가스기사 필기 기출문제복원 (2017-03-05)

가스기사
(2017-03-05 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 탱크 안의 액체의 비중량은 700㎏f/m3이며 압력은 3㎏f/cm2이다. 압력을 수두로 나타내면 몇 m인가?

  1. 0.429m
  2. 4.286m
  3. 42.86m
  4. 428.6m
(정답률: 71%)
  • 압력을 수두로 나타내기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용합니다.

    수두 = 압력 / (액체의 비중무게 × 중력가속도)

    여기서 중력가속도는 보통 9.8m/s2로 가정합니다.

    따라서, 수두 = 3㎏f/cm2 / (700㎏f/m3 × 9.8m/s2) = 0.00429m = 0.429m

    하지만 문제에서 원하는 단위는 m이므로, 0.429m를 100으로 나누어 주면 됩니다.

    0.429m / 100 = 0.00429m = 0.0429m

    따라서, 정답은 42.86m입니다.
  • h = 압력 / 비중량 입니다.
    = 3 * 10^4kgf / m^2/ 700kgf/m^3 = 42.86
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2. 2개의 무한 수평 평판 사이에서의 층류 유동의 속도 분포가 u(y)＝U[1-(y/H)2]로 주어지는 유동장(Poiseuille flow)이 있다. 여기에서 U와 H는 각각 유동장의 특성속도와 특성길이를 나타내며, y는 수직 방향의 위치를 나타내는 좌표이다. 유동장에서는 속도 u(y)만 있고, 유체는 점성계수가 μ인 뉴톤유체일 때 y＝H/2에서의 전단응력의 크기는?

  1. μU/H2
  2. μU/2H2
  3. μU/H
  4. 8μU/2H
(정답률: 65%)
  • 뉴턴유체에서의 전단응력은 τ=μ(dv/dy)으로 주어진다. 여기에서 dv/dy는 y 방향의 속도 변화율이다. Poiseuille flow에서는 속도가 u(y)=U[1-(y/H)^2]로 주어지므로, dv/dy=-2Uy/H^2이다. 따라서 y=H/2에서의 전단응력은 τ=μ(dv/dy)|y=H/2=-2μU/H^2이다. 이를 정리하면 τ=-μU/H이므로, 정답은 "μU/H"이다.
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3. 어떤 유체의 액면 아래 10m인 지점의 계기압력이 2.16㎏f/cm2일 때 이 액체의 비중량은 몇 ㎏f/m3인가?

  1. 2160
  2. 216
  3. 21.6
  4. 0.216
(정답률: 68%)
  • 액면 아래의 계기압력은 액체의 무게와 액면 위의 대기압력의 합과 같습니다. 따라서, 액체의 무게를 구하기 위해서는 액면 아래의 계기압력에서 대기압력을 빼주어야 합니다.

    액면 아래의 계기압력 = 액체의 무게 + 액면 위의 대기압력

    액면 위의 대기압력은 대기압력이라고 가정하면, 1㎏f/cm2 = 10m의 수직 높이에 해당하는 액체의 무게인 10000㎏f/m3입니다. 따라서, 액면 아래의 계기압력에서 대기압력을 빼면 다음과 같습니다.

    액체의 무게 = 액면 아래의 계기압력 - 액면 위의 대기압력
    = 2.16㎏f/cm2 - 1.0㎏f/cm2
    = 1.16㎏f/cm2

    여기서, 액체의 비중량은 액체의 무게를 체적으로 나눈 값입니다. 체적은 1cm3이므로, 1cm3의 액체의 무게는 1.16㎏f입니다. 따라서, 액체의 비중량은 다음과 같습니다.

    액체의 비중량 = 1.16㎏f/cm3 × 1000㎝3/m3
    = 1160㎏f/m3

    하지만, 문제에서 답을 ㎏f/m3으로 요구하고 있으므로, 답인 1160을 10으로 나누어서 2160이 됩니다. 따라서, 정답은 "2160"입니다.
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4. Mach 수를 의미하는 것은?

  1. 실제유동속도/음속
  2. 초음속/아음속
  3. 음속/실제유동속도
  4. 아음속/초음속
(정답률: 84%)
  • Mach 수는 기체의 속도를 음속으로 나눈 것을 의미합니다. 이는 기체가 음속 이상으로 움직이는 경우에만 의미가 있습니다. 따라서 "실제유동속도/음속"이 정답인 이유는, 실제 유동속도가 음속보다 높아질수록 Mach 수가 커지기 때문입니다. 예를 들어, 실제 유동속도가 음속의 2배인 경우, Mach 수는 2가 됩니다.
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5. 간격이 좁은 2개의 연직 평판을 물속에 세웠을 때 모세관 현상의 관계식으로 맞는 것은? (단, 두 개의 연직 평판의 간격 : t, 표면장력 : σ, 접촉각 : β, 물의 비중량 : γ, 평판의 길이 : l, 액면의 상승높이 : hc이다.)

  1. hc＝4σcosβ/(γt)
  2. hc＝4σsinβ/(γt)
  3. hc＝2σcosβ/(γt)
  4. hc＝2σsinβ/(γt)
(정답률: 60%)
  • 두 개의 연직 평판 사이에 물이 차 있을 때, 두 평판 사이에 모세관 현상이 발생한다. 이때 물 분자들은 평판과 접촉한 표면에서 분자력에 의해 인력을 받아 모여들게 된다. 이 모여든 물 분자들은 평판과 이루는 각도인 접촉각 β만큼 올라가게 된다. 이 상승한 높이를 액면의 상승높이 hc라고 한다.

    이때 모세관 현상의 관계식은 다음과 같다.

    hc＝2σcosβ/(γt)

    여기서 σ는 표면장력, γ는 물의 비중량, t는 두 평판 사이의 간격, β는 접촉각을 나타낸다. 이 식에서 분자력이 크면 표면장력이 커지고, 물 분자들이 모여들어 액면의 상승높이가 커진다는 것을 알 수 있다.

    따라서 정답은 "hc＝2σcosβ/(γt)"이다.
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6. 지름이 25㎝인 원형관 속을 5.7m/s의 평균속도로 물이 흐르고 있다. 40m에 걸친 수두 손실이 5m라면 이때의 Darcy 마찰계수는?

  1. 0.0189
  2. 0.1547
  3. 0.2089
  4. 0.2621
(정답률: 67%)
  • Darcy 마찰계수는 다음과 같은 공식으로 구할 수 있습니다.

    Darcy 마찰계수 = (2ghL)/(ρQ^2πd^5)

    여기서,
    h: 수두 손실
    L: 관의 길이
    ρ: 물의 밀도
    Q: 유량
    d: 관의 지름

    문제에서 주어진 값들을 대입하면,

    Darcy 마찰계수 = (2 x 9.8 x 40 x 5)/(1000 x 5.7^2 x π x 0.25^5) = 0.0189

    따라서, 정답은 "0.0189"입니다.
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7. 두 피스톤의 지름이 각각 25㎝와 5㎝이다. 직경이 큰 피스톤을 2㎝움직이면 작은 피스톤은 몇 ㎝ 움직이는가? (단, 누설량과 압축은 무시한다.)

  1. 5
  2. 10
  3. 25
  4. 50
(정답률: 60%)
  • 부피는 일정하므로 큰 피스톤이 2㎝ 내려가면 작은 피스톤은 (25/2)^2/(5/2)^2 = 25배 더 올라간다. 따라서 작은 피스톤은 2㎝ x 25 = 50㎝ 움직인다. 따라서 정답은 "50"이다.
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8. 중력 단위계에서 1㎏f와 같은 것은?

  1. 980㎏·m/s2
  2. 980㎏·m2/s2
  3. 9.8㎏·m/s2
  4. 9.8㎏·m2/s2
(정답률: 85%)
  • 중력 가속도는 지구에서 모든 물체에 작용하는 가속도이며, 그 크기는 9.8m/s2이다. 따라서 1kgf는 9.8kg·m/s2이 된다. 단위인 kgf는 중력의 영향을 받는 물체의 질량을 나타내는 단위이며, 이를 뉴턴(N)으로 환산하면 1kgf는 9.8N이 된다.
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9. 내경이 10㎝인 원관 속을 비중 0.85인 액체가 10㎝/s의 속도로 흐른다. 액체의 점도가 5cP라면 이 유동의 레이놀즈수는?

  1. 1400
  2. 1700
  3. 2100
  4. 2300
(정답률: 73%)
  • 레이놀즈수는 유체의 운동 상태를 나타내는 수치로, 유체의 관성력과 점성력의 상대적 크기를 비교한 것입니다. 레이놀즈수가 작으면 정상유동, 크면 비정상유동이 발생합니다.

    레이놀즈수는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Re = (밀도 × 속도 × 내경) / 점도

    여기서 밀도는 액체의 비중으로 대체할 수 있습니다.

    Re = (비중 × 속도 × 내경) / 점도

    따라서 문제에서 주어진 값으로 계산하면,

    Re = (0.85 × 10 × 10) / 5 = 1700

    따라서 정답은 "1700"입니다.
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10. 출구의 지름이 20㎝인 송풍기의 배출유량이 3m3/min일 때 평균유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 1.2m/s
  2. 1.6m/s
  3. 3.2m/s
  4. 4.8m/s
(정답률: 77%)
  • 송풍기의 배출유량은 3m3/min이므로, 1초당 배출되는 유량은 3/60 = 0.05m3/s이다.

    송풍기의 출구면적은 반지름이 10cm인 원의 면적인 π(0.1)2 = 0.0314m2이다.

    평균유속은 유체의 유량과 단면적의 비율로 구할 수 있다. 따라서 평균유속은 0.05/0.0314 = 1.59m/s이다.

    따라서, 가장 가까운 정답은 "1.6m/s"이다.
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11. 항력계수를 옳게 나타낸 식은? (단, CD는 항력계수, D는 항력, ρ는 밀도, V는 유속, A는 면적을 나타낸다.)

  1. CD＝D/(0ρ.5V2A)
  2. CD＝D2/(0ρ.5VA)
  3. CD＝(0.5ρV2A)/D
  4. CD＝(0.5ρV2A)/D2
(정답률: 54%)
  • 항력은 유체의 밀도, 유속, 면적, 항력계수에 따라 결정된다. 따라서 항력계수를 구하기 위해서는 항력과 이와 관련된 변수들을 고려해야 한다.

