가스기사 필기 2020년 4회 기출문제 정답 및 해설

1번

레이놀즈수가 10⁶이고 상대조도가 0.005인 원관의 마찰계수 f는 0.03이다. 이 원관에 부차손실계수가 6.6인 글로브 밸브를 설치하였을 때, 이 밸브의 등가길이(또는 상당길이)는 관 지름의 몇 배인가?

1. 25

2. 55

3. 220

4. 440

정답 3번

해설. ③ 부차손실을 같은 손실을 내는 직관 길이로 바꾼 것이 등가길이(상당길이)이다.
풀이: K·V²/2g = f·(Le/D)·V²/2g → Le/D = K/f = 6.6 / 0.03 = 220
따라서 등가길이는 관 지름의 220배이다. (레이놀즈수 10⁶, 상대조도 0.005는 마찰계수 f = 0.03을 정하는 조건이다.)

2번

압축성 유체의 기계적 에너지 수지식에서 고려하지 않는 것은?

1. 내부에너지

2. 위치에너지

3. 엔트로피

4. 엔탈피

정답 3번

해설. ③ 압축성 유체의 기계적 에너지 수지식(에너지 방정식)에는 내부에너지, 위치에너지, 운동에너지, 압력에너지(유동일)와 이들을 묶은 엔탈피가 들어간다.
엔트로피는 과정의 비가역성과 열전달 방향을 판단하는 상태량으로, 에너지 수지식의 항으로 쓰이지 않는다.

3번

압축성 이상기체(compressible ideal gas)의 운동을 지배하는 기본 방정식이 아닌 것은?

1. 에너지방정식

2. 연속방정식

3. 차원방정식

4. 운동량방정식

정답 3번

해설. ③ 압축성 이상기체의 유동은 연속방정식(질량 보존), 운동량방정식(뉴턴 제2법칙), 에너지방정식(에너지 보존)과 상태방정식(Pv = RT)으로 해석한다.
'차원방정식'은 각 항의 단위·차원이 맞는지 확인하는 식일 뿐, 유동을 지배하는 기본 방정식이 아니다.

4번

LPG 이송 시 탱크로리 상부를 가압하여 액을 저장탱크로 이송시킬 때 사용되는 동력장치는 무엇인가?

1. 원심펌프

2. 압축기

3. 기어펌프

4. 송풍기

정답 2번

해설. ② 압축기로 저장탱크 상부의 기체를 빨아들여 탱크로리 상부로 보내 가압하면, 압력차에 의해 탱크로리의 액이 액라인을 통해 저장탱크로 이송된다.
① 원심펌프와 ③ 기어펌프는 액을 직접 밀어 보내는 펌프 이송 방식이고, ④ 송풍기는 압력이 낮아 액 이송용 가압에 쓰지 않는다.

5번

마하수는 어느 힘의 비를 사용하여 정의되는가?

1. 점성력과 관성력

2. 관성력과 압축성 힘

3. 중력과 압축성 힘

4. 관성력과 압력

정답 2번

해설. ② 마하수 M = V/C (유속/음속)로, 관성력과 압축성 힘(탄성력)의 비의 제곱근에 해당한다. 압축성 유동의 특성을 나타내는 무차원수이다.
① 관성력과 점성력의 비는 레이놀즈수, ③ 중력이 관계되는 것은 프루드수, ④ 압력과 관성력의 비는 오일러수이다.

6번

수은 - 물 마노미터로 압력차를 측정하였더니 50cmHg였다. 이 압력차를 mH₂O로 표시하면 약 얼마인가?

1. 0.5

2. 5.0

3. 6.8

4. 7.3

정답 3번

해설. ③ 수은의 비중은 13.6이므로 1mHg = 13.6mH₂O 이다.
풀이: 50cmHg = 0.5mHg → 0.5 × 13.6 = 6.8mH₂O
따라서 약 6.8mH₂O 이다.
(수은-물 마노미터에서 액주 차로 읽을 때는 (13.6 − 1)을 곱하지만, 여기서는 압력 단위만 바꾸는 문제이다.)

7번

산소와 질소의 체적비가 1 : 4인 조성의 공기가 있다. 표준상태(0℃, 1기압)에서의 밀도는 약 몇 kg/m³인가?

1. 0.54

2. 0.96

3. 1.29

4. 1.51

정답 3번

해설. ③ 공기의 평균 분자량 M = 0.2 × 32 + 0.8 × 28 = 28.8
표준상태에서 기체 1kmol의 부피는 22.4m³이므로
밀도 ρ = M / 22.4 = 28.8 / 22.4 ≒ 1.29kg/m³

8번

다음 단위 간의 관계가 옳은 것은?

1. 1N = 9.8kg·m/s²

2. 1J = 9.8kg·m²/s²

3. 1W = 1kg·m²/s³

4. 1Pa = 10⁵kg·m/s²

정답 3번

해설. ③ 1W = 1J/s = 1N·m/s = 1kg·m²/s³ 이므로 옳다.
① 1N = 1kg·m/s² (9.8N은 1kgf), ② 1J = 1N·m = 1kg·m²/s², ④ 1Pa = 1N/m² = 1kg/(m·s²) 이므로 틀리다.

9번

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

1. 10.45kW

2. 13.99kW

3. 16.62kW

4. 20.787kW

정답 4번

해설. ④ 송풍기가 올려 주는 압력은 출구 전압 − 흡입 전압이다.
출구 동압 = ρV²/2 = 1.2 × 30² / 2 = 540Pa → 출구 전압 = 115 + 0.54 = 115.54kPa
전압 상승 ΔP = 115.54 − 110 = 5.54kPa
축동력 = Q·ΔP / η = 3 × 5.54 / 0.8 ≒ 20.78kW
③ 16.62kW는 효율을 적용하지 않은 공기동력이다.

10번

평판에서 발생하는 층류 경계층의 두께는 평판선단으로부터의 거리 x 와 어떤 관계가 있는가?

1. x에 반비례한다.

2. √x에 반비례한다.

3. √x에 비례한다.

4. ∛x에 비례한다.

정답 3번

해설. ③ 평판의 층류 경계층 두께는 δ ≒ 5x / √Reₓ (Reₓ = Ux/ν) 이다.
δ ∝ x / √x = √x 이므로 경계층 두께는 x의 제곱근(x^(1/2))에 비례한다.
(난류 경계층은 δ ∝ x^(4/5)로 더 빨리 두꺼워진다.)

11번

관 내의 압축성 유체의 경우 단면적 A와 마하수 M, 속도 V 사이에 다음과 같은 관계가 성립한다고 한다. 마하수가 2일 때 속도를 0.2% 감소시키기 위해서는 단면적을 몇 % 변화시켜야 하는가?
dA/A = (M² − 1) × dV/V

1. 0.6% 증가

2. 0.6% 감소

3. 0.4% 증가

4. 0.4% 감소

정답 2번

해설. ② 풀이: dA/A = (M² − 1) × dV/V = (2² − 1) × (−0.002) = −0.006
즉 단면적을 0.6% 줄여야 한다.
초음속(M > 1)에서는 단면적이 줄면 속도가 감소하고, 아음속(M < 1)에서는 반대로 단면적이 줄면 속도가 증가한다.

12번

정체온도 Ts, 임계온도 Tc, 비열비를 k라 할 때 이들의 관계를 옳게 나타낸 것은?

1. Tc / Ts = [2 / (k + 1)]ᵏ⁻¹

2. Tc / Ts = [1 / (k − 1)]ᵏ⁻¹

3. Tc / Ts = 2 / (k + 1)

4. Tc / Ts = 1 / (k − 1)

정답 3번

해설. ③ 정체온도와 정적온도의 관계 Ts / T = 1 + (k − 1)/2 × M² 에 임계상태(M = 1)를 넣으면 Ts / Tc = (k + 1)/2 이다.
따라서 Tc / Ts = 2 / (k + 1) 이다.
참고로 압력비에는 지수 k/(k − 1), 밀도비에는 지수 1/(k − 1)이 붙는다.

13번

유체 속에 잠긴 경사면에 작용하는 정수력의 작용점은?

1. 면의 도심보다 위에 있다.

2. 면의 도심에 있다.

3. 면의 도심보다 아래에 있다.

4. 면의 도심과 상관없다.

