가스기사 필기 2017년 2회 기출문제 정답 및 해설

1번

정적비열이 1000J/㎏·K이고, 정압비열이 1200J/㎏·K인 이상기체가 압력 200kPa 에서 등엔트로피 과정으로 압력이 400kPa로 바뀐다면, 바뀐 후의 밀도는 원래 밀도의 몇 배가 되는가?

1. 1.41

2. 1.64

3. 1.78

4. 2

정답 3번

해설. ③ 등엔트로피 과정에서는 P/ρᵏ = 일정이므로 ρ₂/ρ₁ = (P₂/P₁)^(1/k)이다.
풀이: 비열비 k = Cₚ/Cᵥ = 1200/1000 = 1.2
→ ρ₂/ρ₁ = (400/200)^(1/1.2) = 2^0.833 ≒ 1.78
따라서 바뀐 후의 밀도는 원래 밀도의 약 1.78배이다.

2번

지름이 3m인 원형 기름탱크의 지붕이 평평하고 수평이다. 대기압이 1atm일 때 대기가 지붕에 미치는 힘은 몇 ㎏f인가?

1. 7.3×10²

2. 7.3×10³

3. 7.3×10⁴

4. 7.3×10⁵

정답 3번

해설. ③ 힘 = 압력 × 면적이다.
풀이: 1atm = 10332㎏f/m², A = π/4 × 3² = 7.069m²
→ F = 10332 × 7.069 ≒ 73,000㎏f ≒ 7.3×10⁴㎏f
대기압이 작아 보여도 넓은 면적에 작용하면 매우 큰 힘이 된다.

3번

절대압력이 4×10⁴㎏f/m²이고, 온도가 15℃인 공기의 밀도는 약 몇 ㎏/m³인가? (단, 공기의 기체상수는 29.27㎏f·m/㎏·K이다.)

1. 2.75

2. 3.75

3. 4.75

4. 5.75

정답 3번

해설. ③ 이상기체 상태식 P = ρRT에서 ρ = P/(RT)이다.
풀이: T = 15 + 273 = 288K
→ ρ = 40000 / (29.27 × 288) = 40000 / 8429.8 ≒ 4.75㎏/m³
(공학단위에서 P[㎏f/m²], R[㎏f·m/㎏·K]을 쓰면 ρ는 ㎏/m³로 나온다.)

4번

Stokes 법칙이 적용되는 범위에서 항력계수(drag coefficient) CD를 옳게 나타낸 것은?

1. CD = 16/Re

2. CD = 24/Re

3. CD = 64/Re

4. CD = 0.44/Re

정답 2번

해설. ② Stokes 법칙(Re < 1 정도)에서 구의 항력은 D = 3πμVd이고, 이를 항력계수로 나타내면 CD = 24/Re이다.
① 16/Re는 원관 층류의 패닝(Fanning) 마찰계수, ③ 64/Re는 원관 층류의 달시 마찰계수(f)이다.
④ 0.44는 레이놀즈수가 매우 큰 영역에서 구의 항력계수가 거의 일정해지는 값이다.

5번

다음 보기 중 Newton의 점성법칙에서 전단응력과 관련 있는 항으로만 되어 있는 것은?
a. 온도기울기
b. 점성계수
c. 속도기울기
d. 압력기울기

1. a, b

2. a, d

3. b, c

4. c, d

정답 3번

해설. ③ Newton의 점성법칙은 τ = μ(du/dy)이다.
전단응력 τ는 점성계수 μ(b)와 속도기울기 du/dy(c)에 비례한다.
온도기울기(a)는 열전달(푸리에 법칙), 압력기울기(d)는 유동을 일으키는 힘과 관계있으며 점성법칙의 항이 아니다.

6번

밀도가 1000㎏/m³인 액체가 수평으로 놓인 축소관을 마찰 없이 흐르고 있다. 단면 1에서의 면적과 유속은 각각 40cm², 2m/s이고, 단면 2의 면적은 10cm²일 때 두 지점의 압력차이(P₁ − P₂)는 몇 kPa인가?

1. 10

2. 20

3. 30

4. 40

정답 3번

해설. ③ 연속방정식과 베르누이 방정식을 함께 쓴다.
풀이: A₁V₁ = A₂V₂ → V₂ = 40 × 2 / 10 = 8m/s
수평관이므로 P₁ − P₂ = ρ(V₂² − V₁²)/2 = 1000 × (64 − 4) / 2 = 30000Pa
→ 30kPa

7번

유체역학에서 다음과 같은 베르누이 방정식이 적용되는 조건이 아닌 것은?
P/γ + V²/2g + Z = 일정

1. 적용되는 임의의 두 점은 같은 유선상에 있다.

2. 정상상태의 흐름이다.

3. 마찰이 없는 흐름이다.

4. 유체흐름 중 내부에너지 손실이 있는 흐름이다.

정답 4번

해설. ④ 베르누이 방정식은 에너지 손실이 없는 흐름에 적용되므로 내부에너지 손실(마찰손실)이 있는 흐름은 적용 조건이 아니다.
적용 조건: 같은 유선 위의 두 점(①), 정상류(②), 비점성·무마찰 흐름(③), 비압축성 유체이다.

8번

펌프에서 전체 양정 10m, 유량 15m³/min, 회전수 700rpm을 기준으로 한 비속도는?

1. 271

2. 482

3. 858

4. 1050

정답 2번

해설. ② 펌프의 비속도는 Nₛ = N√Q / H^(3/4)이다 (Q: m³/min, H: m).
풀이: √15 = 3.873, 10^(3/4) = 5.623
→ Nₛ = 700 × 3.873 / 5.623 ≒ 482

9번

어떤 유체의 운동문제에 8개의 변수가 관계되고 있다. 이 8개의 변수에 포함되는 기본차원이 질량 M, 길이 L, 시간 T일때 π정리로서 차원해석을 한다면 몇 개의 독립적인 무차원량 π를 얻을 수 있는가?

1. 3개

2. 5개

3. 8개

4. 11개

정답 2번

해설. ② 버킹엄 π정리에 따라 독립 무차원수의 개수 = 변수의 수 − 기본차원의 수이다.
풀이: 8 − 3(M, L, T) = 5개
따라서 5개의 독립적인 무차원량 π를 얻는다. (기본차원 수는 변수들에 들어 있는 M, L, T 3개이다.)

10번

비중 0.9인 액체가 지름 10㎝인 원관 속을 매분 50㎏의 질량유량으로 흐를 때, 평균속도는 얼마인가?

1. 0.118m/s

2. 0.145m/s

3. 7.08m/s

4. 8.70m/s

정답 1번

해설. ① 질량유량 ṁ = ρAV에서 V = ṁ/(ρA)이다.
풀이: ṁ = 50/60 = 0.833㎏/s, ρ = 0.9 × 1000 = 900㎏/m³
A = π/4 × 0.1² = 0.007854m²
→ V = 0.833 / (900 × 0.007854) ≒ 0.118m/s

11번

기체 수송 장치 중 일반적으로 압력이 가장 높은 것은?

1. 팬

2. 송풍기

3. 압축기

4. 진공펌프

정답 3번

해설. ③ 압축기는 토출압력이 보통 0.1MPa(1kgf/cm²) 이상으로 기체 수송 장치 중 압력이 가장 높다.
팬은 약 10kPa 미만, 송풍기(블로어)는 약 10~100kPa 정도의 낮은 압력을 만든다.
진공펌프는 대기압보다 낮은 압력을 만드는 장치이다.

12번

송풍기의 공기유량이 3m³/s일 때, 흡입 쪽의 전압이 110kPa, 출구 쪽의 정압이 115kPa이고 속도가 30m/s이다. 송풍기에 공급하여야 하는 축동력은 얼마인가? (단, 공기의 밀도는 1.2㎏/m³이고, 송풍기의 전효율은 0.8이다.)

1. 10.45kW

2. 13.99kW

3. 16.62kW

4. 20.78kW

정답 4번

해설. ④ 송풍기 전압 상승 = 출구 전압 − 흡입 전압이다.
풀이: 출구 동압 = ρV²/2 = 1.2 × 30² / 2 = 540Pa
출구 전압 = 115000 + 540 = 115540Pa → 전압 상승 ΔP = 115540 − 110000 = 5540Pa
축동력 = QΔP/η = 3 × 5540 / 0.8 = 20775W ≒ 20.78kW

13번

중량 10000㎏f의 비행기가 270km/h의 속도로 수평 비행할 때 동력은? (단, 양력(L)과 항력(D)의 비 L/D＝5이다.)

1. 1400 PS

2. 2000 PS

3. 2600 PS

4. 3000 PS

정답 2번

해설. ② 수평 등속 비행이면 양력 = 중량, 추력 = 항력이다.
풀이: D = L/5 = 10000/5 = 2000㎏f, V = 270/3.6 = 75m/s
동력 = D × V = 2000 × 75 = 150000㎏f·m/s
1PS = 75㎏f·m/s이므로 150000/75 = 2000PS

14번

지름 20㎝인 원관이 한 변의 길이가 20㎝인 정사각형 단면을 가지는 덕트와 연결되어 있다. 원관에서 물의 평균속도가 2m/s일 때, 덕트에서 물의 평균속도는 얼마인가?

