[소방설비기사 기계] 알아두면 좋은 기출 · 과거 정규시험 2회 이상 (110) 해설 페이지

탄화칼슘(카바이드)은 대표적인 금수성 물질로 물과 반응하여 수산화칼슘과 아세틸렌을 발생시킨다: $\mathrm{CaC_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Ca(OH)_2} + \mathrm{C_2H_2}$. 따라서 정답은 ② 아세틸렌이다.
① 포스핀은 인화칼슘($\mathrm{Ca_3P_2}$), ④ 메탄은 탄화알루미늄($\mathrm{Al_4C_3}$)이 물과 반응할 때 발생한다.

화재 시 인간은 어두운 곳보다 밝은 쪽으로 향하려는 지광본능(指光本能)이 있다. 따라서 ① 빛을 피해 어두운 곳으로 몸을 숨기는 경향이 있다는 설명이 틀렸다.
② 평소 익숙한 출입구·통로로 향하는 귀소본능, ③ 최초 행동자를 따라가는 추종본능, ④ 화염·연기의 반대방향으로 향하는 퇴피본능은 모두 대표적인 피난 특성으로 옳은 설명이다.

ISO(국제표준화기구)는 국제적으로 통용되는 표준을 제정하는 기구이며, 그중 TC 92(Technical Committee 92)가 화재안전(fire safety) 분야의 국제표준을 담당한다. 따라서 ③ ISO TC 92가 정답이다.
① SFPE는 소방기술자들의 전문 학회, ④ NFPA는 미국의 방화협회로 국가 단위 기준(NFPA 코드)을 만드는 단체이며, ② IMO는 국제해사기구로 선박·해상 안전을 다루는 기구이다.

굴뚝효과(연돌효과)는 건물 내부와 외부의 공기 밀도차에 의해 수직 유동이 생기는 현상으로, 건물의 높이가 높을수록, 건물 내·외의 온도차가 클수록 그 크기가 커진다. 화재실의 온도 역시 내외 온도차를 형성해 영향을 준다. 반면 ① 층의 면적은 수직 압력차를 만드는 요인이 아니므로 굴뚝효과에 영향을 미치는 요소가 아니다.

건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙상 10층 이하의 층은 바닥면적 1,000$m^2$ 이내마다 방화구획을 하는 것이 원칙이나, 스프링클러 등 자동식 소화설비를 설치한 경우에는 그 기준의 3배까지 완화되어 ① 3,000$m^2$ 이내마다 구획한다.
③ 1,000은 스프링클러를 설치하지 않은 경우의 기준이므로 완화 규정을 적용한 3,000이 정답이다.

물은 비열(1cal/g·℃)과 증발잠열(약 539cal/g)이 매우 커서 가연물의 열을 대량으로 빼앗아 발화점(인화점) 이하로 온도를 낮춘다. 목재 화재에 다량의 물을 방수할 때 기대되는 주된 효과는 ② 냉각효과이다.
③ 부촉매효과는 할론·분말 등 화학적 소화약제의 연쇄반응 억제 작용이고, ④ 제거효과는 가연물 자체를 없애는 소화법이므로 해당하지 않는다.

몰수는 $n=\dfrac{W}{M}$로 구한다. 이산화탄소의 분자량은 $M=12+16\times2=44$ g/mol이므로
$n=\dfrac{20}{44}\fallingdotseq0.4545$ mol이 되어 ② 0.45가 정답이다.

건축물 내화시험에 쓰이는 표준시간-온도곡선에서 온도는 초기에 급격히 상승한 뒤 완만해진다.
대표값은 30분 약 840℃, 1시간 약 925~950℃, 2시간 약 1,010℃, 3시간 약 1,050℃이므로 1시간 경과 시 온도는 ① 925℃ 정도이다.

④ 융해열은 고체가 액체로 상변화할 때 흡수하는 열이므로 발열이 없어 점화원이 될 수 없다. 점화원은 전기불꽃, 충격·마찰, 단열압축, 나화·고온표면, 정전기 등이다.
① 네온·이산화탄소·질소는 불연성이고, ② 공업용 암모니아 용기 도색은 백색이며, ③ 질산은 물과 혼합 시 심한 발열을 일으키므로 나머지는 옳은 설명이다.

BLEVE(비등액체팽창증기폭발)는 액화가스나 가연성 액체를 저장한 탱크가 외부 화염에 가열되어 내부 액체가 과열되고, 탱크가 파열되는 순간 급격히 비등·팽창하면서 일어나는 물리적 폭발이다.
이때 방출된 증기가 착화되면 ② 화구(Fire ball)가 형성되고 ③ 다량의 복사열이 방출된다.
따라서 ① 핵분열은 원자핵 반응으로 BLEVE와 아무 관련이 없다.

주요 인화성 액체의 인화점은 이황화탄소 약 -30℃, 아세톤 약 -18℃, 에틸알코올 약 13℃이다.
따라서 낮은 것부터 나열하면 ④ 이황화탄소 ＜ 아세톤 ＜ 에틸알코올 순이 된다.
이황화탄소와 아세톤은 제4류 위험물 중 특수인화물·제1석유류, 에틸알코올은 알코올류로 분류되며 인화점 순서도 이 분류와 일치한다.

대두유와 같은 건성유(요오드가가 큰 유지)가 스며든 걸레는 공기 중 산소와 서서히 산화반응을 일으키며 열을 낸다.
걸레가 쌓여 있으면 표면적은 크고 방열은 어려워 산화열이 축적되고, 온도가 발화점에 이르면 자연발화한다.
따라서 ④ 산화열 축적이 원인이며, ② 증발열·③ 융해열은 열을 흡수하는 과정이라 발화 원인이 될 수 없다.

