[가스기능사 필기] 07년 4회차
항공산업기사 필기 기출문제

07년 4회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
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07년 4회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
에틸렌 공업용 가스용기에 사용하는 문자의 색상은?
1적색
2녹색
3흑색
4백색
정답 및 해설

공업용 에틸렌 용기는 회색으로 도색한다. 가스명칭 문자는 백색으로 표시한다.

문제 2
공기 중에서 폭발범위가 가장 넓은 가스는?
1C2H4O
2CH4
3C2H4
4C3H8
정답 및 해설

제시된 가스 중 산화에틸렌(C₂H₄O)이 공기 중 폭발범위(약 3~80%)가 가장 넓다.

메탄은 약 5~15%, 에틸렌은 약 2.7~36%, 프로판은 약 2.1~9.5%로 산화에틸렌보다 좁은 폭발범위를 갖는다.

문제 3
초저온 용기에 대한 정의로 옳은 것은?
1임계온도가 50℃ 이하인 액화가스를 충전하기 위한 용기
2강판과 동판으로 제조된 용기
3-50℃ 이하인 액화가스를 충전하기 위한 용기
4단열재로 피복하여 용기내의 가스온도가 상용의 온도를 초과하도록 조치된 용기
정답 및 해설

초저온용기는 영하 50℃ 이하인 액화가스를 충전하기 위한 용기로, 단열재로 피복하거나 냉동설비로 냉각하여 용기 내 가스온도가 상용온도를 초과하지 않도록 조치한 것을 말한다.

임계온도를 기준으로 하는 정의나 강판·동판 제조 여부는 초저온용기의 정의와 무관하며, 상용온도를 초과하도록 조치한다는 설명은 정반대로 틀린 내용이다.

문제 4
다음 중 가연성가스 제조공장에서 착화의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?
1정전기
2사용촉매의 접촉작용
3밸브의 급격한 조작
4베릴륨 합금제 공구에 의한 충격
정답 및 해설

가연성가스 제조공장의 착화(발화) 원인은 대부분 정전기 방전이나 기계적 충격·마찰에서 발생하는 스파크이다.

  • 정전기는 유체 이송·마찰 등으로 쉽게 대전되어 방전 스파크를 일으켜 착화원으로 작용한다.
  • 사용촉매의 접촉작용은 반응열을 발생시켜 국부적으로 온도를 높여 착화를 유발할 수 있다.
  • 밸브를 급격히 조작하면 단열압축이나 마찰열이 생겨 착화원이 될 수 있다.

반면 베릴륨 합금은 타격해도 불꽃이 튀지 않는 비스파크성 재질이어서 가연성가스 취급 공구에 오히려 안전하게 쓰이므로, 착화원인으로 보기 가장 거리가 멀다.

문제 5
가스배관 주위에 매설물을 부설하고자 할 때 이격거리기준은 몇 cm 이상인가?
120
230
350
460
정답 및 해설

가스배관 주위에 다른 매설물을 설치할 때는 배관과 매설물 사이에 최소 30cm 이상의 이격거리를 두어야 한다.

이는 굴착 등 시공 과정에서 배관이 손상되거나 매설물과 접촉해 부식·누설이 발생하는 것을 방지하기 위한 기준이다.

문제 6
일반 도시가스 사업의 가스 공급시설의 정압기에 대한 분해점검 시기로 옳은 것은?
16개월에 1회 이상
21년에 1회 이상
32년에 1회 이상
43년에 1회 이상
정답 및 해설

일반도시가스사업의 공급시설 중 정압기는 2년에 1회 이상 분해점검을 실시해야 한다.

정압기 내부의 다이어프램, 스프링 등 작동부의 마모·고장을 조기에 발견해 압력조정 기능을 유지하기 위한 정기점검 기준이다.

문제 7
아세틸렌을 용기에 충전 시, 미리 용기에 다공질물을 고루 채운 후 침윤 및 충전을 해야 하는데 이 때 다공도는 얼마로 해야 하는가?
175% 이상, 92% 미만
270% 이상, 95% 미만
362% 이상, 75% 미만
492% 이상
정답 및 해설

아세틸렌 용기에 충전할 다공질물은 다공도 75% 이상 92% 미만이 되도록 고루 채운 뒤 침윤·충전 작업을 한다.

다공도가 너무 낮으면 용기 내 빈 공간이 작아져 용해량이 줄고 경제성이 떨어지며, 반대로 너무 높으면 다공질물 자체의 강도가 약해져 용기 내에서 부서지고 아세틸렌이 자기분해 폭발을 일으키기 쉬워지므로 이 범위로 규정한다.

문제 8
독성가스의 저장설비에서 가스누출에 대비하여 설치하여야 하는 것은?
1액화방지장치
2액회수장치
3살수장치
4흡수장치
정답 및 해설

독성가스 저장설비는 가스가 누출되었을 때 확산을 막고 무해화하기 위해 흡수장치(제해설비)를 설치해야 한다.

흡수장치는 누출된 독성가스를 물이나 중화제 등에 흡수·반응시켜 대기 중 확산과 인체 노출을 최소화하는 역할을 한다.

문제 9
고압가스 설비를 수리할 경우 가스설비 내를 대기압 이하까지 가스치환을 생략할 수 없는 것은?
1사람이 그 설비 밖에서 작업하는 것.
2당해 가스 설비의 내용적이 1m3 이하인 것.
3화기를 사용하지 아니하는 작업인 것.
4출입구의 밸브가 확실히 폐지되어 있고 내용적이 10m3 이상의 가스설비에 이르는 사이에 1개 이상의 밸브를 설치할 것.
정답 및 해설

고압가스설비를 수리할 때 설비 내를 대기압 이하까지 가스치환하지 않아도 되는(생략 가능한) 경우는 다음과 같다.

  • 가스설비의 내용적이 1m³ 이하인 것
  • 출입구의 밸브가 확실히 폐지되어 있고, 내용적 5m³ 이상의 가스설비에 이르는 사이에 2개 이상의 밸브를 설치한 것
  • 사람이 그 설비 밖에서 작업하는 것
  • 화기를 사용하지 아니하는 작업인 것
  • 설비의 간단한 청소나 가스켓 교환 등 이에 준하는 경미한 작업인 것

따라서 내용적 10m³ 이상의 가스설비에 이르는 사이에 밸브를 1개 이상만 설치한 경우는 기준(5m³ 이상·밸브 2개 이상)과 어긋나므로 치환을 생략할 수 없다.

문제 10
산소압축기의 내부 윤활제로 사용되는 것은?
1물 또는 10% 묽은 글리세린수
2진한 황산
3양질의 광유
4디젤엔진유
정답 및 해설

산소압축기의 내부 윤활제로는 물 또는 10% 이하의 묽은 글리세린수를 사용한다.

산소는 강한 조연성 가스이므로 광유나 디젤엔진유 같은 유기물 윤활제를 쓰면 압축열과 만나 자연발화·폭발할 위험이 크다. 따라서 산소와 반응하지 않는 물 또는 묽은 글리세린수를 윤활제로 사용한다.

문제 11
가스누출 경보기의 기능에 대한 설명으로 옳은 것은?
1전원의 전압 등 변동이 ±3% 정도일 때에도 경보밀도가 저하되지 않을 것
2가연성가스의 경보농도는 폭발하한계의 1/2 이하일 것.
3경보를 울린 후 가스 농도가 변하면 원칙적으로 경보를 중지시키는 구조일 것
4지시계의 눈금은 가연성가스용은 0 ~ 폭발하한계값일 것
정답 및 해설

가스누출경보기의 지시계 눈금은 가연성가스용의 경우 0에서 폭발하한계값까지로 표시해야 한다.

  • 전원전압 변동에 대한 기준은 ±3%가 아니라 ±10% 변동에도 경보정밀도가 저하되지 않아야 한다.
  • 가연성가스의 경보농도는 폭발하한계의 1/2이 아니라 1/4 이하이다.
  • 경보를 울린 뒤 가스농도가 변하더라도 계속 경보를 울려야 하며, 확인·대책을 강구한 뒤에 경보가 정지되는 구조여야 한다.
문제 12
특정고압가스사용시설에 대한 설명으로 옳은 것은?
1산소의 저장설비 주위 5m 이내에서는 화기를 취급하지 않도록 할 것.
2가연성가스의 사용시설 설치실은 누설된 가스가 체류될 수 있도록 할 것.
3고압가스 설비는 상용압력의 1.5배 이상의 압력에서 항복을 일으키지 않는 두께일 것.
4고압가스 설비에는 저장능력에 관계없이 안전밸브를 설치할 것.
정답 및 해설

특정고압가스 사용시설에서는 산소 저장설비 주위 5m 이내에서 화기를 취급하지 않도록 해야 한다.

산소는 그 자체는 타지 않지만 주변 물질의 연소를 강하게 촉진하는 조연성가스이므로, 저장설비 인근에서의 화기 취급을 엄격히 제한한다. 가연성가스 저장설비의 경우에는 주위 8m 이내가 기준이다.

문제 13
액화가스를 충전하는 탱크는 그 내부에 액면요동을 방지하기 위하여 무엇을 설치해야 하는가?
1방파판
2안전밸브
3액면계
4긴급차단장치
정답 및 해설

액화가스를 충전하는 탱크 내부에는 운행 중 액체가 출렁이는 액면요동(슬로싱)을 방지하기 위해 방파판을 설치한다.

방파판은 탱크 내부를 여러 구획으로 나눠 액체의 흔들림 폭을 줄여줌으로써 탱크 강도 저하와 차량 안정성 저해를 막는 역할을 한다.

문제 14
고압가스 용기의 안전점검 기준에 해당되지 않는 것은?
1용기의 부식, 도색 및 표시확인
2용기의 캡이 씌워져 있거나 프로덱터의 부착여부 확인
3재검사기간의 도래 여부를 확인
4용기의 누설을 성냥불로 확인
정답 및 해설

고압가스 용기의 안전점검 시 누설 여부는 비눗물이나 전용 가스검지기로 확인해야 하며, 성냥불처럼 화기를 이용한 확인은 절대 해서는 안 된다.

가연성·독성가스가 누출된 상태에서 불씨를 가져다 대면 그 자체로 화재·폭발이나 중독 사고로 이어지므로, 이는 안전점검 기준에 해당하지 않는다.

문제 15
고압가스 일반제조시설에서 밸브가 돌출한 충전용기에는 충전한 후 넘어짐 방지조치를 하지 않아도 되는 용량은 내용적 몇 ℓ 미만인가?
15
210
320
450
정답 및 해설

밸브가 돌출한 충전용기는 원칙적으로 넘어짐 방지조치를 해야 하지만, 내용적 5리터 미만인 소형 용기는 이 조치를 생략할 수 있다.

용기가 작아 넘어져도 밸브 손상이나 가스 분출 위험이 상대적으로 낮기 때문에 예외로 인정하는 것이다.