1. 0.78 m/s

2. 1 m/s

3. 1.57 m/s

4. 2 m/s

정답 3번

해설. ③ 연속방정식 A₁V₁ = A₂V₂를 쓴다.
풀이: A₁ = π/4 × 0.2² = 0.03142m², A₂ = 0.2 × 0.2 = 0.04m²
→ V₂ = 0.03142 × 2 / 0.04 ≒ 1.57m/s

15번

원심펌프 중 회전차 바깥둘레에 안내깃이 없는 펌프는?

1. 벌류트 펌프

2. 터빈 펌프

3. 베인 펌프

4. 사류 펌프

정답 1번

해설. ① 벌류트 펌프는 회전차 바깥둘레에 안내깃(안내날개)이 없고 스파이럴 케이싱(벌류트)만으로 속도에너지를 압력으로 바꾼다. 주로 저양정용이다.
② 터빈 펌프(디퓨저 펌프)는 회전차 둘레에 안내깃이 있어 고양정에 쓰인다.
③ 베인 펌프는 회전식 용적형 펌프, ④ 사류 펌프는 유체가 축에 비스듬히 흐르는 펌프이다.

16번

정상유동에 대한 설명 중 잘못된 것은?

1. 주어진 한 점에서의 압력은 항상 일정하다.

2. 주어진 한 점에서의 속도는 항상 일정하다.

3. 유체입자의 가속도는 항상 0이다.

4. 유선, 유적선 및 유맥선은 모두 같다.

정답 3번

해설. ③ 정상유동은 한 점에서 유동 특성이 시간에 따라 변하지 않는 흐름(∂/∂t = 0)일 뿐, 위치가 바뀌면 속도가 달라질 수 있으므로 유체입자의 가속도(대류가속도)는 0이 아닐 수 있다.
①② 한 점의 압력·속도는 시간에 대해 일정하다.
④ 정상유동에서는 유선, 유적선, 유맥선이 모두 일치한다.

17번

공기 중의 소리속도 C는 C² = (∂P/∂ρ)ₛ로 주어진다. 이때 소리의 속도와 온도의 관계는? (단, T는 주위 공기의 절대온도이다.)

1. C ∝ √T

2. C ∝ T²

3. C ∝ T³

4. C ∝ 1/T

정답 1번

해설. ① 이상기체의 등엔트로피 과정에서 (∂P/∂ρ)ₛ = kP/ρ = kRT이다.
따라서 C = √(kRT)이고, k와 R이 일정하면 소리속도는 절대온도의 제곱근에 비례한다(C ∝ √T).

18번

그림과 같이 비중이 0.85인 기름과 물이 층을 이루며 뚜껑이 열린 용기에 채워져 있다. 물의 가장 낮은 밑바닥에서 받는 게이지 압력은 얼마인가? (단, 물의 밀도는 1000㎏/m³이다.)

1. 3.33kPa

2. 7.45kPa

3. 10.8kPa

4. 12.2kPa

정답 4번

해설. ④ 밑바닥의 게이지 압력은 각 액층 압력의 합이다.
풀이: P = ρ기름·g·h₁ + ρ물·g·h₂
= 850 × 9.8 × 0.4 + 1000 × 9.8 × 0.9
= 3332 + 8820 = 12152Pa ≒ 12.2kPa

19번

온도가 일정할 때 압력이 10㎏f/cm² abs인 이상기체의 압축률은 몇 cm²/㎏f인가?

1. 0.1

2. 0.5

3. 1

4. 5

정답 1번

해설. ① 등온과정에서 이상기체의 체적탄성계수 K는 압력 P와 같다.
압축률 β = 1/K = 1/P이다.
풀이: β = 1/10 = 0.1cm²/㎏f
(단열과정이라면 K = kP가 되어 압축률은 1/(kP)이 된다.)

20번

충격파(shock wave)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

1. 열역학 제2법칙에 따라 엔트로피가 감소한다.

2. 초음속 노즐에서는 충격파가 생겨날 수 있다.

3. 충격파 생성 시, 초음속에서 아음속으로 급변한다.

4. 열역학적으로 비가역적인 현상이다.

정답 1번

해설. ① 충격파는 비가역 과정이므로 열역학 제2법칙에 따라 충격파를 지나면 엔트로피가 증가한다. 감소한다는 설명이 틀렸다.
② 초음속 노즐(확대부)에서 배압 조건에 따라 충격파가 생길 수 있다.
③ 수직충격파를 지나면 초음속이 아음속으로 급변하고 압력·밀도·온도가 급상승한다.
④ 충격파는 비가역 현상이다.

21번

가스의 폭발등급은 안전간격에 따라 분류한다. 다음 가스 중 안전간격이 넓은 것부터 옳게 나열된 것은?

1. 수소＞에틸렌＞프로판

2. 에틸렌＞수소＞프로판

3. 수소＞프로판＞에틸렌

4. 프로판＞에틸렌＞수소

정답 4번

해설. ④ 안전간격(최대안전틈새)은 프로판(약 0.9㎜ 이상, 폭발등급 1) ＞ 에틸렌(약 0.65㎜, 2등급) ＞ 수소(약 0.29㎜, 3등급) 순이다.
안전간격이 좁을수록 화염이 틈새를 잘 통과하므로 폭발등급이 높고 위험하다. 수소, 아세틸렌, 이황화탄소, 수성가스가 가장 좁은 쪽에 속한다.

22번

프로판(C₃H₈)의 연소반응식은 다음과 같다. 프로판(C₃H₈)의 화학양론계수는?
C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

1. 1

2. 1/5

3. 6/7

4. -1

정답 4번

해설. ④ 화학양론계수는 반응물을 음(−), 생성물을 양(+)으로 나타낸다.
프로판은 반응물이고 계수가 1이므로 화학양론계수는 −1이다.
같은 방식으로 O₂는 −5, CO₂는 +3, H₂O는 +4이다.

23번

프로판가스 10㎏을 완전 연소시키는데 필요한 공기의 양은 약 얼마인가?

1. 12.1m³

2. 121m³

3. 44.8m³

4. 448m³

정답 2번

해설. ② C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O에서 프로판 44㎏당 산소 5×22.4m³가 필요하다.
풀이: 산소량 = 10 × 5 × 22.4 / 44 = 25.45m³
공기량 = 25.45 / 0.21 ≒ 121m³ (표준상태 기준)

24번

발생로 가스의 가스분석 결과 CO₂ 3.2%, CO 26.2%, CH₄ 4%, H₂ 12.8%, N₂ 53.8%이었다. 또한 가스 1Nm³ 중에 수분이 50g이 포함되어 있다면 이 발생로 가스 1Nm³을 완전 연소시키는데 필요한 공기량은 약 몇 Nm³인가?

1. 1.023

2. 1.228

3. 1.324

4. 1.423

정답 2번

해설. ② 분석값은 건조가스 기준이므로 수분을 뺀 건가스량에 대해 계산한다.
풀이: 건가스 1Nm³당 산소량 = 0.5×0.262(CO) + 2×0.04(CH₄) + 0.5×0.128(H₂) = 0.275Nm³
→ 이론공기량 = 0.275/0.21 = 1.3095Nm³
수분 50g = 0.05/18 × 22.4 = 0.0622Nm³ → 건가스 = 1 − 0.0622 = 0.9378Nm³
→ 공기량 = 1.3095 × 0.9378 ≒ 1.228Nm³

25번

파라핀계 탄화수소의 탄소수 증가에 따른 일반적인 성질변화로 옳지 않은 것은?

1. 인화점이 높아진다.

2. 착화점이 높아진다.

3. 연소범위가 좁아진다.

4. 발열량(kcal/m³)이 커진다.

정답 2번

해설. ② 탄소수가 많아질수록 착화점(발화점)은 낮아진다. 높아진다는 설명이 틀렸다.
① 분자량이 커지면 비점이 높아져 인화점이 높아진다.
③ 연소범위는 좁아지고 폭발하한도 낮아진다.
④ 체적당 발열량(kcal/m³)은 커진다.

26번

가스압이 이상 저하한다든지 노즐과 콕크 등이 막혀 가스량이 극히 적게 될 경우 발생하는 현상은?

1. 불완전 연소

2. 리프팅

3. 역화

4. 황염

정답 3번

해설. ③ 가스압이 낮아지거나 노즐·콕이 막혀 가스 분출속도가 연소속도보다 느려지면 불꽃이 버너 안으로 들어가는 역화(back fire)가 일어난다.
② 리프팅은 반대로 분출속도가 연소속도보다 빠를 때 생긴다.
① 불완전 연소, ④ 황염은 공기 부족 등이 주원인이다.

