가스기사 필기 2017년 3회 기출문제 정답 및 해설

1번

표준기압, 25℃인 공기 속에서 어떤 물체가 910m/s의 속도로 움직인다. 이때 음속과 물체의 마하수는 각각 얼마인가? (단, 공기의 비열비는 1.4, 기체상수는 287J/㎏·K이다.)

1. 326m/s, 2.79

2. 346m/s, 2.63

3. 359m/s, 2.53

4. 367m/s, 2.48

정답 2번

해설. ② 음속 c = √(kRT)이고 마하수 M = V/c이다.
풀이: T = 25 + 273 = 298K
c = √(1.4 × 287 × 298) = √119735 ≒ 346m/s
M = 910 / 346 ≒ 2.63

2번

한 변의 길이가 a인 정삼각형 모양의 단면을 갖는 파이프 내로 유체가 흐른다. 이 파이프의 수력반경(hydraulic radius)은?

1. (√3/4)a

2. (√3/8)a

3. (√3/12)a

4. (√3/16)a

정답 3번

해설. ③ 수력반경 Rₕ = 유동 단면적 / 접수길이(젖은 둘레)이다.
풀이: 정삼각형 단면적 A = (√3/4)a², 둘레 P = 3a
→ Rₕ = (√3/4)a² / 3a = (√3/12)a
참고로 원관의 수력반경은 D/4이다.

3번

그림에서 수은주의 높이 차이 h가 80㎝를 가리킬 때 B지점의 압력이 1.25㎏f/cm²이라면 A지점의 압력은 약 몇 ㎏f/cm²인가? (단, 수은의 비중은 13.6이다.)

1. 1.08

2. 1.19

3. 2.26

4. 3.19

정답 3번

해설. ③ 관 속 유체가 물인 시차 액주계이므로 (A점 압력 − B점 압력) = (γ수은 − γ물) × h이다.
풀이: 압력차 = (13.6 − 1) × 1000 × 0.8 = 10080㎏f/m² = 1.008㎏f/cm²
→ A점 압력 = 1.25 + 1.008 ≒ 2.26㎏f/cm²
(A 쪽 압력이 커서 A 쪽 수은면이 내려가고 B 쪽 수은면이 h만큼 높다.)

4번

다음 중 정상유동과 관계있는 식은? (단, V＝속도벡터, s＝임의방향좌표, t＝시간이다.)

1. ∂V/∂t=0

2. ∂V/∂s≠0

3. ∂V/∂t≠0

4. ∂V/∂s=0

정답 1번

해설. ① 정상유동은 임의의 점에서 속도 등 유동 특성이 시간에 따라 변하지 않는 흐름이므로 ∂V/∂t = 0이다.
③ ∂V/∂t ≠ 0은 비정상유동이다.
④ ∂V/∂s = 0은 위치에 따라 속도가 변하지 않는 균일유동, ② ∂V/∂s ≠ 0은 비균일유동의 조건이다.

5번

베르누이의 방정식에 쓰이지 않는 head(수두)는?

1. 압력수두

2. 밀도수두

3. 위치수두

4. 속도수두

정답 2번

해설. ② 베르누이 방정식 P/γ + V²/2g + Z = H(일정)는 압력수두(P/γ), 속도수두(V²/2g), 위치수두(Z)로 이루어진다.
밀도수두라는 항은 없다. 세 수두의 합을 전수두(전양정)라고 한다.

6번

측정기기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1. Piezometer : 탱크나 관 속의 작은 유압을 측정하는 액주계

2. Micromanometer : 작은 압력차를 측정 할 수 있는 압력계

3. Mercury Barometer : 물을 이용하여 대기 절대압력을 측정하는 장치

4. Inclined-tube manometer : 액주를 경사시켜 계측의 감도를 높인 압력계

정답 3번

해설. ③ Mercury Barometer(수은 기압계)는 물이 아니라 수은을 이용하여 대기의 절대압력을 측정하는 장치이다(토리첼리 실험, 760㎜Hg).
① 피에조미터는 탱크나 관 속의 작은 정압을 재는 액주계, ② 미압계는 작은 압력차를 재는 압력계, ④ 경사관 마노미터는 액주를 기울여 감도를 높인 압력계이다.

7번

5.165 mH₂O는 다음 중 어느 것과 같은가?

1. 760 ㎜Hg

2. 0.5 atm

3. 0.7 bar

4. 1013 ㎜Hg

정답 2번

해설. ② 1atm = 10.332mH₂O = 760㎜Hg = 1.01325bar이다.
풀이: 5.165 / 10.332 ≒ 0.5atm
③ 0.5atm은 약 0.507bar, ①④ 0.5atm은 380㎜Hg이므로 나머지는 같지 않다.

8번

Hagen-Poiseuille 식은 −(dP/dx) = 32μV/D² (V: 평균유속)로 표현한다. 이 식을 유체에 적용시키기 위한 가정이 아닌 것은?

1. 뉴턴유체

2. 압축성

3. 층류

4. 정상상태

정답 2번

해설. ② 하겐-푸아죄유 식은 비압축성 유체에 대해 유도된 식이므로 압축성은 가정이 아니다.
가정: 뉴턴유체(①), 층류(③), 정상상태(④), 비압축성, 완전 발달된 원관 흐름.
이 식에서 압력강하는 평균유속과 점성계수에 비례하고 지름의 제곱에 반비례한다.

9번

평판을 지나는 경계층 유동에 관한 설명으로 옳은 것은? (단, x는 평판 앞쪽 끝으로부터의 거리를 나타낸다.)

1. 평판 유동에서 층류 경계층의 두께는 x^(1/2)에 비례한다.

2. 경계층에서 두께는 물체의 표면부터 측정한 속도가 경계층의 외부 속도의 80%가 되는 점까지의 거리이다.

3. 평판에 형성되는 난류 경계층의 두께는 x에 비례한다.

4. 평판 위의 층류 경계층의 두께는 거리의 제곱에 비례한다.

정답 1번

해설. ① 평판의 층류 경계층 두께는 δ = 5x/√Reₓ이고 Reₓ ∝ x이므로 δ ∝ x^(1/2)이다.
② 경계층 두께는 속도가 외부 자유흐름 속도의 99%가 되는 점까지의 거리이다.
③ 난류 경계층 두께는 δ ∝ x^(4/5)이다.
④ 층류 경계층 두께는 거리의 제곱근에 비례한다.

10번

다음 중 차원 표시가 틀린 것은? (단, M : 질량, L : 길이, T: 시간, F : 힘이다.)

1. 절대점성계수 : μ = [FL⁻¹T]

2. 동점성계수 : ν = [L²T⁻¹]

3. 압력 : P = [FL⁻²]

4. 힘 : F = [MLT⁻²]

정답 1번

해설. ① 절대점성계수 μ = τ/(du/dy)이고 단위는 N·s/m²이므로 차원은 [FL⁻²T]이다. [FL⁻¹T]는 틀렸다.
② 동점성계수 ν = μ/ρ, 단위 m²/s → [L²T⁻¹]
③ 압력 N/m² → [FL⁻²]
④ 힘 F = ma → [MLT⁻²]

11번

표면이 매끈한 원관인 경우 일반적으로 레이놀즈수가 어떤 값일 때 층류가 되는가?

1. 4000 보다 클 때

2. 4000²일 때

3. 2100 보다 작을 때

4. 2100²일 때

정답 3번

해설. ③ 매끈한 원관에서 레이놀즈수가 약 2100(하임계 레이놀즈수)보다 작으면 층류가 된다.
Re ＞ 4000이면 난류, 2100 ＜ Re ＜ 4000이면 천이구역이다.
①은 난류 조건이고, ②④의 값은 난류 영역에 해당한다.

12번

다음 중 의소성 유체(pseudo plastics)에 속하는 것은?

1. 고분자 용액

2. 점토 현탁액

3. 치약

4. 공업용수

정답 1번

해설. ① 의소성 유체(pseudo plastic)는 전단속도가 커질수록 겉보기 점성이 작아지는 유체로 고분자 용액, 펄프 현탁액, 페인트 등이 있다.
② 점토 현탁액, ③ 치약은 일정한 항복응력 이상에서 흐르는 빙햄 유체(소성 유체)이고, ④ 공업용수는 뉴턴 유체이다.

13번

압력 100kPa abs, 온도 20℃의 공기 5㎏이 등엔트로피가 변화하여 온도 160℃로 되었다면 최종압력은 몇 kPa abs인가? (단, 공기의 비열비 k＝1.4이다.)

1. 392

2. 265

3. 112

4. 462

정답 1번

해설. ① 등엔트로피 과정에서 T₂/T₁ = (P₂/P₁)^((k−1)/k)이므로 P₂ = P₁(T₂/T₁)^(k/(k−1))이다.
풀이: T₁ = 293K, T₂ = 433K, k/(k−1) = 1.4/0.4 = 3.5
→ P₂ = 100 × (433/293)^3.5 = 100 × 3.92 ≒ 392kPa abs

14번

축류펌프의 특징에 대해 잘못 설명한 것은?

