16년 1회차

도시가스배관의 부식방지를 위한 희생양극법 시스템에서 전위를 모니터링하기 위해 설치되는 전위 측정용 터미널(참조전극)은 300m 이내의 간격으로 설치하도록 규정되어 있다. 이는 배관 전체에 걸쳐 전류 분포 상태와 방식 효과를 적절히 감시하고, 부식 위험 지역을 조기에 발견하기 위한 기술 기준이다.

액화석유가스 저장소의 지상 노출 배관을 차량 등의 충격으로부터 보호하기 위해 설치하는 방호철판은 4mm 이상의 두께로 해야 한다. 이는 고압가스안전관리법 시행규칙에서 규정하는 저장탱크에 의한 액화석유가스 저장소의 안전기준으로, 배관의 손상을 방지하고 누출 사고를 예방하기 위한 최소 두께 기준이다.

고압가스 안전관리법령에서 규정하는 충전용기의 안전조치를 검토하면, 3번이 틀린 내용이다. 사용 후 용기의 밸브를 열어두면 가스가 누출되어 폭발·화재 위험이 오히려 증가하므로, 올바른 조치는 밸브를 닫고 압력을 제거한 후 안전하게 보관하는 것이다. 1번의 40℃ 이하 온도 유지, 2번의 서서히 개폐하고 40℃ 이하의 따뜻한 물로 가열하는 조치, 4번의 넘어짐 방지 및 밸브 손상 방지 조치는 모두 고압가스 취급 시설의 표준 안전기준에 부합한다.

액화석유가스 자동차에 고정된 용기충전시설의 긴급차단장치에 접속하는 배관은 워터햄머(수격현상)가 발생하지 않도록 조치해야 한다. 긴급차단장치가 작동할 때 배관 내 가스의 급격한 압력 변화로 인한 충격파 발생을 방지하기 위함이다. 보기 2번의 정전기 방지는 일반적인 배관 설계 기준이며, 3번의 체크 밸브와 4번의 바이패스는 긴급차단장치의 기능과 무관한 조치이다.

도시가스 배관 굴착작업 시 배관 손상을 방지하기 위해 배관 주위 1m 이내에서는 반드시 인력(수작업)으로만 굴착하도록 규정되어 있다. 이는 중장비를 사용한 굴착으로 인한 배관 파손 사고를 예방하기 위한 안전기준이다.

LP가스 용기 보관실의 자연환기설비 통풍구 크기는 바닥 면적 1m²당 300cm² 이상으로 규정되어 있다. 바닥 면적이 3m²일 때 필요한 통풍구 크기는 $3 \text{ m}^2 \times 300 \text{ cm}^2/\text{m}^2 = 900 \text{ cm}^2$이다. 철망 등이 부착되지 않은 경우 감면 계수를 적용하지 않으므로 최소 900cm² 이상이어야 한다.

고속도로 휴게소에서 액화석유가스(LPG) 저장능력이 500kg을 초과하는 경우 소형저장탱크를 설치하여야 한다. 이는 액화석유가스의 안전관리 및 사용에 관한 법령에서 정한 기준으로, 일정 규모 이상의 저장시설에 대해 안전성을 강화하기 위해 소형저장탱크 설치를 의무화하고 있다.

특정고압가스 시설의 안전기준에서 산소 사용 밸브에 석유류나 유지류를 주유하는 것은 금지된다. 산소는 극도로 산화성이 강한 물질이므로 유류와 접촉하면 자연발화 위험이 매우 높아지기 때문이다. 1번 가연성가스 사용설비의 정전기제거설비, 2번 지하 배관의 전기부식 방지조치, 3번 독성가스 저장설비의 누출 대응장치(흡수·중화장치) 등은 모두 고압가스 안전관리법의 기술기준에 해당하는 요구사항이다. 따라서 4번이 틀린 것이 맞다.

용기보관장소에는 충전용기와 잔가스용기를 각각 구분하여 놓아야 하므로 옳은 설명이다. 나머지 보기는 기준이 틀렸다. 용기는 항상 40℃ 이하를 유지하고, 직사광선을 받지 않도록 해야 하며, 보관장소 주위 2m 이내에는 화기나 인화성·발화성 물질을 두지 않는다.

허용농도가 100만분의 200 이하인 독성가스 충전용기 중 내용적 1000L 미만인 용기를 운반하는 차량은 적재함을 밀폐된 구조로 해야 한다. 운반 중 가스가 누출되더라도 외부로 확산되지 않게 하기 위한 기준이다.

