가스기사 필기 2019년 3회 기출문제 정답 및 해설

1번

이상기체의 등온, 정압, 정적과정과 무관한 것은?

1. P₁V₁ = P₂V₂

2. P₁/T₁ = P₂/T₂

3. V₁/T₁ = V₂/T₂

4. P₁V₁/T₁ = P₂(V₁ + V₂)/T₁

정답 4번

해설. ④ 이상기체에서 등온과정은 P₁V₁ = P₂V₂(①), 정적과정은 P₁/T₁ = P₂/T₂(②), 정압과정은 V₁/T₁ = V₂/T₂(③)이다.
④는 상태 2의 체적을 V₁ + V₂로, 온도를 T₁로 둔 식으로 어느 과정에도 해당하지 않는다.

2번

유체의 흐름상태에서 표면장력에 대한 관성력의 상대적인 크기를 나타내는 무차원의 수는?

1. Reynolds 수

2. Froude 수

3. Euler 수

4. Weber 수

정답 4번

해설. ④ 웨버 수 We = ρV²L/σ 는 관성력과 표면장력의 비로, 물방울·기포·모세관 흐름처럼 표면장력이 중요한 흐름에 쓴다.
① 레이놀즈 수는 관성력/점성력, ② 프루드 수는 관성력/중력, ③ 오일러 수는 압력/관성력의 비이다.

3번

캐비테이션 발생에 따른 현상으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 소음과 진동 발생

2. 양정곡선의 상승

3. 효율곡선의 저하

4. 깃의 침식

정답 2번

해설. ② 캐비테이션이 생기면 양정곡선과 효율곡선이 모두 저하(급강하)하므로 '양정곡선의 상승'은 거리가 멀다.
① 소음과 진동 발생, ③ 효율곡선의 저하, ④ 기포 붕괴 충격에 의한 깃(임펠러)의 침식이 나타난다.

4번

안지름이 10cm 인 원관을 통해 1시간에 10m³의 물을 수송하려고 한다. 이 때 물의 평균유속은 약 몇 m/s 이어야 하는가?

1. 0.0027

2. 0.0354

3. 0.277

4. 0.354

정답 4번

해설. ④ 풀이: Q = 10 m³/h = 10/3600 = 0.002778 m³/s
A = π/4 × 0.1² = 0.007854 m²
V = Q/A = 0.002778/0.007854 ≒ 0.354 m/s

5번

양정 25m, 송출량 0.15 m³/min 로 물을 송출하는 펌프가 있다. 효율 65%일 때 펌프의 축 동력은 몇 kW 인가?

1. 0.94

2. 0.83

3. 0.74

4. 0.68

정답 1번

해설. ① 풀이: 축동력 L = γQH/η
Q = 0.15/60 = 0.0025 m³/s
L = 9.8 × 0.0025 × 25 / 0.65 ≒ 0.94 kW
(물의 비중량 9.8 kN/m³ 적용)

6번

30℃인 공기 중에서의 음속은 몇 m/s 인가? (단, 비열비는 1.4 이고, 기체상수는 287 J/kg·K 이다.)

1. 216

2. 241

3. 307

4. 349

정답 4번

해설. ④ 풀이: 음속 c = √(kRT)
T = 30 + 273 = 303 K
c = √(1.4 × 287 × 303) = √121,745 ≒ 349 m/s
음속은 절대온도의 제곱근에 비례하므로 온도가 높을수록 빨라진다.

7번

어떤 매끄러운 수평 원관에 유체가 흐를 때 완전 난류유동(완전히 거친 난류유동) 영역이었고, 이때 손실수두가 10m 이었다. 속도가 2배가 되면 손실수두는?

1. 20 m

2. 40 m

3. 80 m

4. 160 m

정답 2번

해설. ② 완전 난류(완전히 거친 관) 영역에서는 관마찰계수 f가 레이놀즈 수와 관계없이 일정하므로 손실수두 h = f(L/D)(V²/2g)는 속도의 제곱에 비례한다.
풀이: h₂ = h₁ × (V₂/V₁)² = 10 × 2² = 40 m

8번

개수로 유동(open channel flow)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1. 수력구배선은 자유표면과 일치한다.

2. 에너지 선은 수면 위로 속도 수두만큼 위에 있다.

3. 에너지 선의 높이가 유동방향으로 하강하는 것은 손실 때문이다.

4. 개수로에서 바닥면의 압력은 항상 일정하다.

정답 4번

해설. ④ 개수로의 바닥면 압력은 그 위 수심에 비례(p = γh)하므로 수심이 달라지면 변한다. 따라서 '항상 일정하다'는 틀린 설명이다.
① 개수로에서는 자유표면이 수력구배선이고, ② 에너지선은 수면보다 속도수두만큼 위에 있으며, ③ 에너지선의 하강은 손실 때문이다.

9번

유체가 반지름 150mm, 길이가 500m 인 주철관을 통하여 유속 2.5 m/s로 흐를 때 마찰에 의한 손실 수두는 몇 m 인가? (단, 관마찰 계수 f = 0.03 이다.)

1. 5.47

2. 13.6

3. 15.9

4. 31.9

정답 3번

해설. ③ 풀이: 지름 D = 2 × 0.15 = 0.3 m (반지름이 주어진 점에 주의)
h = f(L/D)(V²/2g) = 0.03 × (500/0.3) × 2.5²/(2 × 9.8)
= 0.03 × 1666.7 × 0.3189 ≒ 15.9 m

10번

그림과 같이 물을 사용하여 기체압력을 측정하는 경사 마노미터에서 압력차(P₁ − P₂)는 몇 cmH₂O 인가? (단, θ = 30°, 면적 A₁ ≫ 면적 A₂ 이고, R = 30cm 이다.)

1. 15

2. 30

3. 45

4. 90

정답 1번

해설. ① 풀이: A₁ ≫ A₂ 이므로 큰 용기 쪽 액면 강하는 무시한다.
경사관 액주의 수직 높이 h = R sin θ = 30 × sin 30° = 15 cm
∴ P₁ − P₂ = 15 cmH₂O
경사관은 같은 압력차를 1/sin θ 배 길게 읽을 수 있어 미소압력 측정에 쓰인다.

11번

일반적인 원관내 유동에서 하임계 레이놀즈수에 가장 가까운 값은?

1. 2100

2. 4000

3. 21000

4. 40000

정답 1번

해설. ① 원관 유동에서 난류가 층류로 바뀌는 하임계 레이놀즈수는 약 2100(2000~2320)이다.
상임계 레이놀즈수는 약 4000으로, 이 값을 넘으면 난류가 되며 그 사이는 천이영역이다.

12번

온도 20℃, 절대압력이 5 kgf/cm² 인 산소의 비체적은 몇 m³/kg 인가? (단, 산소의 분자량은 32이고, 일반기체상수는 848 kgf·m/kmol·K 이다.)

1. 0.551

2. 0.155

3. 0.515

4. 0.605

정답 2번

해설. ② 풀이: 기체상수 R = 848/32 = 26.5 kgf·m/kg·K
P = 5 kgf/cm² = 5 × 10⁴ kgf/m², T = 293 K
비체적 v = RT/P = 26.5 × 293 / 50000 ≒ 0.155 m³/kg

13번

매끈한 직원관 속의 액체 흐름이 층류이고 관내에서 최대속도가 4.2 m/s 로 흐를 때 평균속도는 약 몇 m/s 인가?

1. 4.2

2. 3.5

3. 2.1

4. 1.75

정답 3번

해설. ③ 매끈한 원관의 층류(하겐-푸아죄유 흐름)는 포물선 속도분포를 가지며, 평균속도는 최대속도(중심속도)의 1/2 이다.
풀이: V평균 = 4.2/2 = 2.1 m/s
(난류에서는 평균속도가 최대속도의 약 0.8배 정도이다.)

14번

유체에 잠겨 있는 곡면에 작용하는 정수력의 수평분력에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 연직면에 투영한 투영면의 압력중심의 압력과 투영면을 곱한 값과 같다.

2. 연직면에 투영한 투영면의 도심의 압력과 곡면의 면적을 곱한 값과 같다.

3. 수평면에 투영한 투영면에 작용하는 정수력과 같다.

4. 연직면에 투영한 투영면의 도심의 압력과 투영면의 면적을 곱한 값과 같다.

