible plug)은 일정 온도에서 저융점 합금이 녹아 내부 가스를 방출하는 온도 작동식 부품으로, 압력에 의해 작동하는 안전밸브류와는 성격이 다르다.

안전밸브, 파열판, 바이패스밸브는 모두 설비의 압력이 규정치를 넘을 때 압력을 빼주거나 우회시키는 압력 관련 안전장치에 해당한다.

문제 37
희가스(O족 원소)의 성질중 맞지 않는 항목은?
1상온에서 무색, 무미, 무취이다.
2원자가는 8 이고, 불안정한 물질이다.
3방전관 중에서 특이한 스펙트럼을 발한다.
4단원자 분자이므로 분자량과 원자량은 같다.
정답 및 해설

희가스(0족/18족 원소)는 최외각 전자가 채워져 있어 다른 원자와 결합하려 하지 않으므로 원자가는 0이며 화학적으로 매우 안정한 물질이다.

원자가가 8이고 불안정하다는 설명은 희가스의 실제 성질과 반대되며, 상온에서 무색·무미·무취라는 점과 방전관에서 특이한 스펙트럼을 낸다는 점, 단원자 분자여서 분자량과 원자량이 같다는 점은 희가스의 실제 특징과 일치한다.

문제 38
포스겐 가스를 가수분해하면 무엇이 생성되는가?
1CO, CO2
2CO, Cl
3CO2, HCl
4H2CO3, HCl
정답 및 해설

포스겐(COCl2\mathrm{COCl_2})은 물과 반응(가수분해)하면 COCl2+H2O→CO2+2HCl\mathrm{COCl_2} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{CO_2} + 2\mathrm{HCl}의 반응식에 따라 이산화탄소와 염화수소를 생성한다.

이 가수분해 반응은 포스겐이 습기와 만나면 분해되는 성질을 보여주며, 그래서 포스겐을 다룰 때 수분 접촉을 피해야 하는 이유이기도 하다.

문제 39
가스관의 용접 접합시의 잇점이 아닌 것은?
1관단면의 변화가 많다.
2돌기부가 없어서 시공이 용이하다.
3접합부의 강도가커서 배관용적을 축소할 수 있다.
4누출의 염려가 없고 시설유지비가 절감된다.
정답 및 해설

용접접합은 나사이음이나 플랜지이음과 달리 관 단면의 변화가 거의 없다는 점이 장점이므로, 관단면의 변화가 많다는 설명은 용접접합의 실제 이점과 반대된다.

돌기부가 없어 시공이 쉽고, 접합부 강도가 커서 배관용적을 줄일 수 있으며, 누출 우려가 적어 유지비가 절감되는 것은 실제 용접접합의 장점에 해당한다.

문제 40
메탄가스에 대한 설명 중 맞는 것은?
1메탄의 폭발범위는 5-25% 이다.
2수분을 함유한 메탄은 금속을 급격히 부식시킨다.
3공기중에 메탄가스 3% 함유된 혼합기체에 점화하면 폭발한다.
4고온에서 니켈촉매를 사용하여 수증기와 작용하면 일산화탄소와 수소를 생성한다.
정답 및 해설

메탄은 고온에서 니켈 촉매를 이용해 수증기와 반응시키면 CH4+H2O→CO+3H2\mathrm{CH_4} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{CO} + 3\mathrm{H_2}의 수증기 개질 반응으로 일산화탄소와 수소를 생성한다.

  • 메탄의 폭발범위는 약 5~15%로, 5~25%라는 범위는 실제보다 넓게 제시된 값이다.
  • 메탄 자체는 금속을 급격히 부식시키는 성질이 없다.
  • 공기 중 메탄 농도가 폭발하한(약 5%)보다 낮은 3%에서는 점화해도 폭발이 일어나지 않는다.
문제 41
다음 가스중 금속에 대한 부식성이 거의 없고 독성이 없으나 최근 오존층 파괴의 주요 물질로 사용규제를 받고 있는 물질은?
1시안화수소(HCN)
2산화에틸렌(C2H4O)
3프레온(CH3CClF2)
4불화수소(HF)
정답 및 해설

프레온(CFC)은 금속에 대한 부식성과 독성이 거의 없어 냉매로 널리 쓰였지만, 대기 중에서 분해되며 오존층을 파괴하는 물질로 밝혀져 사용이 규제받고 있다.

