2012년 가스기능사 4회차

이 문제는 **안전관리자가 현장과 사무소 간 신속한 통신을 위해 갖춰야 할 통신시설**에 대한 이해를 묻고 있습니다. 핵심 개념은 **"신속한 통보"**이며, 이를 위한 통신시설은 **원거리 또는 다수에게 동시에 정보를 전달할 수 있는 설비**여야 합니다. 보기 중 **메가폰**은 휴대하며 소리를 증폭하는 장치로, 지정된 통신시설이라기보다는 일시적인 안내 수단에 해당하여 신속하고 체계적인 통보 시스템으로 보기 어렵습니다. 따라서 정답은 2번 메가폰입니다.

아세틸렌(C₂H₂)의 완전연소 반응식은 2C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O 입니다. 이 반응식에서 아세틸렌 2몰당 산소 5몰이 필요함을 알 수 있습니다. 따라서 1몰의 아세틸렌을 완전연소하기 위해서는 2.5몰의 산소가 필요합니다. 핵심 개념은 화학 반응식의 계수를 이용한 몰수 계산입니다.

정답은 2번입니다. 독성가스의 허용농도 기준이 틀렸기 때문입니다. 문제에서는 허용농도가 100만분의 2000 이하라고 했지만, 실제로는 100만분의 200 이하인 가스를 독성가스로 규정합니다. 따라서 허용농도에 대한 정의가 잘못되었습니다.

고압가스안전관리법에서 특수고압가스는 독성, 인화성, 폭발성 등이 높아 특별한 관리가 필요한 가스를 의미합니다. 보기 중 아세틸렌은 일반 고압가스에 해당하며, 포스핀, 압축모노실란, 디실란은 모두 독성이나 인화성 등의 위험성이 높아 특수고압가스로 분류됩니다. 따라서 특수고압가스에 해당되지 않는 것은 아세틸렌입니다.

이 문제는 위험물 운송 시 **혼재 금지 규정**에 대한 이해를 묻고 있습니다. 정답은 4번 염소와 아세틸렌입니다. 염소는 산화성이 강한 물질로, 아세틸렌과 같이 가연성 물질과 혼합되면 폭발 위험이 매우 높기 때문에 함께 운반할 수 없습니다. 다른 보기들은 일반적으로 혼재가 가능한 물질들입니다.

천연가스 지하 매설 배관의 퍼지(purging) 작업에는 주로 질소(N₂) 가스가 사용됩니다. 질소는 불활성 가스로, 공기 중의 산소나 수분과 반응하지 않아 배관 내부의 가연성 물질을 안전하게 제거하고 폭발 위험을 방지하는 데 효과적입니다. 또한, 저렴하고 쉽게 구할 수 있다는 장점 때문에 퍼지용으로 널리 선택됩니다.

독성가스 제조시설 식별표지의 글씨 색상은 위험성을 나타내는 중요한 정보입니다. 일반적으로 흑색 글씨는 **경고** 또는 **주의**를 나타내며, 독성가스라는 위험 물질을 취급하는 시설임을 명확히 알리기 위해 사용됩니다. 따라서 가스 명칭을 제외한 식별표지의 글씨 색상은 흑색으로 지정됩니다.

정답은 1번 메틸아민입니다. 메틸아민은 가연성 물질로, 폭발성이 예민하여 마찰이나 타격으로 격렬히 폭발하는 물질에 해당하지 않습니다. 반면, 유화질소, 아세틸라이드, 염화질소는 충격이나 마찰에 의해 쉽게 폭발하는 대표적인 폭발성 물질입니다. 핵심 개념은 물질의 화학적 구조와 반응성에 따라 폭발성이 달라진다는 것입니다.

이 문제는 고압가스 제조 시 가스 압축이 금지되는 예외 상황을 묻고 있습니다. 정답은 4번으로, 산소 중 가연성 가스의 총량이 4% 이상인 경우 압축이 금지됩니다. 핵심 개념은 **산소와 가연성 가스의 혼합 시 폭발 위험성**입니다. 특히, 아세틸렌, 에틸렌, 수소는 다른 가연성 가스보다 더 높은 위험성을 가지므로, 이들이 산소와 일정 비율 이상 혼합될 경우 압축 시 폭발 위험이 커져 금지됩니다.

