가스기사 필기 2021년 1회 기출문제 정답 및 해설

1번

2kgf은 몇 N 인가?

1. 2

2. 4.9

3. 9.8

4. 19.6

정답 4번

해설. ④ 1kgf는 질량 1kg에 표준중력가속도 9.8m/s²가 작용하는 힘이다.
풀이: 1kgf = 9.8N → 2kgf = 2 × 9.8 = 19.6N
즉 1kgf는 약 9.8N이고, 1N은 약 0.102kgf이다.

2번

2차원 직각좌표계(x, y)상에서 속도 포텐셜(ø, velocity potential)이 ø = Ux로 주어지는 유동장이 있다. 이 유동장의 흐름함수(ψ, stream function)에 대한 표현식으로 옳은 것은? (단, U는 상수이다.)

1. U(x+y)

2. U(-x+y)

3. Uy

4. 2Ux

정답 3번

해설. ③ 속도 포텐셜에서 u = ∂φ/∂x = U, v = ∂φ/∂y = 0 이다.
흐름함수는 u = ∂ψ/∂y, v = −∂ψ/∂x 를 만족하므로 ∂ψ/∂y = U → ψ = Uy + f(x), ∂ψ/∂x = 0 → f(x) = 상수
따라서 ψ = Uy (x 방향의 균일 유동)이다.

3번

펌프작용이 단속적이라서 맥동이 일어나기 쉬우므로 이를 완화하기 위하여 공기실을 필요로 하는 펌프는?

1. 원심펌프

2. 기어펌프

3. 수격펌프

4. 왕복펌프

정답 4번

해설. ④ 왕복펌프는 피스톤(플런저)의 왕복운동으로 액을 단속적으로 토출하므로 맥동이 생기기 쉽다. 이를 완화하기 위해 토출 쪽에 공기실을 둔다.
원심펌프·기어펌프는 회전운동으로 연속 토출하므로 공기실이 필요 없고, 수격펌프는 수격작용을 이용해 양수하는 펌프이다.

4번

매끄러운 원관에서 유량 Q, 관의 길이 L, 직경 D, 동점성계수 ν가 주어졌을 때 손실수두 hf를 구하는 순서로 옳은 것은? (단, f는 마찰계수, Re는 Reynolds 수, V는 속도이다.)

1. Moody 선도에서 f를 가정한 후 Re를 계산하고 hf를 구한다.

2. hf를 가정하고 f를 구해 확인한 후 Moody 선도에서 Re로 검증한다.

3. Re를 계산하고 Moody 선도에서 f를 구한 후 hf를 구한다.

4. Re를 가정하고 V를 계산하고 Moody 선도에서 f를 구한 후 hf를 계산한다.

정답 3번

해설. ③ Q와 D를 알므로 V = 4Q/(πD²)를 구하고, Re = VD/ν를 계산한 뒤 Moody 선도(매끈한 관 곡선)에서 f를 읽어 Darcy 식 hf = f·(L/D)·V²/2g로 손실수두를 구한다.
유량이 주어지면 가정이나 반복 계산 없이 바로 구할 수 있다. f를 가정해 반복하는 것은 유량(속도)을 모를 때이다.

5번

내경이 300mm, 길이가 300m인 관을 통하여 평균유속 3m/s 로 흐를 때 압력손실수두는 몇 m 인가? (단, Darcy-Weisbach 식에서의 관마찰계수는 0.03이다.)

1. 12.6

2. 13.8

3. 14.9

4. 15.6

정답 2번

해설. ② Darcy-Weisbach 식 hₗ = f·(L/D)·V²/2g
풀이: hₗ = 0.03 × (300/0.3) × 3² / (2 × 9.8)
= 0.03 × 1000 × 0.459 ≒ 13.8m

6번

압력이 0.1MPa, 온도 20℃에서 공기의 밀도는 몇 kg/m³ 인가? (단, 공기의 기체상수는 287 J/kg·K 이다.)

1. 1.189

2. 1.314

3. 0.1288

4. 0.6756

정답 1번

해설. ① 이상기체 상태방정식 ρ = P / (RT)
풀이: ρ = 0.1 × 10⁶Pa / (287J/kg·K × 293K) = 100000 / 84091 ≒ 1.189kg/m³
(온도는 절대온도 293K(= 20 + 273)로 바꾸어 대입한다.)

7번

동점도의 단위로 옳은 것은?

1. m/s²

2. m/s

3. m²/s

4. m²/kg·s²

정답 3번

해설. ③ 동점도(동점성계수) ν = μ/ρ 이므로 단위는 (kg/m·s) ÷ (kg/m³) = m²/s 이다.
CGS 단위로는 cm²/s(= stokes, St)를 쓴다. ① m/s²는 가속도, ② m/s는 속도의 단위이다.

8번

공기를 이상기체로 가정하였을 때 25℃에서 공기의 음속은 몇 m/s 인가? (단, 비열비 k = 1.4, 기체상수 R = 29.27 kgf·m/kg·K 이다.)

1. 342

2. 346

3. 425

4. 456

정답 2번

해설. ② 음속 C = √(k·g·R·T) (공학단위 R = 29.27kgf·m/kg·K)
풀이: C = √(1.4 × 9.8 × 29.27 × 298) ≒ √119,680 ≒ 346m/s
(SI 단위 R = 287J/kg·K로 계산해도 √(1.4 × 287 × 298) ≒ 346m/s)

9번

지름 8cm인 원관 속을 동점성계수가 1.5×10⁻⁶ m²/s 인 물이 0.002 m³/s 의 유량을 흐르고 있다. 이 때 레이놀즈수는 약 얼마인가?

1. 20000

2. 21221

3. 21731

4. 22333

정답 2번

해설. ② 풀이: 평균유속 V = Q / A = 0.002 / (π × 0.08² / 4) = 0.002 / 0.005027 ≒ 0.398m/s
Re = VD/ν = 0.398 × 0.08 / (1.5 × 10⁻⁶) ≒ 21221
따라서 레이놀즈수는 약 21221이다(난류 영역).

10번

20℃, 1.03kgf/cm²abs의 공기가 단열가역 압축되어 50%의 체적 감소가 생겼다. 압축 후의 온도는? (단, 기체상수 R은 29.27kgf·m/kg·K이며 Cₚ/Cᵥ = 1.4이다.)

1. 42℃

2. 68℃

3. 83℃

4. 114℃

정답 4번

해설. ④ 가역단열변화에서 T·V^(k−1) = 일정이다.
풀이: T₂ = T₁ × (V₁/V₂)^(k−1) = 293 × 2^0.4 = 293 × 1.3195 ≒ 386.8K
→ 386.8 − 273 ≒ 114℃
(압력·기체상수는 온도 계산에 필요하지 않다.)

11번

마찰계수와 마찰저항에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1. 관 마찰계수는 레이놀즈수와 상대조도의 함수로 나타낸다.

2. 평판상의 층류흐름에서 점성에 의한 마찰계수는 레이놀즈수의 제곱근에 비례한다.

3. 원관에서의 층류운동에서 마찰 저항은 유체의 점성계수에 비례한다.

4. 원관에서의 완전 난류운동에서 마찰저항은 평균유속의 제곱에 비례한다.

정답 2번

해설. ② 평판 층류 경계층의 마찰계수는 Cf = 1.328/√Re 로 레이놀즈수의 제곱근에 반비례한다. 비례한다는 것은 틀리다.
① 관 마찰계수는 Re와 상대조도의 함수이다(Moody 선도). ③ 층류에서 마찰저항(손실)은 점성계수에 비례한다(Hagen-Poiseuille). ④ 완전 난류에서는 f가 일정하여 마찰저항이 평균유속의 제곱에 비례한다.

12번

그림과 같이 윗변과 아랫변이 각각 a, b이고 높이가 H인 사다리꼴형 평면 수문이 수로에 수직으로 설치되어 있다. 비중량 γ인 물의 압력에 의해 수문이 받는 전체 힘은?

1. γH²(a − 2b) / 6

2. γH²(a − 2b) / 3

3. γH²(a + 2b) / 6

4. γH²(a + 2b) / 3

정답 3번

해설. ③ 수면에서 깊이 y인 곳의 수문 폭은 w(y) = a + (b − a)·y/H 이고, 압력은 γy 이다.
풀이: F = ∫₀ᴴ γy·w(y)dy = γ[aH²/2 + (b − a)H²/3] = γH²(3a + 2b − 2a)/6 = γH²(a + 2b)/6
(검산: a = b이면 직사각형 수문의 γbH²/2와 같아진다.)

