가스기사 필기 2021년 2회 기출문제

기출문제 100문항 · 제한시간 150분 · 해설 100문항

가스기사 2021년 2회 필기 시험에 실제로 출제된 문제와 정답입니다. 아래에서 문제와 해설을 그대로 읽어볼 수 있고, CBT로 풀면 자동 채점과 오답노트까지 이용할 수 있어요.

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가스유체역학

1번
다음과 같은 일반적인 베르누이의 정리에 적용되는 조건이 아닌 것은?
P/(ρg) + V²/(2g) + Z = constant
1. 정상 상태의 흐름이다.
2. 마찰이 없는 흐름이다.
3. 직선관에서만의 흐름이다.
4. 같은 유선상에 있는 흐름이다.
정답 3번
해설. ③ 베르누이 정리는 관의 모양(직선관·곡관)과 관계없이 같은 유선 위에서 성립하므로 '직선관에서만의 흐름'은 적용 조건이 아니다.
적용 조건: 정상 흐름(①), 마찰(점성)이 없는 이상유체 흐름(②), 같은 유선상의 흐름(④), 비압축성 유체.
2번
압력계의 눈금이 1.2MPa를 나타내고 있으며 대기압이 720mmHg 일 때 절대압력은 몇 kPa 인가?
1. 720
2. 1200
3. 1296
4. 1301
정답 3번
해설. ③ 절대압력 = 게이지압력 + 대기압
풀이: 대기압 720mmHg = 720/760 × 101.325 = 96.0kPa
절대압력 = 1200kPa + 96.0kPa ≒ 1296kPa
3번
냇물을 건널 때 안전을 위하여 일반적으로 물의 폭이 넓은 곳으로 건너간다. 그 이유는 폭이 넓은 곳에서는 유속이 느리기 때문이다. 이는 다음 중 어느 원리와 가장 관계가 깊은가?
1. 연속방정식
2. 운동량방정식
3. 베르누이의 방정식
4. 오일러의 운동방정식
정답 1번
해설. ① 연속방정식 Q = A₁V₁ = A₂V₂ 에서 유량이 같으면 단면적(폭)이 넓은 곳의 유속이 느려진다. 이는 질량보존을 나타내는 연속방정식의 원리이다.
운동량방정식은 힘과 운동량 변화, 베르누이·오일러 방정식은 에너지·운동 관계를 다룬다.
4번
수차의 효율을 η, 수차의 실제 출력을 L[PS], 수량을 Q[m³/s]라 할 때, 유효낙차 H[m]를 구하는 식은?
1. H = L / (13.3ηQ) [m]
2. H = QL / (13.3ηQ) [m]
3. H = Lη / (13.3Q) [m]
4. H = η / (L × 13.3Q) [m]
정답 1번
해설. ① 수차 출력 L = γQHη / 75 [PS] (γ = 1000kgf/m³)
풀이: L = 1000QHη/75 = 13.3QHη
→ H = L / (13.3ηQ) [m]
수차는 물의 에너지를 받아 출력하므로 효율 η를 곱한 값이 실제 출력이 된다.
5번
펌프의 회전수를 n[rpm], 유량을 Q[m³/min], 양정을 H[m]라 할 때 펌프의 비교회전도 nₛ를 구하는 식은?
1. nₛ = nQ^(1/2)H^(−3/4)
2. nₛ = nQ^(−1/2)H^(3/4)
3. nₛ = nQ^(−1/2)H^(−3/4)
4. nₛ = nQ^(1/2)H^(3/4)
정답 1번
해설. ① 비교회전도(비속도) nₛ = n√Q / H^(3/4) = nQ^(1/2)H^(−3/4)
유량의 1/2제곱에 비례하고 양정의 3/4제곱에 반비례한다. 다단펌프는 H를 단수로 나눈 1단 양정을 쓴다.
6번
원관 내 유체의 흐름에 대한 설명 중 틀린 것은?
1. 일반적으로 층류는 레이놀즈수가 약 2100 이하인 흐름이다.
2. 일반적으로 난류는 레이놀즈수가 약 4000 이상인 흐름이다.
3. 일반적으로 관 중심부의 유속은 평균유속보다 빠르다.
4. 일반적으로 최대속도에 대한 평균속도의 비는 난류가 층류보다 작다.
정답 4번
해설. ④ 최대속도에 대한 평균속도의 비는 층류가 약 0.5, 난류가 약 0.8 정도로 난류가 층류보다 크다. 따라서 틀린 설명이다.
①·② 층류는 Re 약 2100 이하, 난류는 약 4000 이상이다. ③ 관 벽에서 속도가 0이므로 중심 유속이 평균유속보다 빠르다.
7번
내경이 2.5×10⁻³m인 원관에 0.3m/s 의 평균 속도로 유체가 흐를 때 유량은 약 몇 m³/s 인가?
1. 1.06 × 10⁻⁶
2. 1.47 × 10⁻⁶
3. 2.47 × 10⁻⁶
4. 5.23 × 10⁻⁶
정답 2번
해설. ② 풀이: Q = AV = (π/4)d²V
= (π/4) × (2.5×10⁻³)² × 0.3
= 4.909×10⁻⁶ × 0.3 ≒ 1.47×10⁻⁶ m³/s
원관 단면적은 지름의 제곱에 비례하므로 지름 단위(m)를 먼저 맞춘 뒤 계산한다.
8번
간격이 좁은 2개의 연직 평판을 물속에 세웠을 때 모세관현상의 관계식으로 맞는 것은? (단, 두 개의 연직 평판의 간격 : t, 표면장력 : σ, 접촉각 : β, 물의 비중량 : γ, 액면의 상승높이 : hc 이다.)
1. hc = 4σcosβ / (γt)
2. hc = 4σsinβ / (γt)
3. hc = 2σcosβ / (γt)
4. hc = 2σsinβ / (γt)
정답 3번
해설. ③ 평판 폭을 b라 하면 표면장력에 의한 상향력 2σbcosβ(양쪽 면)와 올라간 액주의 무게 γ·hc·b·t가 같다.
풀이: 2σbcosβ = γhc·bt → hc = 2σcosβ / (γt)
원관(지름 d)이면 h = 4σcosβ / (γd) 이다(①은 원관 식).
9번
원관을 통하여 계량수조에 10분 동안 2000kg의 물을 이송한다. 원관의 내경을 500mm로 할 때 평균 유속은 약 몇 m/s 인가? (단, 물의 비중은 1.0 이다.)
1. 0.27
2. 0.027
3. 0.17
4. 0.017
정답 4번
해설. ④ 풀이: 질량유량 = 2000kg / 600s = 3.33kg/s → 체적유량 Q = 3.33 / 1000 = 3.33×10⁻³ m³/s
단면적 A = (π/4) × 0.5² = 0.1963m²
V = Q/A = 3.33×10⁻³ / 0.1963 ≒ 0.017m/s
10번
표준대기에 개방된 탱크에 물이 채워져 있다. 수면에서 2m 깊이의 지점에서 받는 절대압력은 몇 kgf/cm² 인가?
1. 0.03
2. 1.033
3. 1.23
4. 1.92
정답 3번
해설. ③ 절대압력 = 대기압 + 수주압
풀이: 물 10m = 1kgf/cm² 이므로 2m = 0.2kgf/cm²
P = 1.033 + 0.2 = 1.233 ≒ 1.23kgf/cm²
게이지압력만 묻는다면 0.2kgf/cm² 이지만, 절대압력이므로 대기압을 더한다.
11번
수직 충격파가 발생될 때 나타나는 현상은?
1. 압력, 마하수, 엔트로피가 증가한다.
2. 압력은 증가하고, 엔트로피와 마하수는 감소한다.
3. 압력과 엔트로피가 증가하고 마하수는 감소한다.
4. 압력과 마하수는 증가하고 엔트로피는 감소한다.
정답 3번
해설. ③ 수직 충격파를 지나면 초음속이 아음속으로 바뀌므로 마하수는 감소하고, 압력·밀도·온도는 증가하며, 비가역 과정이므로 엔트로피가 증가한다.
따라서 '압력과 엔트로피 증가, 마하수 감소'가 옳다.
12번
구가 유체 속을 자유낙하 할 때 받는 항력 F가 점성계수 μ, 지름 D, 속도 V의 함수로 주어진다. 이 물리량들 사이의 관계식을 무차원으로 나타내고자 할 때 차원해석에 의하면 몇 개의 무차원수로 나타낼 수 있는가?