정전기에 의한 발화는 마찰·박리 등으로 ④ 전하가 발생하고, 그 전하가 도체나 물체에 축적된 뒤, 축적된 전하가 일시에 방출되는 방전이 일어나며, 이때 발생한 방전 불꽃이 점화원이 되어 발화로 이어진다. 즉 '전하의 발생 → 전하의 축적 → 방전 → 발화' 순서가 옳다.

① 연쇄반응 차단(억제소화)은 연소의 라디칼(활성기) 연쇄반응을 화학적으로 끊는 화학적 소화방법이다. 이는 할론·분말 등 부촉매 효과를 이용하는 소화에 해당한다.
온도 냉각(냉각소화), 가연물 제거(제거소화), 산소공급원 차단(질식소화)은 모두 물리적 소화방법이다.

가연물이 되기 쉬운 조건은 ② 산소와의 친화력이 클 것, ③ 활성화에너지가 작을 것, ④ 표면적이 클 것, 그리고 발열량이 크고 열전도율이 작을 것이다.
열전도율이 작아야 발생한 연소열이 주위로 빠져나가지 못하고 축적되어 온도가 쉽게 상승하므로, ① 열전도율이 클 것은 틀린 설명이다.
실제로 열전도율이 큰 금속(구리·알루미늄 등)은 열이 분산되어 착화가 어렵다.

할론 번호는 C·F·Cl·Br의 원자수를 순서대로 표기한 것으로, 분자량이 클수록 비점이 높아진다.
① 할론 2402($C_2F_4Br_2$)는 비점이 약 47℃로 상온·상압에서 액체이다.
② 할론 1211(비점 약 -4℃)과 ③ 할론 1301(비점 약 -58℃), ④ 탄산가스는 상온·상압에서 기체 상태로 존재한다.

밀폐된 내화건물에서 화재가 발생하면 산소가 소모되어 ② 산소농도는 감소하고, 연소생성물인 ③ 이산화탄소와 불완전연소에 의한 ④ 일산화탄소는 증가한다.
또한 실내온도가 급격히 상승하면서 기체가 팽창하므로 내부 기압은 상승한다.
따라서 ① 기압이 급강하한다는 설명이 틀린 것이다.

화재는 가연물의 종류에 따라 A급(일반)·B급(유류)·C급(전기)·D급(금속)으로 구분한다. 따라서 C급은 전기화재이므로 ④ C급 : 가스화재는 틀린 연결이다.
가스화재는 별도로 E급으로 분류하기도 하며, 국내 소화기 적응성 표시에서도 C급은 전기(무통전 표시) 화재를 의미한다.

포소화설비는 발포된 포가 연료 표면을 덮어 산소 공급을 차단하는 질식소화와 포에 함유된 수분에 의한 냉각소화가 주된 소화원리이며, 가연물 자체를 없애는 제거소화와는 거리가 멀다.
따라서 ③ 제거소화 : 포소화설비가 틀린 연결이다.
① 할로겐화합물 소화설비는 연쇄반응을 끊는 억제(부촉매)소화, ② 스프링클러설비는 물의 증발잠열에 의한 냉각소화, ④ 이산화탄소 소화설비는 산소농도 저하에 의한 질식소화로 모두 옳다.

소화약제로 쓰이려면 그 자체가 불연성이어야 한다.
② 아세틸렌($C_2H_2$)은 연소범위가 2.5~81%로 매우 넓은 가연성 가스로, 소화용이 아니라 오히려 화재·폭발 위험물질이므로 화재 시 사용할 수 없다.
① Halon 1211과 ③ Halon 1301은 부촉매(억제)소화, ④ 이산화탄소는 질식·냉각소화 효과를 갖는 소화약제이다.

물은 비열과 증발잠열(100℃에서 약 539 kcal/kg)이 커서 가연물로부터 많은 열을 빼앗는다. 이렇게 가연물의 온도를 인화점 이하로 낮춰 가연성 증기의 발생을 막는 소화방법이 ③ 냉각소화이다.
① 억제소화는 연쇄반응을 차단하는 화학적 소화, ② 제거소화는 가연물을 없애는 방법, ④ 질식소화는 산소농도를 낮추는 방법으로 증발잠열과는 직접 관련이 없다.

소화방법 중 ② 제거소화(가연물 제거), ③ 냉각소화(온도 저하), ④ 질식소화(산소 차단)는 연소의 3요소 중 하나를 물리적으로 없애는 물리적 소화이다.
반면 ① 억제소화는 할로겐화합물 등이 연소 중 생성되는 활성 라디칼(H·, OH·)을 포착해 연쇄반응을 차단하는 것으로, 유일한 화학적 소화에 해당한다. 부촉매소화라고도 한다.

③ 산화칼슘(생석회, CaO)은 물과 반응해 $\text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2$ 로 수산화칼슘을 만들며 다량의 열은 내지만 가연성 기체는 발생하지 않는다.
① 인화아연은 포스핀(PH₃), ② 탄화알루미늄은 메탄(CH₄), ④ 칼륨은 수소(H₂)를 발생시켜 모두 물과 접촉이 금지되는 금수성 물질이다.

공기의 조성은 부피 기준으로 질소 약 78vol%, 산소 약 21vol%, 아르곤 약 0.9vol%, 이산화탄소 약 0.03vol% 이므로 ② 21이 정답이다.
중량(질량) 기준으로는 산소가 약 23wt%이므로 혼동하지 않아야 한다.