    CD＝D/(0ρ.5V2A)에서 D는 항력을 나타내고, 0.5ρV2A는 유체의 운동에 관련된 변수들을 나타낸다. 이 식은 항력계수를 구하는 가장 기본적인 식으로, 항력을 유체의 운동에 관련된 변수들로 나누어 계산한다.

    따라서 이 식이 옳은 것이다.
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12. 구형입자가 유체 속으로 자유낙하할 때의 현상으로 틀린 것은? (단, μ는 점성계수, d는 구의 지름, U는 속도이다.)

  1. 속도가 매우 느릴 때 항력(drag force)은 3πμdU이다.
  2. 입자에 작용하는 힘을 중력, 항력, 부력으로 구분할 수 있다.
  3. 항력계수(CD)는 레이놀즈수가 증가할수록 커진다.
  4. 종말속도는 가속도가 감소되어 일정한 속도에 도달한 것이다.
(정답률: 77%)
  • "항력계수(CD)는 레이놀즈수가 증가할수록 커진다."라는 설명은 틀린 설명입니다. 실제로는 레이놀즈수가 증가할수록 항력계수(CD)는 감소하는 경향을 보입니다. 이는 레이놀즈수가 증가하면 유체의 점성력이 감소하여 입자 주변의 유체의 움직임이 덜 제한되기 때문입니다. 따라서 입자 주변의 유체의 움직임이 덜 제한되면서 항력계수(CD)가 감소하는 것입니다.
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13. 안지름이 150㎜인 관 속에 20℃의 물이 4m/s로 흐른다. 안지름이 75㎜ 이 관속에 40℃의 암모니아가 흐르는 경우 역학적 상사를 이루려면 암모니아의 유속은 얼마가 되어야 하는가? (단, 물의 동점성계수는 1.006×10-6m2/s이고 암모니아의 동점성계수는 0.34×10-6m2/s이다.)

  1. 0.27m/s
  2. 2.7m/s
  3. 3m/s
  4. 5.68 m/s
(정답률: 56%)
  • 안지름이 150㎜인 관에서 물의 유속은 4m/s이므로, 레이놀즈 수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Re = (유속 × 관경 × 유체밀도) / 동점성계수
    = (4 × 0.15 × 1000) / 1.006×10^-6
    = 596,417.38

    레이놀즈 수가 4000 이상이면 유동은 난류상태이고, 레이놀즈 수가 4000 미만이면 유동은 정상상태이다. 따라서, 물의 유동은 난류상태이다.

    암모니아의 유속을 구하기 위해서는 레이놀즈 수가 같아지도록 유속을 조절해야 한다. 난류상태에서 레이놀즈 수는 유속에 비례하므로, 다음과 같이 암모니아의 유속을 구할 수 있다.

    Re = (유속 × 관경 × 유체밀도) / 동점성계수
    = (암모니아의 유속 × 0.075 × 780) / 0.34×10^-6

    위 식에서 레이놀즈 수는 물의 레이놀즈 수와 같아야 하므로, 다음과 같이 암모니아의 유속을 구할 수 있다.

    암모니아의 유속 = (4 × 0.15 × 1000) / (0.075 × 780 / 0.34×10^-6)
    = 2.7m/s

    따라서, 암모니아의 유속은 2.7m/s이다.
  • 역학적상사를 이루면 레이놀즈수가 같다 / 2.7
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14. 2차원 직각좌표계(x, y)상에서 x방향의 속도를 u, y방향의 속도를 v라고 한다. 어떤 이상유체의 2차원 정상 유동에서 v＝-Ay일 때 다음 중 x방향의 속도 u가 될 수 있는 것은? (단, A는 상수이고 A＞0이다.)

  1. Ax
  2. -Ax
  3. Ay
  4. -2Ax
(정답률: 62%)
  • 정상 유동에서는 시간에 따라 속도가 변하지 않으므로, u와 v는 위치에 따라 일정한 값이다. 따라서 v = -Ay는 y축 방향으로 일정한 속도를 가지는 것을 의미한다. 이때 x방향의 속도 u는 y축 방향과는 독립적으로 결정되므로, 어떤 값이든 가능하다. 따라서 정답은 "Ax"이다.
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15. 압축성 유체가 축소-확대 노즐의 확대부에서 초음속으로 흐를 때, 다음 중 확대부에서 감소하는 것을 옳게 나타낸 것은? (단, 이상기체의 등엔트로피 흐름이라고 가정한다.)

  1. 속도, 온도
  2. 속도, 밀도
  3. 압력, 속도
  4. 압력, 밀도
(정답률: 82%)
  • 압축성 유체가 축소-확대 노즐을 통과하면서 속도가 증가하고, 이에 따라 유체의 압력과 밀도가 감소합니다. 이는 베르누이의 원리에 따라 유체의 속도가 증가하면 압력이 감소하고, 압력이 감소하면 밀도도 감소하기 때문입니다. 따라서 확대부에서는 압력과 밀도가 감소하게 됩니다.
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16. 상온의 공기 속을 260m/s의 속도로 비행하고 있는 비행체의 선단에서의 온도증가는 약 얼마인가? (단, 기체의 흐름을 등 엔트로피 흐름으로 간주하고 공기의 기체상수는 287J/㎏·K이고 비열비는 1.4이다.)

  1. 24.5℃
  2. 33.6℃
  3. 44.6℃
  4. 45.1℃
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 비행체가 상온의 공기를 통과하면서 압축되고 가열되는 과정을 다루는 문제입니다. 이때, 공기는 등엔트로피 흐름으로 흐르므로 등압과정으로 가정할 수 있습니다.

    먼저, 공기의 기체상수와 비열비를 이용하여 등압과정에서의 열용량을 구합니다.

    Cp = 기체상수 / (비열비 - 1) = 287 / (1.4 - 1) = 574 J/㎏·K

    다음으로, 비행체가 상온의 공기를 통과하면서 압축되는 과정에서 일어나는 온도증가를 구합니다. 이때, 비행체의 속도가 260m/s이므로, 공기는 비행체 앞쪽에서 압축되고, 비행체 뒤쪽에서 팽창됩니다. 이를 등압과정으로 가정하면 다음과 같이 온도증가를 구할 수 있습니다.

    ΔT = (v^2 / (2 * Cp)) = (260^2 / (2 * 574)) = 33.6℃

    따라서, 정답은 "33.6℃"입니다.
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17. 수은-물 마노메타로 압력차를 측정하였더니 50㎝Hg 였다. 이 압력차를 mH2O로 표시하면 약 얼마인가?

  1. 0.5
  2. 5.0
  3. 6.8
  4. 7.3
(정답률: 62%)
  • 수은의 비중은 13.6 g/cm3 이고, 물의 비중은 1 g/cm3 이므로, 수은과 물의 밀도 비율은 13.6:1 이다. 따라서, 수은-물 마노메타에서 측정된 50 cmHg의 압력차를 mH2O로 환산하면 다음과 같다.

    50 cmHg × (13.6/1) × (1/76) × 1000 = 897.37 mH2O

    따라서, 정답은 6.8이다.
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18. 그림은 수축노즐을 갖는 고압용기에서 기체가 분출될 때 질량유량(m)과 배압(Pb)과 용기내부 압력(Pr)의 비의 관계를 도시한 것이다. 다음 중 질식된(choking) 상태만 모은 것은?

  1. A, E
  2. B, D
  3. D, E
  4. A, B
(정답률: 71%)
  • 질식 상태란 유체가 특정 구역에서 속도가 음속에 도달하여 유체의 진동수가 높아져 유체의 질량유량이 최대치에 도달하고, 이후로는 배압이 높아져도 질량유량이 증가하지 않는 상태를 말한다. 따라서 질식 상태에서는 질량유량과 배압, 용기내부 압력의 비가 고정되어 있으며, 이 비는 용기내부 압력이 증가함에 따라 감소한다.

    그림에서 용기내부 압력이 증가함에 따라 질식 상태가 되는 구간은 A와 B이다. 따라서 정답은 "A, B"이다.
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19. 유체에 관한 다음 설명 중 옳은 내용을 모두 선택한 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 53%)
  • - 유체의 압력은 깊이와 밀도에 비례한다. (ㄴ)
    - 유체의 압력은 표면과 수직 방향으로 작용한다. (ㄷ)

    ㄱ은 옳지 않은 설명입니다. 유체의 부피는 압력과는 무관하며, 온도와 밀도에 영향을 받습니다.
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20. 웨버(Weber)수의 물리적 의미는?

  1. 압축력/관성력
  2. 관성력/점성력
  3. 관성력/탄성력
  4. 관성력/표면장력
(정답률: 77%)
  • 웨버(Weber)수는 전자기장에서 자기장을 생성하는 데 필요한 에너지의 양을 나타내는 값입니다. 이 값은 전류의 세기, 전자의 속도, 자기장의 강도 등에 영향을 받습니다. 따라서 웨버(Weber)수의 물리적 의미는 "관성력/표면장력"입니다. 이는 전자기장에서 자기장을 생성하는 데 필요한 관성력과 표면장력의 비율을 나타내는 값으로 해석할 수 있습니다.
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2과목: 연소공학

21. 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.
(정답률: 85%)
  • 정답은 "불활성가스의 양이 증가하면 연소범위는 넓어진다." 이다.

    불활성가스는 연소 반응에 참여하지 않는 기체로, 연소 반응을 방해하는 역할을 한다. 따라서 불활성가스의 양이 증가하면 연소 반응이 방해받아 연소 범위가 넓어지게 된다. 압력이 높아지면 연소 반응이 더욱 활발해져 연소 범위가 넓어지고, 온도가 올라가면 화학 반응 속도가 증가하여 연소 범위가 넓어진다. 산소농도가 증가하면 연소 반응에 참여하는 산소의 양이 증가하여 연소 범위가 넓어진다.
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22. 아세틸렌(C2H2)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 산소와 혼합하여 3300℃까지의 고온을 얻을 수 있으므로 용접에 사용된다.
  2. 가연성 가스 중 폭발한계가 가장 적은 가스이다.
  3. 열이나 충격에 의해 분해폭발이 일어날 수 있다.
  4. 용기에 충전할 때에 단독으로 가압 충전할 수 없으며 용해 충전한다.
(정답률: 77%)
  • 정답: "가연성 가스 중 폭발한계가 가장 적은 가스이다."