문제 16
포스겐의 취급사항으로 잘못된 것은?
1포스겐을 함유한 폐기액은 산성물질로 충분히 처리한 후 취급할 것
2취급 시에는 반드시 방독마스크를 착용할 것
3환기시설을 갖출 것
4누출 시 용기부식의 원인이 되므로 약간의 누출도 주의할 것
정답 및 해설

포스겐이 함유된 폐기액은 산성물질이 아니라 가성소다(알칼리) 수용액 등으로 충분히 분해·처리한 후 취급해야 한다.

포스겐은 알칼리와 반응해 무해한 물질로 분해되므로, 산성 처리는 오히려 분해를 방해하고 위험을 남기게 되어 잘못된 취급방법이다.

방독마스크 착용, 환기시설 확보, 미량 누출에도 주의를 기울이는 것은 모두 포스겐 취급 시 올바른 조치이다.

문제 17
가스의 폭발범위에 영향을 주는 인자로서 가장 거리가 먼 것은?
1비열
2압력
3온도
4가스의 양
정답 및 해설

가스의 폭발범위(연소범위)는 온도·압력·가스의 농도(양)에 따라 변하지만, 비열은 폭발범위를 결정짓는 직접적인 인자가 아니다.

온도가 높아지거나 압력이 커지면 반응성이 증가해 폭발범위가 넓어지는 경향을 보이고, 혼합가스 중 가연성가스의 농도 역시 폭발범위에 직접 영향을 준다.

문제 18

다음 ( ) 안에 알맞은 것은?

시안화수소를 충전한 용기는 충전한 후 ( ① )일이 경과되기 전에 다른 용기에 옮겨 충전할 것. 다만, 순도 ( ② )% 이상으로서 착색되지 아니한 것은 다른 용기에 옮겨 충전하지 아니할 수 있다.

1① 30일, ② 90
2① 30일, ② 95
3① 60일, ② 90
4① 60일, ② 98
정답 및 해설

빈칸에 들어갈 값은 60일과 순도 98%이다.

시안화수소는 수분이 섞이면 중합폭발을 일으키므로 충전 상태로 오래 방치하지 못하도록, 충전한 후 60일이 지나기 전에 다른 용기로 옮겨 충전하도록 정하고 있다.

다만 중합이 진행되지 않았음이 확인되면 옮길 필요가 없으므로 순도 98% 이상이면서 착색되지 아니한 것은 예외로 인정한다. 착색은 중합이 시작됐다는 신호여서 순도와 함께 판정 기준이 된다.

문제 19
상용압력이 10MPa인 고압가스설비의 내압시험압력은 몇 MPa 이상으로 하여야 하는가?
18
210
312
415
정답 및 해설

고압가스설비의 내압시험압력은 상용압력의 1.5배 이상으로 정한다.

10 MPa×1.5=15 MPa10\,\mathrm{MPa} \times 1.5 = 15\,\mathrm{MPa}

따라서 상용압력이 10MPa인 설비는 최소 15MPa 이상의 압력으로 내압시험을 실시해야 한다.

문제 20
다음 착화온도에 대한 설명 중 틀린 것은?
1탄화수소에서 탄소수가 많은 분자일수록 착화온도는 낮아진다.
2산소농도가 클수록, 압력이 클수록 착화온도는 낮아진다.
3화학적으로 발열량이 높을수록 착화온도는 낮아진다.
4반응활성도가 작을수록 착화온도는 낮아진다.
정답 및 해설

반응활성도가 클수록 착화온도는 낮아지므로, 반응활성도가 작을수록 착화온도가 낮아진다는 설명은 틀렸다.

탄소수가 많은 탄화수소일수록, 산소농도와 압력이 클수록, 발열량이 높을수록 반응이 활발해져 착화온도가 낮아지는 것은 모두 옳은 설명이다.

문제 21
고압가스 저장탱크 2개를 지하에 인접하여 설치하는 경우 상호간에 유지하여야 할 최소거리의 기준은?
130cm
260cm
31m
43m
정답 및 해설

고압가스 저장탱크 2개를 지하에 인접하여 설치할 때 상호간에 유지해야 할 최소거리는 1m 이상이다.

지상에 설치하는 경우의 이격거리 기준(두 탱크 최대지름 합의 1/4)과 달리, 지하 설치 시에는 토압 등을 고려해 별도로 1m 이상이라는 고정 거리를 적용한다.

문제 22
아세틸렌에 대한 설명 중 틀린 것은?
1액체 아세틸렌은 비교적 안정하다.
2접촉적으로 수소화하면 에틸렌, 에탄이 된다.
3압축하면 탄소와 수소로 자기분해한다.
4구리, 은, 수은 등의 금속과 화합 시 아세틸라이드를 생성한다.
정답 및 해설

액체 아세틸렌은 비교적 안정하다는 설명이 틀렸다. 실제로는 고체 아세틸렌보다도 액체 아세틸렌이 훨씬 불안정하여 충격이나 온도 상승에 의해 자기분해 폭발을 일으키기 쉽다.

접촉적으로 수소화하면 에틸렌·에탄이 되고, 압축 상태에서는 탄소와 수소로 자기분해할 수 있으며, 구리·은·수은 등과 반응해 폭발성이 강한 아세틸라이드를 생성하는 것은 모두 옳은 설명이다.

문제 23
인화점이 약 -30℃로 전구 표면이나 증기파이프에 닿기만 해도 발화하는 것은?
1CS2
2C2H2
3C2H4
4C3H8
정답 및 해설

인화점이 약 -30℃로 매우 낮아 전구 표면이나 증기파이프처럼 다소 뜨거운 표면에 닿기만 해도 발화하는 물질은 이황화탄소(CS2\mathrm{CS_2})이다.

이황화탄소는 인화점이 낮을 뿐 아니라 발화점(착화온도)도 약 100℃ 내외로 매우 낮아, 노출된 열원이나 가열된 표면과 접촉하는 것만으로도 쉽게 발화하는 대표적인 위험물질이다.

문제 24
다음 중 가성소다를 제독제로 사용하지 않는 가스는?
1염소가스
2염화메탄
3아황산가스
4시안화수소
정답 및 해설

가성소다(수산화나트륨) 수용액은 산성 성질의 유독가스를 중화·흡수하는 제독제로 널리 쓰이지만, 염화메탄(CH3Cl\mathrm{CH_3Cl})은 가성소다를 제독제로 사용하지 않는 가스이다(염화메탄의 제독제는 물이다).

염소가스, 아황산가스, 시안화수소는 모두 가성소다 수용액과 반응하여 무해화되므로 제독제로 가성소다를 사용할 수 있다.

문제 25
다음 중 아세틸렌의 분석에 사용되는 시약은?
1동암모니아
2파라듐블랙
3발연황산
4피로칼롤
정답 및 해설

아세틸렌과 같은 불포화탄화수소는 발연황산에 잘 흡수되므로, 가스분석에서 아세틸렌 정량에 발연황산을 시약으로 사용한다.

동암모니아는 일산화탄소, 파라듐블랙은 수소, 피로칼롤(알칼리성 피로갈롤용액)은 산소를 흡수·정량하는 데 쓰이는 시약으로 아세틸렌 분석과는 관계가 없다.

문제 26
고압가스 안전관리상 제1종 보호시설이 아닌 것은?
1학교
2여관
3주택
4시장
정답 및 해설

고압가스 안전관리상 주택은 제1종 보호시설이 아니라 제2종 보호시설에 해당한다.

학교, 여관과 같은 숙박시설, 시장처럼 다수인이 모이거나 일정 규모 이상의 시설은 제1종 보호시설로 분류되어 더 엄격한 이격거리 기준이 적용된다.

문제 27
다음 가스 검지시의 지시약과 반응색이 맞지 않는 것은?
1산성가스 - 리트머스지 : 적색
2COCl2 - 하리슨시약 : 심등색
3CO - 염화파라듐지 : 흑색
4HCN - 질산구리벤젠지 : 적색
정답 및 해설

가스 검지 시 시안화수소(HCN)를 질산구리벤젠지로 검지하면 청색으로 변화하는데, 이를 적색으로 설명한 것이 틀렸다.

산성가스를 리트머스지로 검지하면 적색, 포스겐(COCl2\mathrm{COCl_2})을 하리슨시약으로 검지하면 심등색, 일산화탄소를 염화파라듐지로 검지하면 흑색으로 변하는 것은 모두 옳은 설명이다.

문제 28
도시가스배관의 외부전원법에 의한 전기방식 설비의 계기류 확인은 몇 개월에 1회 이상 하여야 하는가?
11
23
36
412
정답 및 해설

도시가스배관의 외부전원법 전기방식 설비에서 정류기 출력전압·전류 등 계기류 확인은 3개월에 1회 이상 실시해야 한다.

관대지전위 등 방식 효과 자체의 확인 주기와 별도로, 정류기 계기류는 더 짧은 주기로 점검하여 전기방식 설비의 정상 작동 여부를 상시 관리한다.

문제 29
고압가스특정제조에서 지하매설 배관은 그 외면으로부터 지하의 다른 시설물과 몇 m 이상의 거리를 유지해야 하는가?
10.3
20.5
31
41.2
정답 및 해설

고압가스특정제조시설의 지하매설 배관은 그 외면으로부터 지하의 다른 시설물과 0.3m 이상의 거리를 유지해야 한다.

이는 굴착이나 다른 시설물 공사 시 배관이 손상되는 것을 방지하기 위한 최소 이격거리 기준이다.

문제 30
다음 중 가스에 대한 정의가 잘못된 것은?
1압축가스 - 일정한 압력에 의하여 압축되어 있는 가스
2액화가스 - 가압ㆍ냉각 등의 방법에 의하여 액체 상태로 되어 있는 것으로서 대기압에서의 비점이 40℃ 이하 또는 상용의 온도 이하인 것
3독성가스 - 인체에 유해한 독성을 가진 가스로서 허용농도가 100만분의 300 이하인 인 것
4가연성가스 - 공기 중에서 연소하는 가스로서 폭발한계의 하한이 10% 이하인 것과 상한과 하한의 차가 20% 이상인 것
정답 및 해설

독성가스의 정의에서 허용농도 기준이 잘못되었다. 현행 법령상 독성가스는 허용농도(성숙한 흰쥐를 이용한 반수치사농도, LC50)가 100만분의 5000 이하인 것을 말하며, 100만분의 300 이하가 아니다. 과거 TLV-TWA를 기준으로 삼던 시기에도 100만분의 200 이하였으므로 어느 기준으로 보아도 300이라는 수치는 맞지 않는다.

압축가스, 액화가스(대기압에서의 비점이 40℃ 이하 또는 상용온도 이하인 것), 가연성가스(폭발한계 하한 10% 이하 또는 상한과 하한의 차가 20% 이상인 것)에 대한 정의는 모두 옳다.

