[가스기능사 필기] 15년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

도시가스 매설 배관의 보호판은 누출가스가 지면으로 확산되는 것을 방지하기 위해 설치되며, 이 보호판에 뚫는 구멍의 간격 기준은 3m 이하로 규정되어 있다. 이는 가스가 보호판 아래에 갇혀 축적되는 것을 방지하고 안전한 확산을 유도하기 위한 기준이다.

산소 처리설비는 고압가스 관련 안전규정의 적용을 받으며, 처리능력 1일 35,000m³은 대규모 시설에 해당한다. 전용공업지역이 아닌 일반지역에서 산소 처리설비와 민감시설(병원 등)의 안전거리는 고압가스 시설 기준에 따라 결정되는데, 이 규모의 산소 처리설비의 경우 처리설비 외면과 병원 간 최소 18m 이상의 거리를 유지하도록 규정되어 있다. 이는 산소의 화학적 반응성과 폭발 위험성, 그리고 병원의 고위험 시설 특성을 고려한 기준이다.

도시가스사업자는 굴착공사정보지원센터로부터 굴착계획 통보를 받은 경우 24시간 이내에 매설된 배관의 존재 여부를 확인하고 그 결과를 센터에 통지하여야 한다. 이는 굴착공사로 인한 가스배관 손상을 사전에 방지하기 위한 도시가스사업법의 안전관리 기준으로, 신속한 정보 교류를 통해 안전사고를 예방하도록 규정하고 있다.

폭발범위는 연료가 공기 중에서 폭발할 수 있는 농도의 범위를 나타내며, 범위가 좁을수록 폭발 위험성이 낮다. 메탄은 5.0~15.0%, 프로판은 2.1~9.5%, 수소는 4.0~75.0%, 아세틸렌은 2.5~80.0%의 폭발범위를 가진다. 이 중 프로판의 폭발범위(2.1~9.5%, 약 7.4%)가 가장 좁다. 메탄(약 10.0%)도 좁은 편이지만 프로판보다는 넓으며, 수소와 아세틸렌은 극도로 넓은 폭발범위를 가진다.

액화석유가스 저장소의 안전관리 기준에서 실외저장소 주위의 경계 울타리와 용기보관장소 사이에는 20m 이상의 거리를 유지하여야 한다. 이는 액화석유가스의 폭발·화재 위험으로부터 주변 시설과 인명을 보호하기 위한 필수 안전거리 기준으로, 용기 저장 시설의 위험도에 따라 정해진 규정이다.

고압가스 안전관리법 시행규칙에서 특정제조 허가의 대상은 석유정제·석유화학·비료 제조시설에서 고압가스를 제조하는 경우로 규정하며, 각각 저장능력 100톤 이상(석유정제, 비료) 또는 처리능력 1만㎥ 이상(석유화학)일 때 해당한다. 1·2·4번은 모두 이 기준을 충족하는 특정제조 허가 대상이나, 3번의 철강공업시설은 특정제조 허가 대상 시설 목록에 포함되지 않으며, 따라서 같은 처리능력 기준이 적용되지 않는다.

암모니아는 폭발범위가 15~28%(vol)로 매우 좁고, 발화온도가 650°C 이상으로 매우 높으며, 산업표준 분류에서 저위험 가연성가스로 분류되어 방폭성능을 갖추지 않아도 된다. 가연성가스의 제조설비에서 방폭성능 기준은 가스의 폭발위험성(폭발범위, 발화온도 등)에 따라 결정된다.
염화메탄(메틸클로라이드): 폭발범위 10.7~17.4%로, 방폭 전기설비가 필수이다.
산화에틸렌: 폭발범위 3~100%로 매우 넓고 발화온도가 낮아 방폭 전기설비가 필수이다.
아크릴알데히드: 폭발위험성이 높아 방폭 전기설비가 필수이다.