마그네슘은 물과 반응하여 수산화마그네슘과 수소를 발생시킨다: $Mg + 2H_2O \rightarrow Mg(OH)_2 + H_2 \uparrow$.
발생한 수소는 가연성·폭발성 가스이므로 금속화재(D급)에 주수하면 오히려 폭발 위험이 커진다. 따라서 ② 수소가 정답이며, 마그네슘 화재는 건조사·팽창질석 등 건조분말로 피복소화한다.

제거소화는 가연물 자체를 없애거나 공급을 차단하여 연소를 멈추는 방법이다. ③ '팽창 진주암을 사용하여 진화한다'는 팽창 진주암(펄라이트)으로 표면을 덮어 산소를 차단하는 질식소화에 해당하므로 가연물 제거와 가장 관련이 없다.
① 유류공급 밸브 잠금, ② 가스 중간밸브 잠금, ④ 산불 시 나무 제거는 모두 가연물의 공급을 끊거나 제거하는 제거소화이다.

발화점(착화점)은 외부 점화원 없이 스스로 발화하는 최저 온도이다. 각 물질의 발화점은 ② 황린이 약 34℃로 가장 낮고, 이어서 ④ 이황화탄소 약 90℃, ① 적린 약 260℃, ③ 휘발유 약 300℃ 순이다.
황린은 발화점이 상온에 가까울 정도로 낮아 공기 중에서 자연발화하므로 물속에 저장한다. 흔히 혼동하는 ④ 이황화탄소는 발화점이 낮은 편이지만 황린보다는 높다.

푸리에 열전도 법칙은 $Q = kA\dfrac{\Delta T}{L}$로, 전도 열량 $Q$는 열전도도 $k$, 단면적 $A$, 온도차 $\Delta T$에 비례하고 두께(전열 경로 길이) $L$에는 반비례한다. 따라서 ④ "이동열량은 두께에 비례한다"는 설명이 틀렸다(두께에 반비례한다).
①②③은 각각 온도차·단면적·열전도도에 비례한다는 옳은 설명이다.

분말소화약제는 주성분에 따라 제1종(탄산수소나트륨 $NaHCO_3$), 제2종(탄산수소칼륨 $KHCO_3$), 제3종(제일인산암모늄 $NH_4H_2PO_4$), 제4종으로 구분한다. 이 중 제4종 분말은 탄산수소칼륨$(KHCO_3)$과 요소$(CO(NH_2)_2)$의 반응생성물을 주성분으로 하므로 정답은 ③ 제4종 분말이다.
② 제1종 분말은 $NaHCO_3$, ① 제2종 분말은 $KHCO_3$ 단독을 주성분으로 하여 요소가 포함되지 않는다.

질식소화는 산소 공급을 차단해 연소에 필요한 산소농도를 한계산소농도 이하로 낮추는 소화법으로, 일반적으로 공기 중 산소농도를 15 vol% 이하로 떨어뜨리면 연소가 지속되지 못한다. 따라서 ① 15가 정답이다. ② 21은 대기 중 정상 산소농도이다.

요오드값은 유지 100 g에 부가되는 요오드의 g수로, 분자 내 이중결합(불포화결합)이 많을수록 커진다. 즉 요오드값이 크다는 것은 불포화도가 높다는 뜻이며, 산소와 쉽게 결합해 산화열이 축적되므로 자연발화 위험이 크다.
요오드값 130 이상은 건성유로 분류되므로, ① 불건성유이다·② 산소와의 결합이 어렵다·③ 자연발화성이 낮다는 모두 반대의 설명이고 ④ 불포화도가 높다가 정답이다.

알코올·에테르·케톤·에스테르·알데히드·카르복실산·아민 등 수용성(극성) 용매는 일반 포의 수분을 흡수해 포를 파괴(소포)시키므로 단백포·수성막포·불화단백포로는 소화 효과를 얻기 어렵다.
내알콜포(알코올형포)는 수용성 용제 표면에 불용성 피막을 형성해 포가 파괴되지 않으므로 이러한 수용성 가연성 액체에 유효하다. 따라서 ② 내알콜포가 정답이다.

증기비중은 어떤 기체(증기)의 밀도를 같은 조건의 공기 밀도와 비교한 값이므로, 같은 온도·압력에서 부피가 같으면 질량비는 분자량비와 같다.
공기의 평균 분자량은 질소 78%·산소 21% 등의 조성으로부터 약 29 g/mol이므로 $\text{증기비중}=\dfrac{\text{분자량}}{29}$이다. 따라서 ③ $\dfrac{\text{분자량}}{29}$가 정답이다.
② $\dfrac{\text{분자량}}{22.4}$의 22.4는 표준상태 기체 1 mol의 부피(L)로, 이는 증기밀도(g/L)를 구할 때 쓰는 값이지 비중의 기준이 아니다.

소화의 기본 원리는 제거(가연물 제거)·질식(산소 차단)·냉각(발화점 이하로 온도 저하)·억제(연쇄반응 차단, 부촉매)로 구분된다.
가연성 가스나 산소의 농도를 낮추어 연소에 필요한 산소 농도(일반적으로 약 15% 이하)를 유지하지 못하게 하는 방법은 ② 질식소화이다.
③ 억제소화는 화학적 소화로 라디칼의 연쇄반응을 끊는 것이므로 농도 저하와는 구분된다.

이산화탄소의 임계온도는 약 31.35℃(약 31℃), 임계압력은 약 73 atm이므로 ① 임계온도 97.5℃는 틀린 설명이다.
② 분자량 44로 공기(29)보다 무거운 불연성 가스이고, ③ 상온·상압에서는 기체로 존재하며, ④ 냉각·압축하면 드라이아이스와 같은 고체 형태로도 존재할 수 있어 나머지는 옳다.