정답 3번

해설. ③ 경사면에 작용하는 전압력의 작용점(압력중심)은 yp = yG + IG / (yG·A) 로, 도심(yG)보다 IG / (yG·A)만큼 항상 아래에 있다.
깊을수록 압력이 커서 힘의 분포가 아래쪽으로 치우치기 때문이다. (IG: 도심축에 대한 단면 2차 모멘트)

14번

관 속을 충만하게 흐르고 있는 액체의 속도를 급격히 변화시키면 어떤 현상이 일어나는가?

1. 수격현상

2. 서어징 현상

3. 캐비테이션 현상

4. 펌프효율 향상 현상

정답 1번

해설. ① 관 속을 가득 채워 흐르는 액체의 유속을 밸브 급폐쇄 등으로 급격히 바꾸면 운동에너지가 압력에너지로 바뀌어 압력파가 관 속을 왕복하는 수격현상(water hammer)이 생긴다.
② 서징은 펌프·송풍기의 주기적인 압력·유량 변동, ③ 캐비테이션은 저압부에서 액이 기화하여 기포가 생기는 현상이다.

15번

점성력에 대한 관성력의 상대적인 비를 나타내는 무차원의 수는?

1. Reynolds수

2. Froude수

3. 모세관수

4. Weber수

정답 1번

해설. ① 레이놀즈수 Re = 관성력 / 점성력 = ρVD / μ 이다.
② 프루드수는 관성력/중력, ③ 모세관수는 점성력/표면장력, ④ 웨버수는 관성력/표면장력의 비이다.
Re가 작으면 점성력이 지배하여 층류, 크면 관성력이 지배하여 난류가 된다.

16번

직각좌표계에 적용되는 가장 일반적인 연속방정식은 다음과 같이 주어진다. 다음 중 정상상태(steady state)의 유동에 적용되는 연속방정식은?
∂ρ/∂t + ∂(ρu)/∂x + ∂(ρv)/∂y + ∂(ρw)/∂z = 0

1. ∂ρ/∂t + ∂(ρu)/∂x + ∂(ρv)/∂y + ∂(ρw)/∂z = 0

2. ∂(ρu)/∂x + ∂(ρv)/∂y + ∂(ρw)/∂z = 0

3. ∂u/∂x + ∂v/∂y + ∂w/∂z = 0

4. ∂ρ/∂t + ρ·∂u/∂x + ρ·∂v/∂y + ρ·∂w/∂z = 0

정답 2번

해설. ② 정상상태에서는 한 점의 성질이 시간에 따라 변하지 않으므로 ∂ρ/∂t = 0 이 되어 ∂(ρu)/∂x + ∂(ρv)/∂y + ∂(ρw)/∂z = 0 이 된다.
① 비정상 압축성 유동의 일반식, ③ 비압축성(ρ 일정) 유동의 식, ④ 밀도의 공간 변화 항을 빠뜨린 식이다.

17번

수압기에서 피스톤의 지름이 각각 20㎝와 10㎝이다. 작은 피스톤에 1kgf의 하중을 가하면 큰 피스톤에는 몇 kgf의 하중이 가해지는가?

1. 1

2. 2

3. 4

4. 8

정답 3번

해설. ③ 파스칼의 원리에 따라 두 피스톤에 작용하는 압력이 같다.
풀이: F₁/A₁ = F₂/A₂ → F₂ = F₁ × (D₂/D₁)² = 1 × (20/10)² = 4kgf
따라서 큰 피스톤에는 4kgf의 하중이 가해진다.

18번

축동력을 L, 기계의 손실 동력을 Lₘ이라고 할 때 기계효율 ηₘ을 옳게 나타낸 것은?

1. ηₘ = (L − Lₘ) / Lₘ

2. ηₘ = (L − Lₘ) / L

3. ηₘ = (Lₘ − L) / L

4. ηₘ = (Lₘ − L) / Lₘ

정답 2번

해설. ② 기계효율은 축동력 중에서 기계 손실(베어링·패킹 마찰 등)을 빼고 실제로 유체에 전달되는 동력의 비율이다.
ηₘ = (축동력 − 손실동력) / 축동력 = (L − Lₘ) / L
①은 분모가 손실동력이고, ③·④는 분자의 부호가 반대여서 효율이 음수가 된다.

19번

뉴턴의 점성법칙과 관련 있는 변수가 아닌 것은?

1. 전단응력

2. 압력

3. 점성계수

4. 속도기울기

정답 2번

해설. ② 뉴턴의 점성법칙 τ = μ·(du/dy)에는 전단응력 τ, 점성계수 μ, 속도기울기 du/dy만 들어간다.
압력은 이 식의 변수가 아니다. 이 법칙을 따르는 유체를 뉴턴유체라 한다.

20번

다음 중 에너지의 단위는?

1. dyn(dyne)

2. N(newton)

3. J(joule)

4. W(watt)

정답 3번

해설. ③ J(줄) = N·m 으로 에너지(일·열량)의 단위이다.
① dyn(= g·cm/s²)과 ② N(= kg·m/s²)은 힘의 단위, ④ W(= J/s)는 일률(동력)의 단위이다.
1J = 1N·m = 10⁷erg 이다.

21번

15℃, 50atm인 산소 실린더의 밸브를 순간적으로 열어 내부압력을 25atm까지 단열팽창시키고 닫았다면 나중 온도는 약 몇 ℃가 되는가? (단, 산소의 비열비는 1.4이다.)

1. -28.5℃

2. -36.8℃

3. -78.1℃

4. -157.5℃

정답 2번

해설. ② 밸브를 순간적으로 여는 과정은 가역단열팽창으로 본다.
풀이: T₂ = T₁ × (P₂/P₁)^((k−1)/k) = 288.15 × (25/50)^(0.4/1.4)
= 288.15 × 0.8203 ≒ 236.4K
→ 236.4 − 273.15 ≒ −36.8℃

22번

폭발억제 장치의 구성이 아닌 것은?

1. 폭발검출기구

2. 활성제

3. 살포기구

4. 제어기구

정답 2번

해설. ② 폭발억제 장치는 폭발 초기의 압력 상승을 감지하는 폭발검출기구, 그 신호로 작동시키는 제어기구, 억제제(소화약제)를 순간적으로 뿌리는 살포기구로 구성된다.
'활성제'는 반응을 촉진하는 물질이므로 구성 요소가 아니다.

23번

초기사건으로 알려진 특정한 장치의 이상이나 운전자의 실수로부터 발생되는 잠재적인 사고결과를 평가하는 정량적 안전성 평가 기법은?

1. 사건수 분석(ETA)

2. 결함수 분석(FTA)

3. 원인결과 분석(CCA)

4. 위험과 운전 분석(HAZOP)

정답 1번

해설. ① 사건수 분석(ETA)은 초기사건으로 알려진 특정한 장치의 이상이나 운전자의 실수로부터 발생되는 잠재적인 사고결과를 평가하는 정량적 안전성평가기법이다(고압가스 안전관리 기준 통합고시).
② FTA는 사고를 일으키는 장치 이상·운전자 실수의 조합을 연역적으로 분석, ③ CCA는 사고 결과와 근본 원인의 관계를 예측·평가하는 기법이고, ④ HAZOP은 정성적 기법이다.

24번

발열량 10500kcal/kg인 어떤 연료 2kg을 2분 동안 완전 연소시켰을 때 발생한 열량을 모두 동력으로 변환시키면 약 몇 kW인가?

1. 735

2. 935

3. 1103

4. 1303

정답 1번

해설. ① 풀이: 발생열량 Q = 10500 × 2 = 21000kcal
2분(= 120초) 동안 낸 열량을 동력으로 바꾸면
21000 × 4.186kJ / 120s ≒ 732.5kW
(1kWh = 860kcal로 계산해도 21000 ÷ (2/60)h ÷ 860 ≒ 733kW) → 약 735kW

25번

프로판과 부탄이 혼합된 경우로서 부탄의 함유량이 많아지면 발열량은?

1. 커진다.

2. 줄어든다.

3. 일정하다.

4. 커지다가 줄어든다.

정답 1번

해설. ① 부탄(C₄H₁₀)은 프로판(C₃H₈)보다 분자량이 커서 단위 체적당 발열량이 크다(프로판 약 24,000kcal/m³, 부탄 약 31,000kcal/m³).
따라서 혼합가스에서 부탄 함유량이 많아지면 발열량은 커진다.