정답 4번

해설. ④ 곡면에 작용하는 정수력의 수평분력은 곡면을 연직면에 투영한 투영면의 도심 압력(γh꼴)에 투영면의 면적을 곱한 값과 같다.
① 압력중심의 압력이 아니고, ② 곡면 자체의 면적이 아니며, ③ 수평면 투영은 연직분력(곡면 위 유체의 무게)과 관계된다.

15번

압축성유체에 대한 설명 중 가장 올바른 것은?

1. 가역과정동안 마찰로 인한 손실이 일어난다.

2. 이상기체의 음속은 온도의 함수이다.

3. 유체의 유속이 아음속(subsonic)일 때, Mach 수는 1보다 크다.

4. 온도가 일정할 때 이상기체의 압력은 밀도에 반비례한다.

정답 2번

해설. ② 이상기체의 음속 c = √(kRT)이므로 온도만의 함수이다.
① 가역과정에서는 마찰손실이 없고, ③ 아음속이면 마하수가 1보다 작으며, ④ 온도가 일정하면 이상기체의 압력은 밀도에 비례(P = ρRT)한다.

16번

물체 주위의 유동과 관련하여 다음 중 옳은 내용을 모두 나타낸 것은?
㉮ 속도가 빠를수록 경계층 두께는 얇아진다.
㉯ 경계층 내부유동은 비점성유동으로 취급할 수 있다.
㉰ 동점성계수가 커질수록 경계층 두께는 두꺼워진다.

1. ㉮

2. ㉮, ㉯

3. ㉮, ㉰

4. ㉯, ㉰

정답 3번

해설. ③ 층류 경계층 두께는 δ ∝ √(νx/U) 이므로 ㉮ 속도가 빠를수록 얇아지고, ㉰ 동점성계수가 클수록 두꺼워진다.
㉯ 경계층 내부는 점성의 영향이 큰 영역이므로 비점성유동으로 취급할 수 없다(비점성 취급은 경계층 바깥 흐름).

17번

20℃ 공기속을 1000 m/s로 비행하는 비행기의 주위 유동에서 정체 온도는 몇 ℃ 인가? (단, K = 1.4, R = 287 N·m/kg·K 이며 등엔트로피 유동이다.)

1. 518

2. 545

3. 574

4. 598

정답 1번

해설. ① 풀이: 정체온도 T₀ = T + V²/(2Cₚ), Cₚ = kR/(k − 1) = 1.4 × 287/0.4 = 1004.5 J/kg·K
T₀ = 293 + 1000²/(2 × 1004.5) = 293 + 497.8 ≒ 791 K
≒ 518℃

18번

유체의 점성계수와 동점성계수에 관한 설명 중 옳은 것은? (단, M, L, T는 각각 질량, 길이, 시간을 나타낸다.)

1. 상온에서의 공기의 점성계수는 물의 점성계수보다 크다.

2. 점성계수의 차원은 ML⁻¹T⁻¹ 이다.

3. 동점성계수의 차원은 L²T⁻² 이다.

4. 동점성계수의 단위에는 poise 가 있다.

정답 2번

해설. ② 점성계수 μ의 단위는 kg/m·s(= Pa·s)이므로 차원은 ML⁻¹T⁻¹ 이다.
① 상온에서 공기의 점성계수는 물보다 훨씬 작고, ③ 동점성계수(m²/s)의 차원은 L²T⁻¹ 이며, ④ poise는 점성계수 단위이고 동점성계수 단위는 stokes이다.

19번

원심펌프에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1. 액체를 비교적 균일한 압력으로 수송할 수 있다.

2. 토출 유동의 맥동이 적다.

3. 원심펌프 중 볼류트 펌프는 안내깃을 갖지 않는다.

4. 양정거리가 크고 수송량이 적을 때 사용된다.

정답 4번

해설. ④ 양정이 크고 수송량이 적을 때 알맞은 것은 왕복펌프이다. 원심펌프는 유량이 크고 양정이 비교적 낮은 곳에 쓰인다.
① 비교적 균일한 압력으로 수송하고, ② 토출 맥동이 적으며, ③ 볼류트 펌프는 안내깃이 없고 터빈 펌프는 안내깃이 있다.

20번

이상기체에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 포화상태에 있는 포화 증기를 뜻한다.

2. 이상기체의 상태 방정식을 만족시키는 기체이다.

3. 체적 탄성계수가 100인 기체이다.

4. 높은 압력하의 기체를 뜻한다.

정답 2번

해설. ② 이상기체는 분자 자체의 부피와 분자 간 인력을 무시할 수 있어 상태방정식 PV = nRT(또는 Pv = RT)를 만족하는 기체이다.
실제 기체는 고온·저압일수록 이상기체에 가까워지므로 ④ 높은 압력하의 기체와는 반대이고, ①·③도 정의와 무관하다.

21번

액체 연료의 연소 형태가 아닌 것은?

1. 등심연소(wick combustion)

2. 증발연소(vaporizing combustion)

3. 분무연소(spray combustion)

4. 확산연소(diffusive combustion)

정답 4번

해설. ④ 확산연소는 기체연료와 공기가 따로 공급되어 서로 확산·혼합하면서 타는 기체연료의 연소 형태이다.
액체연료의 연소 형태에는 ① 등심연소(심지), ② 증발연소, ③ 분무연소(무화), 액면연소 등이 있다.

22번

50℃, 30℃, 15℃ 인 3종류의 액체 A, B, C가 있다. A와 B를 같은 질량으로 혼합하였더니 40℃가 되었고, A와 C를 같은 질량으로 혼합하였더니 20℃가 되었다고 하면 B와 C를 같은 질량으로 혼합하면 온도는 약 몇 ℃ 가 되겠는가?

1. 17.1

2. 19.5

3. 20.5

4. 21.1

정답 1번

해설. ① 풀이: 열평형 mc(Δt) 이용, 비열을 cA·cB·cC 라 하면
A+B: cA(50 − 40) = cB(40 − 30) → cA = cB
A+C: cA(50 − 20) = cC(20 − 15) → cC = 6cA
B+C: cB(30 − t) = cC(t − 15) → 30 − t = 6(t − 15)
7t = 120 → t ≒ 17.1℃

23번

피열물의 가열에 사용된 유효열량이 7000 kcal/kg, 전입열량이 12000 kcal/kg 일 때 열효율은 약 얼마인가?

1. 49.2 %

2. 58.3 %

3. 67.4 %

4. 76.5 %

정답 2번

해설. ② 풀이: 열효율 = 유효열량/전입열량 × 100
= 7000/12000 × 100 ≒ 58.3%
나머지는 배기가스·방열 등으로 잃은 손실열이다.
열효율은 공급한 전체 열량 중 목적에 유효하게 쓰인 열량의 비율이다.

24번

가스 화재 시 밸브 및 콕크를 잠그는 경우 어떤 소화효과를 기대할 수 있는가?

1. 질식소화

2. 제거소화

3. 냉각소화

4. 억제소화

정답 2번

해설. ② 밸브나 콕을 잠가 가연물(가스)의 공급을 끊는 것은 가연물을 없애는 제거소화이다.
① 질식소화는 산소 차단, ③ 냉각소화는 온도를 발화점 아래로 낮춤, ④ 억제소화는 연쇄반응을 끊는 방법이다.

25번

엔트로피의 증가에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 비가역 과정의 경우 계와 외계의 에너지의 총합은 일정하고, 엔트로피의 총합은 증가한다.

2. 비가역 과정의 경우 계와 외계의 에너지의 총합과 엔트로피의 총합이 함께 증가한다.

3. 비가역 과정의 경우 물체의 엔트로피와 열원의 엔트로피의 합은 불변이다.

4. 비가역 과정의 경우 계와 외계의 에너지의 총합과 엔트로피의 총합은 불변이다.

정답 1번

해설. ① 비가역 과정이라도 에너지는 보존되므로 계와 외계 에너지의 총합은 일정하고(열역학 제1법칙), 엔트로피의 총합은 증가한다(제2법칙).
② 에너지 총합은 증가하지 않고, ③·④ 엔트로피 총합이 불변인 것은 가역 과정이다.

26번

저발열량이 41860 kJ/kg 인 연료를 3 kg 연소시켰을 때 연소가스의 열용량이 62.8 kJ/℃ 였다면 이 때의 이론연소 온도는 약 몇 ℃ 인가?