패닉은 피난자가 시야 차단·호흡 곤란·고립 등으로 정상적인 판단과 피난이 불가능해질 때 발생한다.
따라서 ① 연기에 의한 시계 제한, ② 외부와 단절된 고립, ③ 유독가스에 의한 호흡 장애는 모두 직접적인 발생 원인이다.
반면 ④ 불연내장재의 사용은 오히려 연기·유독가스 발생과 연소 확대를 억제하여 패닉을 줄이는 요소이므로 직접적 관계가 없다.

스테판-볼츠만 법칙은 흑체가 단위면적당 방출하는 복사에너지가 절대온도의 4제곱에 비례한다는 것으로, $E = \varepsilon \sigma T^4$ 로 표현된다($\sigma$는 스테판-볼츠만 상수, $\varepsilon$은 방사율).
따라서 ③ 복사열은 절대온도의 4제곱에 비례한다가 옳다. 절대온도가 2배가 되면 복사열은 $2^4 = 16$배로 급증하므로, 고온 화재에서 복사가 지배적인 열전달 경로가 되는 이유가 된다.

폭굉은 화염(반응대)의 전파속도가 음속을 초과하여 충격파를 동반하는 현상으로, 통상 1,000~3,500 m/s에 이른다. 음속보다 느린 것은 폭연(deflagration)이므로 ① 연소속도가 음속보다 느릴 때 나타난다가 틀린 설명이다.
폭굉에서는 충격파의 단열압축으로 온도가 상승하고(②), 압력상승이 폭연보다 훨씬 크며(④), 폭굉유도거리(DID)는 관경·관의 굴곡·점화에너지 등에 좌우된다(③).

베르누이 정리는 ① 정상류, ③ 같은 유선 상, ④ 마찰(점성 손실)이 없는 흐름과 함께 비압축성 흐름을 전제로 유도된다. 따라서 ② 압축성의 흐름은 적용 조건이 될 수 없으므로 정답이다.
제시된 식 $\dfrac{P}{\gamma} + \dfrac{V^{2}}{2g} + Z = Const.$는 밀도(비중량)가 일정하다는 가정 아래 각 항을 수두로 나타낸 것으로, 밀도가 변하는 압축성 유동에는 그대로 적용할 수 없다.

펌프 상사법칙에서 유량은 회전수에 비례하고 $Q \propto N$, 양정은 회전수의 제곱에 비례한다 $H \propto N^2$.
회전수비 $\dfrac{1740}{1450} = 1.2$ 이므로
유량 $Q' = 5 \times 1.2 = 6$ m³/min, 양정 $H' = 25 \times 1.2^2 = 25 \times 1.44 = 36$ m 이다.
따라서 ② 양정 36, 유량 6이 정답이다. 참고로 축동력은 $N^3$ 에 비례한다.

공동현상은 흡입측 압력이 물의 포화증기압 이하로 떨어져 기포가 발생·붕괴하는 현상으로, 방지책은 유효흡입수두(NPSHav)를 크게 하고 흡입측 손실을 줄이는 방향이다: ① 흡입 관경 확대(유속·마찰손실 감소), ② 양흡입펌프 사용, ④ 펌프 설치위치를 낮춰 흡입양정 단축 등이다.
반면 ③ 회전수를 크게 한다는 필요흡입수두(NPSHre)와 흡입유속을 증가시켜 오히려 공동현상을 촉진하므로 방지법이 아니다.

물체의 질량은 장소가 달라져도 일정하므로 $W = mg$에서 $m = \dfrac{20}{9.82} = 2.037$ kg이다.
한국에서의 중력가속도는 $g = \dfrac{W}{m} = \dfrac{19.8}{2.037} \fallingdotseq 9.72$ m/s²이다.
즉 $g = 9.82 \times \dfrac{19.8}{20}$로 계산해도 같으며, 따라서 ① 9.72가 정답이다.

뉴턴의 점성법칙은 $\tau = \mu \dfrac{du}{dy}$로, 전단응력은 점성계수와 속도기울기의 곱이다.
따라서 ㉮는 옳고, 전단응력은 점성계수에 비례하므로 ㉯도 옳다.
㉰는 속도기울기에 반비례한다고 했으나 실제로는 비례하므로 틀리다.
그러므로 ① ㉮, ㉯가 정답이다.

덕트의 마찰 손실수두는 달시-바이스바흐 식 $h_L=f\dfrac{L}{D_h}\dfrac{V^{2}}{2g}$로 구하며, 비원형 단면에서는 지름 대신 수력지름 $D_h=\dfrac{4A}{P}$를 쓴다.
단면적 $A=a\times1.5a=1.5a^{2}$, 둘레 $P=2(a+1.5a)=5a$이므로 $D_h=\dfrac{4\times1.5a^{2}}{5a}=1.2a$이다.
이를 대입하면 $h_L=f\dfrac{L}{1.2a}\dfrac{V^{2}}{2g}=f\dfrac{L}{a}\dfrac{V^{2}}{2.4g}$가 되어 ③ $f\dfrac{L}{a}\dfrac{V^{2}}{2.4g}$이 옳다.

원심펌프의 상사법칙에서 유량은 회전수에 비례($Q \propto N$), 전양정은 회전수의 제곱에 비례($H \propto N^2$)한다.
유량이 $1.1Q$가 되려면 $\dfrac{N_2}{N_1} = 1.1$이므로 전양정은 $H_2 = H\left(1.1\right)^2 = 1.21H$이다. 따라서 ② 1.21H가 정답이다.