문제 31
저온장치의 단열법 중 일반적으로 사용되는 단열법으로 단열공간에 분말, 섬유 등의 단열재를 충전하는 방법은?
1상압 단열법
2진공 단열법
3고진공 단열법
4다층진공 단열법
정답 및 해설

저온장치의 단열법 중 단열공간에 펄라이트, 유리섬유 등의 분말·섬유질 단열재를 채워 넣는 방식을 상압 단열법이라 한다.

진공 단열법이나 고진공·다층진공 단열법은 단열공간을 진공 상태로 만들어 대류·전도에 의한 열침입을 차단하는 방식으로, 단열재를 충전하는 상압 단열법과는 원리가 다르다.

문제 32
펌프의 유량이 100m3/s, 전양정 50m, 효율이 75%일 때 회전수를 20% 증가시키면 소요동력은 몇 배가 되는가?
11.73
22.36
33.73
44.36
정답 및 해설

펌프의 상사법칙에서 회전수 변화에 따른 동력 변화는 동력 ∝ N³ 관계를 따른다. 초기 회전수를 N이라 하면 회전수를 20% 증가시킨 후의 회전수는 1.2N이다. 동력비는 P2P1=(N2N1)3=(1.2)3=1.728\frac{P_2}{P_1} = \left(\frac{N_2}{N_1}\right)^3 = (1.2)^3 = 1.728이다. 따라서 소요동력은 약 1.73배가 된다.

문제 33
내용적 35ℓ에 압력 0.2MPa의 수압을 걸었더니 내용적이 35.34ℓ로 증가되었다. 이 용기의 항구증가율은 얼마인가? (단, 대기압으로 하였더니 35.03ℓ이었다.)
16.8%
27.4%
38.0%
48.8%
정답 및 해설

용기의 항구증가율은 수압시험 후 남는 영구적인 부피 증가분이 전체 부피 증가분에서 차지하는 비율로 구한다.

전증가량은 35.34−35=0.34 ℓ35.34 - 35 = 0.34\,\mathrm{\ell}이고, 항구증가량은 대기압으로 되돌린 뒤에도 남은 35.03−35=0.03 ℓ35.03 - 35 = 0.03\,\mathrm{\ell}이다.

따라서 항구증가율은 0.030.34×100≈8.8%\dfrac{0.03}{0.34} \times 100 \approx 8.8\%이다.

문제 34
다음 가스분석법 중 흡수분석법에 해당하지 않는 것은?
1헴펠법
2산화동법
3오르자트법
4게겔법
정답 및 해설

산화동법은 시료가스를 산화동과 접촉·연소시켜 그 성분을 정량하는 연소분석법에 해당하며, 흡수분석법으로 분류되지 않는다.

헴펠법, 오르자트법, 게겔법은 각 성분가스를 특정 흡수액에 순차적으로 흡수시켜 부피 감소량으로 정량하는 대표적인 흡수분석법이다.

문제 35
가스 액화분리장치의 주요 구성부분이 아닌 것은?
1기화장치
2정류장치
3한냉발생장치
4불순물제거장치
정답 및 해설

기화장치(기화기)는 액체 상태의 가스를 기체로 바꾸는 설비로, 기체를 냉각·압축해 액체로 만드는 가스 액화분리장치의 구성요소가 아니다.

액화분리장치는 원료가스에서 수분·이산화탄소 등을 제거하는 불순물제거장치, 저온을 만드는 한냉발생장치, 액화된 혼합가스를 성분별로 분리하는 정류장치로 구성된다.

문제 36
2단 감압조정기 사용시의 장점에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1공급압력이 안정하다.
2용기 교환주기의 폭을 넓힐 수 있다.
3중간배관이 가늘어도 된다.
4입상에 의한 압력손실을 보정할 수 있다.
정답 및 해설

2단 감압조정기는 공급압력이 안정되고, 중간배관을 가늘게 할 수 있으며, 입상(수직)배관에서 생기는 압력손실을 보정할 수 있고, 각 연소기구에 알맞은 압력으로 공급할 수 있다는 장점이 있다.

반면 조정기가 2개 필요해 설비가 복잡해지고 검사·점검할 부분이 많아지며 재액화 우려가 있다는 단점이 있다. 용기 교환주기의 폭을 넓힐 수 있다는 것은 자동절체식(자동교체식) 조정기를 사용할 때의 장점이므로, 2단 감압방식의 장점으로는 가장 거리가 멀다.

문제 37
LPG나 액화가스와 같이 저비점이고 내압이 0.4~0.5MPa 이상인 액체에 주로 사용되는 펌프의 메카니컬 시일 형식은?
1더블 시일형
2인사이드 시일형
3아웃사이드 시일형
4밸런스 시일형
정답 및 해설

LPG와 같이 저비점이면서 내압이 0.4~0.5MPa 이상인 액체를 다루는 펌프에는 밸런스 시일형(밸런스드 메카니컬 시일)이 주로 사용된다.

밸런스 시일형은 씰 면에 작용하는 유체압력을 일부 상쇄하도록 설계되어, 고압·저비점 유체에서도 씰 면의 과도한 마찰과 발열, 이로 인한 가스 기화를 억제할 수 있다.

문제 38
다음 중 충전구가 오른나사인 가연성가스는?
1LPG
2수소
3액화암모니아
4시안화수소
정답 및 해설

대부분의 가연성가스는 왼나사 충전구를 사용하지만, 액화암모니아와 브롬화메틸은 예외적으로 오른나사 충전구를 사용한다.

LPG, 수소, 시안화수소는 모두 일반적인 가연성가스와 마찬가지로 왼나사 충전구를 사용하므로, 오른나사인 것은 액화암모니아이다.

문제 39
기어펌프의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?
1저압력에 적합하다.
2토출압력이 바뀌어도 토출량은 크게 바뀌지 않는다.
3고점도액의 이송에 적합하다.
4흡입양정이 크다.
정답 및 해설

기어펌프는 회전펌프의 일종으로 비교적 높은 압력을 낼 수 있으므로, 저압력에 적합하다는 설명이 틀렸다.

토출압력이 변해도 토출량이 크게 달라지지 않고, 점도가 높은 액체의 이송에 적합하며, 흡입양정이 큰 것은 기어펌프의 옳은 특징이다.

문제 40
강관의 스케쥴(schedule)번호가 의미하는 것은?
1파이프의 길이
2파이프의 바깥지름
3파이프의 무게
4파이프의 두께
정답 및 해설

강관의 스케쥴 번호(Sch No.)는 관이 견딜 수 있는 압력과 재료의 허용응력을 바탕으로 산정되며, 그 값이 클수록 관의 두께가 두꺼워짐을 나타내는 지표이다.

따라서 스케쥴 번호는 파이프의 길이나 바깥지름, 무게가 아니라 배관이 견딜 수 있는 압력에 대응하는 두께를 규격화한 것이다.

문제 41
액화석유가스 이송용 펌프에서 발생하는 이상 현상으로 가장 거리가 먼 것은?
1케비테이션
2수격작용
3오일포밍
4베이퍼록
정답 및 해설

오일포밍은 액화석유가스 이송용 펌프가 아니라 왕복동 압축기에서 윤활유가 거품을 일으키는 이상 현상이다.

  • 케비테이션(공동현상)은 펌프 흡입측 압력이 포화증기압 이하로 떨어져 기포가 생기는 펌프 고유의 현상이다.
  • 수격작용은 배관 내 유속이 급변할 때 압력파가 발생하는 현상으로 펌프 계통에서 나타난다.
  • 베이퍼록은 저비점 액체가 펌프 내부에서 기화되어 송액이 불안정해지는 현상이다.
문제 42
다음 ( ) 안에 알맞은 수치를 옳게 나열한 것은?
1① 98 ② 40
2① 40 ② 98
3① 78 ② 30
4① 30 ② 78
정답 및 해설

저압식 공기 액화분리장치의 복정류탑에서 하부탑은 약 5atm의 압력하에서 원료공기가 정류되고, 동압상부탑에서는 액체질소가 약 98%, 탑하부에서는 액체공기가 약 40% 정도 분리된다. 상부탑 상단에서 순도 높은 액체질소(약 98%)가 얻어지고, 하부에는 산소 농도가 높은 액체공기(약 40%)가 모이는 구조이므로 ①은 98, ②는 40이 된다.

문제 43
열전대 온도계의 원리를 옳게 설명한 것은?
1금속의 열전도를 이용한다.
22종 금속의 열기전력을 이용한다.
3금속과 비금속 사이의 유도기전력을 이용한다.
4금속의 전기저항이 온도에 의해 변화하는 것을 이용한다.
정답 및 해설

열전대 온도계는 서로 다른 두 종류의 금속(2종 금속)을 접합하였을 때 양 끝의 온도 차이에 따라 발생하는 기전력(열기전력, 제베크 효과)을 이용하여 온도를 측정한다. 보기 1은 열도전 현상으로 온도계 원리가 아니고, 보기 3은 금속과 비금속이 아닌 서로 다른 두 금속 사이의 현상이며, 보기 4는 저항 온도계(RTD)의 원리이다.

문제 44
액주식 압력계에 사용되는 액체의 구비조건으로 틀린 것은?
1화학적으로 안정되어야 한다.
2모세관현상이 없어야 한다.
3점도와 팽창계수가 작아야 한다.
4온도변화에 의한 밀도가 커야 한다.
정답 및 해설

액주식 압력계에 쓰는 액체는 온도가 변해도 밀도(팽창계수) 변화가 작아야 정확한 압력 지시가 유지된다.

온도에 따라 밀도가 크게 변하면 같은 압력에서도 액주 높이가 달라져 오차가 커지므로, 온도변화에 의한 밀도 변화가 커야 한다는 설명은 실제 구비조건과 반대이다.

  • 화학적으로 안정해야 부식이나 반응에 의한 오차가 생기지 않는다.
  • 모세관현상이 없어야 액주 높이가 표면장력에 왜곡되지 않는다.
  • 점도와 팽창계수가 작아야 응답이 빠르고 온도 영향을 적게 받는다.
문제 45
도시가스제조 공정 중 가열방식에 의한 분류에서 산화나 수첨반응에 의한 발열반응을 이용하는 방식은?
1외열식
2자열식
3축열식
4부분연소식
정답 및 해설

자열식은 원료가스에 조연성가스를 함께 넣어 산화·수첨반응 자체의 발열로 반응열을 공급하는 가열방식이다.

외부에서 별도로 열을 가하는 외열식과 달리 반응 과정에서 발생하는 열을 그대로 이용하므로 열효율이 높다.

문제 46
내용적 40ℓ의 용기에 아세틸렌가스 6kg(액비중 0.613)을 충전할 때 다공성물질의 다공도를 90%라 하면 표준상태에서 안전공간은 약 몇 %인가? (단, 아세톤의 비중은 0.8이고, 주입된 아세톤량은 13.9kg이다.)
112
218
322
431
정답 및 해설

안전공간은 다공질물 내부의 공극 부피에서 아세톤과 용해 아세틸렌이 차지하는 부피를 뺀 나머지가 전체 내용적에서 차지하는 비율로 구한다.