27번

다음과 같은 반응에서 A의 농도는 그대로 하고 B의 농도를 처음의 2배로 해주면 반응속도는 처음의 몇 배가 되겠는가?
2A + 3B → 3C + 4D

1. 2배

2. 4배

3. 8배

4. 16배

정답 3번

해설. ③ 질량작용의 법칙에 따라 반응속도 v = k[A]²[B]³이다.
B의 농도를 2배로 하면 v' = k[A]²(2[B])³ = 8k[A]²[B]³
따라서 반응속도는 8배가 된다. (A의 농도를 2배로 하면 2² = 4배가 된다.)

28번

오토 사이클에서 압축비(ε)가 8일 때 열효율은 약 몇 %인가? (단, 비열비[k]는 1.4이다.)

1. 56.5

2. 58.2

3. 60.5

4. 62.2

정답 1번

해설. ① 오토 사이클의 열효율은 η = 1 − (1/ε)^(k−1)이다.
풀이: η = 1 − (1/8)^0.4 = 1 − 0.4353 = 0.5647
→ 약 56.5%
압축비가 클수록, 비열비가 클수록 오토 사이클의 열효율은 높아진다.

29번

다음 중 비엔트로피의 단위는?

1. kJ/㎏·m

2. ㎏/kJ·K

3. kJ/kPa

4. kJ/㎏·K

정답 4번

해설. ④ 비엔트로피는 단위질량당 엔트로피로, 엔트로피 변화 dS = δQ/T 에서 단위가 kJ/K이고, 이를 질량으로 나눈 kJ/㎏·K이다.
① kJ/㎏·m, ② ㎏/kJ·K, ③ kJ/kPa는 엔트로피 단위가 아니다.

30번

15℃, 2㎏/cm²의 공기를 10㎏/cm²로 단열압축시킨다면 1단 압축의 경우 압축 후의 배출가스의 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 공기의 단열지수는 1.4이다.)

1. 154

2. 183

3. 215

4. 246

정답 2번

해설. ② 단열압축 후 온도는 T₂ = T₁(P₂/P₁)^((k−1)/k)이다.
풀이: T₁ = 15 + 273 = 288K, P₂/P₁ = 10/2 = 5
→ T₂ = 288 × 5^(0.4/1.4) = 288 × 1.584 = 456.2K
→ 456.2 − 273 ≒ 183℃

31번

가스버너의 연소중 화염이 꺼지는 현상과 거리가 먼 것은?

1. 공기량의 변동이 크다.

2. 점화에너지가 부족하다.

3. 연료 공급라인이 불안정하다.

4. 공기연료비가 정상범위를 벗어났다.

정답 2번

해설. ② 점화에너지 부족은 처음에 불이 붙지 않는 점화 불량의 원인이며, 연소 중 화염이 꺼지는 현상과는 거리가 멀다.
①③④ 공기량 변동, 연료 공급 불안정, 공기연료비가 연소범위를 벗어나는 경우에는 연소 중인 화염이 불안정해져 꺼질 수 있다.

32번

가스폭발의 방지대책으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 내부폭발을 유발하는 연소성 혼합물을 피한다.

2. 반응성 화합물에 대해 폭굉으로의 전이를 고려한다.

3. 안전밸브나 파열판을 설계에 반영한다.

4. 용기의 내압을 아주 약하게 설계한다.

정답 4번

해설. ④ 용기의 내압을 약하게 설계하면 폭발압력에 쉽게 파열되므로 방지대책이 아니다. 용기는 예상 폭발압력에 견디도록 충분한 강도로 설계해야 한다.
① 연소성 혼합물 형성 방지, ② 폭굉 전이 고려, ③ 안전밸브·파열판 설치는 모두 올바른 가스폭발 방지·완화 대책이다.

33번

포화증기를 일정 체적하에서 압력을 상승시키면 어떻게 되는가?

1. 포화액이 된다.

2. 압축액이 된다.

3. 과열증기가 된다.

4. 습증기가 된다.

정답 3번

해설. ③ 밀폐용기(일정 체적)의 포화증기를 가열하면 압력과 온도가 함께 올라가며, 같은 비체적에서 포화증기선 바깥 영역으로 이동하므로 과열증기가 된다.
포화액·압축액(①②)은 압력을 높이면서 체적을 줄일 때 도달하고, 습증기(④)는 열을 빼앗아 응축될 때 된다.

34번

층류예혼합화염과 비교한 난류예혼합화염의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 화염의 두께가 얇다.

2. 화염의 밝기가 어둡다.

3. 연소 속도가 현저하게 늦다.

4. 화염의 배후에 다량의 미연소분이 존재한다.

정답 4번

해설. ④ 난류예혼합화염은 난류 때문에 화염면이 두꺼우며, 화염의 배후에 다량의 미연소분이 존재한다.
① 화염의 두께가 얇다 → 두껍다.
② 화염의 밝기가 어둡다 → 휘도가 높다(밝다).
③ 연소 속도가 늦다 → 층류보다 수 배 이상 빠르다.

35번

무연탄이나 코크스와 같이 탄소를 함유한 물질을 가열하여 수증기를 통과시켜 얻는 H₂와 CO를 주성분으로 하는 기체 연료는?

1. 발생로가스

2. 수성가스

3. 도시가스

4. 합성가스

정답 2번

해설. ② 수성가스는 적열한 코크스·무연탄에 수증기를 통과시켜 C + H₂O → CO + H₂ 반응으로 얻는 가스로 H₂와 CO가 주성분이다.
① 발생로가스는 공기(또는 공기+수증기)를 불어넣어 CO와 N₂가 주성분이다.
③ 도시가스는 공급 가스의 총칭, ④ 합성가스는 화학 합성원료용 H₂·CO 혼합가스를 넓게 이르는 말이다.

36번

방폭전기기기의 구조별 표시방법 중 틀린 것은?

1. 내압방폭구조(d)

2. 안전증방폭구조(s)

3. 유입방폭구조(o)

4. 본질안전방폭구조(ia 또는 ib)

정답 2번

해설. ② 안전증방폭구조의 기호는 e이다. s는 특수방폭구조의 기호이다.
① 내압방폭구조 d, ③ 유입방폭구조 o, ④ 본질안전방폭구조 ia·ib는 옳다.
그 밖에 압력방폭구조 p, 충전방폭구조 q, 몰드방폭구조 m, 비점화방폭구조 n이 있다.

37번

연소범위는 다음 중 무엇에 의해 주로 결정되는가?

1. 온도, 압력

2. 온도, 부피

3. 부피, 비중

4. 압력, 비중

정답 1번

해설. ① 연소범위(폭발범위)는 주로 온도와 압력에 의해 결정된다.
온도가 높아지면 하한은 낮아지고 상한은 높아져 범위가 넓어진다. 압력이 높아지면 대체로 상한이 크게 올라가 범위가 넓어진다(CO, H₂는 예외적인 경향이 있다).
부피나 비중은 연소범위를 결정하는 주 요인이 아니다.

38번

수소를 함유한 연료가 연소할 경우 발열량의 관계식 중 올바른 것은?

1. 총발열량＝진발열량

2. 총발열량＝진발열량 / 생성된 물의 증발잠열

3. 총발열량＝진발열량＋생성된 물의 증발잠열

4. 총발열량＝진발열량 - 생성된 물의 증발잠열

정답 3번

해설. ③ 총발열량(고위발열량) = 진발열량(저위발열량) + 생성된 물의 증발잠열이다.
수소를 함유한 연료는 연소하면 H₂O가 생기며, 이 수증기가 응축될 때 내놓는 잠열까지 포함한 것이 총발열량, 뺀 것이 진발열량이다. 따라서 ①②④는 틀렸다.

39번

다음 확산화염의 여러 가지 형태 중 대향분류(對向噴流) 확산 화염에 해당하는 것은?

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. ④ 대향분류 확산화염은 연료 분류(jet)를 마주 오는 공기 흐름 속으로 분사하여, 분류 끝 앞쪽에 공기 쪽으로 볼록한 모양의 화염이 생기는 형태이다.
① 정지 공기 중으로 연료를 분출하는 자유분류 확산화염이다.
② 연료와 같은 방향으로 공기가 흐르는 동축류(평행류) 확산화염이다.
③ 연료와 공기가 정면으로 마주 흘러 가운데 평면 화염면이 생기는 대향류 확산화염이다.

40번

다음 중 내연기관의 화염으로 가장 적당한 것은?

1. 층류, 정상 확산 화염이다.

2. 층류, 비정상 확산 화염이다.

3. 난류, 정상 예혼합 화염이다.

4. 난류, 비정상 예혼합 화염이다.

정답 4번

해설. ④ 내연기관(가솔린 기관)의 화염은 미리 혼합된 연료·공기를 점화하므로 예혼합 화염이고, 실린더 내 흐름이 강한 난류이며, 사이클마다 점화·소멸이 반복되므로 비정상 화염이다.
따라서 난류, 비정상 예혼합 화염이 가장 적당하다.

