[가스기능장 필기] 08년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

도시가스 공급시설 설치공사 신청 시에는 공사계획서·공사공정표·시공관리자의 자격을 증명할 수 있는 서류 사본 등을 첨부해야 한다.
공급조건에 관한 설명서는 수요자와의 공급계약 체결 시 사용되는 서류로, 공사 신청서의 첨부서류 목록에는 해당하지 않는다.

옥탄의 완전연소 반응은 $\mathrm{C_8H_{18} + 12.5O_2 \rightarrow 8CO_2 + 9H_2O}$이므로 연료 1[mol]당 산소 12.5[mol], 공기 $\dfrac{12.5}{0.21} \approx 59.5\,\mathrm{mol}$이 필요하다.
옥탄 분자량은 약 114이고 공기 평균분자량은 28.97이므로, 공기-연료비는 $\dfrac{59.5 \times 28.97}{114} \approx 15.1$로 계산된다.

전해액으로 수산화나트륨을 쓰든 황산을 쓰든, 물의 전기분해에서는 음극(-)에서 수소, 양극(+)에서 산소가 발생한다.
수소가 (+)극에서 나온다는 서술은 극성이 반대이고, 전기분해에는 직류가 필요하므로 교류를 통해 수소만 얻는다는 서술도 성립하지 않으며(염화나트륨 수용액이면 염소도 함께 나온다), 두 기체는 각 극에서 따로 발생하므로 혼합가스로 발생한 뒤 분리하는 것도 아니다.

등온 과정에서 이상기체의 엔트로피 변화량은 $\Delta S = \dfrac{Q}{T}$로 구한다.
절대온도는 $T = 90 + 273 = 363\,\mathrm{K}$이고 $Q = 300\,\mathrm{kcal}$이므로 $\Delta S = \dfrac{300}{363} \approx 0.826$이며, 보기의 값은 $\mathrm{kcal/(kg \cdot K)}$ 기준으로 제시된 것이다.

조정압력이 3.3kPa 이하인 조정기의 경우 안전장치 작동표준압력은 7.0kPa로 정해져 있다.
이와 함께 작동개시압력은 5.60~8.40kPa, 작동정지압력은 5.04~8.40kPa 범위로 규정되어 있어, 조정압력 대비 여유를 두고 안전장치가 동작하도록 설계된다.

배관의 신축량은 열팽창계수·관의 길이·온도차에 비례하는 관계로 정리된다.
$\Delta L = L \cdot \alpha \cdot \Delta T$ 식에서 보듯, 어느 한 인자라도 커지면 신축량도 함께 커지며 반비례 관계는 성립하지 않는다.

허가를 받지 않고 액화석유가스 충전사업, 집단공급사업, 가스용품 제조사업을 한 자는 2년 이하의 징역 또는 2천만원 이하의 벌금에 처하도록 법령에 규정되어 있다.
이는 허가 없이 안전관리 대상 사업을 영위하는 행위의 위험성을 고려해 정한 벌칙 수준이다.

보기의 네 가스는 염소, 이황화탄소, 포스겐, 암모니아다. 독성의 세기는 허용농도(TLV-TWA)가 작을수록 강하고, 그 값은 포스겐 0.1 ppm, 염소 1 ppm, 이황화탄소 10 ppm, 암모니아 25 ppm 순으로 커진다.
따라서 독성이 강한 차례는 포스겐 → 염소 → 이황화탄소 → 암모니아다. 포스겐은 극미량으로도 폐부종을 일으키는 질식성 가스여서 가장 강하고, 암모니아는 자극취가 강해 낮은 농도에서도 쉽게 감지되는 만큼 허용농도가 가장 높다.

가스충전상수를 이용해 계산하면 필요한 용기는 3개이다.
용기 1개의 최대 충전량은 $G=\dfrac{V}{C}=\dfrac{50}{1.47}\approx34.0\ \mathrm{kg}$이다.
전체 100kg을 나누면 $\dfrac{100}{34.0}\approx2.94$이므로, 소수점을 올려 용기 3개가 필요하다.