1. 1
2. 2
3. 3
4. 4
정답 1번
해설. ① 버킹엄의 π정리: 무차원수 개수 = 물리량 수 − 기본차원 수
물리량 F, μ, D, V → 4개, 기본차원 M, L, T → 3개
풀이: 4 − 3 = 1개 (F/(μDV) = 상수)
13번
단면적이 변하는 관로를 비압축성 유체가 흐르고 있다. 지름이 15cm인 단면에서의 평균속도가 4m/s 이면 지름이 20cm 인 단면에서의 평균속도는 몇 m/s 인가?
1. 1.05
2. 1.25
3. 2.05
4. 2.25
정답 4번
해설. ④ 연속방정식 A₁V₁ = A₂V₂ → V₂ = V₁(D₁/D₂)²
풀이: V₂ = 4 × (15/20)² = 4 × 0.5625 = 2.25m/s
비압축성 유체에서 평균속도는 지름의 제곱에 반비례한다.
14번
강관 속을 물이 흐를 때 넓이 250cm²에 걸리는 전단력이 2N 이라면 전단응력은 몇 kg/m·s²인가?
1. 0.4
2. 0.8
3. 40
4. 80
정답 4번
해설. ④ 전단응력 τ = F/A
풀이: A = 250cm² = 0.025m²
τ = 2N / 0.025m² = 80N/m² = 80kg/m·s² (1N = 1kg·m/s²)
전단응력의 단위 N/m²(Pa)은 SI 기본단위로 kg/m·s² 와 같다.
15번
전양정 15m, 송출량 0.02m³/s, 효율 85%인 펌프로 물을 수송할 때 축동력은 몇 마력인가?
1. 2.8 PS
2. 3.5 PS
3. 4.7 PS
4. 5.4 PS
정답 3번
해설. ③ 축동력 L = γQH / (75η) [PS]
풀이: L = 1000 × 0.02 × 15 / (75 × 0.85) = 300 / 63.75 ≒ 4.7PS
1PS = 75kgf·m/s 이고, 축동력은 수동력을 펌프 효율로 나눈 값이다.
16번
어떤 유체의 운동문제에 8개의 변수가 관계되고 있다. 이 8개의 변수에 포함되는 기본 차원이 질량 M, 길이 L, 시간 T일 때 π정리로서 차원해석을 한다면 몇 개의 독립적인 무차원량 π를 얻을 수 있는가?
1. 3개
2. 5개
3. 8개
4. 11개
정답 2번
해설. ② π정리: 독립 무차원수 개수 = 변수의 수 − 기본차원의 수
풀이: 8 − 3(M, L, T) = 5개
예를 들어 변수 8개가 M, L, T 세 가지 기본차원으로 표현되면, 반복변수 3개를 골라 나머지 5개 변수와 조합한 5개의 무차원 그룹(π₁~π₅)을 얻는다.
17번
그림은 회전수가 일정할 경우의 펌프의 특성곡선이다. 효율곡선에 해당하는 것은?
가스기사 필기 2021년 2회 17번 문제 그림
1. A
2. B
3. C
4. D
정답 3번
해설. ③ 회전수가 일정한 펌프에서 효율곡선은 유량 0에서 0으로 시작해 설계유량 부근에서 최대가 된 뒤 다시 감소하는 산 모양이므로 C이다.
유량이 늘수록 양정은 감소하는 곡선(B), 축동력은 대체로 증가하는 곡선(A)으로 나타난다.
18번
그림과 같이 비중이 0.85인 기름과 물이 층을 이루며 뚜껑이 열린 용기에 채워져 있다. 물의 가장 낮은 밑바닥에서 받는 게이지 압력은 얼마인가? (단, 물의 밀도는 1000 kg/m³ 이다.)
가스기사 필기 2021년 2회 18번 문제 그림
1. 3.33 kPa
2. 7.45 kPa
3. 10.8 kPa
4. 12.2 kPa
정답 4번
해설. ④ 게이지 압력 = 각 층의 ρgh 합
풀이: 기름 = 0.85 × 1000 × 9.8 × 0.4 = 3332Pa
물 = 1000 × 9.8 × 0.9 = 8820Pa
합계 = 12152Pa ≒ 12.2kPa
19번
압력이 100 kPa 이고 온도가 30℃인 질소(R = 0.26 kJ/kg·K)의 밀도(kg/m³)는?
1. 1.02
2. 1.27
3. 1.42
4. 1.64
정답 2번
해설. ② 이상기체 상태식 P = ρRT → ρ = P/(RT)
풀이: ρ = 100 / (0.26 × 303) = 100 / 78.8 ≒ 1.27kg/m³
절대온도는 30 + 273 = 303K 로 바꾸어 대입한다.
20번
온도 20℃의 이상기체가 수평으로 놓인 관 내부를 흐르고 있다. 유동 중에 놓인 작은 물체의 코에서의 정체온도(stagnation temperature)가 Tₛ = 40℃ 이면 관에서의 기체의 속도(m/s)는? (단, 기체의 정압비열 cₚ = 1040 J/(kg·K)이고, 등엔트로피 유동이라고 가정한다.)
1. 204
2. 217
3. 237
4. 253
정답 1번
해설. ① 정체온도 Tₛ = T + V²/(2cₚ) → V = √(2cₚ(Tₛ − T))
풀이: V = √(2 × 1040 × (40 − 20)) = √41600 ≒ 204m/s
정체온도와 정온도의 차(20K)가 운동에너지로 바뀐 것이다.
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연소공학

21번
다음 보기에서 설명하는 가스폭발 위험성 평가기법은?
- 사상의 안전도를 사용하여 시스템의 안전도를 나타내는 모델이다.
- 귀납적이기는 하나 정량적분석기법이다.
- 재해의 확대요인의 분석에 적합하다.
1. FHA(Fault Hazard Analysis)
2. JSA(Job Safety Analysis)
3. EVP(Extreme Value Projection)
4. ETA(Event Tree Analysis)
정답 4번
해설. ④ 사건수 분석(ETA)은 초기사건에서 출발해 안전장치의 성공·실패에 따라 가지를 뻗어 가는 귀납적·정량적 기법으로, 사고의 확대 과정 분석에 적합하다.
FHA는 결함위험분석, JSA는 작업안전분석, EVP는 극한값 예측 기법이다.
22번
랭킨 사이클의 과정은?
1. 정압가열 → 단열팽창 → 정압방열 → 단열압축
2. 정압가역 → 단열압축 → 정압방열 → 단열팽창
3. 등온팽창 → 단열팽창 → 등온압축 → 단열압축
4. 등온팽창 → 단열압축 → 등온압축 → 단열팽창
정답 1번
해설. ① 랭킨 사이클은 펌프 단열압축 → 보일러 정압가열 → 터빈 단열팽창 → 복수기 정압방열 순서이다.
③은 카르노 사이클(등온팽창→단열팽창→등온압축→단열압축)이다.
②·④는 과정 순서가 뒤바뀌어 사이클을 이루지 못한다.
23번
에틸렌(Ethylene) 1Sm³을 완전 연소시키는데 필요한 공기의 양은 약 몇 Sm³ 인가? (단, 공기 중의 산소 및 질소의 함량 21v%, 79v% 이다.)
1. 9.5
2. 11.9
3. 14.3
4. 19.0
정답 3번
해설. ③ C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O
풀이: 이론산소량 = 3Sm³
이론공기량 = 3 / 0.21 ≒ 14.3Sm³
에틸렌 1몰이 완전연소하려면 산소 3몰이 필요하므로, 공기 중 산소 비율 21%로 나누어 이론공기량을 구한다.
24번
가스의 연소속도에 영향을 미치는 인자에 대한 설명 중 틀린 것은?
1. 연소속도는 일반적으로 이론혼합비보다 약간 과농한 혼합비에서 최대가 된다.
2. 층류연소 속도는 초기온도의 상승에 따라 증가한다.
3. 연소속도와 압력의존성이 매우 커 고압에서 급격한 연소가 일어난다.
4. 이산화탄소를 첨가하면 연소범위가 좁아진다.
정답 3번
해설. ③ 연소속도의 압력 의존성은 크지 않다. 일반 탄화수소는 압력이 높아지면 층류연소속도가 오히려 약간 감소하는 경향이 있어 '압력 의존성이 매우 커 고압에서 급격한 연소'는 틀린 설명이다.