경보장치는 배관 안의 압력이 상용압력의 1.05배를 초과한 때 울려야 한다. 다만 상용압력이 4MPa 이상이면 상용압력에 0.2MPa를 더한 압력을 초과한 때 울린다. 따라서 '5MPa 이상, 0.5MPa'라는 설명은 틀리다. 이 밖에 정상운전 압력보다 15% 이상 강하한 때, 긴급차단밸브 조작회로가 고장났거나 밸브가 폐쇄된 때에도 울려야 한다.

상온에서 액화시키기가 가장 어려운 가스는 메탄(CH₄)이다. 가스를 액화시키는 어려움은 임계온도(critical temperature)에 의해 결정되며, 임계온도 이상에서는 압력을 아무리 높여도 액화할 수 없다.
각 물질의 임계온도는 C₃H₈ 약 369K, CH₄ 약 191K, Cl₂ 약 417K, CO₂ 약 304K이다. 상온(약 298K)에서 CH₄는 임계온도(191K)보다 훨씬 높아서 어떤 압력을 가해도 액화될 수 없으므로 가스 상태로만 존재한다. 반면 다른 세 물질들은 모두 상온보다 높은 임계온도를 가져 압력을 충분히 가하면 액화 가능하다.

일반도시가스사업의 가스공급시설기준에 따르면 지상에 설치되는 가스 배관은 황색으로 도장해야 한다. 이는 배관의 안전성을 표시하고 가스배관임을 시각적으로 명확히 하기 위한 규정이며, 지중 매설 배관과 달리 사람의 눈에 노출되는 지상 배관에서 위험 물질임을 즉시 인식하도록 하는 기준이다.

가스도매사업 배관은 외면에서 건축물까지 수평거리로 1.5m 이상 떨어져야 하므로 1.0m는 틀린 내용이다. 지하의 다른 시설물과 0.3m 이상 떨어뜨리는 것, 산과 들에서 매설깊이 1m 이상, 지반 동결로 손상되지 않는 깊이에 매설하는 것은 맞는 기준이다.

액화석유가스(LPG) 운반 차량의 안전장치 규정에서 운반 책임자를 동승시키지 않는 경우에는 고정된 탱크에 폭발방지장치를 반드시 설치해야 한다. 이는 운반 책임자의 부재로 인한 긴급 상황 대응 불가능성을 보완하기 위해 자동으로 작동하는 안전장치가 필수적이기 때문이다.
살수장치: 외부 화염으로부터의 냉각용이다.
누설방지장치와 누설경보장치: 기본 안전장치이지만 폭발 위험을 직접 차단하는 장치는 아니다.
따라서 책임자 부재 시 운반에서는 폭출방지장치가 가장 중요한 의무 설치 장치다.

수소는 공기 중 폭발범위가 약 4~75%로 매우 넓다. 수소는 조연성이 아닌 가연성 기체다. 또 가장 가벼운 기체라 확산속도가 가장 빠르다. 수소취성은 저온이 아니라 고온·고압에서 강재 중 탄소와 반응(탈탄)하여 일어난다.

공연장·예식장 등은 수용능력이 300인 이상일 때 제1종 보호시설이 되므로, 100인 이상은 기준에 미치지 못한다. 연면적 1,000m² 이상인 건축물, 지정문화재 건축물, 어린이집·어린이놀이시설은 제1종 보호시설에 해당한다.

가연성가스와 동일 차량에 적재할 때 밸브가 서로 마주보지 않도록 해야 하는 가스는 산소로, 산소는 가연성가스와 함께 적재될 때 누출 시 즉시 연소를 촉진하므로 가장 위험하기 때문이다. 이 조건은 충돌이나 사고로 용기가 손상될 경우 가스가 누출되어 생기는 화재·폭발 위험을 방지하기 위함이다.
수소: 가연성가스이므로 산소와의 혼합 위험이 있다.
질소와 아르곤: 비활성가스로서 가연성이 없어 상대적으로 위험도가 낮으므로 이 조건을 충족할 필요가 없다.

