23년 1회차

흡수식 냉동기의 대표적인 냉매와 흡수제 조합은 물(냉매) - 브로민화리튬(LiBr, 흡수제)이며, 보기의 취화리튬이 곧 브로민화리튬이다.

물은 증발잠열이 커 냉매로 유리하고 브로민화리튬 수용액은 수증기를 강하게 흡수하므로, 압축기 없이 증발-흡수-재생-응축의 사이클로 냉동이 이루어진다.

암모니아를 냉매로 쓰는 흡수식에서는 흡수제가 물이 된다. 염화메틸(메틸클로라이드)과 프레온22는 증기압축식 냉동기의 냉매여서 흡수제가 될 수 없다.

고압가스안전관리법상 산화에틸렌은 가연성이면서 동시에 독성인 가스로 분류된다.

아세틸렌·부타디엔·프로판은 모두 가연성가스이지만 독성가스에는 해당하지 않는다.

같은 두 열원 사이에서 작동하는 열기관 가운데 카르노 사이클의 효율이 이론상 최대이므로, 실제 사이클을 카르노 사이클에 가깝게 할수록 1사이클당 효율이 높아진다.

카르노 효율은 $\eta=1-\dfrac{T_L}{T_H}$ 로 두 열원의 절대온도만으로 정해진다. 따라서 급열 온도는 높이고 방열 온도는 낮추어야 하며, 급열 온도를 낮추는 것은 반대 방향이다.

동작 유체의 양은 얻어지는 일의 크기를 좌우할 뿐 효율 자체와는 관계가 없다.

가스배관 및 기설치된 배관의 평면 위치는 평면도에 표시하는 항목이며, 종단면도에 기입하는 사항이 아니다.

종단면도에는 배관의 기울기와 포장종류, 교차하는 타 매설물·구조물, 설계 배관의 계획정상높이 및 깊이처럼 깊이 방향의 정보를 담는다.

산소 16 kg은 0.5 kmol, 질소 56 kg은 2 kmol이므로 질소의 몰분율은 0.8이고 분압은 405.2 kPa이다.

돌턴의 분압법칙을 적용하면
$n_{\mathrm{O_2}}=\dfrac{16}{32}=0.5\,\mathrm{kmol}$
$n_{\mathrm{N_2}}=\dfrac{56}{28}=2\,\mathrm{kmol}$
$P_{\mathrm{N_2}}=506.5\times\dfrac{2}{0.5+2}=405.2\,\mathrm{kPa}$

분압은 질량비가 아니라 몰분율에 비례한다는 점이 핵심이다.

액화석유가스 용기충전시설의 저장탱크는 주거지역 또는 상업지역에 저장능력 10톤 이상인 저장탱크를 지상에 설치하면서 물분무장치 기준을 충족하지 못하는 경우 폭발방지장치를 의무적으로 설치해야 한다.

이 조건을 모두 충족하는 것은 상업지역에 저장능력 15톤 저장탱크를 지상에 설치하는 경우뿐이다.

• 녹색지역은 주거·상업지역에 해당하지 않아 대상에서 제외된다.
• 주거지역이라도 저장능력이 10톤 미만이면 대상에서 제외된다.

옳은 설명은 SPPS는 350 ℃ 이하에서 사용압력 1~10 MPa 정도의 배관에 쓰는 압력배관용 탄소강관이라는 것이다.

탄소강관은 사용압력에 따라 SPP(배관용, 약 1 MPa 미만) → SPPS(압력배관용, 약 1~10 MPa) → SPPH(고압배관용, 약 10 MPa 이상)의 순으로 구분한다.

• SPPH는 저압용이 아니라 10 MPa 이상의 고압 배관에 쓰는 고압배관용 탄소강관이다.
• SPP는 사용압력이 낮은 배관에 쓰는 배관용 탄소강관으로, 아연도금한 백관과 도금하지 않은 흑관이 있다.
• PLP는 강관 외면에 폴리에틸렌을 피복한 폴리에틸렌 피복강관으로, 부식 환경인 지하 매설 배관에 쓴다. 폴리에틸렌관(PE관) 자체는 노출 배관이 아니라 지하 매설용이다.

피셔식 정압기에서 필터의 먼지류 막힘과 정압기의 능력 부족은 가스가 충분히 흐르지 못하게 하므로 2차압 이상저하의 원인이다.

이 밖에 파일럿 오리피스의 녹 막힘, 센터스템의 작동 불량, 주 다이어프램의 파손도 2차압을 떨어뜨리고, 반대로 메인밸브의 먼지 끼임이나 파일럿 서플라이 밸브의 누설은 2차압을 올린다.