안전밸브 작동압력은 내압시험압력의 8/10 이하이고, 내압시험압력은 상용압력의 1.5배입니다.
$10 \times 1.5 \times \frac{8}{10} = 12\,\text{MPa}$이므로 작동압력은 12 MPa입니다.

"e"는 안전증방폭구조(increased safety)를 나타내는 방폭 기기 표시 기호다. 방폭전기 기기의 국제 표준 분류에서 각 방폭구조는 알파벳으로 구분되며, "e"는 정상 운전 조건에서 점화원이 발생하지 않도록 설계·제조된 구조를 의미한다. 내압방폭구조는 "d", 유입방폭구조는 "o", 압력방폭구조는 "p"로 표시된다.

가연성 가스는 공기 중에서 연소할 수 있는 물질이고, 독성 가스는 인체에 해로운 물질이다. 1번 CHClF₂(HCFC-22)는 비가연성 냉매이고, 2번 HCl은 산성이지만 비가연성 기체이며, 3번 C₂H₂(아세틸렌)는 가연성이지만 독성이 약하다. 4번 HCN(시안화수소)은 탄소와 질소가 산화될 때 연소하므로 가연성이며, 미토콘드리아 효소를 억제하여 매우 독성이 강하므로 가연성이면서 독성 가스이다.

15℃에서 압력이 0Pa을 초과하는 아세틸렌가스는 고압가스의 정의에 해당하므로 적용범위에서 제외되는 것이 아니라 법이 적용되는 고압가스다. 반면 35℃에서 게이지압력 4.9MPa 이하인 유니트형 공기압축장치 안의 압축공기, 내연기관 시동·타이어 충전·리벳팅·착암·토목공사용 압축장치 안의 고압가스, 냉동능력 3톤 미만 냉동설비 안의 고압가스는 적용범위에서 제외된다.

액화석유가스(LPG) 집단공급 시설의 내압시험 압력은 상용압력의 1.5배로 규정되어 있다. 상용압력이 1MPa일 때 내압시험 압력은 1MPa × 1.5 = 1.5MPa이다.

독성가스 충전용기 운반 기준에서 용기는 1단으로만 적재하거나 2단 이상 쌓을 때도 용기 사이에 목재 등으로 이격장치를 설치하여 용기들이 직접 접촉하지 않도록 해야 한다. 4번은 "용기가 서로 이격되지 않도록 한다"고 명시하여 이 기준과 정반대이므로 틀린 설명이다. 1, 2, 3번은 모두 올바른 기준으로, 용기를 세운 상태로 운반하고, 차량의 적재함과 최대적재량 범위 내에서 적재해야 한다는 내용이 맞다.

배기통이 가연성 벽을 통과할 때는 금속 외의 불연성 재료로 단열조치를 한다. 금속은 열을 잘 전달해 벽이 과열될 수 있기 때문이다. 따라서 금속 등으로 단열한다는 설명은 틀렸다.

고압가스 특정제조시설의 안전관리원 선임 기준은 2명 이상이다. 고압가스 안전관리법 시행규칙에서 특정제조시설(액화석유가스 충전시설, 고압가스 저장시설 등)을 운영하는 사업자는 안전관리 업무를 담당할 안전관리원으로 2명 이상을 선임하도록 규정하고 있다. 이는 특정제조시설의 고위험성을 감안하여 복수의 안전관리원을 배치해 안전관리 체계를 강화하도록 한 것이다.

15L 이하의 용기에 대하여 "실내보관 금지" 표시여부를 확인해야 한다. LPG충전자의 안전점검기준에서는 소형 LPG용기(15L 이하)의 경우 화재 위험성과 누출 시 확산 위험을 고려하여 실내보관을 금지하도록 규정하고 있으며, 충전자는 이러한 용기에 실내보관 금지 표시가 명확하게 부착되어 있는지 점검하는 것이 안전관리의 중요한 항목이다.