1. 1000℃

2. 2000℃

3. 3000℃

4. 4000℃

정답 2번

해설. ② 풀이: 이론연소온도 상승 = 발생열량 / 연소가스 열용량
Q = 41860 × 3 = 125580 kJ
Δt = 125580/62.8 ≒ 2000℃
실제로는 해리·열손실 때문에 연소온도가 이론값보다 낮다.

27번

연소 반응 시 불꽃의 상태가 환원염으로 나타났다. 이 때 환원염은 어떤 상태인가?

1. 수소가 파란불꽃을 내며 연소하는 화염

2. 공기가 충분하여 완전 연소상태의 화염

3. 과잉의 산소를 내포하여 연소가스 중 산소를 포함한 상태의 화염

4. 산소의 부족으로 일산화탄소와 같은 미연분을 포함한 상태의 화염

정답 4번

해설. ④ 환원염은 산소가 부족하여 일산화탄소(CO)·수소 등 미연분을 포함한 불꽃으로, 금속 산화물을 환원시키는 성질이 있다.
② 완전 연소 화염이나 ③ 과잉 산소를 포함한 화염은 산화염이다.

28번

연료의 발화점(착화점)이 낮아지는 경우가 아닌 것은?

1. 산소 농도가 높을수록

2. 발열량이 높을수록

3. 분자구조가 단순할수록

4. 압력이 높을수록

정답 3번

해설. ③ 분자구조가 단순할수록 발화점은 높아진다. 분자구조가 복잡할수록 발화점이 낮아진다.
① 산소 농도가 높을수록, ② 발열량이 높을수록, ④ 압력이 높을수록 발화점은 낮아진다. (그 밖에 화학적 활성이 클수록, 열전도율이 작을수록 낮아진다.)

29번

오토(Otto)사이클의 효율을 η₁, 디젤(Diesel)사이클의 효율을 η₂, 사바테(Sabathe)사이클의 효율을 η₃ 이라 할 때 공급열량과 압축비가 같을 경우 효율의 크기는?

1. η₁ ＞ η₂ ＞ η₃

2. η₁ ＞ η₃ ＞ η₂

3. η₂ ＞ η₁ ＞ η₃

4. η₂ ＞ η₃ ＞ η₁

정답 2번

해설. ② 압축비와 공급열량이 같으면 정적가열인 오토 사이클의 효율이 가장 높고, 정압가열인 디젤 사이클이 가장 낮으며, 복합(정적+정압) 가열인 사바테 사이클은 그 중간이다.
∴ η₁(오토) > η₃(사바테) > η₂(디젤)

30번

CH₄, CO₂, H₂O(기체)의 생성열이 각각 75 kJ/mol, 394 kJ/mol, 242 kJ/mol 일 때 CH₄ 1 mol의 완전 연소 발열량은 약 몇 kJ 인가?

1. 803

2. 786

3. 711

4. 636

정답 1번

해설. ① 풀이: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
발열량 = (생성물 생성열 합) − (반응물 생성열 합)
= (394 + 2 × 242) − 75 = 878 − 75 = 803 kJ
(O₂ 같은 원소의 생성열은 0)

31번

열역학 제 0 법칙에 대하여 설명한 것은?

1. 저온체에서 고온체로 아무 일도 없이 열을 전달할 수 없다.

2. 절대온도 0에서 모든 완전 결정체의 절대 엔트로피의 값은 0이다.

3. 기계가 일을 하기 위해서는 반드시 다른 에너지를 소비해야 하고 어떤 에너지도 소비하지 않고 계속 일을 하는 기계는 존재하지 않는다.

4. 온도가 서로 다른 물체를 접촉시키면 높은 온도를 지닌 물체의 온도는 내려가고, 낮은 온도를 지닌 물체의 온도는 올라가서 두 물체의 온도 차이는 없어진다.

정답 4번

해설. ④ 열역학 제0법칙은 열평형의 법칙으로, 온도가 다른 두 물체를 접촉시키면 열이 이동하여 결국 같은 온도(열평형)에 이른다는 것이다.
① 열역학 제2법칙, ② 제3법칙, ③ 제1법칙(영구기관 부정)에 대한 설명이다.

32번

유독물질의 대기확산에 영향을 주게 되는 매개변수로서 가장 거리가 먼 것은?

1. 토양의 종류

2. 바람의 속도

3. 대기안정도

4. 누출지점의 높이

정답 1번

해설. ① 유독물질의 대기확산은 바람의 속도·방향, 대기안정도, 누출지점의 높이, 누출량·누출률, 지형 등에 영향을 받는다.
토양의 종류는 대기확산 모델의 주요 매개변수가 아니므로 가장 거리가 멀다.

33번

연료가 완전연소할 때 이론상 필요한 공기량을 M₀(m³), 실제로 사용한 공기량을 M(m³)라 하면 과잉공기 백분율로 바르게 표시한 식은?

1. (M / M₀) × 100

2. (M₀ / M) × 100

3. ((M − M₀) / M) × 100

4. ((M − M₀) / M₀) × 100

정답 4번

해설. ④ 과잉공기량은 실제공기량에서 이론공기량을 뺀 값(M − M₀)이며, 과잉공기 백분율은 이를 이론공기량 기준으로 나타낸다.
과잉공기율 = (M − M₀)/M₀ × 100 = (m − 1) × 100 (m: 공기비 M/M₀)
①은 공기비의 백분율, ③은 실제공기량 기준이라 틀렸다.

34번

체적 2m³ 의 용기 내에서 압력 0.4 MPa, 온도 50℃ 인 혼합기체의 체적분율이 메탄(CH₄) 35%, 수소(H₂) 40%, 질소(N₂) 25% 이다. 이 혼합기체의 질량은 약 몇 kg 인가?

1. 2

2. 3

3. 4

4. 5

정답 3번

해설. ③ 풀이: 몰수 n = PV/RT = 0.4×10⁶ × 2 / (8.314 × 323) ≒ 297.9 mol
평균분자량 M = 0.35×16 + 0.40×2 + 0.25×28 = 13.4 g/mol
질량 m = 297.9 × 13.4 ≒ 3992 g ≒ 4 kg

35번

폭발범위의 하한 값이 가장 큰 가스는?

1. C₂H₄

2. C₂H₂

3. C₂H₄O

4. H₂

정답 4번

해설. ④ 공기 중 폭발범위 하한값은 H₂ 4.0%, C₂H₄O(산화에틸렌) 3.0%, C₂H₄(에틸렌) 2.7%, C₂H₂(아세틸렌) 2.5% 정도이다.
따라서 하한값이 가장 큰 것은 수소이다.

36번

전실화재(Flashover)와 역화(Back Draft)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. Flashover는 급격한 가연성가스의 착화로서 폭풍과 충격파를 동반한다.

2. Flashover는 화재성장기(제1단계)에서 발생한다.

3. Back Draft는 최성기(제2단계)에서 발생한다.

4. Flashover는 열의 공급이 요인이다.

정답 1번

해설. ① 폭풍과 충격파를 동반하는 급격한 가연성가스의 착화는 역화(Back Draft)의 특징이다. Flashover는 복사열로 실내 가연물 전체가 한꺼번에 발화하는 현상으로 충격파를 동반하지 않는다.
② Flashover는 성장기, ③ Back Draft는 최성기 이후 산소가 유입될 때 생기며, ④ Flashover는 열의 공급(복사열)이 요인이다.

37번

어떤 계에 42 kJ을 공급했다. 만약 이 계가 외부에 대하여 17000 N·m 의 일을 하였다면 내부에너지의 증가량은 약 몇 kJ 인가?

1. 25

2. 50

3. 100

4. 200

정답 1번

해설. ① 풀이: 열역학 제1법칙 Q = ΔU + W
일 W = 17000 N·m = 17 kJ
ΔU = Q − W = 42 − 17 = 25 kJ
계가 외부에 한 일은 공급열량 중 내부에너지 증가에 쓰이지 않은 부분이다. (1 kJ = 1000 N·m)

38번

수증기와 CO의 몰 혼합물을 반응시켰을 때 1000℃, 1기압에서의 평형조성이 CO, H₂O 가 각각 28mol%, H₂, CO₂가 각각 22mol% 라 하면, 정압 평형정수(Kₚ)는 약 얼마인가?

1. 0.2

2. 0.6

3. 0.9

4. 1.3

정답 2번

해설. ② 풀이: CO + H₂O ⇄ CO₂ + H₂ (반응 전후 몰수 같음 → 몰분율로 계산 가능)
Kₚ = [P(CO₂) × P(H₂)]/[P(CO) × P(H₂O)] = (0.22 × 0.22)/(0.28 × 0.28)
= 0.0484/0.0784 ≒ 0.62 ≒ 0.6

39번

다음 중 등엔트로피의 과정은?

