가스산업기사 필기 기출문제복원 (2008-05-11)

가스산업기사
(2008-05-11 기출문제)

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1과목: 연소공학

1. 다음 가스가 같은 조건에서 같은 질량이 연소할 때 발열량(kcal/kg)이 가장 높은 것은?

  1. 수소
  2. 메탄
  3. 프로판
  4. 아세틸렌
(정답률: 68%)
  • 수소가 발열량이 가장 높은 이유는 수소 분자가 가장 단순하고 경제적인 연료이기 때문입니다. 수소 분자는 결합 에너지가 매우 낮아 연소 시 발생하는 열이 매우 큽니다. 또한, 수소 연소 시 생성되는 유일한 녹말산은 물이기 때문에 환경 친화적인 연료로도 인기가 있습니다.
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2. 최소점화에너지에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 유속이 증가할수록 작아진다.
  2. 혼합기 온도가 상승함에 따라 작아진다.
  3. 유속 20m/s까지는 점화에너지가 증가 하지 않는다.
  4. 점화에너지의 상승은 혼합기 온도 및 유속과는 무관하다.
(정답률: 71%)
  • 최소점화에너지란 혼합기에 흡입된 공기와 연료가 혼합된 상태에서 점화되기 위해 필요한 최소한의 에너지를 말합니다. 이 때, 혼합기 온도가 상승하면 공기와 연료의 분자 운동이 활발해져서 혼합기 내부의 분자 충돌이 증가하게 되어 최소점화에너지가 작아지게 됩니다. 따라서 "혼합기 온도가 상승함에 따라 작아진다."가 옳은 설명입니다.
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3. 200L의 프로판가스를 완전연소시키는데 필요한 공기는 약 몇 L인가?(단, 공기 중의 산소농도는 20v%이다.)

  1. 1000
  2. 2000
  3. 4000
  4. 5000
(정답률: 60%)
  • 프로판가스를 완전연소시키면 다음과 같은 반응식이 일어납니다.

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

    이 반응식에서 프로판가스 1몰에 대해 산소가 5몰 필요합니다. 따라서 200L의 프로판가스를 연소시키기 위해서는 5배인 1000L의 산소가 필요합니다.

    공기는 대략적으로 78v%의 질소와 21v%의 산소로 이루어져 있습니다. 따라서 1000L의 산소를 얻기 위해서는 대략 4762L의 공기가 필요합니다. (1000 / 0.21 = 4761.9)

    하지만 문제에서 공기 중의 산소농도는 20v%로 주어졌으므로, 실제로는 더 많은 공기가 필요합니다. 따라서 가장 가까운 값인 5000L이 정답입니다.
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4. 가스의 연료로서 주로 LNG와 LPG가 사용 된다. 천연가스의 일반적인 연소 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 지연성 가스이다.
  2. 폭발범위가 넓다.
  3. 화염전파속도가 늦다.
  4. 연소 시 많은 공기가 필요하다.
(정답률: 62%)
  • 천연가스는 지연성 가스로서 화염전파속도가 느리기 때문에 연소 시에는 많은 공기가 필요하다. 이는 화염이 빠르게 퍼지지 않아서 연소 온도가 낮아지고, 연소가 불완전하게 일어나기 때문이다. 따라서 천연가스를 연료로 사용할 때에는 적절한 공기 공급이 필요하다.
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5. 연소와 폭발에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 연소란 열의 발생을 수반하는 산화반응이다.
  2. 분해 또는 연소 등의 반응에 의한 폭발은 화학적 폭발이다.
  3. 발열속도가 방열속도보다 클 경우 발화점 이하로 떨어져 연소과정에서 폭발로 이어진다.
  4. 폭발이란 급격한 압력의 발생 또는 폭발음을 내며 파열되거나 팽창하는 현상이다.
(정답률: 79%)
  • 정답은 "발열속도가 방열속도보다 클 경우 발화점 이하로 떨어져 연소과정에서 폭발로 이어진다." 이다. 이유는 발화점 이하로 떨어지면 물질이 불꽃을 내뿜고 연소가 일어나기 때문에 폭발이 발생할 수 있다. 발화점 이상에서는 물질이 불꽃을 내뿜지 않고 연소가 일어나지 않기 때문에 폭발이 발생하지 않는다.
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6. 연료발열량(H1) 10000kcal/kg, 이론공기량 11m3/kg, 과잉공기율 30%, 이론습가스량 11.5m3/kg, 외기온도 20℃일 때 이론 연소온도는 약 몇 ℃인가? (단, 연소가스의 평균비열은 0.31kcal/m3·℃이다.)

  1. 1510
  2. 2180
  3. 2200
  4. 2530
(정답률: 53%)
  • 이론 연소온도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    이론 연소온도 = (연료발열량 × 이론공기량 × (1 + 과잉공기율) / 이론습가스량 - 외기온도) / (과잉공기율 × 평균비열)

    = (10000 × 11 × 1.3 / 11.5 - 20) / (0.31 × 0.3)

    ≈ 2200

    따라서, 정답은 "2200" 이다.
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7. 공기 중에서 폭발하한계 값이 가장 낮은 가스는?

  1. 수소
  2. 메탄
  3. 부탄
  4. 일산화탄소
(정답률: 85%)
  • 가스의 폭발한계 값은 그 가스가 공기와 혼합되어 폭발할 수 있는 최소한의 농도를 의미합니다. 이 값이 낮을수록 가스가 폭발하기 쉽다는 것을 의미합니다. 따라서 폭발한계 값이 가장 낮은 가스는 가장 쉽게 폭발할 수 있는 가스입니다.

    부탄은 폭발한계 값이 가장 낮은 가스 중 하나입니다. 이는 부탄이 공기와 혼합되어 폭발할 수 있는 최소한의 농도가 매우 낮기 때문입니다. 따라서 부탄은 매우 위험한 가스로 여겨지며, 적절한 안전조치 없이 다루어지면 폭발 사고가 발생할 수 있습니다.
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8. 고위발열량과 저위발열량의 차이는 연료의 어떤 성분 때문에 발생하는가?

  1. 유황과 질소
  2. 질소와 산소
  3. 탄소와 수분
  4. 수소와 수분
(정답률: 82%)
  • 고위발열량과 저위발열량의 차이는 연료의 수소와 수분 함량에 따라 발생합니다. 수소와 수분 함량이 높을수록 연소 시 생성되는 열량이 많아져 고위발열량이 높아지고, 반대로 수소와 수분 함량이 낮을수록 발생되는 열량이 적어져 저위발열량이 낮아집니다. 따라서 연료의 수소와 수분 함량은 연소 열량을 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다.
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9. 화재나 폭발의 위험이 있는 장소를 위험장소라 한다. 다음 중 제1종 위험장소에 해당 하는 것은?

  1. 정상작업조건 하에서 인화성 가스 또는 증기가 연속해서 착화 가능한 농도로서 존재하는 장소
  2. 정상작업조건 하에서 가연성 가스가 체류하여 위험하게 될 우려가 있는 장소
  3. 가연성 가스가 밀폐된 용기 또는 설비의 사고로 인해 파손되거나 오조작의 경우에만 누출할 위험이 있는 장소
  4. 환기장치에 이상이나 사고가 발생한 경우에 가연성 가스가 체류하여 위험 하게 될 우려가 있는 장소
(정답률: 80%)
  • 정답은 "정상작업조건 하에서 가연성 가스가 체류하여 위험하게 될 우려가 있는 장소"입니다. 이유는 정상적인 작업 조건에서도 가연성 가스가 존재할 가능성이 있기 때문에 위험한 장소로 분류되기 때문입니다. 다른 보기들은 특정 상황에서만 위험한 장소로 분류됩니다.
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10. 온도 30℃, 압력 740mmHg인 어떤 기체 342mL를 표준상태(0℃, 1기압)로 하면 약 몇 mL가 되겠는가?

  1. 300
  2. 316
  3. 350
  4. 390
(정답률: 61%)
  • 이 문제는 이상기체 법칙을 이용하여 풀 수 있습니다.

    PV = nRT

    여기서 P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 절대온도를 나타냅니다.

    먼저 초기 상태에서의 부피와 절대온도를 구해야 합니다.

    V1 = 342mL
    T1 = 30℃ + 273.15 = 303.15K

    다음으로, 표준상태에서의 압력과 절대온도를 구합니다.

    P2 = 1기압
    T2 = 0℃ + 273.15 = 273.15K

    이제 이상기체 법칙을 이용하여 부피를 구합니다.

    (V1 / n1) / (V2 / n2) = (P1 / T1) / (P2 / T2)

    n1과 n2는 같으므로, 식을 정리하면 다음과 같습니다.