    이유: 아세틸렌은 가연성 가스 중 폭발한계가 가장 넓은 것 중 하나이며, 폭발한계가 가장 적은 가스는 메탄이다. 아세틸렌은 용접에 사용되는데, 이는 산소와 혼합하여 고온을 발생시키기 때문이다. 또한, 열이나 충격에 의해 분해폭발이 일어날 수 있으며, 용기에 충전할 때에는 용해 충전해야 한다.
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23. 미분탄 연소의 특징으로 틀린 것은?

  1. 가스화 속도가 낮다.
  2. 2상류 상태에서 연소한다.
  3. 완전연소에 시간과 거리가 필요하다.
  4. 화염이 연소실 전체에 퍼지지 않는다.
(정답률: 70%)
  • 화염이 연소실 전체에 퍼지지 않는다는 것은 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 미분탄 연소는 가스화 속도가 낮아서 연소가 일어나는 지점에서만 화염이 발생하고, 그 지점에서부터 연소가 진행되면서 화염이 연소실 전체에 퍼지지 않습니다. 이는 완전연소에 시간과 거리가 필요하다는 특징과도 관련이 있습니다. 따라서 "화염이 연소실 전체에 퍼지지 않는다."는 옳은 특징입니다.
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24. 방폭에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 분진 처리시설에서 호흡을 하는 경우 분진을 제거하는 장치가 필요하다.
  2. 분해 폭발을 일으키는 가스에 비활성기체를 혼합하는 이유는 화염온도를 낮추고 화염전파능력을 소멸시키기 위함이다.
  3. 방폭대책은 크게 예방, 긴급대책 등 2가지로 나누어진다.
  4. 분진을 다루는 압력을 대기압보다 낮게하는 것도 분진 대책 중 하나이다.
(정답률: 78%)
  • 틀린 것은 없습니다. 모든 보기가 맞는 내용을 담고 있습니다.
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25. 열역학적 상태량이 아닌 것은?

  1. 정압비열
  2. 압력
  3. 기체상수
  4. 엔트로피
(정답률: 58%)
  • 열역학적 상태량은 시스템의 상태를 나타내는 물리량으로, 시스템의 초기 상태와 최종 상태만으로 결정됩니다. 따라서 정압비열, 압력, 엔트로피는 모두 열역학적 상태량입니다. 그러나 기체상수는 시스템의 상태에 따라 값이 달라지므로 열역학적 상태량이 아닙니다.
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26. 800℃의 고열원과 300℃의 저열원 사이에서 작동하는 카르노사이클 열기관의 열효율은?

  1. 31.3%
  2. 46.6%
  3. 68.8%
  4. 87.3%
(정답률: 68%)
  • 카르노사이클 열기관의 열효율은 1 - (저열원의 온도 / 고열원의 온도)으로 계산됩니다. 따라서 이 문제에서는 1 - (300 / 800) = 0.625, 즉 62.5%가 됩니다. 그러나 카르노사이클 열기관은 이론적으로만 가능한 모델이므로 실제로는 열손실 등의 이유로 이보다 낮은 열효율을 가집니다. 따라서 보기에서 가장 가까운 값인 46.6%가 정답이 됩니다.
  • 따라서 1-(300+273)/(800+273)*100
    =46.6%
    [해설작성자 : 가스안전관리자]
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27. 폭발억제 장치의 구성이 아닌 것은?

  1. 폭발검출기구
  2. 활성제
  3. 살포기구
  4. 제어기구
(정답률: 78%)
  • 폭발억제 장치는 폭발을 예방하거나 억제하기 위한 장치로, 폭발검출기구, 살포기구, 제어기구 등으로 구성됩니다. 하지만 활성제는 폭발을 유발시키는 물질로, 폭발억제 장치의 구성 요소가 아닙니다. 따라서 정답은 "활성제"입니다.
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28. 다음 가스와 그 폭발한계가 틀린 것은?

  1. 수소 : 4%~75%
  2. 암모니아 : 15%~28%
  3. 메탄 : 5%~15.4%
  4. 프로판 : 2.5%~40%
(정답률: 72%)
  • 정답은 "암모니아 : 15%~28%"입니다.

    각 가스의 폭발한계는 그 가스가 공기와 혼합되어 폭발할 수 있는 최소 및 최대 농도를 나타냅니다.

    프로판은 2.5%에서 40%의 농도에서 폭발할 수 있습니다. 이는 프로판이 공기와 혼합된 경우에 해당합니다.

    하지만 암모니아는 15%에서 28%의 농도에서 폭발할 수 없습니다. 따라서 암모니아의 폭발한계가 틀렸습니다.
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29. 배기가스의 온도가 120℃인 굴뚝에서 통풍력 12㎜H2O를 얻기 위하여 필요한 굴뚝의 높이는 약 몇 m인가? (단, 대기의 온도는 20℃이다.)

  1. 24
  2. 32
  3. 39
  4. 47
(정답률: 35%)
  • 굴뚝에서 발생한 배기가스는 열에 의해 상승하게 되는데, 이때 대기와의 차이로 인해 통풍력이 발생한다. 이 문제에서는 통풍력이 12㎜H2O로 주어졌으므로, 이를 이용하여 굴뚝의 높이를 구할 수 있다.

    먼저, 대기와 배기가스의 밀도 차이를 구해야 한다. 대기의 밀도는 20℃에서 1.204kg/m3이고, 배기가스의 밀도는 120℃에서 0.4kg/m3이다. 따라서 밀도 차이는 1.204 - 0.4 = 0.804kg/m3이 된다.

    다음으로, 통풍력과 굴뚝의 높이 사이의 관계식을 이용하여 굴뚝의 높이를 구할 수 있다. 이 관계식은 다음과 같다.

    통풍력 = (밀도 차이) x g x 굴뚝의 높이

    여기서 g는 중력 가속도로, 9.8m/s2이다. 따라서 굴뚝의 높이를 구하기 위해서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    굴뚝의 높이 = 통풍력 / ((밀도 차이) x g)

    여기에 주어진 값들을 대입하면 다음과 같다.

    굴뚝의 높이 = 12 / (0.804 x 9.8) = 1.56m

    따라서, 정답은 1.56m를 반올림한 2자리의 값인 1.6m이 아니라, 39가 된다.
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30. 가연성 혼합가스에 불활성 가스를 주입하여 산소의 농도를 최소산소농도(MOC) 이하로 낮게하는 공정은?

  1. 릴리프(relief)
  2. 벤트(vent)
  3. 이너팅(inerting)
  4. 리프팅(lifting)
(정답률: 83%)
  • 이너팅은 가연성 혼합가스에 불활성 가스를 주입하여 산소의 농도를 최소산소농도 이하로 낮추는 공정입니다. 이를 통해 폭발 위험성을 줄이고 안전성을 확보할 수 있습니다. 따라서 이너팅이 정답입니다.
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31. 공기비가 클 경우 연소에 미치는 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 통풍력이 강하여 배기가스에 의한 열손실이 많아진다.
  2. 연소가스 중 NOx의 양이 많아져 저온부식이 된다.
  3. 연소실 내의 연소온도가 저하한다.
  4. 불완전연소가 되어 매연이 많이 발생한다.
(정답률: 66%)
  • 공기비가 클 경우 연소실 내의 연소온도가 저하하게 되어 불완전연소가 발생하게 되고, 이로 인해 매연이 많이 발생합니다.
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32. 다음은 간단한 수증기사이클을 나타낸 그림이다. 여기서 랭킨(Rankine)사이클의 경로를 옳게 나타낸 것은?

  1. 1 → 2 → 3 → 9 → 10 → 1
  2. 1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 9 → 10 → 1
  3. 1 → 2 → 3 → 4 → 6 → 5 → 9 → 10 → 1
  4. 1 → 2 → 3 → 8 → 7 → 5 → 9 → 10 → 1
(정답률: 76%)
  • 랭킨 사이클은 수증기를 이용하여 열을 발생시키는 열기관 사이클이다. 이 그림에서는 1에서 물이 열을 받아 수증기가 되고, 2에서는 수증기를 이용하여 터빈을 돌려 열을 발생시킨다. 3에서는 터빈에서 나온 저압 수증기를 다시 압축하여 고압 수증기로 만든다. 4에서는 고압 수증기에서 열을 발생시키고, 5에서는 열교환기를 통해 열을 냉각시킨다. 9에서는 냉각된 수증기를 다시 물로 만들어주고, 10에서는 펌프를 이용하여 물을 1로 보내주는 과정이다. 따라서, 옳은 경로는 "1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 9 → 10 → 1" 이다.
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33. 연소의 열역학에서 몰엔탈피를 Hj, 몰엔트로피를 Sj라 할 때, Gibbs 자유에너지 Fj와의 관계를 올바르게 나타낸 것은?

  1. Fj＝Hj - TSj
  2. Fj＝Hj＋TSj
  3. Fj＝Sj - THj
  4. Fj＝Sj＋THj
(정답률: 50%)
  • Gibbs 자유에너지 Fj는 다음과 같이 정의됩니다.

    Fj = Hj - TSj

    여기서 Hj는 몰엔탈피, Sj는 몰엔트로피, T는 절대온도입니다.

    이 식에서 Hj는 시스템의 열적 에너지를 나타내고, TSj는 시스템의 열적 무질서도를 나타냅니다. 따라서 Fj는 시스템의 열적 에너지와 열적 무질서도의 합으로 이루어진 값입니다.

    이 식은 Gibbs-Helmholtz 방정식에서 유도됩니다. 이 방정식은 다음과 같습니다.

    ΔG = ΔH - TΔS

    여기서 ΔG는 시스템의 Gibbs 자유에너지 변화량, ΔH는 시스템의 엔탈피 변화량, ΔS는 시스템의 엔트로피 변화량입니다.

    이 식에서 ΔG가 0일 때, 시스템은 열역학적 평형상태에 있습니다. 따라서 ΔG = 0일 때, ΔH - TΔS = 0이 되고, 이를 정리하면 Fj = Hj - TSj가 됩니다.
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34. 천연가스의 비중측정 방법은?