지하에 설치되는 지역정압기는 안전하고 확실한 시설 조작을 위해 충분한 조명이 필수적입니다. 따라서 작업자의 시야 확보와 안전사고 예방을 위해 **150룩스**의 조도 기준이 요구됩니다. 이는 어두운 지하 환경에서 정압기 관련 설비의 점검, 조작, 유지보수 등을 안전하게 수행하기 위한 최소한의 기준입니다.

폭발 하한값은 가스가 공기와 혼합되었을 때 점화원에 의해 폭발을 일으킬 수 있는 최소 농도를 의미합니다. 이 값이 낮을수록 적은 양의 가스로도 쉽게 폭발할 수 있습니다. 보기 중 프로판은 다른 가스들에 비해 공기 중에서 더 낮은 농도에서도 폭발할 수 있는 특성을 가지고 있어 정답입니다.

정답은 1번입니다. 가스도매사업의 가스 공급 시설 배관을 지하에 매설할 때, 건축물까지의 안전거리는 **1.0m 이상**이 아니라 **2.0m 이상**이어야 합니다. 이는 가스 누출 등 비상 상황 발생 시 건축물에 미치는 영향을 최소화하기 위한 기준입니다. 핵심 개념은 **안전거리 확보**이며, 이는 **가스 안전관리 규정**에 명시되어 있습니다.

아세틸렌은 불안정하여 압축 시 폭발 위험이 있으므로, 안전하게 충전하기 위해 다공물질을 사용합니다. 정답인 3번은 다공도가 75% 이상 92% 미만인 규조토가 아세틸렌을 흡수하여 안정적으로 저장하는 데 적합함을 설명합니다. 다른 보기들은 규조토보다 다공도가 낮거나, 아세틸렌과의 반응성이 적합하지 않아 안전한 충전에 사용되지 않습니다.

고압가스안전관리법은 고압가스의 안전한 취급 및 관리를 통해 위해를 방지하는 것을 목적으로 합니다. 법에서 정하는 보호시설은 사람들의 생명과 신체, 재산에 대한 위험을 최소화하기 위해 고압가스 시설로부터 일정 거리 이상 떨어져 있어야 하는 장소를 의미합니다. 의원, 학원, 주택은 다수의 사람이 이용하거나 거주하는 시설로서 보호시설에 해당하지만, 가설건축물은 법에서 명시적으로 보호시설로 규정하고 있지 않습니다.

정답은 2번 FTA(결함수 분석기법)입니다. FTA는 특정 사고 발생 확률을 정량적으로 계산하여 위험성을 평가하는 기법입니다. 반면 HAZOP, Check List법, WHAT-IF는 주로 사고의 잠재적 원인이나 위험 요소를 식별하고 정성적으로 평가하는 데 사용됩니다. 따라서 FTA만이 정량적 평가 방법이라고 할 수 있습니다.

도시가스사업법령에 따른 안전관리자의 종류에는 안전관리 총괄자, 안전관리 책임자, 안전점검원이 포함됩니다. 안전관리 부책임자는 법령상 명시된 안전관리자의 종류에 해당하지 않습니다. 따라서 정답은 3번입니다.

독성가스 배관을 2중관 구조로 하는 이유는 누출 시 외부로 퍼지는 것을 막아 안전을 확보하기 위함입니다. 이때 외층관 내경은 내층관 외경의 1.2배 이상을 표준으로 하여, 내층관에서 가스가 누출되더라도 외층관 내부 공간으로 포집되어 안전하게 처리될 수 있도록 합니다. 이는 가스 누출로 인한 위험을 최소화하는 중요한 안전 기준입니다.