① 이론혼합비보다 약간 과농한 쪽에서 최대, ② 초기온도가 높으면 증가, ④ CO₂ 같은 불활성가스를 넣으면 연소범위가 좁아진다.
25번
418.6 kJ/kg의 내부에너지를 갖는 20℃의 공기 10kg이 탱크 안에 들어있다. 공기의 내부에너지가 502.3 kJ/kg 으로 증가할 때까지 가열하였을 경우 이때의 열량변화는 약 몇 kJ 인가?
1. 775
2. 793
3. 837
4. 893
정답 3번
해설. ③ 밀폐 탱크(정적)에서는 일이 없으므로 가한 열량 = 내부에너지 변화이다.
풀이: Q = m(u₂ − u₁) = 10 × (502.3 − 418.6) = 10 × 83.7 = 837kJ
26번
프로판 1Sm³을 공기과잉률 1.2로 완전 연소시켰을 때 발생하는 건연소 가스량은 약 몇 Sm³ 인가?
1. 28.8
2. 26.6
3. 24.5
4. 21.1
정답 2번
해설. ② C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
풀이: 이론공기량 A₀ = 5/0.21 = 23.81Sm³, 실제공기량 A = 1.2 × 23.81 = 28.57Sm³
건연소가스량 = A − O₂(소비) + CO₂ = 28.57 − 5 + 3 ≒ 26.6Sm³
(= 과잉공기 4.76 + N₂ 18.81 + CO₂ 3)
27번
증기원동기의 가장 기본이 되는 동력사이클은?
1. 사바테(Sabathe)사이클
2. 랭킨(Rankine)사이클
3. 디젤(Diesel)사이클
4. 오토(Otto)사이클
정답 2번
해설. ② 증기원동소(화력발전소)의 기본 사이클은 랭킨 사이클이다.
사바테(복합)·디젤·오토 사이클은 내연기관의 기본 사이클이다.
랭킨 사이클은 보일러(정압가열) → 터빈(단열팽창) → 복수기(정압방열) → 급수펌프(단열압축)로 구성되며, 재열·재생 사이클은 이를 개선한 것이다.
28번
가연물이 되기 쉬운 조건이 아닌 것은?
1. 열전도율이 작다.
2. 활성화에너지가 크다.
3. 산소와 친화력이 크다.
4. 가연물의 표면적이 크다.
정답 2번
해설. ② 활성화에너지가 작을수록 반응이 쉽게 일어나므로 가연물이 되기 쉽다. 활성화에너지가 크면 타기 어렵다.
열전도율이 작아 열이 축적되기 쉽고(①), 산소와 친화력이 크며(③), 표면적이 클수록(④) 가연물이 되기 쉽다.
29번
순수한 물질에서 압력을 일정하게 유지하면서 엔트로피를 증가시킬 때 엔탈피는 어떻게 되는가?
1. 증가한다.
2. 감소한다.
3. 변함없다.
4. 경우에 따라 다르다.
정답 1번
해설. ① 정압과정에서 dh = Tds + vdP 이고 dP = 0 이므로 dh = Tds 이다.
절대온도 T는 항상 양수이므로 엔트로피가 증가(ds > 0)하면 엔탈피도 증가한다.
즉 정압과정에서 공급한 열량은 엔탈피 증가량과 같다.
30번
다음 중 가역과정이라고 할 수 있는 것은?
1. Carnot 순환
2. 연료의 완전연소
3. 관내의 유체의 흐름
4. 실린더 내에서의 급격한 팽창
정답 1번
해설. ① 카르노 순환은 등온·단열의 가역과정만으로 이루어진 이상적인 가역 사이클이다.
연소(화학반응), 마찰이 있는 관내 흐름, 급격한 팽창은 모두 비가역과정이다.
가역과정은 계와 주위를 모두 원상태로 되돌릴 수 있는 이상적인 과정이다.
31번
임계압력을 가장 잘 표현한 것은?
1. 액체가 증발하기 시작할 때의 압력을 말한다.
2. 액체가 비등점에 도달했을 때의 압력을 말한다.
3. 액체, 기체, 고체가 공존할 수 있는 최소압력을 말한다.
4. 임계온도에서 기체를 액화시키는데 필요한 최저의 압력을 말한다.
정답 4번
해설. ④ 임계압력은 임계온도에서 기체를 액화시키는 데 필요한 최저 압력이다. 임계온도보다 높으면 아무리 압력을 가해도 액화되지 않는다.
③은 삼중점에 대한 설명이며, ①·②는 증기압(포화압력)에 관한 내용이다.
32번
최소산소농도(MOC)와 이너팅(Inerting)에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. LFL(연소하한계)은 공기 중의 산소량을 기준으로 한다.
2. 화염을 전파하기 위해서는 최소한의 산소농도가 요구된다.
3. 폭발 및 화재는 연료의 농도에 관계없이 산소의 농도를 감소시킴으로서 방지할 수 있다.
4. MOC값은 연소방정식 중 산소의 양론계수와 LFL(연소하한계)의 곱을 이용하여 추산할 수 있다.
정답 1번
해설. ① 연소하한계(LFL)는 공기 중 연료(가연성가스)의 농도(vol%)를 기준으로 한 값이지 산소량 기준이 아니므로 틀리다.
② 화염 전파에는 최소산소농도 이상이 필요하고, ③ 불활성화(이너팅)로 산소농도를 MOC 아래로 낮추면 폭발을 막을 수 있으며, ④ MOC ≒ LFL × 산소 양론계수로 추산한다.
33번
파라핀계 탄화수소의 탄소수 증가에 따른 일반적인 성질변화에 옳지 않은 것은?
1. 인화점이 높아진다.
2. 착화점이 높아진다.
3. 연소범위가 좁아진다.
4. 발열량(kcal/m³)이 커진다.
정답 2번
해설. ② 탄소수가 증가하면 착화점(발화점)은 낮아진다. 따라서 '착화점이 높아진다'는 틀리다.
탄소수 증가 시 인화점·비점은 높아지고(①), 연소범위는 좁아지며(③), 체적당 발열량은 커진다(④).
34번
어느 카르노 사이클이 103℃와 –23℃에서 작동이 되고 있을 때 열펌프의 성적계수는 약 얼마인가?
1. 3.5
2. 3
3. 2
4. 0.5
정답 2번
해설. ② 열펌프 성적계수 COP = Tₕ / (Tₕ − Tₗ)
풀이: Tₕ = 103 + 273 = 376K, Tₗ = −23 + 273 = 250K
COP = 376 / (376 − 250) = 376/126 ≒ 2.98 ≒ 3
35번
표면연소에 대하여 가장 옳게 설명한 것은?
1. 오일이 표면에서 연소하는 상태
2. 고체 연료가 화염을 길게 내면서 연소하는 상태
3. 화염의 외부 표면에 산소가 접촉하여 연소하는 상태
4. 적열된 코크스 또는 숯의 표면에 산소가 접촉하여 연소하는 상태
정답 4번
해설. ④ 표면연소는 코크스·숯·목탄처럼 휘발분이 거의 없는 고체의 표면에서 산소와 접촉해 불꽃 없이 적열 상태로 타는 연소이다.
화염을 길게 내는 것은 분해·증발연소의 특징이다.
숯·코크스는 열분해로 휘발분이 이미 빠져 있어 표면에서만 연소한다.
36번
자연 상태의 물질을 어떤 과정(Process)을 통해 화학적으로 변형시킨 상태의 연료를 2차 연료라고 한다. 다음 중 2차 연료에 해당하는 것은?
1. 석탄
2. 원유
3. 천연가스
4. LPG
정답 4번
해설. ④ LPG는 원유 정제나 천연가스 처리 과정을 거쳐 얻는 2차 연료이다.
석탄·원유·천연가스는 자연 상태 그대로의 1차 연료이다.
도시가스·코크스·석유제품 등도 가공을 거친 2차 연료에 해당한다.
37번
다음 보기에서 열역학에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 나열한 것은?
㉮ 기체에 기계적 일을 가하여 단열 압축시키면 일은 내부에너지로 기체 내에 축적되어 온도가 상승한다.
㉯ 엔트로피는 가역이면 항상 증가하고, 비가역이면 항상 감소한다.
㉰ 가스를 등온팽창시키면 내부에너지의 변화는 없다.