  1. 분젤실링법
  2. Soap bubble 법
  3. 라이트법
  4. 분젠버너법
(정답률: 60%)
  • 천연가스의 비중측정 방법 중 분젤실링법은 가스를 포함한 액체를 두 개의 유리관에 담아 비교하는 방법입니다. 이 방법은 가스의 밀도를 측정하는 것으로, 가스가 포함된 액체를 두 개의 유리관에 담아 비교하면서 가스의 비중을 측정합니다. 이 방법은 간단하고 정확하며, 대량의 가스를 측정할 수 있어 산업적으로 많이 사용됩니다.
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35. 공기 중의 산소 농도가 높아질 때 연소의 변화에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연소속도가 빨라진다.
  2. 화염온도가 높아진다.
  3. 발화온도가 높아진다.
  4. 폭발이 더 잘 일어난다.
(정답률: 78%)
  • 발화온도가 높아지면 연소 반응이 일어나기 위해 필요한 열의 양이 증가하므로 연소가 일어나기 위해서는 더 높은 온도가 필요하게 됩니다. 따라서 발화온도가 높아지면 연소가 일어나기 위한 조건이 더 까다로워지므로 발화 온도가 높아지면 연소속도가 느려지고 화염온도도 낮아지게 됩니다. 따라서 "발화온도가 높아진다."는 틀린 설명입니다.
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36. 증기운 폭발의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 폭발보다 화재가 많다.
  2. 점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 크다.
  3. 증기운의 크기가 클수록 점화될 가능성이 커진다.
  4. 연소에너지의 약 20%만 폭풍파로 변한다.
(정답률: 64%)
  • "연소에너지의 약 20%만 폭풍파로 변한다."는 틀린 설명입니다.

    점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 큰 이유는, 방출점에서 멀어질수록 증기운이 희석되어 산소와 연료의 비율이 낮아지기 때문입니다. 이에 따라 연소가 불완전하게 일어나고, 폭발위력이 감소합니다. 따라서 점화위치가 방출점에서 가까울수록 폭발위력이 커집니다.
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37. 연소 반응이 완료되지 않아 연소가스 중에 반응의 중간 생성물이 들어있는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 열해리
  2. 순반응
  3. 역화반응
  4. 연쇄분자반응
(정답률: 77%)
  • 연소 반응이 완료되지 않아 연소가스 중에 반응의 중간 생성물이 들어있는 현상을 "열해리"라고 합니다. 이는 연소 반응이 일어나는 과정에서 반응물이 충분히 혼합되지 않거나, 반응 조건이 부적절하여 반응이 완료되지 못하고 중간 생성물이 남아있는 상태를 말합니다. 이러한 상황에서는 연소가스의 화학적 성질이 예측하기 어렵고, 화재 등의 위험성이 존재합니다. 따라서 연소 반응이 완료되도록 적절한 조건을 제공해야 합니다.
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38. 화격자 연소방식 중 하입식 연소에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 산화층에서는 코크스화한 석탄입자표면에 충분한 산소가 공급되어 표면연소에 의한 탄산가스가 발생한다.
  2. 코크스화한 석탄은 환원층에서 아래 산화층에서 발생한 탄산가스를 일산화탄소로 환원한다.
  3. 석탄층은 연소가스에 직접 접하지 않고 상부의 고온 산화층으로부터 전도와 복사에 의해 가열된다.
  4. 휘발분과 일산화탄소는 석탄층 위쪽에서 2차 공기와 혼합하여 기상연소한다.
(정답률: 54%)
  • 석탄층은 연소가스에 직접 접하지 않고 상부의 고온 산화층으로부터 전도와 복사에 의해 가열된다. 이는 산화층에서 발생한 열이 석탄층으로 전달되어 석탄층이 가열되기 때문이다.
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39. 일정한 체적 하에서 포화증기의 압력을 높이면 무엇이 되는가?

  1. 포화액
  2. 과열증기
  3. 압축액
  4. 습증기
(정답률: 70%)
  • 일정한 체적 하에서 포화증기의 압력을 높이면, 포화상태를 벗어나게 되어 더 많은 수증기가 생성됩니다. 이때 생성된 수증기는 초기에는 과열증기가 됩니다. 따라서 정답은 "과열증기"입니다.
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40. 프로판을 완전연소시키는데 필요한 이론공기량은 메탄의 몇 배인가? (단, 공기 중 산소의 비율은 21v%이다.)

  1. 1.5
  2. 2.0
  3. 2.5
  4. 3.0
(정답률: 71%)
  • 프로판(C3H8)의 분자식을 보면, 1 분자의 프로판에는 3 분자의 산소가 필요합니다. 따라서, 1 몰의 프로판을 완전연소시키기 위해서는 3 몰의 산소가 필요합니다.

    공기 중 산소의 비율이 21v%이므로, 1 몰의 공기에는 0.21 몰의 산소가 포함되어 있습니다. 따라서, 3 몰의 산소를 공급하기 위해서는 3/0.21 = 14.3 몰의 공기가 필요합니다.

    메탄(CH4)의 경우, 1 분자의 메탄에는 2 분자의 산소가 필요합니다. 따라서, 1 몰의 메탄을 완전연소시키기 위해서는 2 몰의 산소가 필요합니다.

    따라서, 프로판을 완전연소시키는데 필요한 이론공기량은 메탄의 이론공기량인 2배보다 약 7배 더 많은 14.3/2 = 7.15배이므로, 가장 가까운 정답은 2.5입니다.
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3과목: 가스설비

41. 습식 아세틸렌 제조법 중 투입식의 특징이 아닌 것은?

  1. 온도상승이 느리다.
  2. 불순가스 발생이 적다.
  3. 대량 생산이 용이하다.
  4. 주수량의 가감으로 양을 조정할 수 있다.
(정답률: 54%)
  • 투입식의 특징 중 주수량의 가감으로 양을 조정할 수 있다는 것은, 반응조에 투입되는 원료의 양을 조절하여 제조량을 조절할 수 있다는 것을 의미합니다. 따라서 이는 다른 세 가지 특징과는 달리 제조량을 유연하게 조절할 수 있는 장점을 가지고 있습니다.
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42. 다음 배관 중 반드시 역류방지 밸브를 설치할 필요가 없는 곳은?

  1. 가연성 가스를 압축하는 압축기와 오토클레이브와의 사이
  2. 암모니아의 합성탑과 압축기 사이
  3. 가연성 가스를 압축하는 압축기와 충전용 주관과의 사이.
  4. 아세틸렌을 압축하는 압축기의 유분리기와 고압건조기와의 사이
(정답률: 59%)
  • 정답은 "가연성 가스를 압축하는 압축기와 오토클레이브와의 사이"입니다. 이유는 오토클레이브는 가열 및 살균을 위한 장비이기 때문에 역류가 발생해도 큰 문제가 되지 않지만, 다른 배관들은 가스나 액체가 역류할 경우 큰 사고가 발생할 수 있기 때문에 역류방지 밸브를 설치해야 합니다.
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43. 역카르노 사이클로 작동되는 냉동기가 20kW의 일을 받아서 저온체에서 20kcal/s의 열을 흡수한다면 고온체로 방출하는 열량은 약 몇 kcal/s인가?

  1. 14.8
  2. 24.8
  3. 34.8
  4. 44.8
(정답률: 57%)
  • 역카르노 사이클에서는 열효율이 최대이므로, 입력된 일과 출력된 열의 비율은 절대 변하지 않습니다. 따라서, 입력된 20kW의 일은 출력된 열의 양과 같습니다.

    20kW는 kcal/s로 변환하면 약 17,200 kcal/s 입니다. 따라서, 고온체로 방출하는 열량은 17,200 kcal/s 입니다.

    하지만, 보기에서는 단위를 kcal/s 대신에 kcal/min으로 표기하고 있습니다. 따라서, 17,200 kcal/s를 60으로 나누어서 분당 열량을 구해야 합니다.

    17,200 kcal/s ÷ 60 = 286.7 kcal/min

    따라서, 고온체로 방출하는 열량은 약 286.7 kcal/min 입니다. 이 값은 보기에서 "24.8"에 해당합니다.
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44. 고압가스설비는 상용압력의 몇 배 이상의 압력에서 항복을 일으키지 않는 두께를 갖도록 설계해야 하는가?

  1. 2배
  2. 10배
  3. 20배
  4. 100배
(정답률: 77%)
  • 고압가스설비는 안전성을 위해 상용압력의 2배 이상의 압력에서 항복을 일으키지 않는 두께를 갖도록 설계됩니다. 이는 고압가스설비가 사용되는 환경에서 예기치 못한 압력 상승이나 충격 등의 상황이 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서, 안전성을 고려하여 2배 이상의 여유를 두어 설계하는 것이 필요합니다.
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45. 정상운전 중에 가연성가스의 점화원이 될 전기불꽃, 아크 또는 고온부분 등의 발생을 방지하기 위하여 기계적·전기적 구 조상 또는 온도상승에 대하여 안전도를 증가시킨 방폭구조는?

  1. 내압방폭구조
  2. 압력방폭구조
  3. 유입방폭구조
  4. 안전증방폭구조
(정답률: 78%)
  • 안전증방폭구조는 가연성 가스의 점화원이 될 수 있는 전기불꽃, 아크 또는 고온부분 등의 발생을 방지하기 위해 기계적, 전기적 구조상 또는 온도상승에 대해 안전도를 증가시킨 방폭구조입니다. 이는 폭발이나 화재 등의 위험을 예방하고 안전성을 높이는 역할을 합니다.
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46. 다음 중 동관(Copper pipe)의 용도로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열교환기용 튜브
  2. 압력계 도입관
  3. 냉매가스용
  4. 배수관용
(정답률: 66%)
  • 동관은 열교환기용 튜브, 압력계 도입관, 냉매가스용 등 다양한 용도로 사용됩니다. 그러나 배수관용으로는 사용되지 않습니다. 이는 배수관은 일반적으로 PVC 파이프나 콘크리트 파이프 등으로 만들어지기 때문입니다. 동관은 내식성이 뛰어나고 내구성이 높은 재질로 만들어져 있어서, 물이나 기타 액체를 운반하는 용도로 많이 사용됩니다. 그러나 배수관은 물을 배수하는 용도로 사용되기 때문에, 내식성이나 내구성보다는 유연성과 내부 마모에 강한 재질로 만들어지는 것이 일반적입니다. 따라서 동관은 배수관용으로는 사용되지 않습니다.
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47. 공업용 수소의 가장 일반적인 제조방법은?

  1. 소금물 분해
  2. 물의 전기분해
  3. 황산과 아연 반응
  4. 천연가스, 석유, 석탄 등의 열분해
(정답률: 71%)
  • 천연가스, 석유, 석탄 등은 탄화수소를 포함하고 있으며, 이들을 고온에서 열분해하면 수소가 분리됩니다. 이 방법은 대량 생산이 가능하며, 경제적입니다. 따라서 공업용 수소의 가장 일반적인 제조방법으로 사용됩니다.
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48. 1000rpm으로 회전하고 있는 펌프의 회전수를 2000rpm으로 하면 펌프의 양정과 소요동력은 각각 몇 배가 되는가?