액화석유가스(LPG) 충전사업자의 영업소에 설치하는 용기저장소 용기보관실 면적 기준은 **19m² 이상**입니다. 이는 LPG 용기의 안전한 보관 및 취급을 위한 최소한의 공간을 확보하여 화재나 폭발 등 사고 위험을 줄이기 위한 규정입니다. 핵심 개념은 **안전 기준 확보**이며, 이를 위해 법적으로 정해진 최소 면적을 준수해야 합니다.

자연발화는 물질 자체의 산화 반응으로 열이 발생하는 현상입니다. 표면적이 클수록 산소와의 접촉 면적이 넓어져 산화 반응이 활발해지므로, 표면적이 작을수록 일어나기 쉽다는 설명은 틀렸습니다. 초기 온도가 높거나 발열량이 크면 더 쉽게 자연발화하며, 촉매는 반응 속도를 높여 자연발화를 촉진합니다.

이 문제는 위험물 저장 용기의 부식 여유치에 대한 규정을 묻고 있습니다. 암모니아 충전 용기(내용적 1000L 이하)의 부식 여유치는 1mm(A)이고, 염소 충전 용기(내용적 1000L 초과)의 부식 여유치는 5mm(B)입니다. 따라서 정답은 A: 1mm, B: 5mm인 4번입니다. 핵심 개념은 위험물의 종류와 용기 용량에 따라 요구되는 부식 여유치가 다르게 적용된다는 것입니다.

정답은 1번입니다. 고압가스 관련 설비는 안전 기준이 엄격하게 적용되는 설비를 의미하는데, 일반 압축가스 배관용 밸브는 고압가스 설비에 해당하지 않습니다. 반면, 2번, 3번, 4번은 모두 고압가스의 안전한 취급, 저장, 사용과 관련된 설비로 고압가스 관련 설비에 해당합니다.

정답은 2번입니다. 저장탱크의 지하 설치 시, 지면으로부터 저장탱크 상부까지의 깊이는 단순히 30cm 이상이 아니라, **내압 및 외부 충격으로부터 안전을 확보할 수 있는 충분한 깊이**를 확보해야 합니다. 이는 저장탱크 자체의 안전뿐만 아니라 주변 환경 및 인명 보호를 위한 중요한 기준입니다.

아황산가스(SO2)는 산성 가스이므로 염기성 물질로 중화시켜야 합니다. 가성소다수용액, 소석회, 탄산소다수용액은 모두 염기성 물질로 아황산가스를 효과적으로 제거할 수 있습니다. 하지만 물은 아황산가스를 흡수할 수는 있지만, 중화시키는 제독 작용은 미미하므로 제독제로 갖추어야 할 것이라고 보기는 어렵습니다. 따라서 정답은 2번 소석회입니다.

산소 압축기에는 **물**이 윤활유로 사용됩니다. 이는 산소와 석유류, 유지류, 글리세린 등은 **반응하여 폭발할 위험**이 있기 때문입니다. 물은 산소와 반응하지 않고 냉각 및 윤활 효과를 제공하여 안전하게 압축기를 작동시킬 수 있습니다.

**정답 이유:** 아세틸렌이 은, 수은과 반응하여 폭발성의 금속 아세틸라이드를 형성하는 것은 두 물질이 결합하여 새로운 화합물을 만들면서 에너지를 방출하는 과정입니다. 이는 **화합폭발**의 대표적인 예시입니다. **핵심 개념:** * **화합폭발:** 두 개 이상의 물질이 화학적으로 결합하여 새로운 화합물을 생성할 때 발생하는 폭발입니다. 이 과정에서 많은 열과 가스가 발생하며, 급격한 부피 팽창을 일으켜 폭발적인 현상을 나타냅니다. * **금속 아세틸라이드:** 아세틸렌의 수소 원자가 금속 양이온으로 치환된 화합물로, 특히 은, 구리, 수은 등의 금속 아세틸라이드는 매우 불안정하여 충격이나 마찰에 의해 쉽게 폭발합니다.

