[가스기사 필기] 20년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

동압은 $\dfrac{1}{2}\rho v^2$으로 정의되며, 밀도 ρ는 이상기체 상태방정식 $\rho = \dfrac{P}{RT}$로 구할 수 있다.
절대온도 $T=200+273=473\,K$, 정압 $P=200\,kPa=200000\,Pa$이므로 $\rho = \dfrac{200000}{287\times 473} \approx 1.473\,kg/m^3$이다.
동압 1kPa=1000Pa를 대입하면 $v=\sqrt{\dfrac{2\times1000}{1.473}}\approx 36.9\,m/s$로 계산되어 등록된 정답과 일치한다.

배관의 마찰에 의한 압력손실은 다르시-바이스바흐(Darcy-Weisbach) 식 $\Delta P = f\dfrac{L}{D}\dfrac{\rho v^2}{2}$으로 구한다.
L=1m, D=0.1m, ρ=1.2kg/m³, v=20m/s, f=0.02를 대입하면 $\Delta P = 0.02\times\dfrac{1}{0.1}\times\dfrac{1.2\times20^2}{2} = 48\,Pa$이다.

밀도는 $\rho=\dfrac{m}{V}$이며, 원기둥의 체적은 $V=\pi r^2 h$로 구한다.
반지름 0.2m, 높이 0.25m이므로 $V=\pi\times0.2^2\times0.25 \approx 0.03142\,m^3$이고, 여기에 질량 20kg을 나누면 $\rho=\dfrac{20}{0.03142}\approx 636.6\,kg/m^3$으로 계산된다.

연속 방정식에 의해 유량은 $Q=A_1v_1=A_2v_2$로 일정하며, 관 단면적은 지름의 제곱에 비례한다.
지름이 2cm에서 1cm로 절반이 되면 단면적은 $(1/2)^2=1/4$로 줄어들므로, 같은 유량을 유지하려면 유속은 4배로 증가해야 한다.

그림은 유체 흐름 방향을 따라 유로 단면적이 점점 넓어지는 확대관(확산기)이고, 유입 조건은 $M_a > 1$ 즉 초음속이다.
압축성 유동의 면적-속도 관계식 $\dfrac{dA}{A}=(M_a^2-1)\dfrac{dV}{V}$ 에서, $M_a>1$ 이면 $M_a^2-1>0$ 이므로 $dA$ 와 $dV$ 의 부호가 같다. 즉 단면적이 커지면 속도도 함께 커진다. 이는 아음속에서 확대관이 감속·승압 역할을 하는 것과 정반대의 거동이다.
초음속에서는 단면적이 넓어질 때 밀도 감소가 면적 증가보다 더 빠르게 일어나 질량유량을 맞추기 위해 속도가 오히려 증가한다. 속도가 증가하면 에너지 보존에 따라 정압과 온도는 낮아지므로, 이 확대관을 지나는 초음속 유동은 속도가 증가하고 압력은 감소한다.

수직 충격파(normal shock wave)는 초음속 흐름이 급격히 아음속으로 전이되면서 압력, 온도, 밀도가 불연속적으로 상승하는 현상이다.
이 과정에서 엔트로피가 증가하며 마찰과 소산에 의한 손실이 크기 때문에 등엔트로피 과정이 아닌 비가역 과정에 가깝다.

산·알칼리와 같은 부식성 액체를 수송할 때는 액체가 펌프의 구동부(피스톤·플런저 등 미끄럼 운동부)와 직접 접촉하지 않도록 하는 구조가 필요하다.
격막(diaphragm) 펌프는 격막이 액체와 구동부를 분리시켜 부식성 액체 이송에 적합하도록 설계된 왕복 펌프이다.

대기압은 수은주의 높이 차로 측정하는 수은기압계(mercury barometer)로 측정한다.
오리피스미터·로타미터·둑(weir)은 모두 유체의 유량을 측정하는 계기로, 압력 측정 계기가 아니다.

왕복펌프의 이론 송출량은 피스톤이 1회 왕복할 때 밀어내는 체적 $AS$에 분당 회전수 n을 곱하고 60으로 나누어 구한다.
실제 송출량은 여기에 체적효율 $\eta_v$를 곱한 값이므로 $Q=\eta_v\dfrac{ASn}{60}$으로 표현된다.

아음속 등엔트로피 흐름에서 확대관(면적 증가)은 유속을 감소시키고 압력을 증가시키는 확산기(diffuser)로 작용한다.
연속방정식과 압축성 유동 관계식에 따라 아음속에서는 면적 증가에 대해 밀도도 함께 증가하므로, 압력은 증가하고 속도는 감소하는 결과가 나타난다.

그림에서 왼쪽 A점의 관 지름은 5 cm, 오른쪽 B점의 관 지름은 10 cm이고, 각 지점에 세운 스탠드파이프의 물기둥 높이는 A점 20 cm, B점 40 cm이다. 물기둥 높이가 곧 그 지점의 압력수두다.
연속방정식 $u_A A_A = u_B A_B$ 에서 지름비가 $1:2$ 이므로 면적비는 $1:4$, 따라서 $u_A = 4u_B$ 이다.
수평관이므로 위치수두를 소거한 베르누이식은 $\dfrac{p_A}{\gamma}+\dfrac{u_A^2}{2g}=\dfrac{p_B}{\gamma}+\dfrac{u_B^2}{2g}$ 이고, 압력수두 차가 $0.4-0.2=0.2\,\mathrm{m}$ 이므로 $u_A^2-u_B^2=2g(0.2)=3.924$ 이다.
여기에 $u_A=4u_B$ 를 대입하면 $15u_B^2=3.924$, $u_B=\sqrt{0.2616}\approx 0.511\,\mathrm{m/s}$ 이고 $u_A=4\times0.511\approx 2.045\,\mathrm{m/s}$ 이다. 관이 넓어진 쪽에서 속도가 느려지고 압력수두가 높아진 결과와 일치한다.