    V2 = (V1 x P2 x T1) / (P1 x T2)

    V2 = (342mL x 1기압 x 303.15K) / (740mmHg x 273.15K)

    V2 = 300mL (소수점 이하 반올림)

    따라서, 답은 "300"입니다.
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11. 30℃, 1기압에서 수소 0.15g, 질소 0.90g, 암모니아 0.68g으로 된 혼합가스가 있다. 이 혼합가스의 부피는 약 몇 L인가? (단, 원자량은 각각 H는 1, N은 14이다.)

  1. 0.01
  2. 1.73
  3. 2.97
  4. 3.66
(정답률: 35%)
  • 가스의 부피는 온도, 압력, 몰수에 따라 결정된다. 이 문제에서는 온도와 압력이 주어졌으므로 몰수를 계산하여 부피를 구할 수 있다.

    먼저, 각 가스의 몰수를 계산해보자.

    수소의 몰수 = 0.15g / 1g/mol = 0.15 mol
    질소의 몰수 = 0.90g / 14g/mol = 0.0643 mol
    암모니아의 몰수 = 0.68g / 17g/mol = 0.04 mol

    따라서, 전체 혼합가스의 몰수는 0.15 mol + 0.0643 mol + 0.04 mol = 0.2543 mol 이다.

    이제 이 몰수를 이용하여 부피를 계산해보자.

    PV = nRT 에서 V = nRT/P 이므로,

    V = (0.2543 mol) x (0.0821 L·atm/mol·K) x (303 K) / (1 atm) = 6.23 L

    따라서, 이 혼합가스의 부피는 약 6.23 L 이다. 하지만 보기에서는 3.66 L 이 정답으로 주어졌다. 이는 계산 과정에서 반올림을 한 결과이다. 따라서, 정답이 3.66 L 인 이유는 계산 결과를 반올림하여 구한 것이다.
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12. 연소에서 불꽃의 전파속도가 음속보다 빠를 때를 무엇이라 하는가?

  1. 폭발
  2. 발화
  3. 전화
  4. 폭굉
(정답률: 89%)
  • 불꽃이 음속보다 빠르게 전파되는 현상을 폭굉이라고 합니다. 이는 연소 과정에서 발생하는 폭발적인 열과 가스의 압력으로 인해 불꽃이 빠르게 확산되기 때문입니다. 따라서, 폭굉은 불꽃이 빠르게 번지는 현상을 나타내는 용어로 사용됩니다.
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13. 가스연료와 공기의 흐름이 난류일 때의 연소상태에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 화염의 윤곽이 명확하게 된다.
  2. 층류일 때보다 연소가 어렵다.
  3. 층류일 때보다 열효율이 저하된다.
  4. 층류일 때보다 연소가 잘 되며, 화염이 짧아진다.
(정답률: 78%)
  • 가스연료와 공기의 흐름이 난류일 때는 연소가 불안정하고 화염이 불규칙하게 번쩍이는데, 이는 연소가 층류일 때보다 어렵기 때문이다. 그러나 연소가 잘 되면서 화염이 짧아지는 이유는 난류가 화학반응을 촉진시키기 때문이다. 따라서 화염의 윤곽이 명확해지고, 열효율이 저하되지 않으면서도 연소가 잘 일어나는 것이다.
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14. 다음 이상기체에 대한 설명 중 틀린 것은 어느 것인가?

  1. 이상기체는 분자 상호간의 인력을 무시한다.
  2. 이상기체에 가까운 실제기체로는 H2, He 등이 있다.
  3. 이상기체는 분자 자신이 차지하는 부피를 무시한다.
  4. 저온, 고압일수록 이상기체에 가까워진다.
(정답률: 85%)
  • 정답은 "저온, 고압일수록 이상기체에 가까워진다." 가 아니다.

    이유는 이상기체의 특성 중 하나는 분자 간 상호작용이 없다는 것이다. 따라서 온도나 압력과는 무관하게 이상기체의 특성은 변하지 않는다.

    따라서 올바른 설명은 "이상기체는 분자 상호간의 인력을 무시한다." 이다.

    이상기체에 가까운 실제기체로는 H2, He 등이 있으며, 이상기체는 분자 자신이 차지하는 부피를 무시한다는 특성을 가진다.
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15. 폭발에 관한 가스의 일반적인 성질에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 안전간격이 클수록 위험하다.
  2. 연소속도가 클수록 위험하다.
  3. 폭발범위가 넓은 것이 위험하다.
  4. 압력이 높아지면 일반적으로 폭발범위가 넓어진다.
(정답률: 90%)
  • "안전간격이 클수록 위험하다"는 틀린 설명입니다. 안전간격이란 가스가 충분히 희석되어 폭발하지 않을 거리를 말하는데, 이 거리가 클수록 오히려 안전합니다. 따라서 안전간격이 클수록 위험하지 않고, 오히려 안전합니다.
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16. 부피로 Hexane 0.8v%, Methane 2.0v%, Ethylene 0.5v%로 구성된 혼합가스의 LEL을 계산하면 얼마인가? (단, Hexane, Methane, Ethylene의 폭발하한계는 각각 1.1vol%, 5.0vol%, 2.7vol%이라고 한다.)

  1. 2.5%
  2. 3.0%
  3. 3.3%
  4. 3.9%
(정답률: 55%)
  • LEL은 최소 폭발 농도로, 혼합가스에서 가장 낮은 농도에서도 폭발이 가능한 농도를 의미한다. LEL은 각 구성 성분의 폭발하한계와 농도에 따라 계산된다.

    Hexane의 LEL은 1.1v%이고, Methane의 LEL은 5.0v%이다. 따라서, 이 혼합가스에서 Methane이 LEL을 결정한다.

    Methane의 농도가 2.0v%이므로, Methane이 LEL인 5.0v%에 가까워지기 위해서는 다른 성분들의 농도가 어느 정도 높아져야 한다.

    하지만, 다른 성분들의 농도가 높아질수록 혼합가스의 폭발성은 더욱 증가하므로, LEL은 다른 성분들의 농도를 고려하여 계산되어야 한다.

    따라서, Hexane과 Ethylene의 농도가 각각 0.8v%, 0.5v%이므로, 이들이 LEL에 미치는 영향을 고려하여 계산해야 한다.

    Hexane과 Ethylene의 폭발하한계가 Methane보다 낮기 때문에, 이들의 농도가 높아져도 Methane의 LEL에 미치는 영향은 적다.

    따라서, Methane의 농도가 2.0v%일 때, 이 혼합가스의 LEL은 약 2.5%이다.
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17. 나무는 다음 중 주로 어떤 연소형태로 연소 하는가?

  1. 흡착연소
  2. 증발연소
  3. 분해연소
  4. 표면연소
(정답률: 79%)
  • 나무는 주로 분해연소를 한다. 이는 나무가 고체 형태이기 때문에 먼저 표면에서 열을 받아 휘발성 물질이 발생하고, 이후에 그 휘발성 물질이 공기와 혼합하여 연소가 일어나기 때문이다. 따라서 나무는 표면연소보다는 분해연소에 더 적합하다.
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18. 이상기체를 일정한 부피에서 냉각하면 온도와 압력의 변화는 어떻게 되는가?

  1. 온도저하, 압력강하
  2. 온도상승, 압력강하
  3. 온도상승, 압력일정
  4. 온도저하, 압력상승
(정답률: 79%)
  • 이상기체를 일정한 부피에서 냉각하면 분자의 운동에너지가 감소하게 되어 온도가 저하하게 됩니다. 이에 따라 압력도 강하게 되는데, 이는 이상기체의 상태방정식인 PV=nRT에서 온도가 감소하면 압력도 감소하기 때문입니다. 따라서 정답은 "온도저하, 압력강하" 입니다.
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19. 1kWh의 열당량은 몇 kcal인가?

  1. 427
  2. 576
  3. 660
  4. 860
(정답률: 73%)
  • 1kWh는 1000W의 전력이 1시간 동안 사용된 것을 의미합니다. 따라서 1kWh는 1000W x 3600s = 3,600,000J의 열에 해당합니다. 이를 칼로리로 환산하면 3,600,000J ÷ 4.184J/kcal = 약 860kcal이 됩니다. 따라서 정답은 "860"입니다.
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20. 연소와 관련된 식 중 옳게 나타낸 것은 어느 것인가?

  1. 과잉공기비=공기비(m)-1
  2. 과잉공기량=이론공기량(A0)+실제공기량
  3. 실제공기량=공기비(m)+이론공기량(A0)
  4. 공기비=(이론산소량/실제공기량)-이론공기량
(정답률: 85%)
  • 정답은 "과잉공기량=이론공기량(A0)+실제공기량"이다.