아세틸렌의 부피는 6 kg0.613 kg/L≈9.79 L\dfrac{6\ \mathrm{kg}}{0.613\ \mathrm{kg/L}} \approx 9.79\ \mathrm{L}이고, 아세톤의 부피는 13.9 kg0.8 kg/L≈17.38 L\dfrac{13.9\ \mathrm{kg}}{0.8\ \mathrm{kg/L}} \approx 17.38\ \mathrm{L}이다.

다공도가 90%이므로 다공질물의 공극 부피는 40 L×0.9=36 L40\ \mathrm{L} \times 0.9 = 36\ \mathrm{L}이고, 여기서 두 액체의 부피를 빼면 남는 공간은 36−9.79−17.38≈8.83 L36 - 9.79 - 17.38 \approx 8.83\ \mathrm{L}이다.

따라서 안전공간율은 8.8340×100≈22%\dfrac{8.83}{40} \times 100 \approx 22\%가 된다.

문제 47

다음 [보기]에서 염소가스의 성질에 대한 것으로 모두 나열한 것은?

  • ① 상온에서 기체이다.
  • ② 상압에서 -40 ~ -50℃으로 냉각하면 쉽게 액화한다.
  • ③ 인체에 대하여 극히 유독하다.
1①, ②
2②, ③
3①, ③
4①, ②, ③
정답 및 해설

제시된 세 가지 설명이 모두 염소의 성질에 해당한다.

염소의 비점은 약 -34℃이므로 상온·상압에서는 황록색 기체로 존재하고, 상압에서 -40~-50℃까지 냉각하면 쉽게 액화한다. 이처럼 액화가 쉬워 실제로 액화염소 형태로 저장·유통된다.

또한 염소는 눈·호흡기 점막과 폐를 강하게 침해하는 맹독성 가스여서 소량 누출로도 치명적인 피해를 주며, 독성가스로 분류되어 취급·저장에 엄격한 규제를 받는다.

문제 48
다음 중 압력이 가장 높은 것은?
11atm
21kg/cm2
38Lb/in2
4700㎜Hg
정답 및 해설

1atm은 표준대기압으로, 다른 보기를 같은 단위로 환산했을 때 가장 큰 값이다.

1kg/cm²는 약 0.97atm, 8Lb/in²(psi)는 약 0.54atm, 700㎜Hg는 700760≈0.92 atm\dfrac{700}{760} \approx 0.92\ \mathrm{atm}에 해당해 모두 1atm보다 작다.

문제 49
다음 중 수성가스(water gas)의 조성에 해당하는 것은?
1CO + H2
2CO2 + H2
3CO + N2
4CO2 + N2
정답 및 해설

수성가스(water gas)는 고온의 탄소(또는 탄소 함유 물질)에 수증기를 통과시켜 만드는 가스로, 주요 반응식은 C + H₂O → CO + H₂이다. 따라서 수성가스의 주요 조성은 CO와 H₂이며, 이는 환원성이 강해 철광석 제련 등에 사용된다. 보기 2번은 수성가스에 공기를 섞어 산화시킨 후의 조성이고, 보기 3, 4번은 질소를 포함하는데 이는 수성가스의 기본 조성이 아니다.

문제 50
다음 중 물의 비등점을 ℉로 나타내면?
132
2100
3180
4212
정답 및 해설

물의 비등점(100℃)을 화씨온도로 환산하면 212℉가 된다.

환산식은 F=C×95+32\mathrm{F} = \mathrm{C} \times \dfrac{9}{5} + 32이므로 100×95+32=212100 \times \dfrac{9}{5} + 32 = 212이다.

문제 51
암모니아 합성공정 중 중압법이 아닌 것은?
1뉴파우더법
2동공시법
3IG법
4케로그법
정답 및 해설

암모니아 합성공정에서 케로그법(켈로그법)은 150atm 전후의 압력을 쓰는 저압합성법으로 분류되어 중압법이 아니다.

뉴파우더법·동공시법·IG법은 모두 300atm 전후의 압력을 사용하는 중압합성법에 속한다.

문제 52
일산화탄소의 성질에 대한 설명 중 틀린 것은?
1산화성이 강한가스이다.
2공기보다 약간 가벼우므로 수상치환으로 포집한다.
3개미산에 진한 황산을 작용시켜 만든다.
4혈액속의 헤모글로빈과 작용하여 산소의 운반력을 저하시킨다.
정답 및 해설

일산화탄소는 산소와 결합하려는 성질이 강한 환원성(가연성) 가스이며, 스스로 산화력을 갖는 산화성 가스가 아니다.

분자량이 28로 공기(약 29)보다 약간 가볍고, 물에 거의 녹지 않아 수상치환으로 포집할 수 있으며, 개미산에 진한 황산을 작용시키면 탈수반응으로 만들어진다.

또한 혈액 속 헤모글로빈과 결합해 산소 운반 능력을 떨어뜨리는 독성을 가진다.

문제 53
프로판을 완전 연소시켰을 때 주로 생성되는 물질은?
1CO2, H2
2CO2, H2O
3C2H4, H2O
4C4H10, CO
정답 및 해설

프로판(C3H8\mathrm{C_3H_8})을 완전연소시키면 탄소는 CO2\mathrm{CO_2}로, 수소는 H2O\mathrm{H_2O}로 산화되어 이산화탄소와 물이 주로 생성된다.

문제 54
다음 에너지에 대한 설명 중 틀린 것은?
1열역학 제 0법칙은 열평형에 관한 법칙이다.
2열역학 제 1법칙은 열과 일사이의 방향성을 제시한다.
3이상기체를 정압하에서 가열하면 체적은 증가하고 온도는 상승한다.
4혼합기체의 압력은 각 성분의 분압의 합과 같다는 것은 돌턴의 법칙이다.
정답 및 해설

열역학 제1법칙은 열과 일이 서로 전환될 수 있다는 에너지보존법칙이며, 열과 일 사이의 방향성을 제시하는 것은 열역학 제2법칙이다.

열역학 제0법칙이 열평형에 관한 법칙이라는 것, 정압 조건에서 이상기체를 가열하면 체적과 온도가 함께 증가한다는 것, 혼합기체의 압력이 각 성분 분압의 합과 같다는 돌턴의 법칙은 모두 옳은 설명이다.

문제 55
다음 중 수돗물의 살균과 섬유의 표백용으로 주로 사용되는 가스는?
1F2
2Cl2
3O2
4CO2
정답 및 해설

수돗물 살균과 섬유 표백에 주로 쓰이는 가스는 염소(Cl2\mathrm{Cl_2})이다.

염소는 강한 산화력으로 살균·표백 작용을 하여 상수도 소독제로 널리 사용된다.

문제 56
임계온도(critical temperature)에 대하여 옳게 설명한 것은?
1액체를 기화시킬 수 있는 최고의 온도
2가스를 기화시킬 수 있는 최저의 온도
3가스를 액화시킬 수 있는 최고의 온도
4가스를 액화시킬 수 있는 최저의 온도
정답 및 해설

임계온도는 그 이상의 온도에서는 아무리 압력을 높여도 기체를 액체로 액화시킬 수 없는 온도를 의미한다. 따라서 기체를 액화시킬 수 있는 온도의 범위는 임계온도 이하이므로, 임계온도는 기체를 액화시킬 수 있는 최고의 온도이다. 1번은 액체의 기화와 관련되어 있고, 2번과 4번은 '최저' 온도라는 표현이 부정확하다.

문제 57
다음 중 드라이아이스의 제조에 사용되는 가스는?
1일산화탄소
2이산화탄소
3아황산가스
4염화수소
정답 및 해설

드라이아이스는 이산화탄소(CO₂)를 고압으로 압축한 후 급속히 팽창시켜 제조된다. 이 과정에서 이산화탄소가 액화되었다가 감압되면서 고체 상태로 변환되어 드라이아이스가 된다. 일산화탄소는 독성물질이고, 아황산가스와 염화수소는 산성 가스로 드라이아이스 제조에 사용되지 않는다.

문제 58
LPG에 대한 설명 중 틀린 것은?
1액체 상태는 물(비중 1)보다 가볍다.
2기화열이 커서 액체가 피부에 닿으면 동상의 우려가 있다.
3공기와 혼합시켜 도시가스의 원료로도 사용된다.
4가정에서 연료용으로 사용하는 LPG는 올레핀계 탄화수소이다.
정답 및 해설

가정용 연료로 사용하는 LPG는 프로판·부탄 등 파라핀계(포화) 탄화수소이며, 올레핀계(불포화) 탄화수소가 아니다.

액체 상태의 LPG는 비중이 약 0.5로 물보다 가볍고, 기화열이 커서 피부에 닿으면 동상을 입을 수 있으며, 공기와 혼합해 도시가스 원료로도 사용된다.

문제 59
낮은 압력에서 방전시킬 때 붉은색을 방출하는 비활성기체는?
1He
2Kr
3Ar
4Xe
정답 및 해설

낮은 압력에서 방전시킬 때 발생하는 빛의 색은 비활성기체의 종류에 따라 특징적으로 결정된다. Ar(아르곤)은 낮은 압력 방전 시 붉은색~적자주색 빛을 방출하는 것으로 알려져 있다. He는 분홍빛, Kr는 흰색~황백색, Xe는 청백색을 방출하므로, 붉은색을 방출하는 비활성기체는 아르곤이다.

문제 60
아세틸렌의 폭발하한은 부피로 2.5%이다. 가로 2m, 세로 2.5m, 높이 2m인 공간에 아세틸렌이 약 몇 g이 누출되면 폭발할 수 있는가? (단, 표준상태라고 가정하고, 아세틸렌의 분자량은 26이다.)
125
229
3250
4290
정답 및 해설

아세틸렌의 폭발하한(2.5%)에 해당하는 부피를 구하면 누출 시 폭발이 가능해지는 최소 질량을 계산할 수 있다.

공간의 부피는 2 m×2.5 m×2 m=10 m32\ \mathrm{m} \times 2.5\ \mathrm{m} \times 2\ \mathrm{m} = 10\ \mathrm{m^3}이고, 폭발하한 농도에 해당하는 부피는 10 m3×0.025=0.25 m3=250 L10\ \mathrm{m^3} \times 0.025 = 0.25\ \mathrm{m^3} = 250\ \mathrm{L}이다.

표준상태 기체 1몰의 부피 22.4L로 나누면 몰수는 25022.4≈11.16 mol\dfrac{250}{22.4} \approx 11.16\ \mathrm{mol}이고, 분자량 26을 곱하면 질량은 11.16×26≈290 g11.16 \times 26 \approx 290\ \mathrm{g}이 된다.