41번

프로판의 탄소와 수소의 중량비(C/H)는 얼마인가?

1. 0.375

2. 2.67

3. 4.50

4. 6.40

정답 3번

해설. ③ 프로판(C₃H₈)의 탄소 질량 = 3 × 12 = 36, 수소 질량 = 8 × 1 = 8이다.
풀이: C/H = 36/8 = 4.5
① 0.375는 H/C 원자수비(3/8)에 해당한다.

42번

LP가스사용시설에 강제기화기를 사용할 때의 장점이 아닌것은?

1. 기화량의 증감이 쉽다.

2. 가스 조성이 일정하다.

3. 한냉 시 가스공급이 순조롭다.

4. 비교적 소량 소비 시에 적당하다.

정답 4번

해설. ④ 강제기화기는 LP가스를 열매체로 강제 가열하여 기화시키므로 대량 소비처에 적합하다. 소량 소비에는 자연기화 방식이 적당하므로 ④는 장점이 아니다.
강제기화기의 장점: 기화량 증감이 쉽고(①), 가스 조성이 일정하며(②), 한랭 시에도 공급이 순조롭고(③), 설치 면적이 작고 설비비가 절감된다.

43번

다음 각 가스의 폭발에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 아세틸렌은 조연성 가스와 공존하지 않아도 폭발할 수 있다.

2. 일산화탄소는 가연성이므로 공기와 공존하면 폭발할 수 있다.

3. 가연성 고체 가루가 공기 중에서 산소분자와 접촉하면 폭발할 수 있다.

4. 이산화황은 산소가 없어도 자기분해 폭발을 일으킬 수 있다.

정답 4번

해설. ④ 이산화황(SO₂)은 불연성의 독성가스로 산소 없이 자기분해 폭발을 일으키지 않는다. 틀린 설명이다.
① 아세틸렌은 조연성 가스 없이도 분해폭발을 일으킨다.
② 일산화탄소는 가연성(폭발범위 약 12.5~74%)이다.
③ 가연성 고체 분진은 공기 중에서 분진폭발을 일으킬 수 있다.

44번

냉동장치에서 냉매가 갖추어야할 성질로서 가장 거리가 먼 것은?

1. 증발열이 적은 것

2. 응고점이 낮은 것

3. 가스의 비체적이 적은 것

4. 단위냉동량당 소요동력이 적은 것

정답 1번

해설. ① 냉매는 증발열(증발잠열)이 커야 적은 냉매량으로 큰 냉동효과를 얻는다. 증발열이 적은 것은 냉매 조건과 거리가 멀다.
②③④ 응고점이 낮고, 증기의 비체적이 작으며, 단위냉동량당 소요동력이 적은 것이 좋은 냉매이다. 그 밖에 임계온도가 높고 화학적으로 안정해야 한다.

45번

외경과 내경의 비가 1.2 이상인 산소가스 배관 두께를 구하는 식은 다음과 같다. D는 무엇을 의미하는가?
t = (D/2) × {√((f/s + P)/(f/s − P)) − 1} + C

1. 배관의 내경

2. 배관의 외경

3. 배관의 상용압력

4. 내경에서 부식여유에 상당하는 부분을 뺀 부분의 수치

정답 4번

해설. ④ 이 식에서 D는 내경에서 부식여유에 상당하는 부분을 뺀 부분의 수치(㎜)이다.
나머지 기호: t는 배관 두께(㎜), P는 상용압력(MPa), f는 재료의 인장강도 규격 최소치나 항복점의 1.6배(N/㎟), s는 안전율, C는 부식여유 수치(㎜)이다.

46번

탄화수소에서 아세틸렌가스를 제조할 경우의 반응에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 통상 메탄 또는 나프타를 열분해함으로써 얻을 수 있다.

2. 탄화수소 분해반응 온도는 보통 500~1000℃이고 고온일수록 아세틸렌이 적게 생성된다.

3. 반응압력은 저압일수록 아세틸렌이 적게 생성된다.

4. 중축합반응을 촉진시켜 아세틸렌 수율을 높인다.

정답 1번

해설. ① 탄화수소에서 아세틸렌은 메탄이나 나프타를 고온에서 열분해하여 얻는다.
② 분해 온도는 보통 1000~3000℃이며 고온일수록 아세틸렌이 많이 생성된다.
③ 저압일수록 분해반응이 유리하여 아세틸렌이 많이 생성된다.
④ 중축합반응은 아세틸렌을 소모하므로 억제해야 수율이 높아진다.

47번

고압가스시설에 설치한 전기방식의 시설의 유지관리 방법으로 옳은 것은?

1. 관대지 전위 등은 2년에 1회 이상 점검하였다.

2. 외부전원법에 의한 전기방식시설은 외부전원점 관대지전위, 정류기의 출력, 전압, 전류, 배선의 접속은 3개월에 1회 이상 점검하였다.

3. 배류법에 의한 전기방식시설은 배류점 관대지전위, 배류기 출력, 전압, 전류, 배선 등은 6개월에 1회 이상 점검하였다.

4. 절연부속품, 역전류방지장치, 결선 등은 1년에 1회 이상 점검하였다.

정답 2번

해설. ② 외부전원법 시설의 외부전원점 관대지전위, 정류기 출력·전압·전류, 배선 접속은 3개월에 1회 이상 점검한다.
① 관대지전위 등은 1년에 1회 이상 점검한다.
③ 배류법 시설의 배류점 관대지전위, 배류기 출력 등은 3개월에 1회 이상 점검한다.
④ 절연부속품, 역전류방지장치, 결선 등은 6개월에 1회 이상 점검한다.

48번

압력조정기의 구성이 아닌 것은?

1. 캡

2. 로드

3. 슬릿

4. 다이어프램

정답 3번

해설. ③ 슬릿은 압력조정기의 구성요소가 아니다(슬릿은 버너 염공 등의 형태를 말한다).
압력조정기는 다이어프램, 스프링과 조정나사, 캡, 레버·로드, 밸브(시트), 안전장치 등으로 구성되며, 다이어프램에 걸리는 2차 압력과 스프링 힘의 균형으로 밸브 개도를 조절한다.

49번

LP가스 사용 시의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 연소기는 LP가스에 맞는 구조이어야 한다.

2. 발열량이 커서 단시간에 온도상승이 가능하다.

3. 배관이 거의 필요 없어 입지적 제약을 받지 않는다.

4. 예비용기는 필요 없지만 특별한 가압장치가 필요하다.

정답 4번

해설. ④ LP가스는 용기 내 자체 증기압으로 공급되므로 특별한 가압장치가 필요 없다. 대신 용기 교체 동안 공급이 끊기지 않도록 예비용기가 필요하다. 따라서 ④는 반대로 설명하였다.
① 연소기는 LP가스 전용 구조여야 하고, ② 발열량이 커 단시간 온도 상승이 가능하며, ③ 용기로 공급하므로 입지 제약이 적다.

50번

고압가스 제조 장치의 재료에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 상온 건조 상태의 염소가스에 대하여는 보통강을 사용해도 된다.

2. 암모니아, 아세틸렌의 배관 재료에는 구리를 사용해도 된다.

3. 저온에서는 고탄소강보다 저탄소강이 사용된다.

4. 암모니아 합성탑 내통의 재료에는 18-8 스테인리스강을 사용한다.

정답 2번

해설. ② 암모니아는 구리와 착이온을 만들어 부식시키고, 아세틸렌은 구리와 폭발성 동아세틸라이드를 만들므로 구리를 배관 재료로 사용하면 안 된다(아세틸렌은 동 함유량 62%를 넘는 동합금도 금지).
① 건조 염소는 상온에서 보통강을 침식하지 않는다.
③ 저온에서는 저온취성이 적은 저탄소강이 유리하다.
④ 암모니아 합성탑 내통에는 질화·수소취성에 강한 18-8 스테인리스강을 쓴다.

51번

LP 가스 탱크로리의 하역종료 후 처리할 작업순서로 가장 옳은 것은?
ⓐ 호스를 제거한다.
ⓑ 밸브에 캡을 부착한다.
ⓒ 어스선(접지선)을 제거한다.
ⓓ 차량 및 설비의 각 밸브를 잠근다.

1. ⓓ → ⓐ → ⓑ → ⓒ

2. ⓓ → ⓐ → ⓒ → ⓑ

3. ⓐ → ⓑ → ⓒ → ⓓ

4. ⓒ → ⓐ → ⓑ → ⓓ

정답 1번

해설. ① 하역이 끝나면 먼저 차량과 설비의 각 밸브를 잠그고(ⓓ), 호스를 제거한 뒤(ⓐ), 밸브에 캡을 부착하고(ⓑ), 마지막으로 정전기 제거용 어스선을 제거한다(ⓒ).
어스선은 작업 중 정전기를 방지하므로 모든 작업이 끝난 뒤 맨 나중에 떼어야 한다.