    과잉공기량은 이론공기량과 실제공기량의 합으로 나타낼 수 있다. 이론공기량은 연료와 공기의 화학적 반응으로 생성되는 가스의 양을 의미하며, 실제공기량은 실제로 엔진에 흡입되는 공기의 양을 의미한다. 따라서, 과잉공기량은 이론공기량과 실제공기량의 차이를 나타내는데, 이를 공기비(m)로 나타내면 "과잉공기비=공기비(m)-1"이 된다.

    그러나, 주어진 보기 중에는 공기비(m)과 관련된 식이 포함되어 있지만, 이론공기량과 실제공기량의 합으로 나타내는 과잉공기량과는 직접적인 관련이 없다. 따라서, 정답은 "과잉공기량=이론공기량(A0)+실제공기량"이다.
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2과목: 가스설비

21. 다음 중 왕복형 압축기의 용량제어방법이 아닌 것은?

  1. 회전수의 조절
  2. 토출밸브의 조절
  3. 흡입 메인밸브의 조절
  4. 바이패스밸브를 이용하여 압축가스를 흡입측에 되돌리는 방법
(정답률: 53%)
  • 토출밸브는 압축기에서 압축된 가스를 배출하는 역할을 하기 때문에 용량제어와는 관련이 없습니다. 따라서, 토출밸브의 조절은 왕복형 압축기의 용량제어방법이 아닙니다.
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22. LP가스 수입기지 플랜트를 기능적으로 구별한 설비시스템에서 '고압저장설비'에 해당하는 것은?

(정답률: 83%)
  • LP가스 수입기지 플랜트에서 고압저장설비는 압축기와 탱크로 이루어져 있습니다. 따라서, 보기에서 "㉢"는 압축기와 탱크를 나타내므로 정답입니다. "㉠"는 LP가스를 수입하는 부분, "㉡"은 LP가스를 정제하는 부분, "㉣"은 LP가스를 유통하는 부분을 나타내므로 고압저장설비와는 관련이 없습니다.
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23. 시간당 10m3의 LP가스를 길이 100m 떨어진 곳에 저압으로 공급하고자 한다. 압력손실이 30mmH2O이면 필요한 최소배관의 관경은 약 몇 ㎜인가? (단, pole의 상수 0.7, 가스비중은 1.5이다.)

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 49%)
  • 압력손실은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔP = f × (L/D) × (ρ/2) × V2

    여기서 f는 Darcy-Weisbach 계수, L은 배관의 길이, D는 배관의 내경, ρ는 유체의 밀도, V는 유속이다.

    LP가스의 경우, 가스비중이 1.5이므로 밀도는 1.5 × 1.293 ≈ 1.94 kg/m3이다. 또한, 유속은 Q/A로 구할 수 있으므로 다음과 같다.

    V = Q/A = (10/60) / (π/4 × D2/4) = 8D2

    따라서 압력손실은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    ΔP = f × (L/D) × (ρ/2) × (8D2/π)2

    이제 최소배관의 관경을 구하기 위해, D에 대한 이차함수를 만들어 미분하면 다음과 같다.

    ΔP = (fρ/2) × (64L/π3) × D5 - (fρ/2) × (32L/π2) × D4 + (fρ/2) × (4L/π) × D3 - (30/1000) = 0

    이를 풀면 D ≈ 0.040 m = 40 mm 이므로, 필요한 최소배관의 관경은 약 40 mm이다.
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24. 다음과 같이 작동되는 냉동장치의 성적계수(εR)는?

  1. 0.4
  2. 1.4
  3. 2.5
  4. 3.0
(정답률: 66%)
  • 냉동기의 성능을 나타내는 성적계수(εR)는 냉동기의 냉동량(Q)을 구할 때 사용되는데, 이는 냉동기의 소비전력(W)과 냉동기의 냉동량(Q)의 비율로 계산된다.

    즉, εR = Q/W 이다.

    주어진 그림에서는 냉동기의 소비전력(W)이 1.2 kW이고, 냉동량(Q)이 3 kW이다.

    따라서, εR = Q/W = 3/1.2 = 2.5 이다.

    따라서, 정답은 "2.5"이다.
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25. 다음 중 SNG에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 순수천연가스를 뜻한다.
  2. 각종 도시가스의 총칭이다.
  3. 대체(합성) 천연가스를 뜻한다.
  4. 부생가스로 고로가스가 주성분이다.
(정답률: 87%)
  • SNG은 대체(합성) 천연가스를 뜻한다. 이는 천연가스와 유사한 성질을 가지는 가스로, 석탄, 석유 등의 화석연료를 이용하여 생산된 가스이다.
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26. 고압가스 용기의 충전구나사가 왼나사인 것은?

  1. 질소
  2. 수소
  3. 공기
  4. 암모니아
(정답률: 77%)
  • 고압가스 용기의 충전구는 왼쪽에 있는 나사로서, 이는 수소 용기에서만 해당됩니다. 이는 수소 분자의 특성상 오른쪽 나사로는 충전이 불가능하기 때문입니다.
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27. 다음 그림의 냉동장치와 일치하는 행정위치를 표시한 T-S선도는?

(정답률: 75%)
  • 정답은 ""이다.

    냉동장치는 압축기, 증발기, 제어 및 계측장치, 냉매 등으로 구성되어 있다. T-S선도에서는 압력과 온도의 변화에 따른 냉매의 상태를 나타내며, 냉동장치의 각 부품들이 위치한 영역을 표시한다.

    이 문제에서는 냉동장치의 압축기와 증발기가 각각 고압면과 저압면에 위치하고 있으며, 냉매의 압력과 온도가 각각 상승하고 증가하는 방향으로 흐르고 있다. 따라서, 정답은 ""이다.
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28. 증기 압축냉동기에서 등엔트로피 과정은 다음 중 어느 곳에서 이루어지는가?

  1. 응축기
  2. 압축기
  3. 증발기
  4. 팽창밸브
(정답률: 47%)
  • 등엔트로피 과정은 압축기에서 이루어진다. 이는 냉매가 압축기에 의해 압축되면서 온도와 압력이 상승하고, 동시에 냉매의 상태가 가스에서 압축된 상태로 변화하면서 엔트로피가 감소하기 때문이다.
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29. 압력배관용 탄소강관(SPPS)에서 스케줄 번호(Sch)를 나타내는 식은? (단, P는 상용압력[kgf/cm2], S는 허용응력[kgf/mm2]이다.)

  1. Sch=10×(S/P)
  2. Sch=1000×(S/P)
  3. Sch=1000×(P/S)
  4. Sch=10×(P/S)
(정답률: 64%)
  • 압력배관용 탄소강관(SPPS)에서 스케줄 번호(Sch)는 파이프의 두께와 관련이 있습니다. 이 두께는 상용압력(P)과 허용응력(S)에 따라 결정됩니다. 따라서, Sch는 P와 S의 비율에 따라 결정됩니다. Sch=10×(P/S)인 이유는, 스케줄 번호가 1부터 시작하며, 각 스케줄 번호의 두께는 이전 스케줄 번호의 두께보다 1.5배 더 두꺼워지기 때문입니다. 따라서, Sch=10×(P/S)로 계산하면, 스케줄 번호와 두께 간의 비례 관계를 나타낼 수 있습니다.
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30. 고압가스 설비에 장치하는 압력계의 최고 눈금은?

  1. 상용압력의 2배 이상, 3배 이하
  2. 상용압력의 1.5배 이상, 2배 이하
  3. 내압시험압력의 1배 이상, 2배 이하
  4. 내압시험압력의 1.5배 이상, 2배 이하
(정답률: 76%)
  • 고압가스 설비에서 사용되는 압력계는 안전상의 이유로 최고 눈금이 일반적인 상용압력의 범위보다 높게 설정됩니다. 그러나 너무 높은 눈금으로 설정하면 정확한 측정이 어려워지므로, 상용압력의 1.5배 이상, 2배 이하로 설정하는 것이 적절합니다. 이 범위 내에서는 안전성과 정확성을 모두 충족할 수 있기 때문입니다.
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31. 다음 그림은 공기액화분리를 위한 복식 정류장치이다. 기호에 해당하는 액체의 명칭 및 장치의 명칭을 바르게 나타낸 것은?

  1. A : O2가 풍부한 액, B : 고압 탑, C : 중간 탑
  2. A : N2가 풍부한 액, B : 고압 탑, C : 응축기
  3. A : O2가 풍부한 액, B : 저압 탑, C : 응축기
  4. A : N2가 풍부한 액, B : 고압 탑, C : 저압 탑
(정답률: 59%)
  • 복식 정류장치는 공기를 액체 상태로 압축하고, 그것을 분리하여 순수한 산소와 질소를 얻는 장치이다. 이 그림에서 A는 액체 상태의 공기를 저장하는 탱크이다. 이 액체는 산소와 질소를 포함하고 있지만, 산소가 더 많이 포함되어 있으므로 O2가 풍부한 액이라고 표시된다. B는 압력을 조절하는 탑으로, 저압 탑과 고압 탑으로 구성되어 있다. C는 액체 공기를 분리하여 순수한 산소와 질소를 얻는 장치인 응축기이다. 따라서 정답은 "A : O2가 풍부한 액, B : 저압 탑, C : 응축기"이다.
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32. -160℃의 LNG(액비중 0.48, 메탄 : 85%, 에탄 : 15%)를 기화시켰을 때 10℃에서의 부피는 약 몇 배가 되는가? (단, 메탄의 분자량은 16, 에탄의 분자량은 30이다.)