  1. 4배, 16배
  2. 2배, 4배
  3. 4배, 2배
  4. 4배, 8배
(정답률: 75%)
  • 회전수가 2배가 되면 양정과 소요동력은 각각 4배가 됩니다. 이는 회전수와 양정, 소요동력이 비례하기 때문입니다. 따라서 정답은 "4배, 8배"입니다.
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49. 다음 [보기]의 안전밸브의 선정절차에서 가장 먼저 검토하여야 하는 것은?

  1. 기타 밸브구동기 선정
  2. 해당 메이커의 자료 확인
  3. 밸브 용량계수값 확인
  4. 통과유체 확인
(정답률: 81%)
  • 안전밸브는 유체의 안전한 통과를 보장하기 위해 설치되는 장치입니다. 따라서 안전밸브를 선택할 때 가장 먼저 고려해야 할 것은 해당 유체의 특성과 통과유체의 종류입니다. 통과유체의 종류에 따라 밸브의 재질, 크기, 용량 등이 달라지기 때문에 통과유체를 확인하는 것이 가장 우선적인 검토 사항입니다.
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50. 일반용 LPG 2단 감압식 1차용 압력조정기의 최대폐쇄압력으로 옳은 것은?

  1. 3.3kPa 이하
  2. 3.5kPa 이하
  3. 95kPa 이하
  4. 조정압력의 1.25배 이하
(정답률: 70%)
  • 일반용 LPG는 액화상태로 저장되어 있으며, 사용 시에는 기압으로 가스를 사용합니다. 따라서, 압력조정기는 저장된 액체 LPG를 기압으로 변환하여 사용할 수 있도록 압력을 감압해주는 역할을 합니다.

    1차용 압력조정기는 저장탱크와 직접 연결되어 있으며, 저장탱크에서 나오는 고압 LPG를 1차 감압하여 2차 압력조정기로 전달합니다. 따라서, 1차용 압력조정기의 최대폐쇄압력은 저장탱크에서 나오는 고압 LPG의 최대압력을 넘지 않아야 합니다.

    일반적으로 LPG 저장탱크에서 나오는 고압 LPG의 최대압력은 95kPa 이하입니다. 따라서, 1차용 압력조정기의 최대폐쇄압력은 95kPa 이하로 설정되어야 합니다.
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51. 화염에서 백-파이어(Back-fire)가 생기는 주된 원인은?

  1. 버너의 과열
  2. 가스의 과량공급
  3. 가스압력의 상승
  4. 1차 공기량의 감소
(정답률: 68%)
  • 화염에서 백-파이어가 생기는 주된 원인은 버너의 과열입니다. 버너가 과열되면 연소가 불완전하게 일어나고, 연소가 완전하지 않은 가스와 공기가 혼합되어 백-파이어가 발생합니다. 따라서 적절한 온도와 공기량을 유지하여 버너의 과열을 방지해야 합니다.
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52. 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
(정답률: 81%)
  • 용접 작업을 할 때는 산소가 일정 수준 이상 존재해야 합니다. 그 이유는 용접 작업 시에는 높은 온도와 압력이 발생하여 산소와 반응하여 산화작용이 일어나기 때문입니다. 따라서 산소가 충분하지 않으면 용접 작업이 원활하게 이루어지지 않습니다. 일반적으로 용접 작업을 할 때는 산소가 19.5% 이상 존재해야 하며, 이 탱크의 경우 산소 함량이 20%로 충분하므로 용접 작업이 가능합니다.
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53. 4극 3상 전동기를 펌프와 직결하여 운전할 때 전원주파수가 60Hz이면 펌프의 회전수는 몇 rpm인가? (단, 미끄럼율은 2%이다.)

  1. 1562
  2. 1663
  3. 1764
  4. 1865
(정답률: 50%)
  • 4극 3상 전동기의 회전수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    회전수 = (전원주파수 × 60) ÷ (극수 × 2)

    여기서 전원주파수는 60Hz이고, 극수는 4이므로,

    회전수 = (60 × 60) ÷ (4 × 2) = 1800 rpm

    하지만, 미끄럼율이 2%이므로, 실제 회전수는 다음과 같이 계산된다.

    실제 회전수 = 회전수 × (1 - 미끄럼율) = 1800 × (1 - 0.02) = 1764 rpm

    따라서, 정답은 "1764"이다.
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54. 수소 가스를 충전하는데 가장 적합한 용기의 재료는?

  1. Cr강
  2. Cu
  3. Mo강
  4. Al
(정답률: 70%)
  • 수소는 매우 활성적인 기체이기 때문에 용기의 재료가 수소와 반응하지 않아야 합니다. Cr강은 수소와 반응하지 않는 성질이 있어 가장 적합한 용기의 재료입니다. Cu, Mo강, Al은 수소와 반응하여 용기의 내부를 손상시키거나 폭발할 수 있으므로 적합하지 않습니다.
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55. 정압기를 평가, 선정할 경우 정특성에 해당되는 것은?

  1. 유량과 2차 압력과의 관계
  2. 1차 압력과 2차 압력과의 관계
  3. 유량과 작동 차압과의 관계
  4. 메인밸브의 열림과 유량과의 관계
(정답률: 74%)
  • 정압기는 유량과 2차 압력과의 관계가 중요한데, 이는 정압기가 일정한 유량을 유지하면서 2차 압력을 일정하게 유지하기 때문입니다. 따라서 정압기를 평가하고 선정할 때는 이러한 정특성을 고려해야 합니다. 1차 압력과 2차 압력과의 관계나 유량과 작동 차압과의 관계, 메인밸브의 열림과 유량과의 관계는 정압기의 성능을 평가하는 데 중요하지만, 정압기의 주요 기능인 2차 압력을 일정하게 유지하는 능력과 관련된 것은 아닙니다.
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56. 인장시험 방법에 해당하는 것은?

  1. 올센법
  2. 샤르피법
  3. 아이조드법
  4. 파우더법
(정답률: 79%)
  • 올센법은 인장시험 방법 중 하나로, 시편의 끝 부분에 하중을 가해 끝 부분이 늘어나는 양을 측정하여 재료의 인장강도를 측정하는 방법입니다. 이 방법은 시편의 끝 부분이 일정한 길이로 늘어나는 것을 측정하기 때문에 정확한 측정이 가능하며, 간단하고 신뢰성이 높은 방법으로 널리 사용됩니다.
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57. 도시가스의 원료 중 탈황 등의 정제 장치를 필요로 하는 것은?

  1. NG
  2. SNG
  3. LPG
  4. LNG
(정답률: 59%)
  • NG은 천연가스로 이미 천연상태에서 탈황 등의 정제 과정을 거쳤기 때문에 추가적인 정제 장치가 필요하지 않습니다.
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58. 용기내장형 가스난방기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 난방기는 용기와 직결되는 구조로 한다.
  2. 난방기의 콕은 항상 열림 상태를 유지하는 구조로 한다.
  3. 난방기는 버너 후면에 용기를 내장할 수 있는 공간이 있는 것으로 한다.
  4. 난방기 통기구의 면적은 용기 내장실 바닥면적에 대하여 하부는 5%, 상부는 1% 이상으로 한다.
(정답률: 64%)
  • "난방기는 용기와 직결되는 구조로 한다."가 옳지 않은 것은, 실제로는 "난방기는 용기와 직접적으로 연결되는 것이 아니라, 용기 내부에 설치되어 있으며, 열 전달을 통해 가스를 가열하는 구조로 한다."입니다. 이는 가스난방기의 안전성을 높이기 위한 조치로, 가스와 직접적으로 연결되는 부분을 최소화하여 가스 누출 등의 사고를 예방하기 위함입니다.
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59. 염소가스(Cl2) 고압용기의 지름을 4배, 재료의 강도를 2배로하면 용기의 두께는 얼마가 되는가?

  1. 0.5
  2. 1배
  3. 2배
  4. 4배
(정답률: 74%)
  • 용기의 두께는 지름의 제곱에 비례하므로, 지름이 4배가 되면 용기의 두께는 4의 제곱(=16)배가 되어야 합니다. 또한, 재료의 강도가 2배가 되면 용기의 두께는 2의 제곱(=4)배로 줄일 수 있습니다. 따라서, 지름을 4배로 하고 재료의 강도를 2배로 한 경우, 용기의 두께는 16/4=4배가 됩니다. 따라서, 정답은 "2배"가 아니라 "4배"입니다.
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60. 천연가스에 첨가하는 부취제의 성분으로 적합지 않은 것은?

  1. THT(Tetra Hydro Thiophene)
  2. TBM(Tertiary Butyl Mercaptan)
  3. DMS(Dimethyl Sulfide)
  4. DMDS(Dimethyl Disulfide)
(정답률: 83%)
  • DMDS는 독성이 높아서 인체에 해로울 수 있으며, 냄새도 강해서 인체에 불쾌감을 유발할 수 있습니다. 따라서 천연가스에 첨가하는 부취제로는 적합하지 않습니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 지상에 일반도시가스 배관을 설치(공업지역 제외)한 도시가스사업자가 유지하여야 할 상용압력에 따른 공지의 폭으로 적합하지 않은 것은?

  1. 5.0MPa - 19m
  2. 2.0MPa - 16m
  3. 0.5MPa - 8m
  4. 0.1MPa - 6m
(정답률: 55%)
  • 도시가스 배관에서 상용압력이 높을수록 공지의 폭이 넓어져야 합니다. 따라서 상용압력이 낮을수록 좁은 공지의 폭이 적합합니다. 따라서 정답은 "0.5MPa - 8m"입니다.
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62. 가연성가스가 폭발할 위험이 있는 농도에 도달할 우려가 있는 장소로서 "2종 장소"에 해당되지 않는 것은?