흐름의 종류는 레이놀즈수 $Re=\dfrac{Vd}{\nu}$로 판정하며, 1 stokes = $1\,cm^2/s=10^{-4}\,m^2/s$이다.
d=0.8m, V=4m/s, ν=4stokes=4×10⁻⁴ m²/s를 대입하면 $Re=\dfrac{4\times0.8}{4\times10^{-4}}=8000$으로, 상한 임계 레이놀즈수(약 4000)를 넘으므로 난류로 판정된다.

액체 속 음속은 압축률 β(=1/체적탄성계수 K)와 밀도 ρ를 이용해 $c=\sqrt{\dfrac{1}{\rho\beta}}$로 구한다.
β=5×10⁻⁵ cm²/kgf를 SI단위(m²/N)로 환산하면 $\beta = 5\times10^{-5}\times\dfrac{10^{-4}}{9.8}\approx5.10\times10^{-10}\,m^2/N$이다.
물의 밀도 1000kg/m³을 대입하면 $c=\sqrt{\dfrac{1}{1000\times5.10\times10^{-10}}}\approx1400\,m/s$로 계산된다.

팬, 송풍기, 압축기는 모두 기체를 압송·이송하는 데 쓰이는 기계이다.
반면 펌프는 액체를 수송하는 기계이므로 기체수송 기계 중에서 가장 거리가 멀다.

원관 내 층류 흐름에서 유량이 반지름의 4제곱과 압력기울기에 비례하고 점도에 반비례한다는 관계는 하겐-푸아죄유(Hagen-Poiseuille) 법칙으로 나타난다.
레이놀즈 법칙은 유동의 상사성과 관성력/점성력 비를, 뉴턴의 점성법칙은 전단응력과 속도구배의 관계를, 푸리에 법칙은 열전도를 다루는 법칙이므로 해당하지 않는다.

프란틀의 혼합길이는 난류 유동에서 전단응력을 모델링하기 위해 도입된 개념으로, 벽면에서는 0이 되고 벽으로부터의 거리에 따라 값이 변한다.
따라서 혼합길이가 항상 일정한 값을 갖는다는 설명은 옳지 않다.

U자관 마노미터의 압력차는 $\Delta P=(\rho_{Hg}-\rho_{w})gh$로 구한다.
수은 비중 13.6, 물 비중 1을 적용하면 $\Delta P=(13600-1000)\times9.8\times0.7\approx86436\,Pa$, 즉 약 86.4kPa로 계산된다.

마하각 μ와 마하수의 관계는 $\sin\mu=\dfrac{1}{Ma}$이므로 μ=30°에서 $Ma=\dfrac{1}{\sin30^\circ}=2$이다.
20℃ 공기의 음속은 $c=\sqrt{kRT}=\sqrt{1.4\times287\times293}\approx343\,m/s$이며, 풍속은 $V=Ma\times c=2\times343\approx686\,m/s$로 계산된다.

SI 기본단위는 길이(m), 질량(kg), 시간(s), 전류(A), 온도(K), 물질량(mol), 광도(cd) 7가지이다.
와트(W)는 일률의 단위로 $W=J/s=kg\cdot m^2/s^3$와 같이 기본단위들의 조합으로 표현되는 유도단위이다.

유량은 $Q=Av$이며, 원형관의 단면적은 $A=\dfrac{\pi}{4}d^2$이다.
d=0.2m, v=20m/s를 대입하면 $A=\dfrac{\pi}{4}\times0.2^2\approx0.0314\,m^2$이고 $Q=0.0314\times20\approx0.628\,m^3/s$로 계산된다.

연료와 공기를 미리 혼합한 후 점화하여 연소시키는 방식을 예혼합연소라 한다.
미리 혼합되어 있어 화염 전파 속도가 빠르고 짧은 화염을 형성하므로 연소실 부하율을 높게 얻을 수 있다.

기체연료는 액체·고체연료와 달리 증발이나 열분해 과정 없이 바로 공기와 반응할 수 있어, 예혼합연소와 확산연소 두 가지 형태로 연소한다.
증발연소는 액체연료, 분해연소는 고체·중질 연료에 나타나는 연소형태이므로 기체연료의 고유한 연소형태에는 해당하지 않는다.

이론연소온도는 저위발열량을 연소가스량과 평균비열의 곱으로 나누어 구하며, $T_{th}=\dfrac{H_l}{G\cdot C_p}$이다.
C₃H₈+5O₂→3CO₂+4H₂O 반응에서 이론공기량은 $A_{th}=5/0.21\approx23.81\,Sm^3$이고, 공기비 1.2이므로 과잉공기량은 $(1.2-1)\times23.81\approx4.76\,Sm^3$이다.
연소가스량은 CO₂(3)+H₂O(4)+N₂(23.81×0.79≈18.81)+과잉공기(4.76)를 더한 약 30.57 Sm³이므로, $T_{th}=\dfrac{93766}{30.57\times1.653}\approx1856\,K$로 계산된다.

확산연소는 연료와 공기가 화염면에서 확산에 의해 혼합되며 연소되는 방식으로, 조작이 용이하고 역화 위험이 적으며 화염 안정범위가 넓다.
다만 혼합에 시간이 걸려 화염 길이가 길어지므로 연소부하율은 예혼합연소보다 작다. 따라서 "연소 부하율이 크다"는 설명은 옳지 않다.

공기비가 커지면(과잉공기 증가) 연소가스량이 늘어 배기가스에 의한 열손실이 커지고, 연소실 온도는 오히려 낮아지며, 고온에서 질소산화물(NOx) 생성이 증가한다.
반면 과잉공기가 충분히 공급되므로 산소부족으로 인한 불완전연소·매연 발생은 오히려 감소하는 경향을 보이므로, 매연 발생이 증가한다는 설명은 옳지 않다.

사고를 일으키는 장치의 이상이나 운전자의 실수 등 결함(fault)들을 조합하여 정상사상(top event)으로부터 그 원인을 연역적으로 추적해 나가는 정량적 위험성평가 기법은 결함수 분석법(FTA, Fault Tree Analysis)이다.
사건수 분석법(ETA)은 초기사건으로부터 결과를 귀납적으로 전개하는 기법이고, HAZOP·HEA는 정성적 기법에 가까워 해당하지 않는다.