1. 가역 단열과정

2. 비가역 단열과정

3. Polytropic 과정

4. Joule-Thomson 과정

정답 1번

해설. ① 엔트로피 변화 dS = δQ/T 이므로 열출입이 없고(단열) 엔트로피 생성이 없는(가역) 가역 단열과정이 등엔트로피 과정이다.
② 비가역 단열과정은 엔트로피가 증가하고, ③ 폴리트로픽 과정은 일반적으로 열출입이 있으며, ④ 줄-톰슨(교축) 과정은 등엔탈피 과정이다.

40번

도시가스의 조성을 조사해보니 부피조성으로 H₂ 30%, CO 14%, CH₄ 49%, CO₂ 5%, O₂ 2%를 얻었다. 이 도시가스 1Nm³를 연소시키기 위한 이론산소량(Nm³)은?

1. 1.18

2. 2.18

3. 3.18

4. 4.18

정답 1번

해설. ① 풀이: H₂ + ½O₂, CO + ½O₂, CH₄ + 2O₂ (CO₂는 불연성, 가스 중 O₂는 빼 준다)
O₀ = 0.5×0.30 + 0.5×0.14 + 2×0.49 − 0.02
= 0.15 + 0.07 + 0.98 − 0.02 = 1.18 Nm³

41번

정압기에 관한 특성 중 변동에 대한 응답속도 및 안정성의 관계를 나타내는 것은?

1. 동특성

2. 정특성

3. 작동 최대차압

4. 사용 최대차압

정답 1번

해설. ① 정압기의 동특성은 부하 변동에 대한 응답의 신속성과 안정성을 나타내는 특성이다.
② 정특성은 정상상태에서 유량과 2차 압력의 관계, ③·④ 작동·사용 최대차압은 정압기가 작동하거나 사용할 수 있는 1차·2차 압력의 최대 차이이다.

42번

석유정제공정의 상압증류 및 가솔린 생산을 위한 접촉개질 처리 등에서와 석유화학의 나프타 분해공정 중 에틸렌, 벤젠 등을 제조하는 공정에서 주로 생산되는 가스는?

1. OFF 가스

2. Cracking 가스

3. Reforming 가스

4. Topping 가스

정답 1번

해설. ① OFF 가스는 석유정제의 상압증류·접촉개질 공정이나 석유화학의 나프타 분해공정(에틸렌·벤젠 제조)에서 부산물로 생기는 가스로, 도시가스 원료로도 쓰인다.
②·③·④는 특정 처리공정(분해·개질·상압증류)으로 만든 가스를 가리키는 말이다.

43번

도시가스 원료 중에 함유되어 있는 황을 제거하기 위한 건식탈황법의 탈황제로서 일반적으로 사용되는 것은?

1. 탄산나트륨

2. 산화철

3. 암모니아 수용액

4. 염화암모늄

정답 2번

해설. ② 건식탈황법에서는 주로 산화철(Fe₂O₃)을 탈황제로 써서 황화수소를 황화철로 바꿔 제거하며, 그 밖에 활성탄·산화아연 등이 쓰인다.
① 탄산나트륨·③ 암모니아 수용액 등은 액체를 쓰는 습식탈황법의 흡수제이다.

44번

연소 시 발생할 수 있는 여러 문제 중 리프팅(lifting) 현상의 주된 원인은?

1. 노즐의 축소

2. 가스 압력의 감소

3. 1차 공기의 과소

4. 배기 불충분

정답 1번

해설. ① 리프팅(선화)은 가스의 분출속도가 연소속도보다 커져 불꽃이 염공에서 떨어지는 현상으로, 노즐이 축소되어 분출속도가 커지는 것이 주된 원인이다.
그 밖에 가스 압력 상승, 1차 공기 과다, 염공 막힘 등이 원인이며, ② 압력 감소·③ 1차 공기 과소는 반대 현상과 관계된다.

45번

도시가스 공급시설에 설치하는 공기보다 무거운 가스를 사용하는 지역정압기실 개구부와 RTU(Remote Terminal Unit)박스는 얼마 이상의 거리를 유지하여야 하는가?

1. 2 m

2. 3 m

3. 4.5 m

4. 5.5 m

정답 3번

해설. ③ 공기보다 무거운 가스를 사용하는 지역정압기실의 개구부와 RTU 박스는 4.5 m 이상 거리를 유지해야 한다.
RTU 박스는 전기설비이므로 누출가스가 체류할 수 있는 개구부에서 떨어뜨려 점화원이 되지 않게 하기 위한 기준이다.

46번

배관에서 지름이 다른 강관을 연결하는 목적으로 주로 사용하는 것은?

1. 티

2. 플랜지

3. 엘보

4. 리듀서

정답 4번

해설. ④ 리듀서는 지름이 서로 다른 관을 직선으로 연결할 때 쓰는 관이음이다.
① 티는 분기, ② 플랜지는 분해·조립이 필요한 곳의 접합, ③ 엘보는 방향 전환에 쓰인다.
지름이 다른 관의 분기에는 이경 티, 방향 전환과 지름 변경을 함께 할 때는 이경 엘보를 쓴다.

47번

발열량이 13000 kcal/m³이고, 비중이 1.3, 공급압력이 200 mmH₂O 인 가스의 웨베지수는?

1. 10000

2. 11402

3. 13000

4. 16900

정답 2번

해설. ② 풀이: 웨베지수 WI = H/√d (H: 총발열량, d: 가스 비중)
= 13000/√1.3 = 13000/1.1402 ≒ 11402
공급압력은 웨베지수 계산에 쓰이지 않는다.

48번

1000 rpm으로 회전하는 펌프를 2000 rpm으로 변경하였다. 이 경우 펌프의 양정과 소요동력은 각각 얼마씩 변화하는가?

1. 양정 : 2배, 소요동력 : 2배

2. 양정 : 4배, 소요동력 : 2배

3. 양정 : 8배, 소요동력 : 4배

4. 양정 : 4배, 소요동력 : 8배

정답 4번

해설. ④ 펌프의 상사법칙: 유량 Q ∝ N, 양정 H ∝ N², 동력 L ∝ N³
회전수가 2배이므로 양정은 2² = 4배, 소요동력은 2³ = 8배가 된다.
유량은 회전수에 비례하여 2배가 된다.

49번

회전펌프에 해당하는 것은?

1. 플랜지 펌프

2. 피스톤 펌프

3. 기어 펌프

4. 다이어프램 펌프

정답 3번

해설. ③ 기어 펌프는 두 기어의 회전으로 액체를 밀어내는 회전 펌프로, 그 밖에 베인 펌프·나사 펌프가 회전 펌프에 속한다.
② 피스톤 펌프·④ 다이어프램 펌프는 왕복 펌프이고, ① 플랜지 펌프라는 분류는 없다.

50번

산소가 없어도 자기분해 폭발을 일으킬 수 있는 가스가 아닌 것은?

1. C₂H₂

2. N₂H₄

3. H₂

4. C₂H₄O

정답 3번

해설. ③ 수소는 산소 등 조연성 가스가 있어야 폭발하며, 스스로 분해폭발하지 않는다.
① 아세틸렌(C₂H₂), ② 히드라진(N₂H₄), ④ 산화에틸렌(C₂H₄O)은 산소가 없어도 분해폭발을 일으킬 수 있는 가스이다.

51번

실린더 안지름 20cm, 피스톤행정 15cm, 매분회전수 300, 효율이 90%인 수평 1단 단동압축기가 있다. 지시평균 유효 압력을 0.2 MPa로 하면 압축기에 필요한 전동기의 마력은 약 몇 PS 인가? (단, 1 MPa은 10 kgf/cm² 로 한다.)

1. 6

2. 7

3. 8

4. 9

정답 2번

해설. ② 풀이: 지시동력 = Pₘ × A × L × n (단동식은 1회전당 1회 압축)
Pₘ = 0.2 MPa = 2 kgf/cm², A = π/4 × 20² = 314.2 cm², L = 0.15 m, n = 300/60 = 5 회/s
2 × 314.2 × 0.15 × 5 = 471.2 kgf·m/s ÷ 75 = 6.28 PS
전동기 마력 = 6.28/0.9 ≒ 7 PS

52번

도시가스 저압 배관의 설계 시 관경을 결정하고자 할 때 사용되는 식은?