아세틸렌가스 또는 압력 9.8MPa 이상의 압축가스 충전 시 방호벽 설치 기준은 고압가스 안전관리법령에서 정하는 위험도에 따라 결정된다. 충전장소와 보관장소, 그리고 압축기 등 고정된 설비 간에는 상대방 용기의 파열 시 파편으로부터 보호하기 위해 방호벽을 설치해야 한다. 반면 운반 차량과 충전용기 사이는 차량이 일시적으로 체류하는 상태이며, 충전 작업 시 안전거리 확보 및 작업 절차 준수로 위험을 관리할 수 있으므로 방호벽 설치 대상이 아니다. 1, 2, 3번은 모두 고정된 충전 또는 보관 설비 간이므로 방호벽이 필수이다.

고압가스를 적재한 차량 운행 시 휴대 대상은 도로운송 관계 법령(고압가스 안전관리법 등)에서 규정하는 서류다. 차량등록증은 차량 기본 서류이고, 탱크 테이블(용량 환산표)은 적재량 확인용, 고압가스 이동계획서는 운송 경로·목적지 신고 서류로 모두 운행 중 제시 대상이다. 반면 탱크 제조시방서는 탱크 제조업체가 작성하는 설계·제작 관련 기술서류로, 차량 운행 시 반드시 탑승해야 하는 서류가 아니며 통상 사업장에 보관되는 기록 문서다.

산소는 고압가스 제조설비의 기밀시험용으로 사용할 수 없다. 기밀시험은 설비의 누출 여부를 확인하는 과정으로, 산소는 강한 산화제이므로 압력 상태에서 유증기 및 윤활유 등과 반응하여 폭발 위험이 매우 높기 때문이다. 질소, 공기, 탄산가스는 불활성이거나 상대적으로 반응성이 낮아 기밀시험용으로 사용할 수 있으며, 질소가 가장 일반적으로 권장된다.

독성가스는 허용농도가 100만분의 5000 이하인 가스를 말하므로 100만분의 2000이라는 설명은 틀렸습니다. 액화가스, 초저온저장탱크(영하 50 ℃ 이하), 가연성가스(하한 10 % 이하 또는 상한과 하한의 차 20 % 이상)의 정의는 모두 옳습니다.

도시가스의 특성 중 폭발 가능성에 관한 문제다. 1번은 국내 도시가스가 천연가스(메탄 주성분)임이 맞고, 2번은 배관을 통한 공급이 맞으며, 3번도 LPG를 원료로 사용할 수 있다는 것이 맞다. 4번이 틀린 이유는 도시가스가 공기와 혼합되기만 해서는 폭발하지 않고, 일정 농도 범위(폭발 한계) 내에서 점화원(불꽃, 고온 등)이 있을 때만 폭발하기 때문이다. 단순한 혼합만으로는 폭발이 일어나지 않는다.

액화석유가스(LPG) 용기보관소의 시설기준에서 저장 설비는 용기 개별식으로 설치해야 하므로 2번이 틀렸다. 개별식은 각 용기를 독립적으로 보관하여 한 용기의 문제가 다른 용기로 전파되는 것을 방지한다. 1번 용기보관실은 사무실과 구분하되 동일 부지 내에 설치 가능하고, 3번 불연재료 사용, 4번 창의 망입유리 또는 안전유리 사용 등은 모두 기준에 부합한다.

일반도시가스 공급시설의 정압기는 2년에 1회 이상 분해점검을 실시해야 한다. 정압기는 가스 공급 시 압력을 안정적으로 유지하는 중요한 안전설비로, 내부 탄성체 손상, 오염, 누수 등을 조기에 발견하기 위해 주기적인 분해점검이 필수다. 도시가스사업법 관련 규정과 안전기준에서 정압기의 분해점검 주기는 최초 완성검사일을 기준으로 2년마다 실시하도록 규정하고 있다.

액화석유가스(LPG) 충전시설의 안전표지는 산업안전보건법 기준에 따르며, "화기엄금" 표지는 금지 및 경고 표지에 해당한다. 금지·경고 표지의 표준 색상은 백색바탕에 적색글씨(또는 적색테두리)로 규정되어 있어 위험을 시각적으로 명확하게 전달한다. 황색바탕은 주의·경고용, 흑색바탕은 지시용 표지에 적용되므로 화기엄금 표지와는 구분된다.

방호벽 가운데 철근콘크리트 벽은 두께 12 cm 이상, 높이 2 m 이상이어야 합니다. 나머지 규격은 콘크리트블록 벽 두께 15 cm 이상, 박강판 벽 두께 3.2 mm 이상, 후강판 벽 두께 6 mm 이상이며, 높이는 모두 2 m 이상입니다.