가역단열(등엔트로피) 과정의 온도-부피 관계는 $\dfrac{T_2}{T_1}=\left(\dfrac{V_1}{V_2}\right)^{k-1}$이다.
초기온도 $T_1=15+273=288$ K, 부피비 $V_1/V_2=20$, $k=1.4$이므로 $T_2=288\times 20^{0.4}=288\times 3.314=954.6$ K이다.
따라서 $954.6-273=681.6$℃, 즉 약 682℃인 ① 682가 정답이다.
단열압축은 외부와 열교환 없이 압축일이 전부 내부에너지로 전환되므로 온도가 크게 상승한다.

곡면에 작용하는 수평분력은 그 곡면을 연직면에 투영한 평면이 받는 전압력과 같다: $F_H=\gamma h_c A$.
곡면 AB의 연직 투영 높이는 반지름과 같은 0.8 m, 폭이 2 m이므로 $A=0.8\times 2=1.6$ m²이고, 수면에서 투영면 도심까지 깊이는 $h_c=5-0.4=4.6$ m이다.
따라서 $F_H=9800\times 4.6\times 1.6=72{,}128$ N $\approx$ 72.1 kN이므로 ① 72.1이 정답이다.

노즐 출구속도는 계기압력과 수두를 함께 고려한 베르누이식으로 $v=\sqrt{2\left(\dfrac{P}{\rho}+gh\right)}$이다.
대입하면 $v=\sqrt{2\left(\dfrac{40{,}000}{1000}+9.8\times 5\right)}=\sqrt{2\times 89}=13.34$ m/s이다.
추력은 운동량 방정식에서 $F=\rho Q v=\rho A v^2=1000\times 0.03\times 13.34^2=5{,}340$ N이다.
따라서 ① 5340이 정답이다.

층류($Re<2100$)에서 관마찰계수는 레이놀즈수만의 함수로 $f=\dfrac{64}{Re}$ 이다.
$Re=\dfrac{\rho VD}{\mu}$ 를 대입하면 $f=\dfrac{64\mu}{\rho VD}$ 가 된다.
따라서 ② $f=\dfrac{64\mu}{DV\rho}$가 정답이다. 마찰계수는 무차원량이므로 차원이 맞지 않는 나머지 보기는 성립할 수 없다.

에너지선(EL)은 $z+\dfrac{p}{\gamma}+\dfrac{V^2}{2g}$, 수력기울기선(HGL)은 $z+\dfrac{p}{\gamma}$ 이므로 두 선의 차이는 항상 속도수두 $V^2/2g$ 이다.
따라서 수력기울기선은 언제나 에너지선보다 속도수두만큼 아래에 있어 ③ 에너지선보다 속도수두만큼 아래에 있다 가 옳다.
개수로에서는 수면의 압력이 대기압이므로 HGL이 수면과 일치하며, ② 수면보다 속도수두만큼 위라는 설명과 ④ 에너지선보다 위라는 설명은 모두 성립하지 않는다.

베르누이 정리에 따르면 $\dfrac{p}{\gamma}+\dfrac{V^2}{2g}+z=\text{const}$ 이므로 유속이 빨라지면 정압이 낮아진다.
두 공 사이로 공기를 불어넣으면 그 사이의 유속이 커져 압력이 대기압보다 낮아지고, 바깥쪽의 상대적으로 큰 압력이 공을 안쪽으로 밀어 서로 가까워진다.
따라서 ① 베르누이의 법칙에 따라 가까워진다 가 정답이다. 파스칼의 법칙은 밀폐된 정지 유체에서 압력이 모든 방향으로 같게 전달된다는 원리로 이 현상의 근거가 아니다.

베어링 원주속도는 $u = \dfrac{\pi D N}{60} = \dfrac{\pi \times 0.4 \times 400}{60} = 8.378$ m/s이다.
뉴턴의 점성법칙으로 전단응력 $\tau = \mu \dfrac{u}{h} = 0.049 \times \dfrac{8.378}{0.00025} = 1{,}642$ N/m²이고, 접촉면적은 $A = \pi D L = \pi \times 0.4 \times 1 = 1.257$ m²이다.
마찰력 $F = \tau A = 2{,}064$ N, 손실동력 $P = F u = 2{,}064 \times 8.378 = 17{,}290$ W이므로 ③ 17.3 kW가 정답이다.

입구 진공압 $25[\text{mmHg}]=\dfrac{25}{760}\times101.325\approx3.33[\text{kPa}]$(부압), 출구 $260[\text{kPa}]$이므로 정압 상승은 $260-(-3.33)=263.3[\text{kPa}]$이다.
유속은 $V_1=\dfrac{Q}{A_1}=\dfrac{0.15}{\frac{\pi}{4}(0.2)^2}\approx4.77[\text{m/s}]$, $V_2=\dfrac{0.15}{\frac{\pi}{4}(0.15)^2}\approx8.49[\text{m/s}]$이고, 동압 상승 $\dfrac{\rho}{2}(V_2^2-V_1^2)=\dfrac{1000}{2}(72.0-22.8)\approx24.6[\text{kPa}]$이다.
전압 상승 $\Delta p\approx263.3+24.6=287.9[\text{kPa}]$이므로 동력 $P=Q\,\Delta p=0.15\times287900\approx43200[\text{W}]=43.2[\text{kW}]$로 ②가 정답이다.

한 변의 길이를 $a$라 하면 밑면이 받는 힘은 밑면 전체에 작용하는 정수압으로, $P=\rho g a\cdot a^2=\rho g a^3$ 이다(밑면 수심 $a$).
측면은 수심에 따라 압력이 변하므로 평균압력은 도심 수심 $a/2$에서의 값을 쓴다. 측면이 받는 힘은 $F=\rho g\dfrac{a}{2}\cdot a^2=\dfrac{1}{2}\rho g a^3=0.5P$ 이다. 따라서 ③ 0.5P 가 정답이다.

