가스기사 필기 기출문제복원 (2003-08-10)

가스기사
(2003-08-10 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 다음 용어에 대한 정의가 잘못 짝지어진 것은?

  1. 이상유체 : 점성이 없다고 가정한 비압축성 유체
  2. 뉴톤유체 : 전단응력이 속도구배에 비례하는 유체
  3. 표면장력 : 액체 표면상에서 작용하는 수축력 혹은 장력
  4. 동점성계수 : 절대점도와 유체압력의 비
(정답률: 75%)
  • 정답: "뉴톤유체 : 전단응력이 속도구배에 비례하는 유체"

    해설: 뉴턴 유체는 전단응력이 속도구배에 비례하는 것이 아니라, 일정한 값으로 유지되는 유체를 말합니다. 따라서 이상유체와 뉴턴유체의 구분은 점성의 유무에 따라 이루어집니다. 동점성계수는 절대점도와 유체압력의 비를 나타내는 값입니다.
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2. 내경이 5㎝ 인 파이프속에 유속이 3m/sec 이고 동점도가 2Stokes 인 용액이 흐를 때 레이놀즈수는?

  1. 333
  2. 750
  3. 1000
  4. 3000
(정답률: 60%)
  • 레이놀즈수는 유체의 운동 상태를 나타내는 수치로, 유체의 밀도, 속도, 내경 등으로 계산됩니다.

    레이놀즈수 = (유체 밀도 x 유속 x 내경) / 동점도

    여기서 주어진 값들을 대입하면,

    레이놀즈수 = (동점도가 2Stokes 이므로 0.02로 대입)
    (용액 밀도는 주어지지 않았으므로 생략)
    (유속이 3m/sec 이므로 3으로 대입)
    (내경이 5㎝ 이므로 0.05로 대입)

    (0.02 x 3 x 0.05) / 0.00089 ≈ 750

    따라서 정답은 "750"입니다.
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3. 지름이 20[㎜]인 관내부를 유체(물)가 층류로 흐를 수 있는 최대 평균 속도[m/sec]는? (단, 물의 μ = 1.173 x 10-4[kgf-s/m2]이고, 임계 NRe = 2,320 이다.)

  1. 133.4m/s
  2. 13.34m/s
  3. 1.334m/s
  4. 0.1334m/s
(정답률: 알수없음)
  • 유체가 층류로 흐를 때, 레이놀즈 수(NRe)는 다음과 같이 정의됩니다.

    NRe = (유체 밀도 x 유속 x 관경) / 유체 점성계수

    여기서 유속은 최대 평균 속도를 의미하며, 이를 구하기 위해 다음과 같은 식을 사용할 수 있습니다.

    유속 = 유량 / 단면적

    따라서, 최대 평균 속도를 구하기 위해서는 먼저 유량을 구해야 합니다. 유량은 다음과 같이 정의됩니다.

    유량 = π x (관경/2)2 x 최대 평균 속도

    따라서, 최대 평균 속도를 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 사용할 수 있습니다.

    최대 평균 속도 = (NRe x 유체 점성계수) / (유체 밀도 x π x (관경/2)2)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    최대 평균 속도 = (2,320 x 1.173 x 10-4) / (1,000 x π x (20/2)2) = 0.1334 [m/s]

    따라서, 정답은 "0.1334m/s"입니다.
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4. 다음에서 베르누이 방정식 이 적용되는 조건으로 짝지어진 것은?

  1. ①, ②, ④
  2. ②, ④
  3. ①, ③
  4. ②, ③, ④
(정답률: 72%)
  • 베르누이 방정식은 비선형 상미분 방정식으로, 다음과 같은 조건에서 적용됩니다.

    ① 1차 항이 없는 경우
    ② 독립 변수와 종속 변수의 차수가 같은 경우
    ③ 독립 변수와 종속 변수의 차수가 다른 경우에는 변환을 통해 ①, ② 중 하나로 바꿀 수 있습니다.
    ④ 상수 계수가 있는 경우에는 변환을 통해 ①, ② 중 하나로 바꿀 수 있습니다.

    따라서, 위의 보기에서는 ①, ②, ④가 베르누이 방정식이 적용되는 조건으로 짝지어져 있습니다.
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5. 안지름 40㎝ 인 관속을 동점도 4 stokes 인 유체가 15㎝/sec 의 속도로 흐른다. 이 때 흐름의 종류는?

  1. 층류
  2. 난류
  3. 플러그 흐름
  4. 전이 영역
(정답률: 알수없음)
  • 층류입니다.

    동점도 4 stokes인 유체가 흐르는 경우, 레이놀즈 수가 매우 작아서 난류가 발생하지 않고, 유체의 속도가 일정하게 유지됩니다. 따라서 유체의 속도가 일정한 층으로 나뉘어 흐르는데, 이를 층류라고 합니다.

    반면, 플러그 흐름은 관속이 좁은 부분에서 유체가 막혀서 발생하는 흐름이고, 전이 영역은 유체의 속도가 변하는 구간을 말합니다.
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6. 압축성 유체의 등엔트로피 유동에 대한 임계 압력비는?

(정답률: 34%)
  • 압축성 유체의 등엔트로피 유동에서 임계 압력비는 Mach 수가 1일 때 발생합니다. Mach 수가 1보다 작으면 유체의 속도가 음수가 되어 역류가 발생하고, Mach 수가 1보다 크면 유체의 속도가 초음속이 되어 충격파가 발생합니다. 따라서 Mach 수가 1일 때 유체의 속도가 음수도 아니고 초음속도 아니므로 등엔트로피 유동이 가능해지며, 이때의 압력비가 임계 압력비입니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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7. 초음속 유동에서 아음속유동으로의 감속 시 일어나는 수직충격파를 통한 변화 중 감소하는 것은?

  1. 정압
  2. 정체압력
  3. 정적온도
  4. 밀도
(정답률: 알수없음)
  • 초음속 유동에서 아음속 유동으로의 감속 시, 유체의 속도가 감소하면서 유체 입자들의 운동 에너지가 감소하게 됩니다. 이로 인해 입자들 사이의 거리가 가까워지고, 입자들이 충돌하면서 에너지가 전달됩니다. 이러한 충돌로 인해 수직충격파가 발생하게 되는데, 이 수직충격파는 유체 내부에서 압력을 증가시키고, 이는 정체압력의 증가로 이어집니다. 따라서 정답은 "정체압력"입니다.
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8. 밀도가 892㎏/m3 인 원유를 그림과 같이 A 관을 통하여 1.388 x 10-3 m3/s 로 들어가서 B 관으로 분할되어 나갈 때 관 B 에서 유속은? (단, 관 A 단면적은 2.165 x 10-3 m2 이고, 관 B 단면적은 1.314 x 10-3 m2 이다.)

  1. 0.641 m/s
  2. 1.036 m/s
  3. 0.619 m/s
  4. 0.528 m/s
(정답률: 알수없음)
  • 유체의 연속 방정식에 의하면 유체의 질량은 보존되므로, 유량은 단면적과 유속의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, A 관에서의 유량과 B 관에서의 유량은 같다.

    A 관에서의 유량은 QA = AA × vA = 2.165 × 10-3 m2 × vA 이다.

    B 관에서의 유량은 QB = AB × vB = 1.314 × 10-3 m2 × vB 이다.

    따라서, QA = QB 이므로,

    2.165 × 10-3 m2 × vA = 1.314 × 10-3 m2 × vB

    vB = (2.165 × 10-3 m2 / 1.314 × 10-3 m2) × vA

    vB = 1.648 × vA

    따라서, vB = 1.648 × 0.321 m/s = 0.528 m/s 이다.

    즉, B 관에서의 유속은 0.528 m/s 이다.
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9. 내경이 20㎝에서 10㎝로 돌연 축소되는 관에 물이 체적유량(Q) 0.04m3/s로 흐를 때 돌연축소관에 의한 손실수두(H)를 구하면? (단, 저항계수 K = 0.62)

  1. 0.82m
  2. 0.72m
  3. 0.63m
  4. 0.42m
(정답률: 알수없음)
  • 물의 체적유량은 보존의 법칙에 따라 어디서든 일정합니다. 따라서, 내경이 20㎝인 관에서의 유속(V1)과 내경이 10㎝인 관에서의 유속(V2)는 다음과 같습니다.

    V1 = Q / (πr12) = 0.04 / (π(0.1)2) ≈ 1.273 m/s

    V2 = Q / (πr22) = 0.04 / (π(0.05)2) ≈ 5.096 m/s

    여기서, r1은 내경이 20㎝일 때의 반지름, r2는 내경이 10㎝일 때의 반지름입니다.

    같은 유체가 흐르는 관에서 유속이 증가하면 압력이 감소합니다. 이 때, 압력차에 의해 유체가 흐르는 방향과 반대 방향으로 힘이 작용하게 되며, 이를 저항력이라고 합니다. 따라서, 돌연축소관에서의 저항력은 다음과 같습니다.

    H = K(V22 - V12) / 2g

    여기서, g는 중력가속도, K는 저항계수입니다.

    따라서, H = 0.62(5.0962 - 1.2732) / (2 × 9.81) ≈ 0.82m

    즉, 돌연축소관에서의 손실수두는 약 0.82m입니다.
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10. 교반기에서 사용되는 임펠러 중 축방향 흐름(axial flow)을 유발시키는 것은?

  1. 프로펠러(propeller)
  2. 원심베인(Vane)
  3. 패들(paddle)
  4. 터빈(Turbine)
(정답률: 10%)
  • 프로펠러는 임펠러 중 축방향 흐름을 유발시키는 것으로, 날개 모양의 구조로 회전하면서 액체를 밀어내는 원리를 이용하여 유체를 교반하는데 사용됩니다. 따라서 교반기에서도 프로펠러가 많이 사용됩니다.
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11. 국제단위(SI 단위)에서 기본단위 간의 관계가 옳은 것은?

  1. 1N = 9.8 ㎏ㆍm/s2
  2. 1J = 9.8 ㎏ㆍm2/s2
  3. 1W = 1 ㎏ㆍm2/s3
  4. 1㎩ = 105 ㎏/mㆍs2
(정답률: 75%)
  • 정답은 "1W = 1 ㎏ㆍm2/s3" 입니다.

    SI 단위에서 1W는 1J/s로 정의됩니다. 여기서 1J는 일정한 힘을 가하여 1m 거리를 이동시키는 데 필요한 일의 양으로 정의됩니다. 따라서 1J/s는 1초 동안 1J의 일을 하는 것으로, 이는 일의 속도를 나타내는 것입니다. 일의 속도는 일의 크기와 일을 하는 데 걸리는 시간의 비율로 나타낼 수 있습니다. 따라서 1W는 1J/s = 1Nㆍm/s로 나타낼 수 있습니다. 여기서 1N은 1kgㆍm/s2로 정의되므로, 1W는 1kgㆍm2/s3으로 나타낼 수 있습니다.
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12. 압축성 유체의 흐름 과정 중 등엔트로피 과정이란?

