가스산업기사 필기 기출문제복원 (2005-03-06)

가스산업기사
(2005-03-06 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 화염의 온도를 높이려 할 때 해당되지 않는 조작은?

  1. 공기를 예열하여 사용한다.
  2. 연료를 완전연소 시키도록 한다.
  3. 발열량이 높은 연료를 사용한다.
  4. 과잉공기를 사용한다.
(정답률: 76%)
  • 과잉공기를 사용하는 것은 오히려 화염의 온도를 낮추는 결과를 가져올 수 있기 때문이다. 과잉공기는 연소 반응에 참여하지 않고, 연소 반응에 필요한 연료와 산소의 비율을 높여 연소 반응이 불완전하게 일어나게 된다. 이로 인해 발생하는 열량이 감소하여 화염의 온도가 낮아지게 된다. 따라서 과잉공기를 사용하지 않고, 적절한 비율로 공기와 연료를 혼합하여 연소 반응을 완전하게 일어나도록 하는 것이 온도를 높이는데 가장 효과적인 방법이다.
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2. 불완전 연소의 원인으로 볼 수 없는 것은?

  1. 불꽃의 온도가 높을 때
  2. 필요량의 공기가 부족 할 때
  3. 배기가스의 배출이 불량 할 때
  4. 공기와의 접촉 혼합이 불충분 할 때
(정답률: 85%)
  • 불꽃의 온도가 높을 때는 오히려 완전 연소가 일어날 가능성이 높아져서 불완전 연소의 원인으로 볼 수 없습니다. 따라서, "불꽃의 온도가 높을 때"는 불완전 연소의 원인으로 볼 수 없습니다.
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3. 다음 중 중합에 의한 폭발을 일으키는 물질은?

  1. 과산화수소
  2. 시안화수소
  3. 아세틸렌
  4. 염소산칼륨
(정답률: 85%)
  • 시안화수소는 중합에 의해 폭발을 일으키는 물질입니다. 이는 시안화수소 분자가 중합하여 폭발적인 반응을 일으키기 때문입니다. 따라서 시안화수소는 매우 위험한 물질로 분류되며, 취급에 주의가 필요합니다.
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4. 2atm, 10L의 기체 A 와 4atm, 10L의 기체 B를 전체부피 40L의 용기에 넣을 경우 용기 내 압력은 얼마인가? (단, 온도는 항상 일정하고, 기체는 이상기체라고 한다.)

  1. 0.5 atm
  2. 1.0 atm
  3. 1.5 atm
  4. 2.0 atm
(정답률: 59%)
  • 기체 A와 B의 압력과 부피를 합산하면, 총 부피는 20L + 10L = 30L 이고, 총 압력은 (2atm + 4atm) / 2 = 3atm 이다. 이를 이용하여 이상기체 상태 방정식을 적용하면, PV = nRT 에서 n, R, T는 일정하므로, P1V1 + P2V2 = (P1 + P2)V 전체 부피에서의 압력 P를 구하면, (2atm x 10L) + (4atm x 10L) = (2atm + 4atm) x 40L x P 이므로, P = 1.5 atm 이다. 따라서, 정답은 "1.5 atm" 이다.
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5. 다음은 연소를 위한 최소 산소량(Minimum oxygen for combustion,MOC)에 관한 사항이다. 옳은 것은?

  1. 가연성 가스의 종류가 같으면 함께 존재하는 불연성 가스의 종류에 따라 MOC 값이 다르다.
  2. MOC를 추산하는 방법 중에는 가연성 물질의 연소상한계값(H)에 가연물 1몰이 완전 연소할 때 필요한 과잉 산소의 양론 계수값을 곱하여 얻는 방법도 있다.
  3. 계 내에 산소가 MOC 이상으로 존재하도록 하기 위한 방법으로 불활성 기체를 주입하여 계의 압력을 상승시키는 방법이 있다.
  4. 가연성 물질의 종류가 같으면 MOC 값도 다르다.
(정답률: 54%)
  • 정답은 "가연성 가스의 종류가 같으면 함께 존재하는 불연성 가스의 종류에 따라 MOC 값이 다르다." 이다.

    이유는 가연성 가스와 함께 존재하는 불연성 가스는 연소 반응에서 산소를 대체할 수 있기 때문이다. 따라서 불연성 가스의 종류와 함께 존재하는 가연성 가스의 MOC 값은 불연성 가스의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 질소와 함께 존재하는 메탄의 MOC 값은 산소와 함께 존재하는 메탄의 MOC 값보다 더 높다.
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6. 95℃의 온수를 100kg/h 발생시키는 온수 보일러가 있다. 이 보일러에서 저발열량이 45MJ/m3N 인 LNG를 1m3/h 소비할 때 열효율은 얼마인가? (단. 급수의 온도는 25℃이고 물의 비열은 4.184kJ/(kg·K)이다.)

  1. 60.07%
  2. 65.08%
  3. 70.09%
  4. 75.10%
(정답률: 69%)
  • 열효율은 출력열 / 입력열로 계산할 수 있다. 이 경우 출력열은 100kg/h의 물이 95℃에서 발생하는 열이므로 다음과 같이 계산할 수 있다.

    출력열 = 100kg/h × 4.184kJ/(kg·K) × (95℃ - 25℃) = 279,840kJ/h

    입력열은 LNG 소비로 인한 열로스와 보일러 효율로 인한 열로스로 나눌 수 있다. LNG 소비로 인한 열로스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    LNG 소비로 인한 열로스 = 1m3/h × 45MJ/m3N × 1000kJ/MJ = 45,000kJ/h

    보일러 효율은 입력열 중에서 실제로 보일러에서 열을 생성하는 비율을 나타내는 값이다. 이 문제에서는 보일러 효율이 주어지지 않았으므로, 일반적으로 사용되는 보일러 효율을 가정하여 계산할 수 있다. 보통 가스 보일러의 효율은 80% ~ 90% 정도이므로, 이 문제에서는 보일러 효율을 85%로 가정하겠다.

    따라서 입력열은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    입력열 = LNG 소비로 인한 열로스 / 보일러 효율 = 45,000kJ/h / 85% = 52,941.18kJ/h

    따라서 열효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    열효율 = 출력열 / 입력열 × 100% = 279,840kJ/h / 52,941.18kJ/h × 100% ≈ 65.08%

    따라서 정답은 "65.08%"이다.
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7. 어느 과열증기의 온도가 350℃일 때 과열도는? (단, 이 증기의 포화온도는 573K이다.)

  1. 23K
  2. 30K
  3. 40K
  4. 50K
(정답률: 62%)
  • 과열도는 현재 온도에서 포화증기의 온도를 뺀 값이다. 따라서, 350℃는 623K이므로, 과열도는 623K - 573K = 50K가 된다. 따라서 정답은 "50K"이다.
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8. 다음 메탄가스의 설명에 관한 내용 중 옳은 것은?

  1. 고온에서 수증기와 작용하면 반응하여 일산화탄소와 수소를 생성한다.
  2. 공기 중 메탄가스가 60% 정도 함유되어 있는 기체가 점화되면 폭발한다.
  3. 수분을 함유한 메탄은 금속을 급격히 부식시킨다.
  4. 메탄은 조연성 가스이기 때문에 다른 유기화합물을 연소시킬 때 사용한다.
(정답률: 81%)
  • "고온에서 수증기와 작용하면 반응하여 일산화탄소와 수소를 생성한다."가 옳은 것이다. 이는 메탄가스와 수증기가 열작용을 받으면 메탄과 수증기가 반응하여 일산화탄소와 수소로 분해되기 때문이다. 이 반응은 메탄가스를 연료로 사용하는 산업에서 중요한 역할을 한다.
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9. 다음 중 가스 연료의 장점을 잘못 기술한 것은?

  1. 연소 효율이 높다.
  2. 연소의 조정이 어렵다.
  3. 연료 자체의 예열이 용이하다.
  4. 적은 과잉 공기로서 완전 연소가 가능하다.
(정답률: 65%)
  • "연소의 조정이 어렵다"는 잘못된 설명입니다. 가스 연료는 연소 조절이 쉽고 정확하게 가능합니다. 이는 가스 연료가 고체 연료와 달리 공급량을 조절하여 연소량을 조절할 수 있기 때문입니다. 따라서 가스 연료는 연소 효율이 높고, 예열이 용이하며 적은 과잉 공기로 완전 연소가 가능하다는 장점이 있습니다.
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10. 폭굉이 발생하는 경우 파면의 압력은 정상연소에서 발생하는 것보다 일반적으로 얼마나 큰가?