• 피셔식은 로딩형으로 정특성과 동특성이 모두 좋고 비교적 콤팩트하다.
• 레이놀즈식은 언로딩형으로 정특성은 매우 좋으나 안정성이 부족하고 크기가 대형이다.
• 액셜플로식은 변칙 언로딩형으로 고차압이 될수록 특성이 좋아지고 매우 콤팩트하다.

배관 설계 하중에서 온도변화의 영향은 상시 작용하지 않는 종하중(부하중)에 속하므로 주하중이 아니다.

주하중은 배관에 늘 작용하는 하중으로 내압, 토압, 자동차 하중과 같은 활하중, 배관과 내용물의 자중 등이 해당한다.

반면 온도변화에 따른 신축, 지진, 풍하중, 설하중처럼 조건에 따라 생기는 하중은 종하중으로 구분한다.

용기나 자동차에 고정된 탱크에 충전하여 공급하는 사업은 도시가스충전사업이므로, 이를 일반도시가스사업이라고 한 설명이 틀렸다.

일반도시가스사업은 가스도매사업자 등에게서 공급받은 도시가스나 스스로 제조한 석유가스·나프타부생가스·바이오가스를 일반의 수요에 따라 배관을 통하여 수요자에게 공급하는 사업이다.

• 도시가스사업은 가스도매·일반도시가스·도시가스충전·나프타부생가스·바이오가스제조·합성천연가스제조사업의 다섯 가지로 정의되어 있다.
• 가스사용시설은 가스공급시설 외의 가스사용자의 시설로서 산업통상부령으로 정하는 것이다.
• 자가소비용직수입자는 자기가 소비할 목적으로 천연가스를 직접 수입하는 자이다.

원형은 도시가스사업을 연료용 가스 공급 사업으로만 보고 부령 명칭도 산업자원부령이었으나, 현행은 사업 종류가 다섯 가지로 늘고 산업통상부령으로 바뀌어 이를 기준으로 보기를 다시 짰다.

카르노 사이클의 열효율은 두 열원의 절대온도만으로 정해지며, 400℃와 40℃ 사이에서는 약 53.5%이다.

$\eta=1-\dfrac{T_L}{T_H}$
$T_H=400+273=673\,\mathrm{K},\ T_L=40+273=313\,\mathrm{K}$
$\eta=1-\dfrac{313}{673}=0.535$

섭씨 온도를 그대로 넣으면 $1-\dfrac{40}{400}=0.9$ 로 크게 어긋나므로 반드시 절대온도로 환산해야 한다.

게이지압력 139기압은 절대압력 140기압이며, 이 수소가 모두 연소하면 물이 약 4.2 kg 생성된다.

충전된 수소의 몰수는
$n=\dfrac{PV}{RT}=\dfrac{140\times40}{0.082\times293}\approx233\,\mathrm{mol}$

연소반응 $\mathrm{H_2}+\dfrac{1}{2}\mathrm{O_2}\rightarrow\mathrm{H_2O}$ 에서 수소와 물은 1:1 몰비이므로
$W=233\times18\approx4194\,\mathrm{g}=4.2\,\mathrm{kg}$

틀린 설명은 단독사용자의 정압기실에는 이상압력통보설비를 설치하지 않아도 된다는 진술이다.

단독사용자에게 공급하는 정압기는 경계책, 예비정압기, 비상전력 설치 기준을 완화받을 수 있다.

하지만 이상압력통보설비는 압력 이상 발생을 즉시 알려 사고를 예방하는 핵심 안전설비이므로 단독사용자 정압기실이라도 설치를 생략할 수 없다.

액화석유가스는 액화석유가스의 안전관리 및 사업법으로 따로 관리되는 가스여서 특정고압가스에 해당하지 않는다.

특정고압가스에는 수소, 산소, 액화암모니아, 아세틸렌, 액화염소, 천연가스, 압축모노실란, 압축디보레인, 액화알진 등이 포함된다.

특정고압가스를 일정량 이상 사용하려는 자는 사용 전에 사용신고를 해야 하며, 액화가스는 저장능력 500 kg 이상이 신고 기준이다.

$\dfrac{PV}{T}$ 가 일정하게 유지되므로 최종 부피는 약 0.55 $\mathrm{m^3}$ 이다.

