02년 2회차

25℃(298K) 기체 1몰의 병진에너지는 $E = \dfrac{3}{2}RT$로 구하며, $E = \dfrac{3}{2} \times 1.987\ \mathrm{cal/(mol \cdot K)} \times 298\ \mathrm{K} \approx 888\ \mathrm{cal}$이다.

이 에너지를 열용량 18cal인 물 1몰에 그대로 가하면 온도 상승분은 $\Delta T = \dfrac{888}{18} \approx 49$가 된다.

따라서 물의 온도는 약 49℃ 상승한다.

그림의 반응식은 $\mathrm{N_2+3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3}$ 이므로 평형상수는 생성물 농도를 분자, 반응물 농도를 분모에 두고 계수를 지수로 올린 $K=\dfrac{[\mathrm{NH_3}]^{2}}{[\mathrm{N_2}][\mathrm{H_2}]^{3}}$ 이다.

질량작용의 법칙에 따라 각 농도의 지수는 반응식의 계수를 그대로 쓰며, 계수를 앞에 곱하는 것이 아니라 지수로 올린다는 점이 핵심이다.

• 계수 2와 3을 농도 앞에 곱해 놓은 식은 지수로 올려야 할 자리를 잘못 쓴 것이다.
• 수소나 질소를 분자에 올린 식들은 생성물과 반응물의 자리가 뒤바뀌어 역반응의 상수가 된다.

압력이 낮아져 $P \to 0$에 가까워지면 분자 사이의 평균 거리가 멀어져, 분자 자체의 부피는 기체가 차지하는 전체 부피에 비해 점점 작아져 무시할 수 있는 수준이 된다.

이 극한에서 기체는 분자 자체의 부피와 분자 간 인력을 모두 무시할 수 있는 이상기체 거동에 가까워진다.

기체상수 $R$은 단위를 순차적으로 환산하여 구한다.

$R = 0.08206\ \mathrm{L\cdot atm/(mol\cdot K)} = 82.06\ \mathrm{cm^3\cdot atm/(mol\cdot K)}$이다($1\ \mathrm{L} = 1000\ \mathrm{cm^3}$).

$1\ \mathrm{atm} = 1.01325\ \mathrm{bar}$를 곱하면 $82.06 \times 1.01325 \approx 83.14\ \mathrm{cm^3\cdot bar/(mol\cdot K)}$가 되어, 이 값이 cm³·bar/(mol·K) 단위의 기체상수이다.

25℃, 1atm에서 이상기체 1mol의 부피는 이상기체 상태방정식으로 구한다.

$V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{1 \times 0.08206 \times 298.15}{1} \approx 24.465\ \mathrm{L/mol}$

$1\ \mathrm{L} = 10^{-3}\ \mathrm{m^3}$이므로 단위를 바꾸면 $V \approx 2.4465 \times 10^{-2}\ \mathrm{m^3/mol}$이 되며, 이것이 구하는 부피이다.

표준상태(0℃, 1atm)에서 기체 1mol의 부피는 $22.4\ \mathrm{L}$이고, 부탄($\mathrm{C_4H_{10}}$)의 분자량은 $4\times12+10\times1=58$이다.

비체적은 단위 질량당 부피이므로 $v = \dfrac{22.4\ \mathrm{L}}{58\ \mathrm{g}} \approx 0.39\ \mathrm{L/g}$로 계산되며, 이 값이 부탄의 비체적이다.

폭굉(detonation)은 연소파가 음속을 넘어 충격파와 함께 전파되는 현상으로, 폭굉파의 속도(폭속)는 일반적으로 초당 1000~3500m 범위로 알려져 있다.

이는 정상연소의 화염전파속도나 폭연(爆燃)의 속도보다 훨씬 빠른 값으로, 폭굉을 특징짓는 속도 범위이다.

수소취화(고온·고압에서 강 중의 탄소와 수소가 반응하여 강을 취약하게 만드는 현상)를 방지하려면 안정한 탄화물을 형성하는 합금원소를 첨가한다.