1. 가동익(가동날개)의 설치각도를 크게 하면 유량을 감소시킬 수 있다.

2. 비속도가 높은 영역에서는 원심펌프보다 효율이 높다.

3. 깃의 수를 많이 하면 양정이 증가한다.

4. 체절상태로 운전은 불가능하다.

정답 1번

해설. ① 축류펌프의 가동익(가동날개) 설치각도를 크게 하면 유량이 증가한다. 감소시킬 수 있다는 설명은 틀렸다. 가동익 각도 조절로 유량을 넓은 범위에서 조절할 수 있다.
② 비속도가 큰(대유량·저양정) 영역에서는 원심펌프보다 효율이 높다.
③ 깃 수를 늘리면 양정이 증가한다.
④ 체절(토출밸브 폐쇄) 시 동력이 과대해져 체절운전은 불가능하다.

15번

다음의 압축성 유체의 흐름 과정 중 등엔트로피 과정인 것은?

1. 가역단열 과정

2. 가역등온 과정

3. 마찰이 있는 단열 과정

4. 마찰이 없는 비가역 과정

정답 1번

해설. ① 가역단열 과정은 열출입(δQ = 0)과 비가역성이 모두 없어 dS = δQ/T = 0이므로 등엔트로피 과정이다.
② 가역등온 과정은 열출입이 있어 엔트로피가 변한다.
③ 마찰이 있는 단열 과정은 비가역이라 엔트로피가 증가한다.
④ 비가역 과정은 등엔트로피가 될 수 없다.

16번

유체의 흐름에 대한 설명으로 다음 중 옳은 것을 모두 나타내면?
㉮ 난류전단응력은 레이놀즈응력으로 표시할 수 있다.
㉯ 후류는 박리가 일어나는 경계로부터 하류구역을 뜻한다.
㉰ 유체와 고체벽 사이에는 전단응력이 작용하지 않는다.

1. ㉮

2. ㉮, ㉰

3. ㉮, ㉯

4. ㉮, ㉯, ㉰

정답 3번

해설. ③ ㉮, ㉯가 옳다.
㉮ 난류에서 속도 변동에 의한 추가 전단응력(τ = −ρu'v')을 레이놀즈응력이라 한다.
㉯ 후류는 박리점 뒤쪽(하류)에 생기는 와류 구역이다.
㉰ 점성유체는 벽면에서 점착조건(no-slip)으로 속도구배가 생기므로 유체와 고체벽 사이에 전단응력이 작용한다. 틀렸다.

17번

부력에 대한 설명 중 틀린 것은?

1. 부력은 유체에 잠겨있을 때 물체에 대하여 수직 위로 작용한다.

2. 부력의 중심을 부심이라 하고 유체의 잠긴 체적의 중심이다.

3. 부력의 크기는 물체가 유체 속에 잠긴 체적에 해당하는 유체의 무게와 같다.

4. 물체가 액체 위에 떠 있을 때는 부력이 수직 아래로 작용한다.

정답 4번

해설. ④ 물체가 액체 위에 떠 있을 때도 부력은 수직 위로 작용하며, 그 크기는 물체의 무게와 같다. 수직 아래로 작용한다는 설명이 틀렸다.
① 부력은 연직 상방으로 작용한다.
② 부력의 작용점(부심)은 잠긴 체적의 중심이다.
③ 부력의 크기는 잠긴 체적만큼의 유체 무게와 같다(아르키메데스 원리).

18번

구가 유체 속을 자유낙하할 때 받는 항력 F가 점성계수 μ, 지름 D, 속도 V의 함수로 주어진다. 이 물리량들 사이의 관계식을 무차원으로 나타내고자 할 때 차원해석에 의하면 몇개의 무차원수로 나타낼 수 있는가?

1. 1

2. 2

3. 3

4. 4

정답 1번

해설. ① 물리량은 F, μ, D, V의 4개이고 기본차원은 M, L, T의 3개이다.
π정리에 따라 무차원수의 개수 = 4 − 3 = 1개이다.
이 무차원수는 F/(μVD)로, 스토크스 법칙 F = 3πμVD에서 이 값이 상수(3π)가 됨을 보여 준다.

19번

내경 0.1m인 수평 원관으로 물이 흐르고 있다. A단면에 미치는 압력이 100Pa, B단면에 미치는 압력이 50Pa이라고 하면 A, B 두 단면 사이의 관벽에 미치는 마찰력은 몇 N인가?

1. 0.393

2. 1.57

3. 3.93

4. 15.7

정답 1번

해설. ① 정상 등속 흐름이므로 두 단면의 압력차에 의한 힘이 관벽 마찰력과 평형을 이룬다.
풀이: F = (A단면 압력 − B단면 압력) × 단면적 = (100 − 50) × π/4 × 0.1²
= 50 × 0.007854 ≒ 0.393N

20번

터보팬의 전압이 250mmAq, 축 동력이 0.5PS, 전압효율이 45%라면 유량은 약 몇 m³/min인가?

1. 7.1

2. 6.1

3. 5.1

4. 4.1

정답 4번

해설. ④ 축동력 L = PₜQ / (75η) [PS] (Pₜ: ㎏f/m², Q: m³/s)이다. 250mmAq = 250㎏f/m²
풀이: Q = 75 × η × L / Pₜ = 75 × 0.45 × 0.5 / 250 = 0.0675m³/s
→ 0.0675 × 60 ≒ 4.1m³/min

21번

연소온도를 높이는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 연료 또는 공기를 예열한다.

2. 발열량이 높은 연료를 사용한다.

3. 연소용 공기의 산소농도를 높인다.

4. 복사전열을 줄이기 위해 연소속도를 늦춘다.

정답 4번

해설. ④ 연소속도를 늦추면 단위시간당 발열량이 줄어 연소온도가 낮아지므로 연소온도를 높이는 방법이 아니다.
연소온도를 높이려면 연료·공기를 예열하고(①), 발열량이 높은 연료를 쓰고(②), 산소농도를 높이며(③), 과잉공기를 줄이고 완전연소시키며 복사 등 열손실을 줄인다.

22번

액체연료를 미세한 기름방울로 잘게 부수어 단위 질량당의 표면적을 증가시키고 기름방울을 분산, 주위 공기와의 혼합을 적당히 하는 것을 미립화라고 한다. 다음 중 원판, 컵 등의 외주에서 원심력에 의해 액체를 분산시키는 방법에 의해 미립화 하는 분무기는?

1. 회전체 분무기

2. 충돌식 분무기

3. 초음파 분무기

4. 정전식 분무기

정답 1번

해설. ① 회전체(회전식) 분무기는 고속 회전하는 원판·컵의 가장자리에서 원심력으로 액체를 얇은 막으로 퍼뜨려 미립화한다(로터리 버너).
② 충돌식은 액체끼리 또는 판에 충돌시키고, ③ 초음파식은 초음파 진동으로, ④ 정전식은 정전기력으로 미립화한다.

23번

공기비에 관한 설명으로 틀린 것은?

1. 이론공기량에 대한 실제공기량의 비이다.

2. 무연탄보다 중유 연소 시 이론공기량이 더 적다.

3. 버너의 최대 연소량과 최소 연소량의 비를 턴다운(turn down) 비라고 한다.

4. 공기비를 낮추면 불완전 연소 성분이 증가한다.

정답 2번

해설. ② 이론공기량은 연료 1㎏당 무연탄이 약 8~9Nm³, 중유가 약 10.5~11Nm³로 중유가 더 많다. 중유가 더 적다는 설명이 틀렸다.
① 공기비 m = 실제공기량 / 이론공기량이다.
③ 턴다운비는 버너의 최대 연소량과 최소 연소량의 비(연소량 조절 범위)이다.
④ 공기비를 너무 낮추면 CO 등 불완전 연소 성분이 증가한다.

24번

메탄가스 1m³를 완전 연소시키는 데 필요한 공기량은 몇 m³인가? (단, 공기 중 산소는 20% 함유되어 있다.)

1. 5

2. 10

3. 15

4. 20

정답 2번

해설. ② CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O이므로 메탄 1m³에 산소 2m³가 필요하다.
풀이: 공기량 = 산소량 / 공기 중 산소비율 = 2 / 0.2 = 10m³
(산소 21%로 계산하면 2/0.21 ≒ 9.52m³가 된다.)

25번

수증기 1mol이 100℃, 1atm에서 물로 가역적으로 응축될 때 엔트로피의 변화는 약 몇 cal/mol·K인가? (단, 물의 증발열은 539cal/g, 수증기는 이상기체라고 가정한다.)