52번

전양정 20m, 유량 1.8m³/min, 펌프의 효율이 70%인 경우 펌프의 축동력(L)은 약 몇 마력(PS)인가?

1. 11.4

2. 13.4

3. 15.5

4. 17.5

정답 1번

해설. ① 축동력 L = γQH / (75η) [PS]이다.
풀이: Q = 1.8/60 = 0.03m³/s, γ = 1000㎏f/m³
→ L = 1000 × 0.03 × 20 / (75 × 0.7) = 600 / 52.5 ≒ 11.4PS

53번

다음 중 산소 가스의 용도가 아닌 것은?

1. 의료용

2. 가스용접 및 절단

3. 고압가스 장치의 퍼지용

4. 폭약제조 및 로켓 추진용

정답 3번

해설. ③ 고압가스 장치의 퍼지(치환)용으로는 불활성 가스인 질소 등을 사용한다. 산소는 조연성 가스라 퍼지에 쓰면 오히려 폭발 위험이 커진다.
① 의료용(호흡 보조), ② 산소-아세틸렌 가스용접·절단, ④ 액체산소를 이용한 폭약 제조와 로켓 추진제 산화제는 모두 산소의 용도이다.

54번

정압기 특성 중 정상상태에서 유량과 2차 압력과의 관계를 나타내는 특성을 무엇이라 하는가?

1. 정특성

2. 동특성

3. 유량특성

4. 작동최소차압

정답 1번

해설. ① 정특성은 정상상태에서 유량과 2차 압력의 관계를 나타내는 특성으로 오프셋, 로크업, 시프트 등으로 표시된다.
② 동특성은 부하 변동에 대한 응답의 신속성과 안정성이다.
③ 유량특성은 메인밸브 열림과 유량의 관계이다.
④ 작동최소차압은 정압기가 작동할 수 있는 최소 1·2차 압력차이다.

55번

산소제조 장치에서 수분제거용 건조제가 아닌 것은?

1. SiO₂

2. Al₂O₃

3. NaOH

4. Na₂CO₃

정답 4번

해설. ④ 탄산나트륨(Na₂CO₃)은 흡습성이 약해 건조제로 쓰지 않는다.
공기액화분리(산소제조) 장치의 수분 제거에는 실리카겔(SiO₂), 활성알루미나(Al₂O₃), 가성소다(NaOH), 소바비드, 몰레큘러시브 등을 사용한다.

56번

원유, 등유, 나프타 등 분자량이 큰 탄화수소 원료를 고온(800~900℃)으로 분해하여 10000kcal/m³ 정도의 고열량 가스를 제조하는 방법은?

1. 열분해공정

2. 접촉분해공정

3. 부분연소공정

4. 대체천연가스공정

정답 1번

해설. ① 열분해공정은 원유·중유·나프타 등 분자량이 큰 탄화수소를 800~900℃로 가열 분해하여 약 10000kcal/m³의 고열량 가스를 만드는 방법이다.
② 접촉분해공정은 촉매를 써서 수증기와 반응시켜 저열량 가스를 만든다.
③ 부분연소공정은 원료 일부를 산소·공기로 태워 그 열로 분해한다.
④ 대체천연가스공정은 천연가스와 성상이 같은 가스를 만드는 공정이다.

57번

다음 [그림]은 가정용 LP가스사용시설이다. R₁에 사용되는 조정기의 종류는?

1. 1단 감압식 저압조정기

2. 1단 감압식 중압조정기

3. 1단 감압식 고압 조정기

4. 2단 감압식 저압조정기

정답 1번

해설. ① 용기에서 나온 가스를 한 번에 2.3~3.3kPa로 낮춰 연소기에 공급하므로 1단 감압식 저압조정기이다.
1단 감압식 저압조정기는 입구압력 0.07~1.56MPa, 조정압력 2.3~3.3kPa이다.
1단 감압식 준저압조정기는 조정압력 5~30kPa, 2단 감압식은 1차용(중압)과 2차용(저압) 두 개의 조정기를 쓴다.

58번

LPG배관에 직경 0.5㎜의 구멍이 뚫려 LP가스가 5시간 유출되었다. LP가스의 비중이 1.55라고 하고 압력은 280mmH₂O로 공급되었다고 가정하면 LPG의 유출량은 약 몇 L인가?

1. 131

2. 151

3. 171

4. 191

정답 2번

해설. ② 노즐(구멍) 유출량 식 Q = 0.009D²√(h/d) [m³/h]을 쓴다 (D: ㎜, h: mmH₂O, d: 비중).
풀이: Q = 0.009 × 0.5² × √(280/1.55) = 0.00225 × 13.44 = 0.03024m³/h
5시간 유출량 = 0.03024 × 5 = 0.1512m³ ≒ 151L

59번

왕복식 압축기의 연속적인 용량제어 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 바이패스 밸브에 의한 조정

2. 회전수를 변경하는 방법

3. 흡입밸브를 폐쇄하는 방법

4. 베인 컨트롤에 의한 방법

정답 4번

해설. ④ 베인 컨트롤(흡입 안내깃 각도 조절)은 원심식(터보) 압축기의 용량제어 방법이다.
왕복식 압축기의 연속적 용량제어에는 바이패스 밸브에 의한 조정(①), 회전수 변경(②), 흡입밸브 폐쇄(③), 타임드 밸브 제어 등이 있고, 단계적 제어로는 클리어런스 밸브, 흡입밸브 강제 개방 등이 있다.

60번

금속재료에 대한 일반적인 설명으로 옳지 않은 것은?

1. 황동은 구리와 아연의 합금이다.

2. 뜨임의 목적은 담금질 후 경화된 재료에 인성을 증대시키는 등 기계적 성질의 개선을 꾀하는 것이다.

3. 철에 크롬과 니켈을 첨가한 것은 스테인리스강이다.

4. 청동은 강도는 크나 주조성과 내식성은 좋지 않다.

정답 4번

해설. ④ 청동(구리-주석 합금)은 강도가 크고 주조성과 내식성, 내마모성이 모두 좋다. '좋지 않다'는 설명이 틀렸다.
① 황동은 구리와 아연의 합금이다.
② 뜨임은 담금질한 강의 취성을 줄이고 인성을 높이는 열처리이다.
③ 철에 크롬·니켈을 넣은 합금(예: 18-8)이 스테인리스강이다.

61번

다음 연소기의 분류 중 전가스소비량의 범위가 업무용 대형 연소기에 속하는 것은?

1. 전가스소비량이 6000kcal/h인 그릴

2. 전가스소비량이 7000kcal/h인 밥솥

3. 전가스소비량이 5000kcal/h인 오븐

4. 전가스소비량이 14400kcal/h인 가스렌지

정답 2번

해설. ② 업무용 대형 연소기는 가정용보다 가스소비량이 큰 영업용 연소기로, 밥솥은 전가스소비량이 5600kcal/h를 넘으면 업무용 대형으로 분류되므로 7000kcal/h인 밥솥이 해당한다.
①③④ 그릴 6000kcal/h, 오븐 5000kcal/h, 가스레인지 14400kcal/h는 각 품목의 가정용 범위 이내이므로 업무용 대형 연소기에 속하지 않는다.

62번

다음 중 독성가스가 아닌 것은?

1. 아크릴로니트릴

2. 아크릴알데히드

3. 아황산가스

4. 아세트알데히드

정답 4번

해설. ④ 아세트알데히드는 고압가스 안전관리법 시행규칙상 가연성가스로 열거되어 있고 독성가스 목록에는 없다.
①② 아크릴로니트릴과 아크릴알데히드는 가연성이면서 독성가스이다.
③ 아황산가스(SO₂)는 독성가스이다.

63번

독성가스인 염소 500㎏을 운반할 때 보호구를 차량의 승무원 수에 상당한 수량을 휴대하여야 한다. 다음 중 휴대하지 않아도 되는 보호구는?

1. 방독마스크

2. 공기호흡기

3. 보호의

4. 보호장갑

정답 2번

해설. ② 공기호흡기는 독성가스 중 압축가스 100m³ 이상, 액화가스 1000㎏ 이상을 운반할 때 휴대하므로 염소 500㎏ 운반 시에는 휴대하지 않아도 된다.
방독마스크, 보호의, 보호장갑, 보호장화는 운반하는 독성가스의 양과 관계없이 승무원 수에 상당하는 수량을 휴대한다.

64번

온수기나 보일러를 겨울철에 장시간 사용하지 않거나 실온에 설치하였을 때 물이 얼어 연소기구가 파손될 우려가 있으므로 이를 방지하기 위하여 설치하는 것은?

