가스기사 필기 2020년 3회 기출문제 정답 및 해설

1번

다음 중 포텐셜 흐름(potential flow)이 될 수 있는 것은?

1. 고체 벽에 인접한 유체층에서의 흐름

2. 회전 흐름

3. 마찰이 없는 흐름

4. 파이프내 완전발달 유동

정답 3번

해설. ③ 포텐셜 흐름은 비점성(마찰 없는)·비회전 흐름으로, 속도를 속도포텐셜의 기울기로 나타낼 수 있는 이상적인 흐름이다.
고체 벽 근처 경계층(①)과 완전발달 관 유동(④)은 점성의 영향이 커서 회전 흐름이 되며, 회전 흐름(②)은 정의상 포텐셜 흐름이 될 수 없다.

2번

100℃, 2기압의 어떤 이상기체의 밀도는 200℃, 1기압일 때의 몇 배인가?

1. 0.39

2. 1

3. 2

4. 2.54

정답 4번

해설. ④ 이상기체 밀도 ρ = P/(RT) 이므로 밀도는 압력에 비례하고 절대온도에 반비례한다.
풀이: ρ₁/ρ₂ = (P₁/P₂) × (T₂/T₁) = (2/1) × (473.15/373.15) ≒ 2.54배

3번

다음 중 동점성 계수의 단위를 옳게 나타낸 것은?

1. kg/m²

2. kg/m·s

3. m²/s

4. m²/kg

정답 3번

해설. ③ 동점성계수 ν = μ/ρ 이므로 단위는 (kg/m·s) / (kg/m³) = m²/s 이다.
kg/m·s(②)는 점성계수의 단위이고, 동점성계수의 CGS 단위는 stokes(cm²/s)이다.

4번

베르누이 방정식을 실제 유체에 적용할 때 보정해 주기 위해 도입하는 항이 아닌 것은?

1. Wₚ(펌프일)

2. hf(마찰손실)

3. ΔP(압력차)

4. Wₜ(터빈일)

정답 3번

해설. ③ 실제 유체에 베르누이 식을 적용할 때는 에너지 출입과 손실을 보정하기 위해 펌프일(Wₚ), 터빈일(Wₜ), 마찰손실(hf) 항을 더하거나 뺀다.
압력차(ΔP)는 원래 베르누이 식 안에 들어 있는 압력 항이므로 보정 항이 아니다.

5번

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

1. 1400 PS

2. 2000 PS

3. 2600 PS

4. 3000 PS

정답 2번

해설. ② 수평 비행에서 양력 = 중량, 필요한 동력 = 항력 × 속도 이다.
풀이: D = L/5 = 10000/5 = 2000 kgf, V = 270 km/h = 75 m/s
동력 = 2000 × 75 = 150000 kgf·m/s → 150000 / 75 = 2000 PS (1 PS = 75 kgf·m/s)

6번

비중 0.8, 점도 2Poise 인 기름에 대해 내경 42mm인 관에서의 유동이 층류일 때 최대 가능 속도는 몇 m/s인가? (단, 임계레이놀즈수 = 2100 이다.)

1. 12.5

2. 14.5

3. 19.8

4. 23.5

정답 1번

해설. ① 층류가 유지되는 최대 속도는 임계 레이놀즈수에서의 속도이다.
풀이: Re = ρVD/μ → V = Re × μ / (ρD)
μ = 2 poise = 0.2 Pa·s, ρ = 800 kg/m³
V = 2100 × 0.2 / (800 × 0.042) ≒ 12.5 m/s

7번

물이 평균속도 4.5m/s로 안지름 100mm 인 관을 흐르고 있다. 이 관의 길이 20m에서 손실된 헤드를 실험적으로 측정하였더니 4.8m 이었다. 관 마찰계수는?

1. 0.0116

2. 0.0232

3. 0.0464

4. 0.2280

정답 2번

해설. ② 달시-바이스바흐 식 h = f × (L/D) × V²/2g 에서 f 를 구한다.
풀이: f = h × D × 2g / (L × V²) = 4.8 × 0.1 × 2 × 9.8 / (20 × 4.5²) = 9.408 / 405 ≒ 0.0232

8번

압축성 유체가 축소-확대 노즐의 확대부에서 초음속으로 흐를 때, 다음 중 확대부에서 감소하는 것을 옳게 나타낸 것은? (단, 이상기체의 등엔트로피 흐름이라고 가정한다.)

1. 속도, 온도

2. 속도, 밀도

3. 압력, 속도

4. 압력, 밀도

정답 4번

해설. ④ 초음속 흐름이 확대부를 지나면 속도(마하수)는 증가하고 압력·밀도·온도는 감소한다.
속도가 포함된 ①·②·③은 틀리다. 초음속에서는 dA > 0 이면 dV > 0 이 되어 아음속과 반대로 변한다.

9번

유체의 흐름에서 유선이란 무엇인가?

1. 유체흐름의 모든 점에서 접선 방향이 그 점의 속도방향과 일치하는 연속적인 선

2. 유체흐름의 모든 점에서 속도벡터에 평행하지 않는 선

3. 유체흐름의 모든 점에서 속도벡터에 수직한 선

4. 유체흐름의 모든 점에서 유동단면의 중심을 연결한 선

정답 1번

해설. ① 유선은 흐름장의 모든 점에서 그 점의 접선 방향이 속도 방향과 일치하도록 그린 연속적인 선이다.
따라서 유선을 가로지르는 흐름은 없다. 속도벡터에 평행하지 않거나(②) 수직인 선(③), 단면 중심을 연결한 선(④)은 유선이 아니다.

10번

비중이 0.9인 액체가 탱크에 있다. 이 때 나타난 압력은 절대압으로 2kgf/cm²이다. 이것을 수두(Head)로 환산하면 몇 m 인가?

1. 22.2

2. 18

3. 15

4. 12.5

정답 1번

해설. ① 수두 h = P / γ 이다.
풀이: P = 2 kgf/cm² = 20000 kgf/m², γ = 0.9 × 1000 = 900 kgf/m³
h = 20000 / 900 ≒ 22.2 m

11번

다음 압축성 흐름 중 정체온도가 변할 수 있는 것은?

1. 등엔트로피 팽창과정인 경우

2. 단면이 일정한 도관에서 단열 마찰흐름인 경우

3. 단면이 일정한 도관에서 등온 마찰흐름인 경우

4. 수직 충격파 전후 유동의 경우

정답 3번

해설. ③ 정체온도(전온도)는 단열 흐름에서 일정하게 유지되므로, 열 출입이 있는 흐름에서만 변할 수 있다.
등온 마찰흐름은 온도를 일정하게 유지하기 위해 외부와 열을 주고받으므로 정체온도가 변한다. 등엔트로피 팽창(①), 단열 마찰흐름(②), 수직 충격파(④)는 모두 단열이므로 정체온도가 일정하다.

12번

기체 수송 장치 중 일반적으로 상승압력이 가장 높은 것은?

1. 팬

2. 송풍기

3. 압축기

4. 진공펌프

정답 3번

해설. ③ 기체 수송 장치의 상승 압력은 팬 < 송풍기 < 압축기 순이며, 압축기는 0.1 MPa 이상의 압력을 얻는다.
팬은 약 10 kPa 미만, 송풍기는 10 kPa~0.1 MPa 정도이고, 진공펌프는 대기압 이하를 만드는 장치이다.

13번

완전 난류구역에 있는 거친 관에서의 관마찰 계수는?

1. 레이놀즈 수와 상대조도의 함수이다.

2. 상대조도의 함수이다.

3. 레이놀즈 수의 함수이다.

4. 레이놀즈 수, 상대조도 모두와 무관하다.

정답 2번

해설. ② 완전 난류구역(거친 관)에서는 관마찰계수가 레이놀즈수와 관계없이 상대조도(e/D)만의 함수가 된다.
층류에서는 레이놀즈수만의 함수(f = 64/Re)이고, 천이구역에서는 레이놀즈수와 상대조도 모두의 함수이다.

14번

Hagen-Poiseuille 식이 적용되는 관내 층류 유동에서 최대속도 Vmax = 6cm/s 일 때 평균속도 Vavg는 몇 cm/s 인가?