• 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐은 강 중에서 안정한 탄화물을 형성해 수소취화 저항성을 높이는 대표적 첨가원소이다.

반면 구리는 이러한 탄화물 형성 원소가 아니므로 수소취화 방지용 첨가원소로는 부적당하다.

압력을 낮추면 평형은 기체 몰수가 늘어나는 쪽으로 움직이므로, 탄소와 수증기가 일산화탄소와 수소를 만드는 반응과 물이 수증기로 바뀌는 반응이 오른쪽으로 이동한다.

앞의 반응은 고체 탄소를 제외하면 기체가 1몰에서 2몰로 늘고, 뒤의 반응은 액체에서 기체 1몰이 새로 생기므로 둘 다 감압이 정반응을 돕는다. 액체·고체의 부피는 기체에 비해 무시하므로 몰수 계산에서 빼고 센다.

• 일산화탄소가 산소와 만나 이산화탄소가 되는 반응은 기체가 3몰에서 2몰로 줄어 감압하면 왼쪽으로 간다.
• 질소와 수소로 암모니아를 합성하는 반응은 4몰에서 2몰로 줄므로 오히려 가압해야 오른쪽으로 이동한다.

고압가스안전관리법령상 폭발 등 재해 발생 가능성이 큰 특수반응설비는 발열반응이나 부차적인 2차반응이 일어나는 반응기류를 대상으로 지정된다.

• 에틸렌 제조시설의 아세틸렌 수첨탑, 산화에틸렌 제조시설의 에틸렌과 산소의 반응기, 중유 직접수첨 탈황반응기는 모두 발열·2차반응 위험이 있는 반응설비에 해당한다.

반면 원유의 상압증류탑은 화학반응이 아닌 단순 물리적 분리(증류) 공정이므로 특수반응설비의 범주에 들지 않는다.

기체반응의 압력평형상수와 농도평형상수 사이에는 $K_p = K_c (RT)^{\Delta n}$ 관계가 성립한다.

반응식 $\mathrm{N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3}$에서 기체 몰수 변화는 $\Delta n = 2-(1+3) = -2$이므로 $K_c = K_p (RT)^2$로 정리된다.

$T=773\ \mathrm{K}$, $R=0.082\ \mathrm{L\cdot atm/(mol\cdot K)}$를 대입하면 $RT \approx 63.4$이고, $K_c \approx 1.50\times10^{-5} \times 63.4^2 \approx 6.0\times10^{-2}$로 계산된다.

표준상태에서 기체의 밀도는 $d = \dfrac{M}{22.4}$이므로 분자량에 비례하며, 분자량이 가장 큰 기체의 밀도가 가장 크다.

각 기체의 분자량은 부탄($\mathrm{C_4H_{10}}$) 58, 이산화탄소($\mathrm{CO_2}$) 44, 염소($\mathrm{Cl_2}$) 약 71, 아황산가스로 표기된 $\mathrm{SO_3}$ 80이다.

따라서 분자량이 80으로 가장 큰 $\mathrm{SO_3}$의 밀도가 가장 크며, 그 값은 $\dfrac{80}{22.4} \approx 3.57\ \mathrm{g/L}$이다.

레이놀드(Reynolds)식 정압기는 언로딩형 구조로 크기가 크고, 일반 소비기기용·지구정압기용으로 널리 쓰이는 중압용 정압기이다.

구조와 기능이 우수하여 정특성(부하변동에 대한 압력유지 성능)은 좋지만, 상대적으로 안정성이 부족하고 대형이라는 단점이 있다.

이는 소형이면서 안정성이 좋은 피셔식·AFV식 정압기와 대비되는 레이놀드식의 특징이다.

흡수식 냉동기는 냉매-흡수제 쌍으로 작동하며, 흡수제가 물($\mathrm{H_2O}$)인 경우 냉매는 암모니아($\mathrm{NH_3}$)가 된다.

이는 흡수제가 리튬브로마이드(LiBr)인 경우 냉매가 물이 되는 조합과 대비되는, 대표적인 흡수식 냉동사이클 조합이다.