1. 휴즈 메탈(fuse metal) 장치

2. 드레인(drain)장치

3. 후레임 로드(flame rod)장치

4. 물 거버너(water governor)

정답 2번

해설. ② 겨울철에 장시간 쓰지 않을 때 기기 속에 남은 물이 얼어 팽창하면 열교환기 등이 파손되므로, 물을 빼낼 수 있는 드레인(물빼기) 장치를 설치한다.
① 휴즈 메탈은 과열 시 녹아 가스를 차단하는 안전장치, ③ 플레임 로드는 화염을 감지하는 장치, ④ 물 거버너는 수압 변동에 관계없이 급수량을 일정하게 하는 장치이다.

65번

암모니아 가스의 장치에 주로 사용될 수 있는 재료는?

1. 탄소강

2. 동

3. 동합금

4. 알루미늄합금

정답 1번

해설. ① 암모니아 장치에는 주로 탄소강을 사용한다.
②③ 암모니아는 동 및 동합금과 착이온을 만들어 부식시키므로 사용할 수 없다.
④ 알루미늄합금도 암모니아(특히 수분 존재 시)에 부식될 수 있어 주 재료로 쓰지 않는다.
고온·고압에서는 질화 방지를 위해 18-8 스테인리스강을 쓴다.

66번

고압가스 안전관리법에 의한 산업통상부령으로 정하는 고압가스 관련 설비에 해당되지 않는 것은?

1. 정압기

2. 안전밸브

3. 기화장치

4. 독성가스배관용 밸브

정답 1번

해설. ① 정압기는 고압가스 관련 설비(특정설비)에 해당하지 않는다.
고압가스 안전관리법 시행규칙 제2조제5항의 고압가스 관련 설비: 안전밸브·긴급차단장치·역화방지장치, 기화장치, 압력용기, 자동차용 가스 자동주입기, 독성가스배관용 밸브, 냉동용특정설비, 고압가스용 실린더캐비닛, 자동차용 압축천연가스 완속충전설비, 액화석유가스용 용기 잔류가스회수장치, 차량에 고정된 탱크 등이다.
※ 현행 부처명(산업통상부)에 맞게 문제를 고쳤다.

67번

액화석유가스 자동차에 고정된 탱크충전시설에서 자동차에 고정된 탱크는 저장탱크의 외면으로부터 얼마 이상 떨어져서 정지하여야 하는가?

1. 1m

2. 2m

3. 3m

4. 5m

정답 3번

해설. ③ 액화석유가스 충전시설에서 자동차에 고정된 탱크는 저장탱크의 바깥 면으로부터 3m 이상 떨어져 정지해야 한다.
이는 탱크로리에서 저장탱크로 가스를 이입·충전할 때 차량 사고나 누출이 저장탱크에 번지지 않도록 하기 위한 기준이다. 저장탱크와 탱크로리 사이에 방호울타리 등을 설치한 경우는 예외로 한다.

68번

염소의 제독제로 적당하지 않은 것은?

1. 물

2. 소석회

3. 가성소다 수용액

4. 탄산소다 수용액

정답 1번

해설. ① 물은 염소의 제독제로 적당하지 않다. 염소는 물에 일부 녹아 염산과 차아염소산을 만들 뿐 충분히 중화되지 않는다.
염소의 제독제는 가성소다 수용액, 탄산소다 수용액, 소석회이다.
물은 암모니아, 산화에틸렌, 염화메탄 등 물에 잘 녹는 독성가스의 제독제로 쓴다.

69번

다음 가스 중 압력을 가하거나 온도를 낮추면 가장 쉽게 액화하는 것은?

1. 산소

2. 헬륨

3. 질소

4. 프로판

정답 4번

해설. ④ 프로판은 임계온도가 약 96.8℃로 높아 상온에서도 압력만 가하면 쉽게 액화된다.
① 산소(임계온도 약 −118℃), ② 헬륨(약 −268℃), ③ 질소(약 −147℃)는 임계온도가 매우 낮아 상온에서는 아무리 압력을 가해도 액화되지 않는 영구기체에 가깝다.
임계온도가 높을수록 액화가 쉽다.

70번

용기에 의한 액화석유가스 저장소의 자연환기설비에서 1개소 환기구의 면적은 몇 cm² 이하로 하여야 하는가?

1. 2000cm²

2. 2200cm²

3. 2400cm²

4. 2600cm²

정답 3번

해설. ③ 자연환기설비의 환기구 1개소 면적은 2400cm² 이하로 한다.
환기구의 통풍가능 면적 합계는 바닥면적 1m²마다 300cm²의 비율로 계산한 면적 이상으로 하고, 공기보다 무거운 LP가스가 잘 빠지도록 바닥면에 접하게, 2방향 이상으로 분산 설치한다.

71번

최소발화에너지에 영향을 주는 요인으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 온도

2. 압력

3. 열량

4. 농도

정답 3번

해설. ③ 열량은 최소발화에너지에 영향을 주는 요인과 거리가 멀다.
최소발화에너지(MIE)는 온도가 높을수록, 압력이 높을수록 작아지고, 농도는 화학양론 농도 부근에서 가장 작다. 또 산소 농도, 유속, 전극 간격 등에도 영향을 받는다.

72번

가스 폭발의 위험도를 옳게 나타낸 식은?

1. 위험도＝폭발상한값(%) / 폭발하한값(%)

2. 위험도＝(폭발상한값(%) - 폭발하한값(%)) / 폭발하한값(%)

3. 위험도＝폭발하한값(%) / 폭발상한값(%)

4. 위험도＝1 - (폭발하한값(%) / 폭발상한값(%))

정답 2번

해설. ② 위험도 H = (U − L) / L이다. U는 폭발상한값(%), L은 폭발하한값(%)이다.
폭발범위가 넓을수록, 하한값이 낮을수록 위험도가 커진다.
예: 수소(4~75%) H = (75 − 4)/4 ≒ 17.75, 아세틸렌(2.5~81%) H = 31.4

73번

-162℃의 LNG(메탄 : 90%, 에탄 : 10%, 액비중 : 0.46)를 1atm, 30℃로 기화시켰을 때 부피의 배수(倍數)로 맞는 것은?

1. 475배

2. 557배

3. 657배

4. 757배

정답 3번

해설. ③ 액 1m³를 기준으로 기화 후 부피를 구한다.
풀이: 액 1m³의 질량 = 0.46 × 1000 = 460㎏
평균 분자량 = 16 × 0.9 + 30 × 0.1 = 17.4 → 460/17.4 = 26.44kmol
30℃, 1atm 부피 = 26.44 × 22.4 × (303/273) ≒ 657m³
→ 약 657배

74번

산소를 취급할 때 주의사항으로 틀린 것은?

1. 산소가스 용기는 가연성가스나 독성가스용기와 분리 저장한다.

2. 각종 기기의 기밀시험에 사용할 수 없다.

3. 산소용기 기구류에는 기름, 그리스를 사용하지 않는다.

4. 공기액화 분리기 안에 설치된 액화산소통 안의 액화산소는 1개월에 1회 이상 분석한다.

정답 4번

해설. ④ 공기액화분리기(1시간 공기압축량 1천m³ 이하 제외) 안에 설치된 액화산소통 안의 액화산소는 1일 1회 이상 분석해야 한다. 1개월에 1회는 틀렸다.
① 산소는 조연성이므로 가연성·독성가스 용기와 분리 저장한다.
② 산소는 기밀시험용 가스로 쓰지 않는다.
③ 산소 기구류에 유지류가 닿으면 발화 위험이 있어 사용하지 않는다.

75번

정전기 제거설비를 정상상태로 유지하기 위한 검사항목이 아닌 것은?

1. 지상에서 접지저항치

2. 지상에서의 접속부의 접속상태

3. 지상에서의 접지접속선의 절연여부

4. 지상에서의 절선 그밖에 손상부분의 유무

정답 3번

해설. ③ 접지접속선의 '절연여부'는 검사항목이 아니다. 접지선은 전기가 잘 통해야 하므로 절연 상태가 아니라 접속 상태와 손상 여부를 확인한다.
정전기 제거설비는 지상에서 접지저항치(①), 접속부의 접속상태(②), 절선 그 밖의 손상부분의 유무(④)를 정기적으로 검사하여 기능을 유지한다.

76번

고압가스 운반 시에 준수하여야 할 사항으로 옳지 않은 것은?

1. 밸브가 돌출한 충전용기는 캡을 씌운다.

2. 운반 중 충전용기의 온도는 40℃ 이하로 유지한다.

3. 오토바이에 20㎏ LPG 용기 3개까지는 적재할 수 있다.

4. 염소와 수소는 동일 차량에 적재운반을 금한다.

정답 3번

해설. ③ LPG 충전용기를 이륜차에 적재할 수 있는 경우에도 충전량 20㎏ 이하 용기 2개 이하로 제한된다. 3개는 틀렸다.
(차량 통행이 곤란한 지역 등이고 용기운반 전용 적재함을 장착한 경우에 한한다.)
① 밸브가 돌출한 용기는 프로텍터 또는 캡을 부착한다.
② 운반 중 충전용기는 40℃ 이하로 유지한다.
④ 염소와 아세틸렌·암모니아·수소는 한 차량에 적재하지 않는다.