26번

가연물의 구비조건이 아닌 것은?

1. 반응열이 클 것

2. 표면적이 클 것

3. 열전도도가 클 것

4. 산소와 친화력이 클 것

정답 3번

해설. ③ 가연물은 열전도도가 작아야 한다. 열전도도가 크면 열이 흩어져 축적되지 않으므로 발화온도에 도달하기 어렵다.
반응열(발열량)이 크고, 표면적(산소와의 접촉면)이 크며, 산소와 친화력이 클수록 잘 탄다. 활성화에너지가 작을 것도 구비조건이다.

27번

액체연료의 연소용 공기 공급방식에서 2차 공기란 어떤 공기를 말하는가?

1. 연료를 분사시키기 위해 필요한 공기

2. 완전연소에 필요한 부족한 공기를 보충하는 공기

3. 연료를 안개처럼 만들어 연소를 돕는 공기

4. 연소된 가스를 굴뚝으로 보내기 위해 고압, 송풍하는 공기

정답 2번

해설. ② 액체연료 연소에서 1차 공기는 연료를 분무(무화)하는 데 쓰이는 공기이고, 2차 공기는 연소실에 따로 공급하여 완전연소에 부족한 공기를 보충하는 공기이다.
①·③은 1차 공기에 대한 설명이고, ④는 통풍(송풍)에 관한 설명이다.

28번

TNT당량은 어떤 물질이 폭발할 때 방출하는 에너지와 동일한 에너지를 방출하는 TNT의 질량을 말한다. LPG 1톤이 폭발할 때 방출하는 에너지는 TNT당량으로 약 몇 kg인가? (단, 폭발한 LPG의 발열량은 15000kcal/kg이며, LPG의 폭발계수는 0.1, TNT가 폭발 시 방출하는 당량에너지는 1125kcal/kg이다.)

1. 133

2. 1333

3. 2333

4. 4333

정답 2번

해설. ② TNT당량 = (가스 발열량 × 가스 질량 × 폭발계수) / TNT 폭발에너지
풀이: (15000kcal/kg × 1000kg × 0.1) / 1125kcal/kg
= 1,500,000 / 1125 ≒ 1333kg

29번

질소 10kg이 일정 압력상태에서 체적이 1.5m³에서 0.3m³으로 감소될 때까지 냉각되었을 때 질소의 엔트로피 변화량의 크기는 약 몇 kJ/K인가? (단, Cp는 14kJ/kg·K로 한다.)

1. 25

2. 125

3. 225

4. 325

정답 3번

해설. ③ 정압과정에서 이상기체는 V/T = 일정이므로 T₂/T₁ = V₂/V₁ 이다.
풀이: ΔS = m·Cp·ln(T₂/T₁) = m·Cp·ln(V₂/V₁)
= 10 × 14 × ln(0.3/1.5) = 140 × (−1.609) ≒ −225kJ/K
냉각으로 엔트로피가 감소하며, 그 크기는 약 225kJ/K이다. (문제에서 준 Cp 값을 그대로 쓴다.)

30번

Van der Waals식 (P + an²/V²)(V − nb) = nRT에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. a의 단위는 atm·L²/mol²이다.

2. b의 단위는 L/mol이다.

3. a의 값은 기체분자가 서로 어떻게 강하게 끌어 당기는가를 나타낸 값이다.

4. a는 부피에 대한 보정항의 비례상수이다.

정답 4번

해설. ④ a는 분자 사이의 인력을 보정하는 압력 보정항(an²/V²)의 비례상수이고, 부피(분자 자체의 크기)를 보정하는 항의 상수는 b이다.
① an²/V²가 압력이므로 a의 단위는 atm·L²/mol², ② nb가 부피이므로 b의 단위는 L/mol, ③ a가 클수록 분자 간 인력이 강하다.

31번

연료와 공기 혼합물에서 최대 연소속도가 되기 위한 조건은?

1. 연료와 양론혼합물이 같은 양일 때

2. 연료가 양론혼합물보다 약간 적을 때

3. 연료가 양론혼합물보다 약간 많을 때

4. 연료가 양론혼합물보다 아주 많을 때

정답 3번

해설. ③ 탄화수소-공기 혼합기의 최대 연소속도는 양론혼합비보다 연료가 약간 많은(당량비 약 1.05~1.1) 쪽에서 나타난다.
연료가 너무 많거나 적으면 화염온도가 낮아져 연소속도가 느려진다.

32번

다음은 간단한 수증기사이클을 나타낸 그림이다. 여기서 랭킨(Rankine)사이클의 경로를 옳게 나타낸 것은?

1. 1 → 2 → 3 → 9 → 10 → 1

2. 1 → 2 → 3 → 4 → 5 →9 → 10 → 1

3. 1 → 2 → 3 → 4 → 6 → 5 → 9 → 10 → 1

4. 1 → 2 → 3 → 8 → 7 → 5 → 9 → 10 → 1

정답 2번

해설. ② 랭킨사이클은 단열압축(급수펌프 10→1) → 정압가열(보일러: 1→2 예열, 2→3 증발, 3→4 과열) → 단열팽창(터빈 4→5) → 정압방열(복수기 5→9→10)로 이루어진다.
따라서 경로는 1→2→3→4→5→9→10→1 이다. ①은 과열 과정이 없는 포화증기 사이클이다.

33번

충격파가 반응 매질 속으로 음속보다 느린 속도로 이동할 때를 무엇이라 하는가?

1. 폭굉

2. 폭연

3. 폭음

4. 정상연소

정답 2번

해설. ② 반응 매질 속을 전파하는 반응파(충격파)의 속도가 음속보다 느리면 폭연(deflagration), 음속보다 빠르면(약 1000~3500m/s) 폭굉(detonation)이다.
정상연소는 충격파 없이 화염이 일정한 속도로 전파되는 연소이다.

34번

방폭에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 분진 폭발은 연소시간이 길고 발생에너지가 크기 때문에 파괴력과 연소정도가 크다는 특징이 있다.

2. 분해 폭발을 일으키는 가스에 비활성기체를 혼합하는 이유는 화염온도를 낮추고 화염전파능력을 소멸시키기 위함이다.

3. 방폭 대책은 크게 예방, 긴급대책으로 나누어진다.

4. 분진을 다루는 압력을 대기압보다 낮게 하는 것도 분진 대책 중 하나이다

정답 3번

해설. ③ 방폭 대책은 예방(가연물·산소·점화원 관리), 국한(확산·전파 방지: 방폭벽, 화염방지기 등), 소화, 피난 대책 등으로 나눈다. 예방과 긴급대책 두 가지로만 나누지 않는다.
①·②·④는 옳다. 분진을 다루는 압력을 대기압보다 낮게 하면 분진이 밖으로 새어 나오지 않는다.

35번

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 + 4H₂O
건조연소가스량 = CO₂ + 이론공기 중의 N₂ (H₂O 제외)
= 3 + 5 × (79/21) = 3 + 18.81 ≒ 21.8 → 약 22Sm³

36번

공기가 산소 20v%, 질소 80v%의 혼합기체라고 가정할 때 표준상태(0℃, 101.325kPa)에서 공기의 기체상수는 약 몇 kJ/kgㆍK인가?

1. 0.269

2. 0.279

3. 0.289

4. 0.299

정답 3번

해설. ③ 평균 분자량 M = 0.2 × 32 + 0.8 × 28 = 28.8kg/kmol
기체상수 R = 일반기체상수 / M = 8.314 / 28.8 ≒ 0.289kJ/kg·K
(질소·산소의 기체상수 0.297, 0.260kJ/kg·K을 질량분율로 가중평균해도 같은 값이 나온다.)

37번

열역학 특성식으로 P₁V₁ⁿ = P₂V₂ⁿ이 있다. 이때 n 값에 따른 상태변화를 옳게 나타낸 것은? (단, k는 비열비이다.)

1. n = 0 : 등온

2. n = 1 : 단열

3. n = ±∞ : 정적

4. n = k : 등압

정답 3번

해설. ③ 폴리트로픽 과정 PVⁿ = 일정에서 n = ±∞이면 V = 일정이므로 정적변화이다.
① n = 0은 등압, ② n = 1은 등온, ④ n = k는 가역단열변화이다.
폴리트로픽 지수 n이 1 < n < k이면 등온과 단열 사이의 변화이다.