「도시가스사업법 시행규칙」 별표의 안전기준에 따르면 배관은 그 외부에 사용가스명, 최고사용압력 및 도시가스 흐름방향을 표시해야 한다(지하에 매설하는 배관은 흐름방향 표시를 생략할 수 있다). 따라서 지상에 설치하는 배관에 사용가스명·최고사용압력·가스 흐름방향을 표시한다는 설명이 옳다.

배관의 표면색상은 지상배관은 황색으로, 지하매설배관은 최고사용압력이 저압이면 황색, 중압 이상이면 붉은색으로 도색한다.

• 저압 매설배관을 녹색으로 도색한다는 설명은 틀렸다.
• 중압 매설배관을 황색으로 도색한다는 설명은 틀렸다.
• 지상배관은 백색이 아니라 황색 도색이 원칙이며, 건축물 내·외벽에 노출된 배관으로서 바닥에서 1m 높이에 폭 3㎝의 황색띠를 2중으로 표시한 경우에만 표면색상 도색을 생략할 수 있으므로 백색 도색과 흑색 2중 띠 설명도 틀렸다.

LC50은 값이 작을수록 독성이 강하다. 각 가스의 LC50은 암모니아 약 7338ppm, 디메틸아민 약 11100ppm, 브롬화메탄 약 850ppm, 아크릴로니트릴 약 666ppm이다. 따라서 LC50이 가장 작은 아크릴로니트릴의 독성이 가장 강하다.

암모니아는 강한 부식성을 가지며 특히 동과 동 합금을 심각하게 부식시키므로 1번 동은 부적합하다. PVC는 고온에서 분해되고 기계적 강도가 떨어지므로 2번도 맞지 않다. 알루미늄 합금은 암모니아에 의해 응력부식균열(SCC)에 취약하여 3번도 적절하지 않다. 18-8 스테인리스강(SUS304)은 우수한 내식성과 고온·고압 환경에서의 기계적 강도를 모두 갖추고 있어 암모니아 장치의 표준 재료로 사용되므로 가장 적당하다.

다단 왕복동 압축기에서 중간단의 토출온도가 상승하는 원인을 분석하면, 압축비 감소는 토출온도를 오히려 낮추기 때문에 정답이다. 압축비가 감소하면 압축 과정에서 기체가 받는 일이 줄어들어 토출온도가 하강한다. 반면 2번 토출 밸브 불량에 의한 역류, 3번 흡입 밸브 불량에 의한 고온가스 흡입, 4번 전단쿨러 불량에 의한 고온가스 흡입은 모두 중간단 실린더로 고온의 기체가 유입되거나 압축 효율이 저하되어 토출온도를 상승시킨다.

오스테나이트계 스테인리스강은 Fe-Cr-Ni 합금으로서 니켈 함량이 8% 이상 포함되어 고온에서의 오스테나이트 조직을 실온에서도 유지하며, 우수한 내식성과 우수한 가공성을 가진다. 18-8 스테인리스강(Cr 18%, Ni 8%)이 가장 대표적인 제품이다. 오스테나이트 조직은 면심입방(FCC) 구조로 비자성(또는 약한 상자성)을 띠므로, 강한 자성을 갖는다는 3번이 틀렸다. 강한 자성은 페라이트계나 마르텐사이트계 스테인리스강의 특성이다.

LP가스 사용 시 용기밸브와 콕은 천천히 열어야 하는데, 신속하게 열면 급격한 압력 변화로 인해 화재·폭발 위험과 장비 손상이 발생할 수 있다. 2번(연소기구 주위 가연물 제거)·3번(냄새로 누출 확인)·4번(고무호스 정기 점검)은 모두 LP가스 안전 사용의 기본 주의사항이므로 올바르다.

오리피스 유량계는 관로에 오리피스판(얇은 판)을 삽입하여 유체 흐름을 제한하고 압력차로 유량을 측정하는 방식으로, 이 과정에서 회복 불가능한 압력손실이 크다는 것이 가장 큰 특징이다.

• 내구성이 좋다: 오리피스판이 얇고 단순하여 침식·부식에 약하므로 내구성이 낮다.
• 저압, 저유량에 적당하다: 저압·저유량 측정에 부정확하므로 중·고압, 중·고유량에 적당하다.
• 협소한 장소에는 설치가 어렵다: 구조가 매우 간단하고 설치 공간이 작아 협소한 장소에 설치가 용이하다는 장점이 있다.