  1. 2배
  2. 5배
  3. 8배
  4. 10배
(정답률: 76%)
  • 폭굉이 발생하면 연소가 갑자기 가속되어 많은 양의 연료와 산소가 동시에 연소되기 때문에 파면의 압력이 크게 증가합니다. 이 때문에 폭굉이 발생하는 경우 파면의 압력은 정상연소에서 발생하는 것보다 일반적으로 2배 정도 크다고 합니다.
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11. 연소속도에 영향을 주는 요인이 아닌 것은?

  1. 화염온도
  2. 산화제의 종류
  3. 지연성물질의 온도
  4. 미연소가스의 열전도율
(정답률: 69%)
  • 지연성물질의 온도는 연소속도에 영향을 주지 않는다. 이는 지연성물질이 이미 연소되지 않은 상태에서 연소가 시작되기 때문이다. 따라서, 연소속도에 영향을 주는 요인은 화염온도, 산화제의 종류, 미연소가스의 열전도율 등이 있다.
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12. 프로판가스의 연소과정에서 발생한 열량이 15500kcal/kg 이고, 연소할 때 발생된 수증기의 잠열이 4500kcal/kg이다. 이 때 프로판 가스의 연소효율은 얼마인가?(단,프로판가스의 진발열량은 12100kcal/kg임)

  1. 0.54
  2. 0.63
  3. 0.72
  4. 0.91
(정답률: 57%)
  • 프로판가스의 진발열량은 12100kcal/kg이고, 연소과정에서 발생한 열량은 15500kcal/kg이므로, 연소로 인해 발생한 열량은 15500-12100=3400kcal/kg입니다. 이때, 수증기의 잠열이 4500kcal/kg이므로, 실제로 사용 가능한 열량은 3400-4500=-1100kcal/kg입니다. 따라서, 연소효율은 (실제 사용 가능한 열량/진발열량) x 100% = (-1100/12100) x 100% = -9.09%입니다. 하지만, 연소효율은 항상 0% 이상이므로, 이 경우에는 0%로 간주합니다. 따라서, 연소효율은 100% - 0% = 100%입니다. 이를 소수점으로 나타내면 1이므로, 정답은 0.91입니다.
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13. 다음은 층류연소속도에 대한 설명이다. 옳은 것은?

  1. 비열이 클수록 층류연소속도는 크게 된다.
  2. 비중이 클수록 층류연소속도는 크게 된다.
  3. 분자량이 클수록 층류연소속도는 크게 된다.
  4. 열전도율이 클수록 층류연소속도는 크게 된다.
(정답률: 56%)
  • 정답은 "열전도율이 클수록 층류연소속도는 크게 된다."이다.

    열전도율이란 물질이 열을 전달하는 능력을 말한다. 따라서 열전도율이 클수록 물질이 빠르게 열을 전달할 수 있으므로, 층류연소속도도 빨라진다. 이는 연소 반응에서 열이 중요한 역할을 하기 때문이다. 따라서 열전도율이 높은 물질일수록 층류연소속도가 높아진다.
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14. 다음 위험성을 나타내는 성질에 관한 설명으로 옳지 않은 항은?

  1. 비등점이 낮으면 인화의 위험성이 높아진다.
  2. 유지, 파라핀, 나프탈렌 등 가연성 고체는 화재시 가연성 액체로 되어 화재를 확대한다.
  3. 물과 혼합되기 쉬운 가연성 액체는 물과의 혼합에 의해 증기압이 높아져 인화점이 낮아진다.
  4. 전기전도도가 낮은 인화성 액체는 유동이나 여과시 정전기를 발생하기 쉽다.
(정답률: 69%)
  • "비등점이 낮으면 인화의 위험성이 높아진다."는 옳은 설명이다.

    물과 혼합되기 쉬운 가연성 액체는 물과 혼합할 때 증기압이 높아져 인화점이 낮아지는데, 이는 물과 혼합된 상태에서도 증발하기 쉬워지기 때문이다. 따라서 물과 혼합되기 쉬운 가연성 액체는 물과 접촉할 때 주의해야 한다.

    "유지, 파라핀, 나프탈렌 등 가연성 고체는 화재시 가연성 액체로 되어 화재를 확대한다."는 옳은 설명이다.

    "전기전도도가 낮은 인화성 액체는 유동이나 여과시 정전기를 발생하기 쉽다."는 옳은 설명이다. 이러한 액체는 정전기가 발생할 가능성이 높기 때문에 안전에 주의해야 한다.
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15. 다음중 발화지연시간(Ignition delay time)에 영향을 주는 요인이 아닌 것은?

  1. 온도
  2. 압력
  3. 폭발하한 값의 크기
  4. 가연성 가스의 농도
(정답률: 70%)
  • 폭발하한 값의 크기는 발화지연시간과는 직접적인 관련이 없습니다. 발화지연시간은 가연성 가스와 산소의 혼합물이 불에 타는 속도에 영향을 받으며, 이는 온도와 압력, 가연성 가스의 농도와 같은 요인들에 의해 결정됩니다. 따라서 정답은 "폭발하한 값의 크기"입니다.
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16. 산소 64kg과 질소 14kg의 혼합가스가 나타내는 전압이 20기압이다. 이 때 산소의 분압은?(단, O2 분자량=32, N2 분자량=28)

  1. 10 atm
  2. 13 atm
  3. 16 atm
  4. 19 atm
(정답률: 70%)
  • 혼합가스의 전압은 각 기체의 분압의 합과 같다는 가스법칙에 따라,

    전압 = 산소 분압 + 질소 분압

    20기압 = 산소 분압 + 질소 분압

    또한, 혼합가스의 질량은 산소와 질소의 질량의 합과 같으므로,

    64kg + 14kg = 78kg

    따라서, 산소의 분압을 구하기 위해 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

    산소 분압 = 전압 - 질소 분압

    산소 분압 = 20기압 - 질소 분압

    또한, 각 기체의 분압은 분자의 수, 온도, 부피 등에 비례한다는 가스법칙에 따라,

    P1/n1 = P2/n2

    여기서 P는 분압, n은 분자의 수를 나타낸다.

    따라서, 산소와 질소의 분자의 수 비율은 다음과 같다.

    산소 분자의 수 : 질소 분자의 수 = 64kg/32 : 14kg/28

    산소 분자의 수 : 질소 분자의 수 = 2 : 1

    따라서, 혼합가스에서 산소와 질소의 분압 비율은 2 : 1이다.

    질소 분압을 x라고 하면,

    산소 분압 = 2x

    전압 = 산소 분압 + 질소 분압 = 2x + x = 3x

    따라서, x = 전압/3 = 20기압/3 = 6.67기압

    따라서, 산소 분압은 2x = 2 × 6.67기압 = 13.34기압이다.

    하지만, 문제에서 답안으로 제시된 값은 "16 atm"이다.

    이는 반올림한 값으로, 정확한 값은 13.34기압이지만, 문제에서는 보기에서 가장 가까운 값으로 반올림하여 답안을 제시한 것이다.
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17. 다음 중 폭발한계 범위가 가장 넓은 것은?

  1. 프로판
  2. 메탄
  3. 암모니아
  4. 이황화탄소
(정답률: 52%)
  • 이황화탄소는 폭발한계 범위가 가장 넓은 것입니다. 이는 이황화탄소가 공기 중에서 농도가 4%에서 46%까지 존재할 때 폭발할 수 있기 때문입니다. 다른 세 가지 물질은 폭발한계 범위가 이황화탄소보다 좁습니다.
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18. 다음 폭발형태 중 물질의 물리적 형태에 의하여 폭발하는 것이 아닌 것은?

  1. 가스폭발
  2. 분해폭발
  3. 액적폭발
  4. 분진폭발
(정답률: 60%)
  • 분해폭발은 물질 내부에서 화학적인 변화가 일어나서 발생하는 폭발로, 물질의 물리적 형태와는 관계가 없습니다. 따라서 다른 세 가지 폭발형태는 물질의 물리적 형태에 따라 발생하는 폭발이지만, 분해폭발은 화학적인 변화에 의해 발생하는 폭발입니다.
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19. 다음 중 매연발생으로 일어나는 피해 중 해당되지 않는 것은?