정답은 1번 인터록기구입니다. 인터록기구는 특정 조건이 충족되지 않으면 설비의 작동을 막거나, 위험 상황 발생 시 자동으로 원재료 공급을 차단하여 제조 공정을 제어하는 안전 장치입니다. 이는 가연성 또는 독성 가스 제조 시설에서 사고를 예방하는 데 중요한 역할을 합니다.

정답은 3번입니다. 정압기실 방호벽은 외부 충격이나 화재로부터 정압기를 보호하고, 내부 압력 변화를 안전하게 제어하는 역할을 합니다. 따라서 충분한 높이와 두께를 확보하여 구조적 안정성과 방호 성능을 갖추어야 합니다. 일반적으로 정압기실 방호벽은 높이 2m, 두께 12cm 이상의 철근콘크리트 벽으로 설치하여 이러한 요구사항을 만족시킵니다.

도시가스도매사업제조소의 비상공급시설은 안전을 위해 최소사용압력의 1.1배 이상의 압력으로 기밀시험 및 누출검사를 실시해야 합니다. 이는 비상 상황 발생 시에도 시설의 안전성과 누출 방지를 확보하기 위한 최소한의 안전 기준입니다. 따라서 1.1배라는 압력 기준은 시설의 신뢰성을 검증하는 중요한 안전 조치입니다.

압축가스를 충전하는 용기의 부속품을 나타내는 기호는 'PG'입니다. 여기서 'P'는 Pressure(압력)를, 'G'는 Gas(가스)를 의미하며, 이는 압축된 가스를 담는 용기의 부속품임을 명확히 나타냅니다. 따라서 'PG'가 압축가스 용기 부속품의 기호로 사용됩니다.

이 문제는 도시가스 안전 장치 설치에 대한 시·도지사의 권한을 묻고 있습니다. 정답은 '권고'이며, 이는 법률에서 시·도지사가 도시가스 사용자의 안전을 위해 가스안전 장치 설치를 권장할 수 있다는 규정을 반영합니다. '강제'는 법적 근거가 부족하며, '위탁'이나 '시공'은 이 맥락에 맞지 않는 단어입니다.

고압식 액화산소 분리장치에서 원료 공기는 액화 효율을 높이기 위해 매우 높은 압력으로 압축됩니다. 보기 중 150~200atm은 이러한 고압식 분리장치에서 요구되는 높은 압축 압력 범위에 해당합니다. 이는 공기를 액화시키기 위한 냉각 효과를 극대화하고, 분리 효율을 높이는 핵심 원리입니다.

**정답 이유:** U자관 압력계에서 측정하려는 압력($P_2$)은 대기압($P_1$)과 수은 기둥의 높이 차이($h$)에 의해 결정됩니다. 수은의 비중량을 고려하여 압력 차이를 계산하면 $P_2 = P_1 + \rho g h$가 됩니다. 여기서 수은의 비중량은 약 $0.0136 \rm kg/cm^3$이므로, $P_2 = 1 \rm kg/cm^2 + (0.0136 \rm kg/cm^3 \times 60 \rm cm) \approx 1.82 \rm kg/cm^2$가 됩니다. **핵심 개념:** U자관 압력계는 액체 기둥의 높이 차이를 이용하여 압력을 측정하는 장치입니다. 액체 기둥의 높이 차이는 압력의 단위 면적당 작용하는 힘을 나타내며, 액체의 밀도와 중력 가속도를 곱하여 압력으로 환산할 수 있습니다.

2단 감압 방식은 높은 공급 압력을 두 단계에 걸쳐 낮추므로 각 단계에서 압력 변동이 줄어들어 공급 압력이 안정적입니다. 또한, 각 단계를 거치면서 압력을 세밀하게 조절할 수 있어 최종적으로 각 연소기구에 적합한 압력으로 공급이 가능합니다. 반면, 2단 감압은 1단 감압에 비해 장치가 복잡해지는 단점이 있습니다.