원심펌프의 양정은 회전속도의 제곱에 비례한다는 펌프의 상사법칙(affinity law)을 따른다. 양정 H는 회전속도 N에 대해 $H \propto N^2$ 관계이므로, 회전속도가 N₁에서 N₂로 변할 때 양정의 변화 비율은 $\frac{H_2}{H_1} = \left(\frac{N_2}{N_1}\right)^2$이다. 따라서 회전속도 변화에 따른 양정의 변화는 (N₂/N₁)²에 비례한다.

가스보일러의 도시가스 소비량 산정은 본체에 표시된 가스소비량을 기준으로 한다. 버너에 표시된 값은 버너 자체의 최대 소비능력을 나타내지만, 실제 보일러 운전 시 소비량은 본체의 제어·설계에 따라 결정되므로 본체 표시값 100,000kcal/h를 기준으로 산정한다. 이는 보일러 운영·에너지 소비 통계 등에서 실제 사용되는 기준값이다.

다공도는 다공물질의 전체 용적 중 공극이 차지하는 비율을 백분율로 나타낸다. 주어진 기호에서 V는 다공물질의 전체 용적이고, E는 아세톤 침윤잔용적으로 아세톤이 침투하지 못한 고체 부분의 용적을 의미한다. 따라서 공극의 용적은 (V-E)이고, 다공도 = (공극용적/전체용적)×100 = (V-E)/V×100 = (V-E)×(100/V)이다.

아르곤(Ar)은 18족 희가스(noble gas)로 최외각 전자껍질에 8개의 전자를 가지고 있어 이미 완전히 채워진 안정한 전자배치를 이룬다. 원자가는 화학 결합을 이루기 위해 얻거나 잃을 수 있는 전자의 개수를 나타내는데, 희가스는 안정하므로 화학 결합을 거의 형성하지 않으며 원자가는 0이다.

공기액화 분리장치 내부는 사염화탄소(CCl₄)로 세척하며 1년에 1회 이상 실시한다. 세척 목적은 장치 안에 쌓인 유분과 탄화수소를 녹여 없애는 것이다.

일반용 액화석유가스 압력조정기 제조 기준(KGS AA434) 3.8.3.2.1은 조정압력이 3.30kPa 이하인 압력조정기의 안전장치 작동압력을 작동표준압력 7.0kPa, 작동개시압력 5.60~8.40kPa, 작동정지압력 5.04~8.40kPa로 규정한다. 조정압력이 2.8kPa인 압력조정기는 조정압력 3.30kPa 이하에 해당하므로, 안전장치 작동표준압력은 조정압력에 일정 배수를 곱해 구하는 값이 아니라 기준에서 정한 7.0kPa이다.

U자관 압력계에서 양쪽 액면의 높이 차이로부터 압력 차이를 구하는 문제다. 수은의 밀도는 약 13.6g/cm³이므로, 수은 600mm(60cm) 높이가 만드는 압력은
$\rho gh = 13.6 \times 60 = 816 \text{ g/cm}^2 = 0.816 \text{ kg/cm}^2$
이다.

U자관에서 한쪽(P₁ 측)의 액주가 다른 쪽(P₂ 측)보다 600mm 높다면, P₁ > P₂인 경우로 $P_1 = P_2 + \Delta P$이므로 $1 = P_2 + 0.82$에서 $P_2 = 0.18 \text{ kg/cm}^2$가 되어야 하는데, P₂가 P₁보다 높은 경우라면
$P_2 = P_1 + 0.82 = 1 + 0.82 = 1.82 \text{ kg/cm}^2$
이다.

문제 조건상 P₂ 측의 액주가 P₁ 측보다 600mm 높으므로
$P_2 = P_1 + 0.82 = 1.82 \text{ kg/cm}^2$
이다.

로터미터는 면적식 유량계로, 유체가 흐르면서 플로트(부자)가 상승하여 유량에 따라 달라지는 환형 간극의 면적 변화를 통해 유량을 측정한다. 플로트가 올라갈수록 환형 간극의 면적이 증가하여 압력강하가 일정하게 유지되고, 플로트의 높이 위치가 곧 유량값을 나타낸다.