38번

표준상태에서 고발열량과 저발열량의 차는 얼마인가?

1. 9700cal/gmol

2. 539cal/gmol

3. 619cal/g

4. 80cal/g

정답 1번

해설. ① 고발열량과 저발열량의 차는 연소로 생긴 수증기의 증발잠열이다.
물의 증발잠열 약 539cal/g × 분자량 18g/mol ≒ 9700cal/gmol (H₂O 1mol당)
따라서 차는 약 9700cal/gmol이다. ②는 1g당 값(539cal/g)에 mol 단위를 붙인 것이다.

39번

기체연료의 확산연소에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 연료와 공기가 혼합하면서 연소한다.

2. 일반적으로 확산과정은 확산에 의한 혼합속도가 연소속도를 지배한다.

3. 혼합에 시간이 걸리며 화염이 길게 늘어난다.

4. 연소기 내부에서 연료와 공기의 혼합비가 변하지 않고 연소된다.

정답 4번

해설. ④ 확산연소는 연료와 공기를 따로 공급하여 서로 확산·혼합하면서 타므로 연소기 안의 위치에 따라 혼합비가 계속 변한다.
혼합비가 일정하게 유지되는 것은 미리 섞어 공급하는 예혼합연소의 특징이다. ①~③은 확산연소의 옳은 설명이다.

40번

연료의 구비조건이 아닌 것은?

1. 저장 및 운반이 편리할 것

2. 점화 및 연소가 용이할 것

3. 연소가스 발생량이 많을 것

4. 단위 용적당 발열량이 높을 것

정답 3번

해설. ③ 연료는 연소가스(배기가스) 발생량이 적어야 한다. 가스량이 많으면 배기 열손실이 커지고 대기오염도 늘어난다.
저장·운반이 편리하고, 점화·연소가 쉬우며, 단위 용적(질량)당 발열량이 높아야 한다.

41번

터보(turbo)압축기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 고속 회전이 가능하다.

2. 작은 설치 면적에 비해 유량이 크다.

3. 케이싱 내부를 급유해야 하므로 기름의 혼입에 주의해야 한다.

4. 용량조정 범위가 비교적 좁다.

정답 3번

해설. ③ 터보(원심·축류)압축기는 회전운동만 하므로 기체가 윤활유와 접촉하지 않는 무급유식이다. 따라서 케이싱 내부에 급유할 필요가 없고 기름 혼입 우려가 적다.
고속 회전이 가능하고, 설치면적에 비해 유량이 크며, 서징 때문에 용량조정 범위가 좁고 효율이 낮은 편이다.

42번

호칭지름이 동일한 강관에 있어서 스케줄 번호가 다음과 같을 때 두께가 가장 두꺼운 것은?

1. XXS

2. XS

3. Sch 20

4. Sch 40

정답 1번

해설. ① 같은 호칭지름에서 관 두께는 XXS(이중 특강) > XS(특강) > Sch 40(표준) > Sch 20 순이다.
스케줄 번호 Sch = 10 × P/S (P: 사용압력, S: 허용응력)가 클수록 관 두께가 두껍다.

43번

과류차단 안전기구가 부착된 것으로서 가스유로를 볼로 개폐하고 배관과 호스 또는 배관과 커플러를 연결하는 구조의 콕은?

1. 호스콕

2. 퓨즈콕

3. 상자콕

4. 노즐콕

정답 2번

해설. ② 퓨즈콕은 가스유로를 볼로 개폐하고 과류차단 안전기구가 부착된 것으로, 배관과 호스 또는 배관과 커플러를 연결하는 구조이다.
③ 상자콕은 상자에 넣어 바닥·벽 등에 설치하고 커플러를 연결하는 콕, ④ 노즐콕은 연소기 등에 부착하는 콕으로, 문제의 구조에 해당하지 않는다.

44번

저온장치에 사용되는 진공단열법의 종류가 아닌 것은?

1. 고진공단열법

2. 다층진공단열법

3. 분말진공단열법

4. 다공단층진공단열법

정답 4번

해설. ④ 저온장치의 진공단열법에는 고진공단열법, 분말진공단열법(펄라이트 등), 다층진공단열법(알루미늄박 등을 여러 겹 사용)이 있다.
'다공단층진공단열법'은 없는 방식이다. 진공을 쓰지 않는 단열법으로는 단열재를 채우는 상압단열법이 있다.

45번

교반형 오토클레이브의 장점에 해당되지 않는 것은?

1. 가스누출의 우려가 없다.

2. 기액반응으로 기체를 계속 유통시킬 수 있다.

3. 교반효과는 진탕형에 비하여 더 좋다.

4. 특수 라이닝을 하지 않아도 된다.

정답 1번

해설. ① 교반형 오토클레이브는 교반축이 뚜껑을 관통하므로 축 부분에서 가스가 누출될 우려가 있다. 가스누출 우려가 없는 것은 축이 없는 진탕형의 장점이다.
교반형은 교반효과가 진탕형보다 좋고, 기체를 계속 유통시킬 수 있으며, 특수 라이닝을 하지 않아도 된다.

46번

원심펌프의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 저양정에 적합하다.

2. 펌프에 충분히 액을 채워야 한다.

3. 원심력에 의하여 액체를 이송한다.

4. 용량에 비하여 설치면적이 작고 소형이다.

정답 1번

해설. ① 원심펌프는 고양정·대용량에 적합하며, 저양정 대유량에는 축류펌프가 적합하다. 따라서 '저양정에 적합하다'는 틀린 설명이다.
원심력으로 액을 이송하고, 시동 전에 펌프에 액을 채우는 프라이밍이 필요하며, 용량에 비해 설치면적이 작고 소형이다.

47번

가스폭발 위험성에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 아세틸렌은 공기가 공존하지 않아도 폭발 위험성이 있다.

2. 일산화탄소는 공기가 공존하여도 폭발 위험성이 없다.

3. 액화석유가스가 누출되면 낮은 곳으로 모여 폭발 위험성이 있다.

4. 가연성 고체 미분이 공기 중에 부유 시 분진폭발의 위험성이 있다.

정답 2번

해설. ② 일산화탄소는 가연성가스(폭발범위 약 12.5~74%)이므로 공기와 섞이면 폭발 위험이 있다.
① 아세틸렌은 공기 없이도 분해폭발하고, ③ LPG는 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하며, ④ 가연성 고체 미분은 분진폭발 위험이 있다.

48번

LPG 공급방식에서 강제기화방식의 특징이 아닌 것은?

1. 기화량을 가감할 수 있다.

2. 설치 면적이 작아도 된다.

3. 한냉시에는 연속적인 가스공급이 어렵다.

4. 공급 가스의 조성을 일정하게 유지 할 수 있다.

정답 3번

해설. ③ 강제기화방식은 기화기로 열을 가해 기화시키므로 한냉시에도 연속적으로 가스를 공급할 수 있다. 한냉시 공급이 어려운 것은 자연기화방식의 단점이다.
기화량 가감, 설치면적 축소, 공급가스 조성 일정 유지는 강제기화방식의 특징이다.

49번

최대지름이 10m인 가연성가스 저장탱크 2기가 상호 인접하여 있을 때 탱크 간에 유지하여야 할 거리는?

1. 1m

2. 2m

3. 5m

4. 10m

정답 3번

해설. ③ 가연성가스 저장탱크 상호 간에는 두 저장탱크 최대지름을 더한 길이의 4분의 1 이상의 거리를 유지한다(고압가스 안전관리법·도시가스사업법 시행규칙의 저장설비 기준).
풀이: (10 + 10) × 1/4 = 5m
따라서 5m 이상 떨어뜨려야 한다.

50번

탄소강에서 생기는 취성(메짐)의 종류가 아닌 것은?

1. 적열취성

2. 풀림취성

3. 청열취성

4. 상온취성

정답 2번

해설. ② 탄소강의 취성에는 적열취성(황 S, 약 900℃ 이상), 청열취성(200~300℃), 상온취성(냉간취성, 인 P), 저온취성 등이 있다.
'풀림취성'은 없다. 풀림(annealing)은 조직을 연하게 하고 내부응력을 없애는 열처리이다.

51번

LPG와 나프타를 원료로 한 대체천연가스(SNG) 프로세스의 공정에 속하지 않는 것은?