수증기 개질법(steam reforming)은 탄화수소와 수증기를 촉매 존재하에 반응시켜 수소를 제조하는 방법이다.

원료로는 반응성이 좋고 불순물이 적은 경질 탄화수소인 나프타가 가장 적합하며, 원유·중유·경유처럼 무겁고 황분 등 불순물이 많은 유분은 촉매를 피독시키므로 개질 원료로 부적당하다.

산소($\mathrm{O_2}$, 분자량 32)의 표준상태 밀도는 $d = \dfrac{32}{22.4} \approx 1.43\ \mathrm{g/L}$로 계산된다.

따라서 표준상태 밀도가 0.715g/L라는 설명은 실제 값의 절반 수준에 불과해 틀린 내용이다.

반면 임계온도 -118.4℃, 임계압력 약 50atm, 비점 -183℃ 부근이라는 나머지 설명은 산소의 실제 물성과 부합한다.

드라이아이스는 고체 이산화탄소로, 대기압하에서 액체 상태를 거치지 않고 바로 기체로 승화하며 물품 냉각용으로 널리 쓰인다.

다만 대기 중에서의 실제 승화온도는 약 -78.5℃로, 발문의 -48.5℃는 이산화탄소의 실제 승화점과 맞지 않아 틀린 설명이다.

그림의 반응식 $\mathrm{A+3B \rightarrow 3C+5D}$ 에서 이론적인 반응속도식은 $v=k[\mathrm{A}][\mathrm{B}]^{3}$ 이므로, 두 농도를 모두 2배로 하면 속도는 16배로 커진다.

대입해 보면 $v'=k(2[\mathrm{A}])(2[\mathrm{B}])^{3}=2\times8\times k[\mathrm{A}][\mathrm{B}]^{3}=16v$ 가 되어, 반응물 계수의 합 1+3=4 가 그대로 2의 지수로 나타난다.

생성물 쪽 계수 3과 5는 속도식에 들어가지 않으므로 배수 계산과는 관계가 없다.

배관의 신축량 $\Delta L$은 $\Delta L = L \cdot \alpha \cdot \Delta T$로 나타나며, 여기서 $L$은 관의 길이, $\alpha$는 열팽창계수, $\Delta T$는 온도차이다.

이 식에서 보듯 신축량은 관의 열팽창계수·길이·온도차 모두에 비례하며, 세 값 중 어느 하나가 커져도 신축량은 함께 커진다.

전면부식은 금속 표면 전체가 비교적 균일한 속도로 부식되는 형태로, 부식량 자체는 크지만 진행을 예측하고 관리하기가 쉬워 오히려 위험성은 낮은 편으로 평가된다.

따라서 "부식량이 크므로 대단히 위험성이 크다"는 설명은 전면부식의 실제 특성과 맞지 않는다.

• 국부부식은 특정 부위에 집중되어 공식·극간부식 형태로 나타난다는 설명은 맞다.
• 에로전은 유속이 큰 부분에서 마모가 현저해지는 현상이라는 설명은 맞다.
• 선택부식은 합금의 특정 성분이 선택적으로 용출되어 다공질 침식층을 남긴다는 설명은 맞다.

용접이음은 관을 녹여 접합부를 일체화하는 방식으로, 분해가 불가능한 영구이음에 해당한다.

나사이음·플랜지이음·유니언이음은 모두 필요시 분해·재조립이 가능한 이음 방식이어서 영구이음으로 분류되지 않는다.

스톱밸브(정지밸브)는 유로를 완전히 열거나 닫는 개폐용 밸브를 통칭하며, 글로브밸브·게이트밸브·팩레스밸브가 여기에 속한다.

감압밸브는 1차측 압력을 낮춰 일정한 2차측 압력을 유지시키는 압력조절용 밸브로, 개폐가 목적인 스톱밸브와는 기능이 달라 스톱밸브의 종류에 포함되지 않는다.

다단 압축기에서 크랭크축의 회전운동은 커넥팅로드를 거쳐 크로스헤드에서 직선운동으로 바뀌고, 이 직선운동이 피스톤로드를 통해 피스톤에 그대로 전달된다.