1. ㉮
2. ㉯
3. ㉮, ㉰
4. ㉯, ㉰
정답 3번
해설. ③ ㉮ 단열압축에서 받은 일은 모두 내부에너지 증가가 되어 온도가 오른다(옳음).
㉯ 고립계에서 가역이면 엔트로피 변화가 없고 비가역이면 증가하므로 틀리다.
㉰ 이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이므로 등온변화에서는 변화가 없다(옳음).
38번
폭발위험 예방원칙으로 고려하여야 할 사항에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. 비일상적 유지관리 활동은 별도의 안전관리시스템에 따라 수행되므로 폭발위험장소를 구분하는 때에는 일상적인 유지관리 활동만을 고려하여 수행한다.
2. 가연성가스를 취급하는 시설을 설계하거나 운전절차서를 작성하는 때에는 0종 장소 또는 1종 장소의 수와 범위가 최대가 되도록 한다.
3. 폭발성가스 분위기가 존재할 가능성이 있는 경우에는 점화원 주위에서 폭발성가스 분위기가 형성될 가능성 또는 점화원을 제거한다.
4. 공정설비가 비정상적으로 운전되는 경우에도 대기로 누출되는 가연성가스의 양이 최소화 되도록 한다.
정답 2번
해설. ② 시설을 설계하거나 운전절차서를 작성할 때에는 0종 장소 또는 1종 장소의 수와 범위가 '최소'가 되도록 해야 하므로 '최대'는 틀리다.
나머지(일상적 유지관리 활동 고려, 점화원 제거, 비정상 운전 시 누출량 최소화)는 폭발위험 예방원칙으로 옳다.
39번
연소범위에 대한 일반적인 설명으로 틀린 것은?
1. 압력이 높아지면 연소범위는 넓어진다.
2. 온도가 올라가면 연소범위는 넓어진다.
3. 산소농도가 증가하면 연소범위는 넓어진다.
4. 불활성가스의 양이 증가하면 연소범위는 넓어진다.
정답 4번
해설. ④ 질소·이산화탄소 등 불활성가스의 양이 증가하면 산소 농도가 낮아져 연소범위는 좁아진다.
압력 상승(①), 온도 상승(②), 산소농도 증가(③)는 일반적으로 연소범위를 넓힌다.
불활성가스는 산소와 가연성가스를 희석하고 열을 빼앗아 연소를 억제한다.
40번
증기운폭발(VCE)의 특성에 대한 설명 중 틀린 것은?
1. 증기운의 크기가 증가하면 점화확률이 커진다.
2. 증기운에 의한 재해는 폭발보다는 화재가 일반적이다.
3. 폭발효율이 커서 연소에너지의 대부분이 폭풍파로 전환된다.
4. 누출된 가연성증기가 양론비에 가까운 조성의 가연성 혼합기체를 형성하면 폭굉의 가능성이 높아진다.
정답 3번
해설. ③ 증기운폭발은 폭발효율이 낮아(보통 연소에너지의 수 % 정도만) 폭풍파로 전환되므로 '대부분이 폭풍파로 전환'은 틀리다.
증기운이 클수록 점화확률이 커지고(①), 폭발보다 화재가 일반적이며(②), 양론비에 가까우면 폭굉 가능성이 높아진다(④).

가스설비

41번
용기용 밸브는 가스 충전구의 형식에 따라 A형, B형, C형의 3종류가 있다. 가스 충전구가 암나사로 되어 있는 것은?
1. A형
2. B형
3. A형, B형
4. C형
정답 2번
해설. ② 용기밸브 충전구 형식: A형은 충전구가 수나사, B형은 암나사, C형은 나사가 없는 것이다.
따라서 암나사인 것은 B형이다.
A형은 충전구 나사가 바깥쪽에 있는 수나사형, B형은 안쪽에 나사가 있는 암나사형, C형은 충전구에 나사가 없는 형식으로 구분한다.
42번
비교회전도(비속도, nₛ)가 가장 적은 펌프는?
1. 축류펌프
2. 터빈펌프
3. 벌류트펌프
4. 사류펌프
정답 2번
해설. ② 비교회전도는 고양정·소유량일수록 작다. 크기 순서는 대체로 터빈펌프 < 벌류트펌프 < 사류펌프 < 축류펌프이다.
따라서 고양정용인 터빈(디퓨저)펌프가 가장 작다.
비교회전도가 작을수록 고양정·소유량, 클수록 저양정·대유량에 적합하다.
43번
고압가스 제조시설의 플레어스택에서 처리가스의 액체 성분을 제거하기 위한 설비는?
1. Knock-out drum
2. Seal drum
3. Flame arrestor
4. Pilot burner
정답 1번
해설. ① 녹아웃 드럼(Knock-out drum)은 플레어스택으로 보내는 가스 중의 액체 성분(응축액)을 분리·제거하는 설비이다.
실 드럼(Seal drum)과 화염방지기(Flame arrestor)는 역화 방지, 파일럿 버너는 점화용 설비이다.
44번
고압가스 제조 장치 재료에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. 상온, 상압에서 건조 상태의 염소가스에 탄소강을 사용한다.
2. 아세틸렌은 철, 니켈 등의 철족의 금속과 반응하여 금속 카르보닐을 생성한다.
3. 9% 니켈강은 액화 천연가스에 대하여 저온취성에 강하다.
4. 상온, 상압에서 수증기가 포함된 탄산가스 배관에 18-8 스테인리스강을 사용한다.
정답 2번
해설. ② 금속 카르보닐은 일산화탄소(CO)가 철·니켈 등과 반응하여 생성된다. 아세틸렌은 구리·은·수은과 반응하여 폭발성 아세틸라이드를 만든다. 따라서 틀린 설명이다.
① 건조 염소는 탄소강 사용 가능, ③ 9% 니켈강은 LNG 저온용, ④ 수분이 있는 CO₂는 탄산 부식이 있어 스테인리스강을 쓴다.
45번
흡입구경이 100mm, 송출구경이 90mm인 원심펌프의 올바른 표시는?
1. 100×90 원심펌프
2. 90×100 원심펌프
3. 100-90 원심펌프
4. 90-100 원심펌프
정답 1번
해설. ① 원심펌프의 크기는 '흡입구경 × 송출구경' 순으로 표시한다.
따라서 흡입 100mm, 송출 90mm이면 '100×90 원심펌프'이다.
예를 들어 '100×90'은 흡입구경 100mm, 송출구경 90mm인 원심펌프를 뜻하며, 보통 송출구경이 흡입구경보다 같거나 작게 설계된다.
46번
저압배관에서 압력손실의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?
1. 마찰저항에 의한 손실
2. 배관의 입상에 의한 손실
3. 밸브 및 엘보 등 배관 부속품에 의한 손실
4. 압력계, 유량계 등 계측기 불량에 의한 손실
정답 4번
해설. ④ 저압배관의 압력손실 원인은 마찰저항(①), 입상(높이 상승)에 의한 손실(②), 밸브·엘보 등 부속품에 의한 손실(③), 가스미터·콕 등에 의한 손실이다.
계측기의 '불량'은 배관 유동의 압력손실 원인과 거리가 멀다.
47번
액화석유가스를 사용하고 있던 가스렌지를 도시가스로 전환하려고 한다. 다음 조건으로 도시가스를 사용할 경우 노즐구경은 약 몇 mm 인가?
- LPG 총발열량(H₁) : 24000 kcal/m³
- LNG 총발열량(H₂) : 6000 kcal/m³
- LPG 공기에 대한 비중(d₁) : 1.55
- LNG 공기에 대한 비중(d₂) : 0.65
- LPG 사용압력(p₁) : 2.8 kPa
- LNG 사용압력(p₂) : 1.0 kPa
- LPG를 사용하고 있을 때의 노즐구경(D₁) : 0.3mm
1. 0.2
2. 0.4
3. 0.5
4. 0.6
정답 4번
해설. ④ 노즐구경비 D₂/D₁ = √( WI₁√p₁ / (WI₂√p₂) ), WI = H/√d
풀이: WI₁ = 24000/√1.55 = 19277, WI₂ = 6000/√0.65 = 7442
D₂ = 0.3 × √(19277 × √2.8 / (7442 × √1.0)) = 0.3 × √4.334 = 0.3 × 2.08 ≒ 0.6mm
48번
고압가스 이음매 없는 용기의 밸브 부착부 나사의 치수 측정 방법은?
1. 링게이지로 측정한다.