시안화수소, 산화에틸렌, 불화수소는 모두 독성이 있거나 금속 부식성을 가져 이 설명에 맞지 않는다.

문제 42
염소의 성질 중 적합한 것은?
1염소는 암모니아로 검출 할 수 있다.
2염소는 물의 존재없이 표백작용을 한다.
3완전히 건조된 염소는 철과 잘 반응한다.
4염소 폭명기는 냉암소에서도 폭발하여 염화수소가 된다.
정답 및 해설

염소는 누출되었을 때 암모니아수를 가까이 대면 염화암모늄의 흰 연기가 발생하는 반응을 이용해 검출할 수 있다.

  • 염소의 표백작용은 물이 있어야 일어나며, 물이 없으면 표백작용을 하지 않는다.
  • 완전히 건조된 염소는 철과 거의 반응하지 않아 건조 상태로는 철제 용기·배관에 사용할 수 있다.
  • 염소 폭명기(수소와 염소의 혼합기체)는 냉암소가 아니라 직사광선 등 빛을 받을 때 폭발적으로 반응해 염화수소가 된다.
문제 43
공기액화장치에 아세틸렌 가스가 혼입되면 안되는 이유로 맞는 것은?
1배관내에서 동결되어 막히므로
2산소의 순도가 나빠지기 때문에
3질소와 산소의 분리가 방해되므로
4분리기내의 액체산소탱크에 들어가 폭발하기 때문에
정답 및 해설

아세틸렌이 공기액화장치에 섞여 들어가면 분리기 내부의 액체산소탱크에 축적되었다가 농축된 산소와 반응해 폭발을 일으킬 위험이 있기 때문에 혼입되어서는 안 된다.

단순히 배관이 막히거나 산소 순도가 떨어지거나 질소·산소 분리가 방해되는 정도의 문제가 아니라, 폭발이라는 중대한 사고로 직결되는 것이 핵심 이유다.

문제 44
아세틸렌을 용기에 충전할 때 충전 중의 압력은 얼마이하로 해야하는가?
11.5MPa
22.5MPa
33.5MPa
44.5MPa
정답 및 해설

고압가스 안전관리 기준상 아세틸렌을 용기에 충전할 때는 충전 중의 압력을 2.5MPa 이하로 유지해야 한다.

충전이 끝난 뒤에는 15℃에서 압력이 1.5MPa 이하로 내려갈 때까지 정치해 두어야 하는데, 이는 아세틸렌이 압력에 민감해 분해폭발 위험이 크기 때문이다.

문제 45
고압가스일반제조 시설의 저장탱크에 설치하는 긴급차단 장치의 설치기준으로 올바른 것은?
1특수반응설비 또는 고압가스설비마다 설치 할 경우 상용압력에 1.1배 이상의 압력에 견디어야한다.
2액상의가연성가스 독성가스를 이입하기 위해 설치된 배관에는 역류방지밸브로 대신 할 수 있다.
3긴급차단장치에 속하는 밸브외 1개의 밸브를 배관에 설치하고 항상 개방시켜 둔다.
4가연성가스 저장탱크의 외면으로 부터 10m이상 떨어진 위치에 설치해야 한다.
정답 및 해설

저장탱크에 액상의 가연성가스·독성가스를 이입(주입)하기 위해서만 설치된 배관에는 긴급차단장치 대신 역류방지밸브를 설치하는 것으로 대신할 수 있다.