분진을 취급하는 공정을 습식으로 운영하거나 습식 스크러버를 설치하고, 퇴적된 분진을 정기적으로 제거하는 것은 분진폭발 방지에 효과적인 조치이다.
반면 여러 공정의 환기장치를 하나의 공동 집진기로 연결하면 한 곳에서 발생한 폭발이나 화재가 배관을 통해 다른 공정으로 전파될 위험이 커지므로, 이는 분진폭발 방지 조건으로 옳지 않다.

돌턴의 분압법칙은 서로 반응하지 않는 혼합기체에서 전체 압력이 각 성분기체의 분압의 합과 같다는 법칙이다.
즉 $P=P_1+P_2+\cdots+P_n$으로 표현되며, 혼합기체의 온도·체적·기체상수에 관한 진술은 분압법칙의 내용이 아니다.

최대 연소속도는 연료의 반응성과 관련이 크며, 삼중결합을 가져 반응성이 매우 높은 아세틸렌은 대표적인 탄화수소 연료 중 연소속도가 가장 빠른 물질로 알려져 있다.
메틸알코올·톨루엔·등유는 아세틸렌보다 연소속도가 현저히 느리다.

프로판의 완전연소 반응식은 $C_3H_8+5O_2 \rightarrow 3CO_2+4H_2O$이므로 프로판 1m³당 필요한 산소량은 5m³이다.
공기 중 산소가 20%라고 하였으므로 이론공기량은 $\dfrac{5}{0.2}=25\,m^3$로 계산된다.

제1종 영구기관은 열역학 제1법칙(에너지보존법칙)에 위배되는 가상의 기관으로, 외부로부터 어떠한 에너지도 공급받지 않고 스스로 영구히 일을 할 수 있다고 가정한 기관으로 정의한다.
한편 열역학 제2법칙에 위배되는 기관, 즉 하나의 열원에서 받은 열을 전부 일로 바꾸는 기관은 제2종 영구기관으로 구분된다.

연소효율(저위발열량 기준)은 실제로 유효하게 얻어진 열량을 저위발열량으로 나눈 값으로 구한다.
실제 발생 열량 50232 MJ/kg에서 응축되지 않는 수증기의 잠열 8372 MJ/kg을 제외한 $50232-8372=41860\,MJ/kg$이 저위발열량 기준으로 유효하게 이용된 열량이다.
따라서 연소효율은 $\dfrac{41860}{46046}\times100 \approx 91\%$로 계산된다.

난류 예혼합화염은 층류에 비해 연소속도가 수배~수십배 크고 화염대의 두께도 수mm에서 수십mm까지 두꺼워질 수 있으며, 화염 배후에 미연소분이 다량 잔존하는 경우가 많다.
그러나 난류 예혼합화염은 와류에 의한 표면적 증가와 혼합 촉진으로 오히려 층류화염보다 화염의 휘도가 높게 나타나는 경우가 많으므로, 휘도가 낮다는 설명은 옳지 않다.

인화(pilot ignition)는 점화원이 존재하는 조건에서 가연성 증기가 점화되어 연소를 시작하는 현상이며, 이때의 최저온도를 인화점이라 한다.
반면 점화원(착화원) 없이 스스로 불이 붙어 연소하는 현상은 인화가 아니라 자연발화(발화)에 해당하므로, 해당 설명은 인화에 대한 설명으로 옳지 않다.

오토 사이클은 단열압축-정적가열-단열팽창-정적방열의 4과정으로 구성되며, 열효율은 압축비 r과 비열비 k로 결정된다.
이론적으로 열효율은 $\eta = 1-\left(\dfrac{1}{r}\right)^{k-1}$로 표현되어, 압축비가 클수록 효율이 높아진다.

Fire ball(화구)은 가연성 증기운이 순간적으로 착화되어 형성되는 화염 덩어리로, 그 자체가 만들어내는 피해는 복사열, 폭풍압, 그리고 폭풍압에 수반되는 공기 팽창에 의한 압력 피해로 나타난다.
반면 탱크파열은 화구가 생성되기 위한 선행 사건, 즉 화구 발생의 원인이 되는 현상이지 화구 자체가 일으키는 피해로 보기 어렵다. 따라서 화구에 의한 피해로 가장 거리가 먼 것에 해당한다.

제시된 여섯 항목은 열전도율, 점성계수, 저항계수, 확산계수, 열전달률, 동점성계수이다. 각각의 단위를 기본 차원으로 바꿔 비교하면 된다.
확산계수는 $\mathrm{m^2/s}$, 동점성계수는 점성계수를 밀도로 나눈 값 $\nu=\mu/\rho$ 로 역시 $\mathrm{m^2/s}$ 이다. 두 양 모두 차원이 $L^2T^{-1}$ 로 같으며, 실제로 물질 확산과 운동량 확산의 세기를 나타내는 같은 성격의 물리량이다(두 값의 비가 슈미트수 $Sc=\nu/D$ 이며 무차원이라는 점이 이를 뒷받침한다).
나머지는 서로 다르다. 열전도율은 $\mathrm{W/(m\cdot K)}$, 점성계수는 $\mathrm{Pa\cdot s}=ML^{-1}T^{-1}$, 열전달률은 단위시간당 열량으로 $\mathrm{W}=ML^2T^{-3}$, 저항계수는 무차원량이다.

완전연소 반응식은 $C_3H_8 + 5O_2 \to 3CO_2 + 4H_2O$로, 프로판 1몰을 완전연소시키는 데 산소 5몰이 필요하다.
공기 중 산소 비율이 20.9%이므로 필요한 공기량은 $5 \div 0.209 \approx 23.9$몰이고, 혼합기체 중 프로판의 화학양론(최대) 농도는 $\dfrac{1}{1+23.9} \times 100 \approx 4\%$가 되어 4 vol%가 최대농도에 해당한다.