2. 평형수준기로 측정한다.
3. 플러그게이지로 측정한다.
4. 버니어 캘리퍼스로 측정한다.
정답 3번
해설. ③ 용기 밸브 부착부의 암나사(테이퍼 나사) 치수는 플러그게이지를 끼워 측정한다.
링게이지는 수나사 측정에 쓰이며, 수준기·버니어 캘리퍼스로는 나사 치수를 검사하지 않는다.
플러그게이지는 구멍(암나사)의 치수를 통과·정지 여부로 판정하는 게이지이다.
49번
이음매 없는 용기와 용접용기의 비교 설명으로 틀린 것은?
1. 이음매가 없으면 고압에서 견딜 수 있다.
2. 용접용기는 용접으로 인하여 고가이다.
3. 만네스만법, 에르하르트식 등이 이음매 없는 용기의 제조법이다.
4. 용접용기는 두께공차가 적다.
정답 2번
해설. ② 용접용기는 강판을 성형·용접하여 만들므로 이음매 없는 용기보다 값이 싸다. 따라서 '용접으로 인하여 고가'는 틀리다.
이음매 없는 용기는 고압에 견디고(①), 만네스만·에르하르트식으로 제조하며(③), 용접용기는 강판을 쓰므로 두께공차가 적다(④).
50번
LNG, 액화산소, 액화질소 저장탱크 설비에 사용되는 단열재의 구비조건에 해당되지 않는 것은?
1. 밀도가 클 것
2. 열전도도가 작을 것
3. 불연성 또는 난연성일 것
4. 화학적으로 안정되고 반응성이 적을 것
정답 1번
해설. ① 저온 저장탱크용 단열재는 밀도가 작아(가벼워) 열용량과 하중이 작아야 한다. '밀도가 클 것'은 구비조건이 아니다.
열전도도가 작고(②), 불연·난연성이며(③), 화학적으로 안정하고(④), 흡수·흡습성이 작아야 한다.
51번
압축기의 윤활유에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. 공기압축기에는 양질의 광유가 사용된다.
2. 산소압축기에는 물 또는 15% 이상의 글리세린수가 사용된다.
3. 염소압축기에는 진한 황산이 사용된다.
4. 염화메탄의 압축기에는 화이트유가 사용된다.
정답 2번
해설. ② 산소압축기의 윤활제는 물 또는 10% 이하의 묽은 글리세린수를 사용한다. 따라서 '15% 이상'은 틀리다.
공기압축기는 양질의 광유(①), 염소압축기는 진한 황산(③), 염화메탄 압축기는 화이트유(④)를 사용한다.
52번
액화석유가스에 대하여 경고성 냄새가 나는 물질(부취제)의 비율은 공기 중 용량으로 얼마의 상태에서 감지할 수 있도록 혼합하여야 하는가?
1. 1/100
2. 1/200
3. 1/500
4. 1/1000
정답 4번
해설. ④ 액화석유가스는 공기 중에 1천분의 1의 비율로 혼합되었을 때 그 사실을 알 수 있도록 냄새가 나는 물질(부취제)을 섞어야 한다(「액화석유가스의 안전관리 및 사업법 시행규칙」 충전 기준).
따라서 1/1000이다.
53번
배관용 강관 중 압력배관용 탄소강관의 기호는?
1. SPPH
2. SPPS
3. SPH
4. SPHH
정답 2번
해설. ② 압력배관용 탄소강관은 SPPS(Steel Pipe Pressure Service)이다.
SPPH는 고압배관용 탄소강관, SPHT는 고온배관용 탄소강관, SPP는 배관용 탄소강관이다.
54번
LP가스의 일반적 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. 증발잠열이 크다.
2. 물에 대한 용해성이 크다.
3. LP가스는 공기보다 무겁다.
4. 액상의 LP가스는 물보다 가볍다.
정답 2번
해설. ② LP가스(프로판·부탄)는 물에 거의 녹지 않는다. 따라서 '물에 대한 용해성이 크다'는 틀리다.
증발잠열이 크고(①), 기체는 공기보다 1.5~2배 무거우며(③), 액체는 물보다 가볍다(비중 약 0.5)(④).
55번
중압식 공기분리장치에서 겔 또는 몰리큘라-시브(Molecular Sieve)에 의하여 주로 제거할 수 있는 가스는?
1. 아세틸렌
2. 염소
3. 이산화탄소
4. 암모니아
정답 3번
해설. ③ 공기액화분리장치에서 실리카겔·몰리큘러시브 등의 흡착제는 주로 원료공기 중의 수분과 이산화탄소를 제거한다.
CO₂가 남아 있으면 저온부에서 드라이아이스로 굳어 장치를 막는다. 아세틸렌은 흡착기·여과기로 별도 관리한다.
56번
저온장치용 재료로서 가장 부적당한 것은?
1. 구리
2. 니켈강
3. 알루미늄합금
4. 탄소강
정답 4번
해설. ④ 탄소강은 저온에서 충격값이 급격히 떨어지는 저온취성이 있어 저온장치용 재료로 부적당하다.
구리·알루미늄합금(면심입방 금속)과 니켈강(9% Ni강 등)은 저온에서도 인성이 좋아 저온장치에 쓰인다.
57번
펌프의 서징(surging)현상을 바르게 설명한 것은?
1. 유체가 배관 속을 흐르고 있을 때 부분적으로 증기가 발생하는 현상
2. 펌프내의 온도변화에 따라 유체가 성분의 변화를 일으켜 펌프에 장애가 생기는 현상
3. 배관을 흐르고 있는 액체의 속도를 급격하게 변화시키면 액체에 심한 압력변화가 생기는 현상
4. 송출압력과 송출유량 사이에 주기적인 변동이 일어나는 현상
정답 4번
해설. ④ 서징은 펌프 운전 중 송출압력과 송출유량이 주기적으로 변동하여 진동·소음이 생기는 현상이다.
①은 캐비테이션(공동현상), ③은 수격작용(워터해머)에 대한 설명이다.
서징을 막으려면 운전점을 우하향 특성 구간으로 옮기거나 바이패스 등을 설치한다.
58번
끓는점이 약 –162℃로서 초저온 저장설비가 필요하며 관리가 다소 복잡한 도시가스의 연료는?
1. SNG
2. LNG
3. LPG
4. 나프타
정답 2번
해설. ② LNG(액화천연가스)는 주성분 메탄의 끓는점이 약 −162℃이므로 초저온 저장설비가 필요하다.
LPG의 끓는점은 프로판 약 −42℃, 부탄 약 −0.5℃ 정도이며, SNG·나프타는 초저온 저장이 필요 없다.
59번
TP(내압시험압력)이 25MPa인 압축가스(질소) 용기의 경우 최고충전압력과 안전밸브 작동압력이 옳게 짝지어진 것은?
1. 20MPa, 15MPa
2. 15MPa, 20MPa
3. 20MPa, 25MPa
4. 25MPa, 20MPa
정답 2번
해설. ② 압축가스 용기: 최고충전압력(FP) = 내압시험압력 × 3/5, 안전밸브 작동압력 = 내압시험압력 × 8/10 이하
풀이: FP = 25 × 3/5 = 15MPa, 안전밸브 = 25 × 0.8 = 20MPa
(안전밸브 '내압시험압력의 10분의 8 이하'는 「고압가스 안전관리법 시행규칙」 별표 4와 일치)
60번
도시가스 설비 중 압송기의 종류가 아닌 것은?
1. 터보형
2. 회전형
3. 피스톤형
4. 막식형
정답 4번
해설. ④ 도시가스 압송기는 원심식(터보형), 회전형(루츠형), 왕복형(피스톤형) 등이 있다.
막식은 가스미터(실측식 계량기)의 형식이며 압송기가 아니다.
압송기는 저압 도시가스를 공급할 때 압력을 높여 보내는 설비이다.

가스안전관리

61번
고압가스용 가스히트펌프 제조 시 사용하는 재료의 허용 전단응력은 설계온도에서 허용 인장응력 값의 몇 %로 하여야 하는가?
1. 80%
2. 90%
3. 110%
4. 120%
정답 1번
해설. ① 가스히트펌프 제조 기준에서 재료의 허용 전단응력은 설계온도에서 허용 인장응력 값의 80%로 한다.
허용 압축응력 등 다른 허용응력도 허용 인장응력을 기준으로 정한다.