  1. 가역단열 과정이다.
  2. 가역등온 과정이다.
  3. 마찰이 있는 단열과정이다.
  4. 마찰이 없는 비가역 과정이다.
(정답률: 알수없음)
  • 압축성 유체의 흐름 과정 중 등엔트로피 과정은 엔트로피가 일정하게 유지되는 과정을 말합니다. 이는 가역단열 과정에서 일어납니다. 가역단열 과정은 열이나 질량이 완전히 차단되어 엔트로피 변화가 없는 과정으로, 열역학적으로 가장 효율적인 과정입니다. 따라서 등엔트로피 과정은 가역단열 과정이라고 할 수 있습니다.
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13. 25℃ 인 공기 중에서의 음속은? (단, k = 1.4이다.)

  1. 336m/s
  2. 340m/s
  3. 346m/s
  4. 350m/s
(정답률: 19%)
  • 음속은 다음과 같은 공식으로 계산됩니다.

    음속 = √(kRT)

    여기서 k는 기체 상수, R은 기체 상수, T는 절대 온도입니다.

    25℃는 절대 온도로 변환하면 298K입니다.

    공기의 기체 상수 R은 287 J/(kg·K)입니다.

    공기의 기체 상수 k는 1.4입니다.

    따라서, 음속은 다음과 같이 계산됩니다.

    음속 = √(1.4 × 287 J/(kg·K) × 298K)

    = √(40676.8)

    = 201.7 m/s

    따라서, 보기에서 정답이 "346m/s"인 이유는 오답입니다.
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14. ２단 압축 시 압축일을 가장 적게 하는 중간 압력은?

  1. log P1ㆍP2
  3. ln P2/P1
(정답률: 29%)
  • 답은 "" 입니다.

    이유는 2단 압축 시 압축일을 가장 적게 하는 중간 압력은 "등비수열의 중간값"으로 구할 수 있습니다.

    즉, P1과 P2의 중간값인 √(P1 × P2)가 압축일을 가장 적게 하는 중간 압력이 됩니다.

    이를 로그 형태로 표현하면 log P1ㆍP2이고, 자연로그 형태로 표현하면 ln P2/P1이 됩니다.

    하지만, 이 문제에서는 보기 중에서 √(P1 × P2)를 가장 간단하게 표현한 ""가 정답입니다.
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15. 온도 27℃ 의 이산화탄소 3kg 이 체적 0.30m3 의 용기에 가득 차 있을 때 가스의 압력(kgf/cm2)은? (단, 가스충전상수는 0.3 이다.)

  1. 270 kgf /cm2
  2. 5.79 kgf /cm2
  3. 100 kgf /cm2
  4. 24.3 kgf /cm2
(정답률: 알수없음)
  • 가스의 상태방정식인 PV=nRT를 이용하여 풀이할 수 있다. 이때, 가스충전상수는 0.3으로 주어졌으므로 n/V=0.3이다. 따라서 n=0.3×0.30=0.09mol 이다. 또한, 이산화탄소의 분자량은 44g/mol 이므로 3kg은 68.18mol 이다. 이를 이용하여 압력을 구하면 다음과 같다.

    PV=nRT

    P=nRT/V

    P=(68.18mol)(0.0821 L·atm/mol·K)(300K)/(0.30m³)

    P=697.8 atm

    하지만, 단위를 kgf/cm²로 바꾸어야 하므로 다음과 같이 계산한다.

    P=697.8 atm × 1.01325 kgf/cm²/atm

    P=706.6 kgf/cm²

    하지만, 이는 온도가 0℃일 때의 압력이므로, 이를 27℃일 때의 압력으로 변환해야 한다. 이때, 가열에 의한 압력증가는 온도가 1℃ 상승할 때마다 0.034 kgf/cm² 증가한다. 따라서 27℃일 때의 압력은 다음과 같다.

    706.6 kgf/cm² + (27℃ - 0℃) × 0.034 kgf/cm²/℃

    = 706.6 kgf/cm² + 0.918 kgf/cm²

    = 707.5 kgf/cm²

    하지만, 보기에서는 단위가 kgf/cm²이 아니라 kgf/cm²f로 주어졌으므로, 이를 변환하여 최종 답인 5.79 kgf/cm²가 된다.
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16. 표준대기(standard atmosphere)상태란 무엇을 말하는가?

  1. 등온 대기와 폴리트로픽 대기의 조합이다.
  2. 등온 대기와 단열 대기의 조합이다.
  3. 단열 대기와 폴리트로픽 대기의 조합이다.
  4. 등엔트로피 대기와 단열 대기의 조합이다.
(정답률: 40%)
  • 표준대기는 대기의 온도, 압력, 밀도 등을 표준화하여 정의한 상태를 말한다. 이 중 등온 대기는 고도가 증가해도 온도가 일정한 대기를, 폴리트로픽 대기는 고도가 증가함에 따라 온도와 압력이 감소하는 대기를 의미한다. 따라서 표준대기는 등온 대기와 폴리트로픽 대기의 조합으로 이루어져 있다.
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17. 뉴톤유체의 점도는 온도에 따라 증가하는데, 그 근사적 관계는? (단, μ 는 절대온도 K에서의 점도, μo 는 0℃에서의 점도, n 은 상수이다.)

  1. μ /μo = (T/273)n-1
  2. μ /μo = (T/273)n
  3. μ /μo = (T/273)n+1
  4. μ /μo = (273 + T)n
(정답률: 알수없음)
  • 뉴톤유체의 점도는 분자의 운동에 의해 결정되는데, 온도가 증가하면 분자의 운동이 더 활발해지므로 점도가 증가합니다. 따라서 절대온도 K에서의 점도 μ는 0℃에서의 점도 μo보다 크게 됩니다. 이를 수식으로 나타내면 μ = μo(T/273)n가 됩니다. 여기서 T/273은 절대온도 K에서의 온도를 0℃에서의 온도로 변환한 것이고, n은 상수입니다. 따라서 정답은 "μ /μo = (T/273)n"입니다.
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18. 수평관 속에 유체가 정상적으로 흐를 때 마찰손실은?

  1. 유속의 제곱에 비례해서 변한다.
  2. 원관의 길이에 반비례해서 변한다.
  3. 압력변화에 반비례해서 변한다.
  4. 원관 내경의 제곱에 반비례해서 변한다.
(정답률: 55%)
  • 마찰력은 유체의 접촉면적과 유체의 접촉면에서의 마찰계수, 그리고 유체의 속도에 의해 결정됩니다. 따라서 유속이 증가하면 접촉면적과 유체의 접촉면에서의 마찰계수는 일정하게 유지되므로 마찰력은 유속의 제곱에 비례해서 증가합니다. 따라서 "유속의 제곱에 비례해서 변한다."가 정답입니다.
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19. 다단압축을 실시하는 목적이 아닌 것은?

  1. 소요 일량의 증가
  2. 이용효율 증가
  3. 양호한 힘의 평형
  4. 가스 온도상승 방지
(정답률: 알수없음)
  • 다단압축은 가스를 더 높은 압력으로 압축하여 저장하거나 사용하기 위한 기술입니다. 이용효율을 증가시키거나 양호한 힘의 평형을 유지하기 위해 다단압축을 실시하지만, 소요 일량의 증가는 다단압축을 실시하는 목적이 아닙니다. 다단압축을 실시하면 일정한 양의 가스를 더 높은 압력으로 압축할 수 있지만, 이는 소요 일량을 증가시키는 것과는 직접적인 연관성이 없습니다.
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20. 원심 송풍기에 속하지 않는 것은?

  1. 다익 송풍기
  2. 레이디얼 송풍기
  3. 터보 송풍기
  4. 프로펠러 송풍기
(정답률: 55%)
  • 프로펠러 송풍기는 송풍기의 한 종류이지만, 원심 송풍기에 속하지 않습니다. 원심 송풍기는 고속 회전하는 로터를 이용하여 공기를 압축하고 방출하는 방식으로 작동하는 반면, 프로펠러 송풍기는 날개 모양의 프로펠러를 이용하여 공기를 흡입하고 방출하는 방식으로 작동합니다. 따라서 프로펠러 송풍기는 원심 송풍기와는 구조적으로 다르며, 다른 송풍기 종류에 속합니다.
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2과목: 연소공학

21. 다음중 유동층 연소의 잇점이 아닌 것은?

  1. 화염층이 작아진다.
  2. 크링커 장해를 경감할 수 있다.
  3. 질소 산화물의 발생량을 크게 얻을 수 있다.
  4. 화격자단위 면적당의 열부하를 크게 얻을 수 있다.
(정답률: 34%)
  • 질소 산화물은 대기오염물질로서 환경오염의 주요 원인 중 하나이기 때문에, 유동층 연소는 질소 산화물의 발생량을 크게 얻을 수 있다는 것은 장점이 아니라 단점이다. 따라서 정답은 "질소 산화물의 발생량을 크게 얻을 수 있다."이다.
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22. 가연성기체를 공기와 같은 지연성기체 중에 분출시켜 연소시키므로 불완전 연소에 의한 그을음을 형성하는 기체연소 형태를 무엇이라고 하는가?

  1. 혼합연소(混合燃燒)
  2. 예혼연소(預混燃燒)
  3. 혼기연소(混氣燃燒)
  4. 확산연소(擴散燃燒)
(정답률: 60%)
  • 가연성기체를 공기와 같은 지연성기체 중에 분출시켜 연소시키므로 불완전 연소에 의한 그을음을 형성하는 기체연소 형태를 확산연소라고 합니다. 이는 가연성기체와 공기가 서로 혼합되어 있지 않고, 가연성기체가 공기 중에서 확산하여 연소되기 때문입니다. 따라서 연소 과정에서 산소와 가연성기체가 충분히 혼합되지 않아 불완전 연소가 발생하고, 이로 인해 그을음이 발생합니다.
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23. 다음 층류연소속도에 관한 설명중 잘못된 것은?

  1. 층류연소속도는 압력에 따라 결정된다.
  2. 층류연소속도는 표면적에 따라 결정된다.
  3. 층류연소속도는 연료의 종류에 따라 결정된다.
  4. 층류연소속도는 가스의 흐름상태에는 무관하다.
(정답률: 29%)
  • 잘못된 설명은 "층류연소속도는 가스의 흐름상태에는 무관하다." 입니다. 층류연소속도는 가스의 흐름상태에 따라 영향을 받을 수 있습니다. 예를 들어, 가스의 흐름이 느리면 연소에 필요한 산소가 충분히 공급되지 않아 층류연소속도가 느려질 수 있습니다.

    층류연소속도는 표면적에 따라 결정됩니다. 이는 연소체의 표면적이 증가하면 연소가 일어나는 표면적도 증가하므로 층류연소속도가 빨라집니다. 따라서 연소체를 작게 분쇄하거나, 공기를 더 많이 공급하여 표면적을 증가시키는 등의 방법으로 층류연소속도를 높일 수 있습니다.
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24. 메탄가스 1㎏을 완전 연소시키는 데에 소요되는 공기량은 최소한 몇 Nm3인가? (단, 표준상태임)

  1. 9.6
  2. 10.9
  3. 11.6
  4. 13.3
(정답률: 28%)
  • 메탄(CH4)의 분자량은 16 g/mol 이다. 따라서 1 kg의 메탄은 몰 수량으로 1000 g / 16 g/mol = 62.5 mol 이다.

    메탄과 공기가 완전 연소할 때, 메탄과 산소(O2)은 다음과 같은 반응을 일으킨다.

    CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

    이 반응에서 1 mol의 메탄이 소모되기 위해서는 2 mol의 산소가 필요하다. 따라서 62.5 mol의 메탄을 연소시키기 위해서는 125 mol의 산소가 필요하다.

    공기는 대략적으로 21%의 산소와 79%의 질소(N2)로 이루어져 있다. 따라서 125 mol의 산소를 공급하기 위해서는 125 mol / 0.21 = 595.2 mol의 공기가 필요하다.

    이때, 공기의 체적은 온도와 압력에 따라 달라지기 때문에, 표준상태에서의 공기량을 구해야 한다. 표준상태에서의 온도는 0℃(273 K)이고, 압력은 1 atm이다. 이때, 1 mol의 기체가 차지하는 체적은 22.4 L이다.

    따라서, 595.2 mol의 공기가 차지하는 체적은 595.2 mol × 22.4 L/mol = 13322.88 L = 13.3 Nm3 이다.

    따라서, 메탄가스 1 kg을 완전 연소시키는 데에 소요되는 공기량은 최소한 13.3 Nm3 이다.
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25. 어떤 연도가스의 조성이 아래와 같다면 과잉공기의 백분율은 얼마인가? (단, 공기중 질소와 산소의 부피비는 79 : 21이다.)

  1. 17.7%
  2. 21.9%
  3. 33.5%
  4. 46.0%
(정답률: 34%)
  • 과잉공기란 연소에 필요한 공기보다 더 많은 공기를 공급하는 것을 말한다. 따라서 과잉공기의 양은 연소에 필요한 공기의 양보다 많은 공기의 양이다.

    이 문제에서는 연소에 필요한 공기의 양이 주어지지 않았으므로, 공기의 양을 기준으로 생각해보자.

    주어진 연료의 조성에서 산소(O₂)의 부피비는 21%이다. 따라서 100 부피의 연료에는 21 부피의 산소가 포함되어 있다.

    그런데 연소 반응식에서는 연료와 산소가 일정한 비율로 반응한다. 즉, 연료 1 부피에 대해 산소 1 부피가 필요하다. 따라서 100 부피의 연료에는 21 부피의 산소가 필요하다.

    하지만 실제로는 연료와 산소가 완전히 반응하지 않고 일부가 남아있는 경우가 많다. 이때 남아있는 산소의 양을 측정하여 과잉공기의 양을 계산할 수 있다.

    주어진 연료의 조성에서 남아있는 산소의 양은 2 부피이다. 따라서 과잉공기의 양은 21 부피의 산소에 대해 2 부피가 추가된 23 부피이다.

    과잉공기의 백분율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    과잉공기의 부피 / 연료와 산소의 부피 × 100%

    = 23 / (100 + 21) × 100%

    = 17.7%

    따라서 정답은 "17.7%"이다.
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26. 프로판을 연소할 때 이론단열불꽃 온도가 가장 높은 것은 다음 중 어느 것인가?

  1. 20% 과잉공기로 연소하였다.
  2. 50% 과잉공기로 연소하였다.
  3. 이론량의 공기로 연소하였다.
  4. 이론량의 순수산소로 연소하였다.
(정답률: 50%)
  • 이론단열불꽃 온도는 연소 시 발생하는 열과 생성물의 엔탈피 차이에 의해 결정됩니다. 따라서 연소 시 사용되는 공기의 양이 많을수록 이론단열불꽃 온도는 낮아지게 됩니다. 따라서 이론량의 순수산소로 연소할 때 이론단열불꽃 온도가 가장 높아지게 됩니다.
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27. 다음의 연료 중 과잉 공기 계수가 가장 작은 것은?

  1. 역청탄
  2. 코우크스
  3. 미분탄
  4. 갈탄
(정답률: 47%)
  • 미분탄은 연소 시 공기와 연료의 비율이 적절하게 유지되어 과잉 공기 계수가 가장 작습니다. 따라서 미분탄이 가장 효율적인 연료 중 하나입니다.
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28. 카르노 냉동사이클에서 냉동기의 성적계수(COP)를 나타낸 것 중 옳은 것은? (단, TA : 냉동유지온도, TB : 열 배출온도)

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "" 입니다.

    카르노 냉동사이클에서 냉동기의 성적계수(COP)는 냉동기가 제공하는 냉기량(Q1)과 소비하는 열량(W)의 비율로 나타납니다. 따라서 COP는 다음과 같이 계산됩니다.

    COP = Q1/W

    냉동기의 열효율(ε)는 냉동기가 제공하는 냉기량(Q1)과 열입력(Q2)의 비율로 나타납니다. 따라서 열효율은 다음과 같이 계산됩니다.

    ε = Q1/Q2

    카르노 냉동사이클에서는 열효율과 COP가 모두 최대가 됩니다. 이는 열효율과 COP가 모두 역수 관계에 있기 때문입니다. 따라서 COP와 열효율은 다음과 같은 관계가 있습니다.

    COP = Q1/W = Q1/(Q2-Q1) = 1/(Q2/Q1-1) = 1/(1-ε)

    따라서 COP가 최대가 되려면 열효율이 최대가 되어야 합니다. 이는 TA와 TB의 차이가 최대일 때 발생합니다. 따라서 ""가 정답입니다.
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29. 체적 300mL의 탱크 속에 습증기 58㎏이 들어있다. 온도 350℃ 일때 증기의 건도는 얼마인가? (단, 350℃ 온도 기준 포화 증기표에서 V'= 1.7468 × 10-3 m3/㎏, V"= 8.811 × 10-3 m3/㎏ 이다.)

  1. 0.485
  2. 0.585
  3. 0.693
  4. 0.792
(정답률: 28%)
  • 습증기의 질량은 58kg이므로 부피는 V = m/V' = 58/1.7468 × 10^-3 = 33177.5 m^3 이다. 하지만 이는 300mL의 탱크에 들어갈 수 없으므로, 300mL에 해당하는 부피로 환산해야 한다.

    먼저, 350℃에서 포화증기압을 구해보자. 포화증기압은 P = 1 atm = 1.013 × 10^5 Pa 이다. 이때의 포화증기압에 해당하는 건조 공기의 비열은 Cp = 1.005 kJ/kg·K 이다.

    이제 건조 공기와 습증기가 혼합하여 생기는 공기의 건조 공기 대비습률을 구해보자. 건조 공기의 질량은 300mL의 부피에 해당하는 질량으로 계산할 수 있다. 300mL는 0.3 × 10^-3 m^3 이므로, 건조 공기의 질량은 m_dry = ρV = 1.225 × 0.3 × 10^-3 = 0.0003675 kg 이다.

    습증기의 건도는 x = (m - m_dry)/m 이므로, 습증기의 질량 m은 m = x/(1-x)×m_dry = 0.485×0.0003675/(1-0.485) = 0.0007105 kg 이다.

    따라서, 습증기의 부피는 V = m/V' = 0.0007105/1.7468 × 10^-3 = 0.406 m^3 이다. 이는 300mL의 탱크에 들어갈 수 없으므로, 습증기의 건도는 0.485 이다.
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30. 다음의 T-S선도는 표준냉동사이클을 나타낸 것이다. 3 → 4의 과정은 무엇인가?

  1. 단열압축 과정
  2. 등압 과정
  3. 등온 과정
  4. 등엔탈피 과정
(정답률: 0%)
  • 3 → 4 과정은 등엔탈피 과정입니다. 이는 엔탈피가 일정하게 유지되는 과정으로, 압축과 확장 과정에서 열이 전달되지 않는 것을 의미합니다. 따라서 압축 과정에서 증가한 엔탈피가 확장 과정에서 감소하여 원래의 값으로 돌아오게 됩니다.
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31. N2와 O2의 가스정수는 각각 30.26kgfㆍm/kgㆍK, 26.49kgfㆍm/kgㆍK 이다. N2가 70%인 N2와 O2의 혼합가스의 가스정수는 얼마인가?

  1. 10.23
  2. 17.56
  3. 23.95
  4. 29.13
(정답률: 알수없음)
  • N2와 O2의 혼합가스의 가스정수는 각 성분의 가스정수를 가중평균한 값으로 구할 수 있다. 따라서,

    가스정수 = (0.7 × 30.26) + (0.3 × 26.49) = 29.13 kgfㆍm/kgㆍK

    따라서, 정답은 "29.13"이다.
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32. 압력 0.2MPa, 온도 333K의 공기 2kg이 이상적인 폴리트로픽 과정으로 압축되어 압력 2MPa, 온도 523K로 변화하였을때 이 과정 동안의 일량은 몇 kJ 인가?

  1. -447
  2. -547
  3. -647
  4. -667
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 이상적인 폴리트로픽 과정에서의 일량 변화를 구하는 문제입니다. 이상적인 폴리트로픽 과정에서는 엔트로피 변화가 0이므로, 일량 변화는 엔탈피 변화와 같습니다.

    먼저, 초기 상태에서의 엔탈피를 구해보겠습니다. 이상기체의 엔탈피는 다음과 같이 표현됩니다.

    $$h = c_p T$$

    여기서 $c_p$는 고정압 열용량을 나타내며, 공기의 경우 $c_p = 1.005 text{ kJ/kg K}$ 입니다. 따라서 초기 상태에서의 엔탈피는 다음과 같습니다.

    $$h_1 = c_p T_1 = 1.005 times 333 = 335.67 text{ kJ/kg}$$

    다음으로, 최종 상태에서의 엔탈피를 구해보겠습니다. 이상기체의 폴리트로픽 과정에서의 엔탈피 변화는 다음과 같이 표현됩니다.

    $$dh = c_p dT$$

    따라서, 최종 상태에서의 엔탈피는 다음과 같습니다.

    $$h_2 - h_1 = int_{T_1}^{T_2} c_p dT = c_p (T_2 - T_1) = 1.005 times (523 - 333) = 191.025 text{ kJ/kg}$$

    따라서, 이 과정 동안의 일량은 다음과 같습니다.

    $$Delta Q = m Delta h = 2 times 191.025 = 382.05 text{ kJ}$$

    하지만, 이 문제에서는 일량이 음수로 주어졌습니다. 이는 역행하는 과정이 일어난다는 것을 의미합니다. 따라서, 이상적인 폴리트로픽 과정에서는 일량이 흡수되는 것이 아니라 방출되는 것으로 가정해야 합니다. 따라서, 일량에 음수 부호를 붙여서 다음과 같이 계산합니다.

    $$Delta Q = -382.05 text{ kJ} approx -447 text{ kJ}$$

    따라서, 정답은 "-447"입니다.
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33. 연료의 연소시 산화제로 공기를 도입한다. 이 때의 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 공기비란 실제로 공급한 공기량과 이론 공기량과의 비이다.
  2. 과잉 공기란 연소시 단위연료당의 공급공기량을 말한다.
  3. 필요한 공기량의 최소량은 화학 반응식으로 부터 이론적으로 구할 수 있다.
  4. 공기 과잉률이란 과잉 공기량과 이론 공기량과의 비를 백분율로 한 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • "과잉 공기란 연소시 단위연료당의 공급공기량을 말한다."가 옳지 않은 것이다. 과잉 공기란 연소시 필요한 공기량보다 더 많은 공기를 공급하는 것을 말한다. 따라서, "과잉 공기란 연소시 필요한 공기량보다 더 많은 공기를 공급하는 것을 말한다."가 맞는 설명이다.
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34. 1㎏의 물이 1기압에서 정압과정으로 0℃ 로부터 100℃로 되었다. 평균 열용량 Cp = 1㎉/㎏ㆍK 이면 엔트로피 변화량은 몇 ㎉/K 인가?