13번

내경이 10cm인 원관 속을 비중 0.85인 액체가 10cm/s의 속도로 흐른다. 액체의 점도가 5cP라면 이 유동의 레이놀즈수는?

1. 1400

2. 1700

3. 2100

4. 2300

정답 2번

해설. ② 점도 5cP = 0.05P = 0.005Pa·s, 밀도 ρ = 0.85 × 1000 = 850kg/m³
풀이: Re = ρVD/μ = 850 × 0.1 × 0.1 / 0.005 = 1700
따라서 층류 유동이다.

14번

압축성 유체의 1차원 유동에서 수직충격파 구간을 지나는 기체 성질의 변화로 옳은 것은?

1. 속도, 압력, 밀도가 증가한다.

2. 속도, 온도, 밀도가 증가한다.

3. 압력, 밀도, 온도가 증가한다.

4. 압력, 밀도, 운동량 플럭스가 증가한다.

정답 3번

해설. ③ 수직충격파를 지나면 초음속 흐름이 아음속으로 바뀌면서 속도는 감소하고 압력, 밀도, 온도는 증가한다. 엔트로피도 증가한다.
속도가 증가한다는 ①·②는 틀리고, 운동량 플럭스(ρV² + P의 합)는 충격파 전후로 보존되므로 ④도 틀리다.

15번

대기의 온도가 일정하다고 가정할 때 공중에 높이 떠 있는 고무풍선이 차지하는 부피(a)와 그 풍선이 땅에 내렸을 때의 부피(b)를 옳게 비교한 것은?

1. a 는 b 보다 크다.

2. a 와 b 는 같다.

3. a 는 b 보다 작다.

4. 비교할 수 없다.

정답 1번

해설. ① 온도가 일정하면 보일의 법칙(PV = 일정)이 성립한다. 높은 곳은 대기압이 낮으므로 풍선의 부피가 커진다.
따라서 공중에 떠 있을 때의 부피 a가 땅에 내렸을 때의 부피 b보다 크다.

16번

안지름 20cm의 원관 속을 비중이 0.83인 유체가 층류(Laminar flow)로 흐를 때 관중심에서의 유속이 48cm/s 이라면 관벽에서 7cm 떨어진 지점에서의 유체의 속도는(cm/s)는?

1. 25.52

2. 34.68

3. 43.68

4. 46.92

정답 3번

해설. ③ 원관 층류의 속도분포 u = uₘₐₓ × [1 − (r/R)²]
관벽에서 7cm 떨어진 지점은 중심에서 r = 10 − 7 = 3cm이다.
풀이: u = 48 × [1 − (3/10)²] = 48 × 0.91 = 43.68cm/s

17번

베르누이 방정식에 관한 일반적인 설명으로 옳은 것은?

1. 같은 유선상이 아니더라도 언제나 임의의 점에 대하여 적용된다.

2. 주로 비정상류 상태의 흐름에 대하여 적용된다.

3. 유체의 마찰 효과를 고려한 식이다.

4. 압력수두, 속도수두, 위치수두의 합은 유선을 따라 일정하다.

정답 4번

해설. ④ 베르누이 방정식 P/γ + V²/2g + Z = 일정은 압력수두, 속도수두, 위치수두의 합이 유선을 따라 일정하다는 뜻이다.
같은 유선 위에서 적용하며(①×), 정상류(②×), 비점성·마찰이 없는 흐름(③×)을 가정한다.

18번

다음 중 원심 송풍기가 아닌 것은?

1. 프로펠러 송풍기

2. 다익 송풍기

3. 레이디얼 송풍기

4. 익형(airfoil) 송풍기

정답 1번

해설. ① 프로펠러 송풍기는 축 방향으로 공기를 보내는 축류 송풍기이다.
다익(시로코), 레이디얼, 익형(airfoil), 터보 송풍기는 날개의 원심력으로 공기를 보내는 원심 송풍기이다.

19번

일반적으로 원관 내부 유동에서 층류만이 일어날 수 있는 레이놀즈수(Reynolds number)의 영역은?

1. 2100 이상

2. 2100 이하

3. 21000 이상

4. 21000 이하

정답 2번

해설. ② 원관 유동은 레이놀즈수가 약 2100(2000~2320) 이하이면 층류, 약 4000 이상이면 난류, 그 사이는 천이영역이다.
따라서 층류만 일어나는 영역은 Re 2100 이하이다.

20번

수평 원관 내에서의 유체흐름을 설명하는 Hagen-Poiseuille 식을 얻기 위해 필요한 가정이 아닌 것은?

1. 완전히 발달된 흐름

2. 정상상태 흐름

3. 층류

4. 포텐셜 흐름

정답 4번

해설. ④ Hagen-Poiseuille 식은 비압축성 뉴턴유체가 수평 원관 속을 정상상태의 완전히 발달된 층류로 흐른다는 가정에서 얻는다.
포텐셜 흐름은 점성이 없는 비회전 흐름이므로 점성 층류를 다루는 이 식의 가정과 맞지 않는다.

21번

연료의 일반적인 연소형태가 아닌 것은?

1. 예혼합연소

2. 확산연소

3. 잠열연소

4. 증발연소

정답 3번

해설. ③ 연소형태에는 예혼합연소·확산연소(기체연료), 증발연소·분해연소(액체·고체), 표면연소, 자기연소 등이 있다.
'잠열연소'라는 연소형태는 없다.
기체연료는 주로 확산연소·예혼합연소, 액체연료는 증발연소, 고체연료는 표면연소·분해연소를 한다.

22번

연소에서 공기비가 적을 때의 현상이 아닌 것은?

1. 매연의 발생이 심해진다.

2. 미연소에 의한 열손실이 증가한다.

3. 배출가스 중의 NO₂의 발생이 증가한다.

4. 미연소 가스에 의한 역화의 위험성이 증가한다.

정답 3번

해설. ③ 질소산화물(NO₂ 등)은 공기비가 크고 화염온도가 높을 때 많이 생긴다. 공기비가 적으면 산소가 부족하여 오히려 줄어든다.
공기비가 적으면 불완전연소로 매연이 늘고, 미연소분에 의한 열손실이 증가하며, 미연가스가 쌓여 역화·폭발 위험이 커진다.

23번

이상기체 10kg을 240K 만큼 온도를 상승시키는데 필요한 열량이 정압인 경우와 정적인 경우에 그 차가 415kJ 이었다. 이 기체의 가스상수는 약 몇 kJ/kg·K 인가?

1. 0.173

2. 0.287

3. 0.381

4. 0.423

정답 1번

해설. ① 정압과 정적의 가열량 차는 Qₚ − Qᵥ = m(Cₚ − Cᵥ)ΔT = m·R·ΔT 이다.
풀이: R = 415 / (10 × 240) ≒ 0.173kJ/kg·K
(Cₚ − Cᵥ = R 은 마이어의 관계식이다.)

24번

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

1. 27.81

2. 28.94

3. 29.67

4. 30.41

정답 4번

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

25번

다음은 Air-standard Otto cycle의 P-V diagram이다. 이 cycle의 효율(η)을 옳게 나타낸 것은? (단, 정적열용량은 일정하다.)

1. η = 1 − (TB − TC) / (TA − TD)

2. η = 1 − (TD − TC) / (TA − TB)

3. η = 1 − (TA − TD) / (TB − TC)

4. η = 1 − (TA − TB) / (TD − TC)

정답 1번

해설. ① 오토사이클에서 D→A는 정적가열, A→B는 단열팽창, B→C는 정적방열, C→D는 단열압축이다.
공급열 Q₁ = Cᵥ(TA − TD), 방출열 Q₂ = Cᵥ(TB − TC)
η = 1 − Q₂/Q₁ = 1 − (TB − TC) / (TA − TD)

26번

가스 폭발의 용어 중 DID의 정의에 대하여 가장 올바르게 나타낸 것은?