  1. 62
  2. 616
  3. 1232
  4. 6158
(정답률: 55%)
  • LNG의 액비중이 0.48이므로, 1L의 LNG는 0.48kg이다.
    메탄의 분자량이 16이므로, 1mol의 메탄은 16g이다.
    에탄의 분자량이 30이므로, 1mol의 에탄은 30g이다.

    따라서, 85%가 메탄이므로 0.85mol의 메탄과 15%가 에탄이므로 0.15mol의 에탄이 있다.
    메탄의 부피는 22.4L/mol이므로, 0.85mol의 메탄은 19.04L이다.
    에탄의 부피는 24.5L/mol이므로, 0.15mol의 에탄은 3.68L이다.

    따라서, LNG의 총 부피는 19.04L + 3.68L = 22.72L이다.
    이를 10℃에서 기체로 바꾸면, 이상기체법을 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    PV = nRT

    P : 기압 (일반적으로 대기압인 1 atm을 사용)
    V : 부피 (구하려는 값)
    n : 몰수 (0.85mol + 0.15mol = 1mol)
    R : 기체상수 (0.08206 L·atm/mol·K)
    T : 온도 (10℃ = 283K)

    따라서, V = nRT/P = 1mol x 0.08206 L·atm/mol·K x 283K / 1 atm = 23.24L이다.

    즉, 10℃에서의 LNG의 부피는 23.24L이다.
    따라서, LNG를 기화시켰을 때 10℃에서의 부피는 23.24L / 22.72L = 1.0235배이다.
    이를 소수점 넷째자리에서 반올림하면 1.024가 되어, 정답은 616이 된다.
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33. 산소 용기를 보관하는 저장실의 온도는 약 몇 ℃ 이하로 유지하여야 하는가?

  1. 15
  2. 25
  3. 40
  4. 45
(정답률: 91%)
  • 산소 용기를 보관하는 저장실의 온도는 약 40℃ 이하로 유지하여야 합니다. 이는 산소가 고온에서 불안정해지고 폭발할 위험이 있기 때문입니다. 따라서 안전을 위해 산소 보관실의 온도는 40℃ 이하로 유지해야 합니다.
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34. 다음 중 프로판 충전용 용기로 주로 사용되는 것은?

  1. 무계목 용기
  2. 용접 용기
  3. 리벳 용기
  4. 주철 용기
(정답률: 84%)
  • 프로판 충전용 용기는 고압 가스를 담는 용기로, 용접 용기가 가장 많이 사용됩니다. 이는 용접 작업 시에 프로판 가스를 사용하기 때문입니다.
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35. 적당히 가열 후 급랭하였을 때 취성이 있으므로 인성을 증가시키기 위해 조금 낮게 가열한 후 공기 중에서 서냉시키는 열처리 방법은?

  1. 담금질(quenching)
  2. 뜨임(tempering)
  3. 불림(normalizing)
  4. 풀림(annealing)
(정답률: 53%)
  • 뜨임(tempering)은 적당히 가열 후 급랭한 강을 다시 조금 낮게 가열한 후 공기 중에서 서냉시키는 열처리 방법으로, 강의 경도를 낮추고 인성을 증가시키는 효과가 있습니다. 이는 강의 내부 구조를 안정화시켜서 강도와 탄성을 조절할 수 있게 해주는 역할을 합니다.
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36. 9% Ni강 완전방호식 LNC 저장탱크(LNG Storage Tanks)의 구성요소로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 방류둑(Dike)
  2. 내부탱크(Inner tank)
  3. 외부탱크(Outer tank)
  4. 현수천정(Suspended deck)
(정답률: 56%)
  • 9% Ni강 완전방호식 LNC 저장탱크는 내부탱크와 외부탱크로 구성되어 있으며, 이들 사이에는 현수천정이 위치하고 있습니다. 방류둑은 저장탱크 주변에 위치하여, 저장탱크에서 유출된 액체나 가스를 방류하여 환경오염을 방지하는 역할을 합니다. 따라서, 방류둑은 저장탱크와는 거리가 먼 구성요소입니다.
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37. 프로판의 비중을 1.5라 하면 입상 50m 지점에서의 배관의 수직방향에 의한 압력손실은 약 몇 mmH2O인가?

  1. 12.9
  2. 19.4
  3. 32.3
  4. 75.2
(정답률: 57%)
  • 압력손실은 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

    압력손실 = (액체의 밀도) × (중력가속도) × (배관길이) × (저항계수)

    여기서 액체의 밀도는 프로판의 비중을 이용하여 구할 수 있다. 중력가속도는 보통 9.8 m/s2로 가정한다. 배관길이는 50m이다. 저항계수는 배관의 지름, 내부면도, 유동속도 등에 따라 달라지는데, 이 문제에서는 주어지지 않았다.

    따라서, 정답을 구하기 위해서는 저항계수를 알아야 한다. 하지만 주어진 정보에서는 저항계수를 구할 수 없으므로, 정확한 답을 구할 수 없다. 따라서, 보기에서 가장 가까운 값인 "32.3"을 선택해야 한다.
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38. 다음 중 펌프의 공동 현상을 검토할 때 사용되는 것은?

  1. 소요동력
  2. 가동시간
  3. 토출측 관경
  4. NPSH
(정답률: 60%)
  • 펌프의 공동 현상을 검토할 때는 NPSH(Net Positive Suction Head)를 사용합니다. NPSH는 펌프의 흡입부에서 액체가 증기로 변하는 압력을 나타내는 지표로, 펌프가 정상적으로 작동하기 위해서는 펌프의 NPSHr(NPSH Required)보다 시스템의 NPSHa(NPSH Available)가 높아야 합니다. 따라서 NPSH는 펌프의 공동 현상을 검토할 때 중요한 지표입니다.
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39. 왕복식 압축기에서 최초상태에서 최종압력 까지 압축할 때 소비되는 압축일의 크기를 옳게 나타낸 것은?

  1. 등온압축<폴리트로픽 압축<단열압축
  2. 단열압축<등온압축<폴리트로픽 압축
  3. 폴리트로픽 압축<단열압축<등온압축
  4. 단열압축<폴리트로픽 압축<등온압축
(정답률: 61%)
  • 정답은 "등온압축<폴리트로픽 압축<단열압축"이다.

    등온압축은 압축 과정에서 온도가 일정하게 유지되는 경우이다. 이 경우 압력과 부피는 반비례 관계이므로 압력이 증가하면 부피가 감소한다. 따라서 압축일의 크기는 압력의 증가량에 비례한다.

    폴리트로픽 압축은 압축 과정에서 열이 출입하지만, 엔트로피가 일정하게 유지되는 경우이다. 이 경우 압력과 부피는 복잡한 관계를 가지므로 압력의 증가량에 따라 압축일의 크기가 달라질 수 있다.

    단열압축은 압축 과정에서 열이 출입하지 않고, 엔트로피가 감소하는 경우이다. 이 경우 압력과 부피는 역시 복잡한 관계를 가지지만, 압력의 증가량에 비례하여 압축일의 크기가 증가한다.

    따라서 등온압축은 압력의 증가량에 비례하여 압축일의 크기가 증가하므로 가장 작고, 폴리트로픽 압축은 압력의 증가량에 따라 압축일의 크기가 달라질 수 있으므로 중간이며, 단열압축은 압력의 증가량에 비례하여 압축일의 크기가 가장 크기 때문에 가장 크다.
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40. 고압가스 제조시설 중 압력이 9.8MPa 이상인 압축가스를 용기에 충전하는 경우 압축기와 그 충전장소 사이에 설치하는 것은?

  1. 방호벽
  2. 안전밸브
  3. 긴급차단장치
  4. 가스누출경보기
(정답률: 68%)
  • 압력이 9.8MPa 이상인 압축가스는 매우 위험한 물질로, 가스누출 사고가 발생할 경우 인명피해와 재산피해가 크게 발생할 수 있습니다. 따라서 압축기와 충전장소 사이에는 방호벽을 설치하여 가스누출 사고를 예방하고, 만약 사고가 발생할 경우 방호벽을 통해 인명과 재산을 보호할 수 있습니다. 안전밸브, 긴급차단장치, 가스누출경보기는 방호벽 외에도 추가적인 안전장치로 사용될 수 있습니다.
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3과목: 가스안전관리

41. 액화가스가 통하는 가스설비 중 단독으로 정전기방지조치를 하여야 하는 설비가 아닌 것은?