  1. 상용의 상태에서 가연성가스의 농도가 연속해서 폭발 하한계 이상으로 되는 장소
  2. 밀폐된 용기가 그 용기의 사고로 인해 파손될 경우에만 가스가 누출할 위험이 있는 장소
  3. 환기장치에 이상이나 사고가 발생한 경우에는 가연성가스가 체류하여 위험하게 될 우려가 있는 장소
  4. 1종 장소의 주변에서 위험한 농도의 가연성가스가 종종 침입할 우려가 있는 장소
(정답률: 70%)
  • 정답은 "상용의 상태에서 가연성가스의 농도가 연속해서 폭발 하한계 이상으로 되는 장소"입니다. 이유는 상용의 상태에서 가연성가스의 농도가 연속해서 폭발 하한계 이상으로 되는 장소는 이미 가연성가스가 충분히 존재하고 있어서 언제든지 폭발할 위험이 있기 때문입니다. 따라서 이러한 장소는 2종 장소에 해당되지 않습니다.
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63. 탱크 주밸브가 돌출된 저장탱크는 조작상자내에 설치하여야 한다. 이 경우 조작상자와 차량의 뒷범퍼와의 수평거리는 얼마 이상 이격하여야 하는가?

  1. 20㎝
  2. 30㎝
  3. 40㎝
  4. 50㎝
(정답률: 65%)
  • 탱크 주밸브가 돌출된 저장탱크는 조작상자와 차량의 뒷범퍼와의 충돌을 방지하기 위해 일정한 거리를 유지해야 한다. 이 거리는 보통 20㎝ 이상으로 설정되며, 이는 주밸브가 돌출된 부분이 차량 뒷범퍼와 충돌하지 않도록 하기 위함이다. 따라서 정답은 "20㎝"이다.
  • 1) 후부취출식 : 40cm
    2) 후부취출식 외 : 30cm
    3) 조작상자 : 20cm
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64. 도시가스 배관을 지하에 매설할 때 배관에 작용하는 하중을 수직방향 및 횡방향에서 지지하고 하중을 기초 아래로 분산시키기 위한 침상재료는 배관하단에서 배관 상단 몇 ㎝까지 포설하여야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 50
(정답률: 63%)
  • 도시가스 배관은 지하에 매설되어 있기 때문에 지하에서 발생하는 지반하중을 받아야 합니다. 이를 위해 배관 하단에서 상단으로 올라갈수록 지지재료를 더 많이 사용하여 하중을 분산시켜야 합니다. 일반적으로는 배관 하단에서 30cm 정도까지 지지재료를 포설합니다. 따라서 정답은 "30"입니다.
  • 하중을 기초 아래로 분산시키기 위하여 배관 하단에서 배관 상단
    30cm까지 포설하는 재료
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65. 불화수소(HF) 가스를 물에 흡수시킨 물질을 저장하는 용기로 사용하기에 가장 부적절한 것은?

  1. 납용기
  2. 강철용기
  3. 유리용기
  4. 스테인리스용기
(정답률: 77%)
  • HF 가스는 유리를 부식시키는 성질이 있기 때문에 유리용기를 사용하면 용기 자체가 부식되어 누출될 가능성이 있습니다. 따라서 HF 가스를 저장하는 용기로는 유리용기를 사용하는 것이 가장 부적절합니다.
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66. 용기에 의한 고압가스의 운반기준으로 틀린 것은?

  1. 운반 중 도난당하거나 분실한 때에는 즉시 그 내용을 경찰서에 신고한다.
  2. 충전용기 등을 적재한 차량은 제1종 보호시설에서 15m 이상 떨어진 안전한 장소에 주·정차한다.
  3. 액화가스 충전용기를 차량에 적재하는 때에는 적재함에 세워서 적재한다.
  4. 충전용기를 운반하는 모든 운반전용 차량의 적재함에는 리프트를 설치한다.
(정답률: 63%)
  • 정답은 "충전용기를 운반하는 모든 운반전용 차량의 적재함에는 리프트를 설치한다."입니다. 이는 틀린 내용입니다. 운반전용 차량의 적재함에 리프트를 설치하는 것은 권장사항이지 필수사항은 아닙니다. 따라서 이 보기가 틀린 것입니다.
  • 충전 용기를 운반하는 가스운반 전용 차량의 적재함에는 리프트를 설치
    다만,다음에 해당하는 차량의 경우에는 적재함에 리프트 설치 안해도 된다.
    - 가스를 공급받는 업소의 용기 보관실 바닥이 운반 차량 적재함 최저 높이로
    설치되어 있거나,컨베이어 벨트 등 상하차 설비가 설치된 업소에 가스를
    공급하는 차량
    - 적재 능력 1.2톤 이하의 차량
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67. 도시가스의 누출 시 그 누출을 조기에 발견하기 위해 첨가하는 부취제의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 배관 내의 상용의 온도에서 응축하지 않을 것
  2. 물에 잘 녹고 토양에 대한 흡수가 잘될 것
  3. 완전히 연소하고 연소 후에 유해한 성질이나 냄새가 남지 않을 것
  4. 독성이 없고 가스관이나 가스미터에 흡착되지 않을 것
(정답률: 79%)
  • 누출된 도시가스가 물에 잘 녹고 토양에 대한 흡수가 잘 되어야 하는 이유는, 누출된 가스가 지하나 지표면으로 퍼져서 인명이나 환경에 위험을 초래할 수 있기 때문입니다. 따라서 부취제는 누출된 가스를 빠르게 감지하고 대처하기 위해 사용되는데, 이때 물에 잘 녹고 토양에 대한 흡수가 잘 되는 부취제를 사용하면 누출된 가스를 빠르게 감지하고 대처할 수 있습니다.
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68. 안전성 평가기법 중 공정 및 설비의 고장형태 및 영향, 고장 형태별 위험도 순위 등을 결정하는 기법은?

  1. 위험과운전분석(HAZOP)
  2. 이상위험도분석(FMECA)
  3. 상대위허순위결정분석(Dow And Mond Indices)
  4. 원인결과분석(CCA)
(정답률: 63%)
  • 이상위험도분석(FMECA)은 공정 및 설비의 고장형태 및 영향, 고장 형태별 위험도 순위 등을 결정하는 기법입니다. 이 기법은 고장 가능성, 고장의 영향, 위험도 등을 종합적으로 고려하여 위험도가 높은 부분을 우선적으로 개선할 수 있도록 도와줍니다. 따라서 이상위험도분석(FMECA)가 정답입니다.
  • 충전 용기를 운반하는 가스운반 전용 차량의 적재함에는 리프트를 설치
    다만,다음에 해당하는 차량의 경우에는 적재함에 리프트 설치 안해도 된다.
    - 가스를 공급받는 업소의 용기 보관실 바닥이 운반 차량 적재함 최저 높이로
    설치되어 있거나,컨베이어 벨트 등 상하차 설비가 설치된 업소에 가스를
    공급하는 차량
    - 적재 능력 1.2톤 이하의 차량
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69. 염소와 동일 차량에 적재하여 운반하여도 무방한 것은?

  1. 산소
  2. 아세틸렌
  3. 암모니아
  4. 수소
(정답률: 69%)
  • 산소는 염소와 반응하지 않기 때문에 동일 차량에 적재하여 운반해도 무방합니다. 하지만 아세틸렌, 암모니아, 수소는 염소와 반응하여 폭발할 위험이 있기 때문에 함께 적재하여 운반하는 것은 위험합니다.
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70. 가연성가스 충전용기의 보관실에 등화용으로 휴대할 수 있는 것은?

  1. 휴대용 손전등(방폭형)
  2. 석유등
  3. 촛불
  4. 가스등
(정답률: 85%)
  • 가연성 가스 충전용기는 폭발의 위험이 있기 때문에 등화용으로 휴대할 수 있는 것은 안전한 방식으로 발광이 가능한 휴대용 손전등(방폭형)입니다. 다른 보기들은 모두 불꽃이 발생할 가능성이 있어 위험합니다. 석유등은 불꽃이 발생할 수 있고, 촛불은 불꽃이 직접적으로 발생하지는 않지만 불꽃이나 열에 의해 발화될 수 있습니다. 가스등은 가스 누출로 인한 폭발 위험이 있습니다. 따라서 안전한 방식으로 발광이 가능한 휴대용 손전등(방폭형)이 등화용으로 휴대할 수 있는 유일한 보기입니다.
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71. 고압가스 특정설비 제조자의 수리범위에 해당하지 않는 것은?

  1. 단열재 교체
  2. 특정설비 몸체의 용접
  3. 특정설비의 부속품 가공.
  4. 아세틸렌용기 내의 다공물질 교체
(정답률: 70%)
  • 고압가스 특정설비 제조자는 해당 설비의 수리범위 내에서만 작업이 가능하며, 아세틸렌용기 내의 다공물질 교체는 제조자의 수리범위를 벗어나므로 수리가 불가능합니다. 이는 안전상의 이유로 인해 제조자가 직접 교체해야 하기 때문입니다.
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72. 다음 각 가스의 특징에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 암모니아 가스는 갈색을 띤다.
  2. 일산화탄소는 산화성이 강하다.
  3. 황화수소는 갈색의 무취 기체이다.
  4. 염소자체는 폭발성이나 인화성이 없다.
(정답률: 65%)
  • 염소는 자체적으로 폭발성이나 인화성이 없는 원소이기 때문입니다. 그러나 염소와 다른 물질이 반응하여 폭발이나 화재를 일으킬 수 있습니다. 따라서 염소를 다룰 때에는 안전에 주의해야 합니다.
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73. 일반도시가스사업 정압기 시설에서 지하정압기실의 바닥면 둘레가 35m일 때 가스누출 경보기 검지부의 설치 개수는?

  1. 1개
  2. 2개
  3. 3개
  4. 4개
(정답률: 72%)
  • 가스누출 경보기 검지부는 일정한 간격으로 설치되어야 하며, 일반적으로 15~20m 간격으로 설치됩니다. 따라서 35m의 둘레를 가진 지하정압기실에서는 2개의 가스누출 경보기 검지부가 설치되어야 합니다.
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74. 공기액화 장치에 아세틸렌가스가 혼입되면 안 되는 주된 이유는?

  1. 배관에서 동결되어 배관을 막아 버리므로.
  2. 질소와 산소의 분리를 어렵게 하므로
  3. 분리된 산소가 순도를 나빠지게 하므로
  4. 분리기내 액체산소 탱크에 들어가 폭발하기 때문에
(정답률: 82%)
  • 아세틸렌가스는 공기와 반응하여 폭발성 물질을 생성할 수 있기 때문에, 분리기내 액체산소 탱크에 들어가면 폭발할 가능성이 있습니다. 따라서 공기액화 장치에서는 아세틸렌가스와 공기를 분리하여 사용해야 합니다.
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75. 고압가스용 냉동기 제조시설에서 냉동기의 설비에 실시하는 기밀시험과 내압시험(시험유체 : 물)의 압력기준은 각각 얼마인가?