1. 격렬한 폭발이 완만한 연소로 넘어갈 때까지의 시간

2. 어느 온도에서 가열하기 시작하여 발화에 이르기까지의 시간

3. 폭발 등급을 나타내는 것으로서 가연성 물질의 위험성의 척도

4. 최초의 완만한 연소로부터 격렬한 폭굉으로 발전할 때까지의 거리

정답 4번

해설. ④ DID(폭굉유도거리, Detonation Induction Distance)는 최초의 완만한 연소로부터 격렬한 폭굉으로 발전할 때까지의 거리이다.
정상 연소속도가 큰 혼합가스일수록, 관경이 가늘수록, 압력이 높을수록, 점화원 에너지가 클수록 짧아져 위험하다.

27번

1kWh의 열당량은?

1. 860 kcal

2. 632 kcal

3. 427 kcal

4. 376 kcal

정답 1번

해설. ① 1kWh = 1000W × 3600s = 3.6 × 10⁶J 이고 1kcal = 4.186kJ 이므로
풀이: 3600kJ ÷ 4.186kJ/kcal ≒ 860kcal
② 632kcal는 1PS·h의 열당량이다.

28번

위험장소 분류 중 상용의 상태에서 가연성가스가 체류해 위험하게 될 우려가 있는 장소, 정비·보수 또는 누출 등으로 인하여 종종 가연성가스가 체류하여 위험하게 될 우려가 있는 장소는?

1. 제0종 위험장소

2. 제1종 위험장소

3. 제2종 위험장소

4. 제3종 위험장소

정답 2번

해설. ② 1종 장소는 상용 상태에서 가연성가스가 체류해 위험하게 될 우려가 있는 장소, 정비·보수 또는 누출 등으로 종종 가연성가스가 체류하여 위험하게 될 우려가 있는 장소이다.
0종은 상용 상태에서 폭발한계 이상의 농도가 연속·장시간 계속되는 장소, 2종은 이상 상태에서만 위험 농도가 될 우려가 있는 장소이다. 제3종 위험장소라는 구분은 없다.

29번

공기와 연료의 혼합기체의 표시에 대한 설명 중 옳은 것은?

1. 공기비(excess air ratio)는 연공비의 역수와 같다.

2. 당량비(equivalence ratio)는 실제의 연공비와 이론 연공비의 비로 정의된다.

3. 연공비(fuel air ratio)라 함은 가연 혼합기 중의 공기와 연료의 질량비로 정의된다.

4. 공연비(air fuel ratio)라 함은 가연 혼합기 중의 연료와 공기의 질량비로 정의된다.

정답 2번

해설. ② 당량비는 실제 연공비(연료/공기)를 이론 연공비로 나눈 값으로, 1보다 크면 연료 과잉(농후), 작으면 공기 과잉(희박)이다.
① 공기비는 실제공기량/이론공기량으로 연공비의 역수가 아니다. ③ 연공비는 연료/공기, ④ 공연비는 공기/연료의 질량비이다.

30번

메탄가스 1Nm³를 완전 연소시키는데 필요한 이론공기량은 약 몇 Nm³인가?

1. 2.0Nm³

2. 4.0Nm³

3. 4.76Nm³

4. 9.5Nm³

정답 4번

해설. ④ CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O 이므로 이론산소량은 2Nm³이다.
풀이: 이론공기량 = 2 / 0.21 ≒ 9.52Nm³ → 약 9.5Nm³
③ 4.76Nm³는 산소 1Nm³에 해당하는 공기량이다.

31번

전실 화재(Flash Over)의 방지대책으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 천장의 불연화

2. 폭발력의 억제

3. 가연물량의 제한

4. 화원의 억제

정답 2번

해설. ② 전실화재(플래시오버) 방지대책은 가연물량의 제한, 천장·벽의 불연화(내장재 불연화), 화원의 억제, 개구부 제한 등이다.
'폭발력의 억제'는 폭발 방지 대책으로 플래시오버 방지대책과는 거리가 멀다.

32번

이상기체의 구비조건이 아닌 것은?

1. 내부에너지는 온도와 무관하여 체적에 의해서만 결정된다.

2. 아보가드로의 법칙을 따른다.

3. 분자의 충돌은 완전탄성체로 이루어진다.

4. 비열비는 온도에 관계없이 일정하다.

정답 1번

해설. ① 이상기체의 내부에너지는 체적과 무관하고 온도만의 함수이다(줄의 법칙). 따라서 체적에 의해서만 결정된다는 것은 틀리다.
이상기체는 아보가드로의 법칙을 따르고, 분자 충돌이 완전탄성충돌이며, 비열비가 온도에 관계없이 일정하다고 본다.

33번

상온, 상압하에서 가연성가스의 폭발에 대한 일반적인 설명 중 틀린 것은?

1. 폭발범위가 클수록 위험하다.

2. 인화점이 높을수록 위험하다.

3. 연소속도가 클수록 위험하다.

4. 착화점이 높을수록 안전하다.

정답 2번

해설. ② 인화점이 낮을수록 낮은 온도에서도 불이 붙으므로 위험하다. 인화점이 높을수록 위험하다는 것은 틀리다.
폭발범위가 넓을수록, 연소속도가 클수록 위험하고, 착화점이 높을수록 안전하다.

34번

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

1. 40750

2. 42320

3. 44750

4. 45778

정답 3번

해설. ③ C₈H₁₈ + 12.5O₂ → 8CO₂ + 9H₂O 이므로 옥탄 1kg당 생성되는 물은 9 × 18 / 114 ≒ 1.419kg이다.
풀이: 저위발열량 = 고위발열량 − 물의 증발잠열
= 48220 − 1.419 × 2441.8 ≒ 48220 − 3466 ≒ 44754kJ/kg → 약 44750kJ/kg

35번

다음 중 연소의 3요소를 옳게 나열한 것은?

1. 가연물, 빛, 열

2. 가연물, 공기, 산소

3. 가연물, 산소, 점화원

4. 가연물, 질소, 단열압축

정답 3번

해설. ③ 연소의 3요소는 가연물, 산소공급원(산소·공기 등 조연성 물질), 점화원이다.
여기에 연쇄반응을 더하면 연소의 4요소가 된다. 질소는 불연성이고, 빛은 연소의 요소가 아니다.
이 중 하나라도 없애면 연소가 멈추므로 소화의 원리가 된다.

36번

열역학 및 연소에서 사용되는 상수와 그 값이 틀린 것은?

1. 열의 일상당량 : 4186 J/kcal

2. 일반 기체상수 : 8314 J/kmol·K

3. 공기의 기체상수 : 287 J/kg·K

4. 0℃에서의 물의 증발잠열 : 539 kJ/kg

정답 4번

해설. ④ 물의 증발잠열은 100℃에서 약 539kcal/kg(약 2257kJ/kg), 0℃에서 약 597kcal/kg(약 2501kJ/kg)이다. 539kJ/kg은 단위와 온도 모두 맞지 않는다.
열의 일상당량 4186J/kcal, 일반기체상수 8314J/kmol·K, 공기의 기체상수 287J/kg·K은 옳다.

37번

분자량이 30인 어떤 가스의 정압비열이 0.516 kJ/kg·K 이라고 가정할 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 / 30 ≒ 0.2771kJ/kg·K
정적비열 Cᵥ = Cₚ − R = 0.516 − 0.2771 = 0.2389kJ/kg·K
비열비 k = Cₚ / Cᵥ = 0.516 / 0.2389 ≒ 2.16 → 약 2.2

38번

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

1.

2.

3.

4.

정답 4번

해설. ④ 대향분류 확산화염은 연료를 분류(제트)로 분출하고 그 반대 방향에서 공기 흐름을 마주 보내, 두 흐름이 부딪치는 곳에 화염이 형성되는 형태이다.
①은 정지공기 중으로 연료를 분출하는 자유분류 확산화염, ②는 연료 주위로 공기를 같은 방향으로 흘리는 동축류 확산화염, ③은 연료와 공기가 넓은 면으로 마주 흐르는 대향류 확산화염이다.

39번

다음 반응 중 폭굉(detonation) 속도가 가장 빠른 것은?