펌프를 병렬로 연결하면 각 펌프의 유량이 합쳐지므로 유량은 증가하지만, 양정은 각 펌프가 만드는 압력차가 그대로이므로 변하지 않는다.
따라서 성능이 같은 3대를 병렬로 연결하면 유량은 $3Q$, 양정은 $H$ 이다. 정답은 ① 유량은 3Q, 양정은 H 이다. (직렬 연결이면 반대로 양정 3H, 유량 Q가 된다.)

엔탈피의 정의 $h=u+Pv$에서 내부 에너지는 $u=h-Pv$로 구한다.
$P=0.1$ MPa$=100$ kPa, $v=2.40604$ m³/kg이므로 $Pv=100\times2.40604=240.6$ kJ/kg이고,
$u=2974.33-240.6\approx2733.7$ kJ/kg이다. 따라서 ③ 2733.7이 정답이다.

손실을 무시하면 수조 밑 구멍의 유출속도는 토리첼리 정리에 따라 $V = \sqrt{2gh}$이고, 유량은 $Q = AV = A\sqrt{2gh}$이므로 수두의 제곱근에 비례한다.
수위가 $h/2$가 되면 $Q' = A\sqrt{2g\cdot h/2} = \dfrac{1}{\sqrt{2}}A\sqrt{2gh}$이다.
따라서 ④ $\dfrac{1}{\sqrt{2}}Q$가 정답이다. 유량이 수두에 정비례한다고 보아 $\dfrac{1}{2}Q$로 고른 ③이 대표적인 오답이다.

전동기 동력은 $P = \dfrac{0.163 \times Q \times H}{\eta} \times K$ [kW]이며, 여기서 $Q$는 m³/min, $H$는 m이다.
토출량 500 L/min $= 0.5$ m³/min이므로 $P = \dfrac{0.163 \times 0.5 \times 80}{0.65} \times 1.1 \approx 11.0$ kW이다.
따라서 정답은 ② 11 kW이다.

경사평면에 작용하는 정수력은 도심의 압력에 면적을 곱한 $F=\gamma h_C A$로 구한다.
투시경 면적은 $A=\dfrac{\pi}{4}\times 3^2=7.069$ m², 도심의 수직 깊이는 3 m이다.
따라서 $F=9.8\times 3\times 7.069=207.8$ kN이므로 ② 207.8이 정답이다.
경사각 30°는 압력분포의 방향에만 관계할 뿐, 힘의 크기는 도심의 수직 깊이로 결정된다는 점이 핵심이다.

소방시설 설치 및 관리에 관한 법률 시행령상 방염대상 특정소방대상물에는 근린생활시설 중 의원·체력단련장·공연장·종교집회장, 건축물 옥내의 문화 및 집회시설·종교시설·운동시설(수영장 제외), 의료시설, 교육연구시설 중 합숙소, 노유자시설, 숙박이 가능한 수련시설, 방송통신시설 중 방송국·촬영소, 다중이용업소와 함께 층수가 11층 이상인 것(아파트는 제외)이 포함된다.
④ 층수가 11층 이상인 아파트는 명문으로 제외되므로 틀린 설명이다.

대통령령·화재안전기준이 강화될 때 소방시설은 원칙적으로 변경 전 기준을 적용하지만(기득권 보호), 예외적으로 설치장소와 관계없이 강화된 기준을 소급 적용하는 소방시설이 있다. 소방시설 설치 및 관리에 관한 법률상 이에 해당하는 것은 소화기구, ① 비상경보설비, 자동화재속보설비, 피난구조설비 등이다.
② 화재조기진압용 스프링클러설비, ③ 제연설비, ④ 옥내소화전설비는 특정 대상물(지하구, 노유자·의료시설 등)에 한정되거나 일반 소급 대상이 아니므로 답이 아니다.

위험물안전관리법상 업무상 과실로 제조소등에서 위험물을 유출·방출 또는 확산시켜 사람의 생명·신체 또는 재산에 대하여 위험을 발생시킨 자에 대한 벌칙은 ③ 7년 이하의 금고 또는 7천만원 이하의 벌금이다.
④ 10년 이하의 징역 또는 금고나 1억원 이하의 벌금은 위와 같은 행위로 사람을 사상(死傷)에 이르게 한 경우에 적용되는 가중된 벌칙이므로 구분해야 한다.

위험물안전관리법상 제조소등의 관계인은 안전관리자를 해임하거나 안전관리자가 퇴직한 때에는 그 날부터 30일 이내에 다시 안전관리자를 선임하여야 한다. ①은 '15일 이내'로 기재되어 있어 틀린 설명이므로 정답이다.
③ 안전관리자를 선임한 경우 선임한 날부터 14일 이내에 소방본부장 또는 소방서장에게 신고, ④ 대리자 지정 시 대행 기간이 30일을 초과할 수 없다는 것은 모두 옳은 기준이다.

건축허가 등의 동의대상물 범위에는 차고·주차장으로 사용되는 바닥면적 200$m^2$ 이상인 층이 있는 건축물이나 주차시설, 장애인 의료재활시설로서 연면적 300$m^2$ 이상, 지하층 또는 무창층이 있는 건축물로서 바닥면적 150$m^2$ 이상인 층이 있는 것 등이 포함된다.
노유자시설 및 수련시설의 기준 연면적은 200$m^2$ 이상이므로, ① 연면적 100$m^2$ 이상이라고 한 것이 기준에 맞지 않는다.