가연성가스의 폭발등급은 최대안전틈새(화염일주한계)의 크기에 따라 A·B·C로 구분하며, 틈새가 좁을수록 좁은 간극으로도 화염이 전파되어 위험성이 큰 등급이 된다.
따라서 최대안전틈새의 범위가 가장 좁은 것은 C등급이며, 수소·아세틸렌·이황화탄소와 같이 최소점화에너지가 작고 폭발력이 큰 가스들이 여기에 속한다.

이상기체의 기체상수는 $R = \dfrac{\bar{R}}{M}$로 구하므로, 분자량이 30인 가스에서는 $R = \dfrac{8.314}{30} \approx 0.277$ kJ/kg·K이다.
정압비열과 정적비열의 관계식 $C_p - C_v = R$에서 $C_v = 0.75 - 0.277 \approx 0.473$ kJ/kg·K를 구하고, 비열비는 $k = \dfrac{C_p}{C_v} = \dfrac{0.75}{0.473} \approx 1.59$가 된다.

그림은 아래쪽이 흡입, 위쪽이 토출이고, 케이싱 안에 두 개의 회전자(로터)가 나란히 맞물려 돌아가는 구조다. 각 로터는 누에고치 모양의 2엽 형태로, 서로 반대 방향으로 회전하면서 케이싱 벽과 로터 사이에 갇힌 가스를 흡입구에서 토출구로 밀어낸다.
이런 구조가 루트식(Roots) 압축기다. 두 로터는 서로 접촉하지 않고 미세한 틈을 유지한 채 외부 타이밍 기어로 동기 회전하므로, 실린더 내부에 윤활유가 필요 없어 무급유(오일프리) 운전이 가능하고 맥동은 있으나 구조가 간단하다.
다른 형식과는 회전체 구성으로 구분된다. 가동날개식은 편심된 하나의 로터에 여러 개의 날개가 홈을 따라 드나드는 구조이고, 플런저식은 왕복운동하는 피스톤을 쓰며, 나사식은 암·수 스크루 로터가 축방향으로 가스를 밀어 보낸다. 그림처럼 2엽 로터 한 쌍이 회전하며 가스를 가두어 옮기는 형태는 루트식뿐이다.

수소는 분자량이 매우 작아 열전도율(열전달률)이 크고 열에 안정적이어서 고온에서도 잘 분해되지 않는 특성을 가진다. 따라서 “열전달율이 적고 열에 불안정하다”는 설명은 옳지 않다.
반면 암모니아 합성 원료로 쓰이는 점, 염소와 혼합된 상태에서 일광(자외선)에 의해 폭발적으로 반응하는 점, 분자량이 가장 작아 확산속도가 가장 빠른 점은 모두 수소의 실제 성질과 일치한다.

2단 감압식 조정기는 1차 조정기에서 중간압력으로 감압한 뒤 2차 조정기에서 다시 사용압력으로 낮추는 방식이므로, 단단 감압식에 비해 오히려 조정기의 개수가 더 많이 필요하다. 따라서 “조정기의 개수가 적어도 된다”는 장점으로 볼 수 없다.
대신 중간압력을 거치며 배관의 압력손실과 입상배관에 의한 압력강하를 보정할 수 있고, 최종적으로 연소기구에 적합한 압력을 안정적으로 공급할 수 있으며 배관 관경도 비교적 작게 설계할 수 있다는 장점이 있다.

그림의 주어진 값은 최고충전압력 $P=15\,\mathrm{MPa}$, 동체 내경 $D=200\,\mathrm{mm}$, 재료의 허용응력 $S=150\,\mathrm{N/mm^2}$, 용접효율 $\eta=1.00$이며 부식여유 두께는 고려하지 않는다.
고압가스 용접용기 동판의 두께 산출식은 $t=\dfrac{PD}{2S\eta-1.2P}+C$ 이다. 여기서 $C$ 는 부식여유로 이 문제에서는 $0$ 이다.
대입하면 분모는 $2\times150\times1.00-1.2\times15=300-18=282$, 분자는 $15\times200=3000$ 이므로 $t=\dfrac{3000}{282}\approx 10.64\,\mathrm{mm}$ 이다. 즉 동판 두께는 약 10.6 mm가 된다.

샤르피법과 아이조드법은 시험편에 충격을 가해 흡수에너지를 측정하는 충격시험 방법으로, 재료의 인성(충격저항성)을 평가하는 데 사용된다.
이에 비해 올센법은 시험편에 하중을 가해 파단·연신 특성을 평가하는 방식으로 인장(연성)시험 계열에 해당하여, 보기 중 인장시험 방법에 해당하는 것이다.

2단 압축에서 압축동력을 최소로 하는 중간압력은 각 단의 압축비를 동일하게 하는 조건에서 구해지며, 절대압력 기준으로 $P_m = \sqrt{P_1 \times P_2}$로 계산한다.
대기압은 약 0.101 MPa(절대), 최종압력 1.5 MPa·g는 약 1.601 MPa(절대)이므로 $P_m = \sqrt{0.101 \times 1.601} \approx 0.403$ MPa(절대)이고, 게이지압으로 환산하면 $0.403 - 0.101 \approx 0.3$ MPa·g가 된다.

각 가스의 폭발범위 폭(상한-하한)을 비교하면 아세틸렌(약 2.5~81%)이 가장 넓고, 그다음이 산화에틸렌(약 3~80%), 수소(약 4~75%), 일산화탄소(약 12.5~74%) 순으로 좁아진다.
따라서 넓은 것부터 좁은 순으로 나열하면 아세틸렌, 산화에틸렌, 수소, 일산화탄소의 순서가 된다.

접촉분해(수증기 개질) 과정에서 탄화수소가 분해되며 카본이 석출되는 부반응(예: $C_nH_m \to nC + \tfrac{m}{2}H_2$)은 흡열이면서 반응 후 몰수가 증가하는 반응이다.
르샤틀리에 원리에 따라 이러한 반응은 온도가 높고 압력이 낮을수록 촉진되므로, 반대로 카본 생성을 억제하려면 반응 온도를 낮게, 반응 압력을 높게 유지하는 것이 유리하다.