즉 크로스헤드는 회전운동을 직선운동으로 변환해 피스톤을 왕복시키는 역할을 한다.

1 PS 는 75 kgf·m/s 이므로 $H=T\omega$ 에서 $T=\dfrac{75H}{2\pi N/60}=716.2\dfrac{H}{N}\,[\mathrm{kgf\cdot m}]$ 이고, 이를 mm 단위로 고치면 1,000배가 되어 $T=716200\dfrac{H}{N}\,[\mathrm{mm\cdot kgf}]$ 가 된다.

같은 값을 cm 로 나타내면 71,620 H/N 이 되므로, 계수와 길이 단위는 항상 짝을 맞춰 기억해야 한다.

• 계수 716.2 는 m 단위일 때 값이라 mm 나 cm 를 붙이면 1,000배 또는 100배가 어긋난다.
• 계수 7,162 는 어느 길이 단위와도 짝이 맞지 않는 수치다.

냉동기를 정지할 때는 냉매를 수액기에 모으는 펌프다운(pump down) 작업을 먼저 수행한다.

이때 가장 먼저 하는 조작은 수액기의 액출구 밸브를 닫는 것으로, 이후 압축기를 계속 운전해 증발기·배관 내 냉매를 흡입·압축하여 응축기와 수액기 쪽으로 모은 다음 압축기를 정지시킨다.

액분리기는 증발기보다 높은 위치에 설치하므로, 흡입배관은 증발기에서 액분리기까지를 상향구배로, 액분리기에서 압축기까지를 하향구배로 시공한다. 증발기에서 나온 냉매액이 압축기로 그대로 넘어가 액압축을 일으키지 않도록 하기 위함이다.

따라서 "증발기에서 액분리기까지는 하향구배로 하고 액분리기에서 압축기까지는 상향구배로 한다"는 설명은 구배 방향을 서로 뒤바꾼 것이어서 틀린 내용이다.

기기 상호간 배관길이를 짧게 하고 굴곡·경사도를 적게 하는 것, 암모니아용 강관의 두께에 부식 안전율을 감안하는 것, 압축기에서 수직 상승한 토출관의 수평부를 응축기 쪽으로 하향구배 하는 것은 모두 올바른 배관 시공 원칙이다.

화학세제에 의한 세정법 중 정치법(靜置法)은 세정액을 장치 내부에 채워 넣고 일정 시간 그대로 담가 두어 물때·스케일을 용해·박리시키는 방법이다.

셸 앤드 튜브형 응축기의 응축부분은 셸 내부에 다수의 전열관이 밀집해 있어 브러시 등 기계적 청소나 분사 방식으로는 구석구석까지 세정액을 접촉시키기 어렵다. 따라서 세정액을 채워 정치시키는 방법으로 청소한다.

암모니아·아황산가스와 같은 가스는 구리 및 구리합금을 심하게 부식시키므로, 이런 가스가 흐르는 배관의 플랜지 패킹(가스켓) 소재로 구리를 사용해서는 안 된다.

고무·납·아스베스트지(석면지)는 이런 부식 문제가 없어 암모니아·아황산가스용 패킹 소자로 사용할 수 있다.

용기(容器)는 고압가스를 충전하기 위한 것(부속품 포함)으로서 이동할 수 있는 것을 말하며, 이는 일정한 위치에 고정 설치되는 저장탱크와 구분되는 핵심 특징이다.

따라서 "용기라 함은 …고정 설치된 것을 말한다"는 설명은 용기와 저장탱크의 정의를 뒤바꾼 것으로 틀린 내용이다.

고압가스 제조허가의 변경허가는 사업소·저장설비의 위치 변경이나 처리설비 능력 변경처럼 안전관리에 실질적 영향을 주는 사항을 대상으로 한다.

사업소 위치, 저장설비 위치, 처리설비 능력의 변경은 모두 이러한 중대한 변경에 해당해 변경허가 대상이다.

반면 배관을 15m 정도 연장하는 것은 경미한 변경으로 취급되어 별도의 변경허가 대상에 해당하지 않는다.