소방계획서에는 소방안전관리대상물의 위치·구조·설비 현황, 화재 예방을 위한 자체점검계획 및 대응대책, 방화구획·제연구획·내부 마감재료 및 방염물품 등 방화구조 및 설비의 유지·관리계획, 자위소방대 조직과 대원 임무, 소방시설·피난시설 및 방화시설의 점검·정비계획, 피난계획·소방훈련 및 교육에 관한 사항 등이 포함된다. 따라서 ① 방화구조·설비 유지관리계획, ③ 자위소방대 조직과 임무, ④ 소방시설·피난시설·방화시설 점검·정비계획은 모두 포함사항이다. 반면 ② 위험물안전관리법에 따른 예방규정 대상 제조소등의 위험물 저장·취급에 관한 사항은 위험물안전관리법상 예방규정에서 다루는 내용으로 소방계획서 포함사항이 아니다.

위험물안전관리법령상 소화난이도등급 I 의 옥내탱크저장소에서 황(유황)만을 저장·취급하는 경우에는 ① 물분무소화설비를 설치하여야 한다. 황은 물분무에 의한 냉각·질식 소화가 유효한 물질로 규정되어 있다.

불꽃을 사용하는 용접·용단 기구의 작업장에서는 작업장 주변 반경 5m 이내에 소화기를 갖추어 두어야 하고, 주변 반경 10m 이내에는 가연물을 쌓아두거나 놓아두지 않아야 한다(가연물 제거가 곤란하여 방지포 등으로 방호조치를 한 경우는 제외). 따라서 ② ㉠ 5, ㉡ 10이 정답이다.
소화기는 가깝게(5m), 가연물은 멀리(10m)로 구분해 기억하면 된다.

소방시설법령상 건축허가 등의 동의대상물은 연면적 400m² 이상인 건축물이 원칙이며, 이와 별도로 ①차고ㆍ주차장으로서 바닥면적 200m² 이상인 층이 있는 시설 ②항공기 격납고, 관망탑, 항공관제탑, 방송용 송수신탑 ③노유자 시설 등 일정 시설은 면적 기준과 관계없이 또는 별도의 완화된 면적으로 동의대상이 된다.
따라서 ② 바닥면적 300m²인 차고, ③ 연면적 100m²인 노유자 시설, ④ 항공기 격납고는 모두 동의대상이다.
반면 ① 연면적 300m²인 공연장은 일반 기준인 400m²에 미달하므로 동의대상이 아니다.

소방시설 설치 및 관리에 관한 법령의 수용인원 산정 방법에서 숙박시설이 있는 특정소방대상물은 종사자 수에 침대가 있는 경우 침대 수(2인용 침대는 2개로 산정)를 더한 수로 한다.
따라서 $5 + (50 \times 2) = 105$명이므로 「③ 105」가 정답이다.
침대가 없는 숙박시설이라면 종사자 수에 숙박시설 바닥면적의 합계를 3m²로 나눈 수를 더한다.

소방시설공사업법령상 상주 공사감리 대상은 ① 연면적 30,000m² 이상의 특정소방대상물(아파트 제외)에 대한 소방시설의 공사, ② 지하층을 포함한 층수가 16층 이상으로서 500세대 이상인 아파트에 대한 소방시설의 공사이다.
따라서 ④ ㉠ 30000, ㉡ 16, ㉢ 500이 옳다.
그 밖의 공사는 일반 공사감리 대상이 된다.

위험물안전관리법상 지정수량 미만인 위험물의 저장 또는 취급에 관한 기술상의 기준은 ② 시·도의 조례로 정한다. 지정수량 이상의 위험물은 위험물안전관리법령(대통령령·행정안전부령 등)이 규율하지만, 지정수량 미만은 지방자치단체의 조례에 위임하고 있다.

「연소 우려가 있는 구조」는 건축물대장의 건축물 현황도에 표시된 대지경계선 안에 2 이상의 건축물이 있는 경우로서, 각각의 건축물이 다른 건축물의 외벽으로부터 수평거리가 1층은 6m 이하, 2층 이상은 10m 이하이고 개구부가 다른 건축물을 향하여 설치된 구조를 말한다.
따라서 ④ ㉠ 6, ㉡ 10이 정답이다.
이 구조에 해당하면 연결살수설비·옥외소화전설비 등의 설치 판단에서 하나의 건축물로 보아 산정한다.

스프링클러설비의 화재안전기준에서 개방형스프링클러설비의 방수구역은 2개 이상의 층에 미치지 않을 것, 방수구역마다 일제개방밸브를 설치할 것, 하나의 방수구역을 담당하는 헤드 개수는 50개 이하일 것으로 규정한다.
따라서 정답은 ③ 50이다.
다만 2개 이상의 방수구역으로 나눌 경우에는 하나의 방수구역을 담당하는 헤드가 25개 이상이 되도록 하여, 방수구역이 지나치게 잘게 쪼개져 방호 효과가 떨어지는 것을 막는다.

소화수조 및 저수조의 화재안전기준상 소화수조 또는 저수조가 지표면으로부터의 깊이가 4.5m 이상인 경우 가압송수장치를 설치해야 하며, 소화수조가 옥상 또는 옥탑 부분에 설치된 경우에는 지상에 설치된 채수구에서의 압력이 0.15MPa 이상이 되어야 한다.
따라서 ② 0.15가 정답이다.