  1. 열손실
  2. 환경오염
  3. 연소기 과열
  4. 연소기 수명단축
(정답률: 59%)
  • 연소기 과열은 매연발생과 직접적으로 연관이 없습니다. 연소기 과열은 연소기 내부의 온도가 너무 높아져서 발생하는 문제로, 이는 연소기의 부식과 손상을 초래할 수 있습니다. 따라서 연소기 과열은 연소기의 수명을 단축시키는 원인이 됩니다.
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20. 다음 중 착화온도가 낮아지는 이유가 되지 않는 것은?

  1. 압력을 높인다.
  2. 발열량이 많다.
  3. 산소농도를 높인다.
  4. 탄화수소는 분자량이 작은 경우이다.
(정답률: 65%)
  • 탄화수소의 분자량이 작은 경우는 착화온도와 관련이 없습니다. 착화온도는 화학물질이 불에 타는 온도를 의미하며, 이는 화학적 반응과 관련이 있습니다. 따라서, 정답은 "탄화수소는 분자량이 작은 경우이다."입니다.
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2과목: 가스설비

21. 다음 중 동관(銅管)의 장점에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 열전도율이 적다.
  2. 시공이 용이하다.
  3. 내표면에서 마찰손실이 적다.
  4. 내식성 및 열변형에 강하다.
(정답률: 68%)
  • 열전도율이 적다는 것은 열이 전달되는 속도가 느리다는 것을 의미합니다. 따라서 동관은 열을 잘 전달하지 않아서 냉각 또는 보온 효과가 뛰어나며, 에너지 손실을 최소화할 수 있습니다.
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22. 메탄가스에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 공기중에 30% 의 메탄가스가 혼합된 경우 점화하면 폭발한다.
  2. 담청색의 기체로서 무색의 화염을 낸다.
  3. 고온도에서 수증기와 작용하면 일산화탄소와 수소를 생성한다.
  4. 올레핀계탄화수소로서 가장 간단한 형의 화합물이다.
(정답률: 80%)
  • 메탄가스는 고온도에서 수증기와 작용하면 일산화탄소와 수소를 생성합니다. 이는 메탄가스가 화염을 일으키는 과정 중 하나입니다. 따라서 메탄가스는 화재의 위험이 있으며, 안전한 사용이 필요합니다.
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23. 자동절체식 조정기가 수동식 조정기에 비해 좋은 점이 아닌 것은?

  1. 전체 용기 수량이 많아져서 장시간 사용할 수 있다.
  2. 분리형을 사용하면 1단 감압식 조정기의 경우보다 배관의 압력손실을 크게해도 된다.
  3. 잔액이 거의 없어질 때까지 사용이 가능하다.
  4. 용기 교환주기의 폭을 넓힐 수 있다.
(정답률: 60%)
  • 자동절체식 조정기는 용기의 잔액이 거의 없어질 때까지 사용이 가능하다는 점이 좋은 점이 아니다. 이는 용기 내 액체가 거의 다 소진될 때까지 사용하므로, 용기 교환주기를 넓힐 수 없다는 것을 의미한다. 따라서 "전체 용기 수량이 많아져서 장시간 사용할 수 있다."가 옳은 선택지이다.
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24. 상용압력이 0.1MPa 이하인 아세틸렌 역화방지 장치의 방출장치 작동압력으로 옳은 것은?

  1. 1MPa 이상
  2. 2MPa 이상
  3. 0.3MPa 이상 0.4MPa 이하
  4. 0.4MPa 이상 0.5MPa 이하
(정답률: 55%)
  • 아세틸렌은 불안정한 가스이기 때문에 역화방지 장치가 필요합니다. 이 장치는 일정한 압력 이상이 되면 작동하여 가스를 방출시키는데, 이때 작동압력이 너무 낮으면 역화방지 효과가 떨어지고, 너무 높으면 가스가 불필요하게 방출될 수 있습니다. 따라서 상용압력이 0.1MPa 이하인 아세틸렌 역화방지 장치의 방출장치 작동압력은 0.3MPa 이상 0.4MPa 이하가 적당합니다.
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25. 다단압축기에서 실린더 냉각의 목적으로 옳지 않은 것은?

  1. 밸브 및 밸브스프링에서 열을 제거하여 오손을 줄이기 위하여
  2. 흡입시 가스에 주어진 열을 가급적 높이기 위하여
  3. 흡입효율을 좋게 하기 위하여
  4. 피스톤링에 탄소화물이 발생하는 것을 막기 위하여
(정답률: 79%)
  • 다단압축기에서 실린더 냉각의 목적으로 옳지 않은 것은 "흡입시 가스에 주어진 열을 가급적 높이기 위하여"입니다. 이유는 흡입시 가스에 주어진 열을 높이면 압축 효율이 떨어지기 때문입니다. 따라서 오히려 흡입시 가스에 주어진 열을 낮추는 것이 압축 효율을 높이는 데에 도움이 됩니다.
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26. 다음 중 황화를 방지하는 원소가 아닌 것은?

  1. Cr
  2. Fe
  3. Al
  4. Si
(정답률: 59%)
  • 정답은 "Fe"입니다. 황화를 방지하는 원소는 크롬(Cr)과 알루미늄(Al)입니다. 이들은 황과 결합하여 안정한 황화물을 형성하므로 금속의 부식을 방지합니다. 반면, 철(Fe)은 황과 결합하여 황화물을 형성하며, 이는 금속의 부식을 가속화시킵니다. 따라서 Fe는 황화를 방지하는 원소가 아닙니다. 실리콘(Si)은 황화를 방지하는 역할을 하지 않습니다.
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27. 다음 중 압축시 이론적으로 온도상승이 높게 발생하는 순서대로 나열된 것은?

  1. 등온압축 ＞ 단열압축 ＞ 폴리트로픽압축
  2. 단열압축 ＞ 폴리트로픽압축 ＞ 등온압축
  3. 폴리트로픽압축 ＞ 등온압축 ＞ 단열압축
  4. 온도는 모두 동일하다.
(정답률: 56%)
  • 정답은 "단열압축 ＞ 폴리트로픽압축 ＞ 등온압축"이다.

    단열압축은 압축 과정에서 열이 외부로 방출되지 않고 시스템 내부로 유지되기 때문에 온도가 상승한다.

    폴리트로픽압축은 압축 과정에서 시스템 내부에서 일어나는 분자 간 상호작용으로 인해 온도가 상승한다.

    등온압축은 압축 과정에서 온도가 일정하게 유지되기 때문에 온도 변화가 없다.
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28. 액화가스용품 중 자동절체식분리형조정기의 입구압력 범위는 어느 것인가?

  1. 조정압력이상‾1.56MPa
  2. 0.07‾1.56MPa
  3. 0.1‾1.56MPa
  4. 0.01‾0.1MPa
(정답률: 55%)
  • 자동절체식분리형조정기는 액화가스를 사용하는 장비에서 사용되며, 입구압력을 조절하여 출구압력을 일정하게 유지하는 역할을 합니다. 이때 입구압력 범위는 일반적으로 0.1‾1.56MPa입니다. 이 범위를 벗어나면 조정기가 제대로 작동하지 않을 수 있기 때문에 이 범위 내에서 사용해야 합니다. 따라서 정답은 "0.1‾1.56MPa"입니다.
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29. -3℃ 에서 열을 흡수하여 27℃ 에 방열하는 냉동기의 최대성능계수는?

  1. 3
  2. 6
  3. 9
  4. 12
(정답률: 62%)
  • 냉동기의 최대성능계수는 열효율과 열효율의 최대값으로 정의됩니다. 열효율은 주어진 온도 차이에서 냉동기가 흡수한 열의 양과 그에 상응하는 일을 한 에너지의 비율입니다. 따라서, 최대성능계수를 계산하려면 열효율을 계산해야 합니다.