용기의 저장능력은 $W = \dfrac{V}{C}$ 식으로 구하며, 여기서 $V$는 내용적(L), $C$는 가스별 충전정수이다.

내용적 $3000\ \mathrm{L}$, 액화암모니아의 충전정수 $C=1.86$을 대입하면 $W = \dfrac{3000}{1.86} \approx 1613\ \mathrm{kg}$으로 계산되며, 이 값이 해당 용기의 저장능력이다.

가연성가스 제조설비의 전기설비는 원칙적으로 방폭구조를 갖추어야 하지만, 폭발범위가 좁아 상대적으로 위험성이 낮은 일부 가스는 이 적용에서 제외된다.

고압가스안전관리법령상 방폭성능 적용 제외 대상으로 지정된 가연성가스가 암모니아와 브롬화메탄이며, 나머지 보기의 가스들(에탄·염화메탄, 에틸아민·아세트알데히드, 프로필렌·수소)은 제외 대상에 해당하지 않는다.

도시가스사업법상 사업허가 기준은 공급능력·재원·기술능력을 갖추고 경제성 있는 규모여야 한다는 점과 함께, 다른 도시가스사업자의 공급권역과 중복되지 않아야 한다는 지역독점적 원칙을 포함한다.

따라서 "다른 가스사업자의 공급지역과 공용으로 공급할 것"이라는 설명은 이 원칙에 반하는 틀린 내용이다.

대기압에서 각 물질의 비점은 부탄($\mathrm{C_4H_{10}}$) 약 $-0.5℃$, 염소($\mathrm{Cl_2}$) 약 $-34℃$, 프로판($\mathrm{C_3H_8}$) 약 $-42.1℃$, 메탄($\mathrm{CH_4}$) 약 $-161.5℃$이다.

따라서 비점이 높은 것부터 낮은 순으로 나열하면 부탄, 염소, 프로판, 메탄 순이 된다.

헴펠(Hempel)법은 흡수제·시약에 대한 선택적 반응성을 이용해 성분가스를 순서대로 흡수·제거하며 분석하는 방법이다.

일반적인 분석 순서는 수산화칼륨 용액으로 $\mathrm{CO_2}$를 먼저 흡수하고, 발연황산 등으로 불포화탄화수소($\mathrm{C_mH_n}$)를 흡수한 뒤, 알칼리성 피로갈롤 용액으로 $\mathrm{O_2}$를 흡수하고, 마지막으로 암모니아성 염화제1구리 용액으로 $\mathrm{CO}$를 흡수하는 순서를 따른다.

즉 $\mathrm{CO_2} \rightarrow \mathrm{C_mH_n} \rightarrow \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO}$ 순서로 측정한다.

액화석유가스 공급자는 수요자의 가스사용시설을 정기적으로 점검하기 위한 점검 인원을 확보해야 하며, 그 배치 기준은 공급 가구수 3천 가구마다 1인이다.

즉 공급 대상 가구수를 3,000으로 나눈 수 이상의 점검 인원을 두어야 하고, 공급 가구가 늘어나면 그에 비례해 점검 인원도 추가로 배치해야 한다.

강제기화기는 액체 LPG를 가열해 강제로 기화시키는 장치로, 설치 면적이 자연기화식보다 오히려 작아도 된다는 것이 장점이다.

또한 공급가스의 조성이 일정하게 유지되고 추운 날씨에도 충분히 기화되며, 설비비와 인건비를 줄일 수 있다.

따라서 "설치장소가 많이 필요하다"는 설명은 강제기화기의 실제 특징과 반대되는 서술이다.

저장탱크에 설치하는 안전밸브의 가스방출관은 저장탱크 정상부에서 2m 또는 지면에서 5m 중 더 높은 위치 이상에 방출구를 두도록 정해져 있다.

이는 방출되는 가스가 충분히 확산되어 지상의 사람이나 설비에 위해를 주지 않도록 하기 위한 안전거리 기준이다.

형광·염료 물질을 함유한 침투액에 검사재료를 담갔다가 꺼내 표면의 침투액을 닦아낸 뒤, 현상액을 발라 표면 균열 속에 남은 침투액을 다시 배어 나오게 하는 방법은 침투검사법(PT)이다.