1. 2

2. 3

3. 4

4. 5

정답 2번

해설. ② 원관 층류(하겐-푸아죄유 유동)의 속도분포는 포물선이며 평균속도는 최대속도의 1/2이다.
풀이: Vavg = Vmax / 2 = 6 / 2 = 3 cm/s

15번

전양정 30m, 송출량 7.5m³/min, 펌프의 효율 0.8인 펌프의 수동력은 약 몇 kW 인가? (단, 물의 밀도는 1000kg/m³ 이다.)

1. 29.4

2. 36.8

3. 42.8

4. 46.8

정답 2번

해설. ② 수동력은 펌프가 물에 실제로 준 동력으로 효율과 관계없이 ρgQH 로 구한다.
풀이: Q = 7.5 / 60 = 0.125 m³/s
수동력 = 1000 × 9.8 × 0.125 × 30 = 36750 W ≒ 36.8 kW
(효율 0.8은 축동력 = 36.8 / 0.8 ≒ 45.9 kW 를 구할 때 쓴다.)

16번

운동 부분과 고정 부분이 밀착되어 있어서 배출공간에서부터 흡입공간으로의 역류가 최소화되며, 경질 윤활유와 같은 유체수송에 적합하고 배출압력을 200atm 이상 얻을 수 있는 펌프는?

1. 왕복펌프

2. 회전펌프

3. 원심펌프

4. 격막펌프

정답 2번

해설. ② 회전펌프(기어·나사·베인 펌프 등)는 회전자와 케이싱이 밀착되어 역류가 적고, 점도가 있는 윤활유 같은 액체 수송에 적합하며 높은 배출압력을 얻을 수 있다.
왕복펌프는 피스톤 왕복, 원심펌프는 임펠러의 원심력, 격막펌프는 막의 왕복을 이용한다.

17번

30cmHg인 진공압력은 절대압력으로 몇 kgf/cm²인가? (단, 대기압은 표준대기압이다.)

1. 0.160

2. 0.545

3. 0.625

4. 0.840

정답 3번

해설. ③ 절대압력 = 대기압 − 진공압 이다.
풀이: 76 − 30 = 46 cmHg → 46/76 × 1.0332 kgf/cm² ≒ 0.625 kgf/cm²

18번

수직 충격파가 발생할 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?

1. 마하수가 감소하고 압력과 엔트로피도 감소한다.

2. 마하수가 감소하고 압력과 엔트로피는 증가한다.

3. 마하수가 증가하고 압력과 엔트로피는 감소한다.

4. 마하수가 증가하고 압력과 엔트로피도 증가한다.

정답 2번

해설. ② 수직 충격파를 지나면 초음속이 아음속으로 바뀌어 마하수는 감소하고, 압력·밀도·온도와 엔트로피는 증가한다.
충격파는 비가역 과정이므로 엔트로피가 감소할 수 없고, 마하수가 증가하는 충격파도 없다.

19번

정적비열이 1000J/kg·K이고, 정압비열이 1200J/kg·K인 이상기체가 압력 200kPa에서 등엔트로피 과정으로 압력이 400kPa 로 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 과정에서 P/ρᵏ = 일정 이므로 ρ₂/ρ₁ = (P₂/P₁)^(1/k) 이다.
풀이: k = Cₚ/Cᵥ = 1200/1000 = 1.2
ρ₂/ρ₁ = 2^(1/1.2) ≒ 1.78배

20번

다음 중 음속(Sonic Velocity) a의 정의는? (단, g : 중력가속도, ρ : 밀도, P : 압력, s : 엔트로피이다.)

1. a = √((dP/dρ)ₛ)

2. a = √((dP/dρ)ₛ / ρ)

3. a = √(g(dP/dρ)ₛ)

4. a = √((dP/dρ)ₛ / g)

정답 1번

해설. ① 음속은 등엔트로피 조건에서 압력의 밀도에 대한 변화율의 제곱근, a = √((∂P/∂ρ)ₛ) 이다.
이상기체에서는 a = √(kP/ρ) = √(kRT) 가 된다. 밀도나 중력가속도로 나누거나 곱한 식(②~④)은 차원이 맞지 않는다.

21번

체적이 2m³인 일정 용기 안에서 압력 200kPa 온도 0℃의 공기가 들어 있다. 이 공기를 40℃ 까지 가열하는데 필요한 열량은 약 몇 kJ 인가? (단, 공기의 R은 287 J/kg·K 이고, Cᵥ는 718 J/kg·K 이다.)

1. 47

2. 147

3. 247

4. 347

정답 2번

해설. ② 정적 가열이므로 Q = m × Cᵥ × ΔT 이다.
풀이: m = PV/(RT) = 200000 × 2 / (287 × 273.15) ≒ 5.10 kg
Q = 5.10 × 0.718 × 40 ≒ 146.5 kJ → 약 147 kJ

22번

이론 연소가스량을 올바르게 설명한 것은?

1. 단위량의 연료를 포함한 이론 혼합기가 완전 반응을 하였을 때 발생하는 산소량

2. 단위량의 연료를 포함한 이론 혼합기가 불완전 반응을 하였을 때 발생하는 산소량

3. 단위량의 연료를 포함한 이론 혼합기가 완전 반응을 하였을 때 발생하는 연소가스량

4. 단위량의 연료를 포함한 이론 혼합기가 불완전 반응을 하였을 때 발생하는 연소가스량

정답 3번

해설. ③ 이론 연소가스량은 단위량의 연료가 이론공기량과 혼합된 이론 혼합기로 완전연소했을 때 생기는 연소가스의 양이다.
산소량은 연소가스량이 아니고(①·②), 불완전 반응을 기준으로 하지 않는다(④).

23번

연소에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

1. 연료가 한번 착화하면 고온으로 되어 빠른 속도로 연소한다.

2. 환원반응이란 공기의 과잉 상태에서 생기는 것으로 이때의 화염을 환원염이라 한다.

3. 고체, 액체 연료는 고온의 가스분위기 중에서 먼저 가스화가 일어난다.

4. 연소에 있어서는 산화 반응 뿐만 아니라 열분해 반응도 일어난다.

정답 2번

해설. ② 환원염은 공기(산소)가 부족한 상태에서 생기는 불꽃으로, CO·H₂ 등 미연소 성분이 있어 환원성을 띤다. 공기 과잉 상태에서 생기는 불꽃은 산화염이다.
연료는 착화 후 고온이 되어 빠르게 타고(①), 고체·액체 연료는 먼저 가스화한 뒤 연소하며(③), 연소 중에는 산화반응과 열분해반응이 함께 일어난다(④).

24번

공기 1kg이 100℃인 상태에서 일정 체적하에서 300℃의 상태로 변했을 때 엔트로피의 변화량은 약 몇 J/kg·K 인가? (단, 공기의 정적비열 Cᵥ는 717 J/kg·K 이다.)

1. 108

2. 208

3. 308

4. 408

정답 3번

해설. ③ 정적 과정의 엔트로피 변화 ΔS = m × Cᵥ × ln(T₂/T₁) 이다.
풀이: ΔS = 1 × 717 × ln(573.15/373.15) = 717 × 0.4292 ≒ 308 J/K (1 kg당 308 J/kg·K)
717 J/kg·K는 공기의 정적비열 값이다.

25번

혼합기체의 연소범위가 완전히 없어져 버리는 첨가기체의 농도를 피크농도라 하는데 이에 대한 설명으로 잘못된 것은?

1. 질소(N₂)의 피크농도는 약 37 vol% 이다.

2. 이산화탄소(CO₂)의 피크농도는 약 23 vol%이다.

3. 피크농도는 비열이 작을수록 작아진다.

4. 피크농도는 열전달율이 클수록 작아진다.

정답 3번

해설. ③ 피크농도는 불활성 첨가기체의 비열(열용량)이 클수록 연소열을 많이 흡수하므로 작아진다. 비열이 작을수록 작아진다는 것은 틀리다.
질소의 피크농도는 약 37 vol%(①), 이산화탄소는 약 23 vol%(②)로, 비열이 큰 CO₂가 더 적은 양으로 연소범위를 없앤다. 열전달율이 클수록 열을 잘 빼앗아 피크농도가 작아진다(④).

26번

연소기에서 발생할 수 있는 역화를 방지하는 방법에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

1. 연료분출구를 적게 한다.

