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[모범답안]
위험도 H=(폭발상한 U−폭발하한 L)/폭발하한 L 로 계산한다.
① 아세톤: $H=\dfrac{12.8-2.5}{2.5}=\dfrac{10.3}{2.5}=4.12$
② 에틸에테르: $H=\dfrac{48-1.9}{1.9}=\dfrac{46.1}{1.9}=24.26$
③ 수소: $H=\dfrac{75-4}{4}=\dfrac{71}{4}=17.75$
∴ 위험도 크기 순서: 에틸에테르(24.26) > 수소(17.75) > 아세톤(4.12)
■ 핵심 채점어: H=(U-L)/L / 아세톤 4.12 / 에틸에테르 24.26 / 수소 17.75 / 에틸에테르>수소>아세톤
※ 근거: 연소·폭발 공학 표준 위험도 정의식 H=(U−L)/L (U=폭발상한계, L=폭발하한계). 폭발범위 수치는 문제에 명시.

[모범답안]
르샤틀리에 식: 100/L(또는 U) = Σ(Vᵢ/Lᵢ 또는 Vᵢ/Uᵢ)
[폭발하한계]
$\dfrac{100}{L} = \dfrac{50}{4} + \dfrac{50}{5} = 12.5 + 10 = 22.5$
$L = \dfrac{100}{22.5} = 4.44$ vol%
[폭발상한계]
$\dfrac{100}{U} = \dfrac{50}{75} + \dfrac{50}{15} = 0.6667 + 3.3333 = 4.0$
$U = \dfrac{100}{4.0} = 25.0$ vol%
∴ 폭발하한계 4.44 vol%, 폭발상한계 25.0 vol%
■ 핵심 채점어: 르샤틀리에 / 100/L=ΣVi/Li / LFL 4.44 vol% / UFL 25.0 vol% / 100/22.5 / 100/4.0
※ 근거: 르샤틀리에 혼합가스 폭발한계 표준식 100/L=Σ(Vᵢ/Lᵢ), 상한도 동일식 적용. 단일가스 폭발범위는 문제에 명시.

[모범답안]
완전연소 반응식: $C_{3}H_{8} + 5O_{2} \rightarrow 3CO_{2} + 4H_{2}O$ (연소에 필요한 산소 몰수 = 5)
최소산소농도 MOC = 폭발하한계 × (연료 1몰당 필요 산소 몰수)
MOC = $2.1$ vol% $\times 5 = 10.5$ vol%
∴ MOC = 10.5 vol%
■ 핵심 채점어: C3H8+5O2→3CO2+4H2O / 산소 몰수 5 / MOC=LFL×산소몰수 / 2.1×5 / 10.5 vol%
※ 근거: 최소산소농도 표준식 MOC = 폭발하한계 × (화학양론상 산소몰수/연료몰수). 프로판 연소반응식은 화학양론.

[모범답안]
① 완전연소 반응식: $C_{2}H_{6} + 3.5O_{2} \rightarrow 2CO_{2} + 3H_{2}O$
에탄 1 m³당 이론산소량 = 3.5 m³
이론공기량 $A_{0}$ = 이론산소량 / 0.21 = $\dfrac{3.5}{0.21} = 16.67$ m³
② 공기비 $m$ = 실제공급공기량 / 이론공기량 = $\dfrac{20}{16.67} = 1.20$
(과잉공기율 = $(m-1)\times100 = 20$%)
∴ 이론공기량 16.67 m³, 공기비 1.20
■ 핵심 채점어: C2H6+3.5O2→2CO2+3H2O / 이론산소 3.5 / 3.5/0.21 / 이론공기량 16.67 m³ / 공기비 m=1.20 / 과잉공기율 20%
※ 근거: 이론공기량 A₀=이론산소량/0.21, 공기비 m=실제공기량/이론공기량 표준 연소계산식. 에탄 연소반응식은 화학양론.