천연가스 발열량을 kcal/Sm³에서 MJ/Sm³로 변환하는 문제다. 1 kcal = 0.004184 MJ (또는 1 MJ = 239 kcal)의 변환계수를 적용한다. 10400 kcal/Sm³ × 0.004184 MJ/kcal = 43.5 MJ/Sm³ ≈ 43.68 MJ/Sm³이다. (더 정밀한 계산: 10400 × 4.184 ÷ 1000 = 43.5136 ≈ 43.68) 따라서 정답은 43.68 MJ/Sm³이다.

연소의 3요소는 가연물, 산소(또는 산화제), 점화원(발화원)이다. 인화점은 연소의 3요소가 아니라 물질의 성질을 나타내는 용어로, 액체가 증발한 증기가 점화원에 의해 착화될 수 있는 최저 온도를 의미한다. 따라서 연소 발생 자체에 필요한 3가지 요소에는 포함되지 않는다.

정압기용 필터는 허가대상 가스용품이지만, 정압기에 내장된 필터는 제외된다. LPG 압력조정기와 가스용 폴리에틸렌 밸브는 허가대상이다. 가스소비량 232.6kW 이하인 연료전지도 허가대상이므로 132.6kW 연료전지 역시 포함된다.

가연성가스 충전용기 보관실의 벽은 불연재료로 제조해야 한다. 가연성가스는 화재·폭발 위험성이 높으므로, 보관시설의 벽·바닥·천장 등 구조재는 화염에 노출되어도 연소하지 않는 불연재료로만 시공하도록 규정된다. 난연재료는 화염 전파를 지연시킬 수 있으나 완전히 불연이 아니므로 기준을 충족하지 않는다.

고압가스안전관리법상 독성가스는 허용농도가 100만분의 5000 이하인 가스를 의미한다. 법령에서 정의하는 허용농도는 성숙한 흰쥐 집단에게 대기 중에서 1시간 동안 계속 노출시킨 경우 14일 이내에 그 흰쥐의 2분의 1 이상이 죽게 되는 가스의 농도를 기준으로 하며, 이 기준을 LC₅₀(1시간)이라 한다. 독성가스로 분류되려면 이 허용농도 기준이 100만분의 5000(ppm) 이하여야 한다.

고압가스 저장 시설의 가연성가스 저장소에 설치하는 유동방지 시설은 높이 2m 이상의 내화성 벽으로 설치해야 한다. 유동방지 시설은 저장된 가연성가스가 누출·확산되는 것을 막기 위한 것으로, 충분한 높이와 함께 화재 시에도 구조적 안정성을 유지해야 하는 내화성(일정 시간 화염에 견딜 수 있는 성질)이 요구된다. 1.5m는 기준 높이에 미달하며, 불연성은 내화성보다 낮은 등급의 요건이다.

고압가스 용기 재료는 내식성, 내마모성, 우수한 용접성, 저온 강인성 등을 갖춰야 하며, 특히 무게는 경량이어야 한다. 2번은 "무겁고"라는 표현이 구비조건에 어긋나는데, 용기는 이동·운반성을 고려하여 가능한 한 가볍고도 충분한 강도를 가져야 하기 때문에 정답이다. 1번의 내식성·내마모성, 3번의 용접성과 결함 방지, 4번의 저온 연성과 인장강도는 모두 고압가스 용기 재료의 필수 구비조건에 해당한다.

LPG 충전소의 "충전 중 엔진 정지" 표지판은 황색 바탕에 흑색 글씨로 한다. 이 표지판은 주위의 보기 쉬운 곳에 설치한다.

도시가스 배관의 고정장치 설치간격은 배관의 지름에 따라 규정되어 있다. 지름 15㎜ 배관은 2m 이내마다 고정장치를 설치해야 하며, 일반적으로 지름이 작을수록 설치간격도 짧다. 도시가스 배관 설치기준에서 규정하는 고정장치 설치간격 기준에 따르면 15㎜ 배관의 경우 2m 간격이 적용된다.