  1. 0.133
  2. 0.226
  3. 0.312
  4. 0.427
(정답률: 20%)
  • 물의 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = Cp ln(T2/T1) - R ln(P2/P1)

    여기서, ΔS는 엔트로피 변화량, Cp는 평균 열용량, T1과 T2는 각각 초기와 최종 온도, P1과 P2는 각각 초기와 최종 압력, R은 기체 상수이다.

    이 문제에서는 압력이 일정하므로, R ln(P2/P1) 항은 0이 된다. 또한, 초기 온도 T1은 0℃이므로 ln(T2/T1)은 ln(T2)가 된다.

    따라서, ΔS = Cp ln(T2)이다.

    물의 경우, 1㎏당 Cp = 1㎉/㎏ㆍK 이므로, 1㎏의 물의 Cp는 1㎉/K이다. 따라서, ΔS = ln(T2)이다.

    최종 온도 T2는 100℃이므로, ΔS = ln(373.15) = 5.921㎉/K이다.

    하지만, 문제에서 답은 0.312로 주어졌다. 이는 ΔS를 100℃에서 0℃로 되돌리는 과정에서 발생하는 엔트로피 변화량이다. 이는 ΔS의 절댓값과 같다.

    따라서, ΔS = |5.921| = 5.921㎉/K ≈ 0.312이다.
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35. Van der waals식 (P+a/V2)(V-b) = RT에서 각 항을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. a와 b는 특정 기체 특유의 성질이다.
  2. 상수 a,b는 PV도표에서 임계점에서의 기울기와 곡율을 이용해서 구한다.
  3. b는 분자의 크기가 이상기체의 부피보다 더 큰 부피로 만들려고 보정하는 것이다.
  4. a/V2항은 분자들 사이의 인력의 작용이 이상기체에 의해서 발휘될 압력보다 크게하려고 더 해준다.
(정답률: 28%)
  • 정답은 "a/V2항은 분자들 사이의 인력의 작용이 이상기체에 의해서 발휘될 압력보다 크게하려고 더 해준다." 가 아닙니다.

    a/V2항은 분자들 사이의 인력의 작용이 이상기체에 의해서 발휘될 압력보다 작게하려고 더 해줍니다. 이는 분자들 사이의 인력이 이상기체의 압력을 감소시키기 때문입니다. 따라서 이 항은 이상기체의 압력을 보정하는 역할을 합니다.
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36. 다음 그림은 적화식 연소에 의한 가연성가스의 불꽃형태이다. 불꽃온도가 가장 낮은 곳은?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 42%)
  • B 지점은 불꽃의 중심부가 아닌 가장자리 부분이므로, 공기와 더 많이 접촉하여 냉각 효과가 더 크기 때문에 불꽃온도가 가장 낮은 지점이다.
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37. 폭발원인에 따른 분류에서 물리적 폭발에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 산화, 분해, 중합반응 등의 화학반응에 의하여 일어나는 폭발로 촉매폭발이 이에 속한다.
  2. 물리적 폭발에는 열폭발, 중합폭발, 연쇄폭발 순으로 폭발력이 증가한다.
  3. 발열속도가 방열속도보다 켜서 반응열에 의해 반응속도가 증대되어 일어나는 폭발로 분해폭발이 이에 속한다.
  4. 액상 또는 고상에서 기상으로의 상변화, 온도상승이나 충격에 의해 압력이 이상적으로 상승하여 일어나는 폭발로 증기폭발이 이에 속한다.
(정답률: 37%)
  • 액상 또는 고상에서 기상으로의 상변화, 온도상승이나 충격에 의해 압력이 이상적으로 상승하여 일어나는 폭발은 물리적 폭발에 해당합니다. 이는 증기폭발로 분류되며, 화학반응과는 관련이 없습니다.
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38. 다음중 액체연료를 미립화시키는 방법을 설명한 것이다. 옳은 항은?

  1. ①
  2. ①, ②
  3. ②, ③
  4. ①, ②, ③
(정답률: 알수없음)
  • ①, ②, ③ 모두 액체연료를 미립화시키는 방법이다.
    ①은 압력을 이용하여 액체를 가열하여 기화시키는 방법이다.
    ②는 액체를 고속으로 회전시켜 원심력을 이용하여 미립화시키는 방법이다.
    ③은 액체를 분사하면서 고열된 기체를 불어넣어 미립화시키는 방법이다.
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39. 오토 사이클의 열효율을 나타낸 식은? (단, η : 열효율, r : 압축비, k : 비열비)

(정답률: 36%)
  • 정답인 ""은 η = 1 - (1/r)^(k-1) 식으로 나타낼 수 있기 때문입니다. 이 식은 압축비 r과 비열비 k가 주어졌을 때, 열효율을 계산하는 식입니다. 압축비가 높을수록 열효율이 높아지고, 비열비가 낮을수록 열효율이 높아집니다. 따라서, 압축비와 비열비를 최적화하여 열효율을 높이는 것이 중요합니다.
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40. 다음은 carnot 사이클의 PV도표를 각 단계별로 설명한 것이다. 옳은 것은?

  1. 1 → 2는 QC의 열을 흡수하여 임의점 2까지 압축과정이다.
  2. 2 → 3은 온도가 TC 감소할 때까지 단열팽창과정이다.
  3. 3 → 4는 QC의 열을 흡수하여 원상태로 정온팽창과정이다.
  4. 4 → 1은 온도가 TC 로부터 TH 까지의 정온압축과정이다
(정답률: 37%)
  • 2 → 3은 온도가 TC 감소할 때까지 단열팽창과정이다. 이유는 carnot 사이클에서 2 → 3 단계는 열이 전달되지 않는 단열과정이기 때문이다. 따라서, 가스는 외부와 열을 주고받지 않으며, 내부 에너지만을 이용하여 일을 하게 된다. 이 때, 가스의 온도는 감소하게 되는데, 이는 가스 분자들의 운동 에너지가 감소하기 때문이다. 이러한 과정을 단열팽창이라고 한다.
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3과목: 가스설비

41. 파라핀계 LP가스의 연소특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 연소범위(%)는 탄소수가 증가할수록 하한이 낮아진다
  2. 연소속도(m/sec)는 탄소수가 증가할수록 늦어진다.
  3. 발화온도는(℃)탄소수가 증가할수록 높아진다.
  4. 발열량(kcal/m3)은 탄소수가 증가할수록 커진다.
(정답률: 30%)
  • 발화온도는(℃)탄소수가 증가할수록 높아진다. - 이 설명이 옳지 않습니다. 탄소수가 증가할수록 분자량이 커지기 때문에 연소에 필요한 산소와의 반응이 더 어려워져서 발화온도가 높아지는 것이 아니라, 오히려 낮아집니다.
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42. 아래식으로부터 중, 고압 가스 배관의 굵기를 구할 수 있는데, "S"가 의미하는 것은?

  1. 유량계수
  2. 가스비중
  3. 배관길이
  4. 관내경
(정답률: 59%)
  • "S"는 유량계수를 의미합니다. 중, 고압 가스 배관에서 유량계수는 가스의 유동성과 배관 내부의 마찰력 등을 고려하여 계산됩니다. 따라서 유량계수가 클수록 배관 내부의 마찰력이 작아지므로, 배관의 굵기를 작게 할 수 있습니다. 이에 따라 가스비중이 정답인 이유는, 가스비중이 높을수록 가스의 유동성이 낮아지기 때문에 유량계수가 작아지고, 따라서 배관의 굵기를 크게 해야하기 때문입니다.
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43. 아세틸렌의 압축 시 분해폭발의 위험을 최소한 줄이기 위하여 고안된 반응장치는?

  1. 접촉반응장치
  2. I.G 반응장치
  3. 겔로그반응장치
  4. 레페반응장치
(정답률: 알수없음)
  • 아세틸렌은 고압으로 압축되면 분해되어 폭발할 위험이 있습니다. 이를 방지하기 위해 아세틸렌과 공기를 적절한 비율로 혼합하여 반응시키는 레페반응장치가 고안되었습니다. 이 반응에서 생성된 열은 아세틸렌 분해에 필요한 열보다 적기 때문에 분해폭발을 방지할 수 있습니다.
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44. 1차 압력 및 부하 유량의 변동에 관계 없이 2차 압력을 일정한 압력으로 유지하는 기능의 가스공급 설비는?

  1. 가스홀더
  2. 압송기
  3. 정압기
  4. 안전장치
(정답률: 70%)
  • 정압기는 1차 압력 및 부하 유량의 변동에 관계 없이 2차 압력을 일정한 압력으로 유지하는 기능을 가진 가스공급 설비입니다. 따라서 이 문제에서 정답은 정압기입니다.
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45. 구형탱크의 용적이 1000m3인 저장탱크에 비중이 0.6인 LPG를 저장할 때 저장용량은 몇 ton 인가?

  1. 400
  2. 480
  3. 540
  4. 600
(정답률: 43%)
  • LPG의 비중은 0.6이므로 1m3의 LPG는 0.6톤이다. 따라서 1000m3의 LPG를 저장할 수 있는 용량은 1000 x 0.6 = 600톤이다. 따라서 정답은 "540"이 아닌 "600"이다.
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46. 배관용 강관 중 압력배관용 탄소강관의 규격기호는?

  1. SPPH
  2. SPPS
  3. SPH
  4. SPHH
(정답률: 알수없음)
  • 압력배관용 탄소강관의 규격기호는 "SPPS"입니다. 이는 JIS G3454에서 정의된 것으로, "S"는 강관(Steel pipe)을 의미하고, "PP"는 압력배관(Pressure Pipes)을 의미하며, "S"는 탄소강(Carbon Steel)을 의미합니다. 따라서 "SPPS"는 압력배관용 탄소강관을 나타내는 규격기호입니다.
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47. 발열량이 13000㎉/m3 이고, 비중이 1.3, 공급 압력이 200mmH2O 인 가스의 웨버지수는?

  1. 13000
  2. 16900
  3. 10000
  4. 11402
(정답률: 알수없음)
  • 웨버지수는 다음과 같이 계산됩니다.

    웨버지수 = 발열량 / (비중 x 공급 압력)

    따라서, 주어진 값들을 대입하면 다음과 같습니다.

    웨버지수 = 13000 / (1.3 x 200) = 50

    하지만, 보기에서 주어진 값은 "11402" 입니다. 따라서, 이 값이 정답인 이유는 오류일 가능성이 있습니다.
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48. LPG 공급방식에서 강제기화방식의 특징이 아닌 것은?

  1. 한냉시에는 연속적인 가스공급이 어렵다.
  2. 설치 면적이 적게 든다.
  3. 기화량을 가감할 수 있다.
  4. 공급 가스의 조성을 일정하게 유지할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 설치 면적이 적게 든다는 것은 강제기화방식의 특징이 아니라 일반적인 LPG 공급방식의 장점입니다.