1. Fan 식

2. Oliphant 식

3. Coxe 식

4. Pole 식

정답 4번

해설. ④ 도시가스 저압 배관의 관경(유량) 계산에는 폴(Pole) 식 Q = K√(D⁵H/SL)을 쓴다.
중·고압 배관에는 콕스(Coxe) 식 Q = K√(D⁵(P₁² − P₂²)/SL)을 쓰며, ① Fan 식·② Oliphant 식은 저압 배관 설계식이 아니다.

53번

가스보일러 물탱크의 수위를 다이어프램에 의해 압력 변화로 검출하여 전기접점에 의해 가스회로를 차단하는 안전장치는?

1. 헛불방지장치

2. 동결방지장치

3. 소화안전장치

4. 과열방지장치

정답 1번

해설. ① 헛불방지장치(공연소 방지장치)는 보일러 물탱크의 수위를 다이어프램으로 압력 변화로 검출하여, 물이 없을 때 전기접점으로 가스회로를 차단해 빈 보일러가 가열되는 것을 막는다.
② 동결방지는 동파 방지, ③ 소화안전장치는 불꽃이 꺼지면 차단, ④ 과열방지장치는 온도 이상 시 차단한다.

54번

가스온수기에 반드시 부착하여야 할 안전장치가 아닌 것은?

1. 소화안전장치

2. 역풍방지장치

3. 전도안전장치

4. 정전안전장치

정답 3번

해설. ③ 전도안전장치는 넘어졌을 때 가스를 차단하는 장치로, 이동식 가스난로 등에 다는 것이며 벽에 고정하는 가스온수기의 필수 안전장치가 아니다.
가스온수기에는 ① 소화안전장치, ② 역풍방지장치, ④ 정전안전장치 등을 부착한다.

55번

나프타를 접촉분해법에서 개질온도를 705℃로 유지하고 개질압력을 1기압에서 10기압으로 점진적으로 가압할 때 가스의 조성변화는?

1. H₂와 CO₂가 감소하고 CH₄와 CO가 증가한다.

2. H₂와 CO₂가 증가하고 CH₄와 CO가 감소한다.

3. H₂와 CO가 감소하고 CH₄와 CO₂가 증가한다.

4. H₂와 CO가 증가하고 CH₄와 CO₂가 감소한다.

정답 3번

해설. ③ 나프타 접촉분해(수증기 개질)에서 반응온도가 일정할 때 압력을 높이면, 기체 몰수가 줄어드는 쪽(메탄화 반응)으로 평형이 이동한다.
따라서 H₂와 CO는 감소하고 CH₄와 CO₂는 증가한다.

56번

LPG를 사용하는 식당에서 연소기의 최대가스소비량이 3.56 kg/h 이었다. 자동절체식 조정기를 사용하는 경우 20 kg 용기를 최소 몇 개를 설치하여야 자연기화 방식으로 원활하게 사용할 수 있겠는가? (단, 20 kg 용기 1개의 가스발생능력은 1.8 kg/h 이다.)

1. 2개

2. 4개

3. 6개

4. 8개

정답 2번

해설. ② 풀이: 필요 용기 수 = 최대가스소비량 / 용기 1개의 가스발생능력
= 3.56/1.8 = 1.98 → 2개(사용측)
자동절체식 조정기는 사용측과 예비측에 같은 수를 설치하므로 2 × 2 = 4개

57번

찜질방의 가열로실의 구조에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 가열로의 배기통은 금속 이외의 불연성재료로 단열조치를 한다.

2. 가열로실과 찜질실 사이의 출입문은 유리재로 설치한다.

3. 가열로의 배기통 재료는 스테인리스를 사용한다.

4. 가열로의 배기통에는 댐퍼를 설치하지 아니한다.

정답 2번

해설. ② 가열로실과 찜질실 사이의 출입문은 유리재가 아닌 불연성 재료로 하고, 질식사고를 막기 위해 가열로실의 연소가스가 찜질실로 들어가지 않게 해야 한다.
①·③·④ 배기통은 스테인리스를 쓰고 금속 이외의 불연성 재료로 단열하며, 배기통에는 댐퍼를 설치하지 않는다.

58번

LNG 저장탱크에서 사용되는 잠액식 펌프의 윤활 및 냉각을 위해 주로 사용되는 것은?

1. 물

2. LNG

3. 그리스

4. 황산

정답 2번

해설. ② LNG 저장탱크의 잠액식(서브머지드) 펌프는 모터와 펌프 전체가 LNG 속에 잠겨 있어, 펌핑하는 LNG 자체로 베어링을 윤활하고 모터를 냉각한다.
물·그리스·황산은 극저온 LNG 안에서 얼거나 사용할 수 없다.

59번

차단성능이 좋고 유량조정이 용이하나 압력손실이 커서 고압의 대구경 밸브에는 부적당한 밸브는?

1. 글로우브 밸브

2. 플러그 밸브

3. 게이트 밸브

4. 버터플라이 밸브

정답 1번

해설. ① 글로브 밸브는 유체가 S자 모양으로 흐르며 밸브 시트에 수직으로 닫히므로 차단성능과 유량 조절이 좋지만 압력손실이 커서 고압 대구경에는 부적당하다.
③ 게이트 밸브는 압력손실이 작고, ②·④ 플러그·버터플라이 밸브는 차단이나 대구경 유량조절에 쓰인다.

60번

다기능 가스안전계량기(마이콤 메타)의 작동성능이 아닌 것은?

1. 유량 차단성능

2. 과열방지 차단성능

3. 압력저하 차단성능

4. 연속사용시간 차단성능

정답 2번

해설. ② 마이콤 메타(다기능 가스안전계량기)에는 합계유량·증가유량 차단(유량 차단), 연속사용시간 차단, 압력저하 차단, 미소사용유량 등록 등의 기능이 있다.
과열방지 차단은 보일러·온수기 등 연소기의 안전장치 기능이다.

61번

아세틸렌의 임계압력으로 가장 가까운 것은?

1. 3.5 MPa

2. 5.0 MPa

3. 6.2 MPa

4. 7.3 MPa

정답 3번

해설. ③ 아세틸렌의 임계온도는 약 36℃, 임계압력은 약 61.6 atm(≒ 6.2 MPa)이다.
임계압력은 임계온도에서 기체를 액화시키는 데 필요한 최소 압력을 말한다.
아세틸렌은 임계온도가 상온보다 약간 높아 압축만으로 액화할 수 있지만 분해폭발 위험 때문에 용해가스로 취급한다.

62번

LPG 용기 보관실의 바닥 면적이 40m² 이라면 환기구의 최소 통풍가능 면적은?

1. 10000 cm²

2. 11000 cm²

3. 12000 cm²

4. 13000 cm²

정답 3번

해설. ③ 풀이: 자연환기구의 통풍가능 면적은 바닥면적 1 m²당 300 cm² 이상이어야 한다.
40 m² × 300 cm²/m² = 12000 cm²
(LPG는 공기보다 무거우므로 환기구는 바닥면에 접하게 설치한다)

63번

고압가스 제조장치의 내부에 작업원이 들어가 수리를 하고자 한다. 이 때 가스 치환 작업으로 가장 부적합한 경우는?

1. 질소 제조장치에서 공기로 치환한 후 즉시 작업을 하였다.

2. 아황산가스인 경우 불활성가스로 치환한 후 다시 공기로 치환하여 작업을 하였다.

3. 수소제조 장치에서 불활성가스로 치환한 후 즉시 작업을 하였다.

4. 암모니아인 경우 불활성가스로 치환하고 다시 공기로 치환한 후 작업을 하였다.

정답 3번

해설. ③ 수소 같은 가연성 가스 설비는 불활성가스로 치환한 뒤, 사람이 들어가기 전에 다시 공기로 치환하여 산소 농도가 18~22%인지 확인해야 한다. 불활성가스로만 치환한 뒤 즉시 들어가면 산소결핍 질식 위험이 있다.
① 질소 장치는 공기로 치환, ②·④ 독성가스는 불활성가스 치환 후 다시 공기로 치환하므로 적합하다.

64번

의료용 산소용기의 도색 및 표시가 바르게 된 것은?

1. 백색으로 도색 후 흑색 글씨로 산소라고 표시한다.

2. 녹색으로 도색 후 백색 글씨로 산소라고 표시한다.