가연성가스 저장탱크의 긴급차단장치 조작위치는 저장탱크 외면으로부터 5m 이상 떨어진 곳에 두는 것이 기준이어서, 10m 이상이라는 설명은 실제 기준보다 과도하게 늘려 제시된 값이다.

문제 46
고압가스용 압력계에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?
1모든 압력계의 눈금 시험은 기름을 이용하여 시험한다.
2암모니아용은 강제를 사용한다.
3압력이 급격히 올라가면 브르돈관의 온도는 700℃까지 올라가 위험하다.
4아세틸렌용의 브르돈관은 62% 이상의 동합금제를 사용하면 안된다.
정답 및 해설

모든 압력계의 눈금 시험을 기름으로 한다는 설명은 틀렸다.

산소 등 조연성·산화성 가스용 압력계는 기름과 접촉하면 발화·폭발 위험이 있어, 기름 대신 물이나 글리세린 등 유지류가 아닌 액체를 써서 눈금을 시험한다.

  • 암모니아는 동을 부식시키므로 압력계에 강제를 사용하는 것은 맞는 설명이다.
  • 급격한 압력 상승 시 단열압축으로 브르돈관 내부 온도가 700∘C700^{\circ}\mathrm{C} 부근까지 치솟을 수 있다는 것도 맞는 설명이다.
  • 아세틸렌은 동과 반응해 폭발성 화합물을 만들므로 동함유량 62% 이상 합금 사용을 금지한다는 것도 맞는 설명이다.
문제 47
고압가스안전관리법상 고압가스 제조허가의 종류에 해당되지 않는 것은?
1냉동제조허가
2특정설비제조허가
3고압가스특정제조허가
4고압가스일반제조허가
정답 및 해설

제조허가 종류에 속하지 않는 것은 특정설비제조다.

고압가스안전관리법상 제조허가는 고압가스특정제조허가·고압가스일반제조허가·고압가스충전허가·냉동제조허가로 구분된다.

용기·냉동기·특정설비의 제조는 허가가 아니라 별도의 등록 대상이므로, 특정설비제조는 허가의 종류에 포함되지 않는다.

문제 48
안전관리자의 업무에 속하는 않는 것은?
1액화석유가스 특정사용자의 액화석유가스사용시설의 안전관리
2사업소의 종사자에 대한 안전관리를 위하여 필요한 지휘 감독
3수요자의 의무이행 조사 및 감독
4그 밖의 위해방지조치
문제 49
용기에 충전하는 작업을 할 때 작업자가 행하는 조작으로 직접 위험이 생기는 것은?
1잔가스용기에 마개를 했다.
2고압가스 충전용기에 저압가스를 충전했다.
3충전밸브 닫는 것을 잊고 용기밸브에서 충전 밸브를 분리했다.
4충전용기에 충전할 때 저울의 눈금이 틀려 10㎏용기에 9.5㎏을 충전했다.
정답 및 해설

직접적 위험은 충전밸브를 열어둔 채 용기밸브에서 분리한 조작에서 생긴다.

충전밸브 닫는 것을 잊고 충전배관을 용기밸브에서 떼어내면 그 순간 고압가스가 그대로 분출되어 화재·질식 등 즉각적인 사고로 이어진다.

  • 잔가스용기에 마개를 한 것은 오히려 안전을 위한 정상 조치다.
  • 고압가스 충전용기에 저압가스를 충전한 것은 용기 규격상 문제이지 그 자리에서 즉각 위험이 터지는 조작은 아니다.
  • 저울 눈금 오차로 정량보다 적게 충전한 것은 과충전이 아니므로 직접적 위험과는 거리가 있다.
문제 50
다음 중 허용농도에 대한 설명으로 맞는 것은?
1건강한 사람이 그 분위기 속에서 호흡하면 단시간이내에 사망하는 한계농도
2건강한 성인남자가 그 분위기 속에서 1일 8시간 작업하는 경우 이상 없는 농도
3동물실험에 의해 급성장해를 일으켜 위험한 농도
4사람이 그 분위기 속에서 호흡할 때 50%가 장해를 받는 농도
정답 및 해설

허용농도는 건강한 성인남자가 1일 8시간 작업해도 이상이 없는 농도를 뜻한다.