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항공산업기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
07년 4회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
에틸렌 공업용 가스용기에 사용하는 문자의 색상은?
1적색
2녹색
3흑색
4백색
정답 및 해설

공업용 에틸렌 용기는 회색으로 도색한다. 가스명칭 문자는 백색으로 표시한다.

문제 2
공기 중에서 폭발범위가 가장 넓은 가스는?
1C2H4O
2CH4
3C2H4
4C3H8
정답 및 해설

제시된 가스 중 산화에틸렌(C₂H₄O)이 공기 중 폭발범위(약 3~80%)가 가장 넓다.

메탄은 약 5~15%, 에틸렌은 약 2.7~36%, 프로판은 약 2.1~9.5%로 산화에틸렌보다 좁은 폭발범위를 갖는다.

문제 3
초저온 용기에 대한 정의로 옳은 것은?
1임계온도가 50℃ 이하인 액화가스를 충전하기 위한 용기
2강판과 동판으로 제조된 용기
3-50℃ 이하인 액화가스를 충전하기 위한 용기
4단열재로 피복하여 용기내의 가스온도가 상용의 온도를 초과하도록 조치된 용기
정답 및 해설

초저온용기는 영하 50℃ 이하인 액화가스를 충전하기 위한 용기로, 단열재로 피복하거나 냉동설비로 냉각하여 용기 내 가스온도가 상용온도를 초과하지 않도록 조치한 것을 말한다.

임계온도를 기준으로 하는 정의나 강판·동판 제조 여부는 초저온용기의 정의와 무관하며, 상용온도를 초과하도록 조치한다는 설명은 정반대로 틀린 내용이다.

문제 4
다음 중 가연성가스 제조공장에서 착화의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?
1정전기
2사용촉매의 접촉작용
3밸브의 급격한 조작
4베릴륨 합금제 공구에 의한 충격
정답 및 해설

가연성가스 제조공장의 착화(발화) 원인은 대부분 정전기 방전이나 기계적 충격·마찰에서 발생하는 스파크이다.

  • 정전기는 유체 이송·마찰 등으로 쉽게 대전되어 방전 스파크를 일으켜 착화원으로 작용한다.
  • 사용촉매의 접촉작용은 반응열을 발생시켜 국부적으로 온도를 높여 착화를 유발할 수 있다.
  • 밸브를 급격히 조작하면 단열압축이나 마찰열이 생겨 착화원이 될 수 있다.

반면 베릴륨 합금은 타격해도 불꽃이 튀지 않는 비스파크성 재질이어서 가연성가스 취급 공구에 오히려 안전하게 쓰이므로, 착화원인으로 보기 가장 거리가 멀다.

문제 5
가스배관 주위에 매설물을 부설하고자 할 때 이격거리기준은 몇 cm 이상인가?
120
230
350
460
정답 및 해설

가스배관 주위에 다른 매설물을 설치할 때는 배관과 매설물 사이에 최소 30cm 이상의 이격거리를 두어야 한다.

이는 굴착 등 시공 과정에서 배관이 손상되거나 매설물과 접촉해 부식·누설이 발생하는 것을 방지하기 위한 기준이다.

문제 6
일반 도시가스 사업의 가스 공급시설의 정압기에 대한 분해점검 시기로 옳은 것은?
16개월에 1회 이상
21년에 1회 이상
32년에 1회 이상
43년에 1회 이상
정답 및 해설

일반도시가스사업의 공급시설 중 정압기는 2년에 1회 이상 분해점검을 실시해야 한다.

정압기 내부의 다이어프램, 스프링 등 작동부의 마모·고장을 조기에 발견해 압력조정 기능을 유지하기 위한 정기점검 기준이다.

문제 7
아세틸렌을 용기에 충전 시, 미리 용기에 다공질물을 고루 채운 후 침윤 및 충전을 해야 하는데 이 때 다공도는 얼마로 해야 하는가?
175% 이상, 92% 미만
270% 이상, 95% 미만
362% 이상, 75% 미만
492% 이상
정답 및 해설

아세틸렌 용기에 충전할 다공질물은 다공도 75% 이상 92% 미만이 되도록 고루 채운 뒤 침윤·충전 작업을 한다.

다공도가 너무 낮으면 용기 내 빈 공간이 작아져 용해량이 줄고 경제성이 떨어지며, 반대로 너무 높으면 다공질물 자체의 강도가 약해져 용기 내에서 부서지고 아세틸렌이 자기분해 폭발을 일으키기 쉬워지므로 이 범위로 규정한다.

문제 8
독성가스의 저장설비에서 가스누출에 대비하여 설치하여야 하는 것은?
1액화방지장치
2액회수장치
3살수장치
4흡수장치
정답 및 해설

독성가스 저장설비는 가스가 누출되었을 때 확산을 막고 무해화하기 위해 흡수장치(제해설비)를 설치해야 한다.

흡수장치는 누출된 독성가스를 물이나 중화제 등에 흡수·반응시켜 대기 중 확산과 인체 노출을 최소화하는 역할을 한다.

문제 9
고압가스 설비를 수리할 경우 가스설비 내를 대기압 이하까지 가스치환을 생략할 수 없는 것은?
1사람이 그 설비 밖에서 작업하는 것.
2당해 가스 설비의 내용적이 1m3 이하인 것.
3화기를 사용하지 아니하는 작업인 것.
4출입구의 밸브가 확실히 폐지되어 있고 내용적이 10m3 이상의 가스설비에 이르는 사이에 1개 이상의 밸브를 설치할 것.
정답 및 해설

고압가스설비를 수리할 때 설비 내를 대기압 이하까지 가스치환하지 않아도 되는(생략 가능한) 경우는 다음과 같다.

  • 가스설비의 내용적이 1m³ 이하인 것
  • 출입구의 밸브가 확실히 폐지되어 있고, 내용적 5m³ 이상의 가스설비에 이르는 사이에 2개 이상의 밸브를 설치한 것
  • 사람이 그 설비 밖에서 작업하는 것
  • 화기를 사용하지 아니하는 작업인 것
  • 설비의 간단한 청소나 가스켓 교환 등 이에 준하는 경미한 작업인 것

따라서 내용적 10m³ 이상의 가스설비에 이르는 사이에 밸브를 1개 이상만 설치한 경우는 기준(5m³ 이상·밸브 2개 이상)과 어긋나므로 치환을 생략할 수 없다.

문제 10
산소압축기의 내부 윤활제로 사용되는 것은?
1물 또는 10% 묽은 글리세린수
2진한 황산
3양질의 광유
4디젤엔진유
정답 및 해설

산소압축기의 내부 윤활제로는 물 또는 10% 이하의 묽은 글리세린수를 사용한다.

산소는 강한 조연성 가스이므로 광유나 디젤엔진유 같은 유기물 윤활제를 쓰면 압축열과 만나 자연발화·폭발할 위험이 크다. 따라서 산소와 반응하지 않는 물 또는 묽은 글리세린수를 윤활제로 사용한다.

문제 11
가스누출 경보기의 기능에 대한 설명으로 옳은 것은?
1전원의 전압 등 변동이 ±3% 정도일 때에도 경보밀도가 저하되지 않을 것
2가연성가스의 경보농도는 폭발하한계의 1/2 이하일 것.
3경보를 울린 후 가스 농도가 변하면 원칙적으로 경보를 중지시키는 구조일 것
4지시계의 눈금은 가연성가스용은 0 ~ 폭발하한계값일 것
정답 및 해설

가스누출경보기의 지시계 눈금은 가연성가스용의 경우 0에서 폭발하한계값까지로 표시해야 한다.

  • 전원전압 변동에 대한 기준은 ±3%가 아니라 ±10% 변동에도 경보정밀도가 저하되지 않아야 한다.
  • 가연성가스의 경보농도는 폭발하한계의 1/2이 아니라 1/4 이하이다.
  • 경보를 울린 뒤 가스농도가 변하더라도 계속 경보를 울려야 하며, 확인·대책을 강구한 뒤에 경보가 정지되는 구조여야 한다.
문제 12
특정고압가스사용시설에 대한 설명으로 옳은 것은?
1산소의 저장설비 주위 5m 이내에서는 화기를 취급하지 않도록 할 것.
2가연성가스의 사용시설 설치실은 누설된 가스가 체류될 수 있도록 할 것.
3고압가스 설비는 상용압력의 1.5배 이상의 압력에서 항복을 일으키지 않는 두께일 것.
4고압가스 설비에는 저장능력에 관계없이 안전밸브를 설치할 것.
정답 및 해설

특정고압가스 사용시설에서는 산소 저장설비 주위 5m 이내에서 화기를 취급하지 않도록 해야 한다.

산소는 그 자체는 타지 않지만 주변 물질의 연소를 강하게 촉진하는 조연성가스이므로, 저장설비 인근에서의 화기 취급을 엄격히 제한한다. 가연성가스 저장설비의 경우에는 주위 8m 이내가 기준이다.

문제 13
액화가스를 충전하는 탱크는 그 내부에 액면요동을 방지하기 위하여 무엇을 설치해야 하는가?
1방파판
2안전밸브
3액면계
4긴급차단장치
정답 및 해설

액화가스를 충전하는 탱크 내부에는 운행 중 액체가 출렁이는 액면요동(슬로싱)을 방지하기 위해 방파판을 설치한다.

방파판은 탱크 내부를 여러 구획으로 나눠 액체의 흔들림 폭을 줄여줌으로써 탱크 강도 저하와 차량 안정성 저해를 막는 역할을 한다.

문제 14
고압가스 용기의 안전점검 기준에 해당되지 않는 것은?
1용기의 부식, 도색 및 표시확인
2용기의 캡이 씌워져 있거나 프로덱터의 부착여부 확인
3재검사기간의 도래 여부를 확인
4용기의 누설을 성냥불로 확인
정답 및 해설

고압가스 용기의 안전점검 시 누설 여부는 비눗물이나 전용 가스검지기로 확인해야 하며, 성냥불처럼 화기를 이용한 확인은 절대 해서는 안 된다.

가연성·독성가스가 누출된 상태에서 불씨를 가져다 대면 그 자체로 화재·폭발이나 중독 사고로 이어지므로, 이는 안전점검 기준에 해당하지 않는다.

문제 15
고압가스 일반제조시설에서 밸브가 돌출한 충전용기에는 충전한 후 넘어짐 방지조치를 하지 않아도 되는 용량은 내용적 몇 ℓ 미만인가?
15
210
320
450
정답 및 해설

밸브가 돌출한 충전용기는 원칙적으로 넘어짐 방지조치를 해야 하지만, 내용적 5리터 미만인 소형 용기는 이 조치를 생략할 수 있다.

용기가 작아 넘어져도 밸브 손상이나 가스 분출 위험이 상대적으로 낮기 때문에 예외로 인정하는 것이다.