$\dfrac{P_1V_1}{T_1}=\dfrac{P_2V_2}{T_2}$
$V_2=V_1\times\dfrac{P_1}{P_2}\times\dfrac{T_2}{T_1}$
$V_2=2.5\times\dfrac{1}{5}\times\dfrac{298.15}{273.15}\approx0.546$

압력이 5배가 되어 부피는 1/5로 줄고 여기에 온도 상승분 약 1.09배가 곱해지므로, 온도는 절대온도로 대입해야 한다.

공기 중 프로판의 폭발범위(연소범위)는 약 2.2~9.5%로 알려져 있다.

폭발범위는 가연성가스가 공기와 섞여 점화원에 의해 폭발을 일으킬 수 있는 농도 구간을 의미하며, 이 수치는 프로판의 위험성을 판단하는 기준값으로 널리 인용된다.

참고로 부탄은 약 1.8~8.4%, 에탄은 약 3.0~12.5%, 메탄은 약 5~15%로, 같은 탄화수소라도 탄소수가 많아질수록 폭발범위의 하한값이 낮아지는 경향을 보인다.

고온에서 오래 건류해 조직이 치밀한 주물용 코크스가 반응성이 가장 낮다.

코크스의 반응성은 900℃에서 이산화탄소가 일산화탄소로 전환된 비율로 나타내며, 목탄이 가장 크고 가스 코크스, 제련용 코크스, 주물용 코크스 순으로 작아진다.

반응성이 낮으면 가스화율은 떨어지지만 노 안에서 쉽게 소모되지 않아 큐폴라 같은 용해로용 연료로는 오히려 유리하다.

도시가스사업법상 조정명령은 가스의 수급과 공급조건에 관한 사항이며, 가스검사 기관의 조정은 조정명령 대상이 아니다.

조정명령에는 가스공급시설 공사계획의 조정, 가스요금 등 공급조건의 조정, 가스의 열량과 압력 및 연소성의 조정, 사업자 상호간 배관 접속과 가스 교환 등이 포함된다.

검사기관은 별도의 지정 및 관리 절차에 따르는 대상이어서 사업자에 대한 조정명령과는 성격이 다르다.

1 ppm은 100만분의 1이므로 50 ppm은 0.005%이다.

$50\,\mathrm{ppm}=\dfrac{50}{10^{6}}=5\times10^{-5}$
$5\times10^{-5}\times100=0.005\,\%$

1% = 10,000 ppm 관계를 기억하면 $\dfrac{50}{10000}=0.005$ 로 곧바로 환산할 수 있다.

지하에 묻는 저장탱크를 2개 이상 인접하여 설치할 때 유지해야 하는 상호간 거리는 1 m 이상이므로 2 m라는 서술은 기준과 다르다.

나머지는 액화석유가스 저장탱크의 지하 설치 기준과 일치한다.

• 탱크 주위에는 마른 모래를 채워 부식과 충격을 막는다.
• 탱크 상부와 지면 사이에는 60 cm 이상의 거리를 둔다.
• 안전밸브에 설치한 가스방출관의 방출구는 지면에서 5 m 이상 높이에 둔다.

공기액화 분리법은 공기를 액화한 뒤 정류하여 산소, 질소, 아르곤을 얻는 방법이므로 수소의 제조법이 아니다.

수소의 공업적 제조법은 물의 전기분해법, 수성가스법, 석유(탄화수소)의 분해와 수증기 개질법, 천연가스 분해법, 일산화탄소 전화법 등이다.

공기 중 수소는 극히 미량이어서 공기를 원료로 수소를 얻는 것은 경제성이 없다.

지하철처럼 직류 전기철도가 지나는 곳에서는 레일에서 대지로 새어 나온 미주전류가 배관으로 흘러들었다가 빠져나가는 지점에서 심한 부식을 일으킨다.

이 전식은 국부적으로 진행 속도가 매우 빨라 단기간에 배관을 관통시킬 수 있으므로, 해당 구간의 배관에는 배류법에 의한 전기방식을 적용한다.

대기부식과 고온부식은 매설배관의 주된 문제로 보기 어렵고, 응력부식균열은 특정 환경과 인장응력이 겹칠 때 생기는 별개의 손상이다.

석유화학공업자의 시설은 처리능력 1만 m³ 이상 또는 저장능력 100톤 이상일 때 특정제조 허가 대상이므로, 1,000 m³와 50톤이라는 수치는 기준과 다르다.

나머지는 고압가스 안전관리법령이 정한 대규모 시설 기준과 일치한다.