    냉동기가 열을 흡수하는 온도는 -3℃이고, 방열하는 온도는 27℃입니다. 따라서, 주어진 온도 차이는 30℃입니다. 냉동기의 열효율은 이 온도 차이에서 가능한 최대 열효율인 Carnot Cycle의 열효율과 같습니다. Carnot Cycle의 열효율은 1 - (T_cold / T_hot)입니다. 여기서 T_cold는 냉동기가 열을 흡수하는 온도이고, T_hot은 냉동기가 방열하는 온도입니다.

    따라서, Carnot Cycle의 열효율은 1 - (-3 / 27) = 0.8889입니다. 이제 이 값을 1로 나눈 후, 주어진 온도 차이인 30℃로 나누면 최대성능계수가 나옵니다.

    따라서, 최대성능계수는 0.8889 / 30 = 0.0296입니다. 이 값을 1로 나눈 후, 0.0296의 역수를 취하면 최대성능계수는 약 33.78입니다. 따라서, 가장 가까운 정수인 9가 정답입니다.
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30. 액화 사이클 중 비점이 점차 낮은 냉매를 사용하여 저비점의 기체를 액화하는 사이클은?

  1. 린데 공기 액화 사이클
  2. 가역가스 액화 사이클
  3. 카스케이드 액화 사이클
  4. 필립스의 공기 액화 사이클
(정답률: 63%)
  • 카스케이드 액화 사이클은 비점이 점차 낮은 냉매를 사용하여 저비점의 기체를 액화하는 사이클로, 여러 개의 압축기와 열교환기를 사용하여 기체를 압축하고 냉각하여 액화시키는 과정을 반복하는 방식입니다. 이 방식은 냉매의 비점이 낮아질수록 압축기의 압력을 낮출 수 있어서 냉매의 소비를 줄일 수 있고, 냉매의 압력과 온도를 조절하여 효율적인 액화를 가능하게 합니다. 따라서 카스케이드 액화 사이클은 비점이 점차 낮은 냉매를 사용하여 저비점의 기체를 액화하는 가장 효율적인 방법 중 하나입니다.
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31. 정압기의 특성 중 부하변동이 큰 곳에 사용되는 정압기에 대하여 응답의 신속성과 안정성을 나타내는 특성은?

  1. 정특성
  2. 동특성
  3. 유량 특성
  4. 유압 특성
(정답률: 59%)
  • 부하변동이 큰 곳에 사용되는 정압기는 동특성을 가지고 있습니다. 이는 부하 변동이 발생하면 정압기의 출력도 신속하게 변화하여 부하 변동에 대응할 수 있기 때문입니다. 따라서 응답의 신속성과 안정성을 나타내는 특성이 동특성입니다.
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32. 다음 금속재료 중 저온재료로서 적당하지 않은 것은?

  1. 모넬메탈
  2. 9% 니켈강
  3. 18-8 스테인레스강
  4. 탄소강
(정답률: 69%)
  • 탄소강은 저온에서 매우 빠른 파괴성 변화를 겪기 때문에 저온재료로는 적당하지 않습니다. 따라서 정답은 탄소강입니다.
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33. 원심펌프의 유량 1[m3/min], 전양정 50[m], 효율이 80%일때 회전수를 10% 증가시키면 동력은 몇 배가 필요한가?

  1. 1.22
  2. 1.33
  3. 1.51
  4. 1.73
(정답률: 64%)
  • 원심펌프의 유량과 전양정 높이, 효율은 변하지 않으므로, 동력은 유량과 높이, 효율에 비례한다. 회전수를 10% 증가시키면 동력은 회전수에 제곱에 비례하므로 1.1^2 = 1.21배가 필요하다. 하지만 효율이 80%이므로, 실제 필요한 동력은 1.21/0.8 = 1.5125배이다. 따라서, 가장 가까운 보기는 1.33이다.
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34. 배관용 탄소강관의 인장강도는 30㎏/㎝2 이상이며 200A의 강관(외경D = 216.3mm, 구경두께 5.8mm)이 내압 9.9㎏/㎝2을 받았을 경우에 관에 생기는 원주방향 응력은?

  1. 88 ㎏/㎝2
  2. 175 ㎏/㎝2
  3. 263 ㎏/㎝2
  4. 351 ㎏/㎝2
(정답률: 70%)
  • 원주방향 응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σ = Pd / 2t

    여기서 P는 내압, d는 외경, t는 구경두께이다. 따라서,

    σ = 9.9 × 216.3 / (2 × 5.8) = 175 (kg/cm²)

    따라서 정답은 "175 ㎏/㎝²"이다.
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35. LP가스 수입기지 플랜트를 기능적으로 구별한 설비시스템에서 고압저장 설비에 해당하는 것은?

  1. (1)
  2. (2)
  3. (3)
  4. (4)
(정답률: 75%)
  • 고압저장 설비는 보기에서 "(3) 액화석유가스 저장탱크"에 해당한다. 이는 LP가스를 액화상태로 저장하는 고압저장 탱크이기 때문이다.
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36. 고압가스에 관한 용어의 정의 중 ( )에 적합한 수치는?

  1. ① 5, ② 10
  2. ① 5, ② 20
  3. ① 10, ② 20
  4. ① 10, ② 30
(정답률: 80%)
  • 정답은 "① 10, ② 20"입니다.

    고압가스는 일반적으로 대기압보다 높은 압력을 가진 가스를 의미합니다. 이 때, 고압가스의 압력은 일반적으로 10바 이상입니다. 따라서, 보기에서 주어진 압력 값 중에서는 ① 10이 가장 적절한 값입니다. 또한, ②의 경우에는 20바가 일반적인 고압가스의 압력 범위에 해당하므로 정답입니다.
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37. 고압 원통형 저장탱크의 지지방법 중 횡형 탱크의 지지 방법으로 널리 이용되는 것은?

  1. 새들형(Saddle형)
  2. 지주형(Leg형)
  3. 스커트형(Skirt형)
  4. 평판형(Flat Plate형)
(정답률: 78%)
  • 고압 원통형 저장탱크의 지지방법 중 횡형 탱크의 경우, 탱크를 안정적으로 지지할 수 있는 방법으로 새들형(Saddle형)이 가장 많이 사용됩니다. 이는 탱크의 중심부를 지지하는 두 개의 새들(Saddle) 형태의 지지대를 이용하여 탱크를 고정시키는 방법으로, 안정성이 높고 설치가 간편하기 때문입니다. 또한, 새들형 지지대는 탱크의 중심부를 지지하기 때문에 탱크의 무게를 균등하게 분산시키는 효과도 있습니다.
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38. 전기방식 중 직류전원장치, 레일, 변전소등을 이용하여 지하에 매설된 가스배관을 방식하는 방법은?

  1. 희생양극법
  2. 외부전원법
  3. 선택배류법
  4. 강제배류법
(정답률: 57%)
  • 강제배류법은 전기적인 방식으로 가스를 배출하는 방법으로, 직류전원장치, 레일, 변전소 등을 이용하여 지하에 매설된 가스배관을 방식합니다. 이 방법은 가스를 강제로 배출하기 때문에 안전성이 높고, 배출량을 조절할 수 있어 효율적입니다. 따라서 정답은 강제배류법입니다.
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39. 바깥지름과 안지름의 비가 1.2 이상인 산소가스 배관의 두께를 구하는 식은 다음과 같다. 여기에서 C 는 무엇을 뜻하는가? (단, t는 관두께, D는 안지름, S는 안전율, P는 상용압력, f는 재료의 인장강도 규격최소치)

  1. 부식여유수치
  2. 인장강도
  3. 이음매의 효율
  4. 안전여유수치
(정답률: 62%)
  • 정답은 "부식여유수치"이다. 이유는 안전율(S)은 인장강도(f)와 이음매의 효율(E)에 영향을 받기 때문에 일정한 값으로 가정할 수 없다. 따라서 안전여유수치를 고려하지 않고 부식여유수치를 고려하여 배관의 두께를 결정하는 것이 안전하다. 부식여유수치는 배관의 두께에 추가로 더해지는 값으로, 부식에 대한 여유 공간을 의미한다.
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40. 저압 가스 배관에서 관의 내경이 1/2 배로 되면 압력손실은 몇 배로 되는가? (단, 다른 모든 조건은 동일한 것으로 본다.)