2. 버너의 온도를 높게 유지한다.

3. 연료의 분출속도를 크게 한다.

4. 1차 공기를 착화범위보다 적게 한다.

정답 2번

해설. ② 버너의 온도가 높으면 연소속도가 빨라져 역화가 일어나기 쉬우므로 버너 온도는 낮게 유지해야 한다.
역화 방지를 위해 연료분출구를 작게 하고(①), 분출속도를 크게 하며(③), 1차 공기량을 착화범위보다 적게 한다(④).

27번

그림은 층류예혼합화염의 구조도이다. 온도곡선의 변곡점인 Tᵢ를 무엇이라 하는가?

1. 착화온도

2. 반전온도

3. 화염평균온도

4. 예혼합화염온도

정답 1번

해설. ① 층류 예혼합화염에서 미연소 혼합기(Tᵤ)는 예열대에서 가열되다가 착화온도 Tᵢ(온도곡선의 변곡점)에 이르면 반응대에서 급격히 반응하여 연소온도 Tb 에 도달한다.
변곡점 Tᵢ는 예열대와 반응대의 경계에 해당하는 착화온도이다.

28번

반응기 속에 1kg의 기체가 있고 기체를 반응기 속에 압축시키는데 1500kgf·m의 일을 하였다. 이 때 5kcal의 열량이 용기 밖으로 방출했다면 기체 1kg당 내부에너지 변화량은 약 몇 kcal 인가?

1. 1.3

2. 1.5

3. 1.7

4. 1.9

정답 2번

해설. ② 열역학 제1법칙 Q = ΔU + W 를 쓴다(기체가 받은 열 +, 기체가 한 일 +).
풀이: 압축일 W = −1500 kgf·m = −1500/427 ≒ −3.51 kcal, 방열 Q = −5 kcal
ΔU = Q − W = −5 + 3.51 ≒ −1.49 kcal → 내부에너지가 약 1.5 kcal 감소한다.

29번

Flash fire에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 느린 폭연으로 중대한 과압이 발생하지 않는 가스운에서 발생한다.

2. 고압의 증기압 물질을 가진 용기가 고장으로 인해 액체의 flashing에 의해 발생된다.

3. 누출된 물질이 연료라면 BLEVE는 매우 큰 화구가 뒤따른다.

4. Flash fire는 공정지역 또는 offshore 모듈에서는 발생할 수 없다.

정답 1번

해설. ① 플래시 화재(flash fire)는 누출된 가연성 증기운이 점화되어 느린 폭연으로 타는 현상으로, 화염 전파속도가 느려 중대한 과압이 발생하지 않는다.
②는 비등액체팽창증기폭발(BLEVE)의 원인, ③은 BLEVE에 뒤따르는 파이어볼에 관한 설명이고, 공정지역이나 해상 모듈에서도 발생할 수 있다(④).

30번

중유의 경우 저발열량과 고발열량의 차이는 중유 1kg당 얼마나 되는가? (단, h : 중유 1kg당 함유된 수소의 중량(kg), W : 중유 1kg당 함유된 수분의 중량(kg)이다.)

1. 600(9h+W)

2. 600(9W+h)

3. 539(9h+W)

4. 539(9W+h)

정답 1번

해설. ① 고위발열량과 저위발열량의 차이는 연소 생성수와 연료 중 수분이 증발하는 데 필요한 잠열이다.
수소 1 kg이 타면 물 9 kg이 생기고, 0℃ 기준 물의 증발잠열을 약 600 kcal/kg으로 보면 차이 = 600(9h + W) kcal/kg 이다.

31번

효율이 가장 좋은 사이클로서 다른 기관의 효율을 비교하는데 표준이 되는 사이클은?

1. 재열사이클

2. 재생사이클

3. 냉동사이클

4. 카르노사이클

정답 4번

해설. ④ 카르노 사이클은 두 개의 등온과정과 두 개의 단열과정으로 이루어진 가역 사이클로, 같은 온도 범위에서 효율이 가장 높아 다른 기관 효율 비교의 기준이 된다.
재열·재생 사이클은 랭킨 사이클의 효율 개선 방법이고, 냉동사이클은 열을 퍼 올리는 역사이클이다.

32번

다음 가스 중 연소의 상한과 하한의 범위가 가장 넓은 것은?

1. 산화에틸렌

2. 수소

3. 일산화탄소

4. 암모니아

정답 1번

해설. ① 공기 중 폭발범위: 산화에틸렌 3~80%(폭 77), 수소 4~75%(71), 일산화탄소 12.5~74%(61.5), 암모니아 15~28%(13).
따라서 범위가 가장 넓은 것은 산화에틸렌이다.

33번

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 배후에 다량의 미연소분이 존재한다.
층류예혼합화염에 비해 화염이 두껍고(①), 휘도가 높아 밝으며(②), 연소속도가 수~수십 배 빠르다(③).

34번

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 반응물에 음(−), 생성물에 양(+)의 부호를 붙여 나타낸다.
반응식에서 프로판의 계수는 1이고 반응물이므로 화학양론계수는 −1 이다. (O₂는 −5, CO₂는 +3, H₂O는 +4)

35번

100kPa, 20℃ 상태인 배기가스 0.3m³을 분석한 결과 N₂ 70%, CO₂ 15%, O₂ 11%, CO 4%의 체적률을 얻었을 때 이 혼합가스를 150℃인 상태로 정적가열할 때 필요한 열전달량은 약 몇 kJ 인가? (단, N₂, CO₂, O₂, CO의 정적비열[kJ/kg·K]은 각각 0.7448, 0.6529, 0.6618, 0.7445 이다.)

1. 35

2. 39

3. 41

4. 43

정답 1번

해설. ① 혼합가스 질량과 평균 정적비열을 구해 Q = m × Cᵥ × ΔT 로 계산한다.
풀이: n = PV/(R̄T) = 100 × 0.3 / (8.314 × 293.15) ≒ 0.01231 kmol
평균분자량 = 0.7×28 + 0.15×44 + 0.11×32 + 0.04×28 = 30.84 → m ≒ 0.380 kg
평균 Cᵥ = Σ(질량분율 × Cᵥ) ≒ 0.716 kJ/kg·K
Q = 0.380 × 0.716 × 130 ≒ 35 kJ

36번

연소온도를 높이는 방법이 아닌 것은?

1. 발열량이 높은 연료사용

2. 완전연소

3. 연소속도를 천천히 할 것

4. 연료 또는 공기를 예열

정답 3번

해설. ③ 연소속도를 느리게 하면 열 발생이 분산되고 방열 손실이 커져 연소온도가 낮아진다.
연소온도를 높이려면 발열량이 높은 연료를 쓰고(①), 완전연소시키며(②), 연료나 공기를 예열하고(④), 과잉공기를 적게 한다.

37번

미분탄 연소의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 가스화 속도가 빠르고 연소실의 공간을 유효하게 이용할 수 있다.

2. 화격자연소보다 낮은 공기비로써 높은 연소효율을 얻을 수 있다.

3. 명료한 화염이 형성되지 않고 화염이 연소실 전체에 퍼진다.

4. 연료완료시간은 표면연소속도에 의해 결정된다.

정답 1번

해설. ① 미분탄 연소는 가스화 속도가 느리고 화염이 길어 넓은 연소실이 필요하다. 따라서 '가스화 속도가 빠르고 연소실 공간을 유효하게 이용할 수 있다'는 틀리다.
화격자연소보다 낮은 공기비로 높은 효율을 얻고(②), 명료한 화염 없이 연소실 전체로 퍼지며(③), 연소완료시간은 표면연소속도로 결정된다(④).

38번

탄갱(炭坑)에서 주로 발생하는 폭발사고의 형태는?

1. 분진폭발

2. 증기폭발

3. 분해폭발

4. 혼합위험에 의한 폭발

정답 1번

해설. ① 탄갱(탄광)에서는 석탄 분진이 공기 중에 떠 있다가 점화원에 의해 폭발하는 분진폭발(탄진폭발)이 주로 일어나며, 메탄가스 폭발이 탄진폭발을 일으키기도 한다.
증기폭발은 고온물질이 물과 접촉할 때, 분해폭발은 아세틸렌·산화에틸렌 등의 분해 반응으로 일어난다.