• 철강공업시설은 처리능력 10만 m³ 이상이 대상이다.
• 석유정제시설은 저장능력 100톤 이상이 대상이다.
• 비료제조시설은 처리능력 10만 m³ 이상이거나 저장능력 100톤 이상이 대상이다.

용기제조자의 수리범위에는 아세틸렌 용기 내의 다공질물 교체가 포함된다.

그 밖에 용기 몸체의 용접, 용기 부속품의 부품 교체, 스커트와 프로텍터 및 넥링의 교체와 가공, 저온 및 초저온 용기의 단열재 교체 등이 용기제조자가 할 수 있는 수리다.

냉동기 용접부의 용접가공과 냉동기 부속품 교체는 냉동기제조자, 특정설비의 부속품 교체는 특정설비제조자의 수리범위에 속한다.

가스엔진구동 열펌프(GHP)는 가스엔진의 배열(폐열)을 난방에 활용할 수 있어 외기온도 변동의 영향을 적게 받는다는 점이 전동식 히트펌프 대비 장점이다.

따라서 외기온도 변동에 영향이 크다는 설명은 GHP의 실제 특성과 반대되어 옳지 않다.

부분부하 특성이 우수하고, 엔진·압축기 등 부품이 많아 구조가 복잡하며 유지관리가 어렵고, 난방 시 엔진 기동과 동시에 난방이 가능하다는 나머지 설명은 옳다.

체적판매방법으로 공급하는 가스사용시설은 처음 공급할 때와 그 이후 1년에 1회 이상 안전점검을 실시한다.

현행 규정은 안전점검 주기를 공급 방법과 시설에 따라 나누어 정하고 있다.

• 계도물이나 가스안전 사용 요령이 적힌 점검표는 6개월에 1회 이상 작성·배포한다.
• 안전관리 실시대장, 소비설비 안전점검표 등의 서류는 2년간 보존한다.
• 자동차연료용 가스사용시설은 수요자가 요청할 때마다 안전점검을 실시한다.

원형은 안전점검 주기를 6개월에 1회로만 보았으나, 현행은 체적판매 1년, 다기능가스안전계량기 설치 시설 3년, 그 밖의 시설 6개월 등으로 나뉘고 가스보일러는 설치 후 처음 공급할 때 시공내용과 누출 여부를 확인하도록 되어 있다.

도시가스 품질검사 기준에서 전유황은 $30\ \mathrm{mg/m^3}$ 이하이다.

같은 표에서 암모니아는 검출되지 않아야 하고, 할로겐 총량과 실록산은 각각 $10\ \mathrm{mg/m^3}$ 이하이다.

• $10\ \mathrm{mg/m^3}$ 이하는 할로겐 총량과 실록산의 허용기준이다.
• $20\ \mathrm{mg/m^3}$은 예전 유해성분 기준의 황화수소 0.02 g을 환산한 값으로, 현행 품질검사 기준의 항목이 아니다.

원형은 도시가스 $1\ \mathrm{m^3}$당 황화수소 0.02 g이라는 예전 유해성분 측정 기준을 물었으나, 현행은 품질기준 고시가 황화수소를 따로 두지 않고 전유황으로 관리하므로 그 허용기준을 묻는 문항으로 바꾸었다.

간섭계형 검출기는 빛이 가스를 지날 때 생기는 굴절률 차이에 따른 간섭무늬 이동을 이용하며, 주로 메탄 측정에 쓰이지만 다른 가연성 가스에도 사용할 수 있다.

• 안전등형은 청염(푸른 불꽃)의 길이로 메탄 농도를 읽으며 황색 불꽃으로 판단하지 않는다.
• 가스의 열전도도 차이를 이용하는 것은 간섭계형이 아니라 열선형이다.
• 열선형은 브리지 회로의 불평형 전류로 농도를 측정하며 정전전류를 이용하지 않는다.

혼합기체의 유속이 빨라져 난류가 강해지면 점화원 주위의 열이 빨리 흩어지므로 최소점화에너지는 커진다.

최소점화에너지는 초기 화염핵이 주위로 잃는 열보다 많은 열을 내도록 하는 데 필요한 에너지여서, 반응이 빨라지는 조건에서는 작아지고 열손실이 커지는 조건에서는 커진다.

• 온도가 높아지면 반응속도가 커져 최소점화에너지는 작아진다.
• 압력이 낮아지면 분자 간 충돌이 줄어 최소점화에너지는 커진다.
• 산소 농도가 높아지면 연소속도가 커져 최소점화에너지는 작아진다.