1. 26

2. 540

3. 1700

4. 2200

정답 1번

해설. ① 등온·등압 상변화의 엔트로피 변화는 ΔS = Q/T이다.
풀이: 응축열 Q = 539cal/g × 18g/mol = 9702cal/mol, T = 373K
→ ΔS = −9702 / 373 ≒ −26cal/mol·K
응축이므로 엔트로피는 감소하며 크기는 약 26이다.

26번

메탄의 탄화수소 (C/H) 비는 얼마인가?

1. 0.25

2. 1

3. 3

4. 4

정답 3번

해설. ③ 메탄(CH₄)의 탄소 질량 = 12, 수소 질량 = 4 × 1 = 4이다.
풀이: C/H = 12/4 = 3
① 0.25는 C/H 원자수비(1/4), ④ 4는 H/C 원자수비에 해당하므로 질량비와 혼동하지 않아야 한다.

27번

프로판가스의 연소과정에서 발생한 열량이 13000kcal/㎏, 연소할 때 발생된 수증기의 잠열이 2000kcal/㎏ 일 경우, 프로판 가스의 연소효율은 얼마인가? (단, 프로판가스의 진발열량은 11000kcal/㎏이다.)

1. 50%

2. 100%

3. 150%

4. 200%

정답 2번

해설. ② 연소효율 = 실제 발생열량 / 진발열량 × 100이다.
풀이: 발생 열량 13000kcal/㎏에는 수증기 잠열 2000kcal/㎏이 포함되어 있으므로 실제 유효 발생열량 = 13000 − 2000 = 11000kcal/㎏
→ 연소효율 = 11000 / 11000 × 100 = 100%

28번

프로판가스 1Sm³을 완전연소시켰을 때의 건조연소가스량은 약 몇 Sm³인가? (단, 공기 중의 산소는 21v%이다.)

1. 10

2. 16

3. 22

4. 30

정답 3번

해설. ③ C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O에서 건조연소가스는 수증기를 뺀 CO₂와 N₂이다.
풀이: CO₂ = 3Sm³, N₂ = 5 × 79/21 = 18.81Sm³
→ 건조연소가스량 = 3 + 18.81 = 21.81 ≒ 22Sm³

29번

1kWh의 열당량은?

1. 376kcal

2. 427kcal

3. 632kcal

4. 860kcal

정답 4번

해설. ④ 1kWh = 1000W × 3600s = 3600kJ이고, 1kcal = 4.186kJ이므로
풀이: 3600 / 4.186 ≒ 860kcal
② 427은 일의 열당량(1kcal ≒ 427㎏f·m), ③ 632는 1PSh의 열당량(632kcal)이다.

30번

내압(耐壓) 방폭구조로 방폭전기기기를 설계할 때 가장 중요하게 고려 할 사항은?

1. 가연성 가스의 연소열

2. 가연성 가스의 안전간극

3. 가연성 가스의 발화점(발화도)

4. 가연성 가스의 최소점화에너지

정답 2번

해설. ② 내압방폭구조는 용기 내부에서 폭발이 일어나도 틈새를 통해 화염이 외부로 전파되지 않도록 하는 구조이므로, 가연성 가스의 안전간극(최대안전틈새)이 가장 중요한 설계 요소이다.
③ 발화점(발화도)은 기기 표면온도 등급, ④ 최소점화에너지는 본질안전방폭구조 설계와 관련이 깊다.

31번

폭발형태 중 가스 용기나 저장탱크가 직화에 노출되어 가열되고 용기 또는 저장탱크의 강도를 상실한 부분을 통한 급격한 파단에 의해 내부비등액체가 일시에 유출되어 화구(fireball) 현상을 동반하며 폭발하는 현상은?

1. BLEVE

2. VCE

3. Jet fire

4. Flash over

정답 1번

해설. ① BLEVE(비등액체팽창증기폭발)는 액화가스 탱크가 화재로 가열되어 강도를 잃고 파열되면서 내부 비등액체가 한꺼번에 기화·분출하여 화구(fireball)를 만드는 폭발이다.
② VCE는 개방계 증기운 폭발, ③ Jet fire는 고압 분출 가스의 제트 화재, ④ Flash over는 실내 화재가 순간적으로 전체로 번지는 현상이다.

32번

착화온도에 대한 설명 중 틀린 것은?

1. 압력이 높을수록 낮아진다.

2. 발열량이 클수록 낮아진다.

3. 반응활성도가 클수록 높아진다.

4. 산소량이 증가할수록 낮아진다.

정답 3번

해설. ③ 반응활성도가 클수록 착화온도(발화점)는 낮아진다. 높아진다는 설명이 틀렸다.
착화온도는 압력이 높을수록(①), 발열량이 클수록(②), 산소농도가 높을수록(④), 분자구조가 복잡할수록, 열전도율이 작을수록 낮아진다.

33번

분자량이 30인 어떤 가스의 정압비열이 0.516kJ/㎏·K이라고 가정 할 때 이 가스의 비열비 k는 약 얼마인가?

1. 1.0

2. 1.4

3. 1.8

4. 2.2

정답 4번

해설. ④ 기체상수 R = 8.314 / M이고 Cᵥ = Cₚ − R, k = Cₚ/Cᵥ이다.
풀이: R = 8.314/30 = 0.2771kJ/㎏·K
Cᵥ = 0.516 − 0.2771 = 0.2389kJ/㎏·K
k = 0.516 / 0.2389 ≒ 2.16 ≒ 2.2

34번

다음과 같은 조성을 갖는 혼합가스의 분자량은? (단, 혼합가스의 체적비는 CO₂(13.1%), O₂(7.7%), N₂(79.2%)이다.)

1. 22.81

2. 24.94

3. 28.67

4. 30.40

정답 4번

해설. ④ 혼합가스의 평균분자량 = Σ(각 성분 분자량 × 체적분율)이다.
풀이: 44 × 0.131 + 32 × 0.077 + 28 × 0.792
= 5.764 + 2.464 + 22.176 = 30.40

35번

공기흐름이 난류일 때 가스연료의 연소현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 화염이 뚜렷하게 나타난다.

2. 연소가 양호하여 화염이 짧아진다.

3. 불완전연소에 의해 열효율이 감소한다.

4. 화염이 길어지면서 완전연소가 일어난다.

정답 2번

해설. ② 공기흐름이 난류이면 연료와 공기의 혼합이 촉진되어 연소가 양호하고 화염이 짧아진다.
① 화염의 윤곽은 뚜렷하지 않고 흐트러진다.
③ 혼합이 잘 되므로 불완전연소가 줄어든다.
④ 화염이 길어지는 것은 층류 확산연소의 특징이다.

36번

고발열량에 대한 설명 중 틀린 것은?

1. 총발열량이다.

2. 진발열량이라고도 한다.

3. 연료가 연소될 때 연소가스 중에 수증기의 응축잠열을 포함한 열량이다.

4. Hₕ = Hₗ + Hₛ = Hₗ + 600(9H + W)로 나타낼 수 있다.

정답 2번

해설. ② 진발열량은 저발열량(저위발열량)을 말하므로 고발열량을 진발열량이라고 하는 것은 틀렸다.
① 고발열량은 총발열량이다.
③ 연소가스 중 수증기의 응축잠열을 포함한 열량이다.
④ 고발열량 = 저발열량 + 수증기 잠열로, 600(9H + W)은 연료 1㎏ 중 수소(H)와 수분(W)에서 생긴 수증기의 잠열(kcal/㎏)이다.

37번

옥탄(g)의 연소 엔탈피는 반응물 중의 수증기가 응축되어 물이 되었을 때 25℃에서 −48220kJ/㎏이다. 이 상태에서 옥탄(g)의 저위발열량은 약 몇 kJ/㎏인가? (단, 25℃ 물의 증발엔탈피[hfg]는 2441.8kJ/㎏이다.)

1. 40750

2. 42320

3. 44750

4. 45778

정답 3번

해설. ③ 저위발열량 = 고위발열량 − 생성 수증기의 증발잠열이다.
풀이: C₈H₁₈ + 12.5O₂ → 8CO₂ + 9H₂O, 옥탄 114㎏에서 물 9 × 18 = 162㎏
→ 옥탄 1㎏당 물 162/114 = 1.421㎏
저위발열량 = 48220 − 1.421 × 2441.8 = 48220 − 3470 ≒ 44750kJ/㎏

38번

밀폐된 용기 또는 설비 안에 밀봉된 가스가 그 용기 또는 설비의 사고로 인하여 파손되거나 오조작의 경우에만 누출될 위험이 있는 장소는 위험장소의 등급 중 어디에 해당하는가?

1. 0종

2. 1종

3. 2종

4. 3종

정답 3번

해설. ③ 밀폐된 용기·설비 안의 가스가 사고로 파손되거나 오조작한 경우에만 누출될 위험이 있는 장소는 2종 장소이다.
0종 장소는 상용 상태에서 폭발한계 이상의 농도가 연속해서 또는 장시간 존재하는 곳, 1종 장소는 상용 상태에서 위험 분위기가 생성될 우려가 있는 곳이다.
3종 장소라는 구분은 없다.