39번

기체연료의 연소특성에 대해 바르게 설명한 것은?

1. 예혼합연소는 미리 공기와 연료가 충분히 혼합된 상태에서 연소하므로 별도의 확산과정이 필요하지 않다.

2. 확산연소는 예혼합연소에 비해 조작이 상대적으로 어렵다.

3. 확산연소의 역화 위험성은 예혼합연소보다 크다.

4. 가연성 기체와 산화제의 확산에 의해 화염을 유지하는 것을 예혼합연소라 한다.

정답 1번

해설. ① 예혼합연소는 연료와 공기가 미리 충분히 섞인 상태에서 타므로 연소 과정에서 별도의 확산과정이 필요하지 않다.
확산연소는 예혼합연소보다 조작이 쉽고(②), 역화 위험이 작으며(③), 가연성 기체와 산화제의 확산으로 화염을 유지하는 것은 확산연소이다(④).

40번

프로판과 부탄의 체적비가 40:60인 혼합가스 10m³를 완전 연소하는데 필요한 이론공기량은 약 몇 m³인가? (단, 공기의 체적비는 산소:질소 = 21:79 이다.)

1. 96

2. 181

3. 206

4. 281

정답 4번

해설. ④ 혼합가스 1 m³의 이론산소량을 구한 뒤 공기량으로 바꾼다.
풀이: C₃H₈ + 5O₂, C₄H₁₀ + 6.5O₂ → 이론산소량 = 0.4×5 + 0.6×6.5 = 5.9 m³
10 m³일 때 산소 59 m³ → 이론공기량 = 59 / 0.21 ≒ 281 m³

41번

이상적인 냉동사이클의 기본 사이클은?

1. 카르노 사이클

2. 랭킨 사이클

3. 역카르노 사이클

4. 브레이튼 사이클

정답 3번

해설. ③ 냉동사이클의 이상적인 기본 사이클은 카르노 사이클을 반대 방향으로 돌린 역카르노 사이클이다.
카르노 사이클은 열기관의 이상 사이클, 랭킨 사이클은 증기원동소, 브레이튼 사이클은 가스터빈의 기본 사이클이다.

42번

고압가스시설에서 전기방식시설의 유지관리를 위하여 T/B를 반드시 설치해야 하는 곳이 아닌 것은?

1. 강재보호관 부분의 배관과 강재보호관

2. 배관과 철근콘크리트 구조물사이

3. 다른 금속구조물과 근접교차부분

4. 직류전철 횡단부 주위

정답 2번

해설. ② 전기방식 시설의 전위측정용 터미널(T/B)은 직류전철 횡단부 주위, 강재보호관 부분의 배관과 강재보호관, 다른 금속구조물과 근접 교차하는 부분, 밸브스테이션, 교량 횡단 배관 양단부 등에 설치한다.
배관과 철근콘크리트 구조물 사이는 절연이음매 등 절연조치를 하는 곳이다.

43번

LP가스 탱크로리에서 하역작업 종료 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 하역을 마치면 먼저 차량과 설비의 각 밸브를 잠그고(Ⓓ), 호스를 제거한 뒤(Ⓐ), 밸브에 캡을 부착하고(Ⓑ), 마지막으로 정전기 제거용 어스선(접지선)을 제거한다(Ⓒ).
접지선은 작업 중 정전기를 없애기 위한 것이므로 가장 나중에 떼어낸다.

44번

불꽃의 주위, 특히 불꽃의 기저부에 대한 공기의 움직임이 세지면 불꽃이 노즐에 정착하지 않고 떨어지게 되어 꺼지는 현상은?

1. 블로우 오프(blow-off)

2. 백 파이어(back-fire)

3. 리프트(lift)

4. 불완전 연소

정답 1번

해설. ① 블로우 오프(blow-off)는 불꽃 주위, 특히 기저부의 공기 흐름이 강해져 불꽃이 노즐에 정착하지 못하고 떨어져 꺼지는 현상이다.
백 파이어(역화)는 연소속도가 분출속도보다 빨라 불꽃이 버너 안으로 들어가는 현상이고, 리프트는 불꽃이 노즐에서 떨어져 떠서 타는 현상이다.

45번

벽에 설치하여 가스를 사용할 때에만 퀵 커플러로 연결하여 난로와 같은 이동식 연소기에 사용할 수 있는 구조로 되어 있는 콕은?

1. 호스콕

2. 상자콕

3. 휴즈콕

4. 노즐콕

정답 2번

해설. ② 상자콕은 벽 등에 설치한 상자 안에 콕을 넣은 것으로, 가스를 사용할 때만 퀵 커플러로 호스를 연결하여 난로 같은 이동식 연소기에 쓸 수 있다.
호스콕·퓨즈콕은 배관과 호스를 연결하는 콕이며, 퓨즈콕은 과류차단 기능이 있다.

46번

회전펌프의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1. 회전운동을 하는 회전체와 케이싱으로 구성된다.

2. 점성이 큰 액체의 이송에 적합하다.

3. 토출액의 맥동이 다른 펌프보다 크다.

4. 고압유체 펌프로 널리 사용된다.

정답 3번

해설. ③ 회전펌프는 회전자가 연속적으로 액을 밀어내므로 토출액의 맥동이 적다. '맥동이 크다'는 틀리다(맥동이 큰 것은 왕복펌프).
회전체와 케이싱으로 구성되고(①), 점성이 큰 액체 이송에 적합하며(②), 고압유체 펌프로 널리 쓰인다(④).

47번

수소취성에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

1. 탄소강은 수소취성을 일으키지 않는다.

2. 수소는 환원성가스로 상온에서도 부식을 일으킨다.

3. 수소는 고온, 고압하에서 철과 화합하며 이것이 수소취성의 원인이 된다.

4. 수소는 고온, 고압에서 강중의 탄소와 화합하여 메탄을 생성하여 이것이 수소취성의 원인이 된다.

정답 4번

해설. ④ 고온·고압의 수소는 강 속으로 침투해 탄소(Fe₃C)와 반응하여 메탄(CH₄)을 만들고, 이로 인해 탈탄과 균열이 생기는 것이 수소취성이다.
탄소강은 수소취성을 일으키며(①), 수소는 상온에서는 부식성이 없고(②), 철과 화합하는 것이 원인이 아니다(③). 방지에는 Cr·Mo·W·V·Ti 등을 첨가한다.

48번

도시가스 지하매설에 사용되는 배관으로 가장 적합한 것은?

1. 폴리에틸렌 피복강관

2. 압력배관용 탄소강관

3. 연료가스 배관용 탄소강관

4. 배관용 아크용접 탄소강관

정답 1번

해설. ① 도시가스 지하매설 배관으로는 부식에 강한 폴리에틸렌 피복강관(PLP관)과 가스용 폴리에틸렌관이 주로 쓰인다.
압력배관용 탄소강관, 연료가스 배관용 탄소강관, 배관용 아크용접 탄소강관은 피복이 없으면 매설 시 부식되기 쉬워 주로 노출 배관에 쓴다.

49번

다음 초저온액화가스 중 액체 1L가 기화되었을 때 부피가 가장 큰 가스는?

1. 산소

2. 질소

3. 헬륨

4. 이산화탄소

정답 1번

해설. ① 액체 1 L가 기화했을 때의 부피는 액밀도 / 분자량에 비례한다.
산소 1.14 kg/L ÷ 32 ≒ 0.036, 질소 0.81 ÷ 28 ≒ 0.029, 헬륨 0.125 ÷ 4 ≒ 0.031, 이산화탄소(액) 약 1.1 ÷ 44 ≒ 0.025 kmol/L
따라서 산소가 약 800배로 기화 부피가 가장 크다.

50번

펌프 임펠러의 현상을 나타내는 척도인 비속도(비교회전도)의 단위는?

1. rpm·m³/min·m

2. rpm·m³/min

3. rpm·kgf/min·m

4. rpm·kgf/min

정답 1번

해설. ① 비속도 Ns = N√Q / H^(3/4) 로, N[rpm], Q[m³/min], H[m] 이다.
따라서 단위는 rpm·m³/min·m 로 표시한다. 비속도는 임펠러의 형상을 나타내는 값으로, 값이 작을수록 원심형(고양정), 클수록 축류형(대유량)이다.