왕복식 압축기는 피스톤의 왕복운동으로 기체를 압축하는 용적형 압축기로, 압축효율이 높고 용량조정 범위가 넓다는 장점이 있다.
다만 구조상 부품 수가 많고 왕복운동에 따른 진동·소음이 커서 설치면적이 크게 필요하고 점검·정비에도 상대적으로 많은 수고가 들어가므로, “점검이 쉽고 설치면적이 적다”는 설명은 왕복식 압축기의 특징으로 볼 수 없다.

제시된 세 설명은 염소·수소·암모니아가 금속에 미치는 영향에 관한 것이다.
수소에 대한 설명은 옳다. 고온·고압의 수소는 강 속으로 침투해 탄화물($\mathrm{Fe_3C}$)의 탄소와 반응해 메탄을 만든다($\mathrm{Fe_3C}+2\mathrm{H_2}\rightarrow 3\mathrm{Fe}+\mathrm{CH_4}$). 이 탈탄 작용(수소취성)으로 강도가 떨어지므로 크롬·몰리브덴을 첨가한 강을 쓴다.
암모니아에 대한 설명도 옳다. 암모니아는 동 및 동합금과 착이온을 만들어 심한 부식과 응력부식균열을 일으키므로, 암모니아 설비에는 구리·황동·청동을 사용할 수 없고 강재를 쓴다.
반면 염소에 대한 설명은 틀렸다. 염소는 건조한 상태에서는 상온의 강(연강)을 거의 부식시키지 않아 건조 염소를 강재 용기에 충전한다. 수분이 있을 때 염산이 생성되면서 비로소 격렬하게 부식시키는 것이므로, "건조해도 침식한다"는 서술은 성립하지 않는다.

압력용기는 35℃에서의 압력 또는 설계압력이 액화가스는 0.2MPa 이상, 압축가스는 1MPa 이상인 용기를 말하되, 설계압력(MPa)과 내용적(㎥)을 곱한 수치가 0.004 이하인 용기는 제외한다. 따라서 그 곱이 0.05인 용기는 제외 기준을 넘어서므로 압력용기에 해당한다.
반면 완충기·완충장치에 속하는 용기와 자동차에어백용 가스충전용기, 압력에 관계없이 안지름·폭·길이 또는 단면의 지름이 150mm 이하인 용기, 펌프·압축장치·축압기의 본체와 그 본체에서 분리되지 않는 일체형 용기는 모두 압력용기에서 제외되는 대상이다.

도시가스(천연가스)에 첨가하는 부취제로 국내에서 사용이 인정되는 성분은 THT(테트라하이드로티오펜), TBM(터셔리부틸메르캅탄), DMS(디메틸설파이드) 세 가지이다.
DMDS(디메틸디설파이드)는 국내 부취제 규정에서 정한 성분에 해당하지 않아, 부취제 성분으로 적합하지 않다.

전도체에 전류가 흐르면 그 주변에 자장이 형성되는 전자기 유도 원리를 이용해 매설된 금속 배관의 위치를 탐지하는 방법을 전자유도탐사법이라 한다.
지하에 매설된 가스배관과 같은 금속 도체를 대상으로 널리 활용되는 탐사기법이다.

고압가스는 그 상태에 따라 압축가스, 액화가스, 용해가스(예: 아세틸렌)로 구분한다. 이는 가스가 용기 내에서 존재하는 물리적 상태에 따른 분류이다.
혼합가스는 여러 성분가스가 섞여 있는지 여부에 따른 분류이지, 압축·액화·용해와 같은 물리적 상태를 나타내는 구분이 아니므로 상태에 따른 분류에 해당하지 않는다.

자동교체식 조정기는 한쪽 용기의 가스가 소진되면 자동으로 다른 용기로 전환되어 공급되므로, 용기 내 잔액을 거의 소진할 때까지 사용할 수 있고 가스소비 시 압력변동도 적다.
또한 용기 교환주기의 폭을 넓힐 수 있어 전체 용기 수량을 수동교체식보다 줄일 수 있는 것이 장점이다. 따라서 “용기교환주기의 폭을 좁힐 수 있어 가스발생량이 적어진다”는 설명은 실제와 반대이므로 장점에 해당하지 않는다.

아세틸렌 발생기에서 생성되는 아세틸렌 가스에는 인화수소(PH3), 황화수소(H2S) 등의 불순물이 섞여 있으며, 이들은 아세틸렌의 순도를 떨어뜨리고 이후 압축·충전 과정에서 위험을 초래할 수 있다.
따라서 용해아세틸렌 정제장치는 이러한 H2S, PH3 계열의 불순물 가스를 흡수·제거하기 위해 설치된다.

고압가스 용기용 강재에서 황(S)은 강 중에 존재할 때 고온에서 취약해지는 적열취성의 원인이 되므로, 그 함유량을 엄격히 제한한다.
이에 비해 탄소 함유량이 증가하면 인장강도는 오히려 높아지고 충격치(인성)는 낮아지는 경향을 보이며, 인(P)은 상온취성의 원인이 되므로 적을수록 좋다.

액화 프로판 15L의 질량은 밀도 0.5 kg/L를 적용하면 $15 \times 0.5 = 7.5\ \text{kg}$이다.
프로판의 분자량은 44이므로 몰수는 $\dfrac{7500}{44} \approx 170.5\ \text{mol}$이고, 표준상태 기체 1몰의 부피 22.4L를 곱하면 $170.5 \times 22.4 \approx 3818\ \text{L}$로, 약 3800 L의 기체가 된다.

LNG Bunkering(LNG 벙커링)은 선박의 연료로 사용하기 위해 해상의 선박에 LNG를 급유(공급)하는 기술 및 설비를 의미한다.
LNG를 지하에 저장하는 설비, 운반선에서 인수기지로 하역하는 설비, 인수기지에서 가스홀더로 이송하는 설비는 각각 저장설비·하역설비·이송설비에 해당할 뿐 벙커링의 정의는 아니다.