1. 수소화탈황공정

2. 저온수증기개질공정

3. 열분해공정

4. 메탄합성공정

정답 3번

해설. ③ LPG·나프타를 원료로 하는 SNG 공정은 수소화탈황 → 저온수증기개질 → 메탄합성(메탄화) → 탈탄산 공정 순으로 진행된다.
열분해공정은 원료를 고온에서 분해해 가스를 만드는 별도의 도시가스 제조 방식이다.

52번

LP가스 1단 감압식 저압조정기의 입구 압력은?

1. 0.025MPa ~ 0.35MPa

2. 0.025MPa ~ 1.56MPa

3. 0.07MPa ~ 0.35MPa

4. 0.07MPa ~ 1.56MPa

정답 4번

해설. ④ 1단 감압식 저압조정기의 입구압력은 0.07~1.56MPa, 조정압력은 2.3~3.3kPa이다.
조정기의 입구압력 범위는 1단·2단(1차용, 2차용)·자동절체식 등 종류마다 다르므로 구분하여 알아 둔다.

53번

토양의 금속부식을 확인하기 위해 시험편을 이용하여 실험하였다. 이에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 전기저항이 낮은 토양 중의 부식속도는 빠르다.

2. 배수가 불량한 점토 중의 부식속도는 빠르다.

3. 염기성 세균이 번식하는 토양 중의 부식속도는 빠르다.

4. 통기성이 좋은 토양에서 부식속도는 점차 빨라진다.

정답 4번

해설. ④ 통기성이 좋은 토양에서는 부식이 초기에는 빠르다가, 표면에 생긴 부식생성물(녹)층이 보호막 역할을 하여 점차 느려진다.
전기저항이 낮은(전도성이 큰) 토양, 배수가 불량한 점토(산소 농담전지 형성), 세균이 번식하는 토양에서는 부식속도가 빠르다.

54번

가스 배관의 접합시공방법 중 원칙적으로 규정된 접합시공방법은?

1. 기계적 접합

2. 나사 접합

3. 플랜지 접합

4. 용접 접합

정답 4번

해설. ④ 가스배관은 누출 방지와 강도 확보를 위해 용접 접합을 원칙으로 한다.
다만 용접이 곤란하거나 유지관리·분해에 필요한 곳은 플랜지 접합, 기계적 접합, 나사 접합으로 할 수 있다.

55번

탱크로리에서 저장탱크로 LP가스를 압축기로 이송하는 방법의 특징으로 틀린 것은?

1. 펌프에 비해 이송시간이 짧다.

2. 잔 가스 회수가 용이하다.

3. 균압관을 설치해야 한다.

4. 저온에서 부탄이 재액화될 우려가 있다.

정답 3번

해설. ③ 압축기 이송은 저장탱크 상부의 기체를 흡입해 탱크로리 상부로 보내 가압하는 방식이므로 균압관이 필요 없다. 균압관을 설치하는 것은 펌프에 의한 이송 방식이다.
압축기 방식은 펌프보다 이송시간이 짧고 잔가스 회수가 쉬우나, 저온에서 부탄이 재액화될 우려가 있다.

56번

아세틸렌(C₂H₂)에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 동과 직접 접촉하여 폭발성의 아세틸라이드를 만든다.

2. 비점과 융점이 비슷하여 고체 아세틸렌은 융해한다.

3. 아세틸렌가스의 충전제로 규조토, 목탄 등의 다공성 물질을 사용한다.

4. 흡열 화합물이므로 압축하면 분해폭발 할 수 있다.

정답 2번

해설. ② 아세틸렌은 융점(약 −81℃)과 비점(약 −84℃)이 비슷하여 고체 아세틸렌은 녹지 않고 바로 승화한다.
동·은·수은과 접촉하면 폭발성 아세틸라이드를 만들고, 흡열화합물이라 압축하면 분해폭발하므로 규조토·목탄 등 다공성 물질에 용제(아세톤, DMF)와 함께 충전한다.

57번

LPG 기화장치 중 열교환기에 LPG를 송입하여 여기에서 기화된 가스를 LPG용 조정기에 의하여 감압하는 방식은?

1. 가온 감압방식

2. 자연기화 방식

3. 감압 가온방식

4. 대기온 이온방식

정답 1번

해설. ① 가온 감압방식은 열교환기(기화기)에 액상 LPG를 보내 기화시킨 뒤, 기화된 가스를 LPG용 조정기로 감압하는 방식이다.
③ 감압 가온방식은 액을 먼저 감압밸브(조정기)로 감압한 뒤 열교환기로 가온하여 기화시키는 방식이다. ② 자연기화 방식은 기화기 없이 대기열로 기화시킨다.

58번

수소에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 압축가스로 취급된다.

2. 충전구의 나사는 왼나사이다.

3. 용접용기에 충전하여 사용한다.

4. 용기의 도색은 주황색이다.

정답 3번

해설. ③ 수소는 압축가스이므로 이음매 없는 용기(무계목 용기)에 충전한다. 용접용기는 LPG·아세틸렌 등 주로 저압의 액화·용해가스용이다.
가연성가스 용기의 충전구 나사는 왼나사이고, 수소 용기의 도색은 주황색이다(고압가스 안전관리법 시행규칙 별표 24).

59번

기포펌프로서 유량이 0.5m³/min인 물을 흡수면보다 50m 높은 곳으로 양수하고자 한다. 축동력이 15PS 소요되었다고 할 때 펌프의 효율은 약 몇 %인가?

1. 32

2. 37

3. 42

4. 47

정답 2번

해설. ② 풀이: 수동력 = γQH = 1000kgf/m³ × (0.5/60)m³/s × 50m ≒ 416.7kgf·m/s
1PS = 75kgf·m/s이므로 416.7 / 75 ≒ 5.56PS
효율 = 5.56 / 15 ≒ 0.37 → 약 37%

60번

어떤 연소기구에 접속된 고무관이 노후화되어 0.6mm의 구멍이 뚫려 280mmH₂O의 압력으로 LP가스가 5시간 누출되었을 경우 가스 분출량은 약 몇 L인가? (단, LP가스의 비중은 1.7이다.)

1. 52

2. 104

3. 208

4. 416

정답 3번

해설. ③ 저압가스의 누출량 Q = 0.009D²√(h/d) [m³/h] (D: 구멍 지름 mm, h: 압력 mmH₂O, d: 가스 비중)
풀이: Q = 0.009 × 0.6² × √(280/1.7) ≒ 0.009 × 0.36 × 12.83 ≒ 0.0416m³/h
5시간 누출량 = 0.0416 × 5 ≒ 0.208m³ = 약 208L

61번

가스사고를 원인별로 분류했을 때 가장 많은 비율을 차지하는 사고 원인은?

1. 제품 노후(고장)

2. 시설 미비

3. 고의 사고

4. 사용자 취급 부주의

정답 4번

해설. ④ 가스사고를 원인별로 보면 사용자 취급 부주의가 가장 큰 비율을 차지하고, 시설 미비, 제품 노후(고장), 고의 사고 등이 뒤를 잇는다.
따라서 사용자에 대한 안전교육과 홍보가 사고 예방에 가장 중요하다.

62번

산업재해 발생 및 그 위험요인에 대하여 짝지어진 것 중 틀린 것은?

1. 화재, 폭발 - 가연성, 폭발성 물질

2. 중독 - 독성가스, 유독물질

3. 난청 - 누전, 배선불량

4. 화상, 동상 - 고온, 저온물질

정답 3번

해설. ③ 난청의 위험요인은 소음이다. 누전·배선불량은 감전이나 전기화재의 위험요인이다.
화재·폭발-가연성·폭발성 물질, 중독-독성가스·유독물질, 화상·동상-고온·저온물질은 옳게 짝지어졌다.

63번

고압가스용 안전밸브 중 공칭 밸브의 크기가 80A일 때 최소 내압시험 유지시간은?

1. 60초

2. 180초

3. 300초

4. 540초

정답 1번

해설. ① 고압가스용 안전밸브의 내압시험은 공칭 밸브 크기가 클수록 압력 유지시간을 길게 하며, 공칭 크기 80A인 안전밸브는 최소 60초 동안 내압시험압력을 유지한다.
유지시간 동안 누출·변형 등 이상이 없어야 합격이다.

64번

고압가스용 저장탱크 및 압력용기(설계압력 20.6MPa 이하) 제조에 대한 내압시험압력 계산식 Pt = μ·P·(σt / σd)에서 계수 μ의 값은?