저압 배관 유량식 $Q = K\sqrt{\frac{D^5 H}{SL}}$을 H에 대해 풀면 $H = \frac{Q^2 S L}{K^2 D^5}$입니다.
체적유량은 $Q = 2.03/2.04 \approx 0.995\,\text{m}^3/\text{h}$이므로 $H = \frac{0.995^2 \times 1.58 \times 20}{0.436^2 \times 1.61^5} = \frac{31.28}{2.056} \approx 15.2$, 즉 약 15.2 mm 수주입니다.

자동 교체식 조정기는 사용 측 용기가 비면 예비 측으로 자동 전환되므로 잔액이 거의 없어질 때까지 소비할 수 있고, 용기 교환 주기를 넓힐 수 있으며, 전체 용기 수도 수동식보다 적어도 된다. 1차 조정기 역할도 하므로 배관(도관)의 압력손실을 크게 해도 된다. 따라서 압력손실을 적게 해야 한다는 것은 장점이 아니며 틀렸다.

1MPa을 N/cm²로 환산하면, 1MPa = 1×10⁶Pa = 1×10⁶N/m²이다. 1m = 100cm이므로 1m² = 10000cm²이고, $1\text{ N/m}^2 = \frac{1}{10000}\text{ N/cm}^2$이다. 따라서 $1\text{MPa} = 1 \times 10^6 \text{ N/m}^2 = \frac{1 \times 10^6}{10^4}\text{ N/cm}^2 = 100\text{ N/cm}^2$이다.

물의 동결점을 섭씨·켈빈·화씨로 올바르게 변환하면 0℃ = 273K = 32℉이다. 1번은 물의 동결점을 -273K로 표시했는데 이는 절대영도에 해당하므로 오류이고, 2번 질소 비등점은 -196℃가 맞으므로 -183℃는 오류이며, 4번 산소 비등점은 -183℃가 맞으므로 -196℃는 오류이다. 3번은 물의 동결점을 32℉로 나타낸 것으로 정확하다.

진공도 200mmHg는 대기압(760mmHg)에서 200mmHg만큼 감소한 상태이므로, 절대압력은 760 - 200 = 560mmHg이다. 이를 kg/cm²·abs로 변환하려면 760mmHg = 1.033 kg/cm²·abs(표준 대기압)의 관계식을 사용한다. 따라서 절대압력 = $\frac{560}{760} \times 1.033 = 0.737 \times 1.033 \approx 0.76 \text{ kg/cm}^2\text{·abs}$이다.

랭킨(R)과 섭씨(℃) 온도의 변환 공식은 $T(℃) = \frac{T(R) - 491.67}{1.8}$이다. 주어진 420R을 대입하면 $T(℃) = \frac{420 - 491.67}{1.8} = \frac{-71.67}{1.8} = -39.83 ≈ -40℃$이다. 따라서 -40℃가 정답이다.

임계온도(critical temperature)는 기체를 액화할 수 있는 최고의 온도다. 이 온도 이상에서는 아무리 큰 압력을 가해도 기체를 액체로 변화시킬 수 없으며, 이 온도 이하에서만 적절한 압력 조건 하에 액화가 가능하다. 1번의 "절대온도"는 단순히 온도 척도를 지칭할 뿐 임계온도의 정의가 아니고, 2번의 "평균온도"와 3번의 "최저온도"는 액화 가능 조건과 맞지 않는다.

LNG는 천연가스를 약 -162℃에서 액화한 것으로, 냉열을 회수할 수 있고 도시가스·발전·공업용으로 광범위하게 사용된다는 점에서 1, 2, 3번은 모두 정확하다. 그러나 4번은 틀렸는데, LNG를 기화했을 때 나오는 가스의 주성분은 메탄(CH₄)이며, 부탄은 천연가스나 LNG의 극소량 구성 성분일 뿐 주성분이 아니기 때문이다.

포화온도는 액체와 그 증기가 동적 평형 상태로 공존할 때의 온도이며, 이때 증기압은 외부 압력과 같아져 일정한 값을 유지한다. 1번은 액체가 증발하기 시작하는 조건을 설명하지만 포화 상태를 나타내지 않고, 2번은 승화 현상에 가까운 설명이며, 3번은 용기의 크기에 따라 달라지므로 정확하지 않다. 4번이 정답인 이유는 포화온도가 특정 압력에서 액체와 증기가 공존할 때의 온도라는 본질을 올바르게 표현하고 있기 때문이다.

상압증류 공정은 원유를 끓는점의 차이에 따라 분리하는 물리적 분리 공정으로, 도시가스 제조가 아닌 정유 공정의 기초 단계이므로 도시가스 제조공정에 포함되지 않는다.