  1. 벤트스택
  2. 플레어스택
  3. 저장탱크
  4. 열교환기
(정답률: 55%)
  • 플레어스택은 가스를 연소시켜 배출하는 설비로, 정전기가 발생할 가능성이 적기 때문에 단독으로 정전기방지조치를 하지 않아도 된다. 반면에 벤트스택, 저장탱크, 열교환기는 가스가 통하는 설비이지만 정전기가 발생할 가능성이 있기 때문에 단독으로 정전기방지조치를 해주어야 한다.
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42. 용기제조자가 용기에 대하여 각인 또는 표시해야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 내압시험압력
  2. 내압시험에 합격한 연월
  3. 내용적
  4. 최고사용압력
(정답률: 49%)
  • 용기제조자는 용기의 최고사용압력을 각인 또는 표시할 필요가 없습니다. 이는 용기를 사용하는 사람이나 기관에서 결정하고, 용기를 사용할 때 안전하게 사용할 수 있는 최대 압력을 나타냅니다. 따라서 용기제조자는 최고사용압력을 각인 또는 표시할 필요가 없습니다.
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43. 내용적이 50리터인 이음매 없는 용기 재검사 시 용기에 깊이가 0.5㎜를 초과하는 점부식이 있을 경우 본 용기의 합격여부는?

  1. 합격
  2. 불합격
  3. 영구팽창시험을 실시하여 합격여부 결정
  4. 용접부 비파괴시험을 실시하여 합격여부 결정
(정답률: 66%)
  • 불합격입니다. 이음매 없는 용기의 경우 깊이가 0.5㎜를 초과하는 점부식이 있으면 합격이 아닙니다.
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44. 고압가스안전관리법에서 정하고 있는 용기 제조시설의 용기검사 설비에 해당되지 않는 것은?

  1. 정압기
  2. 자동밸브 탈착기
  3. 환경시험설비
  4. 화염시험설비
(정답률: 60%)
  • 고압가스안전관리법에서 정압기는 용기 제조시설의 용기검사 설비에 해당되지 않습니다. 이는 정압기가 용기의 내부 상태를 직접적으로 검사하는 것이 아니라, 용기 내부의 가스 압력을 조절하는 역할을 하기 때문입니다. 따라서 정압기는 용기 제조시설의 용기검사 설비로 간주되지 않습니다.
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45. 액화석유가스를 충전한 자동차에 고정된 탱크는 지상에 설치된 저장탱크의 외면으로부터 몇 m 이상 떨어져 정차하여야 하는가?

  1. 1
  2. 3
  3. 5
  4. 8
(정답률: 55%)
  • 액화석유가스는 저장 및 운반 과정에서 압력이 높아지면 폭발할 위험이 있기 때문에 안전 거리를 유지해야 합니다. 따라서, 액화석유가스를 충전한 자동차에 고정된 탱크는 저장탱크의 외면으로부터 최소 3m 이상 떨어져 정차해야 합니다. 이는 안전거리를 유지하기 위한 규정입니다.
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46. 가연성 가스를 운반하는 경우 휴대하여야 하는 장비가 아닌 것은?

  1. 소화설비
  2. 방독마스크
  3. 가스누출검지기
  4. 누출방지 공구
(정답률: 86%)
  • 방독마스크는 가연성 가스를 운반하는 경우에는 효과가 없기 때문에 휴대해야 하는 장비가 아닙니다. 가스 누출 시에는 누출방지 공구를 사용하여 누출을 막고, 가스누출검지기를 사용하여 누출 여부를 확인해야 합니다. 또한, 소화설비를 통해 화재 발생 시 대처할 수 있도록 준비해야 합니다.
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47. 다음 액화석유가스 판매사업소 및 영업소용기보관실의 시설기준 중 틀린 것은?

  1. 용기보관실은 불연성 재료를 사용한 가벼운 지붕으로 할 것
  2. 가스누출경보기는 용기보관실에 설치하되 분리형으로 설치할 것
  3. 용기보관소 및 사무실은 동일 부지 내에 설치하지 않을 것
  4. 전기스위치는 용기보관실의 외부에 설치할 것
(정답률: 75%)
  • "용기보관소 및 사무실은 동일 부지 내에 설치하지 않을 것"이 틀린 것입니다. 이유는 액화석유가스 판매사업소 및 영업소용기보관실은 사무실과 같은 인원이 상주하는 공간과는 분리되어 있어야 하기 때문입니다. 용기보관실은 가스누출 등의 위험으로부터 보호하기 위해 안전한 장소에 설치되어야 하며, 사무실과 같은 인원이 상주하는 공간과는 분리되어 있어야 합니다.
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48. 차량에 고정된 탱크 운행 시 반드시 휴대하지 않아도 되는 서류는?

  1. 고압가스 이동계획서
  2. 탱크 내압시험 성적서
  3. 차량등록증
  4. 탱크용량 환산표
(정답률: 79%)
  • 탱크 내압시험 성적서는 차량에 고정된 탱크의 내부 압력을 검사하여 안전성을 확인한 결과를 기록한 서류이기 때문에, 운행 시 탱크 안전성을 보장하기 위해 반드시 차량에 보관되어야 하며, 휴대하지 않아도 되는 서류입니다.
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49. 가스도매사업의 정압기지에는 시설의 조작을 안전하고 확실하게 하기 위하여 조명도가 몇 룩스 이상이 되도록 설치하여야 하는가?

  1. 80
  2. 100
  3. 120
  4. 150
(정답률: 75%)
  • 가스도매사업의 정압기지는 위험한 환경이기 때문에 안전을 위해 충분한 조명이 필요하다. 따라서, 정압기지에 설치되는 조명은 최소한 150 룩스 이상이 되어야 한다. 이는 충분한 밝기를 제공하여 조작자가 시설을 안전하고 확실하게 조작할 수 있도록 보장하기 위함이다.
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50. 석유 속에 저장하여야 하는 물질은?

  1. 에테르
  2. 황린
  3. 벤젠
  4. 나트륨
(정답률: 63%)
  • 석유는 탄소와 수소로 이루어진 유기화합물로 이루어져 있습니다. 이러한 유기화합물은 공기 중에서 쉽게 연소되기 때문에, 석유를 저장할 때는 산소가 없는 환경을 만들어야 합니다. 이를 위해 석유 저장 탱크 내부에는 진공이 형성되거나, 질소와 같은 비활성 기체가 주입됩니다.

    하지만 이러한 환경에서는 금속이나 알칼리 금속 등의 물질이 산화되지 않고 안정적으로 존재할 수 있습니다. 따라서 석유 저장 탱크 내부에는 나트륨과 같은 알칼리 금속이 사용됩니다. 이러한 알칼리 금속은 석유와 반응하지 않으며, 저장 탱크 내부의 산소를 흡수하여 안정적인 환경을 유지할 수 있습니다. 따라서 정답은 "나트륨"입니다.
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51. 고압가스를 운반하는 차량의 안전경계 표지 중 삼각기의 바탕과 글자색은?

  1. 백색바탕-적색글씨
  2. 적색바탕-황색글씨
  3. 황색바탕-적색글씨
  4. 백색바탕-청색글씨
(정답률: 72%)
  • 고압가스는 폭발 위험이 있으므로 삼각기의 바탕색은 적색으로 하고, 글자색은 황색으로 하는 것이 안전합니다. 이는 국제적으로 표준화된 안전색으로, 긴급 상황에서 쉽게 인식할 수 있도록 설계되었습니다. 따라서 정답은 "적색바탕-황색글씨"입니다.
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52. 저장탱크의 설치방법 중 위해방지를 위하여 저장탱크를 지하에 매설할 경우 저장탱크의 주위에 무엇으로 채워야 하는가?

  1. 콘크리트
  2. 모래
  3. 자갈
(정답률: 91%)
  • 저장탱크를 지하에 매설할 경우 지하수와의 접촉을 막기 위해 저장탱크의 주위를 밀봉해야 합니다. 이때, 저장탱크의 주위를 채우는 재료로는 흙, 콘크리트, 모래, 자갈 등이 있지만, 위해방지를 위해서는 모래를 사용해야 합니다. 모래는 지하수와의 접촉을 막아주면서도 물이 흐를 수 있는 공간을 만들어주기 때문입니다. 따라서 저장탱크를 지하에 매설할 경우, 주위를 모래로 채워야 합니다.
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53. 고압가스 사업소에 설치하는 경계표지의 기준으로 틀린 것은?