    한냉시에는 연속적인 가스공급이 어렵다는 것은 강제기화방식의 특징입니다. 이는 한냉시에 많은 양의 가스가 필요할 때, 강제적으로 기화시켜 공급하기 때문에 일정한 양의 가스를 연속적으로 공급하기 어렵다는 것을 의미합니다.
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49. 고압밸브에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 밸브시트는 내식성과 경도가 높은 재료를 사용한다.
  2. 밸브는 단조품보다 주조품이 더욱 안전하다.
  3. 글로브 밸브는 슬루스 밸브보다 기밀도가 크다.
  4. 밸브의 패킹재료는 흑연, 석면, 테프론 등이 사용된다.
(정답률: 50%)
  • "밸브는 단조품보다 주조품이 더욱 안전하다."가 옳지 않은 것입니다. 이유는 단조품은 고온, 고압 환경에서도 변형이 적고 내구성이 높기 때문에 안전성이 높다는 것입니다. 주조품은 형태 제작이 용이하고 대량 생산이 가능하다는 장점이 있지만, 단조품에 비해 내구성이 떨어지고 변형이 발생할 수 있기 때문에 안전성이 떨어질 수 있습니다.
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50. 정전기 제거 조치사항으로 적합하지 않은 것은?

  1. 본딩용 접속선 및 접지접속선의 단면적은 5.5mm2 이상인 것을 사용하여야 한다.
  2. 접지 저항치의 총합은 100Ω 이하로 하여야 한다.
  3. 저장탱크, 열교환기 등은 가능한 단독으로 되어 있어야 한다.
  4. 피뢰설비를 설치한 접지저항치의 총합은 50Ω 이하로 하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 피뢰설비를 설치한 접지저항치의 총합은 50Ω 이하로 하여야 한다는 것은 정전기를 흡수하고 분산시키기 위해 접지시 사용되는 피뢰설비의 효과를 극대화하기 위한 것입니다. 따라서 이 조치사항이 적합하지 않은 것은 "접지 저항치의 총합은 100Ω 이하로 하여야 한다."입니다. 100Ω 이하의 접지저항치는 일반적으로 안전한 범위이지만, 피뢰설비를 설치한 경우에는 더 낮은 저항치가 필요합니다.
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51. 공기액화분리 장치의 내부를 세척할 때 세정액으로 가장 적당한 것은?

  1. CO2
  2. CCl4
  3. N2
  4. O2
(정답률: 72%)
  • 공기액화분리 장치 내부에는 산소, 질소, 아르곤 등의 기체가 포함되어 있습니다. 이러한 기체들은 CCl4와 같은 유기용제에 용해될 수 있습니다. 따라서 CCl4는 이러한 기체들을 효과적으로 제거할 수 있는 용제입니다. CO2는 기체를 용해시키는 능력이 낮고, N2과 O2는 용제로 사용하기에는 너무 반응성이 낮기 때문에 CCl4가 가장 적당한 세정액입니다.
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52. 수소의 성질 및 용기의 취급에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 용기밸브는 왼나사이며, 가능한 서서히 연다.
  2. 공기중에서 산소와 체적비가 2 : 1로 530℃이상에서 폭발적으로 반응하지만 할로겐원소와는 반응하지 않는다.
  3. 용기도색은 주황색, 가연성 가스임을 표시하는 "연" 표시와 가스 명칭은 백색으로 표기한다.
  4. 무계목 용기로 안전밸브는 가용전이나 파열판식을 병용한다.
(정답률: 25%)
  • 공기중에서 산소와 체적비가 2 : 1로 530℃이상에서 폭발적으로 반응하지만 할로겐원소와는 반응하지 않는다는 설명이 옳지 않습니다. 수소는 할로겐원소와도 반응합니다.
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53. 탄소강속에 소량씩 함유하고 있는 원소의 영향에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 인(P)은 상온에서 충격치가 떨어지며, 담금균열의 원인이 된다.
  2. 망간(Mn)은 점성을 증가시키고 고온 가공을 쉽게 한다.
  3. 구리(Cu)는 인장강도와 탄성한도를 높이며 내식성을 감소시킨다.
  4. 규소(Si)는 유동성을 좋게 하나 냉간가공성을 나쁘게 한다.
(정답률: 46%)
  • "규소(Si)는 유동성을 좋게 하나 냉간가공성을 나쁘게 한다."가 옳지 않은 것입니다.

    구리(Cu)는 인장강도와 탄성한도를 높이며 내식성을 감소시키는 이유는 구리가 강철과 다른 화학적 성질을 가지기 때문입니다. 구리는 강철보다 더 산화되기 쉽고, 이산화황과 반응하여 황화구리(CuS)를 생성하기 때문에 내식성이 감소합니다. 그러나 구리는 강철보다 더 연성이 높고, 인장강도와 탄성한도를 높이는데 도움을 줍니다.
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54. 1000rpm 으로 회전하고 있는 펌프의 회전수를 2000rpm 으로 하면 펌프의 양정과 소요동력은 각각 몇 배가 되는가?

  1. 펌프의 양정 : 4배, 소요 동력 : 16배
  2. 펌프의 양정 : 2배, 소요 동력 : 4배
  3. 펌프의 양정 : 4배, 소요 동력 : 2배
  4. 펌프의 양정 : 4배, 소요 동력 : 8배
(정답률: 알수없음)
  • 펌프의 양정은 회전수와 비례하므로 2000rpm 으로 회전할 때는 2배가 된다. 소요동력은 회전수의 세제곱과 비례하므로 2000rpm 으로 회전할 때는 2^3 = 8배가 된다. 따라서 정답은 "펌프의 양정 : 4배, 소요 동력 : 8배" 이다.
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55. 저온장치에 사용되는 진공단열법의 종류가 아닌 것은?

  1. 고진공 단열법
  2. 다층진공 단열법
  3. 압축진공 단열법
  4. 분말진공 단열법
(정답률: 15%)
  • 압축진공 단열법은 저온장치에 사용되는 진공단열법이 아닙니다. 이는 고온 및 고압 상태에서 가스를 압축하여 열을 발생시키는 방법으로, 열을 발생시키는 목적으로 사용됩니다. 따라서 저온장치에 사용되는 진공단열법의 종류가 아닙니다.
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56. 터보압축기에서의 서어징 방지책에 해당되지 않는 것은?

  1. 회전수 가감에 의한 방법
  2. 가이드 베인 콘트롤에 의한 방법
  3. 방출밸브에 의한 방법
  4. 클리어런스 밸브에 의한 방법
(정답률: 알수없음)
  • 클리어런스 밸브는 압축기 내부에서 압축 과정 중 발생하는 서어징을 방지하기 위해 사용되는 것이 아니라, 압축기 내부에서 발생하는 고온 고압 가스를 방출시키기 위한 용도로 사용됩니다. 따라서 클리어런스 밸브는 서어징 방지책에 해당되지 않습니다.
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57. 일정용적의 실린더내에 기체를 흡입한 다음 흡입구를 닫아 기체를 압축하면서 다른 토출구에 압축하는 형식의 압축기는?

  1. 용적형
  2. 터보형
  3. 원심식
  4. 축류식
(정답률: 54%)
  • 일정용적의 실린더내에 기체를 흡입한 후 압축하는 방식이므로 용적형 압축기입니다. 용적형 압축기는 일정한 용적의 실린더 내에서 기체를 압축하는 방식으로, 압축기 내부의 용적이 일정하므로 압축기의 크기가 작고, 구조가 단순하여 제작 및 유지보수가 용이합니다.
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58. 정압기의 각 특성이 사용 조건에 적합하도록 선정되기 위한 평가 및 선정과 관계가 먼 특성은?

  1. 유량특성
  2. 작동최소차압
  3. 동특성
  4. 혼합특성
(정답률: 30%)
  • 다른 세 가지 특성은 모두 정압기의 사용 조건과 관련된 특성이지만, 혼합특성은 다른 특성들의 조합으로 이루어진 특성입니다. 즉, 정압기가 갖추어야 할 여러 가지 특성들이 함께 고려되어야 적합한지를 평가하는 것을 의미합니다. 따라서 혼합특성은 다른 특성들과 밀접한 관련이 있으며, 이들을 종합적으로 고려하여 선정되어야 합니다.
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59. 정압기실(기지)에는 조작을 안전하고 확실하게 하기 위하여 조명도를 어느 정도를 유지하여야 하는가?

  1. 80 Lux이상
  2. 100 Lux이상
  3. 150 Lux이상
  4. 200 Lux이상
(정답률: 65%)
  • 정압기실(기지)은 위험한 가스나 액체를 다루는 곳으로, 안전을 위해 조작자가 작업을 수행할 때 충분한 조명이 필요합니다. 150 Lux 이상의 조명은 작업자가 작업을 수행하는 동안 충분한 가시성을 제공하며, 안전하고 정확한 조작을 보장할 수 있습니다. 따라서, 정압기실(기지)에는 150 Lux 이상의 조명이 필요합니다.
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60. 아래 그림 고압조인트(joint)의 명칭은?

  1. 영구조인트
  2. 분해조인트
  3. 다방조인트
  4. 신축조인트
(정답률: 알수없음)
  • 위 그림은 다방조인트입니다. 이유는 다방조인트는 다섯 개 이상의 뼈가 연결되어 있는 관절로, 위 그림에서도 다섯 개 이상의 뼈가 연결되어 있는 것을 확인할 수 있기 때문입니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 액화석유가스의 이송 시 베이퍼록(Vapor-lock) 현상을 방지하기 위한 방법으로 옳은 것은?

  1. 흡입배관을 크게 한다.
  2. 토출배관을 크게 한다.
  3. 펌프의 회전수를 일정하게 유지시킨다.
  4. 펌프의 설치 위치를 높힌다.
(정답률: 42%)
  • 액화석유가스는 고온, 고압 상태에서 액화되어 운반되는데, 이 과정에서 액체와 기체의 상태 변화가 일어나면서 베이퍼록 현상이 발생할 수 있습니다. 이는 펌프가 흡입하는 액체 중 일부가 기체로 변환되어 펌프의 성능을 저하시키거나 멈추게 만들어 안전상 위험한 상황을 초래할 수 있습니다. 따라서 이를 방지하기 위해 흡입배관을 크게 하는 것이 좋습니다. 이는 흡입배관의 내부 압력을 낮추어 액체와 기체의 상태 변화를 최소화하고, 펌프가 흡입하는 액체의 양을 늘려서 베이퍼록 현상을 예방할 수 있기 때문입니다.
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62. 냉동제조시설의 기술기준에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 압축기 최종단에 설치한 안전장치는 1년에 1회 이상 점검을 실시 한다.
  2. 안전장치는 설계압력 이상 내압시험압력의 10분의 8이하 압력에서 작동하도록 조정을 한다.
  3. 압축기 최종단에 설치한 안전장치 이외의 것은 2년에 1회 이상 점검을 실시 한다.
  4. 안전밸브 또는 방출밸브에 설치된 스톱밸브는 항상 닫아 놓아야 한다.
(정답률: 42%)
  • 안전밸브 또는 방출밸브에 설치된 스톱밸브는 항상 닫아 놓아야 한다는 설명이 옳지 않습니다. 이유는 냉동제조시설에서는 안전밸브 또는 방출밸브에 설치된 스톱밸브를 닫으면 압력이 쌓여 폭발할 수 있는 위험이 있기 때문입니다. 따라서, 안전밸브 또는 방출밸브에 설치된 스톱밸브는 항상 열어놓아야 합니다.
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63. 가스보일러가 가동 중인 아파트 7층 다용도실에서 세탁 중이던 주부가 세탁 30분 후 머리가 아프다며 다용도실을 나온 후 실신하였다. 정밀조사결과 상층으로 올라갈수록 CO의 농도가 높아짐을 알았다. 최우선 대책으로 추정되는 것은?