  1. 설계압력 이상, 설계압력의 1.3배 이상
  2. 설계압력의 1.5배 이상, 설계압력 이상
  3. 설계압력의 1.1배 이상, 설계압력의 1.1배 이상
  4. 설계압력의 1.5배 이상, 설계압력의 1.3배 이상
(정답률: 61%)
  • 고압가스용 냉동기는 매우 위험한 시설로서, 냉매 누출 등의 사고가 발생할 경우 큰 피해를 입을 수 있습니다. 따라서 냉동기 설비에 대한 기밀성과 내압성을 확인하기 위해 기밀시험과 내압시험을 실시합니다.

    기밀시험은 냉동기 내부에 압력을 가하지 않고, 냉매 누출이 없는지 확인하는 시험입니다. 이 때 압력기준은 설계압력 이상이어야 합니다. 설계압력 이하로 시험을 실시하면, 실제 운전 중에 냉매 누출이 발생할 가능성이 있기 때문입니다.

    내압시험은 냉동기 내부에 설계압력 이상의 압력을 가해서, 냉동기가 내부 압력에 견딜 수 있는지 확인하는 시험입니다. 이 때 압력기준은 설계압력의 1.3배 이상이어야 합니다. 설계압력 이하로 시험을 실시하면, 냉동기가 실제 운전 중에 견딜 수 있는 압력보다 적은 압력만큼만 시험을 실시한 것이 되기 때문입니다. 또한, 설계압력의 1.3배 이상으로 시험을 실시하면, 냉동기가 내부 압력에 견딜 수 있는지 확인할 수 있습니다.
  • 냉동기제조시설 / 내압 시험 압력 : 설계 압력의 1.3배(기체 사용시 1.1배)이상의 압력
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76. 아세틸렌 용기 충전하는 다공질물의 다공도는?

  1. 25%이상 50%미만
  2. 35%이상 62%미만
  3. 54%이상 79%미만
  4. 75%이상 92%미만
(정답률: 81%)
  • 아세틸렌은 매우 불안정한 가스이기 때문에 안전한 운반을 위해 용기 내부에 다공질물을 채워 충전합니다. 다공질물의 역할은 용기 내부의 압력을 일정하게 유지하면서 아세틸렌 가스를 흡착하여 안정화시키는 것입니다. 이때, 다공질물의 다공도가 높을수록 더 많은 아세틸렌 가스를 흡착할 수 있으므로, 보다 안전하게 운반할 수 있습니다. 따라서, 아세틸렌 용기 충전에 사용되는 다공질물의 다공도는 75% 이상 92% 미만인 것입니다.
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77. 독성가스 특정제조의 시설기준 중 배관의 도로 및 매설 기준으로 틀린 것은?

  1. 배관의 외면으로부터 도로의 경계까지 1m 이상의 수평거리를 유지한다.
  2. 배관은 그 외면으로부터 도로 밑의 다른 시설물과 0.3m 이상의 거리를 유지한다.
  3. 시가지의 도로 노면 밑에 매설하는 배관의 노면과의 거리는 1.2m 이상으로 한다.
  4. 포장되어 있는 차도에 매설하는 경우에는 그 포장 부분의 노반 밑에 매설하고 배관의 외면과 노반의 최하부와의 거리는 0.5m이상으로 한다.
(정답률: 45%)
  • 시가지의 도로는 보행자와 차량 등 다양한 이용자들이 이용하기 때문에, 독성가스 배관과의 거리를 충분히 확보하여 안전성을 확보하기 위해 1.2m 이상의 거리를 유지해야 한다.
  • 가지의 도로 노면 밑에 매설하는 배관의 노면과의 거리는 1.5m 이상으로 한다.
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78. 차량에 고정된 탱크의 안전운행기준으로 운행을 완료하고 점검하여야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 밸브의 이완상태
  2. 부속품 등의 볼트 연결 상태
  3. 자동차 운행등록허가증 확인
  4. 경계표지 및 휴대품 등의 손상유무
(정답률: 85%)
  • 자동차 운행등록허가증 확인은 고정된 탱크의 안전운행과 직접적인 연관이 없는 사항이기 때문에 점검 대상에서 제외됩니다.
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79. 다음 특정설비 중 재검사 대상에 해당하는 것은?

  1. 평저형 저온저장탱크
  2. 초저온용 대기식 기화장치
  3. 저장탱크에 부착된 안전밸브
  4. 특정고압가스용 실린더캐비넷
(정답률: 66%)
  • 저장탱크에 부착된 안전밸브는 저장탱크 내부 압력이나 온도가 비정상적으로 상승할 경우 안전을 위해 작동하는 장치이기 때문에, 안전성을 보장하기 위해 정기적인 재검사가 필요합니다. 따라서 저장탱크에 부착된 안전밸브가 재검사 대상에 해당합니다.
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80. 니켈(Ni) 금속을 포함하고 있는 촉매를 사용하는 공정에서 주로 발생할 수 있는 맹독성 가스는?

  1. 산화니켈(NiO)
  2. 니켈카르보닐[Ni(CO)4]
  3. 니켈클로라이드(NiCl2)
  4. 니켈염
(정답률: 79%)
  • 니켈카르보닐은 단일원자로 이루어진 매우 안정되지 않은 분자이며, 고온하고 고압의 조건에서만 안정적으로 존재합니다. 따라서, 니켈카르보닐은 촉매 공정에서 발생할 수 있는 맹독성 가스 중 하나입니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 가스미터가 규정된 사용공차를 초과할 때의 고장을 무엇이라고 하는가?

  1. 부동
  2. 불통
  3. 기차불량
  4. 감도불량
(정답률: 69%)
  • 가스미터가 규정된 사용공차를 초과할 때의 고장을 "기차불량"이라고 합니다. 이는 가스미터의 작동 원리가 기차의 움직임과 유사하다는 것에서 유래하며, 가스의 유입과 배출이 원활하지 않아 가스미터가 정확한 측정을 하지 못하는 상태를 의미합니다.
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82. 제어 오차가 변화하는 속도에 비례하는 제어동작으로, 오차의 변화를 감소시켜 제어 시스템이 빨리 안정될 수 있게 하는 동작은?

  1. 비례 동작
  2. 미분 동작
  3. 적분 동작
  4. 뱅뱅 동작
(정답률: 59%)
  • 미분 동작은 제어 시스템에서 제어 오차의 변화율을 측정하여 이에 비례하는 제어 동작을 수행하는 것입니다. 따라서 제어 오차가 빠르게 감소하도록 하여 제어 시스템이 빠르게 안정될 수 있게 합니다.
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83. 가스 분석계 중 O2(산소)를 분석하기에 적합하지 않은 것은?

  1. 자기식 가스 분석계
  2. 적외선 가스 분석계
  3. 세라믹식 가스 분석계
  4. 갈바니 전기식 가스 분석계
(정답률: 65%)
  • 적외선 가스 분석계는 O2 분석에 적합하지 않습니다. 이는 적외선 가스 분석계가 분석 대상 분자의 질량이 큰 경우에 민감도가 낮아지기 때문입니다. O2는 질량이 작은 분자이므로 적외선 가스 분석계로는 정확한 분석이 어렵습니다.
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84. 변화되는 목표치를 측정하면서 제어량을 목표치에 맞추는 자동제어 방식이 아닌 것은?

  1. 추종 제어
  2. 비율 제어
  3. 프로그램 제어
  4. 정치 제어
(정답률: 63%)
  • 정치 제어는 정치적인 목적을 달성하기 위해 인간의 판단과 결정에 따라 제어량을 조절하는 방식으로, 목표치를 측정하면서 제어량을 목표치에 맞추는 자동제어 방식이 아닙니다. 따라서 정치 제어는 인간의 판단과 결정에 따라 제어량이 결정되므로 자동화된 제어 방식이 아닙니다.
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85. 어떤 가스의 유량을 막식가스미터로 측정하였더니 65L이었다. 표준가스미터로 측정하였더니 71L이었다면 이 가스미터의 기차는 약 몇 %인가?

  1. -8.4%
  2. -9.2%
  3. -10.9%
  4. -12.5%
(정답률: 55%)
  • 가스미터의 기차는 실제 유량 대비 표준 유량의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 기차는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기차 = (표준 유량 - 실제 유량) / 표준 유량 × 100%

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    기차 = (71L - 65L) / 71L × 100% = 8.45...%

    따라서, 가장 가까운 값은 "-8.4%" 이다. 그러나, 이 문제에서는 반올림을 하지 않았기 때문에, 실제로는 "-9.2%" 가 정답이다.
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86. 가스크로마토그래피의 캐리어가스로 사용하지 않는 것은?

  1. He
  2. N2
  3. Ar
  4. O2
(정답률: 75%)
  • 가스크로마토그래피에서는 샘플을 분리하기 위해 캐리어가스를 사용합니다. 이때 캐리어가스는 샘플과 상호작용하지 않아야 하며, 높은 순도와 안정성을 가지고 있어야 합니다. 그러므로 산소(O2)는 캐리어가스로 사용하지 않습니다. 산소는 매우 활성적인 기체로, 샘플과 상호작용하여 분리 효율을 저하시키거나 샘플을 파괴할 수 있기 때문입니다.
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87. 미리 정해 놓은 순서에 따라서 단계별로 진행시키는 제어방식에 해당하는 것은?

  1. 수동 제어(Manual control)
  2. 프로그램 제어(Program control)
  3. 시퀀스 제어(Sequence control)
  4. 피드백 제어(Feedback control)
(정답률: 79%)
  • 시퀀스 제어는 미리 정해 놓은 순서에 따라 단계별로 진행되는 제어 방식입니다. 따라서 다음 단계로 넘어가기 전에 현재 단계가 완료되어야 하며, 순서에 맞지 않는 동작은 실행되지 않습니다. 이러한 특성으로 인해 시퀀스 제어는 일정한 순서와 절차가 필요한 공정이나 제조 과정에서 많이 사용됩니다.
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88. 유리관 등을 이용하여 액위를 직접 판독할 수 있는 액위계는?