39번

연소의 3요소가 아닌 것은?

1. 가연성 물질

2. 산소공급원

3. 발화점

4. 점화원

정답 3번

해설. ③ 연소의 3요소는 가연성 물질(①), 산소공급원(②), 점화원(④)이다.
발화점은 가연물이 스스로 발화하는 최저온도를 나타내는 물질의 성질이지 연소의 요소가 아니다.
여기에 연쇄반응을 더하면 연소의 4요소가 된다.

40번

폭굉유도거리에 대한 설명 중 옳은 것은?

1. 압력이 높을수록 짧아진다.

2. 관속에 방해물이 있으면 길어진다.

3. 층류연소속도가 작을수록 짧아진다.

4. 점화원의 에너지가 강할수록 길어진다.

정답 1번

해설. ① 폭굉유도거리(DID)는 압력이 높을수록 짧아진다.
② 관 속에 방해물이 있으면 난류가 촉진되어 짧아진다.
③ 층류연소속도가 클수록 짧아진다.
④ 점화원의 에너지가 강할수록 짧아진다.
그 밖에 관경이 가늘수록 짧아진다.

41번

아세틸렌은 금속과 접촉 반응하여 폭발성 물질을 생성한다. 다음 금속 중 이에 해당하지 않는 것은?

1. 금

2. 은

3. 동

4. 수은

정답 1번

해설. ① 금은 아세틸렌과 반응하여 폭발성 물질을 만들지 않는다.
아세틸렌은 구리(동), 은, 수은과 반응하여 폭발성 금속 아세틸라이드(동아세틸라이드 Cu₂C₂, 은아세틸라이드 Ag₂C₂ 등)를 생성하므로 이들 금속(동 함유량 62% 초과 동합금 포함)의 사용을 피한다.

42번

다음 보기의 비파괴 검사방법은?
- 내부결함 또는 불균일 층의 검사를 할 수 있다.
- 용입부족 및 용입부의 검사를 할 수 있다.
- 검사비용이 비교적 저렴하다.
- 탐지되는 결함의 형태가 명확하지 않다.

1. 방사선투과 검사

2. 침투탐상 검사

3. 초음파탐상 검사

4. 자분탐상 검사

정답 3번

해설. ③ 초음파탐상 검사(UT)는 초음파를 재료 속에 보내 반사파로 내부결함·층상 불균일, 용입부족을 찾는다. 비용이 비교적 싸지만 결함의 종류·형태를 명확히 알기 어렵다.
① 방사선투과 검사는 결함 형태가 필름으로 명확히 남지만 비용이 비싸다.
② 침투탐상, ④ 자분탐상은 표면(부근) 결함 검사에 쓴다.

43번

왕복형 압축기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 압축효율이 낮다.

2. 쉽게 고압이 얻어진다.

3. 기초 설치 면적이 작다.

4. 접촉부가 적어 보수가 쉽다.

정답 2번

해설. ② 왕복형 압축기는 용적형으로 압축비를 크게 할 수 있어 쉽게 고압을 얻는다.
① 압축효율이 높다.
③ 진동이 커서 기초와 설치 면적이 크다.
④ 밸브·피스톤링 등 접촉부가 많아 보수가 까다롭다.
그 밖에 토출이 단속적이고 윤활유가 가스에 섞이기 쉽다.

44번

어떤 냉동기에서 0℃의 물로 0℃의 얼음 3톤을 만드는데 100kWh의 일이 소요되었다면 이 냉동기의 성능계수는? (단, 물의 응고열은 80kcal/㎏이다.)

1. 1.72

2. 2.79

3. 3.72

4. 4.73

정답 2번

해설. ② 성능계수(COP) = 냉동능력(흡수열량) / 소요 일이다.
풀이: 흡수열량 = 3000㎏ × 80kcal/㎏ = 240000kcal
소요 일 = 100kWh × 860kcal/kWh = 86000kcal
→ COP = 240000 / 86000 ≒ 2.79

45번

가스 연소기에서 발생할 수 있는 역화(Flash back)현상의 발생원인으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 분출속도가 연소속도보다 빠른 경우

2. 노즐, 기구밸브 등이 막혀 가스량이 극히 적게 된 경우

3. 연소속도가 일정하고 분출속도가 느린 경우

4. 버너가 오래되어 부식에 의해 염공이 크게 된 경우

정답 1번

해설. ① 가스 분출속도가 연소속도보다 빠르면 불꽃이 염공에서 떨어지는 선화(리프팅)가 생기며 역화의 원인이 아니다.
역화는 연소속도가 분출속도보다 빠를 때 일어나므로 노즐·밸브 막힘으로 가스량이 줄거나(②), 분출속도가 느리거나(③), 염공이 부식으로 커진 경우(④)에 발생한다.

46번

수소가스 집합장치의 설계 매니폴드 지관에서 감압밸브는 상용압력이 14MPa인 경우 내압시험 압력은 얼마 이상인가?

1. 14MPa

2. 21MPa

3. 25MPa

4. 28MPa

정답 2번

해설. ② 감압밸브 등 고압가스 설비의 내압시험 압력은 상용압력의 1.5배 이상이다.
풀이: 14MPa × 1.5 = 21MPa
참고로 기밀시험 압력은 상용압력 이상으로 한다. 내압시험은 물 등 액체로 하는 것이 원칙이다.

47번

콕 및 호스에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 고압고무호스 중 투윈호스는 차압 100kPa이하에서 정상적으로 작동하는 체크밸브를 부착하여 제작한다.

2. 용기밸브 및 조정기에 연결하는 이음쇠의 나사는 오른나사로서 W22.5×14T, 나사부의 길이는 20㎜ 이상으로 한다.

3. 상자콕은 과류차단안전기구가 부착된 것으로서 배관과 카플러를 연결하는 구조이고, 주물황동을 사용할 수 있다.

4. 콕은 70kPa이상의 공기압을 10분간 가했을 때 누출이 없는 것으로 한다.

정답 3번

해설. ③ 상자콕은 과류차단안전기구가 부착된 것으로서 배관과 카플러를 연결하는 구조이고, 몸통 재료로 주물황동을 사용할 수 있다.
① 투윈호스의 체크밸브는 차압 70kPa 이하에서 정상 작동해야 한다.
② 용기밸브·조정기 연결 이음쇠 나사는 왼나사로서 W22.5×14T, 나사부 길이는 12㎜ 이상이다.
④ 콕은 35kPa 이상의 공기압을 1분간 가했을 때 누출이 없어야 한다.

48번

용기용 밸브는 가스 충전구의 형식에 따라 A형, B형, C형의 3종류가 있다. 가스 충전구가 암나사로 되어있는 것은?

1. A 형

2. B 형

3. A, B 형

4. C 형

정답 2번

해설. ② 용기밸브의 충전구 형식은 A형(충전구가 수나사), B형(충전구가 암나사), C형(충전구에 나사가 없음)으로 구분하므로 암나사는 B형이다.
또한 충전구 나사는 가연성가스(암모니아·브롬화메탄 제외)는 왼나사, 그 밖의 가스는 오른나사로 한다.

49번

압력 2MPa 이하의 고압가스 배관설비로서 곡관을 사용하기가 곤란한 경우 가장 적정한 신축이음매는?

1. 벨로우즈형 신축이음매

2. 루프형 신축이음매

3. 슬리브형 신축이음매

4. 스위블형 신축이음매

정답 1번

해설. ① 압력 2MPa 이하의 배관으로 곡관을 사용하기 곤란한 곳에는 벨로우즈형(또는 슬라이드형) 신축이음매를 사용한다.
② 루프형(곡관형)은 곡관 자체이므로 해당하지 않고, ③ 슬리브형은 누설 우려가 있어 가스배관에 부적합하며, ④ 스위블형은 저압 온수·증기 배관에 주로 쓴다.

50번

액화천연가스(메탄기준)를 도시가스 원료로 사용할 때 액화천연가스의 특징을 옳게 설명한 것은?

1. 천연가스의 C/H 질량비가 3이고 기화설비가 필요하다.

2. 천연가스의 C/H 질량비가 4이고 기화설비가 필요 없다.

3. 천연가스의 C/H 질량비가 3이고 가스제조 및 정제설비가 필요하다.

4. 천연가스의 C/H 질량비가 4이고 개질설비가 필요하다.

정답 1번

해설. ① 메탄(CH₄)의 C/H 질량비는 12/4 = 3이고, LNG는 −162℃의 액체이므로 도시가스로 공급하려면 기화설비가 필요하다.
LNG는 액화 과정에서 불순물이 제거되어 별도의 가스제조·정제설비나 개질설비가 필요 없다. 따라서 ②③④는 틀렸다.

51번

가연성가스의 위험도가 가장 높은 가스는?