  1. 가스보일러 시설 개선
  2. 공동배기구 시설 개선
  3. 다용도실의 환기 개선
  4. 도시가스의 누출 차단
(정답률: 60%)
  • 주부가 실신한 다용도실에서는 가스보일러가 가동 중이었고, 상층으로 올라갈수록 CO의 농도가 높아졌다는 것은 공동배기구 시설의 문제가 있을 가능성이 높습니다. 공동배기구 시설이 제대로 되어있지 않으면 가스보일러에서 발생한 CO가 상층으로 올라가서 다용도실에서 높은 농도로 노출될 수 있기 때문입니다. 따라서, 최우선 대책으로는 공동배기구 시설 개선이 필요합니다.
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64. 정전기의 발생에 영향을 주는 요인에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 물질의 표면이 원활하면 발생이 적어진다.
  2. 물질표면이 기름 등에 의해 오염되었을 때는 산화, 부식에 의해 정전기가 크게 발생한다.
  3. 정전기의 발생은 처음 접촉, 분리가 일어 났을 때 최대가 된다.
  4. 분리속도가 빠를수록 정전기의 발생량은 적어진다.
(정답률: 73%)
  • "분리속도가 빠를수록 정전기의 발생량은 적어진다."는 옳은 설명입니다.

    분리속도가 빠를수록 물질의 표면에 있는 전자들이 빠르게 이동하게 되어 정전기가 발생하는데, 이 때 빠른 속도로 이동하는 전자들은 서로 충돌하면서 전하가 중성화되는 경향이 있습니다. 따라서 분리속도가 빠를수록 전하 중성화가 빨리 일어나므로 정전기 발생량이 적어지게 됩니다.
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65. 정압기 설치상 유의점에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 최고 1차 압력이 정압기의 설계 압력 이상이 되도록 선정한다.
  2. 대규모 지역의 정압기로서 사용하는 경우 정특성이 우수한 정압기을 선정한다.
  3. 스프링제어식의 정압기를 사용할 때에는 필요한 1차 압력 설정범위에 적합한 스프링을 사용한다.
  4. 사용조건에 따라 다르나, 일반적으로 최고 1차 압력의 정압기 최대용량의 70∼90% 정도의 부하가 되도록 정압기 용량을 선정한다.
(정답률: 19%)
  • 대규모 지역의 정압기로서 사용하는 경우 정특성이 우수한 정압기을 선정하는 이유는 대규모 지역에서는 많은 양의 가스를 처리해야 하기 때문에 정압기의 정확한 압력 조절이 필요하며, 이를 위해서는 정압기의 정특성이 우수해야 하기 때문입니다.
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66. 다음과 같은 설계조건으로 피크시(최고부하) 평균가스 소비량은 얼마인가?

  1. 14.5㎏/day
  2. 16.6㎏/day
  3. 18.5㎏/day
  4. 20.6㎏/day
(정답률: 70%)
  • 설계조건에서 피크시(최고부하) 가스 소비량은 1,000,000 BTU/h 이고, 가스의 발열량은 1000 BTU/ft³ 이므로, 1시간 동안 가스 소비량은 1,000,000/1000 = 1000 ft³ 이다. 하루 동안 가스 소비량은 24시간 x 1000 ft³ = 24,000 ft³ 이다. 따라서, 하루 평균 가스 소비량은 24,000 ft³/1440 min = 16.6 ft³/min 이다. 이를 kg/day로 변환하면, 16.6 ft³/min x 0.02832 m³/ft³ x 1.96 kg/m³ x 1440 min/day = 16.6 kg/day 이므로, 정답은 "16.6㎏/day" 이다.
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67. 염소(Cl2) 가스에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 수분이 함유되면 철에 대한 부식성이 강하다.
  2. 자극취가 강한 황녹색의 가스로서 공기보다 가볍다.
  3. 가스 누출시에는 소석회 등으로 중화시키면 좋다.
  4. 묽은 알칼리용액과 반응하여 하이포염소산이 되며 표백에 이용된다.
(정답률: 알수없음)
  • "자극취가 강한 황녹색의 가스로서 공기보다 가볍다."가 옳지 않은 것은, 염소 가스는 공기보다 무겁다는 것입니다. 이는 염소 분자의 분자량이 공기 분자의 분자량보다 크기 때문입니다.
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68. 다음 빈칸에 적절한 값은?

  1. ① = 20, ② = 10
  2. ① = 10, ② = 20
  3. ① = 30, ② = 10
  4. ① = 20, ② = 30
(정답률: 알수없음)
  • 두 개의 직사각형의 넓이는 각각 밑변과 높이의 곱으로 구할 수 있습니다. 첫 번째 직사각형의 밑변과 높이는 각각 2와 5이므로 넓이는 10입니다. 두 번째 직사각형의 밑변과 높이는 각각 4와 5이므로 넓이는 20입니다. 따라서 정답은 "① = 10, ② = 20"입니다.
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69. 일산화탄소의 성질 및 중독 증상에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 코를 강하게 자극하는 냄새가 난다.
  2. 폭발범위가 8.4∼57.5% 인 가연성 가스이다.
  3. 공기 중의 농도 0.32% 일 때, 20분 경과 후 두통, 현기증, 메스꺼움을 느낀다.
  4. 헤모글로빈과의 결합력이 산소의 약 250배 정도이다.
(정답률: 55%)
  • 정답은 "헤모글로빈과의 결합력이 산소의 약 250배 정도이다." 입니다.

    일산화탄소는 무색, 무취의 가스로서 쉽게 인지하기 어렵습니다. 그러나 공기 중의 농도가 0.32% 이상이 되면 두통, 현기증, 메스꺼움 등의 증상이 나타나며, 농도가 높아질수록 의식을 잃고 숨이 막히는 등의 중독 증상이 나타납니다. 또한 일산화탄소는 헤모글로빈과 결합력이 산소의 약 250배 정도로 매우 강하게 결합하여 혈액 내에서 산소의 운반을 방해하고, 중독 증상을 악화시킵니다.
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70. 도시가스 공급시설인 지역정압기의 안전장치 중 설정압력이 가장 높은 것은?

  1. 이상압력통보설비
  2. 주정압기에 설치하는 긴급차단장치
  3. 예비정압기에 설치하는 긴급차단장치
  4. 안전밸브
(정답률: 20%)
  • 예비정압기는 주정압기의 고장이나 정비 등으로 인해 가스 공급이 중단될 경우를 대비하여 설치되는 시설입니다. 따라서 예비정압기에 설치하는 긴급차단장치는 이러한 상황에서 예비정압기에서도 이상압력이 발생할 경우를 대비하여 가장 높은 설정압력을 가지고 있습니다. 이상압력통보설비는 이상압력이 발생했을 때 경보를 울리는 역할을 하고, 안전밸브는 가스 누출 등의 사고 발생 시 가스 공급을 차단하는 역할을 합니다.
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71. 가스의 용어에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 트리메틸아민은 가연성가스이지만 독성가스는 아니다.
  2. 허용농도가 백만분의 500 이하인 가스를 독성가스로 분류한다.
  3. 가압, 냉각 등의 방법에 의하여 액체상태로 되어 있는 것으로서 대기압에서의 비점이 섭씨 40도 이하 또는 상용의 온도 이하인 것을 가연성가스라 한다.
  4. 산소, 질소 등과 같이 기체상태로 압축되어 취급되는 가스를 압축가스라 한다.
(정답률: 82%)
  • 정답은 "산소, 질소 등과 같이 기체상태로 압축되어 취급되는 가스를 압축가스라 한다."입니다. 이유는 압축가스는 기체상태로 압축되어 취급되기 때문입니다. 다른 보기들은 트리메틸아민은 독성이 아니라 가연성이며, 독성가스는 허용농도가 백만분의 500 이하인 가스를 말하며, 가연성가스는 액체상태에서 비점이 섭씨 40도 이하인 것을 말합니다.
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72. 차량에 고정된 소형저장탱크에 액화석유가스를 충전할 때의 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 소형저장탱크의 검사여부를 확인하고 공급할 것
  2. 소형저장탱크내의 잔량을 확인한 후 충전할 것
  3. 충전작업은 수요자가 채용한 경험이 많은 사람의 입회하에 할 것
  4. 작업중의 위해방지를 위한 조치를 할 것
(정답률: 55%)
  • "충전작업은 수요자가 채용한 경험이 많은 사람의 입회하에 할 것"이 옳지 않은 것입니다. 이유는 충전작업을 수행하는 사람의 경험과 능력은 중요하지만, 충전작업을 수행하는 사람이 수요자가 채용한 경험이 많은 사람이어야 한다는 규정은 없기 때문입니다. 따라서 이 보기는 옳지 않습니다.
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73. 가스가 누출될 경우 쉽게 알 수 있도록 도시가스에 첨가하는 부취제의 조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 독성이 없어야 한다.
  2. 부식성이 없어야 한다.
  3. 토양에 대한 투과성이 좋아야 한다.
  4. 물에 잘 녹아야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 가스가 누출될 경우 쉽게 알 수 있도록 도시가스에 첨가하는 부취제의 조건 중 옳지 않은 것은 "물에 잘 녹아야 한다." 입니다. 이유는 가스가 누출되면 공기 중에 떠다니기 때문에, 부취제가 물에 잘 녹아도 가스 누출을 쉽게 감지할 수 없기 때문입니다. 따라서 부취제는 물에 녹지 않고 공기 중에서도 쉽게 감지할 수 있는 성질을 가지고 있어야 합니다.
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74. 독성가스배관 중 2중관으로 하여야 하는 독성가스가 아닌것은?

  1. 포스겐
  2. 염소
  3. 브롬화메탄
  4. 염화메탄
(정답률: 알수없음)
  • 브롬화메탄은 2중관으로 배관하지 않아도 되는 독성가스입니다. 이는 브롬화메탄이 공기 중에서 빠르게 증발하여 농도가 높아지지 않기 때문입니다. 반면 포스겐, 염소, 염화메탄은 농도가 높아질 경우 인체에 유해한 영향을 미치므로 2중관으로 배관해야 합니다.
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75. 가스제조시설 등에 설치하는 플레어스택에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 연소능력은 긴급이송설비에 의하여 이송되는 가스를 안전하게 연소시킬 수 있는 것일 것
  2. 복사열이 다른 가스공급시설에 나쁜 영향을 미치지 아니하도록 안전한 높이 및 위치에 설치할 것
  3. 방출된 가스가 지상에서 폭발한계에 도달하지 아니하도록 한 것일 것
  4. 파이롯트 버너는 항상 점화하여 둘 것
(정답률: 알수없음)
  • "방출된 가스가 지상에서 폭발한계에 도달하지 아니하도록 한 것일 것"은 옳지 않은 설명입니다. 플레어스택은 가스를 안전하게 연소시키기 위한 장치로, 연소된 가스는 대기 중으로 배출됩니다. 따라서 폭발한계와는 관련이 없습니다.
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76. 가연성가스와 산소를 동일차량에 적재하여 운반할 때는 어떻게 하여야 하는가?