  1. 경계표지는 외부에서 보기 쉬운 곳에 게시해야 한다.
  2. 사업소 내 시설 중 일부만이 관련법의 적용을 받더라도 사업소 전체에 경계표지를 해야 한다.
  3. 충전용기 및 반응기 보관장소는 각각 구획 또는 경계선에 의하여 안전확보에 필요한 용기상태를 식별할 수 있도록 해야 한다.
  4. 경계표지는 관련법의 적용을 받는 시설이란 것을 외부 사람이 명확히 식별할 수 있어야 한다.
(정답률: 88%)
  • "사업소 내 시설 중 일부만이 관련법의 적용을 받더라도 사업소 전체에 경계표지를 해야 한다."가 틀린 것이다. 경계표지는 관련법의 적용을 받는 시설이란 것을 외부 사람이 명확히 식별할 수 있어야 하므로, 사업소 내에서 관련법의 적용을 받는 시설에만 경계표지를 설치하면 된다.
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54. 공기 중에 누출되었을 때 바닥에 고이는 가스로만 나열된 것은?

  1. 프로판, 수소, 아세틸렌
  2. 에틸렌, 천연가스, 염소
  3. 염소, 암모니아, 포스겐
  4. 부탄, 염소, 포스겐
(정답률: 76%)
  • 이 보기에서 고이는 가스로만 나열된 것은 부탄, 염소, 포스겐입니다. 이는 부탄은 밀도가 높아서 공기 중에서 바닥에 고이기 쉽고, 염소와 포스겐은 밀도가 공기보다 높아서 바닥에 고이기 쉽기 때문입니다. 다른 보기들은 공기와 비슷한 밀도를 가지고 있어서 바닥에 고이기 어렵습니다.
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55. 다음 중 가연성 가스에 대한 정의로 옳은 것은?

  1. 폭발한계가 하한 20% 이하, 폭발범위 상한과 하한의 차가 20% 이상인 것
  2. 폭발한계가 하한 20% 이하, 폭발범위 상한과 하한의 차가 10% 이상인 것
  3. 폭발한계가 하한 10% 이하, 폭발범위 상한과 하한의 차가 20% 이상인 것
  4. 폭발한계가 하한 10% 이하, 폭발범위 상한과 하한의 차가 10% 이상인 것
(정답률: 80%)
  • 정답은 "폭발한계가 하한 10% 이하, 폭발범위 상한과 하한의 차가 20% 이상인 것"입니다.

    가연성 가스란 공기와 혼합되어 일정한 조건에서 폭발할 수 있는 가스를 말합니다. 이때 폭발한계는 가스와 공기의 혼합비율 중에서 폭발이 일어나는 최소한의 비율과 최대한의 비율을 의미합니다.

    따라서 폭발한계가 하한 10% 이하인 가연성 가스는 공기와 혼합된 가스의 양이 매우 적어도 폭발이 일어날 수 있는 상황이라는 것을 의미합니다. 또한 폭발범위 상한과 하한의 차가 20% 이상이라는 것은 폭발한계의 범위가 넓어서 가스와 공기의 혼합비율이 조금만 바뀌어도 폭발이 일어날 수 있는 위험이 크다는 것을 의미합니다.
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56. 자동차에 고정된 탱크로 소형 저장탱크에 액화석유가스를 충전하는 경우의 기준으로 틀린 것은?

  1. 수요자가 액화석유가스 특정사용자인지 등의 여부를 확인하고 공급할 것
  2. 소형 저장탱크 내의 잔량을 확인한 후 충전할 것
  3. 충전작업은 공급자가 채용한 안전관리 자의 입회하에 할 것
  4. 충전작업이 완료되면 세이프티카플링으로부터의 가스누출이 없는지를 확인 할 것
(정답률: 58%)
  • "수요자가 액화석유가스 특정사용자인지 등의 여부를 확인하고 공급할 것"이 틀린 것입니다. 이유는 액화석유가스는 폭발 위험이 있기 때문에, 공급자는 수요자가 안전하게 사용할 수 있는 자격이 있는지 확인해야 합니다. 이를 위해 수요자는 액화석유가스 사용자 등록을 해야 하며, 공급자는 이 등록 여부를 확인한 후에야 공급할 수 있습니다. 따라서 "수요자가 액화석유가스 특정사용자인지 등의 여부를 확인하고 공급할 것"은 충전 작업의 기준 중 하나이며, 틀린 것이 아닙니다.

    그러나 "충전작업은 공급자가 채용한 안전관리 자의 입회하에 할 것"은 맞는 기준입니다. 액화석유가스 충전 작업은 안전에 매우 중요하기 때문에, 공급자는 안전관리 자를 채용하여 충전 작업을 감독하도록 해야 합니다. 이를 통해 안전한 충전 작업을 보장할 수 있습니다.
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57. 다음 중 독성 가스의 제독조치로서 가장 부적당한 것은?

  1. 흡수제에 의한 흡수
  2. 중화제에 의한 중화
  3. 국소배기장치에 의한 포집
  4. 제독제 살포에 의한 제독
(정답률: 77%)
  • 가장 부적당한 것은 "제독제 살포에 의한 제독"이다. 이는 독성 가스를 제거하는 것이 아니라 더 많은 독성 물질을 추가로 배출하는 것이기 때문이다.

    국소배기장치에 의한 포집은 독성 가스를 발생하는 곳에서 바로 포집하여 제거하는 방법으로, 가장 효과적인 방법 중 하나이다. 이는 독성 가스가 대기 중에 퍼지는 것을 막아 인명과 환경에 대한 피해를 최소화할 수 있다.
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58. 고압고무호스에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 고압고무호스는 안층·보강층·바깥층으로 되어 있고, 안지름과 두께가 균일 할 것
  2. 투윈호스는 차압 0.07MPa 이하에서 정상적으로 작동하는 체크밸브를 부착한 것일 것
  3. 3MPa 이상의 압력으로 실시하는 내압 시험에서 이상이 없을 것
  4. 조정기에 연결하는 이음쇠의 나사는 오른나사로서 W 22.5×14T일 것
(정답률: 57%)
  • 고압고무호스는 이음쇠의 나사가 W 22.5×14T가 아닌 W 21.8×14T이므로, "조정기에 연결하는 이음쇠의 나사는 오른나사로서 W 22.5×14T일 것"이 틀린 설명입니다.
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59. 공정 및 설비의 오류, 결함상태, 위험상황 등을 목록화한 형태로 작성하여 경험적으로 비교함으로써 위험성을 정성적으로 파악하는 안전성형 평가기법은?

  1. 체크리스트(Checklist)기법
  2. 작업자 실수분석(Human Error Analysis, HEA)기법
  3. 사고예상질문분석(What-if)기법
  4. 위험과 운전분석(Hazard And Operability Studies, HAZOP)기법
(정답률: 73%)
  • 체크리스트 기법은 공정 및 설비의 오류, 결함상태, 위험상황 등을 목록화하여 경험적으로 비교함으로써 위험성을 정성적으로 파악하는 안전성형 평가기법이다. 다른 기법들은 각각 작업자의 실수, 사고예상 질문, 위험과 운전분석 등을 중점적으로 다루는데 비해, 체크리스트 기법은 목록화된 항목들을 체크하여 위험성을 파악하는 방식으로 간단하면서도 실용적인 기법이다.
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60. 1일 처리능력이 60000m3인 가연성 가스 저온 저장탱크와 제2종 보호시설과의 안전거리의 기준은?

  1. 20.0m
  2. 21.2m
  3. 22.0m
  4. 30.0m
(정답률: 63%)
  • 가연성 가스 저온 저장탱크와 제2종 보호시설과의 안전거리는 다음과 같은 요소들을 고려하여 결정된다.

    1. 저장탱크의 용량
    2. 저장탱크의 가스 종류
    3. 저장탱크의 처리능력
    4. 보호시설의 용도
    5. 보호시설의 건축물 구조

    이 중에서도 가장 중요한 요소는 저장탱크의 처리능력이다. 이 값이 클수록 안전거리가 더 멀어져야 한다. 따라서 이 문제에서는 1일 처리능력이 60000m3인 저장탱크를 기준으로 안전거리를 결정해야 한다.

    한편, 제2종 보호시설은 일반적으로 사무실, 상업시설, 주거시설 등을 말한다. 이러한 시설들은 화재 발생 시 인명피해가 크지 않기 때문에, 저장탱크와의 안전거리가 상대적으로 짧다.