1. 설계압력의 1.25배

2. 설계압력의 1.3배

3. 설계압력의 1.5배

4. 설계압력의 2.0배

정답 2번

해설. ② Pt = μ·P·(σt / σd) (Pt: 내압시험압력, P: 설계압력, σt: 시험온도에서의 허용응력, σd: 설계온도에서의 허용응력)
설계압력 20.6MPa 이하인 저장탱크·압력용기의 계수 μ는 설계압력의 1.3배에 해당하는 값이다.

65번

차량에 고정된 탱크의 안전운행기준으로 운행을 완료하고 점검하여야 할 사항이 아닌 것은?

1. 밸브의 이완상태

2. 부속품 등의 볼트 연결상태

3. 자동차 운행등록허가증 확인

4. 경계표지 및 휴대품 등의 손상유무

정답 3번

해설. ③ 차량에 고정된 탱크는 운행을 마친 뒤 밸브 등의 이완상태, 부속품 등의 볼트 연결상태, 경계표지 및 휴대품 등의 손상유무, 가스 누출 여부 등 차량과 탱크의 이상 유무를 점검한다.
자동차 운행등록허가증 확인은 운행 완료 후 점검할 사항이 아니다.

66번

고압가스를 차량에 적재ㆍ운반할 때 몇 km 이상의 거리를 운행하는 경우에 중간에 충분한 휴식을 취한 후 운행하여야 하는가?

1. 100

2. 200

3. 300

4. 400

정답 2번

해설. ② 고압가스를 운반하는 차량은 200km 이상의 거리 또는 2시간 이상을 운행하는 경우 중간에 충분한 휴식을 취한 후 운행해야 한다(고압가스 안전관리법 시행규칙, 고압가스 운반 기술기준).
현행 기준에는 거리(200km)와 함께 운행시간(2시간) 기준도 있다.

67번

다음 [보기]에서 임계온도가 0℃에서 40℃ 사이인 것으로만 나열된 것은?
[보기]
㉠ 산소　㉡ 이산화탄소　㉢ 프로판　㉣ 에틸렌

1. ㉠, ㉡

2. ㉡, ㉢

3. ㉡, ㉣

4. ㉢, ㉣

정답 3번

해설. ③ 임계온도: 산소 약 −118℃, 이산화탄소 약 31℃, 프로판 약 97℃, 에틸렌 약 9℃
0~40℃ 사이에 있는 것은 이산화탄소와 에틸렌(㉡, ㉣)이다.
임계온도가 상온보다 높은 프로판은 압축만으로 쉽게 액화되고, 산소는 임계온도가 매우 낮아 냉각 없이는 액화되지 않는다.

68번

독성가스 냉매를 사용하는 압축기 설치장소에는 냉매누출 시 체류하지 않도록 환기구를 설치하여야 한다. 냉동능력 1ton당 환기구 설치면적 기준은?

1. 0.05m² 이상

2. 0.1m² 이상

3. 0.15m² 이상

4. 0.2m² 이상

정답 1번

해설. ① 독성가스를 냉매로 쓰는 압축기 설치장소에는 냉매가 누출될 때 체류하지 않도록, 냉동능력 1톤당 0.05m² 이상의 면적을 가진 환기구를 직접 외기에 닿도록 설치한다.
환기구를 설치할 수 없으면 기계통풍장치를 설치한다.

69번

시안화수소의 안전성에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 순도 98% 이상으로서 착색된 것은 60일을 경과할 수 있다.

2. 안정제로는 아황산, 황산 등을 사용한다.

3. 맹독성가스이므로 흡수장치나 재해방지장치를 설치한다.

4. 1일 1회 이상 질산구리벤젠지로 누출을 검지한다.

정답 1번

해설. ① 시안화수소를 충전한 용기는 충전 후 60일을 넘지 않도록 한다. 다만 순도 98% 이상이고 착색되지 않은 것은 60일을 넘을 수 있다. 착색은 중합이 진행된 표시이므로 '착색된 것'은 틀리다.
안정제로 황산·아황산 등을 쓰고, 1일 1회 이상 질산구리벤젠지로 누출을 검사한다.

70번

고압가스 제조설비의 기밀시험이나 시운전 시 가압용 고압가스로 부적당한 것은?

1. 질소

2. 아르곤

3. 공기

4. 수소

정답 4번

해설. ④ 기밀시험이나 시운전의 가압에는 질소·아르곤 같은 불활성가스나 공기를 사용한다.
수소 같은 가연성가스는 누출 시 폭발 위험이 있으므로 가압용 가스로 쓰지 않는다. 산소 같은 조연성가스도 사용하지 않는다.

71번

도시가스 사용시설에 설치되는 정압기의 분해점검 주기는?

1. 6개월 1회 이상

2. 1년에 1회 이상

3. 2년 1회 이상

4. 설치 후 3년까지는 1회 이상, 그 이후에는 4년에 1회 이상

정답 4번

해설. ④ 도시가스 사용시설의 정압기와 필터는 설치 후 3년까지는 1회 이상, 그 이후에는 4년에 1회 이상 분해점검을 실시한다(도시가스사업법 시행규칙, 가스사용시설 기술기준).
가스공급시설의 정압기는 설치 후 2년에 1회 이상 분해점검한다.

72번

차량에 고정된 후부취출식 저장탱크에 의하여 고압가스를 이송하려 한다. 저장탱크 주밸브 및 긴급차단장치에 속하는 밸브와 차량의 뒷범퍼와의 수평거리가 몇 cm 이상 떨어지도록 차량에 고정시켜야 하는가?

1. 20

2. 30

3. 40

4. 60

정답 3번

해설. ③ 후부취출식 탱크는 탱크 주밸브 및 긴급차단장치에 속하는 밸브와 차량의 뒷범퍼 사이의 수평거리를 40cm 이상 유지한다.
후부취출식 외의 탱크는 후면과 뒷범퍼 사이를 30cm 이상, 조작상자를 설치한 경우 조작상자와 뒷범퍼 사이를 20cm 이상 유지한다.

73번

일반도시가스사업제조소에서 도시가스 지하매설 배관에 사용되는 폴리에틸렌관의 최고사용압력은?

1. 0.1 MPa 이하

2. 0.4 MPa 이하

3. 1 MPa 이하

4. 4 MPa 이하

정답 2번

해설. ② 도시가스 지하매설 배관에 사용하는 폴리에틸렌관은 최고사용압력 0.4MPa 이하에서 사용한다.
폴리에틸렌관은 자외선·열에 약하므로 노출배관으로 쓰지 않고 지하에 매설하며, 융착 이음은 폴리에틸렌융착원 양성교육을 이수한 사람이 시공한다.

74번

아세틸렌을 용기에 충전한 후 압력이 몇 ℃에서 몇 MPa 이하가 되도록 정치하여야 하는가?

1. 15℃에서 2.5MPa

2. 35℃에서 2.5MPa

3. 15℃에서 1.5MPa

4. 35℃에서 1.5MPa

정답 3번

해설. ③ 아세틸렌을 용기에 충전한 후에는 압력이 15℃에서 1.5MPa 이하가 될 때까지 정치해 둔다.
충전 중의 압력은 온도와 관계없이 2.5MPa 이하로 하므로 ①의 2.5MPa는 충전 중 압력 기준이다.

75번

다음 특정설비 중 재검사 대상에 해당하는 것은?

1. 평저형 저온저장탱크

2. 대기식 기화장치

3. 저장탱크에 부착된 안전밸브

4. 고압가스용 실린더 캐비닛

정답 3번

해설. ③ 저장탱크 또는 차량에 고정된 탱크에 부착된 안전밸브는 재검사 대상이다.
평저형 및 이중각 진공단열형 저온저장탱크, 대기식 기화장치, 고압가스용 실린더캐비닛, 탱크에 부착되지 않은 안전밸브 등은 재검사 대상에서 제외된다(고압가스 안전관리법 시행규칙 별표 22).

76번

가스 저장탱크 상호 간에 유지하여야 하는 최소한의 거리는?

1. 60cm

2. 1m

3. 2m

4. 3m

정답 2번

해설. ② 저장탱크 상호 간에는 두 저장탱크 최대지름을 더한 길이의 4분의 1 이상의 거리를 유지하되, 그 값이 1m 미만이면 1m 이상을 유지한다(도시가스사업법 시행규칙 저장설비기준 등).
따라서 어떤 경우에도 최소한 1m는 떨어져 있어야 한다.