LNG의 주성분인 메탄(CH$_4$)의 비점은 약 111K이며, 이는 액체 상태에서 기체 상태로 변하는 온도입니다. 임계온도는 약 355K로, 이 온도 이상에서는 아무리 압력을 가해도 기체를 액체로 만들 수 없습니다. 따라서 정답은 2번입니다.

정답은 2번입니다. 탄소강은 저온으로 갈수록 인장강도가 감소하는 것이 아니라 오히려 증가하는 경향을 보입니다. 이는 저온에서 재료의 취성 파괴 가능성이 커지는 것과는 별개의 현상입니다. 다른 보기들은 저온에서 재료의 우수한 특성을 활용하는 예시를 잘 설명하고 있습니다.

수소취성은 금속이 수소 원자를 흡수하여 취약해지는 현상입니다. 텅스텐, 바나듐, 크롬과 같은 원소들은 금속 내에서 수소의 확산을 방해하거나 수소와 결합하여 수소취성을 완화하는 효과가 있습니다. 반면, 규소는 금속 내에서 수소의 확산을 촉진하여 오히려 수소취성을 악화시킬 수 있습니다. 따라서 수소취성을 방지하는 원소로 옳지 않은 것은 규소입니다.

정답은 4번입니다. 온도계 선정 시 가장 중요한 것은 측정 대상과의 화학적 반응으로 인한 오류를 피하는 것입니다. 온도계는 피측 온체와 반응하지 않고 정확한 온도를 측정할 수 있어야 합니다. 나머지 보기들은 온도계의 사용 편의성과 신뢰성에 관한 일반적인 고려사항입니다.

정답은 2번입니다. 캐비테이션은 유체의 압력이 액체의 증기압보다 낮아져 액체가 기화하면서 발생하는 현상입니다. 이러한 압력 강하는 주로 유체가 펌프 임펠러의 흡입구 근처에서 고속으로 흐를 때 발생하며, 기포가 터지면서 소음과 진동, 펌프 손상을 유발합니다. 유체의 온도가 높을수록 증기압이 높아져 캐비테이션 발생 가능성이 커지며, 이용가능 NPSH가 필요 NPSH보다 클 때 캐비테이션이 발생하지 않습니다.

LP가스는 증발하기 쉬운 특성 때문에 저온에서 기화가 어려워 시동이나 급가속 시 연료 공급이 원활하지 않을 수 있습니다. 따라서 LP가스를 자동차 연료로 사용할 때 시동이나 급가속이 용이하다는 설명은 틀렸습니다. 다른 보기들은 LP가스의 장점을 올바르게 설명하고 있습니다.

원거리 지역에 대량의 가스를 공급하기 위해서는 에너지 손실을 최소화하고 효율적으로 운송하기 위해 높은 압력이 필요합니다. 고압 공급 방식은 높은 압력으로 가스를 운송하여 장거리에서도 충분한 양의 가스를 안정적으로 공급할 수 있게 합니다. 반면, 초저압, 저압, 중압 공급 방식은 압력이 낮아 장거리 대량 공급에는 비효율적입니다.

이 문제는 **벨로우즈 압력계**에 대한 설명입니다. 벨로우즈는 금속으로 만들어진 주름진 관으로, 압력 변화에 따라 늘어나거나 줄어드는 성질을 이용합니다. 이러한 벨로우즈의 변형량을 측정하여 압력을 알아내는 방식이 벨로우즈 압력계의 핵심 개념입니다.

정답은 1번입니다. 공기 액화 분리에서 질소는 산소보다 끓는점이 낮아 더 먼저 기화됩니다. 따라서 정류탑의 하부가 아닌 상부로 먼저 기화되어 나갑니다. 이 공업적 제조법은 액화된 공기를 분별 증류하여 산소와 질소를 분리하는 원리를 이용합니다.

증기 압축식 냉동기에서 실제적인 냉동은 **증발기**에서 이루어집니다. 증발기에서는 냉매가 액체에서 기체로 증발하면서 주변의 열을 흡수하여 냉각 효과를 발생시킵니다. 이는 마치 물이 증발할 때 시원함을 느끼는 것과 같은 원리입니다.