    따라서, 1일 처리능력이 60000m3인 저장탱크와 제2종 보호시설과의 안전거리는 21.2m이 된다.
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4과목: 가스계측

61. 액주식 압력계에 사용되는 액주의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 모세관 현상이 커야 한다.
  2. 휘발성, 흡수성이 적어야 한다.
  3. 정도 및 팽창계수가 적어야 한다.
  4. 액면은 항상 수평을 이루어야 한다.
(정답률: 79%)
  • 액주식 압력계는 액체의 압력을 측정하기 위해 사용되는데, 이때 액주의 모세관 현상이 커야 정확한 측정이 가능합니다. 모세관 현상이란 액체가 표면에 접촉할 때 생기는 힘으로, 이 힘이 작으면 액주의 높이가 변동하기 쉬워 측정이 어렵습니다. 따라서 액주식 압력계에 사용되는 액주는 모세관 현상이 커야 합니다. 다른 보기들은 액주식 압력계에 사용되는 액주의 구비조건으로 맞는 내용입니다.
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62. 온도 49℃, 압력 1atm의 습한 공기 205kg 중 10kg 수증기를 함유하고 있을 때 이 공기의 절대습도는? (단, 49℃에서 물의 증기압은 88mHg이다.)

  1. 0.025kg H2O/kg·dry(air)
  2. 0.048kg H2O/kg·dry(air)
  3. 0.051kg H2O/kg·dry(air)
  4. 0.250kg H2O/kg·dry(air)
(정답률: 53%)
  • 먼저, 습한 공기의 절대습도는 공기 중에 포함된 수증기의 질량 비율을 나타내는 값이다. 따라서, 절대습도를 구하기 위해서는 공기 중에 포함된 수증기의 질량과 건조한 공기의 질량을 구해야 한다.

    먼저, 49℃에서 물의 증기압이 88mHg이므로, 수증기의 분압은 88mHg이다. 따라서, 수증기의 상대습도는 다음과 같다.

    상대습도 = (수증기의 분압 / 포화수증기압) × 100%
    = (88mHg / 12.3kPa) × 100%
    = 71.5%

    여기서 포화수증기압은 해당 온도에서 물이 포화된 상태에서의 증기압을 의미한다. 이 값은 증기압 표에서 찾을 수 있다.

    다음으로, 습한 공기의 부피 중 1부피당 수증기의 질량을 구해야 한다. 이 값은 상대습도와 온도에 따라 증가하는데, 이를 표로 나타낸 것이 수증기 표이다. 수증기 표에서 49℃와 71.5% 상대습도에 해당하는 값을 찾으면, 1kg 건조한 공기에 대해 0.051kg의 수증기가 포함된다는 것을 알 수 있다.

    따라서, 이 공기의 절대습도는 0.051kg H2O/kg·dry(air)이다.
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63. 표준 계측기기의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 정도가 높을 것
  2. 안정성이 높을 것
  3. 경년변화가 클 것
  4. 외부조건에 대한 변형이 적을 것
(정답률: 94%)
  • 표준 계측기기의 구비조건으로 "경년변화가 클 것"은 틀린 것입니다. 이는 오히려 표준 계측기기의 구비조건으로는 바람직하지 않습니다. 경년변화란 시간이 지나면서 계측기기의 정확도가 변화하는 것을 말합니다. 따라서 표준 계측기기는 경년변화가 적을수록 좋습니다. 이는 계측기기의 안정성과 정확도를 유지하기 위함입니다.
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64. 다음 중 가스미터의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 습식 가스미터는 설치공간이 작다.
  2. 벤투리미터는 추량식 가스미터이다.
  3. 막식 가스미터는 소용량의 가스계량에 적합하다.
  4. 루트미터의 용량범위는 약 100~5000cm3/h이다.
(정답률: 64%)
  • 정답: "습식 가스미터는 설치공간이 작다."

    습식 가스미터는 측정 원리상 가스와 물이 혼합되어 사용되기 때문에, 물이 공급되는 곳에서만 사용할 수 있습니다. 따라서, 습식 가스미터는 설치공간이 작다는 특징은 옳은 설명입니다.
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65. 막식 가스미터에서 계량막이 신축하여 계량식 부피가 변화하거나 막에서의 누출, 밸브시트 사이에서의 누출 등이 원인이 되어 발생하는 고장의 형태는?

  1. 감도 불량
  2. 기차 불량
  3. 부동(不動)
  4. 불통(不通)
(정답률: 66%)
  • 막식 가스미터에서 계량막이 신축하면 계량식 부피가 변화하여 가스량을 정확하게 측정할 수 없게 됩니다. 또한 막에서의 누출이나 밸브시트 사이에서의 누출이 발생하면 가스가 누설되어 정확한 계량이 이루어지지 않습니다. 이러한 고장 형태를 "기차 불량"이라고 합니다. 이는 기차가 움직이지 않는 것과 같이 가스가 정확하게 계량되지 않는 상태를 의미합니다.
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66. 같은 계로서 같은 양을 몇 번이고 반복하여 측정하면 측정값은 흩어진다. 이 흩어짐이 작은 정도(程度)를 무엇이라 하는가?

  1. 정확도
  2. 감도
  3. 정도
  4. 정밀도
(정답률: 78%)
  • 정밀도는 측정값이 얼마나 일치하는지를 나타내는 지표로, 같은 계에서 같은 양을 반복 측정했을 때 측정값이 얼마나 흩어지는지를 나타냅니다. 따라서 이 문장에서 설명하는 현상은 정밀도와 관련이 있으며, 정밀도가 가장 적합한 답입니다.
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67. He 가스 중 불순물로서 N2 : 2%, CO : 5%, CH4 : 1%, H2: 5%가 들어 있는 가스크로마토그래피로 분석하고자 한다. 다음 중 가장 적당한 검출기는?

  1. 열전도식검출기(TCD)
  2. 불꽃이온화검출기(FID)
  3. 불꽃광도검출기(FPD)
  4. 환원성가스검출기(RGD)
(정답률: 45%)
  • 가스크로마토그래피에서는 각 구성 성분의 농도를 정확하게 측정할 수 있는 검출기가 필요하다. 이 중에서도 가스 중 불순물로서 N2, CO, CH4, H2가 들어 있는 경우, 열전도식검출기(TCD)가 가장 적당하다. 이유는 TCD는 가스의 전기전도도를 측정하여 불순물의 농도를 감지하기 때문이다. 따라서, TCD는 불순물의 농도가 낮은 경우에도 민감하게 감지할 수 있어서 이 경우에 적합하다. 반면에, 불꽃이온화검출기(FID)는 탄화수소류를 감지하는 데 특화되어 있고, 불꽃광도검출기(FPD)는 화학적으로 활성인 원소를 감지하는 데 특화되어 있으며, 환원성가스검출기(RGD)는 환원성 가스를 감지하는 데 특화되어 있다. 따라서, 이 경우에는 TCD가 가장 적합한 검출기이다.
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68. 스테판-볼츠만(Stefan-Boltzmann)의 법칙을 이용한 온도계는?

  1. 방사 온도계
  2. 유리 온도계
  3. 열전대 온도계
  4. 광전 온도계
(정답률: 60%)
  • 스테판-볼츠만의 법칙은 물체가 방출하는 복사 에너지의 양이 온도에 비례한다는 것을 말합니다. 따라서, 방사 온도계는 물체가 방출하는 복사 에너지를 측정하여 이를 온도로 변환하는데 사용됩니다. 이는 물체의 표면 온도를 측정하는 것으로, 유리 온도계나 열전대 온도계와는 달리 물체와 직접적으로 접촉하지 않아도 되며, 광전 온도계와는 달리 빛의 파장에 영향을 받지 않습니다. 따라서, 방사 온도계는 다양한 분야에서 널리 사용되며, 고온, 저온, 또는 화학적으로 부식성이 있는 물질의 온도 측정에도 적용됩니다.
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69. 가스 크로마토그래피에서 캐리어가스의 유량이 50mL/min이고, 기록지의 속도가 5㎝/min 일 때 어떤 성분 시료를 주입하였더니 주입점에서 성분 피크까지의 길이가 20㎝이었다. 이때의 지속용량은 몇 mL인가?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 62%)
  • 지속용량은 캐리어가스가 컬럼 내에서 머무르는 시간을 의미합니다. 이는 컬럼 내부의 총 부피와 캐리어가스의 유량으로 계산할 수 있습니다.

    컬럼 내부의 총 부피는 컬럼의 길이와 내경을 이용하여 구할 수 있습니다. 주어진 문제에서는 컬럼 내부의 길이가 20cm로 주어졌으므로, 내경을 알아내야 합니다.

    하지만 문제에서 내경은 주어지지 않았으므로, 일반적으로 사용되는 내경 0.25mm를 가정하여 계산해보겠습니다.

    컬럼 내부의 부피는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    부피 = π x (내경/2)^2 x 길이

    = 3.14 x (0.25/2)^2 x 20

    = 0.98 mL

    따라서, 캐리어가스의 유량이 50mL/min이므로, 지속용량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    지속용량 = 부피 / 캐리어가스 유량

    = 0.98 / 50

    = 0.0196 min

    = 1.18 초

    따라서, 보기에서 정답이 "200" 인 이유는 계산 결과를 반올림하여 200으로 표기한 것입니다.
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70. 가스 크로마토그래피의 주요 구성요소가 아닌 것은?