문제 16
포스겐의 취급사항으로 잘못된 것은?
1포스겐을 함유한 폐기액은 산성물질로 충분히 처리한 후 취급할 것
2취급 시에는 반드시 방독마스크를 착용할 것
3환기시설을 갖출 것
4누출 시 용기부식의 원인이 되므로 약간의 누출도 주의할 것
정답 및 해설

포스겐이 함유된 폐기액은 산성물질이 아니라 가성소다(알칼리) 수용액 등으로 충분히 분해·처리한 후 취급해야 한다.

포스겐은 알칼리와 반응해 무해한 물질로 분해되므로, 산성 처리는 오히려 분해를 방해하고 위험을 남기게 되어 잘못된 취급방법이다.

방독마스크 착용, 환기시설 확보, 미량 누출에도 주의를 기울이는 것은 모두 포스겐 취급 시 올바른 조치이다.

문제 17
가스의 폭발범위에 영향을 주는 인자로서 가장 거리가 먼 것은?
1비열
2압력
3온도
4가스의 양
정답 및 해설

가스의 폭발범위(연소범위)는 온도·압력·가스의 농도(양)에 따라 변하지만, 비열은 폭발범위를 결정짓는 직접적인 인자가 아니다.

온도가 높아지거나 압력이 커지면 반응성이 증가해 폭발범위가 넓어지는 경향을 보이고, 혼합가스 중 가연성가스의 농도 역시 폭발범위에 직접 영향을 준다.

문제 18

다음 ( ) 안에 알맞은 것은?

시안화수소를 충전한 용기는 충전한 후 ( ① )일이 경과되기 전에 다른 용기에 옮겨 충전할 것. 다만, 순도 ( ② )% 이상으로서 착색되지 아니한 것은 다른 용기에 옮겨 충전하지 아니할 수 있다.

1① 30일, ② 90
2① 30일, ② 95
3① 60일, ② 90
4① 60일, ② 98
정답 및 해설

빈칸에 들어갈 값은 60일과 순도 98%이다.

시안화수소는 수분이 섞이면 중합폭발을 일으키므로 충전 상태로 오래 방치하지 못하도록, 충전한 후 60일이 지나기 전에 다른 용기로 옮겨 충전하도록 정하고 있다.

다만 중합이 진행되지 않았음이 확인되면 옮길 필요가 없으므로 순도 98% 이상이면서 착색되지 아니한 것은 예외로 인정한다. 착색은 중합이 시작됐다는 신호여서 순도와 함께 판정 기준이 된다.

문제 19
상용압력이 10MPa인 고압가스설비의 내압시험압력은 몇 MPa 이상으로 하여야 하는가?
18
210
312
415
정답 및 해설

고압가스설비의 내압시험압력은 상용압력의 1.5배 이상으로 정한다.

10 MPa×1.5=15 MPa10\,\mathrm{MPa} \times 1.5 = 15\,\mathrm{MPa}

따라서 상용압력이 10MPa인 설비는 최소 15MPa 이상의 압력으로 내압시험을 실시해야 한다.

문제 20
다음 착화온도에 대한 설명 중 틀린 것은?
1탄화수소에서 탄소수가 많은 분자일수록 착화온도는 낮아진다.
2산소농도가 클수록, 압력이 클수록 착화온도는 낮아진다.
3화학적으로 발열량이 높을수록 착화온도는 낮아진다.
4반응활성도가 작을수록 착화온도는 낮아진다.
정답 및 해설

반응활성도가 클수록 착화온도는 낮아지므로, 반응활성도가 작을수록 착화온도가 낮아진다는 설명은 틀렸다.

탄소수가 많은 탄화수소일수록, 산소농도와 압력이 클수록, 발열량이 높을수록 반응이 활발해져 착화온도가 낮아지는 것은 모두 옳은 설명이다.

문제 21
고압가스 저장탱크 2개를 지하에 인접하여 설치하는 경우 상호간에 유지하여야 할 최소거리의 기준은?
130cm
260cm
31m
43m
정답 및 해설

고압가스 저장탱크 2개를 지하에 인접하여 설치할 때 상호간에 유지해야 할 최소거리는 1m 이상이다.

지상에 설치하는 경우의 이격거리 기준(두 탱크 최대지름 합의 1/4)과 달리, 지하 설치 시에는 토압 등을 고려해 별도로 1m 이상이라는 고정 거리를 적용한다.

문제 22
아세틸렌에 대한 설명 중 틀린 것은?
1액체 아세틸렌은 비교적 안정하다.
2접촉적으로 수소화하면 에틸렌, 에탄이 된다.
3압축하면 탄소와 수소로 자기분해한다.
4구리, 은, 수은 등의 금속과 화합 시 아세틸라이드를 생성한다.
정답 및 해설

액체 아세틸렌은 비교적 안정하다는 설명이 틀렸다. 실제로는 고체 아세틸렌보다도 액체 아세틸렌이 훨씬 불안정하여 충격이나 온도 상승에 의해 자기분해 폭발을 일으키기 쉽다.

접촉적으로 수소화하면 에틸렌·에탄이 되고, 압축 상태에서는 탄소와 수소로 자기분해할 수 있으며, 구리·은·수은 등과 반응해 폭발성이 강한 아세틸라이드를 생성하는 것은 모두 옳은 설명이다.

문제 23
인화점이 약 -30℃로 전구 표면이나 증기파이프에 닿기만 해도 발화하는 것은?
1CS2
2C2H2
3C2H4
4C3H8
정답 및 해설

인화점이 약 -30℃로 매우 낮아 전구 표면이나 증기파이프처럼 다소 뜨거운 표면에 닿기만 해도 발화하는 물질은 이황화탄소(CS2\mathrm{CS_2})이다.

이황화탄소는 인화점이 낮을 뿐 아니라 발화점(착화온도)도 약 100℃ 내외로 매우 낮아, 노출된 열원이나 가열된 표면과 접촉하는 것만으로도 쉽게 발화하는 대표적인 위험물질이다.

문제 24
다음 중 가성소다를 제독제로 사용하지 않는 가스는?
1염소가스
2염화메탄
3아황산가스
4시안화수소
정답 및 해설

가성소다(수산화나트륨) 수용액은 산성 성질의 유독가스를 중화·흡수하는 제독제로 널리 쓰이지만, 염화메탄(CH3Cl\mathrm{CH_3Cl})은 가성소다를 제독제로 사용하지 않는 가스이다(염화메탄의 제독제는 물이다).

염소가스, 아황산가스, 시안화수소는 모두 가성소다 수용액과 반응하여 무해화되므로 제독제로 가성소다를 사용할 수 있다.

문제 25
다음 중 아세틸렌의 분석에 사용되는 시약은?
1동암모니아
2파라듐블랙
3발연황산
4피로칼롤
정답 및 해설

아세틸렌과 같은 불포화탄화수소는 발연황산에 잘 흡수되므로, 가스분석에서 아세틸렌 정량에 발연황산을 시약으로 사용한다.

동암모니아는 일산화탄소, 파라듐블랙은 수소, 피로칼롤(알칼리성 피로갈롤용액)은 산소를 흡수·정량하는 데 쓰이는 시약으로 아세틸렌 분석과는 관계가 없다.

문제 26
고압가스 안전관리상 제1종 보호시설이 아닌 것은?
1학교
2여관
3주택
4시장
정답 및 해설

고압가스 안전관리상 주택은 제1종 보호시설이 아니라 제2종 보호시설에 해당한다.

학교, 여관과 같은 숙박시설, 시장처럼 다수인이 모이거나 일정 규모 이상의 시설은 제1종 보호시설로 분류되어 더 엄격한 이격거리 기준이 적용된다.

문제 27
다음 가스 검지시의 지시약과 반응색이 맞지 않는 것은?
1산성가스 - 리트머스지 : 적색
2COCl2 - 하리슨시약 : 심등색
3CO - 염화파라듐지 : 흑색
4HCN - 질산구리벤젠지 : 적색
정답 및 해설

가스 검지 시 시안화수소(HCN)를 질산구리벤젠지로 검지하면 청색으로 변화하는데, 이를 적색으로 설명한 것이 틀렸다.

산성가스를 리트머스지로 검지하면 적색, 포스겐(COCl2\mathrm{COCl_2})을 하리슨시약으로 검지하면 심등색, 일산화탄소를 염화파라듐지로 검지하면 흑색으로 변하는 것은 모두 옳은 설명이다.

문제 28
도시가스배관의 외부전원법에 의한 전기방식 설비의 계기류 확인은 몇 개월에 1회 이상 하여야 하는가?
11
23
36
412
정답 및 해설

도시가스배관의 외부전원법 전기방식 설비에서 정류기 출력전압·전류 등 계기류 확인은 3개월에 1회 이상 실시해야 한다.

관대지전위 등 방식 효과 자체의 확인 주기와 별도로, 정류기 계기류는 더 짧은 주기로 점검하여 전기방식 설비의 정상 작동 여부를 상시 관리한다.

문제 29
고압가스특정제조에서 지하매설 배관은 그 외면으로부터 지하의 다른 시설물과 몇 m 이상의 거리를 유지해야 하는가?
10.3
20.5
31
41.2
정답 및 해설

고압가스특정제조시설의 지하매설 배관은 그 외면으로부터 지하의 다른 시설물과 0.3m 이상의 거리를 유지해야 한다.

이는 굴착이나 다른 시설물 공사 시 배관이 손상되는 것을 방지하기 위한 최소 이격거리 기준이다.

문제 30
다음 중 가스에 대한 정의가 잘못된 것은?
1압축가스 - 일정한 압력에 의하여 압축되어 있는 가스
2액화가스 - 가압ㆍ냉각 등의 방법에 의하여 액체 상태로 되어 있는 것으로서 대기압에서의 비점이 40℃ 이하 또는 상용의 온도 이하인 것
3독성가스 - 인체에 유해한 독성을 가진 가스로서 허용농도가 100만분의 300 이하인 인 것
4가연성가스 - 공기 중에서 연소하는 가스로서 폭발한계의 하한이 10% 이하인 것과 상한과 하한의 차가 20% 이상인 것
정답 및 해설

독성가스의 정의에서 허용농도 기준이 잘못되었다. 현행 법령상 독성가스는 허용농도(성숙한 흰쥐를 이용한 반수치사농도, LC50)가 100만분의 5000 이하인 것을 말하며, 100만분의 300 이하가 아니다. 과거 TLV-TWA를 기준으로 삼던 시기에도 100만분의 200 이하였으므로 어느 기준으로 보아도 300이라는 수치는 맞지 않는다.

압축가스, 액화가스(대기압에서의 비점이 40℃ 이하 또는 상용온도 이하인 것), 가연성가스(폭발한계 하한 10% 이하 또는 상한과 하한의 차가 20% 이상인 것)에 대한 정의는 모두 옳다.