이는 장시간·반복 노출을 기준으로 한 TLV(Threshold Limit Value) 개념으로, 만성적인 직업 노출 관리를 위한 기준이다.

  • 단시간 호흡으로 사망하는 농도는 급성 치사농도 개념이지 허용농도가 아니다.
  • 동물실험으로 급성장해를 일으키는 농도 역시 허용농도와는 다른 독성시험 지표다.
  • 50%가 장해를 받는 농도는 반수영향농도 개념으로 허용농도의 정의와 다르다.
문제 51
프로판가스 2.2㎏을 완전 연소시키는데 필요한 이론 공기량을 25℃ 750mmHg 의 부피로 계산하면?
129.50m3
234.66m3
344.51m3
457.25m3
정답 및 해설

프로판의 완전연소식 C3H8+5O2→3CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8}+5\mathrm{O_2}\rightarrow 3\mathrm{CO_2}+4\mathrm{H_2O}에서 프로판 1 kmol(44 kg)당 산소 5 kmol, 공기는 50.21=23.81 kmol\dfrac{5}{0.21}=23.81\,\mathrm{kmol}이 필요하다.

프로판 2.2 kg은 2.244=0.05 kmol\dfrac{2.2}{44}=0.05\,\mathrm{kmol}이므로 이론공기량은 0.05×23.81=1.19 kmol0.05\times 23.81=1.19\,\mathrm{kmol}이다.
25℃·750 mmHg에서 1 kmol의 부피는 22.4×298273×760750=24.79 m322.4\times\dfrac{298}{273}\times\dfrac{760}{750}=24.79\,\mathrm{m^3}이므로 1.19×24.79≈29.5 m31.19\times 24.79\approx\mathbf{29.5}\,\mathrm{m^3}가 된다.

표준상태 값 1.19×22.4=26.7 m31.19\times 22.4=26.7\,\mathrm{m^3}를 온도·압력으로 보정하지 않으면 답이 어긋난다.

문제 52
아세틸렌을 용기에 충전한 후 압력이 얼마이하로 될 때 까지 정치해야 하는가? (단, 온도는 15℃ 임.)
11.5MPa
22.5MPa
33.5MPa
44.5MPa
정답 및 해설

아세틸렌 충전 후에는 15℃ 기준 압력이 1.5 MPa1.5\ \mathrm{MPa} 이하로 될 때까지 정치해야 한다.

아세틸렌은 압축 상태에서 자기분해 폭발 위험이 크기 때문에 충전 직후 온도·압력이 충분히 안정될 때까지 용기를 가만히 두는 정치 과정을 거치도록 규정하고 있다.

문제 53
도시가스사업법에서 정의하는 액화가스의 조건으로 올바른 것은?
135℃의 온도에서 압력이 0.2MPa 이상의 압력
235℃의 온도에서 압력이 0.1MPa 이상의 압력
335℃의 온도에서 압력이 1MPa 이상의 압력
435℃의 온도에서 압력이 2MPa 이상의 압력
정답 및 해설

도시가스사업법에서 정의하는 액화가스는 35∘C35^{\circ}\mathrm{C}에서 압력이 0.2 MPa0.2\ \mathrm{MPa} 이상이 되는 것이다.

같은 체계에서 압축가스는 35∘C35^{\circ}\mathrm{C}에서 1 MPa1\ \mathrm{MPa} 이상을 기준으로 삼아 액화가스와 구분한다.

문제 54
저장탱크에 설치한 안전밸브에는 지면에서 5m 이상의 높이에 방출구가 있는 무엇을 설치해야하는가?
1가스홀더
2역류방지밸브
3가스방출관
4드레인세퍼레이터
정답 및 해설

지면에서 5m 이상 높이에 방출구를 두어야 하는 것은 가스방출관이다.