폴리트로픽 지수 $n=1$인 경우가 등온변화에 해당한다.
참고로 $n=0$이면 정압변화, $n=k$이면 단열변화, $n=\infty$이면 정적변화를 나타낸다.

계산 결과 이 공기의 점성계수는 약 1.83×10⁻⁴ poise이다.
비중량을 중력가속도로 나누면 밀도는 $\rho=\dfrac{\gamma}{g}=\dfrac{1.22}{9.8}\approx0.1245\ \mathrm{kgf\cdot s^2/m^4}$이고, 여기에 동점성계수를 곱하면 $\mu=\rho\nu\approx1.87\times10^{-6}\ \mathrm{kgf\cdot s/m^2}$이다.
$1\ \mathrm{kgf\cdot s/m^2}=98.07\ \mathrm{poise}$로 환산하면 앞의 값과 같아진다.

다이헤드식 동력나사절삭기는 관의 절단·나사절삭·거스러미 제거를 하나의 기계로 연속 처리한다.
척에 관을 물려 저속으로 회전시키면서 다이헤드가 나사가공을 수행하는 구조이기 때문이다.
오스터식은 동력으로 오스터(다이)를 돌려 나사절삭만 수행하는 방식이어서, 절단과 거스러미 제거는 별도 작업이 필요하다.
호브식은 호브를 저속 회전시켜 나사를 가공하는 전용 방식으로, 역시 절단·거스러미 제거까지 한 번에 처리하지 않는다.

에틸렌은 공업적으로 나프타를 고온에서 분해하는 나프타 열분해(크래킹) 반응으로 대량 생산한다.
수첨분해·고리화·이성화 반응은 에틸렌의 대표적인 공업적 제조 경로가 아니다.

고압가스 제조설비의 사용개시 전 점검사항에는 설비 안에 있는 내용물의 상황, 계기류·인터록의 기능, 밸브 개폐 및 맹판의 탈부착 상황, 회전기계의 윤활유 보급 상태, 설비 전반의 누출 유무, 가스가 체류하기 쉬운 곳의 농도, 비상전력 등의 준비사항 등이 들어간다.
반면 개방하는 제조설비와 다른 제조설비를 차단하는 조치는 설비를 정지시키고 개방·정비하기 위해 확인하는 사용종료 시 점검사항이므로, 사용개시 전 점검사항에는 해당하지 않는다.

부르돈관식이 고압 측정에 가장 널리 쓰이는 압력계이다.
금속관이 압력에 따라 휘어지는 탄성 변형을 이용하는 방식으로, 다른 탄성식 압력계보다 측정 가능한 압력 범위가 훨씬 넓기 때문이다.
벨로우즈식·다이어프램식·침종식은 상대적으로 낮은 압력이나 미세한 압력차 측정에 적합하다.

계산 결과 생성되는 물의 양은 약 4.2kg이다.
절대압력 140atm, 절대온도 293K로 이상기체 상태방정식을 적용하면 $n=\dfrac{PV}{RT}=\dfrac{140\times40}{0.0821\times293}\approx232.8\ \mathrm{mol}$의 수소가 충전되어 있다.
$2H_2+O_2\rightarrow2H_2O$ 반응은 수소와 물이 1:1 몰비이므로, 생성되는 물은 $232.8\times18\approx4190\ \mathrm{g}$이다.

벤젠은 아세틸렌에 수소를 첨가해서가 아니라, 아세틸렌 3분자가 고리 모양으로 결합하는 고리화(환화중합) 반응으로 얻어진다.
나머지 설명—승화성, 아세톤에 대한 높은 용해도, 연소 시 3500℃ 이상의 고온을 내는 성질—은 아세틸렌의 실제 특성과 일치한다.