X선검사·초음파검사·자력결함검사는 각각 방사선 투과, 초음파 반사, 자분 형성 원리를 이용하는 방법으로 침투액을 이용하지 않아 이 설명과 맞지 않는다.

희가스(0족, 비활성기체)는 최외각 전자껍질이 전자로 모두 채워진 안정한 전자배치를 가져 화학적으로 매우 안정하며, 다른 원소와 거의 반응하지 않아 원자가는 0으로 본다.

따라서 "불안정한 물질이다"라는 설명은 희가스의 본질적 성질과 정반대여서 틀린 내용이다.

상온에서 무색·무미·무취이고, 방전관에서 특유의 스펙트럼을 내며, 단원자분자여서 분자량과 원자량이 같다는 나머지 설명은 희가스의 실제 성질과 일치한다.

용접이음은 이음부에 돌기부가 없어 관 내부 단면(내경)이 거의 그대로 유지되는 것이 장점으로, 유체 흐름의 저항이 적고 배관용적을 축소할 수 있다.

따라서 "관단면의 변화가 많다"는 설명은 용접이음의 실제 장점과 반대되므로, 용접 접합의 잇점으로 볼 수 없다.

돌기부가 없어 시공이 용이한 점, 접합부 강도가 커 배관용적을 축소할 수 있는 점, 누출 우려가 없어 유지비가 절감되는 점은 모두 용접이음의 실제 장점에 해당한다.

밀도측정장치는 가스발생설비에 설치하는 장치가 아니다.

가스발생설비는 이상 압력 상승을 막는 압력상승방지장치, 배관 파손 등 이상시 가스를 즉시 차단하는 긴급차단장치, 가스가 역류해 원료 계통으로 유입되는 것을 막는 역류방지장치를 반드시 갖춘다.

밀도는 제조가스의 품질 관리 항목일 뿐 안전을 위해 설비에 필수로 설치해야 하는 방호장치는 아니다.

압력조정기의 제품검사는 기기의 구조가 기준에 맞는지 보는 구조검사, 누출 여부를 확인하는 기밀시험, 설정된 압력으로 정확히 감압되는지 보는 조정압력시험 등으로 이루어진다.

반면 내압시험은 용기·저장탱크처럼 고압을 직접 견뎌야 하는 설비에 적용하는 시험으로, 공급압력을 사용압력으로 낮추는 기기인 압력조정기의 제품검사 항목에는 포함되지 않는다.

산소는 가연성 물질(유지류·석유류 등 탄화수소계 윤활유)과 접촉하면 발화·폭발 위험이 매우 커지므로, 산소압축기의 내부 윤활에는 기름 성분의 윤활유를 사용할 수 없다.

대신 물 또는 농도 약 10%의 묽은 글리세린수를 사용해 산소와 반응할 가연성 성분을 배제한다.

석유류·유지류는 물론, 농도가 짙은(농후한) 글리세린도 가연성이 높아져 부적합하다.

동판 두께는 약 15.84mm로 산정된다.

최고충전압력을 받는 용접제 원통형 고압설비의 두께는 다음 식으로 구한다.

$t = \dfrac{PD}{2S\eta - 1.2P} + C$

압력 $P=0.5\mathrm{kg/mm^2}$(50kg/cm²), 내경 $D=650\mathrm{mm}$, 허용응력 $S=15\mathrm{kg/mm^2}$, 용접효율 $\eta=0.75$, 부식여유 $C=1\mathrm{mm}$를 대입하면 $t=\dfrac{0.5\times650}{2\times15\times0.75-1.2\times0.5}+1=\dfrac{325}{21.9}+1\approx15.84\mathrm{mm}$가 된다.

독성가스의 감압설비와 그 가스를 사용하는 반응설비 사이 배관에는 반응설비 쪽 압력이나 이상 상황으로 가스가 감압설비 방향으로 거꾸로 흘러드는 것을 막기 위한 역류방지장치를 설치해야 한다.