1. 2H₂ + O₂

2. CH₄ + 2O₂

3. C₃H₈ + 3O₂

4. C₃H₈ + 6O₂

정답 1번

해설. ① 폭굉속도는 수소-산소 혼합기(2H₂ + O₂)가 약 2800m/s 이상으로 가장 빠르다. 수소는 분자량이 작고 반응속도가 매우 빨라 폭굉속도가 크다.
메탄·프로판과 산소의 혼합기는 이보다 느리다.

40번

액체 프로판이 298K, 0.1MPa에서 이론공기를 이용하여 연소하고 있을 때 고발열량은 약 몇 MJ/kg인가? (단, 연료의 증발엔탈피는 370kJ/kg이고, 기체상태의 생성엔탈피는 각각 C₃H₈ −103909kJ/kmol, CO₂ −393757kJ/kmol, 액체 및 기체상태 H₂O는 각각 −286010kJ/kmol, −241971kJ/kmol이다.)

1. 44

2. 46

3. 50

4. 2205

정답 3번

해설. ③ C₃H₈(l) + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l) (고발열량은 액체 물 기준)
액체 프로판의 생성엔탈피 = −103909 − 370 × 44 ≒ −120190kJ/kmol
반응열 = 3(−393757) + 4(−286010) − (−120190) ≒ −2,205,100kJ/kmol
고발열량 = 2,205,100 ÷ 44.1 ≒ 50,000kJ/kg ≒ 50MJ/kg
④ 2205는 kmol당 값(MJ/kmol)이다.

41번

다음 그림에서 보여주는 관이음재의 명칭은?

1. 소켓

2. 니플

3. 부싱

4. 캡

정답 2번

해설. ② 그림은 양쪽 끝에 수나사가 있고 가운데에 스패너를 걸 육각부가 있는 관이음재로, 암나사가 있는 부속끼리 짧게 연결하는 니플(육각 니플)이다.
① 소켓은 양쪽이 암나사인 직선 연결용, ③ 부싱은 안팎 지름이 다른 관을 연결하는 이경용, ④ 캡은 관 끝을 막는 이음재이다.

42번

결정 조직이 거친 것을 미세화하여 조직을 균일하게 하고 조직의 변형을 제거하기 위하여 균일하게 가열한 후 공기 중에서 냉각하는 열처리 방법은?

1. 퀀칭

2. 노말라이징

3. 어닐링

4. 템퍼링

정답 2번

해설. ② 노말라이징(불림)은 변태점 이상으로 균일하게 가열한 뒤 공기 중에서 냉각하여 결정립을 미세화하고 조직을 균일하게 하며 내부응력을 없애는 열처리이다.
① 퀜칭(담금질)은 급랭하여 경화, ③ 어닐링(풀림)은 노 안에서 서랭하여 연화, ④ 템퍼링(뜨임)은 담금질한 강의 인성을 회복시키는 처리이다.

43번

고압가스 제조 장치의 재료에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 상온, 건조 상태의 염소가스에는 보통강을 사용한다.

2. 암모니아, 아세틸렌의 배관 재료에는 구리를 사용한다.

3. 저온에서 사용되는 비철금속 재료는 동, 니켈 강을 사용한다.

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

정답 2번

해설. ② 암모니아는 구리·구리합금을 부식시키고, 아세틸렌은 구리와 반응하여 폭발성 아세틸라이드를 만들므로 배관 재료에 구리를 사용하지 않는다(구리 함유량 62% 초과 동합금 사용 금지).
상온 건조 염소에는 보통강을, 암모니아 합성탑 내부에는 18-8 스테인리스강을 쓴다.

44번

가스 액화분리장치의 구성기기 중 왕복동식 팽창기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 고압식 액체산소분리장치, 수소액화장치, 헬륨액화기 등에 사용된다.

2. 흡입압력은 저압에서 고압(20MPa)까지 범위가 넓다.

3. 팽창기의 효율은 85~90%로 높다.

4. 처리 가스량이 1000m³/h 이상의 대량이면 다기통이 된다.

정답 3번

해설. ③ 왕복동식 팽창기의 효율은 약 60~65% 정도로 낮은 편이다. 85~90%의 높은 효율을 내는 것은 터보식 팽창기이다.
왕복동식은 고압식 액체산소분리장치·수소액화장치·헬륨액화기 등에 쓰이고, 흡입압력 범위가 저압에서 고압(20MPa)까지 넓으며, 처리 가스량이 많으면 다기통이 된다.

45번

자동절체식 조정기를 사용할 때의 장점에 해당하지 않는 것은?

1. 잔류액이 거의 없어질 때까지 가스를 소비할 수 있다.

2. 전체 용기의 개수가 수동절체식보다 적게 소요된다.

3. 용기교환 주기를 길게 할 수 있다.

4. 일체형을 사용하면 다단 감압식보다 배관의 압력손실을 크게 해도 된다.

정답 4번

해설. ④ 자동절체식 조정기 중 분리형을 사용하면 단단 감압식보다 배관의 압력손실을 크게 해도 된다. '일체형'을 사용하면 그렇다는 것은 틀리다.
잔액이 거의 없어질 때까지 소비할 수 있고, 수동절체식보다 전체 용기 수가 적게 들며, 용기 교환주기를 길게 할 수 있다.

46번

피스톤 행정용량 0.00248 m³, 회전수 175rpm의 압축기로 1시간에 토출구로 92kg/h의 가스가 통과하고 있을 때 가스의 토출효율은 약 몇 % 인가? (단, 토출가스 1kg을 흡입한 상태로 환산한 체적은 0.189 m³ 이다.)

1. 66.8

2. 70.2

3. 76.8

4. 82.2

정답 1번

해설. ① 이론 토출량(피스톤 압출량) = 행정용량 × 회전수 = 0.00248 × 175 × 60 ≒ 26.04m³/h
실제 토출량(흡입상태 환산) = 92kg/h × 0.189m³/kg ≒ 17.39m³/h
토출효율 = 17.39 / 26.04 ≒ 0.668 → 약 66.8%

47번

도시가스사업법에서 정의한 가스를 제조하여 배관을 통하여 공급하는 도시가스가 아닌 것은?

1. 석유가스

2. 나프타부생가스

3. 석탄가스

4. 바이오가스

정답 3번

해설. ③ 도시가스사업법상 도시가스는 천연가스(액화 포함), 배관을 통하여 공급되는 석유가스, 나프타부생가스, 바이오가스 또는 합성천연가스로서 대통령령으로 정하는 것이다(도시가스사업법 제2조).
석탄가스는 여기에 해당하지 않는다.

48번

수소화염 또는 산소·아세틸렌 화염을 사용하는 시설 중 분기되는 각각의 배관에 반드시 설치해야 하는 장치는?

1. 역류방지장치

2. 역화방지장치

3. 긴급이송장치

4. 긴급차단장치

정답 2번

해설. ② 수소화염 또는 산소·아세틸렌 화염을 사용하는 시설에서는 화염이 배관 쪽으로 거슬러 들어가는 역화를 막기 위해 분기되는 각각의 배관에 역화방지장치를 설치한다.
① 역류방지장치는 가스의 역류를 막는 장치로, 가연성가스를 압축하는 압축기와 충전용 주관 사이 등에 설치한다.

49번

가스 액화 사이클의 종류가 아닌 것은?

1. 클라우드식

2. 필립스식

3. 크라시우스식

4. 린데식

정답 3번

해설. ③ 가스 액화 사이클에는 린데식(줄-톰슨 효과), 클라우드식(팽창기 병용), 필립스식(스털링 사이클), 캐피자식, 캐스케이드식(다원 냉동) 등이 있다.
'크라시우스식'이라는 액화 사이클은 없다.

50번

왕복식 압축기의 연속적인 용량제어 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 바이패스 밸브에 의한 조정

2. 회전수를 변경하는 방법

3. 흡입 주밸브를 폐쇄하는 방법

4. 베인 컨트롤에 의한 방법

정답 4번

해설. ④ 베인 컨트롤(흡입 베인 조정)은 원심(터보) 압축기의 용량제어 방법이다.
왕복식 압축기의 연속적 용량제어에는 회전수 변경, 바이패스 밸브에 의한 조정, 흡입 주밸브 폐쇄, 타임드 밸브 제어 등이 있다.

51번

적화식 버너의 특징으로 틀린 것은?

1. 불완전연소가 되기 쉽다.

2. 고온을 얻기 힘들다.

3. 넓은 연소실이 필요하다.