51번

입구에 사용측과 예비측의 용기가 각각 접속되어 있어 사용측의 압력이 낮아지는 경우 예비측 용기로부터 가스가 공급되는 조정기는?

1. 자동교체식 조정기

2. 1단식 감압식 조정기

3. 1단식 감압용 저압 조정기

4. 1단식 감압용 준저압 조정기

정답 1번

해설. ① 자동교체식 조정기는 사용측과 예비측 용기를 함께 연결해 두고, 사용측 압력이 낮아지면 자동으로 예비측 용기에서 가스가 공급되도록 한다.
1단 감압식 조정기는 용기 압력을 한 번에 사용압력으로 낮추는 것이며, 자동교체 기능은 없다.

52번

단열을 한 배관 중에 작은 구멍을 내고 이 관에 압력이 있는 유체를 흐르게 하면 유체가 작은 구멍을 통할 때 유체의 압력이 하강함과 동시에 온도가 변화하는 현상을 무엇이라고 하는가?

1. 토리첼리 효과

2. 줄-톰슨 효과

3. 베르누이 효과

4. 도플러 효과

정답 2번

해설. ② 줄-톰슨 효과는 단열된 관에서 압축 기체가 작은 구멍(교축밸브)을 지나 팽창할 때 압력이 떨어지면서 온도가 변하는(대개 내려가는) 현상으로, 공기 액화 등에 이용된다.
토리첼리 정리는 오리피스 유출속도, 베르누이 효과는 유속과 압력의 관계, 도플러 효과는 파동의 진동수 변화이다.

53번

진한 황산은 어느 가스 압축기의 윤활류로 사용되는가?

1. 산소

2. 아세틸렌

3. 염소

4. 수소

정답 3번

해설. ③ 염소 압축기의 윤활제로는 진한 황산을 쓴다. 염소는 수분이 있으면 부식성이 커지므로 탈수 작용이 있는 진한 황산이 알맞다.
산소 압축기는 물이나 10% 이하 묽은 글리세린수, 아세틸렌·수소 압축기는 양질의 광유를 쓴다.

54번

부탄가스 30kg을 충전하기 위해 필요한 용기의 최소 부피는 약 몇 L 인가? (단, 충전상수는 2.05이고, 액비중은 0.5이다.)

1. 60

2. 61.5

3. 120

4. 123

정답 2번

해설. ② 액화가스 용기에 충전할 수 있는 질량 W = V/C 이므로 V = W × C 이다.
풀이: V = 30 × 2.05 = 61.5 L
(액비중 0.5는 이 식에서 쓰이지 않는다.)

55번

5L들이 용기에 9기압의 기체가 들어있다. 또 다른 10L들이 용기에 6기압의 같은 기체가 들어있다. 이 용기를 연결하여 양쪽의 기체가 서로 섞여 평형에 도달하였을 때 기체의 압력은 약 몇 기압이 되는가?

1. 6.5기압

2. 7.0기압

3. 7.5기압

4. 8.0기압

정답 2번

해설. ② 같은 온도에서 기체의 양은 PV에 비례하므로, 연결 후 압력 P = (P₁V₁ + P₂V₂) / (V₁ + V₂) 이다.
풀이: P = (9 × 5 + 6 × 10) / (5 + 10) = 105 / 15 = 7.0기압

56번

일반 도시가스 공급시설의 최고 사용압력이 고압, 중압인 가스홀더에 대한 안전조치 사항이 아닌 것은?

1. 가스방출장치를 설치한다.

2. 맨홀이나 검사구를 설치한다.

3. 응축액을 외부로 뽑을 수 있는 장치를 설치한다.

4. 관의 입구와 출구에는 온도나 압력의 변화에 따른 신축을 흡수하는 조치를 한다.

정답 1번

해설. ① 최고사용압력이 고압·중압인 가스홀더에는 맨홀이나 검사구(②), 응축액을 외부로 뽑는 장치(③), 관의 입구·출구의 신축흡수 조치(④) 등을 한다.
가스방출장치는 저압 가스홀더(유수식 등)에 설치하는 장치이다.

57번

용기밸브의 구성이 아닌 것은?

1. 스템

2. O링

3. 퓨즈

4. 밸브시트

정답 3번

해설. ③ 용기밸브는 스템, 밸브시트, O링(패킹), 핸들, 스핀들 등으로 구성된다.
퓨즈(가용전)는 용기밸브에 부착하는 안전장치(용기부속품)로, 밸브 자체의 개폐 구성 부품이 아니다.

58번

“응력(stress)과 스트레인(strain)은 변형이 적은 범위에서는 비례관계에 있다.”는 법칙은?

1. Euler의 법칙

2. Wien의 법칙

3. Hooke의 법칙

4. Trouton의 법칙

정답 3번

해설. ③ 훅의 법칙: 비례한도 안에서 응력은 변형률에 비례한다(σ = Eε, E: 탄성계수).
오일러 법칙은 긴 기둥의 좌굴, 빈의 법칙은 흑체복사의 최대 파장, 트라우톤 법칙은 증발열과 비점의 관계이다.

59번

액셜 플로우(Axial Flow)식 정압기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 변칙 unloading 형이다.

2. 정특성, 동특성 모두 좋다.

3. 저 차압이 될수록 특성이 좋다.

4. 아주 간단한 작동방식을 가지고 있다.

정답 3번

해설. ③ 액셜 플로우식 정압기는 변칙 언로딩(unloading)형이며, 정특성·동특성이 모두 좋고 극히 간단한 작동방식을 가진다. 고차압이 될수록 특성이 좋아지므로 '저차압이 될수록 특성이 좋다'가 틀리다.
구조가 콤팩트하여 설치가 쉽다.

60번

압력조정기의 구성부품이 아닌 것은?

1. 다이어프램

2. 스프링

3. 밸브

4. 피스톤

정답 4번

해설. ④ 압력조정기는 다이어프램, 스프링, 밸브(밸브시트), 레버, 조정나사 등으로 구성된다.
스프링 힘과 다이어프램에 작용하는 가스 압력이 균형을 이루도록 밸브가 열리고 닫혀 출구압력을 일정하게 유지하며, 피스톤은 구성부품이 아니다.

61번

고압가스안전관리법의 적용을 받는 고압가스의 종류 및 범위에 대한 내용 중 옳은 것은? (단, 압력은 게이지압력이다.)

1. 상용의 온도에서 압력이 1MPa 이상이 되는 압축가스로서 실제로 그 압력이 1MPa 이상이 되는 것 또는 섭씨 25도의 온도에서 압력이 1MPa 이상이 되는 압축가스

2. 섭씨 35도의 온도에서 압력이 1Pa을 초과하는 아세틸렌가스

3. 상용의 온도에서 압력이 0.1MPa 이상이 되는 액화가스로서 실제로 그 압력이 0.1MPa 이상이 되는 것 또는 압력이 0.1MPa이 되는 액화가스

4. 섭씨 35도의 온도에서 압력이 0Pa을 초과하는 액화시안화수소

정답 4번

해설. ④ 고압가스 안전관리법 시행령 제2조: 섭씨 35도에서 압력이 0 Pa을 초과하는 액화가스 중 액화시안화수소·액화브롬화메탄·액화산화에틸렌가스는 고압가스이다.
압축가스는 35℃에서 1 MPa 이상(①), 아세틸렌은 15℃에서 0 Pa 초과(②), 액화가스는 0.2 MPa 이상(③)이 기준이다.

62번

도시가스 사용시설에 사용하는 배관재료 선정기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 배관의 재료는 배관내의 가스흐름이 원활한 것으로 한다.

2. 배관의 재료는 내부의 가스압력과 외부로부터의 하중 및 충격하중 등에 견디는 강도를 갖는 것으로 한다.

3. 배관의 재료는 배관의 접합이 용이하고 가스의 누출을 방지할 수 있는 것으로 한다.

4. 배관의 재료는 절단, 가공을 어렵게 하여 임의로 고칠 수 없도록 한다.

정답 4번

해설. ④ 배관 재료는 절단·가공이 쉬운 것으로 해야 한다. '절단·가공을 어렵게 한다'는 틀리다.
배관 재료는 가스 흐름이 원활하고(①), 내압·외부하중·충격하중에 견디는 강도를 가지며(②), 접합이 쉽고 가스 누출을 막을 수 있어야 한다(③).