77번

도시가스시설에서 가스사고가 발생한 경우 사고의 종류별 통보방법과 통보기한의 기준으로 틀린 것은?

1. 사람이 사망한 사고 : 속보(즉시), 상보(사고발생 후 20일 이내)

2. 사람이 부상당하거나 중독된 사고 : 속보(즉시), 상보(사고발생 후 15일 이내)

3. 가스누출에 의한 폭발 또는 화재사고(사람이 사망ㆍ부상ㆍ중독된 사고 제외) : 속보(즉시)

4. 도시가스제조사업소의 액화천연가스(LNG)용 저장탱크에서 고시 기준에 해당하는 가스누출이 발생한 사고(사람이 사망ㆍ부상ㆍ중독되거나 폭발ㆍ화재 사고 등 제외) : 속보(즉시)

정답 2번

해설. ② 사람이 부상당하거나 중독된 사고는 속보(즉시)와 사고발생 후 10일 이내의 상보를 해야 하므로 15일은 틀리다(도시가스사업법 시행규칙 별표 17).
사망 사고는 속보(즉시)·상보(20일 이내), 누출에 의한 폭발·화재 사고와 LNG 저장탱크 누출 사고는 속보(즉시)만 한다.
※ 현행 도시가스사업법 시행규칙 기준에 맞게 보기를 고쳤다.

78번

지상에 설치하는 저장탱크 주위에 방류둑을 설치하지 않아도 되는 경우는?

1. 저장능력 10톤의 염소탱크

2. 저장능력 2000톤의 액화산소탱크

3. 저장능력 1000톤의 부탄탱크

4. 저장능력 5000톤의 액화질소탱크

정답 4번

해설. ④ 방류둑은 액화가스 저장탱크에서 누출된 액이 퍼지지 않도록 설치하는 것으로, 일정 저장능력 이상의 가연성가스·산소 저장탱크(예: 1000톤 이상)와 독성가스 저장탱크(5톤 이상)가 대상이다.
액화질소는 불연성·비독성이므로 방류둑 설치 대상이 아니다. 염소 10톤(독성), 액화산소 2000톤, 부탄 1000톤(가연성)은 설치 대상이다.

79번

가스누출경보 및 자동차단장치의 기능에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 독성가스의 경보농도는 TLV-TWA 기준농도 이하로 한다.

2. 경보농도 설정치는 독성가스용에서는 ±30% 이하로 한다.

3. 가연성가스경보기는 모든 가스에 감응하는 구조로 한다.

4. 검지에서 발신까지 걸리는 시간은 경보농도의 1.6배 농도에서 보통 30초 이내로 한다.

정답 3번

해설. ③ 가스누출경보기는 검지 대상 가스의 특성에 맞는 검지방식(접촉연소식·반도체식 등)을 택하여 그 가스에 감응하도록 하는 것이며, 모든 가스에 감응하는 구조로 하는 것이 아니다.
독성가스 경보농도는 TLV-TWA 기준농도 이하, 경보농도 설정치 정밀도는 가연성 ±25%·독성 ±30% 이하, 검지에서 발신까지는 경보농도의 1.6배 농도에서 보통 30초 이내이다.

80번

가스안전성 평가기준에서 정한 정량적인 위험성 평가기법이 아닌 것은?

1. 결함수 분석

2. 위험과 운전분석

3. 작업자 실수 분석

4. 원인 - 결과 분석

정답 2번

해설. ② 위험과 운전분석(HAZOP)은 공정의 위험요소와 운전상 문제점을 찾아 원인을 제거하는 정성적 안전성평가기법이다.
결함수 분석(FTA), 작업자 실수 분석(HEA), 원인-결과 분석(CCA)은 정량적 기법이다(고압가스 안전관리 기준 통합고시).

81번

1차 지연형 계측기의 스텝응답에서 전변화의 80%까지 변화하는 데 걸리는 시간은 시정수의 얼마인가?

1. 0.8배

2. 1.6배

3. 2.0배

4. 2.8배

정답 2번

해설. ② 1차 지연요소의 스텝응답은 y = 1 − e^(−t/T) 이다.
풀이: 0.8 = 1 − e^(−t/T) → e^(−t/T) = 0.2 → t = −T·ln0.2 ≒ 1.61T
따라서 약 1.6배이다. (63.2%에 도달하는 시간이 시정수 T이다.)

82번

가스미터의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 막식 가스미터는 비교적 값이 싸고 용량에 비하여 설치면적이 적은 장점이 있다.

2. 루트미터는 대유량의 가스측정에 적합하고 설치면적이 작고, 대수용가에 사용한다.

3. 습식가스미터는 사용 중에 기차의 변동이 큰 단점이 있다.

4. 습식가스미터는 계량이 정확하고 설치면적이 작은 장점이 있다.

정답 2번

해설. ② 루트미터는 대유량 측정에 적합하고 용량에 비해 설치면적이 작아 대수용가에 쓰인다.
① 막식은 값이 싸지만 용량에 비해 설치면적이 크다. ③ 습식은 사용 중 기차 변동이 거의 없어 정확하다. ④ 습식은 계량은 정확하나 설치면적이 크다.

83번

오프셋을 제거하고, 리셋시간도 단축되는 제어방식으로서 쓸모없는 시간이나 전달느림이 있는 경우에도 사이클링을 일으키지 않아 넓은 범위의 특성프로세스에 적용할 수 있는 제어는?

1. 비례적분미분 제어기

2. 비례미분 제어기

3. 비례적분 제어기

4. 비례 제어기

정답 1번

해설. ① 비례적분미분(PID) 제어는 적분동작으로 오프셋을 없애고 미분동작으로 응답을 빠르게 하여 리셋시간을 줄인다. 그래서 낭비시간(쓸모없는 시간)이나 전달지연이 있는 넓은 범위의 프로세스에 적용할 수 있다.
PI 제어는 오프셋은 없으나 응답이 느리고, PD·P 제어는 오프셋이 남는다.

84번

제어량의 응답에 계단변화가 도입된 후에 얻게 될 궁극적인 값을 얼마나 초과하게 되는가를 나타내는 척도를 무엇이라 하는가?

1. 상승시간(rise time)

2. 응답시간(response time)

3. 오버슈트(over shoot)

4. 진동주기(period of oscillation)

정답 3번

해설. ③ 오버슈트는 계단입력을 가한 뒤 응답이 최종값(정상값)을 얼마나 넘어서는지를 나타내는 척도로, 보통 최대 초과량을 최종값에 대한 %로 나타낸다.
상승시간은 최종값의 10%에서 90%까지 이르는 시간, 응답시간은 정해진 오차 범위 안에 들어오는 시간이다.

85번

막식가스미터의 부동현상에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

1. 가스가 미터를 통과하지만 지침이 움직이지 않는 고장

2. 가스가 미터를 통과하지 못하는 고장

3. 가스가 누출되고 있는 고장

4. 가스가 통과될 때 미터가 이상음을 내는 고장

정답 1번

해설. ① 부동은 가스는 미터를 통과하지만 계량막 파손, 밸브 탈락, 밸브와 밸브시트의 틈 등으로 지침이 움직이지 않는 고장이다.
② 가스가 통과하지 못하는 것은 불통, ③은 누설, ④는 이상음(소음) 고장이다.

86번

다음 열전대 중 사용온도 범위가 가장 좁은 것은?

1. PR

2. CA

3. IC

4. CC

정답 4번

해설. ④ 대략적인 사용온도 범위: PR(백금-백금로듐) 0~1600℃, CA(크로멜-알루멜) −200~1200℃, IC(철-콘스탄탄) −200~800℃, CC(구리-콘스탄탄) −200~350℃
따라서 CC 열전대의 사용온도 범위가 가장 좁다.

87번

캐리어가스의 유량이 60mL/min이고, 기록지의 속도가 3cm/min일 때 어떤 성분시료를 주입하였더니 주입점에서 성분피크까지의 길이가 15cm이었다. 지속용량(머무름 부피)은 약 몇 mL인가?