허용응력은 재료의 안전한 사용 한도를 정하기 위한 기준값이다.
62번
고압가스 운반차량에 설치하는 다공성 벌집형 알루미늄합금박판(폭발방지제)의 기준은?
1. 두께는 84mm 이상으로 하고, 2~3% 압축하여 설치한다.
2. 두께는 84mm 이상으로 하고, 3~4% 압축하여 설치한다.
3. 두께는 114mm 이상으로 하고, 2~3% 압축하여 설치한다.
4. 두께는 114mm 이상으로 하고, 3~4% 압축하여 설치한다.
정답 3번
해설. ③ 고압가스(LPG) 운반차량 탱크에 설치하는 다공성 벌집형 알루미늄합금박판(폭발방지제)은 두께 114mm 이상으로 하고 2~3% 압축하여 설치한다.
알루미늄합금박판은 열을 빨리 분산시켜 국부 가열에 의한 탱크 파열(BLEVE)을 막는다.
63번
자동차 용기 충전시설에서 충전기 상부에는 닫집 모양의 캐노피를 설치하고 그 면적은 공지 면적의 얼마로 하는가?
1. 1/2 이하
2. 1/2 이상
3. 1/3 이하
4. 1/3 이상
정답 1번
해설. ① 자동차 용기 충전시설의 충전기 상부에는 닫집 모양의 캐노피를 설치하고, 그 면적은 공지 면적의 1/2 이하로 한다.
캐노피가 너무 넓으면 누출가스가 체류할 수 있기 때문이다.
캐노피는 충전기를 비와 햇빛으로부터 보호하는 덮개 구조물이다.
64번
최고충전압력의 정의로서 틀린 것은?
1. 압축가스 충전용기(아세틸렌가스 제외)의 경우 35℃에서 용기에 충전할 수 있는 가스의 압력 중 최고압력
2. 초저온용기의 경우 상용압력 중 최고압력
3. 아세틸렌가스 충전용기의 경우 25℃에서 용기에 충전할 수 있는 가스의 압력 중 최고압력
4. 저온용기 외의 용기로서 액화가스를 충전하는 용기의 경우 내압시험 압력의 3/5배의 압력
정답 3번
해설. ③ 아세틸렌가스 충전용기의 최고충전압력은 15℃에서 용기에 충전할 수 있는 가스의 압력 중 최고압력이다. 따라서 '25℃'는 틀리다.
압축가스는 35℃ 기준 최고압력(①), 초저온용기는 상용압력 중 최고압력(②), 저온용기 외 액화가스 용기는 내압시험압력의 3/5배(④)이다.
65번
가연성가스가 대기 중으로 누출되어 공기와 적절히 혼합된 후 점화가 되어 폭발하는 가스사고의 유형으로, 주로 폭발압력에 의해 구조물이나 인체에 피해를 주며, 대구지하철공사장 폭발사고를 예로 들 수 있는 폭발의 형태는?
1. BLEVE(Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion)
2. 증기운폭발(Vapor Cloud Explosion)
3. 분해폭발(Decomposition Explosion)
4. 분진폭발(Dust Explosion)
정답 2번
해설. ② 증기운폭발(VCE)은 대기 중으로 누출된 가연성가스가 공기와 섞여 증기운을 만든 뒤 점화되어 폭발하는 형태로, 주로 폭발압력(폭풍파)으로 피해를 준다. 지하철 공사장의 도시가스 누출 폭발이 대표적이다.
BLEVE는 액화가스 용기 가열 파열, 분해폭발은 아세틸렌 등, 분진폭발은 가연성 분진에 의한 폭발이다.
66번
저장탱크에 의한 LPG 사용시설에서 실시하는 기밀시험에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. 상용압력 이상의 기체의 압력으로 실시한다.
2. 지하매설 배관은 3년마다 기밀시험을 실시한다.
3. 기밀시험에 필요한 조치는 안전관리총괄자가 한다.
4. 가스누출검지기로 시험하여 누출이 검지되지 않은 경우 합격으로 한다.
정답 3번
해설. ③ LPG 사용시설의 기밀시험에 필요한 조치는 안전관리책임자가 한다. 안전관리총괄자는 사업소 안전업무를 총괄하는 사람으로 기밀시험 조치 주체가 아니다.
상용압력 이상의 기체압력으로 실시하고(①), 지하매설 배관은 3년마다(②), 누출검지기로 누출이 없으면 합격(④)이다.
67번
내용적이 100L인 LPG용 용접용기의 스커트 통기 면적의 기준은?
1. 100mm² 이상
2. 300mm² 이상
3. 500mm² 이상
4. 1000mm² 이상
정답 4번
해설. ④ LPG 용접용기 스커트의 통기 면적 기준은 내용적 20L 이상 25L 미만 300mm² 이상, 25L 이상 50L 미만 500mm² 이상, 50L 이상 125L 미만 1000mm² 이상이다.
따라서 100L 용기는 1000mm² 이상이다.
68번
고압가스 제조 시 산소 중 프로판가스의 용량이 전체 용량의 몇 % 이상인 경우 압축하지 아니하는가?
1. 1%
2. 2%
3. 3%
4. 4%
정답 4번
해설. ④ 고압가스를 제조할 때 산소 중의 가연성가스 용량이 전체 용량의 4% 이상인 것은 압축하지 않는다(「고압가스 안전관리법 시행규칙」 별표 4).
참고로 아세틸렌·에틸렌·수소 중 산소 2% 이상, 산소 중 아세틸렌·에틸렌·수소 합계 2% 이상도 압축 금지이다.
69번
지하에 설치하는 지역정압기에는 시설의 조작을 안전하고 확실하게 하기 위하여 안전조작에 필요한 장소의 조도는 몇 룩스 이상이 되도록 설치하여야 하는가?
1. 100룩스
2. 150룩스
3. 200룩스
4. 250룩스
정답 2번
해설. ② 지하에 설치하는 지역정압기에는 조작을 안전하고 확실하게 하기 위하여 필요한 조도를 150룩스 이상 확보한다.
「도시가스사업법 시행규칙」은 '필요한 조명도를 확보할 것'으로 정하고, 세부 수치는 기술기준에 있다.
70번
동·암모니아 시약을 사용한 오르잣트법에서 산소의 순도는 몇 % 이상이어야 하는가?
1. 98%
2. 98.5%
3. 99%
4. 99.5%
정답 4번
해설. ④ 산소 제조자는 1일 1회 이상 품질검사를 하여 순도가 99.5% 이상이어야 한다(「고압가스 안전관리법 시행규칙」 별표 4). 산소 분석은 동·암모니아 시약을 사용한 오르자트법으로 한다.
참고로 아세틸렌은 98%, 수소는 98.5% 이상이다.
71번
고압가스설비를 이음쇠에 의하여 접속할 때에는 상용압력이 몇 MPa 이상이 되는 곳의 나사는 나사게이지로 검사한 것이어야 하는가?
1. 9.8 MPa 이상
2. 12.8 MPa 이상
3. 19.6 MPa 이상
4. 23.6 MPa 이상
정답 3번
해설. ③ 고압가스설비를 이음쇠로 접속할 때 상용압력이 19.6MPa 이상이 되는 곳의 나사는 나사게이지로 검사한 것이어야 한다(「고압가스 안전관리법 시행규칙」 별표 4).
이음쇠 접속부에는 잔류응력이 남지 않도록 조립한다.
72번
염소가스의 제독제로 적당하지 않은 것은?
1. 가성소다수용액
2. 탄산소다수용액
3. 소석회
4. 물
정답 4번
해설. ④ 염소의 제독제는 가성소다수용액, 탄산소다수용액, 소석회이다. 물은 염소의 제독제로 쓰지 않는다.
물이 제독제로 쓰이는 가스는 암모니아·산화에틸렌·염화메탄 등 물에 잘 녹는 가스이다.
73번
고압가스 저장탱크를 지하에 설치 시 저장탱크실에 사용하는 레디믹스콘크리트의 설계강도 범위의 상한값은?
1. 20.6 MPa
2. 21.6 MPa
3. 22.5 MPa
4. 23.5 MPa
정답 4번
해설. ④ 지하 저장탱크실에 사용하는 레디믹스콘크리트의 설계강도는 20.6MPa 이상 23.5MPa 이하로 한다.
따라서 상한값은 23.5MPa이다(하한값 20.6MPa).