4. 1차 공기를 취할 때 역화 우려가 있다.

정답 4번

해설. ④ 적화식 버너는 1차 공기를 취하지 않고 연소에 필요한 공기를 모두 2차 공기로 얻으므로 역화의 우려가 없다.
화염이 길고 온도가 낮아 고온을 얻기 힘들며, 불완전연소가 되기 쉽고, 넓은 연소실이 필요하다.

52번

도시가스 배관에서 가스 공급이 불량하게 되는 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

1. 배관의 파손

2. Terminal Box의 불량

3. 정압기의 고장 또는 능력부족

4. 배관 내의 물의 고임, 녹으로 인한 폐쇄

정답 2번

해설. ② Terminal Box(T/B)는 전기방식 시설의 전위를 측정하기 위한 터미널로, 가스 공급 불량과는 관계가 없다.
배관 파손, 정압기의 고장 또는 능력 부족, 배관 안의 물 고임·녹으로 인한 폐쇄는 공급 불량의 원인이 된다.

53번

고압가스의 분출 시 정전기가 가장 발생하기 쉬운 경우는?

1. 다성분의 혼합가스인 경우

2. 가스의 분자량이 작은 경우

3. 가스가 건조해 있을 경우

4. 가스 중에 액체나 고체의 미립자가 섞여있는 경우

정답 4번

해설. ④ 고압가스를 분출할 때 가스 중에 액체나 고체의 미립자가 섞여 있으면, 미립자가 노즐·배관 벽과 마찰·충돌하여 정전기가 가장 많이 발생한다.
순수한 기체만 분출할 때는 정전기가 거의 생기지 않으며, 습도가 높으면 정전기가 누설되어 줄어든다.

54번

1호당 1일 평균 가스 소비량이 1.44 kg/day 이고 소비자 호수가 50호 라면 피크시의 평균가스 소비량은? (단, 피크 시의 평균 가스 소비율은 17% 이다.)

1. 10.18 kg/h

2. 12.24 kg/h

3. 13.42 kg/h

4. 14.36 kg/h

정답 2번

해설. ② 피크 시 평균 가스소비량 = 1호당 1일 평균 소비량 × 호수 × 피크 시 평균 가스소비율
풀이: 1.44 × 50 × 0.17 = 12.24kg/h
가스 공급설비(용기 수, 기화기 용량 등)는 이 피크 시 소비량을 기준으로 정한다.

55번

전기방식법 중 외부전원법의 특징이 아닌 것은?

1. 전압, 전류의 조정이 용이하다.

2. 전식에 대해서도 방식이 가능하다.

3. 효과범위가 넓다.

4. 다른 매설 금속체의 장해가 없다.

정답 4번

해설. ④ 외부전원법은 전류가 크고 효과범위가 넓어 주변의 다른 매설 금속체에 간섭(장해)을 줄 우려가 있다.
전압·전류의 조정이 쉽고, 전식에 대해서도 방식할 수 있으며, 효과범위가 넓은 것은 외부전원법의 특징이다.

56번

고압가스 탱크의 수리를 위하여 내부가스를 배출하고 불활성가스로 치환하여 다시 공기로 치환하였다. 내부의 가스를 분석한 결과 탱크 안에서 용접작업을 해도 되는 경우는?

1. 산소 20%

2. 질소 85%

3. 수소 5%

4. 일산화탄소 4000ppm

정답 1번

해설. ① 탱크 안에서 작업하려면 산소 농도가 18~22%이어야 하므로 산소 20%는 용접작업이 가능하다.
② 질소 85%는 산소가 부족하여 질식 위험, ③ 수소 5%는 폭발하한(4%)을 넘고, ④ 일산화탄소 4000ppm은 허용농도를 크게 넘는다. 가연성가스는 폭발하한의 1/4 이하, 독성가스는 허용농도 이하로 치환되어야 작업할 수 있다.

57번

성능계수가 3.2인 냉동기가 10ton의 냉동을 위하여 공급하여야 할 동력은 약 몇 kW 인가?

1. 8

2. 12

3. 16

4. 20

정답 2번

해설. ② 1냉동톤(1RT) = 3320kcal/h ≒ 3.86kW
풀이: 냉동능력 = 10 × 3.86 = 38.6kW
소요 동력 = 냉동능력 / 성능계수 = 38.6 / 3.2 ≒ 12kW

58번

LPG를 이용한 가스 공급방식이 아닌 것은?

1. 변성혼입방식

2. 공기혼합방식

3. 직접혼입방식

4. 가압혼입방식

정답 4번

해설. ④ LPG를 이용한 가스 공급방식에는 생가스를 그대로 공급하는 방식, 공기와 섞어 공급하는 공기혼합방식, 변성가스로 바꾸어 공급하는 변성혼입방식 등이 있고, 도시가스에 섞는 경우 직접혼입방식도 있다.
'가압혼입방식'이라는 공급방식은 없다.

59번

가스의 연소기구가 아닌 것은?

1. 피셔식 버너

2. 적화식 버너

3. 분젠식 버너

4. 전1차공기식 버너

정답 1번

해설. ① 피셔식은 정압기(가스 압력조정기)의 한 형식이며 연소기구가 아니다.
적화식 버너(2차 공기만 사용), 분젠식 버너(1차·2차 공기 사용), 전1차공기식 버너(연소용 공기를 모두 1차 공기로 공급)는 가스 연소기구(버너)이다.

60번

용기내장형 액화석유가스 난방기용 용접용기에서 최고 충전압력이란 몇 MPa를 말하는가?

1. 1.25 MPa

2. 1.5 MPa

3. 2 MPa

4. 2.6 MPa

정답 2번

해설. ② 용기내장형 액화석유가스 난방기용 용접용기의 최고충전압력은 1.5MPa이다.
최고충전압력은 용기에 충전할 수 있는 최고 압력으로, 내압시험압력 등 용기의 강도 기준을 정하는 기준이 된다.

61번

고압가스 충전용기를 차량에 적재 운반할 때의 기준으로 틀린 것은?

1. 충돌을 예방하기 위하여 고무링을 씌운다.

2. 모든 충전용기는 적재함에 넣어 세워서 적재한다.

3. 충격을 방지하기 위하여 완충판 등을 갖추고 사용한다.

4. 독성가스 중 가연성가스와 조연성가스는 동일 차량 적재함에 운반하지 않는다.

정답 2번

해설. ② 충전용기는 세워서 적재하는 것이 원칙이나, 압축가스 충전용기 중 그 형태나 운반차량 구조상 세워서 적재하기 곤란한 것은 적재함 높이 이내로 눕혀서 적재할 수 있다. 따라서 '모든' 충전용기를 세워서 적재한다는 것은 틀리다.
충전용기에는 고무링을 씌우고, 완충판 등을 갖추며, 독성가스 중 가연성가스와 조연성가스는 같은 차량 적재함으로 운반하지 않는다.

62번

아세틸렌을 용기에 충전할 때에는 미리 용기에 다공질물을 고루 채워야 하는데, 이 때 다공질물의 다공도 상한 값은?

1. 72% 미만

2. 85% 미만

3. 92% 미만

4. 98% 미만

정답 3번

해설. ③ 아세틸렌 용기에 채우는 다공질물의 다공도는 75% 이상 92% 미만이어야 한다.
다공도가 너무 작으면 충전량이 적고, 너무 크면 다공질물의 강도가 약해지고 분해폭발 방지 효과가 떨어진다.

63번

액화산소 저장탱크 저장능력이 2000m³일 때 방류둑의 용량은 얼마 이상으로 하여야 하는가?

1. 1200m³

2. 1800m³

3. 2000m³

4. 2200m³

정답 1번

해설. ① 액화산소 저장탱크 방류둑의 용량은 저장능력 상당 용적의 60% 이상으로 한다(독성·가연성가스는 저장능력 상당 용적 이상).
풀이: 2000 × 0.6 = 1200m³
방류둑은 저장탱크에서 누출된 액이 퍼지는 것을 막는 둑이다.

64번

초저온 용기의 신규 검사 시 다른 용접용기 검사 항목과 달리 특별히 시험하여야 하는 검사 항목은?