1. 100

2. 200

3. 300

4. 400

정답 3번

해설. ③ 지속용량(머무름 부피) = 캐리어가스 유량 × 머무름시간
머무름시간 = 피크까지의 길이 / 기록지 속도 = 15cm ÷ 3cm/min = 5min
지속용량 = 60mL/min × 5min = 300mL

88번

전기저항식 습도계와 저항 온도계식 건습구 습도계의 공통적인 특징으로 가장 옳은 것은?

1. 정도가 좋다.

2. 물이 필요하다.

3. 고습도에서 장기간 방치가 가능하다.

4. 연속기록, 원격측정, 자동제어에 이용된다.

정답 4번

해설. ④ 전기저항식 습도계와 저항온도계식 건습구 습도계는 모두 전기신호로 출력하므로 연속기록, 원격측정, 자동제어에 이용된다.
건습구 습도계는 습구를 적실 물이 필요하지만 전기저항식은 필요 없고, 전기저항식은 고습도에 오래 두면 감습막이 열화되기 쉽다.

89번

적외선 분광분석법에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 적외선을 흡수하기 위해서는 쌍극자모멘트의 알짜변화를 일으켜야 한다.

2. 고체, 액체, 기체상의 시료를 모두 측정할 수 있다.

3. 열 검출기와 광자 검출기가 주로 사용된다.

4. 적외선분광기기로 사용되는 물질은 적외선에 잘 흡수되는 석영을 주로 사용한다.

정답 4번

해설. ④ 적외선 분광기의 창·셀 재료로는 적외선을 흡수하지 않는(잘 투과하는) NaCl, KBr 등 할로겐화 알칼리 결정을 쓴다. 석영·유리는 적외선을 흡수하므로 부적합하다(석영은 자외선·가시광 영역용).
적외선 흡수에는 쌍극자모멘트의 변화가 필요하며, 고체·액체·기체 시료를 모두 측정할 수 있다.

90번

연료 가스의 헴펠식(Hempel)분석 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 중탄화수소, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소 등의 성분을 분석한다.

2. 흡수법과 연소법을 조합한 분석 방법이다.

3. 흡수순서는 일산화탄소, 이산화탄소, 중탄화수소, 산소의 순이다.

4. 질소성분은 흡수되지 않은 나머지로 각 성분의 용량 %의 합을 100에서 뺀 값이다.

정답 3번

해설. ③ 헴펠법의 흡수 순서는 CO₂ → 중탄화수소(CₘHₙ) → O₂ → CO 이다(흡수제: KOH 수용액 → 발연황산 → 알칼리성 피로갈롤 → 암모니아성 염화제1구리).
그 뒤 H₂, CH₄는 연소법으로 구하고, N₂는 100에서 나머지 성분의 합을 뺀 값으로 한다.

91번

액주형 압력계 사용 시 유의해야 할 사항이 아닌 것은?

1. 액체의 점도가 클 것

2. 경계면이 명확한 액체일 것

3. 온도에 따른 액체의 밀도 변화가 적을 것

4. 모세관 현상에 의한 액주의 변화가 없을 것

정답 1번

해설. ① 액주형 압력계에 쓰는 액체는 점도와 팽창계수가 작아야 한다. 점도가 크면 액주가 느리게 움직여 정확한 측정이 어렵다.
경계면이 명확하고, 온도에 따른 밀도 변화가 적으며, 모세관 현상에 의한 액주 변화가 없어야 한다.

92번

습식 가스미터의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 계량이 정확하다.

2. 설치공간이 크게 요구된다.

3. 사용 중에 기차의 변동이 크다.

4. 사용 중에 수위조정 등의 관리가 필요하다.

정답 3번

해설. ③ 습식 가스미터는 계량이 정확하고 사용 중 기차 변동이 거의 없어 기준기나 실험실용으로 쓰인다.
설치공간이 크게 필요하고, 사용 중 수위조정 등의 관리가 필요하다는 것은 옳은 설명(단점)이다.

93번

마이크로파식 레벨측정기의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

1. 초음파식보다 정도가 낮다.

2. 진공용기에서의 측정이 가능하다.

3. 측정면에 비접촉으로 측정할 수 있다.

4. 고온, 고압의 환경에서도 사용이 가능하다.

정답 1번

해설. ① 마이크로파식 레벨계는 전파의 반사시간으로 액면을 측정하므로 온도·압력·증기·먼지의 영향을 적게 받아 초음파식보다 정도가 높다.
측정면에 접촉하지 않고, 음파와 달리 매질이 필요 없어 진공용기에서도 측정할 수 있으며, 고온·고압 환경에서도 사용할 수 있다.

94번

채취된 가스를 분석기 내부의 성분 흡수제에 흡수시켜 체적변화를 측정하는 가스분석 방법은?

1. 오르자트 분석법

2. 적외선 흡수법

3. 불꽃이온화 분석법

4. 화학발광 분석법

정답 1번

해설. ① 오르자트 분석법은 시료가스를 흡수제(KOH 수용액, 알칼리성 피로갈롤, 암모니아성 염화제1구리)에 차례로 흡수시켜 줄어든 체적으로 CO₂, O₂, CO를 구하는 흡수분석법이다.
② 적외선 흡수법과 ④ 화학발광법은 광학적 방법, ③ 불꽃이온화법은 GC 검출기 원리이다.

95번

독성가스나 가연성가스 저장소에서 가스누출로 인한 폭발 및 가스중독을 방지하기 위하여 현장에서 누출여부를 확인하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 검지관법

2. 시험지법

3. 가연성가스검출기법

4. 기체 크로마토그래피법

정답 4번

해설. ④ 기체 크로마토그래피는 시료를 채취하여 분리·분석하는 정밀 분석법으로, 현장에서 즉시 누출 여부를 확인하는 방법으로는 거리가 멀다.
검지관법, 시험지법(예: 암모니아-적색 리트머스지, 염소-KI 전분지), 가연성가스 검출기는 현장 누출 검지에 쓰인다.

96번

다음 중 간접계측 방법에 해당되는 것은?

1. 압력을 분동식 압력계로 측정

2. 질량을 천칭으로 측정

3. 길이를 줄자로 측정

4. 압력을 부르동관 압력계로 측정

정답 4번

해설. ④ 부르동관 압력계는 압력을 관의 탄성 변위로 바꾸어 간접적으로 측정한다.
분동식 압력계(분동 무게와 비교), 천칭(표준 분동과 비교), 줄자(길이를 직접 비교)는 측정량을 같은 종류의 기준량과 직접 비교하는 직접측정이다.

97번

기체 크로마토그래피의 주된 측정 원리는?

1. 흡착

2. 증류

3. 추출

4. 결정화

정답 1번

해설. ① 기체 크로마토그래피는 고정상(흡착제·액체 고정상)에 대한 각 성분의 흡착력(분배계수) 차이로 이동속도가 달라지는 것을 이용해 성분을 분리한다.
증류·추출·결정화는 GC의 측정 원리가 아니다.

98번

다음 압력계 중 압력측정범위가 가장 큰 것은?

1. U자형 압력계

2. 링밸런스식 압력계

3. 부르동관 압력계

4. 분동식 압력계

정답 4번

해설. ④ 분동식 압력계는 수백 MPa의 고압까지 측정할 수 있어 측정범위가 가장 크며, 다른 압력계를 교정하는 기준기로 쓰인다.
U자형 압력계와 링밸런스식 압력계는 저압용이고, 부르동관 압력계는 분동식보다 측정 상한이 낮다.

99번

다음 중 1차 압력계는?

1. 부르동관 압력계

2. U자 마노미터

3. 전기저항 압력계

4. 벨로우즈 압력계

정답 2번

해설. ② U자 마노미터는 액주의 높이와 밀도로 압력을 직접 구하는 1차 압력계이다(분동식 압력계도 1차 압력계).
부르동관·벨로스·전기저항 압력계는 탄성 변형이나 전기적 변화를 이용하므로 교정이 필요한 2차 압력계이다.

100번

차압식 유량계로 유량을 측정하였더니 오리피스 전ㆍ후의 차압이 1936mmH₂O일 때 유량은 22m³/h이었다. 차압이 1024mmH₂O이면 유량은 약 몇 m³/h가 되는가?

1. 6

2. 12

3. 16

4. 18

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

가스기사 필기 2020년 4회 기출문제

가스유체역학

연소공학

가스설비

가스안전관리

가스계측기기

가스기사 필기 기출문제 전체 회차