1. 일산화탄소

2. 메탄

3. 산화에틸렌

4. 수소

정답 3번

해설. ③ 위험도 H = (U − L)/L이다.
풀이: 산화에틸렌(3~80%) H = (80 − 3)/3 ≒ 25.7
수소(4~75%) H = 17.75, 일산화탄소(12.5~74%) H ≒ 4.9, 메탄(5~15%) H = 2
→ 산화에틸렌의 위험도가 가장 높다.

52번

내용적 50L의 LPG 용기에 상온에서 액화프로판 15㎏를 충전하면 이 용기내 안전공간은 약 몇 % 정도인가? (단, LPG의 비중은 0.5이다.)

1. 10%

2. 20%

3. 30%

4. 40%

정답 4번

해설. ④ 액화프로판의 부피 = 질량 / 비중이다.
풀이: 액 부피 = 15 / 0.5 = 30L
안전공간 = (50 − 30) / 50 × 100 = 40%
(실제 충전 시에는 충전상수로 충전량을 제한하여 액팽창에 대비한다.)

53번

공기액화분리장치의 폭발 원인이 아닌 것은?

1. 액체 공기 중 산소(O₂)의 혼입

2. 공기 취입구로부터 아세틸렌 혼입

3. 공기 중 질소화합물(NO, NO₂)의 혼입

4. 압축기용 윤활유 분해에 따른 탄화수소의 생성

정답 1번

해설. ① 액체 공기 중의 산소는 공기액화분리의 정상 성분이므로 폭발 원인이 아니다(원인이 되는 것은 오존(O₃)의 혼입이다).
공기액화분리장치의 폭발 원인: 공기 취입구로부터의 아세틸렌 혼입(②), 질소화합물(NO, NO₂) 혼입(③), 압축기용 윤활유 분해로 생긴 탄화수소(④), 액체 공기 중 오존의 혼입.

54번

발열량 5000kcal/m³, 비중 0.61, 공급표준압력 100mmH₂O인 가스에서 발열량 11000kcal/m³, 비중 0.66, 공급표준압력이 200mmH₂O인 천연가스로 변경할 경우 노즐변경율은 얼마인가?

1. 0.49

2. 0.58

3. 0.71

4. 0.82

정답 2번

해설. ② 노즐변경율 D₂/D₁ = √(WI₁√P₁ / (WI₂√P₂))이다 (WI = H/√d).
풀이: WI₁ = 5000/√0.61 = 6402, WI₂ = 11000/√0.66 = 13540
→ D₂/D₁ = √(6402 × √100 / (13540 × √200)) = √(64020 / 191486) = √0.3343 ≒ 0.58

55번

가스 누출을 조기에 발견하기 위하여 사용되는 냄새가 나는 물질(부취제)이 아닌 것은?

1. T.H.T

2. T.B.M

3. D.M.S

4. T.E.A

정답 4번

해설. ④ T.E.A(트리에틸알루미늄 등)는 부취제가 아니다.
부취제로는 T.H.T(테트라하이드로티오펜, 석탄가스 냄새), T.B.M(터셔리부틸메르캅탄, 양파 썩는 냄새), D.M.S(디메틸설파이드, 마늘 냄새)가 쓰인다.
T.B.M이 냄새가 가장 강하고, T.H.T는 토양 투과성이 작다.

56번

펌프의 효율에 대한 설명으로 옳은 것으로만 짝지어진 것은?
㉠ 축동력에 대한 수동력의 비를 뜻한다.
㉡ 펌프의 효율은 펌프의 구조, 크기 등에 따라 다르다.
㉢ 펌프의 효율이 좋다는 것은 각종 손실 동력이 적고 축동력이 적은 동력으로 구동한다는 뜻이다.

1. ㉠

2. ㉠, ㉡

3. ㉠, ㉢

4. ㉠, ㉡, ㉢

정답 4번

해설. ④ ㉠, ㉡, ㉢ 모두 옳다.
㉠ 펌프 효율 η = 수동력 / 축동력이다.
㉡ 효율은 펌프의 형식·구조·크기·비속도 등에 따라 달라진다.
㉢ 효율이 좋으면 기계·수력·체적 손실이 적어 같은 수동력을 더 적은 축동력으로 얻는다.

57번

다음 중 압력배관용 탄소강관을 나타내는 것은?

1. SPHT

2. SPPH

3. SPP

4. SPPS

정답 4번

해설. ④ SPPS는 압력배관용 탄소강관(Steel Pipe Pressure Service)으로 350℃ 이하, 사용압력 약 10MPa 이하의 배관에 쓴다.
① SPHT는 고온배관용, ② SPPH는 고압배관용 탄소강관, ③ SPP는 일반배관용 탄소강관이다.

58번

고압가스 제조 장치의 재료에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1. 상온 건조 상태의 염소가스에 대하여는 보통강을 사용할 수 있다.

2. 암모니아, 아세틸렌의 배관 재료에는 구리 및 구리합금이 적당하다.

3. 고압의 이산화탄소 세정장치 등에는 내산강을 사용하는 것이 좋다.

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

정답 2번

해설. ② 암모니아는 구리와 착이온을 만들어 부식시키고, 아세틸렌은 구리와 폭발성 동아세틸라이드를 만들므로 구리 및 구리합금은 적당하지 않다.
① 건조 염소는 상온에서 보통강을 침식하지 않는다.
③ 고압 CO₂는 수분과 탄산을 만들어 부식성이 있으므로 세정장치에 내산강을 쓴다.
④ 암모니아 합성탑 내통에는 18-8 스테인리스강을 쓴다.

59번

도시가스의 발열량이 10400kcal/m³이고 비중이 0.5일 때 웨버지수(WI)는 얼마인가?

1. 14142

2. 14708

3. 18257

4. 27386

정답 2번

해설. ② 웨버지수 WI = H / √d이다 (H: 총발열량, d: 비중).
풀이: WI = 10400 / √0.5 = 10400 / 0.7071 ≒ 14708
웨버지수는 가스 호환성(연소성)을 판단하는 지표이다.

60번

안전밸브에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 가용전식은 Cl₂, C₂H₂ 등에 사용된다.

2. 파열판식은 구조가 간단하며, 취급이 용이하다.

3. 파열판식은 부식성, 괴상물질을 함유한 유체에 적합하다.

4. 피스톤식이 가장 일반적으로 널리 사용된다.

정답 4번

해설. ④ 가장 일반적으로 널리 사용되는 안전밸브는 스프링식이다. 피스톤식이라는 설명이 틀렸다.
① 가용전식은 일정 온도에서 녹는 금속을 써서 Cl₂, C₂H₂ 용기 등에 사용한다.
②③ 파열판식은 구조가 간단하고 취급이 쉬우며, 부식성·괴상 물질을 포함한 유체에 적합하나 한 번 작동하면 교체해야 한다.

61번

밀폐된 목욕탕에서 도시가스 순간온수기를 사용하던 중 쓰러져서 의식을 잃었다. 사고 원인으로 추정할 수 있는 것은?

1. 가스누출에 의한 중독

2. 부취제에 의한 중독

3. 산소결핍에 의한 질식

4. 질소과잉으로 인한 중독

정답 3번

해설. ③ 밀폐된 욕실에서 순간온수기를 쓰면 연소에 산소가 소모되어 산소결핍이 되고, 불완전연소로 일산화탄소까지 생겨 질식·중독으로 의식을 잃을 수 있다.
① 도시가스(메탄)는 독성이 없어 누출 자체로 중독되지 않고, ② 부취제는 미량이라 중독 원인이 아니며, ④ 질소는 새로 생기지 않는다.

62번

실제 사용하는 도시가스의 열량이 9500kcal/m³이고, 가스사용시설의 사용량이 5200m³일 때 법적 기준으로 환산한 도시가스 사용량은 약 몇 m³인가? (단, 도시가스의 월사용예정량을 구할 때의 열량을 기준으로 한다.)

1. 4,490

2. 6,020

3. 7,020

4. 8,020

정답 1번

해설. ① 도시가스사업법 시행규칙의 월사용예정량 산정식 Q = {(A×240) + (B×90)}/11,000은 11,000kcal/m³을 기준 열량으로 한다.
풀이: 9500kcal/m³ 가스 5200m³의 열량 = 5200 × 9500 = 49,400,000kcal
기준 열량으로 환산 = 49,400,000 / 11000 ≒ 4490m³

63번

산화에틸렌의 충전에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 산화에틸렌의 저장탱크에는 45℃ 에서 그 내부가스의 압력이 0.3MPa 이상이 되도록 질소가스를 충전한다.

2. 산화에틸렌의 저장탱크에는 45℃에서 그 내부가스의 압력이 0.4MPa 이상이 되도록 질소가스를 충전한다.

3. 산화에틸렌의 저장탱크에는 60℃ 에서 그 내부가스의 압력이 0.3MPa 이상이 되도록 질소가스를 충전한다.