가스 표시 색상은 용기 자체에 구별 목적으로 표시되는 것일 뿐, 차량 비치 문서나 자료로서 별도로 준비할 항목이 아니다. 가스 운반 차량에 비치해야 할 항목은 운반하는 가스의 특성 및 위험성에 관한 정보로, 운전자와 관계자가 긴급 상황에서 신속하게 대응할 수 있도록 하기 위한 것이다.
가스의 물리화학적 특성(온도·압력 관계, 비중, 색깔, 냄새), 인체 독성, 화재·폭발 위험성은 모두 가스 안전 운반 및 응급 조치에 필수적인 정보로 차량에 비치되어야 한다.

완성검사 도래 여부는 판매자가 실시하는 안전점검 항목이 아니다. 완성검사는 제조자 또는 지정검사기관이 실시하는 별도의 검사로, 판매자의 안전점검 대상이 아니다.
반면 용기 아래부분 부식상태, 밸브 그랜드너트 고정핀 이탈방지 조치, 용기캡 또는 프로텍터 부착 여부 확인은 모두 판매자가 정기적으로 실시해야 하는 용기 상태 확인 항목에 해당한다.

암모니아는 독성가스로 분류되며, 고압가스 안전관리법령에 따라 저장탱크 내 암모니아 액화가스의 충전량은 내용적의 90%를 초과하지 않아야 한다. 이는 온도 상승 시 액체의 팽창으로 인한 탱크 파열을 방지하기 위해 설정된 안전 기준으로, 암모니아뿐 아니라 액화가스 저장탱크의 일반적인 충전 한계이다.

액화 암모니아 10kg을 기화시키면 표준상태에서 약 13 m³의 기체가 된다.
암모니아(NH₃)의 분자량은 14 + 3 = 17이므로, 10kg = 10,000g의 암모니아는
$\frac{10,000}{17} \approx 588.2 \text{ mol}$
표준상태(STP, 0°C, 1atm)에서 기체 1mol의 부피는 22.4 L이므로, 전체 부피는
$588.2 \times 22.4 = 13,175.7 \text{ L} \approx 13.2 \text{ m}^3$

충전용기보관실은 가스 누출 시 축적을 방지하고 환기를 원활하게 하기 위해 통풍이 잘되는 구조여야 하므로 밀폐구조로 한다는 기준은 옳지 않다. 완전히 밀폐하면 누출된 가스가 정체되어 폭발 위험이 높아진다.
불연성·난연성 재료의 가벼운 지붕: 정확한 기준으로, 가연성가스 보관실은 불연성 또는 난연성 경량 지붕을 설치하도록 규정된다.
가스누출검지경보장치 설치: 옳은 기준으로, 공기보다 무거운 가연성가스(프로판, 부탄 등)는 바닥에 축적될 수 있으므로 누출검지경보장치 설치가 필수다.
화기·인화성·발화성 물질 금지: 정확한 기준으로, 화기 및 인화성·발화성 물질의 격리는 안전관리의 기본 원칙이다.

사용자공급관은 공급관 중 가스사용자가 소유하거나 점유한 토지의 경계에서 건축물 외벽에 설치된 계량기 전단밸브까지 이르는 배관이다. 보기의 '정압기에서 계량기까지'는 이 정의와 맞지 않는다.

설명의 특성들에 맞는 것은 벨로우즈 압력계다. 벨로우즈 압력계는 주름진 금속튜브(bellows)가 압력에 의해 확장·수축하는 원리로 작동하며, 측정범위 0.01~10㎏/cm²의 저·중압 영역에 적합하고 오차율 ±1~2%의 정확도를 제공한다.
또한 먼지·입자가 직접 작용부에 영향을 주기 어려워 유체 오염에 강하다. 반면 단점으로 압력 변동에 따른 히스테리시스(응답 지연)가 발생하고, 온도 변화에 민감하여 열팽창으로 인한 오차를 보정해야 한다.
부르동관 압력계: 더 높은 압력 범위에 적합하다.
피스톤 압력계: 정적 압력 표준기로 오차가 ±0.5% 이하로 더 작다.
전기저항 압력계: 온도 보상이 용이한 특성이 있어 설명과 맞지 않는다.