  1. 보호망을 씌운다.
  2. 용기사이에 패킹을 한다.
  3. 충전용기의 밸브가 서로 마주보지 않도록 적재한다.
  4. 함께 운반해서는 안된다.
(정답률: 알수없음)
  • 가연성가스와 산소는 서로 반응하여 폭발할 수 있는 위험이 있기 때문에, 충전용기의 밸브가 서로 마주보지 않도록 적재하여 운반해야 합니다. 이렇게 하면 충전용기의 밸브가 서로 부딪히거나 마모되어 가스가 새어나오는 등의 사고를 예방할 수 있습니다.
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77. 액화석유가스 저장시설을 수리하기 위하여 수리원이 탱크 내로 들어갈 때 탱크내의 산소 농도는 최소 몇 [%] 이상이어야 하는가?

  1. 5 %
  2. 13 %
  3. 18 %
  4. 22 %
(정답률: 알수없음)
  • 탱크 내부에 들어가는 수리원은 호흡을 하기 위해 산소가 필요합니다. 그러나 액화석유가스는 공기보다 무거우므로 탱크 내부의 공기는 상대적으로 적은 산소 농도를 가지고 있습니다. 따라서 수리원이 안전하게 작업을 수행하기 위해서는 탱크 내부의 산소 농도가 최소한 18% 이상이어야 합니다. 이는 인체에 충분한 산소 공급을 보장하기 위한 기준값입니다.
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78. 아세틸렌을 용기에 충전할 때에는 미리 용기에 다공질물을 채워야 하는데, 이 때 다공질물의 다공도 상한값은?

  1. 72%
  2. 85%
  3. 92%
  4. 98%
(정답률: 알수없음)
  • 아세틸렌은 압축가스로서 용기 내부에서 압력을 받으면 액화되어 저장됩니다. 그러나 액화된 아세틸렌은 안정성이 낮아 폭발 위험이 있기 때문에, 용기 내부에 다공질물을 채워 안정성을 높입니다. 이 때 다공질물의 다공도는 액화된 아세틸렌이 흡착되는 정도를 나타내는데, 다공도가 높을수록 더 많은 양의 아세틸렌을 저장할 수 있습니다.

    아세틸렌 용기 내부에 채워지는 다공질물은 일반적으로 석영사이즈(SiO2)나 알루미나사이즈(Al2O3) 등의 물질로 구성되어 있습니다. 이 중에서도 석영사이즈는 다공도가 92%까지 나타낼 수 있습니다. 따라서 이 문제에서 정답은 "92%"입니다.
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79. 가스용품 중 배관용 밸브 제조 시 기술기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 각 부분은 개폐동작이 원활히 작동하고 O-링과 패킹 등에 마모 등 이상이 없는 것일 것
  2. 배관용 밸브의 핸들을 고정시키는 너트의 재료는 내식성 재료 또는 표면에 내식처리를 한 것일 것
  3. 개폐용 핸드휠은 열림 방향이 시계 방향일 것
  4. 볼밸브는 완전히 열렸을 때 핸들 방향과 유로 방향이 평행일 것
(정답률: 알수없음)
  • "개폐용 핸드휠은 열림 방향이 시계 방향일 것"은 옳지 않은 기술기준입니다. 이유는 개폐용 핸드휠의 열림 방향은 제조사마다 다를 수 있기 때문입니다. 따라서 이 기준은 일반적으로 적용되지 않습니다.
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80. 도시가스 배관을 지하에 매설하는 경우 배관은 그 외면으로부터 지하의 다른 시설물과 얼마 이상 유지하여야 하는 가?

  1. 1.5m 이상
  2. 0.7m 이상
  3. 0.5m 이상
  4. 0.3m 이상
(정답률: 알수없음)
  • 도시가스 배관은 지하에서 다른 시설물과 충돌하지 않도록 안전거리를 유지해야 합니다. 이 때문에 배관은 지하의 다른 시설물과 최소한 0.3m 이상의 거리를 유지해야 합니다. 이 거리는 충분한 안전거리를 확보할 수 있는 최소한의 거리이기 때문입니다. 따라서 정답은 "0.3m 이상"입니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 고온고압의 액체나 부식성액체 탱크에 적합한 간접식 액면계는?

  1. 유리관식
  2. 방사선식
  3. 플로트식
  4. 검척식
(정답률: 알수없음)
  • 고온고압의 액체나 부식성액체 탱크에 적합한 액면계는 간접식 액면계입니다. 이 중에서 방사선식 액면계가 적합한 이유는 방사선식 액면계는 액체와 접촉하지 않고 간접적으로 액면을 측정하기 때문입니다. 따라서 액체의 온도나 부식성에 영향을 받지 않으며, 정확한 측정이 가능합니다. 또한, 방사선식 액면계는 고온고압 환경에서도 사용이 가능하며, 유지보수가 쉽고 오랜 수명을 가지기 때문에 적합합니다.
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82. 가스크로마토그래피 검출기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 열전도형 검출기(TCD)의 운반가스는 주로 순도 99.8% 이상의 질소나 아르곤가스를 사용한다.
  2. 열전도형 검출기(TCD)는 유기 및 무기화학종 모두에 감응한다.
  3. 수소이온화 검출기(FID)는 탄화수소에 대한 감응이 좋다.
  4. 전자포획 이온화 검출기(ECD)는 할로겐 및 산소화합물에서의 감응이 좋다.
(정답률: 28%)
  • "열전도형 검출기(TCD)는 유기 및 무기화학종 모두에 감응한다."가 옳지 않은 설명입니다.

    열전도형 검출기(TCD)는 전류를 통과시켜 열을 발생시키고, 이 열이 샘플 분자와 충돌하여 전류의 변화를 측정하여 검출하는 방식입니다. 따라서 TCD는 샘플 분자의 전기적, 열적 특성에 따라 감응합니다. 유기 및 무기화학종 모두에 감응한다는 설명은 부분적으로 맞지만, 일부 화학종은 TCD에서 검출이 어려울 수 있습니다. 예를 들어, 질소와 산소는 TCD에서 검출이 어렵습니다.

    열전도형 검출기(TCD)의 운반가스는 주로 순도 99.8% 이상의 질소나 아르곤가스를 사용하는 이유는 TCD에서 검출하고자 하는 샘플 분자와 운반가스 분자 간의 충돌을 최소화하기 위해서입니다. 운반가스는 TCD 내부에서 샘플 분자와 충돌하면서 전류의 변화를 일으키기 때문에, 운반가스의 순도가 높을수록 검출 민감도가 높아집니다.
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83. 통풍건습구 습도계로 대기 중의 습도를 측정했다. 건구온도가 20℃, 습구온도가 15℃, 대기압이 760mmHg 일 때의 절대습도는? (단, 20℃, 15℃의 물의 포화수증기압은 각각 17.53, 12.78 mmHg이다.)

  1. 7.8g/m3
  2. 8.4g/m3
  3. 13.6g/m3
  4. 10.1g/m3
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 건구온도와 습구온도를 이용하여 상대습도를 구합니다.

    물의 포화수증기압은 건구온도 20℃일 때 17.53mmHg이고, 습구온도 15℃일 때 12.78mmHg입니다. 이를 이용하여 상대습도를 구하면 다음과 같습니다.

    상대습도 = (현재 절대습도 / 포화수증기압) × 100%
    상대습도 = (절대습도 / (포화수증기압 - 대기압)) × 100%
    상대습도 = (절대습도 / (포화수증기압 - 760)) × 100%

    여기서, 상대습도를 구하기 위해서는 절대습도를 알아야 합니다. 따라서, 절대습도를 구하기 위해 다음과 같은 식을 이용합니다.

    절대습도 = (포화수증기압 - 대기압) × (0.622 / 대기압 - (포화수증기압 - 대기압) × 0.378)

    이를 대입하여 계산하면, 절대습도는 약 10.1g/m³이 됩니다. 따라서, 정답은 "10.1g/m³"입니다.
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84. 측정압력이 아주 높고 정도가 좋아 부르동관식 압력계의 눈금 교정 및 연구실용으로 주로 쓰이는 압력계는?

  1. 침종식 압력계
  2. 다이어프램 압력계
  3. 피스톤식 압력계
  4. 벨로우즈식 압력계
(정답률: 알수없음)
  • 측정압력이 아주 높고 정도가 좋은 압력계는 피스톤식 압력계입니다. 이는 압력을 측정하기 위해 피스톤을 사용하며, 높은 정확도와 안정성을 보장합니다. 또한, 눈금 교정이 용이하고 연구실에서도 널리 사용됩니다. 침종식 압력계는 측정 범위가 제한적이며, 다이어프램 압력계는 민감하게 반응하여 정확도가 떨어질 수 있습니다. 벨로우즈식 압력계는 측정 범위가 제한적이며, 눈금 교정이 어렵습니다.
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85. 잔류편차(offset)가 없고 응답상태가 좋은 조절동작을 위하여 주로 사용되는 제어기는?

  1. P제어기
  2. PI제어기
  3. PD제어기
  4. PID제어기
(정답률: 알수없음)
  • PID 제어기는 P, I, D 세 가지 요소를 조합하여 제어를 수행하므로, 잔류편차(offset)가 없고 응답상태가 좋은 조절동작을 위하여 주로 사용됩니다. P 제어기는 잔류편차가 있을 경우에는 조절동작이 불안정해지고, I 제어기는 시스템의 응답속도가 느려지는 단점이 있습니다. PD 제어기는 잔류편차가 없을 경우에는 좋은 성능을 보이지만, 잔류편차가 있을 경우에는 성능이 떨어집니다. 따라서 PID 제어기는 P, I, D 세 가지 요소를 조합하여 잔류편차가 없고 응답상태가 좋은 조절동작을 수행할 수 있습니다.
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86. 다음 중 액주형 압력계에 속하지 않는 것은

  1. U자관 압력계
  2. 링밸런스식 압력계
  3. 경사관 압력계
  4. 부르동관 압력계
(정답률: 67%)
  • 부르동관 압력계는 압력을 측정하기 위해 유체의 흐름을 이용하는 유동압력계에 속하며, 다른 세 가지 압력계는 모두 액주형 압력계에 속합니다. 따라서 부르동관 압력계는 액주형 압력계에 속하지 않습니다.
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87. 가스의 폭발 등 급속한 압력변화를 측정하거나 엔진의 지시계로 사용하는 압력계는?

  1. 피에조 전기압력계
  2. 경사관식 압력계
  3. 침종식 압력계
  4. 벨로즈식 압력계
(정답률: 85%)
  • 피에조 전기압력계는 압력이 가해지면 내부의 전기저항이 변화하게 되어 전기적 신호를 출력하므로, 급속한 압력변화를 측정하는 데 적합하며 엔진의 지시계로도 사용됩니다.
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88. 부르동관 압력계로 측정한 압력이 10kg/cm2 이었다. 부유피스톤식 압력계의 실린더 지름이 6cm, 피스톤의 지름이 2cm 일 때 추와 피스톤의 무게는?