액화석유가스 충전시설을 주거지역이나 상업지역에 설치하는 경우, 저장능력 10톤 이상인 저장탱크에는 폭발방지장치를 설치해야 한다.

폭발방지장치는 탱크 내부에 알루미늄 합금 박판을 넣어 화재 시 액온 상승을 억제함으로써 블레비(BLEVE)로 이어지는 것을 막는 설비다.

지하에 매설한 저장탱크나 지상탱크에 물분무장치를 설치한 경우 등은 이 기준에서 제외된다.

에어졸 용기의 내압 성능 기준은 40℃에서 용기 안의 가스압력의 1.5배를 가할 때 변형되지 않고 1.8배를 가할 때 파열되지 않을 것이므로, 1.5배에서 파열되지 않으면 된다는 서술은 기준과 다르다.

나머지는 고압가스 안전관리법령의 에어졸 제조기준과 일치한다.

• 내용적 100 cm³를 초과하는 용기에는 용기제조자의 명칭이나 기호를 표시한다.
• 에어졸 제조설비와 충전용기 저장소는 화기나 인화성 물질과 8 m 이상의 우회거리를 유지한다.
• 내용적 30 cm³ 이상인 용기는 에어졸 제조에 재사용하지 않는다.

정치 압력은 15℃에서 1.5MPa 이하가 될 때까지 유지해야 한다.

아세틸렌을 용기에 충전할 때에는 충전 중 압력을 2.5MPa 이하로 관리하고, 충전을 마친 뒤에는 압력이 15℃ 기준 1.5MPa 이하로 내려갈 때까지 정치해야 한다.

이는 아세틸렌이 자기분해 폭발 위험이 큰 가스이기 때문에 충전 후 압력을 낮은 수준으로 안정시키기 위한 기준이다.

신축이음은 온도 변화에 따른 배관의 팽창과 수축을 흡수하여 관과 지지물에 과대한 열응력이 걸리지 않도록 하는 이음이다.

루프형, 벨로즈형, 슬리브형, 스위블형, 상온 스프링 등이 쓰이며, 신축을 구속하면 배관이 좌굴되거나 용접부가 파손될 수 있다.

진동 저감이나 기기 하중의 보상은 방진이음과 서포트가 담당하는 역할로 신축이음의 주된 목적이 아니다.

강의 부식 속도를 지배하는 것은 대부분 음극반응(환원반응)이므로, 부식 속도가 양극반응의 지배를 받는다는 서술은 옳지 않다.

양극반응 $\mathrm{Fe}\rightarrow\mathrm{Fe^{2+}}+2e^{-}$ 는 대부분의 부식 용액에서 빠르게 진행되어 율속 단계가 되지 못한다.

공기와 접촉하지 않는 용액에서는 $2\mathrm{H^{+}}+2e^{-}\rightarrow\mathrm{H_2}$ 반응이 산성일수록 빨라지므로, 산에서 음극반응이 빠르다는 설명은 옳다.

고압가스사업자는 사업을 개시하기 전, 즉 사업 개시 시점에 맞추어 안전관리규정을 정해 허가관청, 신고관청 또는 등록관청에 제출해야 한다.

고압가스 안전관리법은 사업의 개시나 저장소의 사용에 앞서 안전관리규정을 제출하도록 하고 있으며, 관청은 그 내용을 검토해 보완을 명할 수 있다.

완성검사와 정기검사는 시설이 기술기준에 맞는지 확인하는 절차이므로 안전관리규정의 제출 시기와는 구분된다.

에탄 1,500 g은 50 mol이고 주어진 상태량을 대입하면 압축계수는 0.72이다.

$Z=\dfrac{PV}{nRT}$
$n=\dfrac{1500}{30}=50\,\mathrm{mol}$
$Z=\dfrac{220\times5}{50\times0.082\times373}=\dfrac{1100}{1529}\approx0.72$

압축계수가 1보다 작다는 것은 분자 간 인력 때문에 실제 기체가 이상기체보다 압축되기 쉬운 상태임을 뜻한다.

소형저장탱크는 액화석유가스를 저장하기 위해 지상이나 지하에 고정 설치한 탱크 중 저장능력이 3톤 미만인 것을 말한다.

3톤 이상이면 일반 저장탱크로 보아 이격거리, 방류둑, 안전장치 등에서 더 엄격한 기준이 적용된다.

소형저장탱크의 충전량은 내용적의 85%를 넘지 않도록 하고, 한 장소에 설치하는 기수와 충전질량 합계에도 제한이 있다.