1. 압궤시험

2. 인장시험

3. 굽힘시험

4. 단열성능시험

정답 4번

해설. ④ 초저온 용기는 단열 성능이 핵심이므로 신규검사 때 다른 용접용기와 달리 단열성능시험을 추가로 실시한다(고압가스 안전관리법 시행규칙 용기 검사기준에 단열성능 항목이 있음).
압궤시험·인장시험·굽힘시험은 일반 용접용기에도 공통으로 하는 시험이다.

65번

압력을 가하거나 온도를 낮추면 가장 쉽게 액화하는 가스는?

1. 산소

2. 천연가스

3. 질소

4. 프로판

정답 4번

해설. ④ 프로판은 임계온도(약 97℃)가 상온보다 훨씬 높고 비점(−42℃)도 높아, 상온에서 약간만 가압(약 0.7~0.8MPa)해도 쉽게 액화된다.
산소(임계온도 −118℃), 질소(−147℃), 천연가스(메탄, −82℃)는 임계온도가 매우 낮아 냉각하지 않으면 액화되지 않는다.

66번

액화석유가스용 소형저장탱크의 설치장소의 기준으로 틀린 것은?

1. 지상설치식으로 한다.

2. 액화석유가스가 누출한 경우 체류하지 않도록 통풍이 좋은 장소에 설치한다.

3. 전용탱크실로 하여 옥외에 설치한다.

4. 건축물이나 사람이 통행하는 구조물의 하부에 설치하지 아니한다.

정답 3번

해설. ③ 소형저장탱크는 지상의 수평한 장소 등에 옥외 지상설치식으로 설치하는 것이 원칙이며, 전용탱크실을 만들어 설치하도록 정한 것은 아니다.
통풍이 좋은 장소에 설치하고, 건축물이나 사람이 통행하는 구조물의 하부에는 설치하지 않는다(액화석유가스의 안전관리 및 사업법 시행규칙: 소형저장탱크는 지상의 수평한 장소 등 적절한 장소에 설치).

67번

염소와 동일 차량에 적재하여 운반하여도 무방한 것은?

1. 산소

2. 아세틸렌

3. 암모니아

4. 수소

정답 1번

해설. ① 염소와 아세틸렌·암모니아 또는 수소는 한 차량에 적재하여 운반하지 않는다(고압가스 안전관리법 시행규칙 운반 기준).
염소와 산소는 함께 실어도 된다. 가연성가스와 산소를 같은 차량에 실을 때는 충전용기 밸브가 서로 마주 보지 않게 한다.

68번

폭발 상한값은 수소, 폭발 하한값은 암모니아와 가장 유사한 가스는?

1. 에탄

2. 일산화탄소

3. 산화프로필렌

4. 메틸아민

정답 2번

해설. ② 폭발범위: 수소 4~75%, 암모니아 15~28%, 일산화탄소 12.5~74%
일산화탄소는 상한값(74%)이 수소(75%)와, 하한값(12.5%)이 암모니아(15%)와 가장 비슷하다.
에탄 3~12.4%, 산화프로필렌 약 2~22%, 메틸아민 약 5~21%이다.

69번

도시가스사업법에서 요구하는 전문교육 대상자가 아닌 것은?

1. 도시가스사업자의 안전관리책임자

2. 특정가스사용시설의 안전관리책임자

3. 도시가스사업자의 안전점검원

4. 도시가스사업자의 사용시설점검원

정답 4번

해설. ④ 도시가스사업법상 전문교육 대상자는 도시가스사업자의 안전관리책임자·안전관리원·안전점검원, 특정가스사용시설의 안전관리책임자 등이다(도시가스사업법 시행규칙 교육대상자 기준).
사용시설점검원은 전문교육이 아닌 특별교육 대상자이다.

70번

독성가스 배관용 밸브 제조의 기준 중 고압가스안전관리법의 적용대상 밸브종류가 아닌 것은?

1. 니들밸브

2. 게이트밸브

3. 체크밸브

4. 볼밸브

정답 1번

해설. ① 고압가스 안전관리법 적용 대상 독성가스 배관용 밸브는 볼밸브, 글로브밸브, 게이트밸브, 체크밸브, 콕 등이다.
니들밸브는 적용 대상에서 제외된다.
니들밸브는 주로 소유량 조절용 계기 배관 등에 쓰는 밸브이다.

71번

용기에 의한 액화석유가스저장소에서 액화석유가스의 충전용기 보관실에 설치하는 환기구의 통풍가능 면적의 합계는 바닥면적 1m²마다 몇 cm² 이상이어야 하는가?

1. 250cm²

2. 300cm²

3. 400cm²

4. 650cm²

정답 2번

해설. ② LPG 충전용기 보관실의 자연환기구는 통풍가능 면적의 합계를 바닥면적 1m²마다 300cm² 이상으로 하고, 환기구 1개의 면적은 2400cm² 이하로 한다.
LPG는 공기보다 무거우므로 환기구는 바닥면에 접하게 설치한다.

72번

저장탱크에 가스를 충전할 때 저장탱크 내용적의 90%를 넘지 않도록 충전해야 하는 이유는?

1. 액의 요동을 방지하기 위하여

2. 충격을 흡수하기 위하여

3. 온도에 따른 액 팽창이 현저히 커지므로 안전공간을 유지하기 위하여

4. 추가로 충전할 때를 대비하기 위하여

정답 3번

해설. ③ 액화가스는 온도가 오르면 액이 팽창하므로, 저장탱크 내용적의 90%를 넘지 않게 충전하여 기상부(안전공간)를 남긴다. 안전공간이 없으면 액팽창으로 탱크 내압이 급상승하여 파열될 수 있다.
(소형저장탱크는 85%를 넘지 않게 충전한다.)

73번

독성가스를 차량으로 운반할 때에는 보호장비를 비치하여야 한다. 압축가스의 용적이 몇 m³ 이상일 때 공기호흡기를 갖추어야 하는가?

1. 50m³

2. 100m³

3. 500m³

4. 1000m³

정답 2번

해설. ② 독성가스 운반 차량에 갖추는 보호장비 중 공기호흡기는 압축가스 100m³ 이상, 액화가스 1000kg 이상을 운반할 때 비치한다.
방독마스크, 보호의, 보호장갑, 보호장화 등은 운반량과 관계없이 갖춘다.

74번

가스안전 위험성 평가기법 중 정량적 평가에 해당되는 것은?

1. 체크리스트기법

2. 위험과 운전분석기법

3. 작업자실수 분석기법

4. 사고예상질문 분석기법

정답 3번

해설. ③ 작업자 실수 분석(HEA) 기법은 작업에 영향을 미칠 요소를 평가하여 실수의 원인을 파악·추적하고 정량적으로 실수의 상대적 순위를 결정하는 기법이다(고압가스 안전관리 기준 통합고시).
체크리스트, 위험과 운전분석(HAZOP), 사고예상질문 분석(WHAT-IF)은 정성적 기법이다.

75번

고압가스 특정제조시설에서 에어졸 제조의 기준으로 틀린 것은?

1. 에어졸 제조는 그 성분 배합비 및 1일에 제조하는 최대수량을 정하고 이를 준수한다.

2. 금속제의 용기는 그 두께가 0.125mm 이상이고 내용물로 인한 부식을 방지할 수 있는 조치를 한다.

3. 용기는 40℃에서 용기 안의 가스압력의 1.2배의 압력을 가할 때 파열되지 않는 것으로 한다.

4. 내용적이 100cm³를 초과하는 용기는 그 용기의 제조자의 명칭 또는 기호가 표시되어 있는 것으로 한다.

정답 3번

해설. ③ 에어졸 용기는 50℃에서 용기 안의 가스압력의 1.5배의 압력을 가할 때 변형되지 않고, 1.8배의 압력을 가할 때 파열되지 않는 것으로 한다. 따라서 40℃·1.2배는 틀리다.
성분 배합비와 1일 최대 제조수량을 정해 지키고, 금속제 용기는 두께 0.125mm 이상으로 하며, 내용적 100cm³ 초과 용기에는 제조자의 명칭 또는 기호를 표시한다.

76번

일반도시가스공급시설에 설치된 압력조정기는 매 6개월에 1회 이상 안전점검을 실시한다. 압력조정기의 점검기준으로 틀린 것은?