문제 31
저온장치의 단열법 중 일반적으로 사용되는 단열법으로 단열공간에 분말, 섬유 등의 단열재를 충전하는 방법은?
1상압 단열법
2진공 단열법
3고진공 단열법
4다층진공 단열법
정답 및 해설

저온장치의 단열법 중 단열공간에 펄라이트, 유리섬유 등의 분말·섬유질 단열재를 채워 넣는 방식을 상압 단열법이라 한다.

진공 단열법이나 고진공·다층진공 단열법은 단열공간을 진공 상태로 만들어 대류·전도에 의한 열침입을 차단하는 방식으로, 단열재를 충전하는 상압 단열법과는 원리가 다르다.

문제 32
펌프의 유량이 100m3/s, 전양정 50m, 효율이 75%일 때 회전수를 20% 증가시키면 소요동력은 몇 배가 되는가?
11.73
22.36
33.73
44.36
정답 및 해설

펌프의 상사법칙에서 회전수 변화에 따른 동력 변화는 동력 ∝ N³ 관계를 따른다. 초기 회전수를 N이라 하면 회전수를 20% 증가시킨 후의 회전수는 1.2N이다. 동력비는 P2P1=(N2N1)3=(1.2)3=1.728\frac{P_2}{P_1} = \left(\frac{N_2}{N_1}\right)^3 = (1.2)^3 = 1.728이다. 따라서 소요동력은 약 1.73배가 된다.

문제 33
내용적 35ℓ에 압력 0.2MPa의 수압을 걸었더니 내용적이 35.34ℓ로 증가되었다. 이 용기의 항구증가율은 얼마인가? (단, 대기압으로 하였더니 35.03ℓ이었다.)
16.8%
27.4%
38.0%
48.8%
정답 및 해설

용기의 항구증가율은 수압시험 후 남는 영구적인 부피 증가분이 전체 부피 증가분에서 차지하는 비율로 구한다.

전증가량은 35.34−35=0.34 ℓ35.34 - 35 = 0.34\,\mathrm{\ell}이고, 항구증가량은 대기압으로 되돌린 뒤에도 남은 35.03−35=0.03 ℓ35.03 - 35 = 0.03\,\mathrm{\ell}이다.

따라서 항구증가율은 0.030.34×100≈8.8%\dfrac{0.03}{0.34} \times 100 \approx 8.8\%이다.

문제 34
다음 가스분석법 중 흡수분석법에 해당하지 않는 것은?
1헴펠법
2산화동법
3오르자트법
4게겔법
정답 및 해설

산화동법은 시료가스를 산화동과 접촉·연소시켜 그 성분을 정량하는 연소분석법에 해당하며, 흡수분석법으로 분류되지 않는다.

헴펠법, 오르자트법, 게겔법은 각 성분가스를 특정 흡수액에 순차적으로 흡수시켜 부피 감소량으로 정량하는 대표적인 흡수분석법이다.

문제 35
가스 액화분리장치의 주요 구성부분이 아닌 것은?
1기화장치
2정류장치
3한냉발생장치
4불순물제거장치
정답 및 해설

기화장치(기화기)는 액체 상태의 가스를 기체로 바꾸는 설비로, 기체를 냉각·압축해 액체로 만드는 가스 액화분리장치의 구성요소가 아니다.

액화분리장치는 원료가스에서 수분·이산화탄소 등을 제거하는 불순물제거장치, 저온을 만드는 한냉발생장치, 액화된 혼합가스를 성분별로 분리하는 정류장치로 구성된다.

문제 36
2단 감압조정기 사용시의 장점에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1공급압력이 안정하다.
2용기 교환주기의 폭을 넓힐 수 있다.
3중간배관이 가늘어도 된다.
4입상에 의한 압력손실을 보정할 수 있다.
정답 및 해설

2단 감압조정기는 공급압력이 안정되고, 중간배관을 가늘게 할 수 있으며, 입상(수직)배관에서 생기는 압력손실을 보정할 수 있고, 각 연소기구에 알맞은 압력으로 공급할 수 있다는 장점이 있다.

반면 조정기가 2개 필요해 설비가 복잡해지고 검사·점검할 부분이 많아지며 재액화 우려가 있다는 단점이 있다. 용기 교환주기의 폭을 넓힐 수 있다는 것은 자동절체식(자동교체식) 조정기를 사용할 때의 장점이므로, 2단 감압방식의 장점으로는 가장 거리가 멀다.

문제 37
LPG나 액화가스와 같이 저비점이고 내압이 0.4~0.5MPa 이상인 액체에 주로 사용되는 펌프의 메카니컬 시일 형식은?
1더블 시일형
2인사이드 시일형
3아웃사이드 시일형
4밸런스 시일형
정답 및 해설

LPG와 같이 저비점이면서 내압이 0.4~0.5MPa 이상인 액체를 다루는 펌프에는 밸런스 시일형(밸런스드 메카니컬 시일)이 주로 사용된다.

밸런스 시일형은 씰 면에 작용하는 유체압력을 일부 상쇄하도록 설계되어, 고압·저비점 유체에서도 씰 면의 과도한 마찰과 발열, 이로 인한 가스 기화를 억제할 수 있다.

문제 38
다음 중 충전구가 오른나사인 가연성가스는?
1LPG
2수소
3액화암모니아
4시안화수소
정답 및 해설

대부분의 가연성가스는 왼나사 충전구를 사용하지만, 액화암모니아와 브롬화메틸은 예외적으로 오른나사 충전구를 사용한다.

LPG, 수소, 시안화수소는 모두 일반적인 가연성가스와 마찬가지로 왼나사 충전구를 사용하므로, 오른나사인 것은 액화암모니아이다.

문제 39
기어펌프의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?
1저압력에 적합하다.
2토출압력이 바뀌어도 토출량은 크게 바뀌지 않는다.
3고점도액의 이송에 적합하다.
4흡입양정이 크다.
정답 및 해설

기어펌프는 회전펌프의 일종으로 비교적 높은 압력을 낼 수 있으므로, 저압력에 적합하다는 설명이 틀렸다.

토출압력이 변해도 토출량이 크게 달라지지 않고, 점도가 높은 액체의 이송에 적합하며, 흡입양정이 큰 것은 기어펌프의 옳은 특징이다.

문제 40
강관의 스케쥴(schedule)번호가 의미하는 것은?
1파이프의 길이
2파이프의 바깥지름
3파이프의 무게
4파이프의 두께
정답 및 해설

강관의 스케쥴 번호(Sch No.)는 관이 견딜 수 있는 압력과 재료의 허용응력을 바탕으로 산정되며, 그 값이 클수록 관의 두께가 두꺼워짐을 나타내는 지표이다.

따라서 스케쥴 번호는 파이프의 길이나 바깥지름, 무게가 아니라 배관이 견딜 수 있는 압력에 대응하는 두께를 규격화한 것이다.

문제 41
액화석유가스 이송용 펌프에서 발생하는 이상 현상으로 가장 거리가 먼 것은?
1케비테이션
2수격작용
3오일포밍
4베이퍼록
정답 및 해설

오일포밍은 액화석유가스 이송용 펌프가 아니라 왕복동 압축기에서 윤활유가 거품을 일으키는 이상 현상이다.

  • 케비테이션(공동현상)은 펌프 흡입측 압력이 포화증기압 이하로 떨어져 기포가 생기는 펌프 고유의 현상이다.
  • 수격작용은 배관 내 유속이 급변할 때 압력파가 발생하는 현상으로 펌프 계통에서 나타난다.
  • 베이퍼록은 저비점 액체가 펌프 내부에서 기화되어 송액이 불안정해지는 현상이다.
문제 42
다음 ( ) 안에 알맞은 수치를 옳게 나열한 것은?
1① 98 ② 40
2① 40 ② 98
3① 78 ② 30
4① 30 ② 78
정답 및 해설

저압식 공기 액화분리장치의 복정류탑에서 하부탑은 약 5atm의 압력하에서 원료공기가 정류되고, 동압상부탑에서는 액체질소가 약 98%, 탑하부에서는 액체공기가 약 40% 정도 분리된다. 상부탑 상단에서 순도 높은 액체질소(약 98%)가 얻어지고, 하부에는 산소 농도가 높은 액체공기(약 40%)가 모이는 구조이므로 ①은 98, ②는 40이 된다.

문제 43
열전대 온도계의 원리를 옳게 설명한 것은?
1금속의 열전도를 이용한다.
22종 금속의 열기전력을 이용한다.
3금속과 비금속 사이의 유도기전력을 이용한다.
4금속의 전기저항이 온도에 의해 변화하는 것을 이용한다.
정답 및 해설

열전대 온도계는 서로 다른 두 종류의 금속(2종 금속)을 접합하였을 때 양 끝의 온도 차이에 따라 발생하는 기전력(열기전력, 제베크 효과)을 이용하여 온도를 측정한다. 보기 1은 열도전 현상으로 온도계 원리가 아니고, 보기 3은 금속과 비금속이 아닌 서로 다른 두 금속 사이의 현상이며, 보기 4는 저항 온도계(RTD)의 원리이다.

문제 44
액주식 압력계에 사용되는 액체의 구비조건으로 틀린 것은?
1화학적으로 안정되어야 한다.
2모세관현상이 없어야 한다.
3점도와 팽창계수가 작아야 한다.
4온도변화에 의한 밀도가 커야 한다.
정답 및 해설

액주식 압력계에 쓰는 액체는 온도가 변해도 밀도(팽창계수) 변화가 작아야 정확한 압력 지시가 유지된다.

온도에 따라 밀도가 크게 변하면 같은 압력에서도 액주 높이가 달라져 오차가 커지므로, 온도변화에 의한 밀도 변화가 커야 한다는 설명은 실제 구비조건과 반대이다.

  • 화학적으로 안정해야 부식이나 반응에 의한 오차가 생기지 않는다.
  • 모세관현상이 없어야 액주 높이가 표면장력에 왜곡되지 않는다.
  • 점도와 팽창계수가 작아야 응답이 빠르고 온도 영향을 적게 받는다.
문제 45
도시가스제조 공정 중 가열방식에 의한 분류에서 산화나 수첨반응에 의한 발열반응을 이용하는 방식은?
1외열식
2자열식
3축열식
4부분연소식
정답 및 해설

자열식은 원료가스에 조연성가스를 함께 넣어 산화·수첨반응 자체의 발열로 반응열을 공급하는 가열방식이다.

외부에서 별도로 열을 가하는 외열식과 달리 반응 과정에서 발생하는 열을 그대로 이용하므로 열효율이 높다.

문제 46
내용적 40ℓ의 용기에 아세틸렌가스 6kg(액비중 0.613)을 충전할 때 다공성물질의 다공도를 90%라 하면 표준상태에서 안전공간은 약 몇 %인가? (단, 아세톤의 비중은 0.8이고, 주입된 아세톤량은 13.9kg이다.)
112
218
322
431
정답 및 해설

안전공간은 다공질물 내부의 공극 부피에서 아세톤과 용해 아세틸렌이 차지하는 부피를 뺀 나머지가 전체 내용적에서 차지하는 비율로 구한다.