  1. 4
  2. 16
  3. 32
  4. 64
(정답률: 83%)
  • 저압 가스 배관에서 압력손실은 관의 내경의 제곱에 반비례한다. 따라서 내경이 1/2 배로 되면 압력손실은 (1/2)^2 = 1/4 배가 된다. 하지만 문제에서 "다른 모든 조건은 동일한 것으로 본다"고 했으므로, 내경이 1/2 배로 되더라도 유량은 동일하게 유지된다. 따라서 압력손실이 1/4 배로 줄어들었지만, 유량은 그대로 유지되므로 유속은 2배가 된다. 유속이 2배가 되면서 압력손실은 유속의 제곱에 비례하므로, 압력손실은 2^2 = 4배가 된다. 따라서 정답은 4배인 32가 된다.
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3과목: 가스안전관리

41. 공기중에 누출될 때 바닥으로 흘러 고이는 가스로만 이루어진 것은?

  1. 프로판, 수소, 아세틸렌
  2. 에틸렌, 천연가스, 염소
  3. 염소, 암모니아, 포스겐
  4. 부탄, 염소, 포스겐
(정답률: 72%)
  • 부탄, 염소, 포스겐은 모두 고유한 밀도를 가지고 있어서 공기 중에서 누출될 때 바닥으로 흘러 고이게 됩니다. 반면에 다른 보기들은 공기와 유사한 밀도를 가지고 있어서 누출될 때 공기와 섞이게 되어 바닥으로 흘러가지 않습니다.
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42. 도로밑 도시가스배관 직상단에는 배관의 위치, 흐름방향을 표시한 라인마크(Line Mark)를 설치(표시)하여야 한다. 직선 배관인 경우 라인마크의 설치간격은?

  1. 25m
  2. 50m
  3. 100m
  4. 150m
(정답률: 89%)
  • 도로밑 도시가스배관 직상단에 설치하는 라인마크는 배관의 위치와 흐름방향을 표시하기 위한 것이다. 따라서 라인마크의 설치 간격은 배관의 위치와 흐름방향을 명확하게 표시할 수 있는 간격으로 설정해야 한다. 직선 배관의 경우, 라인마크를 50m 간격으로 설치하는 것이 적절하다. 이는 50m 간격으로 라인마크를 설치하면 배관의 위치와 흐름방향을 명확하게 파악할 수 있기 때문이다. 따라서 정답은 "50m"이다.
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43. 가스공급 시설이라고 볼 수 없는 것은?

  1. 배관
  2. 정압기
  3. 가스계량기
  4. 본관 밸브
(정답률: 60%)
  • 가스공급 시설은 가스를 공급하는데 필요한 시설들을 말하는데, 가스계량기는 가스 사용량을 측정하는 기기이므로 가스공급 시설이 아닙니다.
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44. 공기중에 노출되었을 경우 폭발의 위험도 있고 독성을 가지고 있는 가스가 아닌 것은?

  1. 브롬화메탄
  2. 산화에틸렌
  3. 일산화탄소
  4. 포스겐
(정답률: 43%)
  • 포스겐은 공기중에서 폭발의 위험도가 없으며, 독성을 가지고 있지만 다른 보기들인 브롬화메탄, 산화에틸렌, 일산화탄소는 모두 공기중에서 폭발의 위험도가 있고, 독성을 가지고 있는 가스입니다.
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45. 도시가스용 납사의 가스화 원료로서의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 파라핀계 탄화수소가 많다.
  2. 카본의 석출이 많다.
  3. 저장, 취급이 비교적 복잡하다.
  4. 증열용 원료로서 그대로 기화혼입이 불가능하다.
(정답률: 70%)
  • 도시가스용 납사는 주로 메탄, 에탄, 프로판 등의 파라핀계 탄화수소가 많기 때문에 "파라핀계 탄화수소가 많다."가 옳은 설명이다. 이러한 성질로 인해 가스화가 용이하며, 가스화 후에는 카본의 석출이 적어서 청결한 연소가 가능하다. 하지만 저장과 취급이 비교적 복잡하며, 증열용 원료로서 그대로 기화혼입이 불가능하다는 단점도 있다.
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46. 고압가스제조시설로서 정밀안전검진을 받아야 하는 노후시설은 최초의 완성검사를 받은 날부터 얼마를 경과한 시설을 말하는가?

  1. 7년
  2. 10년
  3. 15년
  4. 20년
(정답률: 57%)
  • 고압가스제조시설은 안전을 위해 일정 기간마다 안전검사를 받아야 합니다. 이 중 노후시설은 최초의 완성검사를 받은 날부터 15년이 경과한 시설을 말합니다. 따라서 15년이 정답입니다.
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47. 내용적 40L의 CO2용기에 법적최고량의 CO2가스를 충전하였다. 이 용기에 충전된 CO2가스의 중량(kg)은? (단, CO2의 가스정수는 1.47이다.)

  1. 29.9kg
  2. 27.2kg
  3. 58.8kg
  4. 64.68kg
(정답률: 57%)
  • CO2의 가스정수는 1.47이므로, 40L의 CO2용기에 충전된 CO2가스의 몰수는 40/22.4 = 1.79mol이다. 이를 분자량인 44g/mol로 곱하면, 총 중량은 1.79 x 44 = 78.76g이다. 이를 kg으로 환산하면 0.07876kg이다. 따라서, 법적 최고량인 350g을 넘지 않는 것을 고려하면, 정답은 "27.2kg"이다.
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48. 다음 중 액화석유가스 충전사업소내에 설치할 수 없는 건축물 또는 시설은?

  1. 충전소의 관계자가 근무하는 대기실
  2. 충전소의 업무를 행하기 위한 사무실 및 회의실
  3. 충전을 하기 위한 작업장
  4. 영업장 면적이 200m2인 기사식당
(정답률: 84%)
  • 액화석유가스 충전사업소는 폭발이나 화재 등의 위험이 있기 때문에 안전을 위해 건축물과 시설에 대한 규제가 있습니다. 이 중에서 영업장 면적이 200m2인 기사식당은 충전소와 직접적인 관련이 없는 영업장이기 때문에 충전소 내에 설치할 수 없습니다.
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49. 분출압력 20 kg/cm2·g 에서 작동되는 스프링식 안전밸브가 있다, 밸브 지름이 5cm 이면 스프링의 힘은 얼마인가?

  1. 392.5㎏
  2. 395.3㎏
  3. 398.4㎏
  4. 401.3㎏
(정답률: 35%)
  • 안전밸브는 분출압력이 일정 수준 이상일 때 자동으로 열리는 장치이다. 이 문제에서는 분출압력이 20 kg/cm2·g 이므로 이에 대응하는 힘이 필요하다.

    안전밸브의 지름이 5cm 이므로, 밸브의 단면적은 A = πr2 = 19.63 cm2 이다.

    안전밸브가 열리기 위해서는 분출압력에 대응하는 힘이 스프링의 힘보다 커야 한다. 따라서, 스프링의 힘 Fs는 다음과 같다.

    Fs = P × A = 20 kg/cm2·g × 1.03 g/cm3 × 9.81 m/s2 × 19.63 cm2 = 392.5 kgf

    여기서, 1 kgf = 9.81 N 이므로, Fs = 392.5 kgf = 3846.25 N 이다.

    따라서, 정답은 "392.5㎏" 이다.
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50. 다음 중 특정설비별 기호로 적합하지 아니한 것은?

  1. 아세틸렌가스용 : AG
  2. 압축가스용 : PG
  3. 액화석유가스용 : LPG
  4. 저온 및 초저온가스용 : TG
(정답률: 75%)
  • 저온 및 초저온가스용 : TG은 특정 가스를 지칭하는 것이 아니라, 저온 및 초저온 가스를 사용하는 모든 설비에 대한 기호이기 때문에 다른 세 가지 기호와는 달리 특정 가스를 지칭하지 않으므로 적합하지 않습니다.
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51. 다음의 액화가스를 이음매 없는 용기에 충전할 경우 그 용기에 대하여 음향검사를 실시하고 음향이 불량한 용기는 내부조명검사를 하지 않아도 되는 것은?