박판 압력용기의 두께는 근사식 $t = \dfrac{PD}{2S}$(P: 압력, D: 지름, S: 재료 허용응력)로 나타낼 수 있다.
지름을 4배, 재료의 강도(허용응력)를 2배로 하면 두께는 $t' = \dfrac{P \times 4D}{2 \times 2S} = 2 \times \dfrac{PD}{2S} = 2t$가 되어 원래보다 2배로 늘어난다.

염화메탄, 시안화수소는 법정 독성가스 목록에 포함되는 가연성·독성 가스이며, 벤젠 역시 가연성이면서 독성가스로 지정되어 있다.
반면 산화프로필렌은 가연성이 강한 가스이지만 법령상 독성가스 목록에는 포함되지 않아, 가연성이면서 독성가스는 아닌 경우에 해당한다.

독성가스를 차량으로 운반할 때 갖추어야 할 보호구는 방독마스크, 보호의, 보호장갑 등이 기본이며, 그 종류와 수량은 승무원 수에 상당하게 휴대하여야 한다.
공기호흡기는 일정 수량(압축가스 100㎥ 또는 액화가스 1,000kg 이상) 이상을 운반하는 경우에 추가로 요구되는 장비로, 500kg의 염소를 운반하는 경우에는 그 기준에 미달하여 반드시 휴대해야 하는 보호구에 해당하지 않는다.

저장탱크를 지하에 설치할 때 탱크 주위 빈 공간에는 물이 침투하지 않도록 세립분을 포함하지 않은 마른모래를 채워야 한다. 따라서 “세립분을 포함한 마른모래를 채운다”는 설명은 기준과 반대되어 틀린 내용이다.
반면 저장탱크를 2개 이상 인접 설치할 때 상호간 1m 이상 거리를 유지하는 것, 저장능력 20톤 초과 시 점검구를 2개소로 하는 것, 검지관을 40A 이상으로 4개소 이상 설치하는 것은 지하설치 시설기준에 부합한다.

가스난방기는 상용압력의 1.5배 이상의 압력으로 기밀시험을 실시하며, 이때 가스차단밸브를 통한 누출량은 70 mL/h 이하가 되어야 하는 것으로 정해져 있다.

고압가스 특정제조시설의 반응설비에는 이상반응을 조기에 감지하기 위해 온도감시장치, 압력감시장치, 유량감시장치 등 내부반응 감시장치를 설치한다.
농도감시장치는 가스 누출을 감지하는 가스누출검지경보설비의 영역에 해당하며, 반응기 내부의 반응 상태를 직접 감시하는 내부반응 감시장치의 종류로 분류되지 않는다.

액화석유가스 저장탱크의 폭발방지장치는 열전도성이 좋은 알루미늄합금박판을 다공성 벌집형으로 성형해 탱크 내부에 충전하는 형태로 구성되며, 이를 지지하는 후프링과 액 유동을 억제하는 방파판 등이 함께 관련된다.
“비드(bead)”는 용접부의 형상을 가리키는 용접 용어로, 폭발방지장치의 구성요소와는 관련이 없다.

가스도매사업자의 공급관은 정압기지에서 대량수요자의 가스사용시설까지 이르는 배관(또는 다른 가스도매사업자의 가스공급시설까지 이르는 배관)을 말한다.
인수기지 부지경계에서 정압기까지의 배관이나 인수기지 내부에 설치된 배관, 대량수요자 부지 내에 설치된 배관은 각각 도입배관, 인수기지 내 배관, 사용자 시설 배관으로 별도로 구분되는 개념이다.

액화석유가스용 강제용기의 스커트를 고압가스용기용 강판 및 강대 SG 295 이상의 재료로 제조하는 경우, 내용적 25L 이상 50L 미만인 용기는 스커트 두께를 3mm 이상으로 할 수 있다.

“상용의 상태에서 가연성가스의 농도가 연속해서 폭발하한계 이상으로 되는 장소”는 정상 운전 중에도 상시적으로 위험 분위기가 형성되는 곳으로, 이는 0종 장소에 대한 정의에 해당한다.
2종 장소는 밀폐 용기가 파손되는 등 이상 상태에서만 가스가 누출되거나, 환기장치 고장 시에만 위험 분위기가 형성되거나, 1종 장소 주변에서 위험 가스가 종종 침입할 우려가 있는 장소를 말한다.

고정식 압축도시가스 자동차 충전시설의 가스누출검지경보장치는 압축가스 설비 주변에 2개 이상 설치하도록 정해져 있어, “압축가스 설비 주변에 1개”라는 설명은 기준에 미달한다.
펌프 주변 1개 이상, 충전설비 내부 1개 이상, 배관 접속부마다 10m 이내 1개 설치 기준은 실제 규정과 일치한다.

가연성가스 제조설비의 전기설비는 원칙적으로 방폭성능을 갖춘 구조로 하여야 하지만, 암모니아와 브롬화메탄(브롬화메틸)은 예외적으로 방폭구조를 적용하지 않아도 되는 가스로 정해져 있다.
암모니아는 폭발범위가 좁고 최소점화에너지가 매우 커서 전기설비에서 발생하는 정도의 불꽃으로는 착화되기 어렵기 때문이다. 아세틸렌, 염화에탄, 아크릴알데히드는 모두 인화·폭발 위험이 큰 가연성가스이므로 방폭성능 구조의 전기설비를 설치해야 한다.

특정설비에 설치하는 플랜지이음매는 원칙적으로 허브플랜지를 사용해야 하지만, 설계압력이 2.0 MPa 미만으로 낮은 특정설비는 예외로 허브가 없는 형식의 플랜지를 사용할 수 있다.
설계압력이 1.0 MPa인 특정설비가 이 예외에 해당한다. 반면 설계압력이 2.5 MPa·3.0 MPa인 경우와, 설계압력이 2.0 MPa이면서 플랜지 호칭 내경이 260 mm인 경우는 모두 허브플랜지를 사용해야 하는 대상이다.

고압가스 특정제조시설에서 준내화구조 저장탱크의 온도상승방지를 위한 물분무살수장치는 저장탱크 표면적 1m²당 2.5L/분 이상의 살수능력을 갖추도록 설치한다.
이는 준내화구조 자체가 어느 정도 열저항 성능을 갖추고 있음을 고려하여, 내화구조가 아닌 저장탱크에 요구되는 살수량(1m²당 5L/분 이상)보다 완화된 기준을 적용한 것이다.