화염방지장치는 가연성가스의 역화를 막는 장치이고, 안전밸브는 설비 내 압력이 과도하게 상승했을 때 가스를 방출하는 장치로 이 구간의 요구사항과는 다르다.

용접길이는 100mm로 설계한다.

맞대기 용접이음에서 발생하는 응력은 하중을 용접 단면적(강판 두께×용접길이)으로 나눈 값이다.

$\sigma=\dfrac{W}{h\times l}$

이를 용접길이에 대해 정리하고 하중 3000kg, 두께 6mm, 허용응력 5kg/mm²를 대입하면 $l=\dfrac{W}{\sigma\times h}=\dfrac{3000}{5\times6}=100\mathrm{mm}$이다.

액화석유가스충전사업은 저장시설에 저장된 액화석유가스를 용기 또는 차량에 고정된 탱크에 충전하여 공급하는 사업을 말하며, 이 설명이 법령상 정의에 부합한다.

액화석유가스는 프로판·부탄을 주성분으로 하는 가스를 액화한 것으로, 에탄을 주성분으로 하거나 이를 기화한 것이라는 설명은 정의와 맞지 않는다.

• 액화석유가스집단공급사업은 저장시설에 저장된 가스를 배관을 통해 여러 수요자에게 공급하는 사업이며, 용기에 충전된 가스를 공급하는 것은 판매사업에 해당한다.
• 저장소는 일정량 이상의 액화석유가스를 용기 또는 저장탱크에 저장하는 일정한 장소를 말하며, 소관 부령 표기와 저장량 기준 모두 제시된 설명과 다르다.

가연성가스제조시설의 고압가스설비는 그 외면으로부터 같은 사업소 내 다른 가연성가스제조시설의 고압가스설비와 5m 이상의 안전거리를 유지해야 한다(기출 당시 기준).

이는 가연성가스가 누출·확산되었을 때 인접 설비로 화재·폭발이 번지는 것을 막기 위한 이격거리 기준이다.

충전작업 중 충전밸브를 닫지 않은 채 용기밸브에서 충전밸브를 분리하면, 배관 안에 남아 있던 고압가스가 분리되는 순간 그대로 뿜어져 나와 작업자가 즉시 가스 분출·동상·화상 등의 위험에 노출된다.

• 저압가스를 고압용 충전용기에 충전한 경우는 용기 자체의 안전성 문제로, 그 조작 순간에 바로 위험이 생기는 것은 아니다.
• 잔가스용기에 마개를 하는 것은 통상적인 안전조치에 해당한다.
• 저울눈금 오차로 소량(10.5kg) 과충전된 경우는 관리상 문제로, 조작 자체가 즉각적인 위험을 일으키는 상황은 아니다.

따라서 조작과 동시에 직접적인 위험이 발생하는 경우는 충전밸브를 열어둔 채 분리하는 경우다.

충전용기를 운반하는 차량에는 용기끼리 또는 용기와 차체가 부딪혀 충격을 받는 것을 막기 위해 고무판 등 완충재를 반드시 갖추어야 한다.

용접장갑·유량계·압력계는 충전용기 운반이라는 상황에서 직접적인 필수 비치품은 아니다.

관 지름이 33mm 이상인 배관은 3m마다 고정장치를 설치한다.

도시가스 사용시설의 배관 고정 간격은 관경이 클수록 넓게 정해져 있어, 13mm 미만은 1m마다, 13mm 이상 33mm 미만은 2m마다, 33mm 이상은 3m마다 고정하도록 규정한다.

관경이 클수록 배관 자체의 강성이 커서 지지 간격을 더 넓혀도 처짐·흔들림에 의한 손상 위험이 낮기 때문이다.

혼합가스의 폭발하한계는 약 4.65vol%로, 보기 중 4.66vol%가 이에 해당한다.

르샤틀리에의 법칙 $\dfrac{100}{L}=\dfrac{V_1}{L_1}+\dfrac{V_2}{L_2}$을 적용한다.