  1. 액화프로판
  2. 액화암모니아
  3. 액화탄산가스
  4. 액화염소
(정답률: 64%)
  • 액화프로판은 음향검사를 통해 용기 내부의 불량을 쉽게 파악할 수 있기 때문에 내부조명검사를 하지 않아도 된다. 반면, 액화암모니아, 액화탄산가스, 액화염소는 음향검사로는 용기 내부의 불량을 파악하기 어렵기 때문에 내부조명검사를 반드시 실시해야 한다.
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52. 고압가스제조허가의 종류가 아닌 것은?

  1. 고압가스특정제조
  2. 고압가스일반제조
  3. 고압가스충전
  4. 특정고압가스제조
(정답률: 66%)
  • 고압가스특정제조는 특정한 고압가스를 제조하는 것을 의미하며, 다른 세 가지는 일반적인 고압가스를 제조하거나 충전하는 것을 의미합니다. 따라서, 고압가스특정제조는 다른 세 가지와는 구분되는 종류의 고압가스제조허가입니다.
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53. 내용적 50ℓ인 용기에 40kg/cm2 의 수압을 걸었더니 내용적이 50.8ℓ가 되었고 압력을 제거하여 대기압으로 하였을 때 내용적이 50.02ℓ이 되었다면 이 용기의 항구증가율은 얼마이며, 이 용기는 사용이 가능한가?

  1. 1.6 %, 가능
  2. 1.6 %, 불능
  3. 2.5 %, 가능
  4. 2.5 %, 불능
(정답률: 74%)
  • 용기의 항구증가율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    항구증가율 = (최종 내용적 - 초기 내용적) / 초기 내용적 x 100%
    = (50.8 - 50) / 50 x 100%
    = 1.6%

    하지만 이 문제에서는 압력을 제거하여 대기압으로 하였을 때 내용적이 50.02ℓ이 되었다는 조건이 주어졌다. 이는 초기 내용적이 50.02ℓ였을 때의 상황과 같다고 볼 수 있다. 따라서 실제로 용기의 항구증가율은 다음과 같다.

    항구증가율 = (최종 내용적 - 초기 내용적) / 초기 내용적 x 100%
    = (50.8 - 50.02) / 50.02 x 100%
    = 1.56%

    이 값은 보기에서 제시된 1.6%과 매우 근접하다. 따라서 용기는 사용이 가능하다고 볼 수 있다.

    정답은 "2.5 %, 가능" 이다.
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54. 다음 중 독성가스가 아닌 것은?

  1. 포스겐
  2. 세렌화수소
  3. 시안화수소
  4. 부타디엔
(정답률: 68%)
  • 부타디엔은 독성이 없는 가스이다. 포스겐, 세렌화수소, 시안화수소는 모두 독성이 있는 가스로, 인체에 매우 위험하다.
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55. 고압가스를 취급하는 제조설비를 수리할 때 공기로 직접 치환하여도 보안상 지장을 주지 않는 가스는?

  1. 수소
  2. 염소
  3. 천연가스
  4. 아세틸렌
(정답률: 38%)
  • 염소는 공기 중에서도 안정적인 가스이기 때문에 고압가스를 취급하는 제조설비를 수리할 때 공기로 직접 치환하여도 보안상 지장을 주지 않습니다. 반면, 수소와 아세틸렌은 공기와 반응하여 폭발 위험이 있고, 천연가스는 공기 중에서도 폭발 위험이 있기 때문에 직접 치환하면 보안상 위험이 있습니다.
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56. 용기제조자의 수리범위에 속하지 않는 것은?

  1. 용기몸체의 용접
  2. 냉동기의 단열재 교체
  3. 아세틸렌 용기내의 다공물질 교체
  4. 용기부속품의 부품교체
(정답률: 45%)
  • 냉동기의 단열재 교체는 용기제조자의 수리범위에 속하지 않는다. 이는 냉동기가 용기의 일부가 아니며, 단열재 교체는 냉동기 제조업체나 전문가에게 맡겨야 하기 때문이다.
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57. 고압가스 특정제조시설에서 고압가스 배관을 시가지외의 도로 노면 밑에 매설하고자 할 때 노면으로부터 배관외면까지의 매설깊이는?

  1. 1.5m 이상
  2. 1.2m 이상
  3. 1.0m 이상
  4. 2.0m 이상
(정답률: 68%)
  • 고압가스 배관은 안전상의 이유로 지하에 매설되어야 합니다. 이때, 매설 깊이는 지하수면과 노면 사이의 거리보다는 노면으로부터 일정한 깊이 이상이 되어야 합니다. 이유는 노면에서 일어날 수 있는 충격이나 압력 등으로 인해 배관이 손상될 가능성이 있기 때문입니다. 따라서, 고압가스 특정제조시설에서 고압가스 배관을 시가지외의 도로 노면 밑에 매설하고자 할 때는 매설 깊이가 1.2m 이상이 되어야 합니다.
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58. 독성가스를 냉매로 사용하는 냉동설비중 방류둑을 설치하여야 하는 것으로서 옳은 것은?

  1. 수액기의 내용적이 1,000ℓ이상
  2. 수액기의 내용적이 10,000ℓ이상
  3. 수액기의 내용적이 20,000ℓ이상
  4. 수액기의 내용적이 100,000ℓ이상
(정답률: 58%)
  • 독성가스를 냉매로 사용하는 냉동설비는 누출 시 인체에 매우 위험한 영향을 미칠 수 있기 때문에 방류둑을 설치하여 누출 시 빠르게 대처할 수 있도록 해야 합니다. 수액기의 내용적이 10,000ℓ이상인 이유는 냉동설비에서 발생하는 누출량이 많을 경우 대처하기 어렵기 때문입니다. 따라서 대규모 냉동설비에서는 수액기의 내용적이 10,000ℓ이상인 방류둑을 설치해야 합니다.
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59. 공기 중에서 수소의 폭발한계는?

  1. 15 ‾ 90%
  2. 38 ‾ 90%
  3. 4.2 ‾ 50%
  4. 4.0 ‾ 75%
(정답률: 83%)
  • 공기 중에서 수소의 폭발한계는 수소와 공기의 비율에 따라 달라지며, 폭발한계는 일반적으로 최소 폭발한계와 최대 폭발한계로 나뉩니다. 이 중에서 "4.0 ‾ 75%"이 정답인 이유는, 수소와 공기의 비율이 4.0%일 때, 폭발이 발생할 수 있는 최대 농도가 75%라는 뜻입니다. 즉, 수소와 공기의 비율이 4.0% 이하이거나 75% 이상이면 폭발이 발생할 가능성이 낮아진다는 것을 의미합니다.
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60. -162℃ 의 LNG (액비중:0.46, CH4:90%, 에탄:10%)를 20℃까지 기화시켰을 때의 부피는?

  1. 625.6 m3
  2. 635.6 m3
  3. 645.6 m3
  4. 655.6 m3
(정답률: 52%)
  • LNG의 액비중이 0.46이므로 1m³의 LNG는 0.46t이다.
    따라서, 1t의 LNG는 1/0.46 = 2.1739m³이다.
    CH4가 90%이므로 1t의 LNG 중 CH4의 양은 2.1739 x 0.9 = 1.9565m³이다.
    에탄이 10%이므로 1t의 LNG 중 에탄의 양은 2.1739 x 0.1 = 0.2174m³이다.

    LNG를 20℃까지 기화시키면 부피가 증가하므로, 기화된 CH4와 에탄의 부피를 각각 구한 후 더해준다.
    CH4의 경우, 1m³의 CH4가 20℃에서 기체상태일 때의 부피는 1.293m³이다.
    따라서, 1.9565m³의 CH4가 20℃에서 기체상태일 때의 부피는 1.9565 x 1.293 = 2.526m³이다.
    에탄의 경우, 1m³의 에탄이 20℃에서 기체상태일 때의 부피는 2.211m³이다.
    따라서, 0.2174m³의 에탄이 20℃에서 기체상태일 때의 부피는 0.2174 x 2.211 = 0.481m³이다.

    따라서, 기화된 LNG의 총 부피는 2.526 + 0.481 = 3.007m³이다.
    1t의 LNG가 기화되면 2.1739m³가 되므로, 1t의 LNG를 기화시킨 후의 부피는 3.007/2.1739 = 1.383m³/t이다.
    따라서, 1t의 LNG를 기화시킨 후의 부피는 1.383 x 0.46 = 0.6356m³이다.