안전밸브는 그 일부가 파손되더라도 정상적으로 분출 기능을 발휘할 수 있는 구조로 하여야 한다. "일부가 파손되었을 때 분출되지 않는 구조"라는 서술은 안전밸브 본래의 안전기능과 반대되는 내용이므로 틀린 설명이다.
스프링 조정나사가 임의로 풀리지 않는 구조, 압력을 임의로 조정하지 못하도록 봉인 가능한 구조, 가연성·독성가스용 안전밸브에 개방형을 사용하지 않는 것은 모두 실제 기준에 부합하는 내용이다.

선박용 LPG 용기는 용기 상단부에 폭 2cm의 백색 띠를 두 줄로 표시하도록 정하고 있다. 따라서 하단부에 한 줄로 표시한다는 서술은 틀린 내용이다.
가연성가스 용기의 빨간색 테두리·검정색 불꽃모양 표시, 독성가스 용기의 빨간색 테두리·검정색 해골모양 표시, 내용적 2L 미만 용기의 표시를 제조자가 정하도록 한 것은 모두 실제 기준과 일치한다.

플레어스택은 정상 연소 시 바로 밑의 지표면에 미치는 복사열이 4000 kcal/m²·h 이하가 되도록 설치 높이를 정한다. 이는 작업자나 주변 시설이 복사열로 인한 피해를 입지 않도록 하기 위한 기준이다.

사업소 안전관리자가 상주하는 현장사무소 상호간에 설치하는 통신설비로는 구내전화, 구내방송설비, 인터폰, 페이징설비 등 사업소 내 고정된 지점 간 연락 수단이 규정되어 있다.
휴대용 확성기는 사업소 안 전체에 대한 통보용 등으로 쓰이는 별도의 통신 수단으로, 현장사무소 상호간 통신설비로 규정된 항목은 아니다.

불화수소(HF)는 무색의 자극성 기체로 물에 녹아 강산(불화수소산)을 형성하며, 그 자체는 불연성이다. 따라서 "황색기체이다"라는 설명은 사실과 다르다.
강산, 불연성, 자극적 냄새라는 나머지 설명은 불화수소의 실제 성질과 일치한다.

고압가스 운반 시 운반책임자를 동승시켜야 하는 기준은 가스의 종류(가연성·조연성·독성)와 상태(압축·액화)에 따라 다르게 정해져 있으며, 액화 조연성가스는 적재량이 6000kg 이상인 경우 운반책임자를 동승시켜야 한다.

고압가스 운반 중 사고가 발생하여 가스가 착화된 경우, 용기 파열 등의 위험이 있다고 인정될 때는 소화하지 않고 즉시 안전한 장소로 대피한 후 관계기관에 신고하는 것이 원칙이다. 따라서 "소화한다"는 서술은 틀린 내용이다.
부근의 화기 제거, 독성가스 누출 시 제독조치, 비상연락망을 통한 관계업소 원조 요청은 실제 응급조치 기준에 해당한다.

공학에서 사용하는 단위계는 크게 절대단위계, 중력단위계, 공학단위계로 분류되며, "실제단위계"라는 명칭의 단위계 구분은 존재하지 않는다.

압력 단위 환산에서 $1\ kgf/cm^2 = 10000\ kgf/m^2$이고, 물의 비중량이 $1000\ kgf/m^3$이므로 수주 높이는 $10000/1000=10$m, 즉 $1\ kgf/cm^2 \approx 10$ mAq이다.
따라서 $5\ kgf/cm^2 \times 10 = 50$ mAq가 된다.

열팽창계수가 서로 다른 두 금속판을 맞붙여 온도 변화에 따라 휘어지는 정도의 차이를 이용해 온도를 측정하는 것은 바이메탈온도계이다.
저항온도계는 금속의 전기저항 변화를, 열전대온도계는 열기전력을, 광고온계는 물체가 방출하는 빛의 파장·밝기를 이용하는 방식으로 원리가 다르다.

바이메탈온도계는 열팽창 차이를 이용하는 접촉식 온도계이며, 비접촉식 온도계에는 방사온도계와 광온도계가 해당한다. 따라서 바이메탈온도계를 비접촉식으로 분류한 설명은 틀렸다.
기체온도계가 대표적인 1차 온도계라는 점, 접촉식이 열팽창·전기저항·열기전력을 이용한다는 점, 유리온도계가 수은식과 유기성 액체식으로 구분된다는 점은 모두 옳은 설명이다.

물의 질량은 $13.1682-11.6125=1.5557$ g이고, 물의 밀도가 $0.99823\ g/cm^3$이므로 용기의 부피는 $1.5557/0.99823 \approx 1.5585$ cm³이다.
시료의 질량은 $12.8749-11.6125=1.2624$ g이므로, 시료의 밀도는 $1.2624/1.5585 \approx 0.810$ g/cm³이 된다.

연당지(초산납 시험지)는 황화수소(H₂S) 검지에 사용되며, 접촉 시 흑변 반응을 나타낸다. 시안화수소(HCN)의 검지에는 초산벤젠지가 사용되므로 "연당지-HCN" 연결은 틀렸다.
KI전분지는 NO₂ 검지에, 염화파라듐지는 CO 검지에, 염화제일동 착염지는 아세틸렌(C₂H₂) 검지에 사용되는 것이 맞는 조합이다.

부르동관, 벨로우즈, 다이어프램 압력계는 모두 압력을 받아 탄성체가 변형되는 변위량을 측정 원리로 이용하는 탄성식 압력계이다.
반면 링밸런스식 압력계는 링 내부에 봉입된 액체(봉액)의 이동에 따른 힘의 균형을 이용하는 액주식 압력계로, 탄성 변위를 이용하는 방식이 아니다.