상수도소화용수설비의 화재안전기준에 따라 호칭지름 ㉠ 75mm 이상의 수도배관에 호칭지름 ㉡ 100mm 이상의 소화전을 접속하고, 소화전은 특정소방대상물의 수평투영면의 각 부분으로부터 ㉢ 140m 이하가 되도록 설치해야 하므로 ② ㉠ 75, ㉡ 100, ㉢ 140이 옳다.
수도배관보다 소화전의 구경을 크게 하여 소방차 흡수에 필요한 유량을 확보하도록 한 규정이다.

물분무소화설비의 화재안전기준상 물분무헤드 설치 제외 장소는 ① 물과 심하게 반응하는 물질 또는 그 물질을 저장·취급하는 장소, ② 고온물질 및 증류범위가 넓어 끓어넘치는 위험이 있는 물질을 저장·취급하는 장소, ③ 운전 시 표면의 온도가 260℃ 이상이 되는 등 직접 분무 시 손상 우려가 있는 기계장치 등이 있는 장소이다.
따라서 괄호에 들어갈 값은 ③ 260이다.

포소화설비의 화재안전기준상 자동식 기동장치에 화재감지기를 사용하는 경우의 발신기는 특정소방대상물의 층마다 설치하되, 각 부분으로부터 수평거리가 25m 이하가 되도록 하여야 하고, 복도 또는 별도로 구획된 실로서 보행거리가 40m 이상일 경우에는 추가로 설치하여야 한다. 따라서 ④ ㉠ 25, ㉡ 40 이 옳다.
이 수평거리 25m·보행거리 40m 기준은 자동화재탐지설비 발신기 설치기준과 동일하다.

특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비의 화재안전기준상 급기풍도의 강판 두께는 풍도 단면 긴변(또는 직경)의 크기에 따라 정해진다. 750mm 초과 1,500mm 이하인 경우 강판 두께는 0.8mm 이상이어야 하므로, 긴변 1,300mm인 급기풍도는 ④ 0.8mm 이상이 된다.
참고로 450mm 이하는 0.5mm, 450 초과 750 이하는 0.6mm, 1,500 초과 2,250 이하는 1.0mm, 2,250mm 초과는 1.2mm 이상으로 규정된다.

할론소화설비의 화재안전기준상 축압식 저장용기의 압력은 온도 20℃에서 할론 1301을 저장하는 것은 2.5MPa 또는 4.2MPa이 되도록 질소가스로 축압하여야 한다. 따라서 ② ㉠ 2.5, ㉡ 4.2 가 정답이다.
할론 1301은 상온에서 자체 증기압만으로는 방출이 어려워 질소로 가압(축압)하며, 두 압력값은 각각 다른 저장·방출 조건에 대응한다.

제연설비의 화재안전기준상 배출기의 흡입 측 풍도 안의 풍속은 15m/s 이하, 배출 측 풍속은 20m/s 이하로 하여야 한다.
따라서 ④ 「㉠ 15, ㉡ 20」이 정답이다. 참고로 배출기의 전동기 부분과 배풍기 부분은 분리하여 설치하고, 배풍기 부분은 유효한 내열처리를 한다.

화재조기진압용 스프링클러설비(ESFR)의 화재안전기준에서 가지배관 사이의 거리는 천장 높이가 9.1m 미만인 경우 2.4m 이상 3.7m 이하로 한다. 따라서 ① 「2.4m 이상 3.7m 이하」가 옳다.
② 「2.4m 이상 3.1m 이하」는 천장 높이가 9.1m 이상 13.7m 이하인 경우에 적용되는 값이므로 일반 기준으로는 답이 될 수 없다.

스프링클러설비의 화재안전기준에서 배관 내 사용압력이 1.2MPa 이상일 경우에는 압력배관용 탄소강관(KS D 3562) 또는 이와 동등 이상의 강도·내식성·내열성을 가진 배관을 사용해야 한다. 따라서 ① 1.2가 정답이다.
사용압력이 1.2MPa 미만인 경우에는 배관용 탄소강관, 이음매 없는 구리 및 구리합금관(습식에 한함), 배관용 스테인리스강관 등을 사용할 수 있다.

제연설비의 화재안전기준상 제연구역의 구획은 ① 하나의 제연구역의 면적은 1,000m² 이내 ② 거실과 통로는 각각 제연구획 ③ 통로상의 제연구역은 보행중심선의 길이가 60m를 초과하지 않을 것 ④ 하나의 제연구역은 직경 60m 원내에 들어갈 수 있을 것 ⑤ 하나의 제연구역은 2개 이상 층에 미치지 아니하도록 할 것(다만 층의 구분이 불분명한 부분은 그 부분을 다른 부분과 별도로 제연구획)이다.
따라서 ② 「하나의 제연구역은 3개 이상 층에 미치지 아니하도록 할 것」이 틀린 설명이다.

스프링클러설비의 화재안전기준은 조기반응형 헤드를 설치해야 하는 장소로 ①공동주택·노유자시설의 거실 ②오피스텔·숙박시설의 침실 ③병원의 입원실을 규정한다.
따라서 ② 수련시설의 침실은 해당 규정에 열거되어 있지 않으므로 정답이다.
① 병원의 입원실, ③ 오피스텔의 침실, ④ 공동주택의 거실은 모두 규정된 설치 대상이다.

물분무소화설비의 수원 저수량은 대상별로 ①특수가연물 10L/min·m² ②차고·주차장 20L/min·m² ③케이블트레이·케이블덕트 투영바닥면적 12L/min·m² ④컨베이어벨트 10L/min·m²로, 모두 20분간 방수할 수 있는 양 이상이다.
따라서 컨베이어 벨트를 20L/min이라고 한 ② 가 틀린 내용이므로 정답이다(옳은 값은 10L/min).
차고·주차장과 특수가연물의 경우 바닥면적이 50m² 이하이면 50m²로 계산한다.