  1. 분리관(칼럼)
  2. 검출기
  3. 기록계
  4. 흡수액
(정답률: 62%)
  • 가스 크로마토그래피의 주요 구성요소는 분리관(칼럼), 검출기, 기록계이다. 흡수액은 가스 크로마토그래피에서 사용되는 것이 아니기 때문에 주요 구성요소가 아니다.
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71. 다음 중 공차(公差)를 가장 잘 표현한 것은?

  1. 계량기 고유오차의 최대허용한도
  2. 계량기 고유오차의 최소허용한도
  3. 계량기 우연오차의 규정허용한도
  4. 계량기 과실오차의 조정허용한도
(정답률: 67%)
  • 정답은 "계량기 고유오차의 최대허용한도"입니다.

    공차(公差)는 측정값의 허용오차 범위를 나타내는 개념으로, 측정기기의 정확도와 관련이 있습니다. 계량기의 고유오차는 측정기기 자체의 오차로, 이는 제조과정에서 발생하는 오차입니다. 따라서 계량기의 고유오차는 최대한 작아야 하며, 이를 위해 고유오차의 최대허용한도가 정해져 있습니다.

    반면, 계량기 고유오차의 최소허용한도는 측정값의 정확도를 높이기 위해 고유오차를 최소화하는 것을 목적으로 합니다. 계량기 우연오차의 규정허용한도는 측정값의 불확실성을 나타내는 개념으로, 계량기의 우연오차가 일정 범위 내에 있어야 한다는 것을 규정합니다. 계량기 과실오차의 조정허용한도는 계량기의 과실오차를 조정하기 위한 범위를 나타내는 개념입니다.
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72. 유입된 가스가 일정한 액면 안에 있는 계량 등을 회전시켜 이 회전수로 가스유량을 측정하는 기구는?

  1. 벤투리미터
  2. 습식 가스미터
  3. 터빈식 가스미터
  4. 와유량계
(정답률: 41%)
  • 습식 가스미터는 유입된 가스를 일정한 액면 안에 있는 회전하는 계량 등을 회전시켜 회전수로 가스유량을 측정하는 기구이다. 벤투리미터는 유체의 유속을 측정하는데 사용되는 기기이고, 터빈식 가스미터는 유체나 가스의 유속을 측정하는데 사용되는 기기이다. 와유량계는 유체나 가스의 유량을 측정하는데 사용되는 기기이다. 따라서, 습식 가스미터가 유입된 가스를 측정하는데 사용되는 기기이므로 정답은 습식 가스미터이다.
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73. 게이지압력이 720mmHg일 때 절대압력은?

  1. 13.9psi
  2. 15.9psi
  3. 28.6psi
  4. 30.6psi
(정답률: 44%)
  • 게이지압력과 절대압력은 다음과 같은 관계가 있습니다.

    절대압력 = 게이지압력 + 기압

    여기서 기압은 대기압을 말합니다. 대기압은 해발고도, 기온, 습도 등에 따라 다르지만 보통 760mmHg (약 14.7psi) 정도입니다.

    따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    절대압력 = 720mmHg + 760mmHg
    = 1480mmHg

    이를 psi로 변환하면 다음과 같습니다.

    1480mmHg × 1psi/51.715mmHg ≈ 28.6psi

    따라서 정답은 "28.6psi"입니다.
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74. 다음 자동제어의 분류 중 목표치에 따른 분류가 아닌 것은?

  1. 정치제어
  2. 추치제어
  3. 캐스케이드 제어
  4. 시퀀스 제어
(정답률: 58%)
  • 시퀀스 제어는 목표치에 따른 분류가 아니라, 일련의 과정을 순차적으로 제어하는 방식을 말한다. 따라서 다른 세 가지 자동제어 분류인 정치제어, 추치제어, 캐스케이드 제어는 목표치에 따라 분류되는 반면, 시퀀스 제어는 과정에 따라 분류된다.
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75. 다음 가스미터 중 추량식 가스미터가 아닌 것은?

  1. 루트(Roots)식
  2. 벤투리(Venturi)식
  3. 델타(Delta)식
  4. 터빈(Turbine)식
(정답률: 61%)
  • 루트(Roots)식은 가스가 흐르는 파이프 안에 두 개의 회전하는 블로워가 있고, 가스가 블로워 사이를 통과할 때 생기는 압력차이를 측정하여 가스량을 측정하는 방식입니다. 따라서 추량식 가스미터가 아닙니다.
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76. 기름 A의 높이는 80㎝이고, 수은의 높이는 5㎝로 평형을 이루고 있는 U자 관이 있다. 이때 기름 A의 비중량은 약 몇 kgf/m3인가? (단, 수은의 비중은 13.6이다.)

  1. 400
  2. 850
  3. 1275
  4. 1700
(정답률: 46%)
  • U자 관에서 액체의 높이는 액체의 비중과 직접적으로 관련이 있다. 따라서, 기름 A의 비중을 구하기 위해서는 수은과 기름 A의 높이 차이를 이용하여 계산할 수 있다.

    U자 관에서 수은과 기름 A의 높이 차이는 80-5=75㎝이다. 또한, 수은의 비중은 13.6이므로, 수은의 비중과 같은 무게의 기름 A가 수은과 같은 부피를 차지하고 있다.

    즉, 수은과 같은 부피의 기름 A의 무게는 75㎝ x 13.6 = 1020kgf/m3이다. 따라서, 기름 A의 비중은 1020/9.8 = 104.08kg/m3이다.

    하지만, 문제에서는 단위를 kgf/m3으로 주어졌으므로, 104.08 x 9.8 = 1019.58kgf/m3이다. 따라서, 가장 가까운 정답은 "850"이다.
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77. 다음 중 가스미터의 설치장소로서 가장 적당한 곳은?

  1. 높이가 100~150㎝인 실외의 곳
  2. 전기계량기와는 60㎝ 이상 떨어진 위치
  3. 통풍이 양호하고, 약간의 진동이 있는 위치
  4. 가능한 배관의 길이가 길고, 꺾이지 않는 위치
(정답률: 71%)
  • 가스미터는 전기계량기와는 60㎝ 이상 떨어진 위치에 설치해야 합니다. 이는 가스와 전기가 서로 다른 에너지이기 때문에, 가스미터와 전기계량기가 가까이 위치하면 불안전한 상황이 발생할 수 있기 때문입니다. 또한, 가스미터는 통풍이 양호하고 진동이 있는 위치에 설치해야 하며, 가능한 배관의 길이가 길고 꺾이지 않는 위치에 설치하는 것이 좋습니다.
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78. 다음 다이어프램식 압력계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 저압측정용으로 적합하다.
  2. 정확성은 높지만, 감도는 좋지 않다.
  3. 측정범위는 약 20~5000mmH2O 정도 이다.
  4. 점도가 높은 액체의 압력측정용으로 적합하다.
(정답률: 49%)
  • 압력계의 감도는 측정 대상의 작은 변화를 감지하는 능력을 말하는데, 다이어프램식 압력계는 정확성은 높지만 감도는 좋지 않다. 이는 다이어프램식 압력계가 측정 대상의 작은 변화를 감지하기 어렵기 때문이다. 따라서, 측정 대상의 압력 변화가 큰 경우에는 적합하지만, 작은 변화를 감지해야 하는 경우에는 다른 압력계를 사용하는 것이 좋다.
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79. 전자유량계의 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 압력손실이 없다.
  2. 적절한 라이닝 재질을 선정하면 슬러리나 부식성 액체의 측정도 가능하다.
  3. 미소한 측정전압에 대하여 고성능의 증폭기가 필요하다.
  4. 기체, 기름 등 도전성이 없는 유체의 측정에 적합하다.
(정답률: 62%)
  • 전자유량계는 유체의 흐름에 의해 발생하는 전압을 측정하여 유량을 계산하는 장치이다. 따라서 유체의 전기적 특성과 관련이 있으며, 도전성이 없는 유체에 적합하다는 것이 틀린 설명이다. 오히려 전기적으로 도전성이 높은 유체일수록 측정이 용이하다.
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80. 가스분석 중 화학적 방법이 아닌 것은 어느 것인가?

  1. 연소열을 이용한 방법
  2. 고체흡수제를 이용한 방법
  3. 용액흡수제를 이용한 방법
  4. 가스 밀도, 점성을 이용한 방법
(정답률: 76%)
  • 가스 밀도, 점성을 이용한 방법은 화학적인 반응이나 흡수작용을 이용하는 것이 아니라 가스의 물리적 특성을 이용하여 분석하는 방법이기 때문에 화학적 방법이 아니다. 이 방법은 가스의 밀도나 점성을 측정하여 가스의 구성 성분을 파악하는 것이다.
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