저장탱크에 설치한 안전밸브가 작동해 가스를 분출할 때, 주변으로 직접 뿜어져 나오지 않도록 가스방출관을 세워 충분한 높이에서 대기 중으로 방출시킨다.

문제 55
미리 정해진 일정 단위중에 포함된 부적합(결점)수에 의거 공정을 관리할 때 사용하는 관리도는?
1p관리도
2nP관리도
3c관리도
4u관리도
정답 및 해설

시료의 크기(단위)가 일정할 때 그 안에 포함된 부적합수(결점수)를 관리하는 데 사용하는 관리도는 c관리도이다.

시료 크기가 일정하지 않을 때 단위당 부적합수를 관리하는 u관리도와 구분된다.

문제 56
도수분포표에서 도수가 최대인 곳의 대표치를 말하는 것은?
1중위수
2비 대칭도
3모우드(mode)
4첨도
정답 및 해설

도수분포표에서 도수가 가장 큰 계급의 대표치를 모드(mode, 최빈값)라 한다.

중위수는 자료를 크기순으로 나열했을 때 중앙에 위치한 값이고, 첨도와 비대칭도는 분포의 뾰족한 정도·좌우 치우침 정도를 나타내는 값이므로 도수 최대치의 대표치와는 다른 개념이다.

문제 57
로트수가 10 이고 준비작업시간이 20분이며 로트별정미작업시간이 60분이라면 1로트당 작업시간은?
190분
262분
326분
413분
정답 및 해설

1로트당 작업시간은 정미작업시간에 준비작업시간을 로트수로 나눈 값을 더해 구한다.

60+2010=60+2=6260 + \dfrac{20}{10} = 60 + 2 = 62(분)

준비작업은 로트 전체에 한 번만 필요하므로, 로트당 부담하는 준비시간은 로트수가 많을수록 줄어든다.

문제 58
더미활동(dummy activity)에 대한 설명중 가장 적합한 것은?
1가장 긴 작업시간이 예상되는 공정을 말한다.
2공정의 시작에서 그 단계에 이르는 공정별 소요시간들중 가장 큰 값이다.
3실제활동은 아니며, 활동의 선행조건을 네트워크에 명확히 표현하기 위한 활동이다.
4각 활동별 소요시간이 베타분포를 따른다고 가정할때의 활동이다.
정답 및 해설

더미활동(dummy activity)은 실제 작업이 아니라, 네트워크에서 활동 간의 선행조건을 정확히 표현하기 위해 점선으로 표시하는 가상의 활동이다.

소요시간은 0으로 처리되며, 공정 간 논리적 순서 관계를 나타내는 역할만 한다.

문제 59
단순지수평활법을 이용하여 금월의 수요를 예측할려고 한다면 이때 필요한 자료는 무엇인가?
1일정기간의 평균값, 가중값, 지수평활계수
2추세선, 최소자승법, 매개변수
3전월의 예측치와 실제치, 지수평활계수
4추세변동, 순환변동, 우연변동
정답 및 해설

단순지수평활법으로 이번 달 수요를 예측하려면 전월의 예측치와 실제치, 지수평활계수(α)가 필요하다.

예측식은 Ft=Ft−1+α(At−1−Ft−1)F_t = F_{t-1} + \alpha (A_{t-1} - F_{t-1})의 형태로, 직전 기간의 오차를 일정 비율만큼 보정해 다음 예측치를 구하는 방식이다.

문제 60
다음 중 검사항목에 의한 분류가 아닌 것은?
1자주검사
2수량검사
3중량검사
4성능검사
정답 및 해설

자주검사는 전수검사·샘플링검사·무검사와 함께 판정의 대상(검사방법)에 의한 분류에 속하며, 검사항목에 의한 분류가 아니다.

수량검사·중량검사·성능검사는 무엇을 검사하는지, 즉 검사 대상의 특성 항목에 따라 구분한 것으로 검사항목에 의한 분류에 해당한다.