직동식 정압기는 유체의 압력을 일정하게 유지하는 장치로, 주로 스프링, 메인 밸브, 다이어프램으로 구성됩니다. 스프링은 설정 압력을 결정하고, 다이어프램은 유체 압력 변화를 감지하여 메인 밸브를 개폐시켜 압력을 조절합니다. 안전밸브는 시스템 과압 시 압력을 방출하는 역할을 하지만, 직동식 정압기의 **기본 구성요소는 아닙니다.**

정답은 4번입니다. 가연성 가스가 존재하는 위험 장소는 0종, 1종, 2종으로 분류되며, 이러한 장소에서는 폭발 위험을 방지하기 위해 반드시 방폭형 전기기기를 설치해야 합니다. 1번은 1종 장소에서도 특정 조건 하에 전기 설비 설치가 가능하므로 틀렸고, 2번은 안전증 방폭 구조에 대한 설명이 잘못되었습니다. 3번은 2종 장소의 정의가 틀렸습니다.

이 문제는 서로 다른 온도 단위를 비교하여 가장 높은 온도를 찾는 문제입니다. 핵심 개념은 각 온도를 섭씨(℃) 또는 절대 온도(K)로 통일하여 비교하는 것입니다. 450°R은 약 -17℃, 220K는 약 -53℃, 2°F는 약 -16.7℃로, -5℃가 다른 보기들보다 훨씬 높은 온도임을 알 수 있습니다.

염소는 소독, 염화비닐 제조, 표백제 등 다양한 용도로 사용됩니다. 하지만 염소는 상온에서 기체 상태로 존재하며, 높은 비등점을 가지기 때문에 냉매로 사용하기에는 적합하지 않습니다. 냉매로는 주로 암모니아, 프레온 가스 등이 사용됩니다.

**해설:** 이 문제는 액체 부탄이 기체로 변했을 때의 부피를 묻는 문제입니다. 핵심 개념은 **몰 질량**과 **표준 상태에서의 기체 부피**입니다. 먼저 부탄의 몰 질량을 계산하여 580g이 몇 몰에 해당하는지 구합니다. 표준 상태(STP)에서 기체 1몰의 부피는 22.4L이므로, 계산된 몰 수에 22.4L를 곱하면 최종 부피를 얻을 수 있습니다. **정답 이유:** 1. **부탄의 몰 질량 계산:** 부탄(C₄H₁₀)의 몰 질량은 (12.01 g/mol × 4) + (1.01 g/mol × 10) = 58.14 g/mol 입니다. 2. **부탄의 몰 수 계산:** 580 g의 부탄은 580 g / 58.14 g/mol ≈ 9.976 mol 입니다. 3. **표준 상태에서의 부피 계산:** 표준 상태에서 기체 1몰의 부피는 22.4 L이므로, 9.976 mol × 22.4 L/mol ≈ 223.46 L 입니다. 따라서 가장 가까운 답은 224 L (보기 3번)입니다.

정답은 4번 H$_2$입니다. 기체의 비점은 분자 간 인력에 의해 결정되는데, 분자량이 작을수록 분자 간 인력이 약해져 비점이 낮아집니다. H$_2$는 보기 중 분자량이 가장 작기 때문에 분자 간 인력이 가장 약하여 비점이 가장 낮습니다.

도시가스에 첨가되는 부취제는 가스 누출 시 냄새를 통해 즉시 인지할 수 있도록 하는 역할을 합니다. 따라서 부취제는 **가스 자체의 특성을 해치지 않으면서도 안전하게 사용될 수 있어야** 합니다. 정답은 1번입니다. 부취제는 가스 누출 시 냄새를 통해 인지하는 것이 중요하므로, **물에 잘 녹는 성질은 오히려 가스 누출 시 냄새를 희석시켜 인지를 어렵게 만들 수 있습니다.** 또한, 쉽게 액화되는 성질은 부취제의 휘발성을 높여 가스 내 농도를 유지하기 어렵게 할 수 있습니다.