나사(스크류)압축기는 용적형 압축기로, 토출측 압력이 변하더라도 회전자 형상으로 정해지는 흡입 용적이 거의 유지되어 용량 변화가 적다.
용량 조정은 오히려 까다로운 편이다.
고속 회전이 가능해 소음·진동 방지 장치가 필요하다.
고속회전 특성상 대용량에도 적합하다.

THT(테트라하이드로티오펜)는 3대 부취제 중에서도 화학적으로 매우 안정하여 산화나 중합 등의 변질이 거의 일어나지 않는 것이 특징이다.
TBM은 양파가 썩는 듯한 냄새가 나며, 석탄가스와 같은 냄새는 THT의 특징이다.
DMS는 내산화성이 약한 것이 아니라 산화에 견디는 성질이 좋은 편이며, 토양투과성도 낮지 않고 우수한 편이다.

증기압축 냉동사이클에서 팽창밸브를 지나는 과정은 교축(throttling) 과정으로, 압력과 온도는 급격히 떨어지지만 엔탈피는 변하지 않는 등엔탈피 과정이다.
압축기는 등엔트로피(단열압축), 응축기와 증발기는 등압 과정에 해당한다.

노멀라이징(불림)은 강을 오스테나이트 영역까지 가열한 뒤 공랭시켜, 냉간가공·단조 등으로 거칠어진 결정조직을 미세하고 균일하게 만들고 내부응력을 제거해 조직을 표준화하는 열처리이다.
어닐링(풀림)은 조직을 연화시키는 데, 퀜칭(담금질)은 경도를 높이는 데, 템퍼링(뜨임)은 담금질 후 인성을 보완하는 데 목적을 둔다는 점에서 구분된다.

충전장소 및 저장설비의 지붕은 폭발 등 이상사태 발생 시 압력이 쉽게 빠져나가도록 불연성·난연성 재료의 가벼운 지붕으로 시공해야 하며, 무거운 지붕은 오히려 폭발 시 파편이 멀리 비산할 위험을 키운다.
저장능력 10톤 이상 저장탱크의 폭발방지장치 설치, 방류둑 10m 이내 부속설비 외 설치 금지, 저장설비실의 강제통풍시설은 실제 시설기준과 일치한다.

구리 및 구리합금관은 미네랄이 적은 연수에는 오히려 부식되기 쉽고, 담수(민물)에는 내식성이 크다는 것이 실제 특성이므로, 이를 반대로 서술한 것은 틀린 설명이다.
물속의 미네랄 성분이 구리관 표면에 보호피막을 형성해 부식을 억제하는데, 연수는 이러한 미네랄 함량이 낮아 보호피막이 잘 형성되지 않기 때문이다.
구리관이 황산 등 산화성 산이나 산화제를 함유한 암모니아수에는 부식되고, 알칼리 수용액이나 유기화합물에는 내식성이 강하다는 설명은 맞는 내용이다.

용기부속품 기호 LG는 액화석유가스가 아니라 액화석유가스 외의 액화가스(암모니아·염소 등)를 충전하는 용기의 부속품을 가리킨다.
액화석유가스 전용 부속품은 별도로 'LPG'라는 기호로 구분하므로, LG를 액화석유가스용이라고 설명한 부분이 틀렸다.
AG(아세틸렌가스), PG(압축가스), LT(초저온·저온용기)는 각각 설명된 그대로가 맞는 기호다.

암모니아의 대표적인 공업적 제조법은 질소와 수소를 고온·고압에서 촉매 반응시키는 하버-보시(Haber-Bosch)법이다.
오스트발트법은 암모니아를 산화시켜 질산을 만드는 공정이고, 피셔-트롭시법은 합성가스로 탄화수소를 만드는 공정이며, 프리델-크라프트법은 유기화학의 알킬화·아실화 반응이라는 점에서 암모니아 합성과는 무관하다.