리셋률(reset rate)은 매분당 적분동작에 의한 조작신호 변화를 비례동작에 의한 변화로 나눈 값으로 정의되며, 이는 적분시간의 역수에 해당한다. 미분동작을 기준으로 정의했다는 설명은 틀렸다.
비례동작에 의한 조작신호의 변화를 적분동작만으로 일으키는 데 필요한 시간을 적분시간이라 하고, 조작신호가 동작신호의 미분값에 비례하는 것을 레이트 동작(rate action)이라 하며, 미분동작에 의한 변화가 비례동작에 의한 변화와 같아질 때까지의 시간을 미분시간이라 하는 것은 옳은 설명이다.

오리피스미터는 관 내에 설치한 오리피스 전후의 차압을 이용해 유량을 구하는 방식으로, 오리피스를 통과하면서 압력손실이 발생하며 정확도도 상대적으로 낮은 편이다. 따라서 "압력손실이 없어 정확하다"는 설명은 틀렸다.
습식 가스미터가 정확도가 높다는 점, 다이어프램식이 가정용에 적합하다는 점, 루트미터가 회전자식으로 고속회전이 가능하다는 점은 실제 특성과 일치한다.

가스계량기는 진동이 적고 습도가 낮으며 화기와 2m 이상 떨어진 장소에 설치하되, 설치 높이는 바닥으로부터 1.6m 이상 2m 이내에 수직·수평으로 유지하도록 정하고 있다. "2.5m 이상"이라는 설명은 이 기준을 벗어나 틀렸다.

제시된 두 설명 중 부동(不動)에 대한 설명은 옳다. 부동은 가스는 계량기를 통과하는데 지침이 움직이지 않는 고장을 말한다. 계량막의 파손, 밸브의 탈락, 밸브와 밸브시트 사이의 누설, 지시장치의 기어 불량 등이 원인이 되며, 통과한 가스량이 지침에 전달되지 않아 요금이 계상되지 않는다.
누설에 대한 설명은 틀렸다. 여기서 제시한 "계량막 밸브와 밸브시트 사이, 패킹부 등에서 새는 것"은 가스가 계량 경로를 우회해 지나가면서 계량값이 실제보다 적게 나오는 현상으로, 이는 기차(器差) 불량의 대표적인 원인에 해당한다.
가스미터에서 말하는 누설은 계량기의 기밀이 깨져 가스가 계량기 밖으로 새어 나가는 것을 가리키므로 성격이 다르다. 따라서 두 설명 중 부동에 관한 것만 옳다.

열전대온도계는 서로 다른 두 금속을 접합하여 온도차에 따라 기전력이 발생하는 제백효과를 기본 원리로 하며, 전류가 흐를 때 접점에서 열의 흡수·발생이 일어나는 펠티에효과와 하나의 금속 도체 내에서 온도 구배에 의해 기전력이 생기는 톰슨효과도 관련된 열전현상이다.
틴들효과는 콜로이드 입자에 의한 빛의 산란 현상으로 열전대와는 무관한 광학적 현상이다.

산소(O₂)는 대표적인 상자성체 기체로 자장에 흡인되는 성질을 가지며, 이 성질을 이용한 자기식 산소 분석계(자기풍 방식 등)로 산소 농도를 측정한다.

비례동작(P동작)은 구조가 간단하고 응답이 빠르지만 정상상태에서 잔류편차, 즉 오프셋이 발생하는 특성이 있어 부하변화가 크지 않은 프로세스에 주로 적용된다.
적분동작은 오프셋을 제거할 수 있고, 미분동작은 오차의 변화율에 대응하는 보정동작으로 오프셋과 직접 관련되지 않는다.

오르자트법(Orsat법)에 의한 기체 분석에서 산소(O₂)는 알칼리성 피로갈롤 용액에 흡수시켜 정량한다.
KOH 용액은 CO₂ 흡수에, 암모니아성 염화구리 용액은 CO 흡수에 사용되는 등 각 성분별로 서로 다른 흡수제를 순차적으로 사용하는 것이 오르자트법의 특징이다.

비중의 기준이 되는 표준물질인 순수한 물은 밀도가 가장 큰 4℃, 1기압에서의 밀도를 기준으로 비중을 1로 정의한다. 0℃를 기준으로 한다는 설명은 틀렸다.
밀도가 단위체적당 질량이라는 정의, 비중이 두 물질의 밀도비로 무차원수라는 점, 밀도의 단위가 N·s²/m⁴(=kg/m³)로 표현될 수 있다는 점은 모두 옳은 설명이다.

열전도도검출기(TCD)는 운반기체의 흐름속도가 지나치게 크면 오히려 열손실 특성이 달라져 감도가 떨어지고 측정이 불안정해질 수 있으므로, 흐름속도를 일정하게 유지하는 것이 중요하지 무조건 높은 흐름속도를 유지하는 것이 바람직한 것은 아니다.
필라멘트에 전류를 공급하기 전 운반기체를 먼저 흘려보내는 것, 필라멘트와 검출실 내벽 온도를 적정하게 유지하는 것은 실제 측정 시 지켜야 할 유의사항이다.

정오차(static error)는 측정량이 시간에 따라 변동하지 않는 정상상태에서 나타나는 계측기의 오차를 의미하며, 측정량이 변동할 때 지시값과 참값 사이에 생기는 차이는 동오차(동적오차)에 해당한다.

패러데이(Faraday) 법칙은 전기분해 시 흐른 전기량과 석출(반응)된 물질량 사이의 비례관계를 나타내며, 이 원리를 이용해 시료 중 성분량을 전기량으로부터 정량하는 기기분석법이 전기량법(coulometry)이다.

기체 크로마토그래피의 충전 담체는 시료 성분과 반응하지 않도록 화학적으로 비활성(불활성)인 물질이 적합하며, 화학적으로 활성을 띠는 물질을 사용하면 시료와 반응하여 분리 성능이 저하될 수 있다. 따라서 "화학적으로 활성을 띠는 물질이 좋다"는 설명은 틀렸다.
큰 표면적을 가진 미세한 분말, 균등한 입자크기, 충전 전 비휘발성 액체로 피복하는 것은 담체의 바람직한 조건에 해당한다.