77번

액화석유가스 충전소의 용기 보관장소에 충전용기를 보관하는 때의 기준으로 옳지 않은 것은?

1. 용기 보관장소의 주위 8m 이내에는 석유, 휘발유를 보관하여서는 아니 된다.

2. 충전용기는 항상 40℃ 이하를 유지하여야 한다.

3. 용기가 너무 냉각 되지 않도록 겨울철에는 직사광선을 받도록 조치하여야 한다.

4. 충전용기와 잔가스용기는 각각 구분하여 놓아야 한다.

정답 3번

해설. ③ 충전용기는 항상 40℃ 이하를 유지하고 직사광선을 받지 않도록 조치해야 한다. 겨울철이라도 직사광선을 받게 하는 것은 틀렸다.
① 용기 보관장소 주위 8m(우회거리) 이내에는 화기나 인화성·발화성 물질을 두지 않는다.
② 충전용기는 40℃ 이하를 유지한다.
④ 충전용기와 잔가스용기는 각각 구분해 놓는다.

78번

독성가스 저장탱크에 부착된 배관에는 그 외면으로 부터 일정거리 이상 떨어진 곳에서 조작할 수 있는 긴급차단 장치를 설치하여야 한다. 그러나 액상의 독성가스를 이입하기 위해 설치된 배관에는 어느 것으로 갈음할 수 있는가?

1. 역화방지장치

2. 독성가스배관용밸브

3. 역류방지밸브

4. 인터록기구

정답 3번

해설. ③ 독성가스 저장탱크 배관에는 5m 이상 떨어진 곳에서 조작할 수 있는 긴급차단장치를 설치하지만, 액상의 독성가스를 이입하기 위한 배관에는 역류방지밸브로 갈음할 수 있다.
이입 배관은 탱크로 들어오는 방향으로만 흐르므로 역류방지밸브가 탱크 내용물의 역류·유출을 막아 준다.

79번

암모니아를 사용하는 A공장에서 저장능력 25톤의 저장탱크를 지상에 설치하고자 할 때 저장설비 외면으로부터 사업소외의 주택까지 안전거리는 얼마 이상을 유지하여야 하는가? (단, A공장의 지역은 전용공업지역 아님)

1. 20m

2. 18m

3. 16m

4. 14m

정답 3번

해설. ③ 암모니아는 독성·가연성가스이고, 저장능력 25톤(25000㎏)은 '2만 초과 3만 이하' 구간이다.
주택은 제2종보호시설이므로 안전거리는 16m 이상이다(제1종보호시설은 24m).
독성·가연성가스 안전거리(제1종/제2종): 1만 이하 17/12m, 1만 초과~2만 21/14m, 2만 초과~3만 24/16m, 3만 초과~4만 27/18m, 4만 초과 30/20m

80번

독성가스를 용기에 충전하여 운반하게 할 때 운반책임자의 동승기준으로 적절하지 않은 것은?

1. 압축가스 허용농도가 100만분의 200 초과 100만분의 5000 이하 : 가스량 1000m³ 이상

2. 압축가스 허용농도가 100만분의 200 이하 : 가스량 10m³ 이상

3. 액화가스 허용농도가 100만분의 200 초과 100만분의 5000 이하 : 가스량 1000㎏ 이상

4. 액화가스 허용농도가 100만분의 200 이하 : 가스량 100㎏ 이상

정답 1번

해설. ① 허용농도 100만분의 200 초과 5000 이하인 압축 독성가스는 100m³ 이상일 때 운반책임자가 동승한다. 1000m³는 틀렸다.
② 압축가스 200ppm 이하: 10m³ 이상
③ 액화가스 200ppm 초과 5000ppm 이하: 1000㎏ 이상
④ 액화가스 200ppm 이하: 100㎏ 이상
(고압가스 안전관리법 시행규칙 별표 운반책임자 동승기준)

81번

유도단위는 어느 단위에서 유도되는가?

1. 절대단위

2. 중력단위

3. 특수단위

4. 기본단위

정답 4번

해설. ④ 유도단위는 기본단위를 곱하거나 나누어 만든 단위이다. 예를 들어 속도(m/s), 넓이(m²), 힘(N = ㎏·m/s²)은 기본단위(m, ㎏, s 등)에서 유도된다.
SI 기본단위는 길이(m), 질량(㎏), 시간(s), 전류(A), 온도(K), 물질량(mol), 광도(cd)의 7개이다.

82번

Stokes의 법칙을 이용한 점도계는?

1. Ostwald 점도계

2. Falling ball type 점도계

3. Saybolt 점도계

4. Rotation type 점도계

정답 2번

해설. ② 낙구식(Falling ball type) 점도계는 액체 속에서 강구가 일정 속도로 낙하하는 시간을 재어 Stokes 법칙(항력 = 3πμVd)으로 점도를 구한다.
① Ostwald 점도계와 ③ Saybolt 점도계는 모세관·오리피스 유출 시간을 이용(하겐-푸아죄유 법칙)하고, ④ 회전식 점도계는 뉴턴의 점성법칙을 이용한다.

83번

오르자트 분석기에 의한 배기가스 각 성분 계산법 중 CO의 성분 % 계산법은?

1. 100 − (CO₂% + N₂O% + O₂%)

2. (KOH 30% 용액 흡수량 / 시료채취량) × 100

3. (알칼리성 피로갈롤용액 흡수량 / 시료채취량) × 100

4. (암모니아성 염화제일구리용액 흡수량 / 시료채취량) × 100

정답 4번

해설. ④ 오르자트 분석기에서 CO는 암모니아성 염화제일구리 용액에 흡수시키고, 흡수량을 시료채취량으로 나눈 백분율로 구한다.
② KOH 30% 용액 흡수량은 CO₂%, ③ 알칼리성 피로갈롤 용액 흡수량은 O₂%를 구하는 식이다.
N₂%는 100 − (CO₂% + O₂% + CO%)로 구한다. 흡수 순서는 CO₂ → O₂ → CO이다.

84번

에탄올, 헵탄, 벤젠, 에틸아세테이트로 된 4성분 혼합물을 TCD를 이용하여 정량분석하려고 한다. 다음 데이터를 이용하여 각 성분(에탄올 : 헵탄 : 벤젠 : 에틸아세테이트)의 중량분율(wt%)을 구하면?

성분	면적(cm²)	중량인자
에탄올	5.0	0.64
헵탄	9.0	0.70
벤젠	4.0	0.78
에틸아세테이트	7.0	0.79

1. 20 : 36 : 16 : 28

2. 22.5 : 37.1 : 14.8 : 25.6

3. 22.0 : 24.1 : 26.8 : 27.1

4. 17.6 : 34.7 : 17.2 : 30.5

정답 4번

해설. ④ 각 성분의 보정 면적 = 면적 × 중량인자이고, 중량분율은 보정 면적을 전체 합으로 나눈 값이다.
풀이: 에탄올 5.0×0.64 = 3.20, 헵탄 9.0×0.70 = 6.30, 벤젠 4.0×0.78 = 3.12, 에틸아세테이트 7.0×0.79 = 5.53, 합계 18.15
→ 3.20/18.15 = 17.6%, 6.30/18.15 = 34.7%, 3.12/18.15 = 17.2%, 5.53/18.15 = 30.5%

85번

배관의 모든 조건이 같을 때 지름을 2배로 하면 체적유량은 약 몇 배가 되는가?

1. 2배

2. 4배

3. 6배

4. 8배

정답 2번

해설. ② 체적유량 Q = AV = (πD²/4) × V이다.
다른 조건(유속)이 같을 때 지름을 2배로 하면 단면적이 2² = 4배가 되므로 체적유량도 약 4배가 된다.
차압식 유량계에서도 Q ∝ D²√ΔP이므로 같은 차압이면 유량은 지름의 제곱에 비례한다.

86번

물체의 탄성 변위량을 이용한 압력계가 아닌 것은?

1. 부르동관 압력계

2. 벨로우즈 압력계

3. 다이어프램 압력계

4. 링밸런스식 압력계

정답 4번

해설. ④ 링밸런스식(환상천평식) 압력계는 링 속 봉입액의 압력차에 의한 회전 모멘트를 이용하는 액주식 계열의 압력계로, 탄성 변위를 이용하지 않는다.
①②③ 부르동관, 벨로우즈, 다이어프램 압력계는 압력에 의한 탄성체의 변형(변위)을 이용하는 탄성식 압력계이다.

87번

가스미터의 설치장소로 적당하지 않은 것은?

1. 수직, 수평으로 설치한다.

2. 환기가 양호한 곳에 설치한다.

3. 검침, 교체가 용이한 곳에 설치한다.

4. 높이가 200㎝ 이상인 위치에 설치한다.

정답 4번

해설. ④ 가스미터(계량기)는 바닥으로부터 1.6m 이상 2m 이내에 수직·수평으로 설치하므로 200㎝ 이상 높이는 적당하지 않다.
(보호상자 안에 설치하는 경우 등은 높이 제한의 예외가 있다.)
①②③ 수직·수평 설치, 환기가 양호한 곳, 검침·교체·점검이 쉬운 곳에 설치한다.