위험도는 $H=\dfrac{U-L}{L}$ 로 구하며, 폭발범위가 3~80%로 매우 넓은 산화에틸렌이 가장 크다.

$\text{산화에틸렌}:\dfrac{80-3}{3}\approx25.7$
$\text{수소}:\dfrac{75-4}{4}\approx17.8$
$\text{염화비닐}:\dfrac{33-3.6}{3.6}\approx8.2$
$\text{프로판}:\dfrac{9.5-2.1}{2.1}\approx3.5$

위험도는 폭발하한이 낮고 범위가 넓을수록 커지므로 하한값이 작은 가스에서 값이 급격히 커진다.

비상공급시설 설치신고서에 첨부하는 서류는 그 시설의 안전 확인에 필요한 것들이며, 가스사용 예정시기와 사용예정량은 이에 해당하지 않는다.

첨부 서류는 비상공급시설의 설치사유서, 설치위치 및 주위상황도, 설치 도면, 안전관리자의 배치현황 등이다.

사용 예정시기와 예정량은 가스사용신고처럼 사용자 측에서 하는 신고에 요구되는 사항이다.

질소는 상온에서는 안정하지만 고온과 고압에서는 금속과 반응해 질화물을 만들므로, 고온에서도 금속과 화합하지 않는다는 설명은 옳지 않다.

강의 질화처리나 $\mathrm{N_2}+3\mathrm{H_2}\rightarrow2\mathrm{NH_3}$ 합성이 대표적인 반응 예다.

• 암모니아는 산이나 할로겐과 잘 화합하고 고온·고압에서 강재를 침식한다.
• 산소는 스스로 타지 않으나 연소를 돕는 조연성 가스다.
• 일산화탄소는 허용농도가 낮은 독성가스이면서 동시에 가연성가스다.

소석회의 최소 보유량은 1240 kg이다.

염소의 제독제 보유량은 가성소다수용액 670 kg, 탄산소다수용액 870 kg, 소석회 620 kg이며, 저장탱크가 2개 이상이면 저장탱크 수의 제곱근을 곱한다.
$620 \times \sqrt{4} = 620 \times 2 = 1240\ \mathrm{kg}$

• 620 kg은 저장탱크가 1기일 때의 기본 보유량이다.
• 2480 kg은 제곱근이 아니라 저장탱크 수 4를 그대로 곱한 값이다.
• 310 kg은 기본 보유량의 1/2로, 용기보관실에 적용하는 수량이다.

보기의 세 공정 중 압력이 가장 높은 것은 고압법 폴리에틸렌 제조로, 에틸렌을 1,000기압을 넘는 초고압에서 중합시킨다. 그다음이 질소와 수소를 촉매 위에서 합성하는 암모니아 제조이고, 일산화탄소와 물로 수소를 얻는 공정이 가장 낮다.

암모니아 합성은 고압법이라도 대체로 폴리에틸렌 중합 압력에 미치지 못하고, 중압·저압 합성법은 그보다 더 낮은 압력에서 운전된다.

일산화탄소와 수증기의 전화반응 $\mathrm{CO} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{CO_2} + \mathrm{H_2}$ 는 촉매의 활성 온도만 맞으면 진행되어 압력을 크게 올릴 필요가 없다. 따라서 폴리에틸렌 제조 → 암모니아 제조 → 일산화탄소와 물에 의한 수소 제조 순이 된다.

SI 단위계의 기체상수는 $R=8.314\,\mathrm{J/(mol\cdot K)}$ 이다.

표준상태 1 mol의 상태량을 대입하면
$R=\dfrac{PV}{nT}=\dfrac{101325\times0.0224}{1\times273}\approx8.314$

같은 상수를 다른 단위로 쓰면 0.082 L·atm/(mol·K), 1.987 cal/(mol·K), $848\,\mathrm{kgf\cdot m/(kmol\cdot K)}$ 가 되므로 문제에서 요구한 단위를 먼저 확인해야 한다.

압축비가 같다면 간극 용적비가 작을수록 재팽창하는 잔류가스가 줄어 흡입량이 늘므로 체적효율이 좋아진다.

체적효율은 $\eta_v=1-C\left(\varepsilon^{1/n}-1\right)$ 형태로 표현되며, 간극비 $C$ 가 커질수록 값이 작아진다.

• 같은 조건에서 압축 동력은 등온압축이 가장 작고 단열압축이 가장 크다.
• 같은 가스와 흡입온도라면 압축비가 클수록 토출가스 온도는 오히려 높아진다.