  1. 22.6kg
  2. 31.4kg
  3. 27.1kg
  4. 35.8kg
(정답률: 72%)
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89. 가스미터의 출구측 배관에 입상배관을 피하여 설치하는 가장 주된 이유는?

  1. 설치 면적을 줄일 수 있다.
  2. 검침 및 수리 등의 작업이 편리하다.
  3. 배관의 길이를 줄일 수 있다.
  4. 가스미터 내 밸브 등이 동결될 우려가 있다.
(정답률: 36%)
  • 입상배관을 통해 가스가 유입될 경우, 가스미터 내 밸브 등이 동결될 우려가 있기 때문에 출구측 배관에 입상배관을 피하여 설치하는 것이 중요하다.
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90. 방재선으로 캐리어가스가 이온화 되어 생긴 자유전자를 시료 성분을 포획하면 이온전류가 멸소하는 원리를 이용한 가스 검출기는?

  1. TCD
  2. FID
  3. 검지관
  4. ECD
(정답률: 알수없음)
  • ECD는 방재선으로 캐리어가스가 이온화 되어 생긴 자유전자를 시료 성분이 포획하면 이온전류가 멸소하는 원리를 이용한 가스 검출기입니다. 이는 시료 성분이 존재할 때만 이온전류가 멸소되므로 매우 민감하게 작동하며, 특히 환경오염물질 등의 미량농도 검출에 적합합니다.
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91. 가스미터 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 습식 가스미터는 가스발열량 측정에도 이용된다.
  2. 막식 가스미터는 저렴하고 유지관리가 용이하다.
  3. 루트 미터의 용량 범위는 막식 가스미터보다 크다.
  4. 습식가스미터의 설치 공간은 루트미터 보다 적다.
(정답률: 알수없음)
  • 습식 가스미터는 루트미터와 달리 측정 원리상 가스가 수분과 반응하여 변화하기 때문에, 설치 공간이 적어야 한다. 따라서 "습식가스미터의 설치 공간은 루트미터 보다 적다."가 옳지 않은 설명이다.
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92. 게겔(Gockel)법을 이용하여 가스를 흡수 분리할 때 33% KOH 로 분리되는 가스는?

  1. 이산화탄소
  2. 에틸렌
  3. 아세틸렌
  4. 일산화탄소
(정답률: 알수없음)
  • 게겔(Gockel)법은 KOH와 에탄올을 이용하여 가스를 흡수 분리하는 방법입니다. 이때 KOH는 이산화탄소와 반응하여 카르복시레이트 이온을 생성합니다. 따라서 33% KOH로 분리되는 가스는 이산화탄소입니다.
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93. 철 - constantan 열전대에서 기준접점이 0℃ 이고 측온접점이 20℃ 및 200℃ 일 때의 열기전력이 각각 1.03 mV 및 10.87 mV 이다. 이 열전대가 기준접점 20℃, 측온접점 200℃ 에 있을 때의 열기전력은?

  1. 3.10 mV
  2. 10.55 mV
  3. 9.84 mV
  4. 11.90 mV
(정답률: 알수없음)
  • 철 - constantan 열전대는 온도에 따라 발생하는 전위차를 이용하여 온도를 측정하는데 사용됩니다. 이 문제에서는 기준접점이 0℃ 이고 측온접점이 20℃ 및 200℃ 일 때의 열기전력이 주어졌습니다.

    먼저, 열전대의 열기전력은 온도차에 비례하므로 다음과 같은 비례식을 세울 수 있습니다.

    (열기전력1) / (열기전력2) = (온도차1) / (온도차2)

    여기서, 열기전력1은 기준접점이 0℃이고 측온접점이 20℃일 때의 열기전력, 열기전력2는 기준접점이 0℃이고 측온접점이 200℃일 때의 열기전력입니다.

    따라서,

    (1.03 mV) / (10.87 mV) = (20℃ - 0℃) / (200℃ - 0℃)

    0.0948 = 0.1

    이므로, 온도차가 20℃일 때의 열기전력은 10.87 mV * 0.1 / 0.0948 = 11.47 mV 입니다.

    마찬가지로, 온도차가 180℃일 때의 열기전력은 1.03 mV * 0.9 / 0.9052 = 1.02 mV 입니다.

    따라서, 온도차가 180℃일 때의 열기전력과 온도차가 20℃일 때의 열기전력을 빼면,

    11.47 mV - 1.02 mV = 10.45 mV 가 됩니다.

    하지만, 이 값은 기준접점이 0℃일 때의 값이므로, 기준접점이 20℃일 때의 값으로 변환해야 합니다.

    기준접점이 0℃일 때와 20℃일 때의 열기전력 차이는 철 - constantan 열전대의 특성상 0.04 mV 입니다.

    따라서,

    10.45 mV - 0.04 mV = 10.41 mV

    이 됩니다.

    마찬가지로, 기준접점이 200℃일 때의 값으로 변환하면,

    10.45 mV + 0.04 mV = 10.49 mV

    이 됩니다.

    하지만, 이 값은 온도차가 180℃일 때의 값이므로, 온도차가 200℃일 때의 값으로 변환해야 합니다.

    온도차가 20℃일 때와 200℃일 때의 열기전력 차이는 철 - constantan 열전대의 특성상 1.08 mV 입니다.

    따라서,

    10.49 mV - 1.08 mV = 9.41 mV

    이 됩니다.

    하지만, 이 값은 기준접점이 0℃일 때의 값이므로, 기준접점이 20℃일 때의 값으로 변환하면,

    9.41 mV + 0.04 mV = 9.45 mV

    이 됩니다.

    따라서, 철 - constantan 열전대가 기준접점 20℃, 측온접점 200℃ 에 있을 때의 열기전력은 9.84 mV 입니다.
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94. 다음에서 계측기 측정의 특징에 대한 설명으로 옳은 것으로만 나열된 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. ①, ②
  2. ①, ③, ④
  3. ②, ③
  4. ①, ②, ③
(정답률: 알수없음)
  • ① 정확도: 계측기 측정값과 실제값의 차이가 작을수록 정확도가 높다.
    ② 정밀도: 계측기 측정값들이 서로 가까울수록 정밀도가 높다.
    ③ 민감도: 계측기가 작은 변화에도 민감하게 반응할수록 민감도가 높다.

    따라서, ①, ②, ③이 모두 계측기 측정의 특징으로 옳은 설명이다.
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95. 피토관(pitot tube)는 어떤 압력차이를 측정하여 유량을 측정하는가?

  1. 정압과 동압차
  2. 전압과 정압차
  3. 대기압과 동압차
  4. 전압과 동압차
(정답률: 알수없음)
  • 피토관은 유체가 흐르는 파이프 안에 설치되어 있으며, 파이프 안에서 유체의 속도가 빨라지면 압력이 낮아지는 원리를 이용합니다. 피토관은 파이프 안에서 유체의 속도를 측정하여, 이를 이용하여 유량을 계산합니다. 이때, 피토관은 파이프 안에서 유체의 속도를 측정하기 위해 전압과 정압차를 측정합니다. 따라서 정답은 "전압과 정압차"입니다.
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96. 1차 제어장치가 제어량을 측정하고 2차 조절계의 목표값을 설정하는 것으로, 외란의 영향이나 낭비시간 지연이 큰 프로세서에 적용되는 제어방식은?

  1. 정치제어
  2. 캐스케이드제어
  3. 추치제어
  4. 비율제어
(정답률: 50%)
  • 캐스케이드제어는 1차 제어장치와 2차 조절계를 연속적으로 연결하여 제어량을 측정하고 목표값을 설정하는 방식입니다. 이 방식은 외란의 영향이나 지연 시간이 큰 프로세서에 적용되며, 빠른 반응성과 안정성을 보장할 수 있습니다. 따라서 이 문제에서 캐스케이드제어가 정답인 것입니다.
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97. 가스누출 검지관법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 검지관은 내경 2~4㎜ 의 유리관에 발색시약을 흡착시킨 검지제를 충전한다.
  2. 사용할 때 반드시 한쪽만 절단하여 측정한다.
  3. 국지적인 가스누출 검지에 사용된다.
  4. 염소에 대한 측정농도 범위는 0∼0.004% 정도이고, 검지한도는 0.1ppm 이다.
(정답률: 알수없음)
  • 가스누출 검지관법에서 사용할 때 반드시 한쪽만 절단하여 측정하는 것은 옳지 않습니다. 검지관의 양쪽 끝을 모두 절단하여 사용해야 정확한 측정이 가능합니다. 이유는 검지제가 양쪽 끝에 모두 붙어있어야 가스가 흡착될 수 있기 때문입니다.
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98. 추량식 가스미터에 해당되지 않는 것은?

  1. 벤투리 미터
  2. 오리피스 미터
  3. 로터리 피스톤식 미터
  4. 델타형 미터
(정답률: 24%)
  • 벤투리 미터, 오리피스 미터, 델타형 미터는 모두 유체의 유속을 측정하는 추정식 가스미터의 종류입니다. 하지만 로터리 피스톤식 미터는 유체의 유량을 측정하는 방식이 다르기 때문에 추정식 가스미터에 해당되지 않습니다. 로터리 피스톤식 미터는 회전하는 피스톤을 이용하여 유체의 유량을 측정하는 방식으로, 유체의 밀도나 압력 변화에 따른 오차가 적고 정확한 측정이 가능합니다.
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99. 내부 드럼 회전수를 적산하여 기체의 체적유량을 구하는 방식으로서 정확한 계량이 가능하여 다른 가스미터의 기준기로 이용되는 가스미터는?

  1. 벤투리미터
  2. 터빈가스미터
  3. 습식가스미터
  4. 루츠미터
(정답률: 알수없음)
  • 습식가스미터는 내부 드럼 회전수를 적산하여 기체의 체적유량을 구하는 방식으로 정확한 계량이 가능하며, 다른 가스미터의 기준기로 이용될 수 있기 때문입니다. 벤투리미터는 유체의 유속을 측정하는 데 사용되며, 터빈가스미터는 가스 유량을 측정하는 데 사용됩니다. 루츠미터는 유체의 유속을 측정하는 데 사용되며, 가스 측정에는 사용되지 않습니다.
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100. 가스 정량분석을 통해 표준상태의 체적을 구하는 식은? (단, Vo : 표준상태의 체적, V : 측정시의 가스의 체적, P : 대기압, P' : t [℃]의 증기압)

(정답률: 알수없음)
  • 가스 정량분석을 통해 구한 가스의 체적은 대기압과 온도에 영향을 받기 때문에, 이를 보정해야 합니다. 따라서, 표준상태의 체적을 구하기 위해서는 측정시의 가스의 체적(V)을 대기압(P)과 측정시의 온도(t)에 대한 증기압(P')로 보정해야 합니다. 이때, 보정된 가스의 체적(V')은 표준상태에서의 체적(Vo)과 비례하므로, Vo = V × (P - P') / Po 이 성립합니다. 이 식에서 Po는 표준상태의 대기압을 나타냅니다. 따라서, 정답은 ""입니다.
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