1단 감압식 저압조정기에서 몸통과 덮개를 몽키렌치·드라이버 등 일반공구로 분리할 수 없는 구조로 하도록 요구되는 것은 용량 10kg/h 미만인 경우이므로, '10kg/h 이상'이라고 한 서술은 기준과 맞지 않는다.
충격에 견디고 빗물이 들어가지 않는 구조일 것, 입구측에 황동선망 또는 스테인리스 강선망을 쓴 스트레이너를 내장·조립할 수 있는 구조일 것, 자동절체식 조정기에 가스공급 방향 표시기를 둘 것은 모두 압력조정기 제조 기술기준에 실제로 규정된 내용이다.

계산 결과 충격하중에 의해 늘어나는 길이는 약 1.66mm이다.
충격하중이 갑자기 작용하는 경우 정적하중일 때보다 변형량이 2배로 커진다는 점이 핵심이다.
먼저 정적 인장량을 구하면 단면적 $A=\dfrac{\pi}{4}d^2\approx9.62\ \mathrm{cm^2}$이고 $\delta_{static}=\dfrac{FL}{AE}=\dfrac{4200\times400}{9.62\times2.1\times10^6}\approx0.083\ \mathrm{cm}$이므로, $\delta_{impact}=2\times\delta_{static}\approx1.66\ \mathrm{mm}$가 된다.

암모니아 누출 확인은 리트머스시험지의 변색, 염산(HCl)과의 백연 반응, 네슬러시약의 발색 등으로 이루어진다.
진한 염산에 가까이 대면 흰색 연기(염화암모늄)가 발생한다.
적색 리트머스시험지는 암모니아의 알칼리성 때문에 청색으로 변한다.
네슬러시약은 소량일 때 황색, 다량일 때 갈색으로 변한다.
반면 석회수를 이용한 백색침전 반응은 이산화탄소 검출에 쓰이는 방법으로, 암모니아 누출 식별법에 해당하지 않는다.

보기에 열거된 네 가지 특징은 슬리브형 신축이음의 성질이다. 관이 슬리브 속을 미끄러지며 신축을 흡수하므로 신축량이 크고 그 과정에서 관에 응력이 생기지 않는다.
직선으로 이어 붙이는 구조라 설치공간이 적게 들지만, 미끄럼면을 막는 패킹재가 장기간 사용으로 마모되어 누설 우려가 있고 배관에 곡선부가 있으면 미끄럼이 어긋나 비틀림이 생긴다.
벨로우즈형은 주름관 자체가 늘어나고 줄어들며 흡수하므로 패킹재 마모라는 약점이 없다.
루프형은 관을 U자로 구부려 만들기 때문에 설치공간이 가장 많이 필요하다.
스위벨형은 엘보 두 개 이상을 조합해 회전으로 흡수하므로 직선 이음이 아니다.

고압가스 용기의 재료로 쓰는 강의 성분 한도는 탄소 0.33% 이하, 인 0.04% 이하, 황 0.05% 이하로 규정되어 있다(이음매 없는 용기는 제외).
정답 보기에 제시된 0.33%·0.04%·0.05%가 각각 이 탄소·인·황의 상한에 대응한다.
세 성분 모두 불순물이므로 '이하'로 상한을 두는 규정이며, 값이 다르거나 '이상'으로 서술된 것은 기준과 맞지 않는다.

간섭계형 가연성가스 검출기는 가스와 공기의 굴절률 차이로 생기는 간섭무늬의 이동량을 읽어 농도를 측정하며, 주로 메탄(CH₄) 측정에 사용되지만 다른 가연성가스 측정에도 적용할 수 있다.
간섭계형은 굴절률 차를 이용하는 것이지 가스 전도도의 차를 이용하는 것이 아니다.
안전등형은 탄광에서 청색 불꽃(연소염)의 길이로 메탄 농도를 판단하는 방식으로, 황색 불꽃이나 아세틸렌 농도와는 관계가 없다.
열선형은 가스 연소열에 의한 전기저항 변화(휘트스톤브리지)를 이용하는 방식으로, 리액턴스회로의 정전전류를 이용하지 않는다.