1. 입구압력을 측정하고 입구압력이 명판에 표시된 입구압력 범위 이내인지 여부

2. 격납상자 내부에 설치된 압력조정기는 격납상자의 견고한 고정 여부

3. 조정기의 몸체와 연결부의 가스누출 유무

4. 필터 또는 스트레이너의 청소 및 손상 유무

정답 1번

해설. ① 압력조정기 점검에서는 출구압력을 측정하여 출구압력이 명판에 표시된 출구압력 범위 이내인지를 확인한다. 입구압력 범위를 확인하는 것이 아니다.
격납상자의 견고한 고정 여부, 몸체와 연결부의 가스누출 유무, 필터·스트레이너의 청소 및 손상 유무는 점검 항목이다.

77번

용기에 의한 액화석유가스 저장소의 저장설비 설치기준으로 틀린 것은?

1. 용기보관실 설치 시 저장설비는 용기집합식으로 하지 아니한다.

2. 용기보관실은 사무실과 구분하여 동일한 부지에 설치한다.

3. 실외저장소 설치 시 충전용기와 잔가스 용기의 보관장소는 1.5m 이상의 거리를 두어 구분하여 보관한다.

4. 실외저장소 설치 시 바닥으로부터 2m 이내의 배수시설이 있을 경우에는 방수재료로 이중으로 덮는다.

정답 4번

해설. ④ 실외저장소 주변 배수시설에 대한 조치를 기준과 다르게 나타낸 것으로 틀린 설명이다. 누출된 LPG는 공기보다 무거워 배수구 등으로 흘러들 수 있으므로 배수시설 관련 조치는 별도 세부기준에 따른다.
용기보관실 저장설비는 용기집합식으로 하지 않고, 사무실은 용기보관실과 구분하여 동일한 부지에 설치하며, 실외저장소의 충전용기·잔가스용기 보관장소는 1.5m 이상 간격을 둔다(액화석유가스의 안전관리 및 사업법 시행규칙).

78번

불화수소(HF) 가스를 물에 흡수시킨 물질을 저장하는 용기로 사용하기에 가장 부적절한 것은?

1. 납용기

2. 유리용기

3. 강용기

4. 스테인리스용기

정답 2번

해설. ② 불화수소(HF)와 불산은 유리의 주성분인 이산화규소(SiO₂)와 반응하여(SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O) 유리를 부식시키므로 유리용기에 저장할 수 없다.
불산은 납·강·스테인리스강 용기나 폴리에틸렌 용기에 저장한다.

79번

고압가스용 용접용기의 반타원체형 경판의 두께 계산식은 다음과 같다. m을 올바르게 설명한 것은?
t = PDV / (2Sη − 0.2P) + C 에서 V는 (2 + m²) / 6 이다.

1. 동체의 내경과 외경비

2. 강판 중앙단곡부의 내경과 경판둘레의 단곡부 내경비

3. 반타원체형 내면의 장축부와 단축부의 길이의 비

4. 경판 내경과 경판 장축부의 길이의 비

정답 3번

해설. ③ 반타원체형 경판의 두께식에서 V = (2 + m²)/6 의 m은 반타원체형 내면의 장축부 길이와 단축부 길이의 비(장축/단축)이다.
(t: 두께 mm, P: 최고충전압력 MPa, D: 내면 장축부 길이 mm, S: 허용응력 N/mm², η: 용접효율, C: 부식여유 mm)

80번

일반 용기의 도색이 잘못 연결된 것은?

1. 액화염소 - 갈색

2. 아세틸렌 - 황색

3. 액화탄산가스 - 회색

4. 액화암모니아 – 백색

정답 3번

해설. ③ 공업용 용기의 도색은 액화탄산가스가 청색이다. 회색은 의료용 액화탄산가스 용기와 '그 밖의 가스' 용기의 도색이다(고압가스 안전관리법 시행규칙 별표 24).
액화염소-갈색, 아세틸렌-황색, 액화암모니아-백색은 옳다.

81번

다음 중 측온 저항체의 종류가 아닌 것은?

1. Hg

2. Ni

3. Cu

4. Pt

정답 1번

해설. ① 측온저항체(저항온도계 소자)로는 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu)와 서미스터를 쓴다.
수은(Hg)은 상온에서 액체이므로 측온저항체로 쓰지 않고, 유리제 온도계나 압력식 온도계의 감온액으로 쓰인다.

82번

기체크로마토그래피법의 검출기에 대한 설명으로 옳은 것은?

1. 불꽃이온화 검출기는 감도가 낮다.

2. 전자포획 검출기는 선형 감응범위가 아주 우수하다.

3. 열전도도 검출기는 유기 및 무기화학종에 모두 감응하고 용질이 파괴되지 않는다.

4. 불꽃광도 검출기는 모든 물질에 적용된다.

정답 3번

해설. ③ 열전도도 검출기(TCD)는 캐리어가스와 성분의 열전도도 차이를 이용하므로 유기·무기 화학종에 모두 감응하고 시료를 파괴하지 않는다.
① 불꽃이온화 검출기(FID)는 유기물에 대한 감도가 높다. ② 전자포획 검출기(ECD)는 선형 감응범위가 좁다. ④ 불꽃광도 검출기(FPD)는 황·인 화합물에 선택적이다.

83번

다음 [보기]에서 설명하는 가스미터는?
[보기]
- 설치공간을 적게 차지한다.
- 대용량의 가스측정에 적당하다.
- 설치 후의 유지관리가 필요하다.
- 가스의 압력이 높아도 사용이 가능하다.

1. 막식가스미터

2. 루트미터

3. 습식가스미터

4. 오리피스미터

정답 2번

해설. ② 루트미터(회전자식)는 두 개의 누에고치형 회전자가 회전하며 가스를 계량하는 방식으로, 설치면적이 작고 대용량 측정에 적합하며 고압에서도 사용할 수 있다. 다만 스트레이너 설치 등 설치 후 유지관리가 필요하다.
막식은 소용량·일반 수용가용, 습식은 기준기·실험실용, 오리피스미터는 차압식 유량계이다.

84번

내경 70mm의 배관으로 어떤 양의 물을 보냈더니 배관 내 유속이 3m/s이었다. 같은 양의 물을 내경 50mm의 배관으로 보내면 배관 내 유속은 약 몇 m/s가 되는가?

1. 2.56

2. 3.67

3. 4.20

4. 5.88

정답 4번

해설. ④ 같은 유량이면 연속방정식 Q = A₁V₁ = A₂V₂ 가 성립한다.
풀이: V₂ = V₁ × (D₁/D₂)² = 3 × (70/50)² = 3 × 1.96 = 5.88m/s
즉 유속은 관 지름의 제곱에 반비례한다.

85번

용량범위가 1.5~200m³/h로 일반 수용가에 널리 사용되는 가스미터는?

1. 루트미터

2. 습식가스미터

3. 델타미터

4. 막식가스미터

정답 4번

해설. ④ 막식가스미터는 용량범위가 약 1.5~200m³/h로 값이 싸고 부착·유지관리가 쉬워 일반 수용가에 널리 쓰인다.
루트미터는 약 100~5000m³/h의 대용량, 습식가스미터는 약 0.2~3000m³/h로 기준기·실험실용으로 쓰인다.

86번

다음 [보기]에서 설명하는 열전대 온도계(Thermo electric thermometer)의 종류는?
[보기]
- 기전력 특성이 우수하다.
- 환원성 분위기에 강하나 수분을 포함한 산화성 분위기에는 약하다.
- 값이 비교적 저렴하다.
- 수소와 일산화탄소 등에 사용이 가능하다.

1. 백금 – 백금·로듐

2. 크로멜 - 알루멜

3. 철 - 콘스탄탄

4. 구리 – 콘스탄탄

정답 3번

해설. ③ 철-콘스탄탄(IC, J형) 열전대는 열기전력이 크고 값이 싸며, 환원성 분위기(수소·일산화탄소 등)에 강하지만 철이 산화되기 쉬워 수분을 포함한 산화성 분위기에는 약하다. 사용온도는 약 −200~800℃이다.
백금-백금로듐은 고온·산화성에 강하고 비싸며, 크로멜-알루멜은 산화성에 강하고 환원성에 약하다.

87번

진동이 일어나는 장치의 진동을 억제하는데 가장 효과적인 제어동작은?