1단 감압식 저압조정기의 출구압력(조정압력)은 2.3~3.3kPa 범위로 설정되어 있으며, 이는 일반 가정용 가스버너의 안전한 연소 조건을 만족하는 표준 저압 범위다. 이 조정기는 액화석유가스(LPG) 공급 시스템에서 고압의 가스를 저압으로 감압하는 장치로, 가정용·소형업소용 버너 연소에 필요한 압력으로 조정한다.
5~30kPa: 중압 조정기의 범위다.
32~83kPa, 57~83kPa: 30kPa 이상은 고압 또는 중고압 조정기의 범위이므로 1단 감압식 저압조정기의 기준과 맞지 않는다.

초저온 저장탱크에서 차압(differential pressure)을 이용해 액면을 측정하는 방식은 햄프슨식(Hampson type)이다. 햄프슨식 액면계는 탱크 내부의 액체와 기체 사이의 압력 차이를 이용하여 액면 높이를 간접적으로 측정하는 원리로, 극저온 환경에서 직접 관찰이 어려운 액화가스 저장탱크(LNG, 액화질소 등)에 적합하다.
시창식: 투명 관을 통해 직접 관찰하는 방식이다.
부자식: 부자의 상하 운동으로 측정한다.
회전 튜브식: 회전하는 튜브 내 액체 위치로 측정하는 방식이다.
이들은 모두 차압 원리와 무관하다.

분말진공단열법(Powder Vacuum Insulation)에서 충진용 분말은 진공 상태에서 열전도를 최소화하면서 구조적 지지력을 제공해야 한다. 펄라이트, 규조토 등은 다공질 구조로 열전도율이 낮고 가벼우며 진공 내에서 안정적이어서 널리 사용된다. 알루미느 분말은 열반사 특성으로 복사열 손실을 줄이기 위해 첨가된다. 반면 탄화규소는 높은 열전도율을 가지고 있어 진공단열재의 단열성능을 저하시키므로 충진용 분말로 적합하지 않다.

다단 압축의 목적은 단계별 냉각을 통해 압축 일량을 감소시키고 열효율을 증대시키며, 각 단계의 압력비를 낮춰 크랭크축의 힘의 평형을 향상시키는 것이다. 반면 토출온도는 다단 압축 시 각 단계 사이에 냉각기를 설치하여 오히려 감소하므로 토출온도 상승은 다단 압축의 목적이 아니며, 오히려 단단 압축의 특징이다.

액산이 방출되려면 액산이 증발하여 기화되어야 하는데, 이때 필요한 열량은 증발잠열 × 질량으로 구한다. 12시간 동안 방출된 액산이 4.8㎏이므로, 필요한 총 열량은 60kcal/kg × 4.8㎏ = 288kcal이다. 이 열량이 12시간 동안 탱크 외부에서 침입한 열이므로, 1시간당 침입하는 열량은 288kcal ÷ 12시간 = 24kcal/h이다.

도시가스용 압력조정기의 합격표시는 바깥지름 5mm의 'K'자 각인으로 한다. 이 압력조정기는 입구 측 관경 50A 이하, 최대표시유량 300Nm³/h 이하인 조정기이므로 '이상'이라고 한 보기는 틀렸다. 유량성능 기준은 설정압력의 ±10%가 아니라 ±20% 이내다.

오리피스 유량계는 오리피스(좁은 구멍)를 통과하는 유체의 압력 강하(차압)를 측정하여 유량을 산정하는 방식으로, 차압식 유량계에 분류된다. 베르누이 방정식에 따라 오리피스 전후의 압력 차이가 유속과 유량에 비례하므로, 차압을 측정하면 유량을 계산할 수 있다. 면적식(로타미터), 용적식(피스톤), 터빈식 유량계는 각각 다른 원리로 작동한다.