방폭 전기기기의 온도등급은 가연성가스의 발화도 범위에 따라 구분되며, 발화도 135℃ 초과 200℃ 이하인 가스는 T4 등급에 해당한다.
참고로 T3는 200℃ 초과 300℃ 이하, T5는 100℃ 초과 135℃ 이하, T6는 85℃ 초과 100℃ 이하 범위에 대응한다.

염화제일구리·염화암모늄의 염산산성 용액 속에서 시안화수소가 아세틸렌과 반응하면 생성되는 물질은 메틸아민이 아니라 아크릴로니트릴이다.
액체가 무색·투명하고 복숭아 냄새가 나는 점, 끓는점이 낮아 휘발하기 쉽고 물에 잘 녹아 약산성을 띠는 점, 중합폭발 위험 때문에 충전 후 60일이 지나기 전에 다른 용기로 옮겨 충전해야 하는 점은 시안화수소의 실제 특성과 일치한다.

지하철 등 직류 전기설비 주변에 매설된 배관은 누설된 직류 전류가 배관을 타고 흐르다 지면으로 빠져나가면서 금속을 급속히 부식시키는 미주전류부식이 가장 큰 문제가 된다.
대기부식·고온부식·응력부식균열은 각각 대기 노출, 고온 환경, 잔류응력이 주된 원인으로, 지하철 인근 매설배관의 대표적 위험요인과는 성격이 다르다.

계산 결과 10kW는 약 13.4HP에 해당한다.
$1\ \mathrm{HP}\approx0.746\ \mathrm{kW}$이므로 $10\div0.746\approx13.4$로 환산된다.

여기서 말하는 폭발하는 한계 값은 폭발하한계다. 공기 중 폭발하한은 프로판 2.1%, 아세틸렌 2.5%, 수소 4.0%, 일산화탄소 12.5%이므로 작은 것부터 프로판 → 아세틸렌 → 수소 → 일산화탄소 순서가 된다.
탄소수가 많은 프로판은 적은 부피만 섞여도 연소에 필요한 연료량이 채워져 하한이 가장 낮고, 일산화탄소는 12.5%로 상당히 짙어져야 폭발한다.
아세틸렌은 폭발범위가 2.5~81%로 네 가스 중 가장 넓지만 하한만 놓고 보면 프로판보다 높다. 범위의 넓이와 하한의 크기는 서로 다른 지표다.

왕복동식 팽창기는 피스톤이 실린더 안을 왕복하며 가스를 팽창시키는 구조여서, 흡입압력이 달라져도 대응할 수 있는 흡입압력 범위가 넓다는 것이 특징이다.
팽창비가 크면서도 실제 효율은 낮은 편이고, 처리 가스량이 많아지면 다기통 구조가 되며 실린더 내부 윤활에는 오일을 사용한다는 점은 왕복동식 팽창기의 일반적인 특성과 일치한다.

아세틸렌을 용기에 충전할 때는 분해폭발 위험을 억제하기 위해 충전 중의 압력을 2.5MPa 이하로 제한한다.
충전이 끝난 뒤에는 15℃에서 압력이 1.5MPa 이하가 되도록 온도를 낮춰 안정화시킨다는 점도 함께 알아두어야 한다.

법령상 특정고압가스로 지정된 목록에는 수소, 산소, 액화암모니아, 아세틸렌, 액화염소 등이 포함되며, 이 중 수소·산소·아세틸렌은 모두 그 목록에 속한다.
액화프로판은 특정고압가스가 아니라 액화석유가스법의 별도 관리 대상이다.
시안화수소는 특정고압가스 목록에 포함되지 않는다.
포스겐 역시 특정고압가스로 지정된 가스가 아니다.