[모범답안]
판정 기준: 화염(반응면) 전파속도가 미연소 매질 중 음속(약 340 m/s)보다 느리면(아음속) 폭연, 음속보다 빠르면(초음속) 폭굉이다.
폭굉은 통상 1,000~3,500 m/s의 충격파를 동반한다.
① 5 m/s < 340 → 폭연
② 2,000 m/s > 340 → 폭굉
③ 300 m/s < 340 → 폭연
∴ ①폭연, ②폭굉, ③폭연
■ 핵심 채점어: 음속 340 m/s 기준 / 아음속=폭연 / 초음속=폭굉 / ①폭연 ②폭굉 ③폭연 / 충격파 1000~3500
※ 근거: 폭연/폭굉의 표준 정의: 전파속도가 음속 미만이면 폭연, 음속 초과(충격파 동반)이면 폭굉. 음속 및 전파속도 수치는 문제에 명시.

[모범답안]
질식소화 시 이론 $CO_{2}$ 소화농도 = $\dfrac{21 - O_{2}}{21}\times100$ [vol%]
(여기서 $O_{2}$는 소화에 필요한 목표 산소농도)
$CO_{2}$(%) = $\dfrac{21 - 14}{21}\times100 = \dfrac{7}{21}\times100 = 33.33$ vol%
∴ 이론 $CO_{2}$ 소화농도 = 33.33 vol%
■ 핵심 채점어: CO2%=(21−O2)/21×100 / (21−14)/21 / 7/21 / 33.33 vol% / 질식소화
※ 근거: 질식소화 이론 CO₂ 농도 표준식 CO₂(%)=(21−O₂)/21×100. 대기 산소 21%, 목표 산소농도는 문제에 명시.

[모범답안]
위험도 정의식 $H=\dfrac{U-L}{L}$ 을 상한계 U에 대해 정리:
$U = L(1 + H)$
$U = 2.0 \times (1 + 6.5) = 2.0 \times 7.5 = 15.0$ vol%
∴ 폭발상한계 UFL = 15.0 vol%
■ 핵심 채점어: H=(U-L)/L / U=L(1+H) / 2.0×7.5 / 15.0 vol%
※ 근거: 위험도 정의식 H=(U−L)/L 의 역산 U=L(1+H). L, H 값은 문제에 명시.

[모범답안]
① 완전연소 반응식: $C_{2}H_{4} + 3O_{2} \rightarrow 2CO_{2} + 2H_{2}O$
② 에틸렌 1 m³당 이론산소량 = 3 m³
이론공기량 $A_{0}$ = $\dfrac{3}{0.21} = 14.29$ m³
③ 발생 $CO_{2}$ = 2 m³ (반응식 계수비, 에틸렌 1 m³ → $CO_{2}$ 2 m³)
∴ 이론산소량 3 m³, 이론공기량 14.29 m³, $CO_{2}$ 발생량 2 m³
■ 핵심 채점어: C2H4+3O2→2CO2+2H2O / 이론산소 3 m³ / 3/0.21 / 이론공기량 14.29 m³ / CO2 2 m³
※ 근거: 화학양론 연소반응식과 이론공기량 A₀=이론산소량/0.21 표준식. 동일조건 기체는 부피비=몰비.

[모범답안]
르샤틀리에 식: $\dfrac{100}{L} = \Sigma\left(\dfrac{V_{i}}{L_{i}}\right)$
$\dfrac{100}{L} = \dfrac{60}{5.0} + \dfrac{30}{3.0} + \dfrac{10}{2.1} = 12 + 10 + 4.762 = 26.762$
$L = \dfrac{100}{26.762} = 3.74$ vol%
∴ 혼합가스 폭발하한계 = 3.74 vol%
■ 핵심 채점어: 100/L=ΣVi/Li / 60/5+30/3+10/2.1 / 26.76 / 3.74 vol% / 르샤틀리에
※ 근거: 르샤틀리에 혼합가스 폭발하한 표준식 100/L=Σ(Vᵢ/Lᵢ). 3성분 조성·단일하한값은 문제에 명시.