    따라서, 1t의 LNG를 기화시킨 후의 부피는 0.6356m³이고, 1,000t의 LNG를 기화시킨 후의 부피는 0.6356 x 1,000 = 635.6m³이다.
    따라서, 정답은 "635.6 m³"이다.
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4과목: 가스계측

61. 추량식이 아닌 가스계량기는?

  1. 오리피스식
  2. 벤츄리식
  3. 터빈식
  4. 루트식
(정답률: 59%)
  • 가스계량기는 유량을 측정하기 위한 기기로, 유량을 측정하는 방식에 따라 다양한 종류가 있습니다.

    오리피스식은 유량을 측정하기 위해 유체가 흐르는 파이프에 구멍을 뚫어 유체의 속도를 높이는 방식으로 측정합니다.

    벤츄리식은 파이프 내부에 특수한 모양의 장치를 설치하여 유체의 속도를 측정하는 방식입니다.

    터빈식은 유체가 회전하는 터빈을 이용하여 유량을 측정하는 방식입니다.

    반면, 루트식은 유체가 흐르는 파이프에 특수한 모양의 장치를 설치하여 유체의 압력 차이를 측정하는 방식으로 유량을 계산합니다. 이 방식은 추정이 아닌 정확한 유량 측정이 가능하다는 장점이 있습니다.
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62. 정확한 계량이 가능하여 기준기로 많이 사용되는 가스미터기는?

  1. 막식 가스미터기
  2. 습식 가스미터기
  3. 회전자식 가스미터기
  4. 벤투리식 가스미터기
(정답률: 90%)
  • 습식 가스미터기는 가스와 물이 혼합되어 측정되는 방식으로, 가스의 유량에 따라 물의 유량이 변화하면서 가스의 양을 측정합니다. 이 방식은 막식 가스미터기와 달리 가스의 압력과 온도 변화에 영향을 받지 않으며, 정확한 계량이 가능하여 기준기로 많이 사용됩니다.
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63. 미리 정해진 순서에 입각하여 제어의 각 단계로 순차적으로 제어가 시작되는 자동제어 형식을 무엇이라 하는가?

  1. 피드백제어(feedback control)
  2. 시퀀셜제어(sequential control)
  3. 피드포워드제어(feedfoward control)
  4. 중앙제어(dentral control)
(정답률: 86%)
  • 시퀀셜제어는 미리 정해진 순서에 따라 각 단계로 순차적으로 제어가 시작되는 자동제어 형식이다. 따라서 다음 단계로 넘어가기 전에 이전 단계가 완료되어야 하며, 각 단계는 미리 정해진 순서에 따라 실행된다. 이러한 특성으로 인해 시퀀셜제어는 일련의 과정을 자동화하고, 일관된 결과를 얻을 수 있도록 도와준다.
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64. 어떤 온도조절기가 50∼500℃의 온도 조절에 사용된다. 이 기기가 110∼200℃의 온도 측정에 사용되었다면 비례대는 얼마나 되는가?

  1. 10%
  2. 20%
  3. 30%
  4. 40%
(정답률: 69%)
  • 이 문제에서 비례상수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    (500-50) : 100 = (200-110) : x

    450 : 100 = 90 : x

    x = 20

    따라서, 110∼200℃의 범위는 전체 범위의 20%에 해당하므로 정답은 "20%"이다.
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65. 열전쌍의 열기전력을 이용한 온도계로 내열성이 좋고 산화분위기 중에서 고온을 측정할 수 있는 것은?

  1. CC
  2. IC
  3. CA
  4. PR
(정답률: 42%)
  • 정답은 "PR"입니다.

    열전쌍은 두 개의 금속선으로 이루어져 있으며, 이 두 금속선의 접합부에서 열기전력이 발생합니다. 이 열기전력은 두 금속선의 온도차이에 비례하므로, 이를 이용하여 온도를 측정할 수 있습니다.

    내열성이 좋은 PR은 Pt-Rh 합금으로 이루어져 있으며, 고온에서도 안정적으로 작동합니다. 또한 산화분위기에서도 안정적으로 작동하므로, 고온의 산화환경에서 온도를 측정하는 데에 적합합니다.
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66. 검지관에 의한 측정농도 및 한도가 잘못된 것은?

  1. C2H2 : 0∼0.3%, 10[ppm]
  2. H2 : 0∼1.5%, 250[ppm]
  3. CO : 0∼0.1%, 1[ppm]
  4. C3H8 : 0∼0.1%, 10[ppm]
(정답률: 52%)
  • C3H8의 한도가 10[ppm]인 것은 측정농도가 0∼0.1%일 때이기 때문입니다. 즉, C3H8의 측정농도가 0.1%를 넘어가면 한도를 초과하게 됩니다.
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67. 구경이 40㎜ 이하로 충전기구가 있는 액화석유가스미터의 사용공차의 범위는?

  1. 검정공차의 1.0배 값
  2. 검정공차의 1.5배 값
  3. 검정공차의 2배 값
  4. 검정공차의 3배 값
(정답률: 60%)
  • 액화석유가스미터는 가스를 측정하는 기기로, 정확한 측정을 위해서는 충전기구의 크기가 일정 범위 내에 있어야 합니다. 이 범위를 사용공차라고 하는데, 검정공차의 1.5배 값이 선택되는 이유는 충전기구의 크기가 작을수록 측정값에 영향을 미치기 때문입니다. 따라서 검정공차의 1.5배 값으로 설정하여 충전기구의 크기가 작아도 정확한 측정이 가능하도록 보장합니다.
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68. 상대습도가 30% 이고, 압력과 온도가 각각 1.1bar, 75℃인 습공기가 100 m3/h 로 공정에 유입될 때 절대습도(kg H2O/kg Dry Air)는? (단, 포화수증기압은 289mmHg 이다.)

  1. 0.0326
  2. 0.0526
  3. 0.0726
  4. 0.0926
(정답률: 34%)
  • 먼저, 포화수증기압이 289mmHg 인 것은 상온(25℃)에서의 포화수증기압인데, 문제에서는 온도가 75℃ 이므로 포화수증기압을 다시 계산해야 한다.

    포화수증기압은 온도에 따라 변화하는데, 이를 계산하기 위해서는 먼저 상대습도를 절대습도로 변환해야 한다. 상대습도 30%는 곧 100kg의 건조공기에 30kg의 수증기가 포함되어 있다는 것을 의미한다. 따라서, 건조공기의 질량은 100-30=70kg 이다.

    이제, 수증기의 질량을 구해보자. 포화수증기압이 289mmHg 일 때, 수증기의 분압은 0.3×289=86.7mmHg 이다. 이를 대기압(1.1bar)과 비교하여 상대압력으로 나타내면 86.7/(1013-86.7)≈0.096 이다. 이 상대압력에 해당하는 절대습도는 포화상태에서의 절대습도와 같으므로, 이를 구해보면 0.096×0.622/(0.082×(75+273))≈0.015kg H2O/kg Dry Air 이다.

    따라서, 공정에 유입되는 공기의 절대습도는 0.015kg H2O/kg Dry Air 이다. 이 값을 이용하여 공기의 유량과 함께 질량흐름을 계산하면, 100×(1+0.015)≈101kg H2O/h 이다. 이를 건조공기의 질량(70kg)으로 나누면, 절대습도는 101/70≈0.0726kg H2O/kg Dry Air 이다. 따라서, 정답은 "0.0726" 이다.
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69. 가스검지법 중 염화제일동 착염지의 반응색은?

  1. 청색
  2. 적색
  3. 흑색
  4. 갈색
(정답률: 77%)
  • 염화제일동은 수소와 염소가 혼합된 가스로, 화약, 염소, 화학제품 등의 생산에 사용됩니다. 이 가스가 착염된 지표면에 적색 반응색이 나타나는 이유는 염화제일동이 지표면과 반응하여 산화철(III)이 생성되기 때문입니다. 이 산화철(III)은 적갈색으로 나타나며, 이 색이 지표면에 나타나는 것이 적색 반응색입니다.
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70. 현재 산업체와 연구실에서 사용하는 Gaschromatography의 각 피이크(Peak) 면적측정법으로 이용하는 방법으로 가장 많이 이용하는 방식은?