계산 결과 동일한 피크압력이 나타나는 지점은 폭발 중심에서 50m 떨어진 위치이다.
3승근 법칙에서는 $Z=\dfrac{R}{W^{1/3}}$(환산거리)이 같으면 같은 피크압력이 나타나므로, $R_2=R_1\times\left(\dfrac{W_2}{W_1}\right)^{1/3}=100\times\left(\dfrac{125}{1000}\right)^{1/3}=100\times0.5=50$이 된다.

도시가스 품질기준상 유해성분 측정 시, 가스 $1\ \mathrm{m^3}$당 황화수소는 0.02g을 초과해서는 안 되는 것으로 정해져 있다.
참고로 같은 기준에서 암모니아는 0.2g, 황전량은 0.5g을 초과하지 않도록 별도로 규정되어 있어 서로 혼동하지 않아야 한다.

계산 결과 내부에너지는 약 41.6kcal 증가한다.
열역학 제1법칙 $\Delta U=Q-W$를 적용하되, 일의 단위를 열량 단위로 맞춰야 한다.
일의 열당량 $1\ \mathrm{kcal}=427\ \mathrm{kgf\cdot m}$를 이용하면 $W=\dfrac{10000}{427}\approx23.4\ \mathrm{kcal}$이므로, $\Delta U=65-23.4\approx41.6\ \mathrm{kcal}$가 된다.

파스칼(Pascal)은 단위 면적당 작용하는 힘으로 정의되는 압력의 SI 단위이며, $1\ \mathrm{Pa} = 1\ \mathrm{N/m^2}$로 나타낸다.
즉 힘의 단위인 $\mathrm{N}$을 넓이의 단위인 $\mathrm{m^2}$으로 나눈 형태만이 압력의 정의와 일치한다.
힘을 길이로 나눈 형태($\mathrm{N/m}$)는 단위 길이당 힘이므로 압력이 아니다.
힘을 제곱한 형태($\mathrm{N^2/m}$)는 차원부터 압력과 맞지 않는다.
$\mathrm{N}$과 압력 단위인 bar를 부피 단위($\mathrm{m^3}$)로 나눈 형태 역시 압력의 정의식과 맞지 않는다.

LP가스는 액체 상태일 때 비중이 물보다 작아 물 위에 뜨며, 물보다 가볍다는 것이 실제 특성이므로 물보다 무겁다는 서술은 사실과 반대다.
상온에서는 기체이지만 압력을 가하면 쉽게 액화되는 성질은 LP가스의 대표적 특징이다.
탄화수소 계열 가스로 연소에 다량의 공기가 필요하다는 설명도 맞다.
연소속도가 느리고 발화온도가 비교적 높다는 것도 실제 물성과 일치한다.
참고로 기체 상태의 LP가스는 공기보다 무거워 바닥에 체류하지만, 액체 상태에서는 물보다 가볍다는 점을 구분해 기억해야 한다.

초저온 액화가스 취급에서 문제가 되는 사고는 대부분 극저온 상태와 급격한 기화라는 물리적 조건에서 비롯되며, 취급 중 가스 자체가 화학적으로 변해 일어나는 사고는 상대적으로 드물다.
누출된 가스가 밀폐공간의 산소를 치환해 일어나는 질식사고는 대표적 위험 요인이다.
극저온에 의한 재료의 취성 파괴 등 물리적 변화도 주요 사고 원인이다.
기화에 따라 압력이 급격히 상승해 용기·배관이 파손되는 사고도 흔한 유형이다.
이에 비해 화학반응에 의한 변화는 초저온 액화가스 사고의 핵심 원인으로 보기 어렵다.

정압기의 유량특성은 메인밸브의 열림(리프트)과 유량 사이의 관계를 말하며, 메인밸브 개구부의 모양에 따라 다음과 같이 나뉜다.
직선형: 개구부가 장방형의 슬릿(slit) 모양일 때 나타나며, 열림과 유량이 비례한다.
2차형: 개구부가 세모꼴(V자형) 슬릿 모양일 때 나타나며, 열림에 대해 2차 곡선 형태로 유량이 변한다.
평방근형: 개구부가 접시형 메인밸브일 때 나타나며, 열림 초기에 유량이 급격히 늘어 신속히 열 필요가 있는 곳에 쓰이지만 안정성은 떨어진다.
따라서 2차형을 접시형 메인밸브와 연결지은 서술이 틀렸다. 접시형 개구부는 2차형이 아니라 평방근형에 해당한다.