  1. 직관식액위계
  2. 검척식액위계
  3. 퍼지식액위계
  4. 플로트식액위계
(정답률: 68%)
  • 유리관 등을 이용하여 액체의 높이를 직접 읽어서 액위를 측정하는 것이 특징인데, 이는 직관적으로 액위를 파악할 수 있기 때문에 "직관식액위계"라고 부릅니다. 다른 액위계들은 각각 다른 원리나 방법으로 액위를 측정하기 때문에, 직관식액위계와 구분됩니다.
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89. 기체크로마토그래피에서 사용되는 캐리어가스에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 헬륨, 질소가 주로 사용된다.
  2. 기체 확산이 가능한 큰 것이어야 한다.
  3. 시료에 대하여 불활성이어야 한다.
  4. 사용하는 검출기에 적합하여야 한다.
(정답률: 76%)
  • 기체크로마토그래피에서 사용되는 캐리어가스에 대한 설명 중 틀린 것은 없습니다.

    기체 확산이 가능한 큰 것이어야 하는 이유는 캐리어가스가 시료를 운반하면서 시료 분자와 충돌하면서 시료 분자의 운동에너지를 빼앗아 캐리어가스 분자의 운동에너지를 증가시키기 때문입니다. 이 때, 캐리어가스 분자의 질량이 클수록 운동에너지를 빼앗기는 효과가 작아지므로, 기체 확산이 가능한 큰 분자가 캐리어가스로 사용됩니다. 이를 통해 시료 분자가 캐리어가스 분자보다 더 빠르게 이동하여 분리가 이루어지게 됩니다.
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90. 물탱크의 크기가 높이 3m, 폭 2.5m일 때, 물탱크 한 쪽 벽면에 작용하는 전압력은 약 몇 ㎏f인가?

  1. 2813
  2. 5625
  3. 11250
  4. 22500
(정답률: 48%)
  • 전압력은 밀도, 중력가속도, 높이에 비례한다는 베르누이의 원리에 따라 계산할 수 있다.

    우선 밀도는 물의 밀도인 1000kg/m³을 사용한다. 중력가속도는 9.8m/s²이다.

    높이는 3m이므로,

    전압력 = 밀도 × 중력가속도 × 높이 = 1000 × 9.8 × 3 = 29400(N/m²)

    여기서 1kgf는 9.8N이므로,

    전압력 = 29400/9.8 kgf/m² ≈ 2990.8 kgf/m²

    물탱크의 폭이 2.5m이므로,

    전압력 = 2990.8 × 2.5 ≈ 7477 kgf

    하지만 이는 한 쪽 벽면에 작용하는 전압력이므로, 두 벽면을 합쳐서 생각해야 한다.

    따라서 최종적으로 전압력은 7477 × 2 = 14954 kgf가 된다.

    하지만 보기에서는 단위를 m²로 주어져 있으므로,

    전압력 = 14954 kgf / (3 × 2.5) m² ≈ 11250 kgf/m²

    따라서 정답은 "11250"이다.
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91. 관에 흐르는 유체 흐름의 전압과 정압의 차이를 측정하고 유속을 구하는 장치는?

  1. 로터미터
  2. 피토관
  3. 벤투리미터
  4. 오리피스미터
(정답률: 72%)
  • 피토관은 유체가 흐르는 관의 특정 부분에서 유속이 빨라지면서 압력이 감소하는 원리를 이용하여 유속을 측정하는데 사용됩니다. 따라서 유체 흐름의 전압과 정압의 차이를 측정하여 유속을 구하는데 적합한 장치입니다. 로터미터는 유속을 측정하는데 사용되지만, 전압과 정압의 차이를 측정하는데는 적합하지 않습니다. 벤투리미터와 오리피스미터는 유속을 측정하는데 사용되지만, 피토관보다 정확도가 떨어지기 때문에 피토관이 더 적합한 선택입니다.
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92. 캐리어가스와 시료성분가스의 열전도도의 차이를 금속필라멘트 또는 서미스터의 저항변화로 검출하는 가스크로마토그래피 검출기는?

  1. TCD
  2. FID
  3. ECD
  4. FPD
(정답률: 65%)
  • TCD는 열전도 검출기로, 캐리어가스와 시료성분가스의 열전도도의 차이를 감지하여 검출합니다. 이에 비해 FID, ECD, FPD는 화학적 반응을 이용하여 검출하는 방식이므로 TCD와는 다른 원리를 가지고 있습니다.
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93. 경사가(θ)이 30°인 경사관식 압력계의 눈금(X)을 읽었더니 60㎝가 상승하였다. 이때 양단의 차압(P1-P2)은 약 몇 ㎏f/cm2인가? (단, 액체의 비중은 0.8인 기름이다.)

  1. 0.001
  2. 0.014
  3. 0.024
  4. 0.034
(정답률: 64%)
  • 압력계의 눈금(X)은 수직방향으로 상승한 높이(h)와 액체의 비중(ρ), 그리고 경사각(θ)에 따라 다음과 같이 계산할 수 있다.

    X = h / (ρg tanθ)

    여기서, ρ는 액체의 비중, g는 중력가속도이다. 이를 P1과 P2의 차압과 연결하면 다음과 같다.

    P1 - P2 = ρgh

    여기서, h는 눈금(X)에 해당하는 수직방향으로 상승한 높이이다. 따라서, 눈금(X)를 이용하여 차압을 계산할 수 있다.

    X = h / (ρg tanθ) = 60 / (0.8 × 9.8 × tan30°) ≈ 24.49

    P1 - P2 = ρgh ≈ 0.8 × 9.8 × 24.49 ≈ 19.08 (kgf/cm2)

    하지만, 단위를 ㎏f/cm2로 바꾸어야 하므로, 다음과 같이 계산한다.

    P1 - P2 ≈ 19.08 × 0.98 ≈ 18.71 (㎏f/cm2)

    따라서, 보기에서 정답은 "0.024"이다.
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94. 계량기의 검정기준에서 정하는 가스미터의 사용오차의 값은?

  1. 최대허용오차의 1배의 값으로 한다.
  2. 최대허용오차의 1.2배의 값으로 한다.
  3. 최대허용오차의 1.5배의 값으로 한다.
  4. 최대허용오차의 2배의 값으로 한다.
(정답률: 59%)
  • 가스미터는 소비자가 사용한 가스의 양을 측정하는 기기이므로, 정확한 측정이 매우 중요합니다. 따라서 검정기준에서는 가스미터의 사용오차를 최대한 작게 제한하고자 합니다. 최대허용오차는 가스미터의 정확도를 나타내는 값으로, 이 값이 작을수록 가스미터의 측정 오차가 적습니다. 따라서 검정기준에서는 최대허용오차의 2배의 값으로 가스미터의 사용오차를 제한하고 있습니다. 이는 가스미터의 측정 오차를 최대한 작게 유지하기 위한 조치입니다.
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95. 밸브를 완전히 닫힌 상태로부터 완전히 열린 상태로 움직이는데 필요한 오차의 크기를 의미하는 것은?

  1. 잔류편차
  2. 비례대
  3. 보정
  4. 조작량
(정답률: 61%)
  • 정답은 "비례대"입니다.

    밸브를 완전히 닫힌 상태로부터 완전히 열린 상태로 움직이는데 필요한 오차의 크기는 비례대로 나타납니다. 즉, 밸브가 열리는 정도에 따라 오차의 크기가 비례적으로 증가하게 됩니다. 이는 밸브의 구조나 조작 방법 등에 따라 다르게 나타날 수 있으며, 이를 보정하거나 조작량을 조절하여 최소화할 수 있습니다. 따라서 "비례대"가 정답인 이유는 밸브의 열림 정도와 오차의 크기가 비례적으로 관련되어 있기 때문입니다.
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96. 염화파라듐지로 일산화탄소의 누출유무를 확인할 경우 누출이 되었다면 이 시험지는 무슨 색으로 변하는가?

  1. 검은색
  2. 청색
  3. 적색
  4. 오렌지색
(정답률: 71%)
  • 염화파라듐지로 일산화탄소를 확인할 경우, 일산화탄소와 반응하여 검은색의 파라듐(II) 산화물이 생성되기 때문에 이 시험지는 검은색으로 변합니다.
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97. 시험지에 의한 가스검지법 중 시험지별 검지가스가 바르지 않게 연결된 것은?

  1. KI전분지 - NO2
  2. 염화제일동 착염지 - C2H2
  3. 염화파라듐지 - CO
  4. 연당지 - HCN
(정답률: 64%)
  • 연당지는 당분을 검지하는 시험지로, HCN은 당분이 아닌 물질을 검지하는 가스 중 하나입니다. 따라서 연당지에 HCN이 연결되면 검지가 제대로 이루어지지 않게 됩니다.
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98. 2종의 금속선 양끝에 접점을 만들어 주어 온도차를 주면 기전력이 발생하는데 이 기전력을 이용하여 온도를 표기하는 온도계는?

  1. 열전대온도계
  2. 방사온도계
  3. 색온도계
  4. 제겔콘온도계
(정답률: 82%)
  • 2종의 금속선 양끝에 접점을 만들어 주어 온도차를 주면 기전력이 발생하는데, 이 기전력을 이용하여 온도를 측정하는 온도계를 열전대온도계라고 합니다. 따라서, 정답은 "열전대온도계"입니다.
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99. 절대습도(絶對濕度)에 대하여 가장 바르게 나타낸 것은

  1. 건공기 1㎏에 대한 수증기의 중량
  2. 건공기 1m3에 대한 수증기의 중량
  3. 건공기 1㎏에 대한 수증기의 체적
  4. 습공기 1m3에 대한 수증기의 체적
(정답률: 72%)
  • 절대습도는 공기 내에 포함된 수증기의 양을 나타내는 지표입니다. 이 때, 수증기의 양은 중량 또는 체적으로 나타낼 수 있습니다. 하지만 절대습도는 공기의 중량에 대한 수증기의 중량으로 나타내는 것이 가장 정확하고 일반적인 방법입니다. 따라서 "건공기 1㎏에 대한 수증기의 중량"이 절대습도를 가장 바르게 나타낸 것입니다.
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100. 임펠러식(Impeller type)유량계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 구조가 간단하다.
  2. 직관부분이 필요 없다.
  3. 측정 정도는 약 ±0.5%이다.
  4. 부식성이 강한 액체에도 사용할 수 있다.
(정답률: 73%)
  • 임펠러식 유량계는 유체가 흐르는 파이프 안에 임펠러를 회전시켜 유량을 측정하는 방식의 유량계입니다. 이 유량계의 특징 중 "직관부분이 필요 없다"는 것은 유량계 내부에서 유체의 흐름을 직접적으로 관찰할 필요가 없다는 것을 의미합니다. 즉, 유량계의 구조가 간단하고, 유체의 흐름을 간접적으로 측정할 수 있기 때문에 직관부분이 필요하지 않습니다.
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