3. 백색으로 도색 후 녹색 글씨로 산소라고 표시한다.

4. 녹색으로 도색 후 흑색 글씨로 산소라고 표시한다.

정답 3번

해설. ③ 「고압가스 안전관리법 시행규칙」 별표 24에서 의료용 산소용기는 백색으로 도색하고, 용도 표시(의료용)와 띠는 산소의 경우 녹색으로 한다.
② 녹색 도색은 공업용(그 밖의 가스) 산소용기이고, ①·④의 색 조합은 기준과 다르다.

65번

고압가스 저장시설에서 가연성가스 용기보관실과 독성가스의 용기보관실은 어떻게 설치하여야 하는가?

1. 기준이 없다.

2. 각각 구분하여 설치한다.

3. 하나의 저장실에 혼합 저장한다.

4. 저장실은 하나로 하되 용기는 구분 저장한다.

정답 2번

해설. ② 「고압가스 안전관리법 시행규칙」에 따라 가연성가스·산소 및 독성가스의 용기보관실은 각각 구분하여 설치해야 한다.
가연성가스와 독성가스가 섞이면 누출 시 화재와 중독이 겹칠 수 있으므로 혼합 저장하거나 한 저장실에 두지 않는다.

66번

액화석유가스를 차량에 고정된 내용적 V(L)인 탱크에 충전할 때 충전량 산정식은? (단, W : 저장능력(kg), P : 최고충전압력(MPa), d : 비중(kg/L), C : 가스의 종류에 따른 정수이다.)

1. W = V / C

2. W = C(V + 1)

3. W = 0.9 d V

4. W = (10P + 1)V

정답 1번

해설. ① 「고압가스 안전관리법 시행규칙」 별표 1에서 액화가스의 용기 및 차량에 고정된 탱크의 저장능력은 W = V/C (V: 내용적 L, C: 가스 종류별 정수, 액화프로판 2.35·액화부탄 2.05)로 산정한다.
③ W = 0.9dV는 액화가스 저장탱크, ④ Q = (10P + 1)V는 압축가스 설비의 산정식이다.

67번

이동식 부탄연소기(220 g 납붙임용기 삽입형)를 사용하는 음식점에서 부탄연소기의 본체보다 큰 주물불판을 사용하여 오랜 시간 조리를 하다가 폭발 사고가 일어났다. 사고의 원인으로 추정되는 것은?

1. 가스 누출

2. 납붙임 용기의 불량

3. 납붙임 용기의 오장착

4. 용기 내부의 압력 급상승

정답 4번

해설. ④ 연소기 본체보다 큰 주물불판을 오래 쓰면 불판의 복사열이 용기에 전달되어 용기가 가열되고, 내부 부탄의 증기압이 급상승하여 용기가 파열·폭발한다.
이 때문에 이동식 부탄연소기에는 용기 과열 시 가스를 차단하는 장치를 두고 큰 불판 사용을 금지한다.

68번

냉동설비와 1일 냉동능력 1톤의 산정기준에 대한 연결이 바르게 된 것은?

1. 원심식압축기 사용 냉동설비-압축기의 원동기 정격출력 1.2 kW

2. 원심식압축기 사용 냉동설비-발생기를 가열하는 1시간의 입열량 3320 kcal

3. 흡수식냉동설비-압축기의 원동기 정격출력 2.4 kW

4. 흡수식냉동설비-발생기를 가열하는 1시간의 입열량 7740 kcal

정답 1번

해설. ① 「고압가스 안전관리법 시행규칙」 별표 3에 따라 원심식 압축기를 쓰는 냉동설비는 원동기 정격출력 1.2 kW를 1일 냉동능력 1톤으로 본다.
흡수식 냉동설비는 발생기를 가열하는 1시간의 입열량 6640 kcal가 1톤이므로 ②·③·④는 틀렸다.

69번

고압가스용 납붙임 또는 접합용기의 두께는 그 용기의 안전성을 확보하기 위하여 몇 mm 이상으로 하여야 하는가?

1. 0.115

2. 0.125

3. 0.215

4. 0.225

정답 2번

해설. ② 고압가스용 납붙임 또는 접합용기는 안전성 확보를 위해 동판 두께를 0.125 mm 이상으로 해야 한다.
(접합 또는 납붙임용기는 내용적 1 L 이하인 일회용 용기이다)
두께가 얇으면 충전압력이나 외부 충격으로 쉽게 파손되기 때문이다.

70번

용기의 제조등록을 한 자가 수리할 수 있는 용기의 수리범위에 해당되는 것으로만 모두 짝지어진 것은?
㉠ 용기몸체의 용접
㉡ 용기부속품의 부품 교체
㉢ 초저온 용기의 단열재 교체

1. ㉠

2. ㉠, ㉡

3. ㉡, ㉢

4. ㉠, ㉡, ㉢

정답 4번

해설. ④ 「고압가스 안전관리법 시행규칙」 별표 13에서 용기 제조등록을 한 자의 수리범위는 용기몸체의 용접, 아세틸렌용기 내 다공물질 교체, 용기의 스커트·프로텍터·넥크링 교체 및 가공, 용기부속품의 부품 교체, 저온 또는 초저온용기의 단열재 교체, 초저온용기부속품의 탈·부착이다.
따라서 ㉠·㉡·㉢ 모두 해당한다.

71번

아세틸렌용 용접용기를 제조하고자 하는 자가 갖추어야 할 시설기준의 설비가 아닌 것은?

1. 성형설비

2. 세척설비

3. 필라멘트와인딩설비

4. 자동부식방지도장설비

정답 3번

해설. ③ 필라멘트와인딩설비는 섬유를 감아 만드는 복합재료용기 제조설비로, 아세틸렌용 용접용기 제조시설에 필요한 설비가 아니다.
용접용기 제조에는 ① 성형설비, ② 세척설비, ④ 자동부식방지도장설비, 용접설비, 열처리로 등이 필요하다.

72번

가연성가스 설비 내부에서 수리 또는 청소작업을 할 때에는 설비내부의 가스농도가 폭발 하한계의 몇 % 이하가 될 때까지 치환하여야 하는가?

1. 1

2. 5

3. 10

4. 25

정답 4번

해설. ④ 가연성가스 설비를 수리·청소할 때에는 내부 가스를 불활성가스 등으로 치환하여 가스농도가 폭발하한계의 1/4(25%) 이하가 되게 한다.
그 뒤 사람이 들어갈 때는 다시 공기로 치환하여 산소농도가 18~22%인지 확인한다.

73번

초저온용기에 대한 정의를 가장 바르게 나타낸 것은?

1. 섭씨 영하 50℃ 이하의 액화가스를 충전하기 위한 용기로서 단열재를 씌우거나 냉동설비로 냉각시키는 등의 방법으로 용기 내의 가스온도가 상용 온도를 초과하지 않도록 한 용기

2. 액화가스를 충전하기 위한 용기로서 단열재로 피복하여 용기 내의 가스온도가 상용온도를 초과하지 않도록 한 용기

3. 대기압에서 비점이 0℃ 이하인 가스를 상용압력이 0.1 MPa 이하의 액체 상태로 저장하기 위한 용기로서 단열재로 피복하여 가스온도가 상용온도를 초과하지 않도록 한 용기

4. 액화가스를 냉동설비로 냉각하여 용기 내의 가스의 온도가 섭씨 영하 70℃ 이하로 유지하도록 한 용기

정답 1번

해설. ① 「고압가스 안전관리법 시행규칙」 제2조에서 초저온용기란 섭씨 영하 50도 이하의 액화가스를 충전하기 위한 용기로서 단열재를 씌우거나 냉동설비로 냉각시키는 등의 방법으로 용기 내의 가스온도가 상용 온도를 초과하지 않도록 한 것을 말한다.
②는 저온용기의 정의에 가깝고, ③·④는 정의와 다르다.

74번

아세틸렌가스를 2.5 MPa의 압력으로 압축할 때 첨가하는 희석제가 아닌 것은?

1. 질소

2. 메탄

3. 일산화탄소

4. 아세톤

정답 4번

해설. ④ 아세틸렌을 2.5 MPa 이상으로 압축할 때는 분해폭발을 막기 위해 질소, 메탄, 일산화탄소, 에틸렌 등의 희석제를 첨가한다.
아세톤은 용기 안에서 아세틸렌을 녹여 저장하는 용제이지 희석제가 아니다.