도시가스 제조 공정은 원유나 천연가스 등의 탄화수소를 작은 분자의 가연성 기체로 전환하는 과정이며, 다음 공정은 모두 도시가스 제조에 사용된다.

• 열분해 공정: 고온에서 탄화수소를 열로 분해한다.
• 접촉분해 공정: 촉매를 이용하여 분해한다.
• 수소화분해 공정: 수소와 촉매를 사용하여 분해한다.

일산화탄소 설명이 틀린 이유는 일산화탄소(CO)의 색상과 냄새 설명에 있다. 일산화탄소는 무색·무취의 기체이며, 문항에서 "담황색"이라고 설명한 것은 잘못된 기술이다.

일산화탄소는 색이 없어서 감각으로 감지할 수 없어 더욱 위험한 물질이고, 허용농도 50ppm은 TLVTWA 기준에 맞다.

• 수소: 수소취성이 고온·고압에서 철강재에 발생하는 현상으로 정확하다.
• 산소: 공기액화 분리에서 질소와 비등점 차이(질소 –196°C, 산소 –183°C)를 이용하는 것이 맞다.
• 암모니아: 염기성으로 인한 리트머스 지시약 변색도 올바른 검출 방법이다.

kg/m³은 밀도의 단위이고, 나머지는 모두 압력 단위다. kg/cm²는 공학 단위로 압력을 나타내며, Pa(파스칼)는 국제 표준 압력 단위, ㎜Hg(수은주 밀리미터)는 기압 측정에 사용되는 압력 단위다. 따라서 정답은 4번이다.

엔트로피는 물질 단위당 열역학적 무질서도를 나타내는 상태량이다. 열을 절대온도로 나눈 값이므로 단위는 열량/(질량×절대온도)이며, 국제단위로는 J/(kg·K), 공학 단위로는 kcal/(kg·K)이다. 보기 1번은 열전달률, 2번은 비열, 3번은 일률 단위이고, 4번만 엔트로피의 정의 dS = dQ/T에 부합한다.

산소는 임계온도가 약 −118 ℃로 매우 낮아 상온에서는 압축해도 액화되지 않으므로 압축가스에 속합니다. 염소, 탄산가스, 암모니아는 상온에서 압력을 가하면 쉽게 액화되는 액화가스입니다.

불꽃의 적황색 연소 현상은 옐로우팁(Yellow Tip)을 의미한다. 옐로우팁은 연료가 완전히 연소하지 못해 불완전 연소가 일어날 때 불꽃 끝부분이 황색 또는 적황색으로 변하는 현상으로, 노즐 막힘이나 연료 공급 불량 등으로 발생한다. 리프트는 유압펌프의 릴리프 현상, 캐비테이션은 액체의 압력 강하로 인한 기포 발생, 워터해머는 유체의 급격한 흐름 차단 시 발생하는 수격 현상으로 모두 연소 현상과 무관하다.

물의 온도를 올리는 데 필요한 열량을 구한 후, 열효율을 고려하여 LPG 소비량을 계산한다.

물을 데우는 데 필요한 열량은
$Q = mc\Delta T = 50 \times 1 \times (90-20) = 3500\text{kcal}$
이다. 열효율이 50%이므로 LPG에서 공급해야 할 총 열량은
$Q_{\text{공급}} = \frac{3500}{0.5} = 7000\text{kcal}$
이다.

LPG의 발열량이 10000kcal/kg이므로 필요한 LPG의 양은
$\text{LPG} = \frac{7000}{10000} = 0.7\text{kg}$
이다.

암모니아(NH₃)는 무색이지만 자극적인 냄새(악취)가 있는 가스이므로 '무취'라는 표현이 거짓입니다. 따라서 '무색, 무취의 가스이다'가 틀린 설명입니다.

• 물에 잘 용해된다: 암모니아가 물에 매우 잘 용해되어 암모니아수를 형성하므로 참입니다.
• 비료의 제조에 이용된다: 하버-보슈 공정으로 제조된 암모니아가 질소비료(요소, 질산암모늄 등)의 주요 원료이므로 참입니다.
• 분해하면 질소와 수소가 된다: 암모니아가 촉매 존재 하에서 분해되면 $\text{2NH}_3 \rightarrow \text{N}_2 + \text{3H}_2$로 질소와 수소로 변환되므로 참입니다.