4. 산화에틸렌의 저장탱크에는 60℃ 에서 그 내부가스의 압력이 0.4MPa 이상이 되도록 질소가스를 충전한다.

정답 2번

해설. ② 산화에틸렌 저장탱크는 그 내부의 질소가스, 탄산가스 및 산화에틸렌가스의 분위기 가스를 질소 또는 탄산가스로 치환하고, 45℃에서 내부가스의 압력이 0.4MPa 이상이 되도록 질소 또는 탄산가스를 충전한다.
이는 분해폭발성이 있는 산화에틸렌의 기상부에 불활성가스를 채워 폭발을 막기 위한 것이다. 용기 충전 시에도 같은 기준을 적용한다.

64번

공기나 산소가 섞이지 않더라도 분해폭발을 일으킬 수 있는 가스는?

1. CO

2. CO₂

3. H₂

4. C₂H₂

정답 4번

해설. ④ 아세틸렌(C₂H₂)은 흡열화합물이라 공기나 산소 없이도 압력을 가하면 분해폭발(C₂H₂ → 2C + H₂)을 일으킨다. 그래서 충전 시 2.5MPa 이하로 압축하고 희석제를 넣는다.
분해폭발성 가스로는 아세틸렌 외에 산화에틸렌, 히드라진, 오존 등이 있다. CO, H₂는 산소가 있어야 폭발하고, CO₂는 불연성이다.

65번

고압가스를 운반하기 위하여 동일한 차량에 혼합 적재 가능한 것은?

1. 염소 - 아세틸렌

2. 염소 - 암모니아

3. 염소 - LPG

4. 염소 - 수소

정답 3번

해설. ③ 염소와 LPG는 동일 차량에 혼합 적재할 수 있다.
고압가스 안전관리법 시행규칙상 염소와 아세틸렌·암모니아 또는 수소는 한 차량에 적재하여 운반하지 않아야 하므로 ①②④는 혼합 적재할 수 없다.
또한 가연성가스와 산소를 함께 실을 때는 밸브가 서로 마주보지 않게 적재한다.

66번

다음 중 독성가스는?

1. 수소

2. 염소

3. 아세틸렌

4. 메탄

정답 2번

해설. ② 염소는 고압가스 안전관리법 시행규칙상 독성가스로 열거되어 있다(허용농도 LC50 약 293ppm, TLV-TWA 1ppm).
① 수소, ③ 아세틸렌, ④ 메탄은 가연성가스이며 독성가스가 아니다.

67번

고압가스용 차량에 고정된 탱크의 설계기준으로 틀린 것은?

1. 탱크의 길이이음 및 원주이음은 맞대기 양면 용접으로 한다.

2. 용접하는 부분의 탄소강은 탄소함유량이 1.0% 미만으로 한다.

3. 탱크에는 지름 375㎜이상의 원형 맨홀 또는 긴 지름 375㎜ 이상, 짧은 지름 275㎜ 이상의 타원형 맨홀을 1개 이상 설치한다.

4. 탱크의 내부에는 차량의 진행방향과 직각이 되도록 방파판을 설치한다.

정답 2번

해설. ② 차량에 고정된 탱크 중 용접하는 부분의 탄소강은 탄소함유량이 0.35% 미만이어야 한다. 1.0% 미만은 틀렸다(탄소가 많으면 용접성이 나빠진다).
① 길이이음·원주이음은 맞대기 양면 용접으로 한다.
③ 지름 375㎜ 이상 원형 맨홀 또는 긴 지름 375㎜·짧은 지름 275㎜ 이상 타원형 맨홀을 1개 이상 둔다.
④ 방파판은 진행방향과 직각으로 설치한다.

68번

도시가스 공급시설 또는 그 시설에 속하는 계기를 장치하는 회로에 설치하는 것으로서 온도 및 압력과 그 시설의 상황에 따라 안전확보를 위한 주요부분에 설비가 잘못 조작되거나 이상이 발생하는 경우에 자동으로 가스의 발생을 차단시키는 장치를 무엇이라 하는가?

1. 벤트스택

2. 안전밸브

3. 인터록기구

4. 가스누출검지통보설비

정답 3번

해설. ③ 인터록기구는 제조설비가 잘못 조작되거나 이상이 생겨 정상적인 제조 조건에서 벗어날 때 자동으로 가스 발생(제조)을 차단·제어하는 장치이다(도시가스사업법 시행규칙).
① 벤트스택은 가스를 안전하게 대기로 방출하는 설비, ② 안전밸브는 압력 상승 시 가스를 내보내는 장치, ④ 가스누출검지통보설비는 누출을 검지하여 경보하는 설비이다.

69번

“액화석유가스충전사업”의 용어 정의에 대하여 가장 바르게 설명한 것은?

1. 저장시설에 저장된 액화석유가스를 용기에 충전하거나 자동차에 고정된 탱크에 충전하여 공급하는 사업

2. 액화석유가스를 일반의 수요에 따라 배관을 통하여 연료로 공급하는 사업

3. 대량수요자에게 액화한 천연가스를 공급하는 사업

4. 수요자에게 연료용 가스를 공급하는 사업

정답 1번

해설. ① 액화석유가스 충전사업은 저장시설에 저장된 액화석유가스를 용기에 충전(배관으로 다른 저장탱크에 이송하는 것 포함)하거나 자동차에 고정된 탱크에 충전하여 공급하는 사업이다(액화석유가스의 안전관리 및 사업법 제2조).
② 배관으로 공급하는 것은 액화석유가스 집단공급사업, ③④는 도시가스사업에 가까운 설명이다.
※ 현행 법 문구에 맞게 보기를 고쳤다.

70번

고압가스특정제조허가의 대상 시설로서 옳은 것은?

1. 석유정제업자의 석유정제시설 또는 그 부대시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 저장능력이 10톤 이상인 것

2. 석유화학공업자의 석유화학공업시설 또는 그 부대시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 저장능력이 10톤 이상인 것

3. 석유화학공업자의 석유화학공업시설 또는 그 부대시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 처리능력이 1천 세제곱미터 이상인 것

4. 철강공업자의 철강공업시설 또는 그 부대시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 처리능력이 10만세제곱미터 이상인 것

정답 4번

해설. ④ 철강공업자의 철강공업시설 또는 그 부대시설에서 처리능력 10만 세제곱미터 이상으로 고압가스를 제조하는 것은 특정제조허가 대상이다.
① 석유정제시설은 저장능력 100톤 이상이다.
②③ 석유화학공업시설은 저장능력 100톤 이상이거나 처리능력 1만 세제곱미터 이상이다.
(고압가스 안전관리법 시행규칙 제3조)

71번

액화석유가스 저장소의 저장탱크는 항상 얼마이하의 온도를 유지하여야 하는가?

1. 30℃

2. 40℃

3. 50℃

4. 60℃

정답 2번

해설. ② 액화석유가스 저장탱크는 항상 40℃ 이하의 온도를 유지해야 한다.
온도가 올라가면 증기압이 급격히 상승하고 액팽창으로 탱크가 위험해지기 때문이다. 충전용기와 배관도 40℃ 이하로 유지한다.

72번

유해물질이 인체에 나쁜 영향을 주지 않는다고 판단하고 일정한 기준 이하로 정한 농도를 무엇이라고 하는가?

1. 한계농도

2. 안전농도

3. 위험농도

4. 허용농도

정답 4번

해설. ④ 허용농도는 유해물질에 매일 노출되어도 거의 모든 사람에게 건강상 나쁜 영향을 주지 않는다고 판단되는 기준 농도이다(TLV-TWA 등).
고압가스 안전관리법의 독성가스 판정에는 흰쥐 실험에 의한 LC50 허용농도를 쓴다.
①②③은 공식 용어로 쓰이지 않는다.

73번

고압가스 저온저장탱크의 내부 압력이 외부 압력보다 낮아져 저장탱크가 파괴되는 것을 방지하기 위해 설치하여야할 설비로 가장 거리가 먼 것은?

1. 압력계

2. 압력경보설비

3. 진공안전밸브

4. 역류방지밸브

정답 4번

해설. ④ 역류방지밸브는 가스가 거꾸로 흐르는 것을 막는 밸브로, 저온저장탱크의 부압(내부 압력 저하) 파괴 방지 설비와 거리가 멀다.
부압파괴 방지 설비: 압력계(①), 압력경보설비(②), 진공안전밸브(③), 다른 저장탱크나 시설로부터의 가스도입배관(균압관), 압력과 연동하는 긴급차단장치를 설치한 냉동제어설비·송액설비 중 필요한 것을 갖춘다.

74번

고압가스 특정제조시설에서 배관을 지하에 매설할 경우 지하도로 및 터널과 최소 몇 m이상의 수평거리를 유지하여야 하는가?