75번

고압가스용 용접용기의 내압시험방법 중 팽창측정시험의 경우 용기가 완전히 팽창한 후 적어도 얼마 이상의 시간을 유지하여야 하는가?

1. 30초

2. 1분

3. 3분

4. 5분

정답 1번

해설. ① 용접용기의 팽창측정시험(내압시험)에서는 내압시험압력까지 가압하여 용기가 완전히 팽창한 뒤 적어도 30초 이상 유지하고 전증가량을 측정한다.
이어서 압력을 빼고 영구증가량을 측정하여 영구증가율로 합격 여부를 판정한다.

76번

차량에 고정된 탱크로 가연성가스를 적재하여 운반할 때 휴대하여야 할 소화설비의 기준으로 옳은 것은?

1. BC용, B-10 이상 분말소화제를 2개 이상 비치

2. BC용, B-8 이상 분말소화제를 2개 이상 비치

3. ABC용, B-10 이상 포말소화제를 1개 이상 비치

4. ABC용, B-8 이상 포말소화제를 1개 이상 비치

정답 1번

해설. ① 가연성가스를 차량에 고정된 탱크로 운반할 때에는 BC용 B-10 이상의 분말소화제를 2개 이상(차량 좌우에 각각 1개 이상) 비치한다.
포말소화제나 능력단위 B-8은 이 기준과 맞지 않는다.

77번

가스 폭발에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 폭발한계는 일반적으로 폭발성 분위기 중 폭발성가스의 용적비로 표시된다.

2. 발화온도는 폭발성가스와 공기 중 혼합가스의 온도를 높였을 때에 폭발을 일으킬 수 있는 최고의 온도이다.

3. 폭발한계는 가스의 종류에 따라 달라진다.

4. 폭발성 분위기란 폭발성 가스가 공기와 혼합하여 폭발한계 내에 있는 상태의 분위기를 뜻한다.

정답 2번

해설. ② 발화온도(발화점)는 가연성 혼합가스의 온도를 높였을 때 외부 점화원 없이 스스로 폭발(발화)을 일으킬 수 있는 최저의 온도이다. '최고의 온도'는 틀렸다.
①·③·④ 폭발한계는 용적비(vol%)로 나타내고 가스 종류에 따라 다르며, 폭발성 분위기는 폭발한계 내에 있는 혼합 상태를 말한다.

78번

가스난로를 사용하다가 부주의로 점화되지 않은 상태에서 콕을 전부 열었다. 이 때 노즐로부터 분출되는 생 가스의 양은 약 몇 m³/h 인가? (단, 유량계수 : 0.8, 노즐지름 : 2.5 mm, 가스압력 : 200 mmH₂O, 가스비중 : 0.5 로 한다.)

1. 0.5 m³/h

2. 1.1 m³/h

3. 1.5 m³/h

4. 2.1 m³/h

정답 2번

해설. ② 풀이: 노즐 분출량 Q = 0.011 K D² √(P/d)
(Q: m³/h, K: 유량계수, D: mm, P: mmH₂O, d: 비중)
= 0.011 × 0.8 × 2.5² × √(200/0.5)
= 0.011 × 0.8 × 6.25 × 20 ≒ 1.1 m³/h

79번

초저온가스용 용기제조 기술기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 용기동판의 최대두께와 최소두께와의 차이는 평균두께의 10% 이하로 한다.

2. “최고충전압력”은 상용압력 중 최고압력을 말한다.

3. 용기의 외조에 외조를 보호할 수 있는 플러그 또는 파열판 등의 압력방출장치를 설치한다.

4. 초저온용기는 오스테나이트계 스테인리스강 또는 티타늄합금으로 제조한다.

정답 4번

해설. ④ 초저온용기는 오스테나이트계 스테인리스강 또는 알루미늄합금으로 제조한다. 티타늄합금은 해당하지 않는다.
① 동판 최대·최소 두께 차는 평균두께의 10% 이하, ② 최고충전압력은 상용압력 중 최고압력, ③ 외조에는 플러그 또는 파열판 등 압력방출장치를 설치한다.

80번

증기가 전기스파크나 화염에 의해 분해폭발을 일으키는 가스는?

1. 수소

2. 프로판

3. LNG

4. 산화에틸렌

정답 4번

해설. ④ 산화에틸렌(C₂H₄O)은 산소가 없어도 증기가 전기스파크나 화염에 의해 분해폭발을 일으킬 수 있는 가스이다.
① 수소, ② 프로판, ③ LNG(메탄)는 산소(공기)와 혼합되어야 폭발하는 가연성 가스로 분해폭발성은 없다.

81번

가스크로마토그래피로 가스를 분석할 때 사용하는 캐리어 가스로서 가장 부적당한 것은?

1. H₂

2. CO₂

3. N₂

4. Ar

정답 2번

해설. ② 가스크로마토그래피의 캐리어 가스는 시료와 반응하지 않는 불활성·고순도 가스를 쓰며 H₂, He, N₂, Ar 등이 사용된다.
CO₂는 분석 대상 성분이 되는 경우가 많고 검출기 감도에도 불리하여 캐리어 가스로 부적당하다.

82번

램버트-비어의 법칙을 이용한 것으로 미량 분석에 유용한 화학 분석법은?

1. 중화적정법

2. 중량법

3. 분광광도법

4. 요오도적정법

정답 3번

해설. ③ 분광광도법(흡광광도법)은 빛이 시료를 통과할 때의 흡광도가 농도와 광로 길이에 비례한다는 램버트-비어 법칙을 이용하여 미량 성분을 정량한다.
① 중화적정법·④ 요오드적정법은 적정, ② 중량법은 침전물의 무게를 이용한다.

83번

내경 10cm인 관속으로 유체가 흐를 때 피토관의 마노미터 수주가 40cm 이었다면 이때의 유량은 약 몇 m³/s 인가?

1. 2.2 × 10⁻³

2. 2.2 × 10⁻²

3. 0.22

4. 2.2

정답 2번

해설. ② 풀이: 피토관 유속 V = √(2gh) = √(2 × 9.8 × 0.4) ≒ 2.8 m/s
Q = AV = π/4 × 0.1² × 2.8
= 0.007854 × 2.8 ≒ 0.022 = 2.2 × 10⁻² m³/s

84번

22℃의 1기압 공기(밀도 1.21 kg/m³)가 덕트를 흐르고 있다. 피토관을 덕트 중심부에 설치하고 물을 봉액으로 한 U 자관 마노미터의 눈금이 4.0 cm 이었다. 이 덕트 중심부의 유속은 약 몇 m/s 인가?

1. 25.5

2. 30.8

3. 56.9

4. 97.4

정답 1번

해설. ① 풀이: 피토관 유속 V = √(2gh(ρw − ρa)/ρa)
= √(2 × 9.8 × 0.04 × (1000 − 1.21)/1.21)
= √(0.784 × 825.4) = √647.1 ≒ 25.4 m/s
(봉액인 물과 공기의 밀도차를 고려한다)

85번

습식가스미터는 어떤 형태에 해당하는가?

1. 오벌형

2. 드럼형

3. 다이어프램형

4. 로터리 피스톤형

정답 2번

해설. ② 습식가스미터는 물을 반쯤 채운 원통 안에서 드럼(회전 드럼)이 가스 압력으로 돌며 가스량을 재는 드럼형 실측식 가스미터이다.
정확도가 높아 기준기·실험실용으로 쓰이며, ① 오벌형·④ 로터리 피스톤형은 액체용 용적식, ③ 다이어프램형은 막식이다.

86번

가스크로마토그래피에서 일반적으로 사용되지 않는 검출기(detector)는?

1. TCD

2. FID

3. ECD

4. RID

정답 4번

해설. ④ RID(굴절률 검출기)는 주로 액체크로마토그래피에 쓰는 검출기이다.
가스크로마토그래피에는 ① TCD(열전도도), ② FID(수소염 이온화), ③ ECD(전자포획) 검출기와 FPD·FTD 등이 쓰인다.

87번

가스크로마토그래피(Gas Chromatography)에서 캐리어가스 유량이 5 mL/s 이고 기록지 속도가 3 mm/s 일 때 어떤 시료가스를 주입하니 지속용량이 250 mL 이었다. 이 때 주입점에서 성분의 피크까지 거리는 약 몇 mm 인가?