콘크리트 강도가 너무 낮거나 높지 않도록 범위를 정해 둔 것이다.
74번
금속플렉시블 호스 제조자가 갖추지 않아도 되는 검사설비는?
1. 염수분무시험설비
2. 출구압력측정시험설비
3. 내압시험설비
4. 내구시험설비
정답 2번
해설. ② 금속플렉시블호스 제조자는 내압·기밀·내구·염수분무·인장·비틀림 시험설비 등 호스 자체의 성능을 확인하는 검사설비를 갖춘다.
출구압력측정시험설비는 압력조정기 등 압력을 조정하는 제품에 필요한 설비로 호스 제조에는 필요 없다.
75번
액화석유가스 용기 충전 기준 중 로딩암을 실내에 설치하는 경우 환기구 면적의 합계기준은?
1. 바닥면적의 3% 이상
2. 바닥면적의 4% 이상
3. 바닥면적의 5% 이상
4. 바닥면적의 6% 이상
정답 4번
해설. ④ LPG 충전시설의 로딩암을 건축물 내부에 설치하는 경우 환기구를 2방향 이상 설치하고, 환기구 면적의 합계는 바닥면적의 6% 이상으로 한다.
누출된 LPG가 체류하지 않도록 하기 위한 기준이다.
76번
도시가스제조소의 가스누출통보설비로서 가스경보기 검지부의 설치장소로 옳은 것은?
1. 증기, 물방울, 기름 섞인 연기 등의 접촉부위
2. 주위의 온도 또는 복사열에 의한 열이 40℃ 이하가 되는 곳
3. 설비 등에 가려져 누출가스의 유통이 원활하지 못한 곳
4. 차량 또는 작업등으로 인한 파손 우려가 있는 곳
정답 2번
해설. ② 가스경보기 검지부는 주위 온도 또는 복사열에 의한 온도가 40℃ 이하가 되는 곳에 설치한다.
증기·물방울·기름 섞인 연기 등이 닿는 곳(①), 누출가스 유통이 원활하지 못한 곳(③), 차량·작업 등으로 파손 우려가 있는 곳(④)에는 설치하지 않는다.
77번
독성가스의 운반기준으로 틀린 것은?
1. 독성가스 중 가연성가스와 조연성가스는 동일차량 적재함에 운반하지 아니한다.
2. 차량의 앞뒤에 붉은 글씨로 “위험고압가스”, “독성가스”라는 경계표시를 한다.
3. 허용농도가 100만분의 200 이하인 압축 독성가스 10m³ 이상을 운반할 때는 운반책임자를 동승시켜야 한다.
4. 허용농도가 100만분의 200 이하인 액화 독성가스 10kg 이상을 운반할 때는 운반책임자를 동승시켜야 한다.
정답 4번
해설. ④ 허용농도가 100만분의 200 이하인 액화 독성가스는 100kg 이상을 운반할 때 운반책임자를 동승시킨다. 따라서 '10kg 이상'은 틀리다.
압축 독성가스(200 이하)는 10m³ 이상(③)이 맞고, 차량 앞뒤에 붉은 글씨로 '위험 고압가스', '독성가스' 경계표시(②)를 한다(「고압가스 안전관리법 시행규칙」 별표 9의2).
78번
다음 중 발화원이 될 수 없는 것은?
1. 단열압축
2. 액체의 감압
3. 액체의 유동
4. 가스의 분출
정답 2번
해설. ② 액체의 감압은 온도가 낮아지는 방향으로 작용하므로 발화원이 될 수 없다.
단열압축은 온도 상승(①), 액체의 유동(③)과 가스의 분출(④)은 정전기를 일으켜 발화원이 될 수 있다.
79번
100kPa 의 대기압 하에서 용기 속 기체의 진공압력이 15kPa 이었다. 이 용기 속 기체의 절대압력은 몇 kPa 인가?
1. 85
2. 90
3. 95
4. 115
정답 1번
해설. ① 절대압력 = 대기압 − 진공압력
풀이: 100kPa − 15kPa = 85kPa
진공압력(진공도)은 대기압보다 낮은 정도를 나타내므로, 절대압력은 대기압에서 진공압력을 빼서 구한다. 게이지압력으로 표시하면 −15kPa 이다.
80번
다음 ( ) 안에 순서대로 들어갈 알맞은 수치는?
초저온 용기의 충격시험은 3개의 시험편 온도를 섭씨 ( )℃ 이하로 하여 그 충격치의 최저가 ( ) J/cm² 이상이고 평균 ( ) J/cm² 이상의 경우를 적합한 것으로 한다.
1. -100, 10, 20
2. -100, 20, 30
3. -150, 10, 20
4. -150, 20, 30
정답 4번
해설. ④ 초저온용기 재료의 충격시험은 3개 시험편을 −150℃ 이하로 하여 충격치의 최저값이 20J/cm² 이상, 평균값이 30J/cm² 이상이면 적합하다.
따라서 −150, 20, 30 순서이다.

가스계측기기

81번
다음은 기체크로마토그래프의 크로마토그램이다. t, t₁, t₂는 무엇을 나타내는가?
가스기사 필기 2021년 2회 81번 문제 그림
1. 이론 단수
2. 체류시간
3. 분리관의 효율
4. 피크의 좌우 변곡점 길이
정답 2번
해설. ② t, t₁, t₂는 시료 도입점부터 각 성분 피크의 최고점까지 걸린 시간으로 체류시간(보유시간)이다.
체류시간은 성분의 정성분석에 쓰이며, W·W₁·W₂는 피크 폭으로 이론단수 계산(N = 16(t/W)²)에 쓰인다.
82번
기체 크로마토그래피 분석법에서 자유전자 포착성질을 이용하여 전자 친화력이 있는 화합물에만 감응하는 원리를 적용하여 환경물질 분석에 널리 이용되는 검출기는?
1. TCD
2. FPD
3. ECD
4. FID
정답 3번
해설. ③ 전자포획검출기(ECD)는 방사선원에서 나온 자유전자를 전자 친화력이 큰 물질(할로겐·니트로 화합물 등)이 포착하는 원리로, 농약·PCB 등 환경물질 분석에 널리 쓰인다.
TCD는 열전도도, FPD는 불꽃광도(황·인), FID는 수소불꽃이온화(탄화수소) 검출기이다.
83번
다음 중 가장 저온에 대하여 연속 사용할 수 있는 열전대 온도계의 형식은?
1. T
2. R
3. S
4. L
정답 1번
해설. ① T형(구리-콘스탄탄) 열전대는 약 −200~350℃ 범위에서 쓰이며 저온 측정에 가장 적합하다.
R·S형(백금-백금로듐)은 고온용, L형(철-콘스탄탄)은 중온용이다.
열전대 온도계는 두 금속 접점의 온도차에 의한 열기전력을 이용한다.
84번
직접 체적유량을 측정하는 적산유량계로서 정도(精度)가 높고 고점도의 유체에 적합한 유량계는?
1. 용적식 유량계
2. 유속식 유량계
3. 전자식 유량계
4. 면적식 유량계
정답 1번
해설. ① 용적식 유량계(오벌·루츠·로터리피스톤식 등)는 일정 용적을 반복해 계량하므로 직접 체적유량을 적산하며 정도가 높고 고점도 유체에 적합하다.
유속식·전자식·면적식은 유속 등을 측정해 유량을 간접적으로 구한다.
85번
절대습도(Absolute humidity)를 가장 바르게 나타낸 것은?
1. 습공기 중에 함유되어 있는 건공기 1kg 에 대한 수증기의 중량
2. 습공기 중에 함유되어 있는 습공기 1m³에 대한 수증기의 체적
3. 기체의 절대온도와 그것과 같은 온도에서의 수증기로 포화된 기체의 습도비
4. 존재하는 수증기의 압력과 그것과 같은 온도의 포화수증기압과의 비
정답 1번
해설. ① 절대습도는 습공기 중에 포함된 건공기 1kg에 대한 수증기의 질량(kg/kg′)이다.
④는 상대습도(수증기 분압/같은 온도의 포화수증기압), ③은 포화도(비교습도)에 가까운 설명이다.
86번
가스계량기는 실측식과 추량식으로 분류된다. 다음 중 실측식이 아닌 것은?
1. 건식
2. 회전식
3. 습식
4. 벤투리식
정답 4번
해설. ④ 벤투리식은 차압을 측정해 유량을 계산하는 추량식 가스미터이다.