63번

LPG 저장설비를 설치 시 실시하는 지반조사에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 1차 지반조사방법은 이너팅을 실시하는 것을 원칙으로 한다.

2. 표준관입시험은 N값을 구하는 방법이다.

3. 배인(Vane)시험은 최대 토크 또는 모멘트를 구하는 방법이다.

4. 평판재하시험은 항복하중 및 극한하중을 구하는 방법이다.

정답 1번

해설. ① 1차 지반조사는 보링(boring)을 실시하는 것을 원칙으로 한다. '이너팅'은 가스 치환(불활성화) 작업으로 지반조사 방법이 아니다.
표준관입시험은 N값(②), 베인시험은 최대 토크·모멘트(③), 평판재하시험은 항복하중·극한하중(④)을 구한다.

64번

정전기를 억제하기 위한 방법이 아닌 것은?

1. 습도를 높여준다.

2. 접지(Grounding)한다.

3. 접촉 전위차가 큰 재료를 선택한다.

4. 정전기의 중화 및 전기가 잘 통하는 물질을 사용한다.

정답 3번

해설. ③ 서로 다른 물질이 접촉·분리될 때 접촉 전위차가 클수록 정전기가 많이 생기므로, 접촉 전위차가 작은 재료를 선택해야 한다.
습도를 70% 정도 이상으로 높이고(①), 접지하며(②), 제전기로 중화하거나 도전성 재료를 쓰는 것(④)은 정전기 억제 방법이다.

65번

품질유지 대상인 고압가스의 종류에 해당하지 않는 것은?

1. 이소부탄

2. 암모니아

3. 프로판

4. 연료전지용으로 사용되는 수소가스

정답 2번

해설. ② 고압가스 안전관리법 시행규칙 별표 26에서 품질유지 대상 고압가스는 냉매로 쓰는 프레온 22·134a·404a·407c·410a·507a·1234yf, 프로판, 이소부탄과 연료전지용 수소가스이다.
암모니아는 품질유지 대상이 아니다.

66번

다음 가스가 공기 중에 누출되고 있다고 할 경우 가장 빨리 폭발할 수 있는 가스는? (단, 점화원 및 주위환경 등 모든 조건은 동일하다고 가정한다.)

1. CH₄

2. C₃H₈

3. C₄H₁₀

4. H₂

정답 3번

해설. ③ 누출 시 가장 빨리 폭발 분위기를 만드는 것은 폭발하한계가 가장 낮은 가스이다.
폭발하한: CH₄ 5%, C₃H₈ 2.1%, C₄H₁₀ 1.8%, H₂ 4% → 부탄이 가장 낮고, 공기보다 무거워 바닥에 체류하기 쉬우므로 가장 빨리 폭발할 수 있다.

67번

안전관리상 동일 차량으로 적재 운반할 수 없는 것은?

1. 질소와 수소

2. 산소와 암모니아

3. 염소와 아세틸렌

4. LPG와 염소

정답 3번

해설. ③ 고압가스 안전관리법 시행규칙 별표 9의2에서 염소와 아세틸렌·암모니아 또는 수소는 한 차량에 적재하여 운반하지 않도록 규정한다.
가연성가스와 산소는 충전용기 밸브가 서로 마주보지 않게 하면 함께 실을 수 있다(②). 질소와 수소(①), LPG와 염소(④)는 이 금지 조합에 없다.

68번

가연성 가스설비의 재치환 작업 시 공기로 재치환 한 결과를 산소측정기로 측정하여 산소의 농도가 몇 % 가 확인될 때까지 공기로 반복하여 치환하여야 하는가?

1. 18~22%

2. 20~28%

3. 22~35%

4. 23~42%

정답 1번

해설. ① 가연성 가스설비를 수리 등으로 공기로 재치환할 때에는 산소측정기로 측정한 산소 농도가 18~22%가 될 때까지 공기로 반복하여 치환한다.
산소가 18% 미만이면 산소결핍 위험이, 22%를 넘으면 산소 과잉에 의한 연소 위험이 있다.

69번

액화석유가스 저장시설에서 긴급차단장치의 차단조작기구는 해당 저장탱크로부터 몇 m 이상 떨어진 곳에 설치하여야 하는가?

1. 2m

2. 3m

3. 5m

4. 8m

정답 3번

해설. ③ 액화석유가스 저장탱크 긴급차단장치의 차단조작기구는 해당 저장탱크로부터 5m 이상 떨어진 곳에 설치한다.
사고 시 탱크에 접근하지 않고 안전하게 조작할 수 있도록 하기 위한 것이다.

70번

저장탱크에 의한 액화석유가스(LPG)저장소의 저장설비는 그 외면으로부터 화기를 취급하는 장소까지 몇 m 이상의 우회거리를 두어야 하는가?

1. 2m

2. 5m

3. 8m

4. 10m

정답 3번

해설. ③ 액화석유가스의 안전관리 및 사업법 시행규칙 별표 5에 따라 저장소의 저장설비와 가스설비는 그 바깥 면으로부터 화기를 취급하는 장소까지 8m 이상의 우회거리를 두거나, 누출된 가스가 유동하는 것을 방지하는 조치를 해야 한다.

71번

지하에 설치하는 액화석유가스 저장탱크의 재료인 레디믹스트 콘크리트의 규격으로 틀린 것은?

1. 굵은 골재의 최대치수 : 25mm

2. 설계강도 : 21MPa 이상

3. 슬럼프(slump) : 120~150mm

4. 물-결합재비 : 83% 이하

정답 4번

해설. ④ 지하 LPG 저장탱크 저장실에 쓰는 레디믹스트 콘크리트는 굵은 골재 최대치수 25mm(①), 설계강도 21MPa 이상(②), 슬럼프 120~150mm(③), 물-결합재비 50% 이하로 한다.
물-결합재비 83% 이하는 틀리다.

72번

수소의 일반적 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 열에 대하여 안정하다.

2. 가스 중 비중이 가장 작다.

3. 무색, 무미, 무취의 기체이다.

4. 가벼워서 기체 중 확산속도가 가장 느리다.

정답 4번

해설. ④ 수소는 가장 가벼운 기체로 확산속도가 가장 빠르다(그레이엄 법칙: 확산속도는 분자량의 제곱근에 반비례). '확산속도가 가장 느리다'는 틀리다.
열에 대하여 안정하고(①), 비중이 가장 작으며(②), 무색·무미·무취의 기체이다(③).

73번

고압가스 특정제조시설에서 분출원인이 화재인 경우 안전밸브의 축적압력은 안전밸브의 수량과 관계없이 최고허용압력의 몇 % 이하로 하여야 하는가?

1. 105%

2. 110%

3. 116%

4. 121%

정답 4번

해설. ④ 분출원인이 화재인 경우 안전밸브의 축적압력은 안전밸브 수량과 관계없이 최고허용압력의 121% 이하로 한다.
화재가 아닌 경우에는 안전밸브 1개일 때 110%, 2개 이상일 때 116% 이하이다.

74번

고압가스를 차량에 적재하여 운반하는 때에 운반책임자를 동승시키지 않아도 되는 것은?

1. 수소 400m³

2. 산소 400m³

3. 액화석유가스 3500kg

4. 암모니아 3500kg

정답 2번

해설. ② 고압가스 안전관리법 시행규칙 별표 9의2에 따라 독성가스 외 압축가스는 가연성 300m³ 이상, 조연성 600m³ 이상, 액화가스는 가연성 3천kg 이상, 조연성 6천kg 이상일 때 운반책임자를 동승시킨다.
산소(조연성) 400m³는 600m³ 미만이므로 동승하지 않아도 된다. 수소 400m³, LPG 3500kg, 독성인 암모니아 3500kg(1천kg 이상)은 동승 대상이다.

75번

니켈(Ni) 금속을 포함하고 있는 촉매를 사용하는 공정에서 주로 발생할 수 있는 맹독성 가스는?

1. 산화니켈(NiO)

2. 니켈카르보닐[Ni(CO)₄]

3. 니켈클로라이드(NiCl₂)

4. 니켈염(Nickel salt)

정답 2번

해설. ② 니켈 촉매를 쓰는 공정에서 일산화탄소가 니켈과 반응하면 맹독성인 니켈카르보닐[Ni(CO)₄]이 생긴다. (Ni + 4CO → Ni(CO)₄)
그래서 CO를 다루는 고온·고압 설비에는 니켈 대신 은·구리 라이닝 등을 쓴다.