포스겐(COCl2)은 하리슨시험지로 검지할 수 있으며, 포스겐과 반응하면 시험지가 심등색(귤색)으로 변색되어 누출 여부를 확인할 수 있다.

리트머스시험지는 산·염기 판별용이고, 염화파라듐지는 일산화탄소, 연당지는 황화수소 검지에 사용되는 시험지로 포스겐 검지와는 관계가 없다.

과잉공기율은 약 30 %이다.

완전연소일 때 공기비는 $(\mathrm{CO_2})_{max}$와 실제 $\mathrm{CO_2}$ 농도의 비로 구한다.
$m = \dfrac{(\mathrm{CO_2})_{max}}{\mathrm{CO_2}} = \dfrac{11.7}{9.0} = 1.30$
과잉공기율 $= (m - 1) \times 100 = (1.30 - 1) \times 100 = 30\ \%$

• 23은 $1 - \dfrac{9.0}{11.7}$로 분자와 분모를 뒤바꾸어 계산한 값이다.
• 77은 $\dfrac{9.0}{11.7}$을 백분율로 나타낸 값이다.
• 130은 공기비 1.30을 그대로 백분율로 나타낸 값으로, 과잉분이 아니라 공급한 공기 전체의 비율이다.

액화가스 저장탱크의 저장능력은 $W=0.9\,d\,V$ 로 구하므로 11.7톤이다.

$W=0.9\times0.52\times25=11.7\,\mathrm{t}$

계수 0.9는 액화가스를 내용적의 90%까지만 충전한다는 기준에서 나온 값이며, 비중 0.52는 $0.52\,\mathrm{t/m^3}$ 의 밀도로 보아 대입한다.

중간단의 흡입저항이 감소하면 흡입이 오히려 원활해지므로 토출압력이 낮아지는 원인이 될 수 없다. 토출압력 저하는 흡입저항이 증대할 때 나타난다.

앞단의 피스톤링이 마모되면 압축가스가 새어 앞단에서 넘어오는 양이 줄고, 앞단 냉각기가 과냉되면 가스의 체적이 줄어 중간 압력이 떨어진다.

흡입밸브 언로더가 제대로 복귀하지 않으면 앞단이 무부하 상태로 운전되어 중간 압력이 형성되지 않는다.

전위측정용 터미널은 외부전원법에 의한 배관에서는 500 m 이내 간격으로 설치하므로, 300 m 이내라는 서술은 기준과 다르다.

희생양극법과 배류법에 의한 배관에서는 300 m 이내 간격으로 설치한다.

또한 직류 전철 등의 영향이 없는 곳에는 외부전원법이나 희생양극법을, 영향을 받는 곳에는 배류법을 적용하는 것이 전기방식의 기본 기준이다.

암모니아 합성법은 반응압력에 따라 저압법(약 150kgf/cm² 전후), 중압법(약 300kgf/cm² 전후), 고압법(약 600~1000kgf/cm² 전후)으로 구분한다.

고압합성법은 반응 압력이 가장 높은 방식으로, 클로드법 등이 이에 해당한다.

압력계를 타격하는 정도로는 용기 내부의 압력이나 재료의 강도에 영향을 주지 못하므로 용기 파열의 원인과 가장 거리가 멀다.

용기를 가열하면 내부 압력이 급상승하고, 과잉 충전은 압력 상승에 대한 여유를 없애며, 산소 같은 조연성 가스가 혼입되면 용기 안에서 연소와 폭발이 일어나 파열로 이어진다.

수소는 폭발범위가 4~75%로 넓어 소량의 이물 가스 혼입에도 위험이 크다.

안전율은 극한강도를 사용응력으로 나눈 값이므로 4.24이다.

$A=\dfrac{\pi d^{2}}{4}=\dfrac{\pi\times3^{2}}{4}\approx7.07\,\mathrm{cm^2}$
$\sigma=\dfrac{1000}{7.07}\approx141.5\,\mathrm{kgf/cm^2}$
$S=\dfrac{600}{141.5}\approx4.24$

지름을 그대로 제곱해 면적으로 쓰면 값이 크게 달라지므로 단면적을 정확히 구하는 것이 관건이다.

열역학 제2법칙은 열이 스스로 저온의 물체에서 고온의 물체로 이동할 수 없고, 사이클로 연속해서 일을 얻으려면 고온 물체와 저온 물체 두 열원이 필요하며, 밀폐계 전체의 엔트로피는 보존되거나 증가하는 방향으로 진행한다는 방향성을 규정한다.