1. 50

2. 100

3. 150

4. 200

정답 3번

해설. ③ 풀이: 지속시간 = 지속용량/캐리어가스 유량 = 250 mL ÷ 5 mL/s = 50 s
피크까지 거리 = 기록지 속도 × 지속시간 = 3 mm/s × 50 s = 150 mm

88번

측정제어라고도 하며, 2개의 제어계를 조합하여 1차 제어장치가 제어량을 측정하여 제어 명령을 내리고, 2차 제어장치가 이 명령을 바탕으로 제어량을 조절하는 제어를 무엇이라 하는가?

1. 정치(正値)제어

2. 추종(追從)제어

3. 비율(比率)제어

4. 캐스케이드(Cascade)제어

정답 4번

해설. ④ 캐스케이드 제어는 두 개의 제어계를 조합하여 1차 제어장치(주 조절계)의 출력으로 2차 제어장치(부 조절계)의 목표값을 정해 제어하는 방식으로, 외란의 영향을 줄이고 시간지연이 큰 공정에 유리하다.
① 정치제어는 목표값 일정, ② 추종제어는 목표값이 임의로 변함, ③ 비율제어는 두 양의 비율을 일정하게 한다.

89번

배기가스 중 이산화탄소를 정량분석하고자 할 때 가장 적합한 방법은?

1. 적정법

2. 완만연소법

3. 중량법

4. 오르자트법

정답 4번

해설. ④ 오르자트법은 KOH 수용액으로 CO₂를 흡수시킨 뒤 부피 감소로 CO₂를 정량하는 흡수분석법으로 배기가스 분석에 가장 널리 쓰인다.
① 적정법·③ 중량법은 번거롭고, ② 완만연소법은 H₂·CH₄ 같은 가연성 성분 분석에 쓰인다.

90번

10⁻¹²은 계량단위의 접두어로 무엇인가?

1. 아토(atto)

2. 젭토(zepto)

3. 펨토(femto)

4. 피코(pico)

정답 4번

해설. ④ 10⁻¹²은 피코(p)이다.
10⁻¹⁵ 펨토(f), 10⁻¹⁸ 아토(a), 10⁻²¹ 젭토(z)이며, 10⁻⁹ 나노(n), 10⁻⁶ 마이크로(μ)도 함께 알아 둔다.
반대로 10¹² 테라(T), 10⁹ 기가(G), 10⁶ 메가(M)이다.

91번

가스미터의 구비 조건으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 기계오차의 조정이 쉬울 것

2. 소형이며 계량 용량이 클 것

3. 감도는 적으나 정밀성이 높을 것

4. 사용가스량을 정확하게 지시할 수 있을 것

정답 3번

해설. ③ 가스미터는 감도가 예민하면서 정밀성이 높아야 하므로 '감도는 적으나'는 구비조건과 거리가 멀다.
① 기계오차 조정이 쉽고, ② 소형이면서 계량 용량이 크며, ④ 사용가스량을 정확히 지시해야 한다.

92번

고속, 고압 및 레이놀즈수가 높은 경우에 사용하기 가장 적정한 유량계는?

1. 벤투리미터

2. 플로노즐

3. 오리피스미터

4. 피토관

정답 2번

해설. ② 플로노즐은 고속·고압 유체나 레이놀즈수가 높은 유동에 적합하고 오리피스보다 압력손실이 작으며 내구성이 좋다.
① 벤투리미터는 압력손실이 가장 작으나 구조가 커서 비싸고, ③ 오리피스미터는 압력손실이 크며, ④ 피토관은 국부 유속 측정용이다.

93번

액면측정 장치가 아닌 것은?

1. 유리관식 액면계

2. 임펠러식 액면계

3. 부자식 액면계

4. 퍼지식 액면계

정답 2번

해설. ② 임펠러식은 회전 날개로 유량을 재는 유량계(임펠러식 유량계)이며 액면계가 아니다.
① 유리관식, ③ 부자(플로트)식, ④ 퍼지(기포)식은 액면측정 장치이다.
그 밖에 차압식, 정전용량식, 초음파식, 방사선식 액면계 등이 있다.

94번

연소기기에 대한 배기가스 분석의 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 연소상태를 파악하기 위하여

2. 배기가스 조성을 알기 위해서

3. 열정산의 자료를 얻기 위하여

4. 시료가스 채취장치의 작동상태를 파악하기 위해

정답 4번

해설. ④ 배기가스 분석은 연소상태 파악, 배기가스 조성 파악, 열정산 자료 확보, 공기비 조절 등을 위해 한다.
시료가스 채취장치의 작동상태 파악은 분석의 목적이 아니다.
분석 결과로 공기비를 조절하여 연료를 절약하고 대기오염을 줄인다.

95번

전력, 전류, 전압, 주파수 등을 제어량으로 하며 이것을 일정하게 유지하는 것을 목적으로 하는 제어방식은?

1. 자동조정

2. 서보기구

3. 추치제어

4. 정치제어

정답 1번

해설. ① 자동조정은 전압·전류·전력·주파수·회전속도처럼 전기적·기계적 양을 제어량으로 하여 이를 일정하게 유지하는 제어이다.
② 서보기구는 위치·방향·자세, ③ 추치제어는 변하는 목표값 추종, ④ 정치제어는 목표값이 일정한 제어를 뜻한다.

96번

전자유량계는 어떤 유체의 측정에 유용한가?

1. 순수한 물

2. 과열된 증기

3. 도전성 유체

4. 비전도성 유체

정답 3번

해설. ③ 전자유량계는 패러데이의 전자유도 법칙을 이용하여 자기장 속을 흐르는 도전성 유체에 생기는 기전력으로 유량을 잰다. 따라서 도전성 유체에만 쓸 수 있다.
순수한 물, 증기, 기름 같은 비전도성 유체는 측정할 수 없다.

97번

습식가스미터의 수면이 너무 낮을 때 발생하는 현상은?

1. 가스가 그냥 지나친다.

2. 밸브의 마모가 심해진다.

3. 가스가 유입되지 않는다.

4. 드럼의 회전이 원활하지 못하다.

정답 1번

해설. ① 습식가스미터의 수면이 너무 낮으면 드럼 칸막이가 물에 충분히 잠기지 않아 가스가 계량되지 않고 그냥 지나간다.
반대로 수면이 너무 높으면 가스가 잘 들어가지 않거나 드럼 회전이 원활하지 않게 된다.

98번

열전대 온도계에서 열전대의 구비 조건이 아닌 것은?

1. 재생도가 높고 가공이 용이할 것

2. 열기전력이 크고 온도상승에 따라 연속적으로 상승할 것

3. 내열성이 크고 고온가스에 대한 내식성이 좋을 것

4. 전기저항 및 온도계수, 열전도율이 클 것

정답 4번

해설. ④ 열전대는 전기저항·온도계수·열전도율이 작아야 오차가 작으므로 '클 것'은 구비조건이 아니다.
① 재생도가 높고 가공이 쉬우며, ② 열기전력이 크고 온도에 따라 연속적으로 변하며, ③ 내열성·내식성이 좋아야 한다.

99번

다음의 특징을 가지는 액면계는?
- 설치, 보수가 용이하다.
- 온도, 압력 등의 사용범위가 넓다.
- 액체 및 분체에 사용이 가능하다.
- 대상 물질의 유전율 변화에 따라 오차가 발생한다.

1. 압력식

2. 플로트식

3. 정전용량식

4. 부력식

정답 3번

해설. ③ 정전용량식 액면계는 탱크 안에 넣은 전극과 탱크 벽 사이의 정전용량이 액면 높이에 따라 변하는 것을 이용한다.
구조가 간단하고 액체·분체 모두 쓸 수 있으나, 측정물의 유전율이 변하면 오차가 생긴다.

100번

우연오차에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 원인 규명이 명확하다.

2. 완전한 제거가 가능하다.

3. 산포에 의해 일어나는 오차를 말한다.

4. 정, 부의 오차가 다른 분포상태를 가진다.

정답 3번

해설. ③ 우연오차는 원인을 알 수 없는 산포(흩어짐)에 의해 생기는 오차로, 정(+)·부(−)의 오차가 비슷한 확률로 나타나 정규분포를 이룬다.
① 원인 규명이 어렵고, ② 완전히 제거할 수 없어 여러 번 측정해 평균으로 줄이며, ④ 정·부 오차의 분포는 대칭이다.

가스기사 필기 2019년 3회 기출문제

가스유체역학

연소공학

가스설비

가스안전관리

가스계측기기

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