도시가스사업법령상 제2종 보호시설은 주택, 그리고 사람을 수용하는 건축물로서 사실상 독립된 부분의 연면적이 100㎡ 이상 1,000㎡ 미만인 것을 말한다.
문화재보호법에 따라 지정문화재로 지정된 건축물은 제1종 보호시설이다.
아동·노인·장애인 등 사회복지사업을 위한 시설로서 수용능력 20인 이상인 건축물도 제1종 보호시설이다.
극장·교회 등 수용능력 300인 이상인 건축물 역시 제1종 보호시설로 분류된다.
즉 연면적 기준으로 정의되는 시설만이 제2종 보호시설에 해당한다.

암모니아의 제독제는 물(다량의 살수)이며, “염산 및 질산 수용액”은 암모니아의 제독제로 쓰이지 않으므로 이 조합이 옳지 않다.
염소는 가성소다 및 탄산소다 수용액, 시안화수소와 아황산가스는 가성소다 수용액을 제독제로 사용하는 것이 맞는 조합이다.

액상의 가연성가스 또는 독성가스를 저장탱크에 이입하기 위해 설치된 배관은 가스가 탱크 쪽으로만 흐르는 방향이므로, 역류방지밸브를 설치함으로써 긴급차단장치 설치를 갈음할 수 있다는 것이 실제 설치기준이다.
나머지 보기는 실제 기준과 다음과 같이 어긋난다.
긴급차단장치의 내압 성능은 상용압력의 1.1배보다 높은 수준을 요구한다.
긴급차단장치에 속하는 밸브 외의 밸브는 가스를 송출·이입하는 경우가 아니면 잠가 두어야 하며, 항상 열어 두는 것이 아니다.
가연성가스 저장탱크의 이격거리는 10cm가 아니라 외면으로부터 5m 이상이다.

이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이므로, 등온변화에서는 온도가 일정하게 유지되어 내부에너지 변화가 없다.
등압·등적변화는 온도가 변하므로 내부에너지도 변하며, 단열변화 역시 외부와 열교환은 없지만 일(work)에 의해 온도와 내부에너지가 변한다.

암모니아는 질소와 수소를 반응시켜 합성하는 가스로, 공기를 분리해서 얻는 가스가 아니다.
산소·질소·아르곤은 모두 공기를 액화·분리하는 공정에서 얻어지는 대표적인 가스다.

압축가스(아세틸렌 제외) 용기의 최고충전압력(FP)과 내압시험압력(TP) 사이에는 $TP = FP \times \dfrac{5}{3}$의 관계가 성립한다.
따라서 $FP = TP \times \dfrac{3}{5} = 2.5 \times \dfrac{3}{5} = 1.5\ \mathrm{MPa}$가 된다.

상당굽힘모멘트는 굽힘모멘트와 비틀림모멘트를 함께 받는 축의 설계에 쓰이며, $M_e = \dfrac{1}{2}\left(M_b + \sqrt{M_b^{2}+T^{2}}\right)$로 계산한다.
주어진 값을 대입하면 $\sqrt{(2\times10^{4})^{2}+(3\times10^{4})^{2}} = \sqrt{13\times10^{8}} \approx 36056$이고,
$M_e = \dfrac{1}{2}(20000+36056) \approx 28028\ \mathrm{N\cdot mm}$이다.