1. 뱅뱅동작

2. 비례동작

3. 적분동작

4. 미분동작

정답 4번

해설. ④ 미분동작(D)은 편차의 변화속도에 비례하는 출력을 내어 변화를 미리 억제하므로 진동을 줄이고 안정도를 높이는 데 가장 효과적이다.
뱅뱅(ON-OFF)동작은 사이클링을 일으키고, 비례동작은 오프셋이 남으며, 적분동작은 오프셋을 없애지만 진동을 일으키기 쉽다.

88번

변화되는 목표치를 측정하면서 제어량을 목표치에 맞추는 자동제어 방식이 아닌 것은?

1. 추종 제어

2. 비율 제어

3. 프로그램 제어

4. 정치 제어

정답 4번

해설. ④ 정치 제어는 목표치가 시간에 따라 변하지 않고 일정한 제어이다.
추종 제어(목표치가 임의로 변함), 비율 제어(다른 양과 일정 비율 유지), 프로그램 제어(목표치가 미리 정한 계획에 따라 변함)는 변화하는 목표치를 따라가는 추치 제어이다.

89번

스프링식 저울에 물체의 무게가 작용되어 스프링의 변위가 생기고 이에 따라 바늘의 변위가 생겨 물체의 무게를 지시하는 눈금으로 무게를 측정하는 방법을 무엇이라 하는가?

1. 영위법

2. 치환법

3. 편위법

4. 보상법

정답 3번

해설. ③ 편위법은 측정량에 의해 생긴 계기의 변위(바늘의 움직임)를 눈금으로 읽는 방법으로, 스프링식 저울·부르동관 압력계가 대표적이다.
① 영위법은 기준량과 평형시켜 측정(천칭), ② 치환법은 기준량과 바꾸어 놓고 비교, ④ 보상법은 크기가 거의 같은 기준량과의 차이를 측정하는 방법이다.

90번

막식가스미터에서 발생할 수 있는 고장의 형태 중 가스미터에 감도 유량을 흘렸을 때, 미터 지침의 시도(示度)에 변화가 나타나지 않는 고장을 의미하는 것은?

1. 감도불량

2. 부동

3. 불통

4. 기차불량

정답 1번

해설. ① 감도불량은 가스미터에 감도 유량을 흘렸을 때 지침의 시도에 변화가 나타나지 않는 고장이다.
② 부동은 가스는 통과하나 지침이 움직이지 않는 것, ③ 불통은 가스가 통과하지 않는 것, ④ 기차불량은 계량 오차(기차)가 허용 범위를 벗어난 것이다.

91번

화학분석법 중 요오드(I)적정법은 주로 어떤 가스를 정량하는데 사용되는가?

1. 일산화탄소

2. 아황산가스

3. 황화수소

4. 메탄

정답 3번

해설. ③ 요오드 적정법(요오드 적정)은 황화수소(H₂S)를 정량하는 데 주로 쓰인다. 황화수소를 초산아연 등에 흡수시킨 뒤 요오드 용액으로 적정한다.
일산화탄소·메탄은 흡수법이나 연소법, 기기분석으로 정량한다.

92번

측정치가 일정하지 않고 분포 현상을 일으키는 흩어짐(dispersion)이 원인이 되는 오차는?

1. 개인오차

2. 환경오차

3. 이론오차

4. 우연오차

정답 4번

해설. ④ 우연오차는 원인을 알 수 없이 측정치가 흩어지는(분산되는) 오차로, 여러 번 측정하여 평균을 내면 줄일 수 있다.
개인오차·환경오차·이론오차는 원인을 알 수 있어 보정할 수 있는 계통오차에 속한다.

93번

부르동(Bourdon)관 압력계에 대한 설명으로 틀린 것은?

1. 높은 압력은 측정할 수 있지만 정도는 좋지 않다.

2. 고압용 부르동관의 재질은 니켈강이 사용된다.

3. 탄성을 이용하는 압력계이다.

4. 부르동관의 선단은 압력이 상승하면 수축되고, 낮아지면 팽창한다.

정답 4번

해설. ④ 부르동관의 선단은 압력이 상승하면 관이 펴지는 방향으로 팽창하고, 압력이 낮아지면 수축한다. 설명이 반대로 되어 있다.
부르동관은 탄성을 이용한 압력계로 높은 압력까지 측정할 수 있으나 정도는 좋지 않으며, 고압용에는 니켈강·특수강을, 저압용에는 황동·인청동을 쓴다.

94번

수소의 품질검사에 이용되는 분석방법은?

1. 오르자트법

2. 산화 연소법

3. 인화법

4. 파라듐블랙에 의한 흡수법

정답 1번

해설. ① 수소의 품질검사는 피로갈롤 또는 하이드로설파이트 시약을 사용한 오르자트법으로 하며, 순도는 98.5% 이상이어야 한다.
산소도 동·암모니아 시약을 사용한 오르자트법으로, 아세틸렌은 발연황산 시약을 사용한 오르자트법 또는 뷰렛법(브롬 시약)으로 품질검사한다.

95번

상대습도가 30%이고, 압력과 온도가 각각 1.1bar, 75℃인 습공기가 100m³/h로 공정에 유입될 때 몰습도(mol H₂O/mol Dry Air)는? (단, 75℃에서 포화수증기압은 289mmHg이다.)

1. 0.017

2. 0.117

3. 0.129

4. 0.317

정답 2번

해설. ② 수증기 분압 Pᵥ = 상대습도 × 포화수증기압 = 0.3 × 289 = 86.7mmHg
전압 P = 1.1bar = 1.1 × 750.06 ≒ 825.1mmHg
몰습도 = Pᵥ / (P − Pᵥ) = 86.7 / (825.1 − 86.7) ≒ 0.117

96번

다음 중 액면 측정 방법이 아닌 것은?

1. 플로트식

2. 압력식

3. 정전용량식

4. 박막식

정답 4번

해설. ④ 박막식은 액면 측정 방법이 아니다(박막은 압력·가스 감지 등에 쓰이는 요소).
액면계에는 플로트식, 압력식(차압식·기포식), 정전용량식, 초음파식, 방사선식, 유리관식 등이 있다.

97번

다음 가스분석 방법 중 성질이 다른 하나는?

1. 자동화학식

2. 열전도율법

3. 밀도법

4. 기체크로마토그래피법

정답 1번

해설. ① 자동화학식 가스분석계(자동 오르자트식 등)는 흡수제에 의한 화학반응을 이용하는 화학적 분석법이다.
열전도율법, 밀도법, 기체크로마토그래피법은 가스의 물리적 성질을 이용하는 물리적 분석법이다.

98번

제백(seebeck)효과의 원리를 이용한 온도계는?

1. 열전대 온도계

2. 서미스터 온도계

3. 팽창식 온도계

4. 광전관 온도계

정답 1번

해설. ① 제백 효과는 서로 다른 두 금속을 접합하여 두 접점에 온도차를 주면 열기전력이 생기는 현상으로, 열전대 온도계의 원리이다.
서미스터는 온도에 따른 저항 변화, 팽창식은 열팽창, 광전관식은 방사에너지(광전효과)를 이용한다.

99번

머무른 시간 407초, 길이 12.2m인 컬럼에서의 띠너비를 바닥에서 측정하였을 때 13초이었다. 이 때 단높이는 몇 mm인가?

1. 0.58

2. 0.68

3. 0.78

4. 0.88

정답 3번

해설. ③ 이론단수 N = 16 × (tᵣ / W)² (tᵣ: 머무른 시간, W: 바닥 띠너비)
풀이: N = 16 × (407 / 13)² ≒ 15683
단높이(HETP) = 컬럼 길이 / N = 12200mm / 15683 ≒ 0.78mm

100번

헴펠식 가스분석법에서 흡수·분리되지 않는 성분은?

1. 이산화탄소

2. 수소

3. 중탄화수소

4. 산소

정답 2번

해설. ② 헴펠식 분석법에서 흡수·분리되는 성분은 CO₂(KOH 수용액), 중탄화수소(발연황산), O₂(알칼리성 피로갈롤), CO(암모니아성 염화제1구리)이다.
수소(H₂)와 메탄(CH₄)은 흡수되지 않아 연소법으로 정량한다.

가스기사 필기 2021년 1회 기출문제

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