아세틸렌의 부피는 6 kg0.613 kg/L≈9.79 L\dfrac{6\ \mathrm{kg}}{0.613\ \mathrm{kg/L}} \approx 9.79\ \mathrm{L}이고, 아세톤의 부피는 13.9 kg0.8 kg/L≈17.38 L\dfrac{13.9\ \mathrm{kg}}{0.8\ \mathrm{kg/L}} \approx 17.38\ \mathrm{L}이다.

다공도가 90%이므로 다공질물의 공극 부피는 40 L×0.9=36 L40\ \mathrm{L} \times 0.9 = 36\ \mathrm{L}이고, 여기서 두 액체의 부피를 빼면 남는 공간은 36−9.79−17.38≈8.83 L36 - 9.79 - 17.38 \approx 8.83\ \mathrm{L}이다.

따라서 안전공간율은 8.8340×100≈22%\dfrac{8.83}{40} \times 100 \approx 22\%가 된다.

문제 47

다음 [보기]에서 염소가스의 성질에 대한 것으로 모두 나열한 것은?

  • ① 상온에서 기체이다.
  • ② 상압에서 -40 ~ -50℃으로 냉각하면 쉽게 액화한다.
  • ③ 인체에 대하여 극히 유독하다.
1①, ②
2②, ③
3①, ③
4①, ②, ③
정답 및 해설

제시된 세 가지 설명이 모두 염소의 성질에 해당한다.

염소의 비점은 약 -34℃이므로 상온·상압에서는 황록색 기체로 존재하고, 상압에서 -40~-50℃까지 냉각하면 쉽게 액화한다. 이처럼 액화가 쉬워 실제로 액화염소 형태로 저장·유통된다.

또한 염소는 눈·호흡기 점막과 폐를 강하게 침해하는 맹독성 가스여서 소량 누출로도 치명적인 피해를 주며, 독성가스로 분류되어 취급·저장에 엄격한 규제를 받는다.

문제 48
다음 중 압력이 가장 높은 것은?
11atm
21kg/cm2
38Lb/in2
4700㎜Hg
정답 및 해설

1atm은 표준대기압으로, 다른 보기를 같은 단위로 환산했을 때 가장 큰 값이다.

1kg/cm²는 약 0.97atm, 8Lb/in²(psi)는 약 0.54atm, 700㎜Hg는 700760≈0.92 atm\dfrac{700}{760} \approx 0.92\ \mathrm{atm}에 해당해 모두 1atm보다 작다.

문제 49
다음 중 수성가스(water gas)의 조성에 해당하는 것은?
1CO + H2
2CO2 + H2
3CO + N2
4CO2 + N2
정답 및 해설

수성가스(water gas)는 고온의 탄소(또는 탄소 함유 물질)에 수증기를 통과시켜 만드는 가스로, 주요 반응식은 C + H₂O → CO + H₂이다. 따라서 수성가스의 주요 조성은 CO와 H₂이며, 이는 환원성이 강해 철광석 제련 등에 사용된다. 보기 2번은 수성가스에 공기를 섞어 산화시킨 후의 조성이고, 보기 3, 4번은 질소를 포함하는데 이는 수성가스의 기본 조성이 아니다.

문제 50
다음 중 물의 비등점을 ℉로 나타내면?
132
2100
3180
4212
정답 및 해설

물의 비등점(100℃)을 화씨온도로 환산하면 212℉가 된다.

환산식은 F=C×95+32\mathrm{F} = \mathrm{C} \times \dfrac{9}{5} + 32이므로 100×95+32=212100 \times \dfrac{9}{5} + 32 = 212이다.

문제 51
암모니아 합성공정 중 중압법이 아닌 것은?
1뉴파우더법
2동공시법
3IG법
4케로그법
정답 및 해설

암모니아 합성공정에서 케로그법(켈로그법)은 150atm 전후의 압력을 쓰는 저압합성법으로 분류되어 중압법이 아니다.

뉴파우더법·동공시법·IG법은 모두 300atm 전후의 압력을 사용하는 중압합성법에 속한다.

문제 52
일산화탄소의 성질에 대한 설명 중 틀린 것은?
1산화성이 강한가스이다.
2공기보다 약간 가벼우므로 수상치환으로 포집한다.
3개미산에 진한 황산을 작용시켜 만든다.
4혈액속의 헤모글로빈과 작용하여 산소의 운반력을 저하시킨다.
정답 및 해설

일산화탄소는 산소와 결합하려는 성질이 강한 환원성(가연성) 가스이며, 스스로 산화력을 갖는 산화성 가스가 아니다.

분자량이 28로 공기(약 29)보다 약간 가볍고, 물에 거의 녹지 않아 수상치환으로 포집할 수 있으며, 개미산에 진한 황산을 작용시키면 탈수반응으로 만들어진다.

또한 혈액 속 헤모글로빈과 결합해 산소 운반 능력을 떨어뜨리는 독성을 가진다.

문제 53
프로판을 완전 연소시켰을 때 주로 생성되는 물질은?
1CO2, H2
2CO2, H2O
3C2H4, H2O
4C4H10, CO
정답 및 해설

프로판(C3H8\mathrm{C_3H_8})을 완전연소시키면 탄소는 CO2\mathrm{CO_2}로, 수소는 H2O\mathrm{H_2O}로 산화되어 이산화탄소와 물이 주로 생성된다.

문제 54
다음 에너지에 대한 설명 중 틀린 것은?
1열역학 제 0법칙은 열평형에 관한 법칙이다.
2열역학 제 1법칙은 열과 일사이의 방향성을 제시한다.
3이상기체를 정압하에서 가열하면 체적은 증가하고 온도는 상승한다.
4혼합기체의 압력은 각 성분의 분압의 합과 같다는 것은 돌턴의 법칙이다.
정답 및 해설

열역학 제1법칙은 열과 일이 서로 전환될 수 있다는 에너지보존법칙이며, 열과 일 사이의 방향성을 제시하는 것은 열역학 제2법칙이다.

열역학 제0법칙이 열평형에 관한 법칙이라는 것, 정압 조건에서 이상기체를 가열하면 체적과 온도가 함께 증가한다는 것, 혼합기체의 압력이 각 성분 분압의 합과 같다는 돌턴의 법칙은 모두 옳은 설명이다.

문제 55
다음 중 수돗물의 살균과 섬유의 표백용으로 주로 사용되는 가스는?
1F2
2Cl2
3O2
4CO2
정답 및 해설

수돗물 살균과 섬유 표백에 주로 쓰이는 가스는 염소(Cl2\mathrm{Cl_2})이다.

염소는 강한 산화력으로 살균·표백 작용을 하여 상수도 소독제로 널리 사용된다.

문제 56
임계온도(critical temperature)에 대하여 옳게 설명한 것은?
1액체를 기화시킬 수 있는 최고의 온도
2가스를 기화시킬 수 있는 최저의 온도
3가스를 액화시킬 수 있는 최고의 온도
4가스를 액화시킬 수 있는 최저의 온도
정답 및 해설

임계온도는 그 이상의 온도에서는 아무리 압력을 높여도 기체를 액체로 액화시킬 수 없는 온도를 의미한다. 따라서 기체를 액화시킬 수 있는 온도의 범위는 임계온도 이하이므로, 임계온도는 기체를 액화시킬 수 있는 최고의 온도이다. 1번은 액체의 기화와 관련되어 있고, 2번과 4번은 '최저' 온도라는 표현이 부정확하다.

문제 57
다음 중 드라이아이스의 제조에 사용되는 가스는?
1일산화탄소
2이산화탄소
3아황산가스
4염화수소
정답 및 해설

드라이아이스는 이산화탄소(CO₂)를 고압으로 압축한 후 급속히 팽창시켜 제조된다. 이 과정에서 이산화탄소가 액화되었다가 감압되면서 고체 상태로 변환되어 드라이아이스가 된다. 일산화탄소는 독성물질이고, 아황산가스와 염화수소는 산성 가스로 드라이아이스 제조에 사용되지 않는다.

문제 58
LPG에 대한 설명 중 틀린 것은?
1액체 상태는 물(비중 1)보다 가볍다.
2기화열이 커서 액체가 피부에 닿으면 동상의 우려가 있다.
3공기와 혼합시켜 도시가스의 원료로도 사용된다.
4가정에서 연료용으로 사용하는 LPG는 올레핀계 탄화수소이다.
정답 및 해설

가정용 연료로 사용하는 LPG는 프로판·부탄 등 파라핀계(포화) 탄화수소이며, 올레핀계(불포화) 탄화수소가 아니다.

액체 상태의 LPG는 비중이 약 0.5로 물보다 가볍고, 기화열이 커서 피부에 닿으면 동상을 입을 수 있으며, 공기와 혼합해 도시가스 원료로도 사용된다.

문제 59
낮은 압력에서 방전시킬 때 붉은색을 방출하는 비활성기체는?
1He
2Kr
3Ar
4Xe
정답 및 해설

낮은 압력에서 방전시킬 때 발생하는 빛의 색은 비활성기체의 종류에 따라 특징적으로 결정된다. Ar(아르곤)은 낮은 압력 방전 시 붉은색~적자주색 빛을 방출하는 것으로 알려져 있다. He는 분홍빛, Kr는 흰색~황백색, Xe는 청백색을 방출하므로, 붉은색을 방출하는 비활성기체는 아르곤이다.

문제 60
아세틸렌의 폭발하한은 부피로 2.5%이다. 가로 2m, 세로 2.5m, 높이 2m인 공간에 아세틸렌이 약 몇 g이 누출되면 폭발할 수 있는가? (단, 표준상태라고 가정하고, 아세틸렌의 분자량은 26이다.)
125
229
3250
4290
정답 및 해설

아세틸렌의 폭발하한(2.5%)에 해당하는 부피를 구하면 누출 시 폭발이 가능해지는 최소 질량을 계산할 수 있다.

공간의 부피는 2 m×2.5 m×2 m=10 m32\ \mathrm{m} \times 2.5\ \mathrm{m} \times 2\ \mathrm{m} = 10\ \mathrm{m^3}이고, 폭발하한 농도에 해당하는 부피는 10 m3×0.025=0.25 m3=250 L10\ \mathrm{m^3} \times 0.025 = 0.25\ \mathrm{m^3} = 250\ \mathrm{L}이다.

표준상태 기체 1몰의 부피 22.4L로 나누면 몰수는 25022.4≈11.16 mol\dfrac{250}{22.4} \approx 11.16\ \mathrm{mol}이고, 분자량 26을 곱하면 질량은 11.16×26≈290 g11.16 \times 26 \approx 290\ \mathrm{g}이 된다.