보냉재는 종류에 따라 사용 가능한 최저사용온도가 다르며, 폴리우레탄(경질우레탄폼)은 이 중 가장 낮은 온도 영역까지 사용할 수 있는 보냉재로 초저온 액화가스 설비에 널리 쓰인다.
탄산마그네슘은 오히려 보온(고온측)용에 가깝고, 펠트·폴리스틸렌은 사용 가능한 최저온도가 상대적으로 높아 초저온용으로는 폴리우레탄에 미치지 못한다.

샘플링검사는 로트에서 일부 시료를 뽑아 조사한 결과를 로트의 판정기준과 대조하여 그 로트 전체의 합격·불합격을 결정하는 검사 방식이다.
로트 전체를 하나하나 검사하는 전수검사와 달리, 표본을 통해 로트 단위로 판정한다는 점이 이 검사의 정의다.

품질코스트 중에서는 일반적으로 실패코스트가 가장 큰 비중을 차지한다.
실패코스트는 불량품 발생으로 인한 폐기·재작업·클레임 처리 등에 드는 비용으로, 예방·평가 활동에 드는 비용보다 규모가 커지는 경우가 많다.
품질코스트는 크게 예방코스트·평가코스트·실패코스트로 구분하며, 검사에 드는 비용은 통상 평가코스트에 포함해 다룬다.
따라서 품질코스트를 줄이려면 상대적으로 비용이 적은 예방코스트와 평가코스트에 투자를 늘려 실패코스트를 낮추는 전략이 흔히 사용된다.

비용구배(Cost slope)는 어떤 작업을 1일 단축하는 데 추가로 소요되는 비용의 증가분을 의미한다.
정상적으로 진행할 때 드는 정상비용과 최대한 단축했을 때 드는 특급비용의 차이를 단축 가능한 일수로 나누어 구하며, 일정 관리에서 어떤 작업을 우선 단축할지 판단하는 기준이 된다.
정상소요시간은 정상적인 조건에서 작업을 완료하는 데 걸리는 시간을 뜻할 뿐 비용 증가율과는 무관하다.
비용견적과 총비용은 각각 비용을 산출하거나 전체 비용을 합산한 값으로, 단축에 따른 단위 시간당 비용 증가 개념과는 다르다.

파레토도(pareto diagram)는 데이터를 항목별로 분류한 뒤 그 크기(빈도) 순서대로 막대그래프 형태로 나열해 나타낸 그림이다.
주요 원인이나 항목을 크기순으로 배열함으로써 어디에 개선 노력을 집중해야 하는지 한눈에 파악할 수 있게 해 준다.
히스토그램은 데이터의 분포 형태(도수분포)를 보여주는 그림으로 항목별 크기순 정렬과는 목적이 다르다.
특성요인도는 결과에 영향을 주는 원인들을 계통적으로 정리한 그림이며, 체크시트는 데이터를 수집·기록하기 위한 표이다.

부적합수(결점수) 관리도에서 군의 평균 부적합수는 $\bar c = \dfrac{58}{20} = 2.9$이다.
관리상한선은 $UCL = \bar c + 3\sqrt{\bar c} = 2.9 + 3\sqrt{2.9} \approx 8.01$로 계산되며,
관리하한선은 $LCL = 2.9 - 3\sqrt{2.9} < 0$으로 음수가 되므로 LCL은 고려하지 않는다.

PTS법(Predetermined Time Standard)은 모든 작업을 기본동작으로 분해한 뒤, 각 기본동작의 성질과 조건에 따라 미리 정해진 표준시간치를 적용하여 정미시간을 산정하는 방법이다.
실제로 시간을 측정하지 않고도 동작 요소별 표준시간표를 이용해 작업시간을 산출할 수 있다는 점이 특징이다.
스톱워치법은 실제 작업을 시계로 직접 측정해 시간을 구하는 방법으로 사전에 정해진 시간치를 적용하지 않는다.
WS법(워크샘플링)은 무작위 순간관측으로 작업 상태의 비율을 추정하는 방법이고, 실적자료법은 과거 실적 데이터를 근거로 시간을 산정하는 방법이다.