메탄 90vol%(폭발하한 5.3%)와 프로판 10vol%(폭발하한 2.2%)를 대입하면 $\dfrac{100}{L}=\dfrac{90}{5.3}+\dfrac{10}{2.2}\approx16.98+4.55=21.53$이 된다.

$L=\dfrac{100}{21.53}\approx4.65$ vol%로, 나머지 선택지들과는 확연히 차이가 난다.

열역학 제1법칙은 에너지는 형태만 바뀔 뿐 새로 생기거나 없어지지 않는다는 에너지보존의 법칙을 열과 일의 관계로 나타낸 것이다.

보일-샤를의 법칙은 이상기체의 압력·부피·온도 관계, 르샤틀리에의 법칙은 혼합가스 폭발한계, 질량보존의 법칙은 화학반응에서의 질량 보존을 다루는 것으로 열역학 제1법칙과는 별개의 원리다.

정답은 규준형 샘플링검사이다.

규준형 샘플링검사는 공급자에 대한 보호와 구입자에 대한 보증 수준을 함께 규정하여, 공급자와 구입자 양쪽의 요구를 동시에 만족시키도록 설계된 검사방식이다.

표의 1월부터 5월까지 판매량은 100, 110, 120, 130, 140 이고, 5개월 이동평균법은 최근 5개월 실적의 산술평균을 다음 달 예측값으로 삼으므로 6월 수요는 120이다.

계산하면 $\dfrac{100+110+120+130+140}{5}=\dfrac{600}{5}=120$ 으로, 등차로 늘어나는 자료에서는 가운데 달의 값이 곧 이동평균이 된다.

이동평균법은 오래된 자료와 최근 자료에 같은 가중치를 주기 때문에 이렇게 꾸준히 증가하는 추세에서는 예측값이 실제보다 낮게 나오는 한계가 있다.

u 관리도는 시료의 크기가 일정하지 않을 때 단위당 결점수를 관리하는 계수형 관리도이며, 관리한계는 $\bar{u}\pm3\sqrt{\dfrac{\bar{u}}{n}}$ 로 구한다.

단위당 결점수는 푸아송 분포를 따라 분산이 $\dfrac{\bar{u}}{n}$ 이므로, 그 표준편차의 3배를 중심선 $\bar{u}$ 에 더하고 빼면 관리한계가 된다. 시료 크기 n 이 시료마다 다르면 관리한계선도 계단 모양으로 달라진다.

• 근호 안을 $\bar{u}$ 로만 둔 식은 시료 크기가 일정한 c 관리도의 형태다.
• 3을 빼거나 근호 안에 n 을 곱한 식은 3시그마 관리한계의 정의와 맞지 않는다.

도수분포표를 만드는 목적이 아닌 것은 결과나 문제점에 대한 계통적 특성치를 구하는 것이다.

도수분포표는 데이터가 흩어진 모양을 파악하고, 많은 데이터로부터 평균치와 표준편차를 구하며, 원 데이터를 규격과 대조하는 데 활용된다.

반면 결과나 문제점의 원인을 계통적으로 정리·추적하는 일은 특성요인도와 같은 다른 QC 기법이 맡는 역할이다.

정답은 상대적 열화이다.

설비의 열화는 사용에 따른 마모·손상으로 성능이 저하되는 절대적 열화와, 기술 진보로 설비가 구식화되어 상대적으로 뒤처지는 상대적 열화로 구분한다.

설비의 구식화에 의한 열화는 후자인 상대적 열화에 해당한다.

PTS법(Predetermined Time Standards, 기정시간표준법)이 정답이다.

모든 작업을 손을 뻗는다·잡는다·옮긴다 같은 기본동작으로 분해하고, 각 기본동작의 성질과 이동거리 등 조건에 따라 미리 정해진 시간치를 적용해 정미시간을 산정하는 방식이다.

• WS법(워크샘플링)은 순간적인 관측을 반복해 작업·비작업 비율을 통계적으로 추정하는 방법이다.
• 스톱워치법과 실적기록법은 실제 시계 측정이나 과거 실적 자료로 시간을 구하는 방식이라 미리 정해진 시간표를 적용하는 방식과는 다르다.