1. 1.5m

2. 5m

3. 8m

4. 10m

정답 4번

해설. ④ 고압가스 특정제조시설의 배관을 지하에 매설할 때 지하도로 및 터널과는 10m 이상의 수평거리를 유지한다.
그 밖에 건축물과는 1.5m 이상, 독성가스 배관은 수도시설과 300m 이상, 다른 시설물과는 0.3m 이상 거리를 둔다.

75번

구조·재료·용량 및 성능 등에서 구별되는 제품의 단위를 무엇이라고 하는가?

1. 공정

2. 형식

3. 로트

4. 셀

정답 2번

해설. ② 형식은 구조·재료·용량 및 성능 등에서 구별되는 제품의 단위이다. 가스용품·특정설비 등의 형식승인은 이 형식별로 받는다.
① 공정은 제조 과정의 단계, ③ 로트는 같은 조건에서 만든 제품의 묶음(검사 단위), ④ 셀은 전지 등의 기본 단위이다.

76번

독성가스는 허용농도 얼마 이하인 가스를 뜻하는가? (단, 해당가스를 성숙한 흰 쥐 집단에게 대기 중에서 1 시간 동안 계속하여 노출시킨 경우 14 일 이내에 그 흰 쥐의 1/2 이상이 죽게 되는 가스의 농도를 말한다.)

1. 100/1,000,000

2. 200/1,000,000

3. 500/1,000,000

4. 5,000/1,000,000

정답 4번

해설. ④ 고압가스 안전관리법 시행규칙상 독성가스는 허용농도(성숙한 흰쥐 집단을 1시간 노출시켜 14일 이내 1/2 이상이 죽는 농도, LC50)가 100만분의 5000(5000ppm) 이하인 가스이다.
100만분의 200 이하는 맹독성으로 분류되어 운반책임자 동승 기준 등이 더 엄격하다.

77번

액화염소가스를 5톤 운반차량으로 운반하려고 할 때 응급조치에 필요한 제독제 및 수량은?

1. 소석회 -20㎏ 이상

2. 소석회 -40㎏ 이상

3. 가성소다 -20㎏ 이상

4. 가성소다 -40㎏ 이상

정답 2번

해설. ② 독성가스 운반차량에는 응급조치용 제독제로 소석회를 휴대하며, 액화가스 질량 1000㎏ 미만이면 20㎏ 이상, 1000㎏ 이상이면 40㎏ 이상을 갖춘다.
액화염소 5톤(5000㎏)은 1000㎏ 이상이므로 소석회 40㎏ 이상이다.
염소 외에 포스겐, 황화수소, 시안화수소, 아황산가스, 염화수소 등도 소석회를 휴대한다.

78번

내부 용적이 35,000L인 액화산소 저장탱크의 저장능력은 얼마인가?(단, 비중은 1.2)

1. 24,780㎏

2. 26,460㎏

3. 27,520㎏

4. 37,800㎏

정답 4번

해설. ④ 액화가스 저장탱크의 저장능력은 W = 0.9dV이다 (d: 비중[㎏/L], V: 내용적[L]).
풀이: W = 0.9 × 1.2 × 35000 = 37800㎏
(고압가스 안전관리법 시행규칙 별표 1 저장능력 산정기준)

79번

2단 감압식 1차용 조정기의 최대폐쇄압력은 얼마인가?

1. 3.5kPa 이하

2. 50kPa 이하

3. 95kPa 이하

4. 조정압력의 1.25배 이하

정답 3번

해설. ③ 2단 감압식 1차용 조정기의 최대폐쇄압력은 95kPa 이하이다.
① 3.5kPa 이하는 1단 감압식 저압조정기·2단 감압식 2차용 저압조정기·자동절체식 일체형 저압조정기의 최대폐쇄압력이다.
④ 조정압력의 1.25배 이하는 그 밖의 조정기(준저압 등)의 최대폐쇄압력이다.

80번

고압가스 일반제조시설에서 몇 m³이상의 가스를 저장하는 것에 가스방출장치를 설치하여야 하는가?

1. 5

2. 10

3. 20

4. 50

정답 1번

해설. ① 고압가스 일반제조시설의 가스홀더 등 5m³ 이상의 가스를 저장하는 것에는 가스방출장치를 설치해야 한다(고압가스 안전관리법 시행규칙 별표).
가스방출장치는 이상 시 내부 가스를 안전하게 방출하여 설비를 보호하기 위한 것이다.

81번

흡수법에 의한 가스분석법 중 각 성분과 가스 흡수액을 옳지 않게 짝지은 것은?

1. 중탄화수소흡수액 - 발연황산

2. 이산화탄소흡수액 - 염화나트륨 수용액

3. 산소흡수액 - (수산화칼륨 + 피로갈롤) 수용액

4. 일산화탄소흡수액 - (염화암모늄 + 염화제1구리)의 분해용액에 암모니아수를 가한 용액

정답 2번

해설. ② 이산화탄소의 흡수액은 수산화칼륨(KOH) 30% 수용액이다. 염화나트륨 수용액은 틀렸다.
① 중탄화수소는 발연황산, ③ 산소는 알칼리성 피로갈롤 용액, ④ 일산화탄소는 암모니아성 염화제1구리 용액으로 흡수한다.
헴펠법 흡수 순서는 CO₂ → CₘHₙ → O₂ → CO이다.

82번

안지름이 14㎝인 관에 물이 가득 차서 흐를 때 피토관으로 측정한 유속이 7m/sec이었다면 이때의 유량은 약 몇 ㎏/sec인가?

1. 39

2. 108

3. 433

4. 1077.2

정답 2번

해설. ② 유량 Q = AV이고 물의 밀도 1000㎏/m³를 곱하면 질량유량이 된다.
풀이: A = π/4 × 0.14² = 0.01539m²
Q = 0.01539 × 7 = 0.1078m³/s
질량유량 = 0.1078 × 1000 ≒ 108㎏/s

83번

피토관(Pitot tube)의 주된 용도는?

1. 압력을 측정하는데 사용된다.

2. 유속을 측정하는데 사용된다.

3. 온도를 측정하는데 사용된다.

4. 액체의 점도를 측정하는데 사용된다.

정답 2번

해설. ② 피토관은 전압(정체압)과 정압의 차인 동압을 측정하여 V = √(2gΔh) 관계로 유속을 구하는 기구이다.
유속에 단면적을 곱해 유량을 간접적으로 구하기도 한다. 압력(①) 자체, 온도(③), 점도(④) 측정 기구가 아니다.

84번

가스크로마토그래피의 구성이 아닌 것은?

1. 캐리어가스

2. 검출기

3. 분광기

4. 컬럼

정답 3번

해설. ③ 분광기는 가스크로마토그래피의 구성요소가 아니다(분광분석기·적외선분석기 등의 구성이다).
가스크로마토그래피는 캐리어가스(①)와 압력조정기·유량계, 시료도입부, 분리관(컬럼, ④), 검출기(②), 기록계 등으로 구성된다.

85번

염화 제1구리 착염지를 이용하여 어떤 가스의 누출 여부를 검지한 결과 착염지가 적색으로 변하였다. 이때 누출된 가스는?

1. 아세틸렌

2. 수소

3. 염소

4. 황화수소

정답 1번

해설. ① 염화제1구리 착염지는 아세틸렌에 닿으면 적색으로 변한다.
수소는 시험지로 검지하지 않는다. 염소는 KI 전분지(청갈색), 황화수소는 연당지(흑색)로 검지한다.
그 밖에 암모니아는 적색 리트머스지(청색), 시안화수소는 초산벤지딘지(청색), 일산화탄소는 염화팔라듐지(흑색), 포스겐은 하리슨 시험지(심등색)이다.

86번

직접식 액면계에 속하지 않는 것은?

1. 직관식

2. 차압식

3. 플로트식

4. 검척식

정답 2번

해설. ② 차압식 액면계는 액의 높이에 따른 압력차를 측정하여 액면을 간접적으로 구하므로 간접식이다.
직접식 액면계에는 직관식(유리관식, ①), 플로트식(부자식, ③), 검척식(④) 등이 있다.
간접식에는 차압식, 기포식, 초음파식, 방사선식, 정전용량식 등이 있다.

87번

가스미터 선정 시 주의사항으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 내구성

2. 내관검사

3. 오차의 유무

4. 사용 가스의 적정성

정답 2번

해설. ② 내관검사는 가스미터 선정 시 고려사항과 거리가 멀다.
가스미터를 선정할 때는 사용 가스에 적합한지(④), 사용 최대유량에 알맞은 용량인지, 계량이 정확하여 오차가 적은지(③), 내구성이 있는지(①), 기차 변화가 없고 취급·부착이 쉬운지를 고려한다.

88번

습식가스미터에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 추량식이다.

2. 설치공간이 크다.

3. 정확한 계량이 가능하다.

4. 일정 시간 동안의 회전수로 유량을 측정한다.