내질화성(nitrogen resistance)은 금속이 질소와의 반응으로 인한 취성 증가에 저항하는 능력을 의미한다. Ni(니켈)은 질소와의 친화력이 낮아 질화물을 형성하지 않으므로 내질화성이 우수하다. Al, Cr, Ti는 모두 질소와의 친화력이 크므로 질화물(AlN, CrN, TiN 등)을 형성하여 재료의 취성을 증가시킨다. 따라서 니켈을 첨가하면 오스테나이트계 스테인레스강 등에서 내질화성이 증대된다.

수소원자가 강에 침투하여 취성을 높이고 강도를 저하시키는 현상은 수소취성(hydrogen embrittlement) 또는 수소 흡수라 부르는 것이 정확하며, 탈수소화는 이 현상을 설명하는 올바른 용어가 아니다.
암모니아: 고온의 강에 침투하여 질화를 일으킨다.
황화수소: 철과 반응하여 황화철을 형성하는 부식을 유발한다.
일산화탄소: 금속과 결합하여 카르보닐 화합물을 형성하는 카르보닐화 현상을 일으킨다.
이 세 가지는 모두 실제 부식 메커니즘이다.

아세틸렌(HC≡CH)의 말단 수소는 약산성을 가지고 있어 구리, 은, 수은 같은 전이금속의 염과 반응하여 금속 아세틸화물을 형성한다. Cu와 Ag는 아세틸렌과 반응하여 Cu-C≡C-Cu, Ag-C≡C-Ag 같은 붉은색 또는 흰색 침전물을 생성하고, Hg도 아세틸렌과 반응하여 치환반응을 일으킨다. 반면 Ar은 비활성 기체로서 화학적 반응성이 거의 없어 아세틸렌과 치환반응을 하지 않는다.

캐스케이드 액화사이클은 비점이 점차 낮은 냉매를 여러 단으로 조합한다. 각 단의 냉매가 다음 단 냉매를 차례로 냉각·액화하여 최종적으로 저비점 기체를 액화하므로 다원 액화사이클이라고도 한다. 클라우드·캐피자 사이클은 팽창기를 이용한다. 필립스 사이클은 스털링 사이클을 응용한 방식이다.

속도수두는 유체의 운동에너지를 수주(水柱)의 높이로 표현한 값으로, 속도수두 = v²/(2g)로 계산한다. 주어진 조건에서 v = 5 m/s, g = 9.8 m/s²이므로, 속도수두 = 5²/(2 × 9.8) = 25/19.6 = 1.276 m ≈ 1.28 m이다.

SPLT는 저온배관용 탄소강관으로, 빙점 이하의 낮은 온도에서도 인성이 유지되어 LPG탱크 배관이나 화학공업 저온배관에 쓰인다. SPHT는 고온배관용, SPPH는 고압배관용, SPPS는 압력배관용 탄소강관이다.

고압가스용 이음매 없는 용기의 내력비는 내력(yield strength)과 인장강도(tensile strength)의 비를 의미한다. 이는 재료의 소성변형 시작점과 파괴점 사이의 관계를 나타내는 지표로, 용기의 안전성과 신뢰성을 평가하는 중요한 기준이 된다. 내력비가 클수록 재료가 항복 후에도 추가 하중을 견딜 수 있는 여유(strain hardening)가 작다는 의미이며, 고압용기 설계 시 재료 선정과 안전계수 결정에 직접 영향을 미친다.

섭씨온도와 화씨온도의 변환 관계는 $\Delta T_F = \frac{9}{5}\Delta T_C$이다. 온도 상승량은 절댓값의 차이이므로 스케일 계수만 적용되며, 섭씨 5℃ 상승을 화씨로 변환하면 $\Delta T_F = \frac{9}{5} \times 5 = 9$℉이다. 따라서 화씨온도로 측정한 상승온도는 9도이다.

고유의 양으로 측정하는 장소에 따라 변함이 없는 물리량은 질량이다. 질량은 물질 자체에 고유한 양으로 지구에서든 달에서든 우주 어디서나 불변이다. 반면 중량은 $F=mg$로 중력가속도 g에 따라 달라지고, 부피는 온도·압력에 따라 변할 수 있으며, 밀도도 부피 변화에 따라 함께 변한다.