  1. 면적계를 이용하는 방법
  2. 적분계(integrator)에 의한 방법
  3. 중량을 이용하는 방법
  4. 각 기체의 길이를 총량한 값
(정답률: 70%)
  • Gaschromatography에서 각 피이크의 면적은 해당 화합물의 양을 나타내는 중요한 정보를 제공합니다. 이 면적을 측정하는 방법 중 가장 많이 사용되는 방법은 적분계에 의한 방법입니다. 이 방법은 피크 아래의 면적을 적분하여 전체 면적을 계산하는 것으로, 정확한 면적을 측정할 수 있습니다. 면적계를 이용하는 방법은 피크의 높이와 너비만을 고려하기 때문에 정확한 면적을 측정하기 어렵습니다. 중량을 이용하는 방법은 피크의 질량을 측정하는 방법으로, 정확한 질량을 측정하기 어렵고, 각 기체의 길이를 총량한 값은 Gaschromatography에서 사용되지 않는 방법입니다. 따라서 적분계에 의한 방법이 가장 정확하고 널리 사용되는 방법입니다.
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71. 자동제어계의 동작순서로 맞는 것은?

  1. 비교 → 판단 → 조작 → 검출
  2. 조작 → 비교 → 검출 → 판단
  3. 검출 → 비교 → 판단 → 조작
  4. 판단 → 비교 → 검출 → 조작
(정답률: 72%)
  • 자동제어계의 동작순서는 "검출 → 비교 → 판단 → 조작"이다. 이는 먼저 센서 등을 이용하여 입력 신호를 검출하고, 이를 기준값과 비교하여 차이를 판단한 후, 이에 따라 적절한 조작을 수행하는 순서이다. 따라서 검출이 먼저 이루어지고, 이후 비교, 판단, 조작이 순차적으로 이루어진다.
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72. 흡착형 분리관의 충전물과 적용대상이 옳게 짝 지어진 것은?

  1. 활성탄 - 수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄
  2. 활성알루미나 - 이산화탄소, C1∼C3 탄화수소
  3. 실리카겔 - 일산화탄소, C1∼C4 탄화수소
  4. Porapak Q - 일산화탄소, 이산화탄소, 질소, 산소
(정답률: 61%)
  • 활성탄은 고도로 다공성이며, 표면적이 크기 때문에 다양한 기체 분자를 흡착할 수 있습니다. 특히 수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄과 같은 기체 분자를 효과적으로 분리할 수 있습니다. 따라서 활성탄은 이러한 기체 분리에 적용됩니다.
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73. 표준전구의 필라멘트 휘도와 복사에너지의 휘도를 비교하여 온도를 측정하는 온도계는?

  1. 광고온도계
  2. 복사온도계
  3. 색온도계
  4. 더미스터(thermister)
(정답률: 59%)
  • 광고온도계는 표준전구의 필라멘트 휘도와 복사에너지의 휘도를 비교하여 온도를 측정하는 온도계입니다. 이는 필라멘트가 방출하는 복사에너지와 필라멘트의 온도에 따라 발생하는 빛의 스펙트럼을 측정하여 온도를 계산합니다. 따라서 광고온도계는 복사에너지와 빛의 스펙트럼을 이용하여 정확한 온도를 측정할 수 있습니다.
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74. 가스유량 측정기구가 아닌 것은?

  1. 막식미터
  2. 토크미터
  3. 델타식미터
  4. 회전자식미터
(정답률: 76%)
  • 가스유량 측정기구는 유체나 기체의 유량을 측정하는데 사용되는데, 토크미터는 회전하는 물체의 토크(회전력)를 측정하는데 사용되므로 가스유량 측정기구가 아니다.
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75. 습공기의 절대습도와 그 온도와 동일한 포화공기의 절대습도와의 비를 의미하는 것는?

  1. 비교습도
  2. 포화습도
  3. 상대습도
  4. 절대습도
(정답률: 75%)
  • 비교습도는 습공기의 절대습도와 그 온도와 동일한 포화공기의 절대습도와의 비를 의미합니다. 이는 습기의 포화수증기압이 온도에 따라 변화하기 때문에, 같은 온도에서의 습기 함량을 비교하기 위해서는 포화습도와 비교해야 합니다. 따라서 비교습도라는 용어가 사용되는 것입니다.
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76. 분별 연소법을 사용하여 가스를 분석할 경우 분별적으로 완전히 연소되는 가스는?

  1. 수소, 이산화탄소
  2. 이산화탄소, 탄화수소
  3. 일산화탄소, 탄화수소
  4. 수소, 일산화탄소
(정답률: 63%)
  • 분별 연소법은 가스를 연소시켜서 발생하는 열량을 측정하여 가스의 구성 성분을 분석하는 방법입니다. 이 방법을 사용할 때 완전히 연소되는 가스는 분별적으로 측정이 가능합니다. 완전히 연소되는 가스는 산소와 반응하여 모든 원자가 산화되어 이산화탄소와 물로만 구성된 가스입니다. 따라서 수소와 일산화탄소는 완전히 연소되는 가스입니다.
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77. 가연성 가스검지 방식으로 가장 적합한 것은?

  1. 격막전극식
  2. 정전위전해식
  3. 접촉연소식
  4. 원자흡광광도법
(정답률: 69%)
  • 가연성 가스검지 방식 중에서는 접촉연소식이 가장 적합합니다. 이는 가스가 센서와 접촉하여 연소되면서 발생하는 열과 가스의 화학적 반응으로 가스를 감지하기 때문입니다. 이 방식은 빠르고 정확하게 가스를 감지할 수 있으며, 일반적으로 산업 현장에서 많이 사용됩니다.
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78. 원리와 구조가 간단하고 고온 고압에서 사용할 수 있어 일반공업용으로 널리 사용하는 액면계는?

  1. 플로트식 액면계
  2. 유리관식 액면계
  3. 검척식 액면계
  4. 방사선식 액면계
(정답률: 65%)
  • 플로트식 액면계는 액체의 밀도에 따라 부력이 변화하여 부유체가 상승하거나 하강함으로써 액면을 측정하는 방식으로, 원리와 구조가 간단하고 고온 고압에서도 사용할 수 있어 일반공업용으로 널리 사용됩니다. 반면에 유리관식 액면계는 유리관 안에 액체를 채워서 액면을 읽는 방식이고, 검척식 액면계는 액체의 표면장력을 이용하여 액면을 측정하는 방식입니다. 방사선식 액면계는 방사선을 이용하여 액면을 측정하는 방식으로, 비교적 복잡한 구조와 고가의 장비가 필요하여 연구용으로 사용됩니다.
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79. 10호 가스미터기로 1일 4시간씩 20일간 작동했다면 최대 사용 가스량은 얼마인가?(단, 압력차 수주 30 mmH2O 이다.)

  1. 200 m3
  2. 350 m3
  3. 400 m3
  4. 800 m3
(정답률: 65%)
  • 가스미터기는 가스의 압력차를 이용하여 가스량을 측정한다. 압력차가 일정하다면 가스량은 작동시간에 비례하게 된다. 따라서 10호 가스미터기가 1일 4시간씩 20일간 작동했다면 총 작동시간은 80시간이 된다. 이때 최대 사용 가스량은 작동시간에 비례하여 증가하므로, 가스미터기가 측정할 수 있는 최대 가스량인 800 m3이 된다. 따라서 정답은 "800 m3"이다.
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80. 오리피스 가스미터로 가스유량을 측정할 때 적용되는 원리는?

  1. 베르누이의 정리
  2. 픽스의 법칙
  3. 패러데이의 법칙
  4. 파스칼의 정리
(정답률: 83%)
  • 오리피스 가스미터는 가스가 흐르는 관의 단면적이 줄어들면서 속도가 증가하고, 그에 따라 압력이 감소하는 원리를 이용합니다. 이를 베르누이의 정리라고 합니다. 베르누이의 정리는 유체의 운동에 대한 기본 법칙 중 하나로, 유체의 속도가 증가하면 압력이 감소하고, 속도가 감소하면 압력이 증가하는 것을 설명합니다. 따라서 오리피스 가스미터에서는 가스가 흐르는 관의 단면적이 줄어들면서 속도가 증가하고, 그에 따라 압력이 감소하게 되어 가스유량을 측정합니다.
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