정답 1번

해설. ① 습식가스미터는 회전드럼이 일정 체적씩 가스를 실제로 계량하는 실측식이다. 추량식이라는 설명이 틀렸다.
② 설치공간이 크고, ③ 계량이 정확하여 기준기·실험실용으로 쓰이며, ④ 일정 시간 동안의 드럼 회전수로 유량을 구한다. 사용 중 수위 조정이 필요하다.

89번

오리피스 유량계의 적용 원리는?

1. 부력의 법칙

2. 토리첼리의 법칙

3. 베르누이 법칙

4. Gibbs의 법칙

정답 3번

해설. ③ 오리피스 유량계는 관로에 오리피스를 넣어 생기는 전후 압력차를 측정하여 유량을 구하는 차압식 유량계로, 베르누이 법칙(및 연속방정식)을 원리로 한다.
Q = CA√(2gΔh)에서 유량은 차압의 제곱근에 비례한다.

90번

차압식 유량계로 유량을 측정하였더니 오리피스 전·후의 차압이 1936mmH₂O일 때 유량은 22m³/h이었다. 차압이 1024mmH₂O이면 유량은 얼마가 되는가?

1. 12m³/h

2. 14m³/h

3. 16m³/h

4. 18m³/h

정답 3번

해설. ③ 차압식 유량계에서 유량은 차압의 제곱근에 비례한다(Q ∝ √ΔP).
풀이: Q₂ = Q₁ × √(ΔP₂/ΔP₁) = 22 × √(1024/1936)
= 22 × 32/44 = 16m³/h

91번

적외선 가스분석계로 분석하기가 어려운 가스는?

1. Ne

2. CO

3. CO₂

4. SO₂

정답 1번

해설. ① 네온(Ne) 같은 단원자 분자는 적외선을 흡수하지 않으므로 적외선 가스분석계로 분석하기 어렵다.
적외선 가스분석계는 이종 원자로 된 분자(CO, CO₂, SO₂, CH₄ 등)가 고유 파장의 적외선을 흡수하는 성질을 이용한다.
He, Ne, Ar 등 단원자 분자와 N₂, O₂, H₂, Cl₂ 등 대칭 2원자 분자는 분석할 수 없다.
※ 복수 정답이 되지 않도록 보기 ②를 고쳤다.

92번

보일러에서 여러 대의 버너를 사용하여 연소실의 부하를 조절하는 경우 버너의 특성 변화에 따라 버너의 대수를 수시로 바꾸는데, 이때 사용하는 제어방식으로 가장 적당한 것은?

1. 다변수제어

2. 병렬제어

3. 캐스케이드제어

4. 비율제어

정답 3번

해설. ③ 캐스케이드제어는 1차 제어장치(주제어계)의 출력으로 2차 제어장치(종속제어계)의 목표값을 정하는 방식이다. 보일러 부하(연소실 압력·온도)를 1차로 제어하고 그 출력에 따라 버너 대수·연료량을 조절하는 경우에 쓰며, 외란의 영향을 줄이고 응답을 빠르게 한다.
④ 비율제어는 두 양의 비를 일정하게 유지하는 제어이다.

93번

고압 밀폐탱크의 액면 측정용으로 주로 사용되는 것은?

1. 편위식 액면계

2. 차압식 액면계

3. 부자식 액면계

4. 기포식 액면계

정답 2번

해설. ② 차압식 액면계는 탱크 상부와 하부의 압력차로 액면을 측정하므로 고압 밀폐탱크의 액면 측정에 주로 쓴다. LPG 저장탱크 등에 쓰이는 햄프슨식 액면계가 대표적이다.
① 편위식은 부력을 이용, ③ 부자식은 개방탱크에 주로 쓰며, ④ 기포식은 개방탱크나 부식성 액체에 적합하다.

94번

열전도형 검출기(TCD)의 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 고농도의 가스를 측정할 수 있다.

2. 가열된 서미스터에 가스를 접촉시키는 방식이다.

3. 공기와의 열전도도 차가 작을수록 감도가 좋다.

4. 가연성 가스 이외의 가스도 측정할 수 있다.

정답 3번

해설. ③ 열전도형 검출기(TCD)는 측정 가스와 기준가스(캐리어가스·공기)의 열전도도 차가 클수록 감도가 좋다. 작을수록 좋다는 설명이 틀렸다.
① 고농도 가스 측정이 가능하고, ② 가열된 서미스터(필라멘트)에 가스를 접촉시켜 저항 변화를 읽으며, ④ 가연성 가스 이외의 가스(무기가스 등)도 측정할 수 있다.

95번

불연속적인 제어이므로 제어량이 목표값을 중심으로 일정한 폭의 상하 진동을 하게 되는 현상, 즉 뱅뱅현상이 일어나는 제어는?

1. 비례제어

2. 비례미분제어

3. 비례적분제어

4. 온·오프제어

정답 4번

해설. ④ 온·오프(2위치) 제어는 조작량이 켜짐·꺼짐 두 가지뿐인 불연속 제어이므로 제어량이 목표값을 중심으로 일정한 폭으로 상하 진동하는 사이클링(뱅뱅) 현상이 나타난다.
①②③ 비례, 비례미분, 비례적분 제어는 조작량이 연속적으로 변하는 연속동작 제어이다.

96번

방사고온계는 다음 중 어느 이론을 이용한 것인가?

1. 제백 효과

2. 펠티에 효과

3. 빈-플랑크의 법칙

4. 스테판-볼츠만 법칙

정답 4번

해설. ④ 방사고온계는 물체가 방사하는 전 방사에너지가 절대온도의 4제곱에 비례한다는 스테판-볼츠만 법칙(E = εσT⁴)을 이용한다.
① 제백 효과는 열전대 온도계의 원리, ② 펠티에 효과는 전자냉각의 원리이다.
③ 빈-플랑크 법칙은 특정 파장의 단색 휘도를 이용하는 광고온계와 관련된다.

97번

열기전력이 작으며, 산화분위기에 강하나 환원분위기에는 약하고, 고온 측정에는 적당한 열전대온도계의 단자 구성으로 옳은 것은?

1. 양극 : 철, 음극 : 콘스탄탄

2. 양극 : 구리, 음극 : 콘스탄탄

3. 양극 : 크로멜, 음극 : 알루멜

4. 양극 : 백금-로듐, 음극 : 백금

정답 4번

해설. ④ 백금-백금로듐 열전대(R형, 양극: 백금-로듐, 음극: 백금)는 열기전력이 작지만 산화분위기에 강하고 환원분위기에 약하며, 약 1600℃까지의 고온 측정에 적당하다.
① 철-콘스탄탄(IC, J형)은 환원성에 강하고, ② 구리-콘스탄탄(CC, T형)은 저온 측정용, ③ 크로멜-알루멜(CA, K형)은 열기전력이 크고 중고온 측정용이다.

98번

가스조정기(regulator)의 주된 역할에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 가스의 불순물을 정제 한다.

2. 용기 내로의 역화를 방지한다.

3. 공기의 혼입량을 일정하게 유지해 준다.

4. 가스의 공급압력을 일정하게 유지해 준다.

정답 4번

해설. ④ 가스조정기(압력조정기)는 용기나 공급관의 높은 압력을 연소기에 알맞은 압력으로 낮추고, 유량이 변하거나 1차 압력이 변해도 공급압력을 일정하게 유지해 주어 안정된 연소를 가능하게 한다. 가스 공급이 중단되면 자동으로 가스를 차단하는 역할도 한다.
①②③은 각각 정제장치, 역화방지장치, 혼합기의 역할이다.

99번

1kmol의 가스가 0℃, 1기압에서 22.4m³의 부피를 갖고 있을 때 기체상수는 얼마인가?

1. 1.98㎏f·m/kmol·K

2. 848㎏f·m/kmol·K

3. 8.314㎏f·m/kmol·K

4. 0.082㎏f·m/kmol·K

정답 2번

해설. ② 일반기체상수 R = PV/(nT)이다.
풀이: R = 10332㎏f/m² × 22.4m³ / (1kmol × 273K) ≒ 848㎏f·m/kmol·K
참고로 1.98은 kcal/kmol·K(cal/mol·K), 8.314는 kJ/kmol·K, 0.082는 atm·m³/kmol·K(atm·L/mol·K) 단위일 때의 값이다.

100번

가연성가스 검출기의 형식이 아닌 것은?

1. 안전등형

2. 간섭계형

3. 열선형

4. 서포트형

정답 4번

해설. ④ 서포트형은 가연성가스 검출기의 형식이 아니다.
가연성가스 검출기에는 안전등형(메탄 검지, 불꽃 길이 이용, ①), 간섭계형(굴절률 차 이용, ②), 열선형(열전도식·접촉연소식, ③), 반도체식 등이 있다.

가스기사 필기 2017년 3회 기출문제

가스유체역학

연소공학

가스설비

가스안전관리

가스계측기기

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