76번

특정설비인 고압가스용 기화장치 제조설비에서 반드시 갖추지 않아도 되는 제조설비는?

1. 성형설비

2. 단조설비

3. 용접설비

4. 제관설비

정답 2번

해설. ② 고압가스용 기화장치 제조설비로는 성형설비, 용접설비, 제관설비, 세척설비, 전처리설비 및 부식방지도장설비 등을 갖추어야 하며, 단조설비는 반드시 갖추지 않아도 된다.
시행령은 특정설비 제조등록기준으로 제조에 필요한 용접·단조·조립설비 등을 갖추도록 하고, 설비별 세부 목록은 기술기준에서 정한다.

77번

고압가스 충전용기를 운반할 때의 기준으로 틀린 것은?

1. 충전용기와 등유는 동일 차량에 적재하여 운반하지 않는다.

2. 충전량이 30kg 이하이고, 용기 수가 2개를 초과하지 않는 경우에는 오토바이에 적재하여 운반할 수 있다.

3. 충전용기 운반차량은 “위험고압가스”라는 경계표시를 하여야 한다.

4. 충전용기 운반차량에는 운반기준 위반행위를 신고할 수 있도록 안내물을 부착하여야 한다.

정답 2번

해설. ② 고압가스 안전관리법 시행규칙 별표 9의2에 따라 충전용기는 원칙적으로 이륜차에 적재하여 운반하지 않으며, 예외적으로 LPG 충전용기만 충전량 20kg 이하, 용기 수 2개 이하 등 요건을 모두 갖추면 이륜차로 운반할 수 있다. 30kg은 틀리다.
충전용기와 위험물(등유 등)은 동일 차량에 싣지 않고(①), '위험고압가스' 경계표지를 한다(③).

78번

내용적이 3000L인 용기에 액화암모니아를 저장하려고 한다. 용기의 저장능력은 약 몇 kg 인가? (단, 액화 암모니아 정수는 1.86 이다.)

1. 1613

2. 2324

3. 2796

4. 5580

정답 1번

해설. ① 액화가스 용기의 저장능력 W = V / C 이다(V: 내용적 L, C: 충전상수).
풀이: W = 3000 / 1.86 ≒ 1613 kg
충전상수로 나누는 것은 액팽창에 대비해 용기 안에 기상 공간을 남기기 위해서이다.

79번

산화에틸렌의 저장탱크에는 45℃에서 그 내부가스의 압력이 몇 MPa 이상이 되도록 질소가스를 충전하여야 하는가?

1. 0.1

2. 0.3

3. 0.4

4. 1

정답 3번

해설. ③ 산화에틸렌 저장탱크는 그 내부의 질소가스·탄산가스 및 산화에틸렌가스 분위기가 45℃에서 0.4 MPa 이상이 되도록 질소가스 또는 탄산가스를 충전한다.
산화에틸렌은 분해폭발성이 있으므로 불활성가스로 채워 폭발을 방지한다.

80번

고압가스 특정제조시설에서 하천 또는 수로를 횡단하여 배관을 매설할 경우 2중관으로 하여야 하는 가스는?

1. 염소

2. 암모니아

3. 염화메탄

4. 산화에틸렌

정답 1번

해설. ① 하천 또는 수로를 횡단하여 배관을 매설할 경우 2중관으로 해야 하는 가스는 염소, 포스겐, 불소, 아크릴알데히드 등 독성이 강한 가스이다.
암모니아·염화메탄·산화에틸렌 등 그 밖의 독성가스와 가연성가스는 방호구조물 안에 설치한다.

81번

접촉식 온도계에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 열전대 온도계는 열전대로서 서미스터를 사용하여 온도를 측정한다.

2. 저항 온도계의 경우 측정회로로서 일반적으로 휘스톤브리지가 채택되고 있다.

3. 압력식 온도계는 감온부, 도압부, 감압부로 구성되어 있다.

4. 봉상온도계에서 측정오차를 최소화하려면 가급적 온도계 전체를 측정하는 물체에 접촉시키는 것이 좋다.

정답 1번

해설. ① 서미스터는 온도에 따라 전기저항이 크게 변하는 반도체 소자로 저항 온도계에 쓰인다. 열전대 온도계는 서로 다른 두 금속선을 접합한 열전대의 열기전력을 이용한다.
저항 온도계는 휘스톤브리지 회로(②), 압력식 온도계는 감온부·도압부·감압부(③)로 구성되며, 봉상온도계는 전체를 측정 대상에 접촉시키는 것이 오차가 작다(④).

82번

계량계측기기는 정확, 정밀하여야 한다. 이를 확보하기 위한 제도 중 계량법상 강제 규정이 아닌 것은?

1. 검정

2. 정기검사

3. 수시검사

4. 비교검사

정답 4번

해설. ④ 계량에 관한 법률상 법정계량기의 정확성을 확보하기 위한 강제 제도는 검정, 정기검사, 수시검사 등이다.
비교검사는 계량기끼리 비교하는 교정·시험 방법일 뿐 강제 규정이 아니다.

83번

탄화수소에 대한 감도는 좋으나 H₂O, CO₂에 대하여는 감응하지 않는 검출기는?

1. 불꽃이온화검출기(FID)

2. 열전도도검출기(TCD)

3. 전자포획검출기(ECD)

4. 불꽃광도법검출기(FPD)

정답 1번

해설. ① 불꽃이온화검출기(FID)는 수소 불꽃에서 탄화수소가 이온화되는 것을 이용하므로 탄화수소에 감도가 좋고, H₂O·CO₂·H₂·O₂·N₂ 등 무기가스에는 거의 감응하지 않는다.
TCD는 모든 가스에 감응하고, ECD는 할로겐·산소화합물, FPD는 황·인 화합물에 감도가 높다.

84번

가스 성분에 대하여 일반적으로 적용하는 화학분석법이 옳게 짝지어진 것은?

1. 황화수소 - 요오도적정법

2. 수분 - 중화적정법

3. 암모니아 – 기체 크로마토그래피법

4. 나프탈렌 – 흡수평량법

정답 1번

해설. ① 황화수소는 요오드(아이오딘) 적정법으로 정량한다.
수분은 노점법·흡습법 등, 암모니아는 중화적정법, 나프탈렌은 흡수평량법이 아니라 피크린산법 등으로 분석한다.

85번

다음 계측기기와 관련된 내용을 짝지은 것 중 틀린 것은?

1. 열전대 온도계 - 제백효과

2. 모발 습도계 - 히스테리시스

3. 차압식 유량계 – 베르누이식의 적용

4. 초음파 유량계 – 램버트 비어의 법칙

정답 4번

해설. ④ 초음파 유량계는 초음파의 전파 시간차나 도플러 효과를 이용한다. 램버트-비어 법칙은 빛의 흡수량과 농도의 관계로, 적외선·자외선 흡광 분석계에 적용된다.
열전대 온도계는 제베크효과(①), 모발 습도계는 히스테리시스 오차(②), 차압식 유량계는 베르누이 식(③)과 관련된다.

86번

시험용 미터인 루트 가스미터로 측정한 유량이 5m³/h 이다. 기준용 가스미터로 측정한 유량이 4.75 m³/h 이라면 이 가스미터의 기차는 약 몇 % 인가?

1. 2.5%

2. 3%

3. 5%

4. 10%

정답 3번

해설. ③ 기차(%) = (시험용 미터 지시량 − 기준 미터 지시량) / 시험용 미터 지시량 × 100 이다.
풀이: (5 − 4.75) / 5 × 100 = 5%

87번

계측기의 선정 시 고려사항으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 정확도와 정밀도

2. 감도

3. 견고성 및 내구성

4. 지시방식

정답 4번

해설. ④ 계측기를 선정할 때는 측정 범위, 정확도·정밀도(①), 감도(②), 견고성·내구성(③), 설치장소·경제성 등을 고려한다.
지시방식(아날로그·디지털 등)은 선정 시 비교적 덜 중요한 요소이다.

88번

적외선 가스분석기에서 분석 가능한 기체는?