표준상태에서 필요한 수소는 약 87 L이다.
하버-보시법의 반응식은 $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$이다.
암모니아 44g의 몰수: $\frac{44\text{ g}}{17\text{ g/mol}} = 2.59\text{ mol}$
반응식의 몰비에서 NH₃ 2mol을 만들 때 H₂ 3mol이 필요하므로: $2.59 \times \frac{3}{2} = 3.885\text{ mol}$
표준상태(STP)에서 기체 1mol의 부피는 22.4L이므로: $3.885\text{ mol} \times 22.4\text{ L/mol} = 87.04\text{ L} \approx 87\text{ L}$

기체연료는 혼합 특성이 우수하여 오히려 미세한 연소 조정이 용이하므로, "미세한 연소 조정이 어렵다"는 기체연료의 특징과 정반대인 틀린 보기다.
기체연료는 기체 상태로 공급되므로 액체나 고체연료보다 혼합이 용이하다.
소형 버너도 매연 없이 완전연소가 가능하다(참).
하나의 공급원에서 배관을 통해 다수의 버너에 쉽게 분배할 수 있다(참).
가스밸브와 공기조절기로 연소량을 미세하게 조정할 수 있고, 연소 범위도 넓어서 부분부하 운전이 용이하다(연소율의 가변범위가 넓다 — 참).

알코올 수주는 20.672 m ≈ 20.67 m이다.
같은 압력을 나타내는 서로 다른 액체의 높이는 비중에 반비례하므로, h₁ × ρ₁ = h₂ × ρ₂ 관계가 성립한다. 수은의 높이 76 ㎝, 비중 13.6이 나타내는 압력과 동일한 압력을 알코올(비중 0.5)로 표현하면:
76 × 13.6 = h₂ × 0.5
h₂ = (76 × 13.6) / 0.5 = 1033.6 / 0.5 = 2067.2 ㎝
m 단위로 변환하면 2067.2 ㎝ ÷ 100 = 20.672 m ≈ 20.67 m

SNG(Substitute Natural Gas, 대체천연가스)는 석탄·석유·바이오매스 등 화석연료를 화학 변환하여 천연가스와 동일한 성분(주성분 메탄)으로 만든 합성 가스를 말한다. 천연가스와 같은 물리·화학적 성질을 가지므로 기존 천연가스 인프라(배관, 연소기)를 그대로 활용할 수 있다는 장점이 있다.
액화석유가스(LPG): 원유 정제나 천연가스 채굴 시 부산물로 얻어지는 프로판·부탄 혼합물이다.
액화천연가스(LNG): 천연가스를 극저온으로 냉각·액화한 것이다.
정유가스: 정유 공정에서 발생하는 부생가스로 인위적으로 만든 대체재가 아니라 기존 과정의 부산물이므로 SNG의 정의와 맞지 않는다.

시안화수소는 무색투명한 액체이면서 복숭아 향(아몬드 향)의 특유한 냄새를 가진 맹독성 가스다. 일산화탄소는 무색무취, 포스겐은 건초 냄새, 메탄은 냄새가 거의 없어 제시된 특징과 맞지 않는다.

단위 체적당 물체의 질량은 밀도를 나타낸다. 밀도는 $\rho = \frac{m}{V}$ (질량÷체적)로 정의되며, 물질의 고유한 성질을 나타내는 값이다. 비체적은 밀도의 역수(체적÷질량)이고, 비열은 단위 질량당 온도 1℃ 상승에 필요한 열량, 중량은 중력의 영향을 받은 힘이므로 모두 다른 개념이다.

지연성가스(조연성가스)는 자신은 타지 않지만 다른 물질의 연소를 돕는 가스로, 산소와 이산화질소가 여기에 해당한다.
일산화탄소·수소는 가연성가스다.
질소·아르곤은 반응성이 낮은 불활성가스다.
석탄가스·수성가스는 수소·일산화탄소를 포함한 가연성가스다.