실측식은 일정 용적을 직접 계량하는 방식으로 건식(막식), 회전식(루츠형 등), 습식이 있다.
추량식에는 벤투리식 외에 델타식, 터빈식, 오리피스식 등이 있다.
87번
압력센서인 스트레인게이지의 응용원리는?
1. 전압의 변화
2. 저항의 변화
3. 금속선의 무게 변화
4. 금속선의 온도 변화
정답 2번
해설. ② 스트레인게이지는 금속선(또는 반도체)이 압력에 의해 늘어나거나 줄어들 때 전기저항이 변하는 원리를 이용한다.
저항 변화를 휘트스톤 브리지로 검출해 압력으로 환산한다.
스트레인게이지식 압력계는 응답이 빨라 급변하는 압력 측정에 적합하다.
88번
반도체식 가스누출 검지기의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?
1. 안정성은 떨어지지만 수명이 길다.
2. 가연성가스 이외의 가스는 검지할 수 없다.
3. 소형·경량화가 가능하며 응답속도가 빠르다.
4. 미량가스에 대한 출력이 낮으므로 감도는 좋지 않다.
정답 3번
해설. ③ 반도체식 검지기는 금속산화물 반도체 표면에 가스가 흡착되면 전기전도도가 변하는 원리로, 소형·경량화가 가능하고 응답속도가 빠르다.
안정성과 수명이 좋고(①), 가연성가스 외에 독성가스도 검지할 수 있으며(②), 미량가스에 대한 출력이 커 감도가 좋다(④).
89번
비례 제어기로 60℃~80℃ 사이의 범위로 온도를 제어하고자 한다. 목표값이 일정한 값으로 고정된 상태에서 측정된 온도가 73℃~76℃로 변할 때 비례대역은 약 몇 % 인가?
1. 10%
2. 15%
3. 20%
4. 25%
정답 2번
해설. ② 비례대역(%) = (측정온도 변화폭 / 조절 범위) × 100
풀이: (76 − 73) / (80 − 60) × 100 = 3/20 × 100 = 15%
비례대역이 작을수록 조작량 변화가 커져 제어가 민감해진다.
90번
원형 오리피스를 수면에서 10m 인 곳에 설치하여 매분 0.6m³의 물을 분출시킬 때 유량계수 0.6인 오리피스의 지름은 약 몇 cm인가?
1. 2.9
2. 3.9
3. 4.9
4. 5.9
정답 2번
해설. ② Q = C·(π/4)d²·√(2gh)
풀이: Q = 0.6/60 = 0.01m³/s, √(2 × 9.8 × 10) = 14.0m/s
d² = 4 × 0.01 / (π × 0.6 × 14.0) = 1.516×10⁻³ → d = 0.0389m ≒ 3.9cm
91번
오르자트 가스분석기의 구성이 아닌 것은?
1. 컬럼
2. 뷰렛
3. 피펫
4. 수준병
정답 1번
해설. ① 컬럼(분리관)은 가스크로마토그래피의 구성 요소이다.
오르자트 가스분석기는 뷰렛(가스 체적 측정), 흡수피펫(CO₂·O₂·CO 흡수액), 수준병(가스 이동·압력 조절), 3방 콕 등으로 구성된다.
92번
습식가스미터에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. 계량이 정확하다.
2. 설치공간이 크다.
3. 일반 가정용에 주로 사용한다.
4. 수위조정 등 관리가 필요하다.
정답 3번
해설. ③ 습식가스미터는 계량이 정확하여 기준기·실험실용으로 주로 쓰인다. 일반 가정용으로는 막식가스미터를 사용한다.
습식은 설치공간이 크고(②), 수위조정 등 관리가 필요하다(④).
습식가스미터는 드럼의 회전으로 가스량을 측정한다.
93번
국제표준규격에서 다루고 있는 파이프(pipe) 안에 삽입되는 차압 1차 장치(primary device)에 속하지 않는 것은?
1. nozzle(노즐)
2. thermo well(써모 웰)
3. venturi nozzle(벤투리 노즐)
4. orifice plate(오리피스 플레이트)
정답 2번
해설. ② 써모웰(thermo well)은 온도계를 보호하기 위해 배관에 삽입하는 보호관으로, 차압을 발생시키는 1차 장치가 아니다.
노즐, 벤투리 노즐, 오리피스 플레이트는 관로를 좁혀 차압을 만드는 차압식 유량계의 1차 장치이다.
94번
피토관은 측정이 간단하지만 사용 방법에 따라 오차가 발생하기 쉬우므로 주의가 필요하다. 이에 대한 설명으로 틀린 것은?
1. 5m/s 이하인 기체에는 적용하기 곤란하다.
2. 흐름에 대하여 충분한 강도를 가져야 한다.
3. 피토관 앞에는 관지름 2배 이상의 직관길이를 필요로 한다.
4. 피토관 두부를 흐름의 방향에 대하여 평행으로 붙인다.
정답 3번
해설. ③ 피토관 앞쪽(상류)에는 관지름의 약 15~20배 이상의 직관길이가 필요하다. '2배 이상'은 부족하므로 틀리다.
유속 5m/s 이하의 기체는 동압이 작아 측정이 곤란하고(①), 흐름에 견딜 강도가 필요하며(②), 두부는 흐름 방향과 평행하게 설치한다(④).
95번
가스미터가 규정된 사용공차를 초과할 때의 고장을 무엇이라고 하는가?
1. 부동
2. 불통
3. 기차불량
4. 감도불량
정답 3번
해설. ③ 기차불량은 가스미터의 기차(계량오차)가 사용공차를 넘어 부정확하게 계량되는 고장이다.
부동은 가스는 통과하나 지침이 움직이지 않는 고장, 불통은 가스가 통과하지 않는 고장, 감도불량은 소량 통과 시 지침이 움직이지 않는 고장이다.
96번
순간적으로 무한대의 입력에 대한 변동하는 출력을 의미하는 응답은?
1. 스텝응답
2. 직선응답
3. 정현응답
4. 충격응답
정답 4번
해설. ④ 충격(임펄스)응답은 매우 짧은 순간 크기가 무한대인 입력(단위 임펄스)을 가했을 때 출력의 변화이다.
스텝응답은 계단 모양 입력, 정현응답은 사인파 입력에 대한 응답이다.
충격응답을 알면 선형계의 모든 입력에 대한 응답을 구할 수 있다.
97번
석유제품에 주로 사용하는 비중 표시 방법은?
1. alcohol도
2. API도
3. Baume도
4. Twaddell도
정답 2번
해설. ② 석유제품의 비중은 주로 API도로 나타낸다. API도 = 141.5/비중(60℉/60℉) − 131.5
Baume도는 일반 액체(무거운 액·가벼운 액), Twaddell도는 물보다 무거운 액체의 비중 표시에 쓰인다.
98번
초산납 10g을 물 90mL로 용해하여 만드는 시험지와 그 검지가스가 바르게 연결된 것은?
1. 염화파라듐지 - H₂S
2. 염화파라듐지 - CO
3. 연당지 - H₂S
4. 연당지 - CO
정답 3번
해설. ③ 초산납(아세트산납) 용액에 적신 시험지는 연당지이며, 황화수소(H₂S)와 접촉하면 흑색으로 변한다.
염화파라듐지는 CO를 검지하며 흑색으로 변한다.
연당지는 초산납 10g을 물 90mL에 녹인 용액에 거름종이를 적셔 만든다.
99번
헴펠식 가스분석법에서 수소나 메탄은 어떤 방법으로 성분을 분석하는가?
1. 흡수법
2. 연소법
3. 분해법
4. 증류법
정답 2번
해설. ② 헴펠식 분석에서 CO₂·CₘHₙ·O₂·CO는 흡수법으로, 수소(H₂)와 메탄(CH₄)은 연소법(폭발법·완만연소법 등)으로 분석한다.
연소 후의 체적 감소와 생성 CO₂ 양으로 각 성분을 계산한다.
100번
다음 중 열선식 유량계에 해당하는 것은?
1. 델타식
2. 에뉴바식
3. 스웰식
4. 토마스식
정답 4번
해설. ④ 토마스식 유량계는 가스를 전열로 가열하여 상하류의 온도차(또는 가열량)로 질량유량을 구하는 열선식(열식) 유량계이다.
델타식은 와류식, 에뉴바식은 피토관식(평균 피토관), 스웰식은 와류식 유량계이다.
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