88번

실내공기의 온도는 15℃이고, 이 공기의 노점은 5℃로 측정되었다. 이 공기의 상대습도는 약 몇 %인가? (단, 5℃, 10℃ 및 15℃의 포화수증기압은 각각 6.54mmHg, 9.21mmHg, 및 12.79mmHg이다.)

1. 46.6

2. 51.1

3. 71.0

4. 72.0

정답 2번

해설. ② 노점 5℃이면 실제 수증기압은 5℃의 포화수증기압(6.54mmHg)과 같다.
상대습도 = 실제 수증기압 / 실내온도의 포화수증기압 × 100
풀이: 6.54 / 12.79 × 100 ≒ 51.1%

89번

유독가스인 시안화수소의 누출탐지에 사용되는 시험지는?

1. 연당지

2. 초산벤지딘지

3. 하리슨씨 시험지

4. 염화 제1구리 착염지

정답 2번

해설. ② 시안화수소(HCN)는 초산벤지딘지(질산구리벤지딘지)가 청색으로 변하는 것으로 검지한다.
① 연당지(초산납 시험지)는 황화수소(흑색), ③ 하리슨씨 시험지는 포스겐(심등색), ④ 염화제1구리 착염지는 아세틸렌(적색)의 검지에 쓴다.

90번

접촉식 온도계의 측정 방법이 아닌 것은?

1. 열팽창 이용법

2. 전기저항 변화법

3. 물질상태 변화법

4. 열복사의 에너지 및 강도 측정

정답 4번

해설. ④ 열복사의 에너지와 강도를 측정하는 방법은 비접촉식 온도계(방사·광고온계 등)의 원리이다.
접촉식 온도계는 열팽창(유리·바이메탈·압력식), 전기저항 변화(저항온도계·서미스터), 열기전력(열전대), 물질상태 변화(제게르콘·서모컬러) 등을 이용한다.

91번

가스크로마토그래피 분석기에서 FID(Flame Ionization Detector)검출기의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 시료를 파괴하지 않는다.

2. 대상 감도는 탄소수에 반비례한다.

3. 미량의 탄화수소를 검출할 수 있다.

4. 연소성 기체에 대하여 감응하지 않는다.

정답 3번

해설. ③ FID(수소염 이온화 검출기)는 탄화수소에 대한 감도가 매우 높아 미량의 탄화수소를 검출할 수 있다.
① 시료를 수소 불꽃에 태우므로 시료가 파괴된다.
② 감도는 탄소수에 거의 비례한다.
④ 연소하는 유기물(탄화수소)에 감응하며, H₂, O₂, CO, CO₂, H₂O 등 무기가스에는 거의 감응하지 않는다.

92번

목표값이 미리 정해진 변화를 하거나 제어순서 등을 지정하는 제어로서 금속이나 유리 등의 열처리에 응용하면 좋은 제어방식은?

1. 프로그램제어

2. 비율제어

3. 캐스케이드제어

4. 타력제어

정답 1번

해설. ① 프로그램제어는 목표값이 미리 정해진 시간적 변화(스케줄)를 따라가도록 하는 제어로, 금속·유리의 열처리로 온도제어나 자동 시퀀스 운전에 쓰인다.
② 비율제어는 두 양의 비를 일정하게, ③ 캐스케이드제어는 1차 제어기 출력으로 2차 제어기 목표값을 정하는 방식이다.

93번

고속회전이 가능하므로 소형으로 대용량 계량이 가능하고 주로 대수용가의 가스측정에 적당한 계기는?

1. 루트미터

2. 막식가스미터

3. 습식가스미터

4. 오리피스미터

정답 1번

해설. ① 루트미터(회전자식)는 두 개의 누에고치형 회전자가 고속 회전하므로 소형이면서도 대유량을 계량할 수 있어 대수용가에 적합하다. 다만 소유량(0.5m³/h 이하)에서는 부동의 우려가 있다.
② 막식가스미터는 일반 가정용, ③ 습식가스미터는 기준기·실험실용, ④ 오리피스미터는 차압식 유량계이다.

94번

광전관식 노점계에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 기구가 복잡하다.

2. 냉각장치가 필요 없다.

3. 저습도의 측정이 가능하다.

4. 상온 또는 저온에서 상점의 정도가 우수하다.

정답 2번

해설. ② 광전관식 노점계는 경면(거울면)을 냉각장치로 냉각시켜 이슬(서리)이 맺히는 순간을 광전관으로 검출하여 노점을 재므로 냉각장치가 반드시 필요하다.
① 기구가 복잡하고, ③ 저습도 측정이 가능하며, ④ 상온 또는 저온에서 상점(서리점)의 측정 정도가 우수하다.

95번

기준가스미터 교정주기는 얼마인가?

1. 1년

2. 2년

3. 3년

4. 5년

정답 2번

해설. ② 기준가스미터의 교정(검정) 유효기간은 2년이다.
참고로 가스미터의 검정 유효기간은 일반 가스미터 5년, LPG 가스미터 3년이며, 기준가스미터는 다른 가스미터를 검정하는 기준이 되므로 더 짧은 2년마다 교정한다.

96번

제어의 최종신호 값이 이 신호의 원인이 되었던 전달 요소로 되돌려지는 제어방식은?

1. open-loop 제어계

2. closed-loop 제어계

3. forward 제어계

4. feedforward 제어계

정답 2번

해설. ② 제어 결과(출력)를 입력 쪽으로 되돌려 목표값과 비교·수정하는 방식은 폐루프(closed-loop) 제어, 즉 피드백 제어이다.
① 개루프(open-loop) 제어는 출력을 되돌리지 않는 시퀀스 제어 등이다.
④ 피드포워드 제어는 외란을 미리 검출해 보상하는 방식이다.

97번

로터리 피스톤형 유량계에서 중량유량을 구하는 식은? (단, C : 유량계수, A : 유출구의 단면적, W : 유체 중의 피스톤 중량, a : 피스톤의 단면적이다.)

1. G = CA√(a / (2gγW))

2. G = CA√(γa / (2gW))

3. G = CA√(2gγW / a)

4. G = CA√(2gW / (γa))

정답 3번

해설. ③ 피스톤(부자)의 무게 W가 피스톤 전후 차압 ΔP × a와 평형을 이루므로 ΔP = W/a이다.
유속 v = C√(2gΔP/γ) = C√(2gW/(γa)), 체적유량 Q = Av
중량유량 G = γQ = γCA√(2gW/(γa)) = CA√(2gγW/a)
④는 체적유량 Q의 식이다.

98번

연소 분석법에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 폭발법은 가스 조성이 일정하지 않을 때 사용하는 것이 안전하다.

2. 완만연소법은 질소 산화물 생성을 방지할 수 있다.

3. 분별연소법에서 사용되는 촉매는 파라듐, 백금 등이 있다.

4. 완만 연소법은 지름 0.5mm 정도의 백금선을 사용한다.

정답 1번

해설. ① 폭발법은 시료에 산소·공기를 혼합해 전기 불꽃으로 폭발시키는 방법으로, 폭발 위험이 있어 가스 조성이 대체로 일정할 때 사용해야 안전하다. 일정하지 않을 때 안전하다는 설명이 틀렸다.
② 완만연소법은 서서히 태우므로 질소산화물 생성을 방지할 수 있다.
③ 분별연소법(팔라듐관 연소법)은 팔라듐, 백금 등을 촉매로 쓴다.
④ 완만연소법은 지름 0.5㎜ 정도의 백금선 코일을 가열해 쓴다.

99번

액주식 압력계에 봉입되는 액체로서 가장 부적당한 것은?

1. 윤활유

2. 수은

3. 물

4. 석유

정답 1번

해설. ① 윤활유는 점도가 크고 온도에 따라 점도·밀도가 크게 변하며 관 벽에 부착되기 쉬워 액주식 압력계의 봉입액으로 부적당하다.
액주식 압력계에는 수은, 물, 알코올, 석유(경유), 톨루엔 등 점도가 작고 모세관 현상·온도 변화의 영향이 적은 액체를 쓴다.

100번

속도분포식 U = 4y^(2/3)일 때 경계면에서 0.3m 지점의 속도구배(s⁻¹)는?

1. 2.76

2. 3.38

3. 3.98

4. 4.56

정답 3번

해설. ③ 속도구배는 속도분포식을 y로 미분하여 구한다.
풀이: dU/dy = 4 × (2/3) × y^(−1/3) = (8/3) × y^(−1/3)
y = 0.3m → 0.3^(1/3) = 0.6694
→ dU/dy = 2.667 / 0.6694 ≒ 3.98s⁻¹

가스기사 필기 2017년 2회 기출문제

가스유체역학

연소공학

가스설비

가스안전관리

가스계측기기

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