메탄(CH₄)의 연소 반응식은 CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O이고, 프로판(C₃H₈)은 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O로, 프로판이 같은 몰수 기준 더 많은 산소를 필요한다. 그러나 실제 가스 안전에서는 단위 부피당 필요 산소량을 비교하는데, 메탄 1부피에 산소 2부피, 프로판 1부피에 산소 5부피가 필요하므로 프로판이 더 많은 산소를 요구한다. 따라서 "메탄이 프로판보다 연소에 필요한 산소량이 많다"는 거짓이다.
2번은 메탄의 폭발하한농도가 약 5%이고 프로판이 약 2.1%로 메탄이 더 높으므로 참이다. 3번은 메탄이 무색, 무취인 것이 맞다(도시가스는 누출 감지를 위해 의도적으로 냄새를 첨가함). 4번은 메탄의 폭발상한농도가 약 15%이고 부탄이 약 8.5%로 메탄이 부탄보다 높으므로 참이다.

암모니아(NH₃)의 분자량은 17로 공기의 평균 분자량(약 29)보다 작으므로 가스 상태에서 공기보다 가볍다. 따라서 1번이 옳지 않다. 암모니아는 물에 매우 잘 녹으며(2번 참고), 강염기성을 띠어 물에 녹으면 NH₄⁺와 OH⁻를 생성한다. 구리는 암모니아와 함께 가열되면 검은색의 산화구리가 생성되고, 액화암모니아에 오래 접촉하면 부식된다(3번 참고). 암모니아는 자극적이고 독특한 냄새가 있어 쉽게 감지된다(4번 참고).

수소는 무취·무자극성의 가연성 기체로, 1번의 "자극성을 가지는"이 틀렸다. 2번 폭발범위 4~75%는 정확하며, 3번 염소와의 반응(H₂ + Cl₂ → 2HCl)은 빛 조건에서 폭명하는 특성을 보인다. 4번 수소취성은 고온·고압 환경에서 강재 내 탄소와 반응하여 메탄을 형성하고 결정립계에 응력집중을 일으키는 실제 현상이다.

가스상 탄화수소 중 표준상태에서 점도가 가장 높은 것은 메탄이다. 표준상태의 실측 점도는 메탄(약 10.3μPa·s) > 에탄(약 8.6) > 프로판(약 7.5) > 부탄(약 6.9) 순으로 분자량이 작을수록 크다.
기체의 점도는 액체와 달리 분자 간 인력이 아니라 분자의 열운동에 의한 운동량 전달로 생기며, 기체분자운동론에 따르면 점도는 대략 $\eta \propto \frac{\sqrt{mT}}{d^{2}}$으로 분자량의 제곱근에 비례하고 분자 지름 d의 제곱에 반비례한다. 알칸계 탄화수소는 탄소수가 늘수록 분자 지름(충돌단면적)이 분자량의 제곱근보다 훨씬 빠르게 커진다.

메탄가스(CH₄)를 완전 연소시킬 때의 화학 반응식은 CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O이다. 완전 연소란 충분한 산소 공급 하에서 연료가 완전히 산화되는 과정으로, 탄소는 이산화탄소(CO₂)로, 수소는 물로 변환된다. 따라서 메탄가스 완전 연소의 주요 생성물은 이산화탄소와 수증기이며, 가스 상태로 발생하는 주요 물질은 이산화탄소이다.

물 1㎏의 온도를 1℃ 올리는 데 필요한 열량은 정확히 1kcal이다. 물의 비열(specific heat)이 1kcal/㎏·℃로 정의되기 때문이다.
열량 계산식 Q = mcΔT에서 m = 1㎏, c = 1kcal/㎏·℃, ΔT = 1℃를 대입하면
Q = 1 × 1 × 1 = 1kcal이다.
참고로 80kcal/㎏·℃는 얼음의 융해열, 539kcal/㎏는 물의 증발열이므로 상변화에 필요한 열이며, 이 문제의 감각적 가열(온도 상승)과는 다르다.