하나의 열원에서 받은 열을 100% 일로 바꾸는 기관을 제2종 영구기관이라 하는데, 열역학 제2법칙은 이런 기관이 실현될 수 없음을 밝히는 법칙이다. 따라서 제2종 영구기관의 실현성을 인정하는 법칙이라는 설명은 틀린 내용이다.

저장설비의 교체·설치는 변경등록 대상 항목에 포함되지 않는다.

사업소의 위치 변경, 용기 등의 제조공정 변경, 용기 등의 종류 변경은 등록사항 중 중요한 사항으로 다뤄져 변경등록을 거쳐야 하지만, 저장설비 자체를 교체하거나 새로 설치하는 것은 이 변경등록 대상 범위에 해당하지 않는다.

단조로운 작업의 폐단을 줄이려면 직무확대·직무충실화나 자율경영팀, 작업자 스스로의 직무설계 참여 등으로 작업에 변화와 책임을 부여해야 한다.

반대로 연속작업시간을 길게 하는 것은 단조로움을 오히려 심화시키므로 개선 방법으로 볼 수 없다.

모집단을 200개들이 상자 15개라는 층(부분집단)으로 나눈 뒤 각 층에서 고르게 시료를 뽑았으므로 이는 층별 샘플링에 해당한다.

계통 샘플링은 일정 간격으로 뽑는 방식, 취락 샘플링은 일부 상자를 통째로 선택하는 방식, 2단계 샘플링은 상자를 먼저 일부만 추출한 뒤 그 안에서 다시 추출하는 방식이라는 점에서 이 문제 상황과는 다르다.

X관리도는 길이나 농도처럼 연속적으로 측정되는 계량치를 관리하는 관리도이므로, 부적합품 수는 대상이 아니다.

나사길이의 부적합품 수처럼 개수로 세는 계수치는 시료 크기가 일정하면 np관리도, 일정하지 않으면 p관리도로 관리한다.

볼펜의 길이, 알코올의 농도, 1일 전력소비량은 모두 측정값이 연속량이어서 계량치 관리도의 대상이 된다.

인간공학적 지식은 제품의 개발단계에 반영될 때 기업에 가장 큰 이익을 준다.

설계 단계에서 사용자의 신체적·인지적 특성을 고려하면 적은 비용으로 사용성과 안전성을 확보할 수 있지만, 제품이 완성된 뒤 고치려면 설계 변경과 리콜 비용이 몇 배로 늘어난다.

구매나 사용 단계, 작업자 채용 단계의 대응은 이미 만들어진 제품에 내재된 결함을 근본적으로 없애지 못한다.

작업자가 이동하면서 수행하는 작업을 가공·검사·운반·저장 등의 공정도 기호로 기록하고 분석하는 것을 작업자 공정분석이라 한다.

작업자를 따라가며 활동 순서를 공정분석 기호로 나타내므로 순회 점검이나 자재 운반처럼 이동을 수반하는 작업의 낭비를 찾는 데 쓰인다.

• 연합작업분석은 작업자와 기계 또는 여러 작업자 사이의 협동 관계를 분석한다.
• 동작분석과 미세분석은 한 자리에서 이루어지는 손동작 수준의 세밀한 분석이다.

$C_p = 2.00$, $C_{pk} = 1.20$이다.

규격상한은 3.10 kPa, 규격하한은 2.50 kPa이다.
$C_p = \dfrac{USL - LSL}{6\sigma} = \dfrac{3.10 - 2.50}{6 \times 0.05} = 2.00$
$C_{pk} = \dfrac{\min(USL - \mu,\ \mu - LSL)}{3\sigma} = \dfrac{3.10 - 2.92}{3 \times 0.05} = \dfrac{0.18}{0.15} = 1.20$

• $C_{pk} = 2.80$은 가까운 쪽이 아니라 먼 쪽 규격인 $\dfrac{2.92 - 2.50}{0.15}$으로 계산한 값이다.
• $C_p = 1.00$, $C_{pk} = 0.60$은 분모를 각각 $12\sigma$, $6\sigma$로 잘못 잡은 값이다.

산포만 보면 $C_p$가 1.67 이상으로 매우 충분하지만, 평균이 규격 상한 쪽으로 치우쳐 $C_{pk}$가 1.00 이상 1.33 미만에 머무르므로 평균을 규격 중심으로 옮기는 조정이 필요하다.