1. Cl₂

2. SO₂

3. N₂

4. O₂

정답 2번

해설. ② 적외선 가스분석기는 2원자 이상의 이종원자로 된 분자가 특정 파장의 적외선을 흡수하는 성질을 이용하므로 SO₂를 분석할 수 있다.
단원자 분자와 Cl₂·N₂·O₂·H₂ 같은 대칭 2원자 분자는 적외선을 흡수하지 않아 분석할 수 없다.

89번

게겔(Gockel)법에 의한 저급탄화수소 분석 시 분석가스와 흡수액이 옳게 짝지어진 것은?

1. 프로필렌 - 황산

2. 에틸렌 – 옥소수은 칼륨용액

3. 아세틸렌 – 알칼리성 피로갈롤 용액

4. 이산화탄소 – 암모니아성 염화제1구리 용액

정답 1번

해설. ① 게겔법의 흡수제: CO₂ – 33% KOH 용액, 아세틸렌 – 요오드화수은칼륨(옥소수은칼륨) 용액, 프로필렌·노르말부틸렌 – 87% 황산, 에틸렌 – 브롬화수소(취화수소) 용액, O₂ – 알칼리성 피로갈롤 용액, CO – 암모니아성 염화제1구리 용액.
따라서 옳은 짝은 프로필렌 – 황산이다.

90번

액화산소 등을 저장하는 초저온 저장탱크의 액면 측정용으로 가장 적합한 액면계는?

1. 직관식

2. 부자식

3. 차압식

4. 기포식

정답 3번

해설. ③ 액화산소 같은 초저온 저장탱크에는 탱크 상부와 하부의 압력차로 액면을 재는 차압식 액면계(햄프슨식)가 가장 적합하다.
직관식(유리관식)은 파손·결빙 우려가 있고, 부자식·기포식은 초저온에서 작동에 문제가 있다.

91번

막식 가스미터의 부동현상에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

1. 가스가 누출되고 있는 고장이다.

2. 가스가 미터를 통과하지 못하는 고장이다.

3. 가스가 미터를 통과하지만 지침이 움직이지 않는 고장이다.

4. 가스가 통과할 때 미터가 이상 음을 내는 고장이다.

정답 3번

해설. ③ 막식 가스미터의 부동은 가스가 미터를 통과하지만 지침이 움직이지 않는 고장으로, 계량막 파손, 밸브 탈락, 밸브와 밸브시트 사이 누설, 지시장치 기어 불량 등이 원인이다.
가스가 통과하지 못하는 고장은 불통(②), 이상한 소리를 내는 것은 이상음(④), 가스가 새는 것은 누설(①)이다.

92번

건조공기 120kg에 6kg의 수증기를 포함한 습공기가 있다. 온도가 49℃이고, 전체 압력이 750 mmHg 일 때의 비교습도는 약 얼마인가? (단, 49℃에서의 포화수증기압은 89 mmHg이고 공기의 분자량은 29로 한다.)

1. 30%

2. 40%

3. 50%

4. 60%

정답 4번

해설. ④ 비교습도 = 습공기의 절대습도 / 같은 온도의 포화 절대습도 × 100 이다.
풀이: 절대습도 x = 6/120 = 0.05 kg/kg
포화 절대습도 xs = (18/29) × 89 / (750 − 89) ≒ 0.0836 kg/kg
비교습도 = 0.05 / 0.0836 × 100 ≒ 60%

93번

두 금속의 열팽창계수의 차이를 이용한 온도계는?

1. 서미스터 온도계

2. 베크만 온도계

3. 바이메탈 온도계

4. 광고 온도계

정답 3번

해설. ③ 바이메탈 온도계는 열팽창계수가 다른 두 금속판을 붙여 온도 변화에 따라 휘는 정도로 온도를 측정한다.
서미스터는 반도체 저항 변화, 베크만 온도계는 미소 온도차를 정밀 측정하는 수은 온도계, 광고온도계는 방사 휘도를 이용한다.

94번

소형가스미터의 경우 가스사용량이 가스미터 용량의 몇 % 정도가 되도록 선정하는 것이 가장 바람직한가?

1. 40%

2. 60%

3. 80%

4. 100%

정답 2번

해설. ② 소형 가스미터는 최대 가스사용량이 가스미터 용량의 60% 정도가 되도록 선정하는 것이 바람직하다.
용량에 여유를 두어 과부하에 따른 오차와 고장을 줄이기 위해서이다.

95번

액주식 압력계에 해당하는 것은?

1. 벨로우즈 압력계

2. 분동식 압력계

3. 침종식 압력계

4. 링밸런스식 압력계

정답 4번

해설. ④ 링밸런스식(환상천평식) 압력계는 링 모양 관에 액체를 넣고 압력차에 따른 기울어짐으로 압력을 재는 액주식 압력계이다.
벨로우즈 압력계는 탄성식, 분동식 압력계는 기준 분동과 균형시키는 압력계(교정용), 침종식 압력계는 액 속에 뜬 종의 부력 변화를 이용한다.

96번

기체 크로마토그래피를 통하여 가장 먼저 피크가 나타나는 물질은?

1. 메탄

2. 에탄

3. 이소 부탄

4. 노르말 부탄

정답 1번

해설. ① 기체 크로마토그래피에서는 분자량이 작고 끓는점이 낮은 성분이 먼저 나오므로 메탄이 가장 먼저 피크를 나타낸다.
머무름 시간 순서는 대체로 메탄 < 에탄 < 이소부탄 < 노르말부탄 이다.

97번

기체 크로마토그래피에 의해 가스의 조성을 알고 있을 때에는 계산에 의해서 그 비중을 알 수 있다. 이 때 비중계산과의 관계가 가장 먼 인자는?

1. 성분의 함량비

2. 분자량

3. 수분

4. 증발온도

정답 4번

해설. ④ 가스 조성을 알면 비중은 각 성분의 함량비와 분자량으로 평균분자량을 구해 공기의 평균분자량(29)으로 나누어 계산한다. 수분이 있으면 조성·분자량 계산에 영향을 준다.
증발온도는 기체 비중 계산과 관계가 가장 멀다.

98번

도시가스사용시설에서 최고사용압력이 0.1MPa 미만인 도시가스 공급관을 설치하고, 내용적을 계산하였더니 8m³이었다. 전기식다이어프램형 압력계로 기밀시험을 할 경우 최소 유지시간은 얼마인가?

1. 4분

2. 10분

3. 24분

4. 40분

정답 4번

해설. ④ 도시가스 배관의 기밀시험을 전기식 다이어프램형 압력계로 할 때 최소 유지시간은 내용적 1m³ 미만 4분, 1m³ 이상 10m³ 미만 40분이다.
내용적 8m³이므로 40분 이상 유지해야 한다.

99번

가스공급용 저장탱크의 가스저장량을 일정하게 유지하기 위하여 탱크내부의 압력을 측정하고 측정된 압력과 설정압력(목표압력)을 비교하여 탱크에 유입되는 가스의 양을 조절하는 자동제어계가 있다. 탱크내부의 압력을 측정하는 동작은 다음 중 어디에 해당하는가?

1. 비교

2. 판단

3. 조작

4. 검출

정답 4번

해설. ④ 자동제어계는 검출 → 비교 → 판단 → 조작의 순서로 동작하며, 탱크 내부의 압력을 측정하는 것은 검출에 해당한다.
측정값을 설정압력과 대조하는 것이 비교, 편차에 따라 조작량을 정하는 것이 판단, 밸브를 움직여 유입량을 바꾸는 것이 조작이다.

100번

열전대 온도계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 원격 측정이 가능하다.

2. 고온의 측정에 적합하다.

3. 보상도선에 의한 오차가 발생할 수 있다.

4. 장기간 사용하여도 재질이 변하지 않는다.

정답 4번

해설. ④ 열전대는 장기간 고온에서 사용하면 산화·열화 등으로 재질이 변해 열기전력이 달라지므로 주기적인 교정이 필요하다. '재질이 변하지 않는다'는 틀리다.
열기전력을 전기신호로 보내므로 원격 측정이 가능하고(①), 고온 측정에 적합하며(②), 보상도선에 의한 오차가 생길 수 있다(③).

가스기사 필기 2020년 3회 기출문제

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