가연성 가스가 공기 중에서 연소하는 것은 **확산연소**에 해당합니다. 확산연소는 가연성 가스와 산소가 서로 확산되어 혼합되는 지점에서 연소가 일어나는 형태입니다. 따라서 배관 출구에서 유출된 가스가 공기와 섞여 연소하는 것이 확산연소의 대표적인 예시입니다.

수소는 산소, 염소, 플루오린과 같은 강한 산화제와 반응하면 격렬한 폭발을 일으킵니다. 질소는 수소와 직접 반응하여 폭발을 일으키지 않으며, 오히려 암모니아 합성과 같이 특정 조건에서 반응합니다. 따라서 수소와 격렬히 폭발하는 원소가 아닌 것은 질소입니다.

이 문제는 기체의 부피와 몰수 사이의 관계를 묻고 있습니다. 정답은 3번 아보가드로의 법칙입니다. 아보가드로의 법칙은 같은 온도와 압력에서 모든 기체는 같은 수의 분자를 가지며, 따라서 같은 몰수의 기체는 같은 부피를 차지한다는 것을 설명합니다. 이는 기체의 양이 부피에 직접적으로 비례한다는 것을 의미합니다.

액화석유가스(LPG)는 액체 상태에서 기체 상태로 변할 때 부피가 약 250배 증가합니다. 따라서 150배라는 설명은 틀렸습니다. LPG는 탄소 3~4개로 이루어진 탄화수소로, 무색투명하며 물에 잘 녹지 않고 공기보다 무거워 누출 시 바닥에 깔리는 특징이 있습니다.

온도가 상승하면 기체 분자의 운동 에너지가 증가하여 더 넓은 공간으로 퍼지려는 경향이 강해집니다. 동일한 부피 내에서 분자들이 더 멀리 떨어져 있게 되므로, 단위 부피당 질량인 밀도는 낮아지게 됩니다. 이는 이상기체 상태 방정식($PV=nRT$)에서 온도가 증가하면 부피가 증가하거나 압력이 일정하다면 밀도가 감소하는 것과 같은 원리입니다.

이상기체는 실제 기체와 달리 분자 간 인력이 없고 분자 자체의 부피를 무시할 수 있는 가상의 기체입니다. 이러한 이상기체의 성질은 온도가 높고 압력이 낮을 때, 즉 분자 간 거리가 멀어 분자 간 인력과 분자 자체의 부피가 무시될 수 있는 조건에서 실제 기체가 이상기체처럼 행동하는 경향이 강해집니다. 비열은 기체의 상태 변화와 직접적인 관련이 있는 개념으로, 이상기체의 성질을 정의하는 조건과는 무관합니다.

이 문제는 열량 보존 법칙을 이용하여 혼합물의 최종 온도를 구하는 문제입니다. 따뜻한 물이 잃은 열량과 차가운 물이 얻은 열량이 같다는 원리를 적용합니다. 각 물의 질량과 온도 변화를 고려하여 계산하면 최종 온도가 약 30.9℃가 됩니다.

정답은 1번 인화온도입니다. 인화온도는 가연성 액체나 고체의 표면에서 증기가 공기와 섞여 연소하한계 농도에 도달하고, 착화원이 있을 때 불이 붙기 시작하는 최저 온도입니다. 임계온도, 발화온도, 포화온도는 이와는 다른 개념입니다.

암모니아는 상온에서 약 8.46기압의 압력을 가하면 액화되는 성질을 가집니다. 이는 암모니아 분자 간의 강한 인력 때문에 비교적 낮은 온도와 압력에서도 쉽게 액체 상태로 변할 수 있음을 나타냅니다. 따라서 1번 보기가 암모니아의 성질에 대한 옳은 설명이며, 핵심 개념은 **암모니아의 액화 압력**입니다.

이 문제는 LPG 혼합물에서 특정 성분(부탄)의 질량 백분율을 구하는 문제입니다. 핵심 개념은 각 성분의 몰 질량을 이용하여 총 질량을 계산하고, 이를 통해 부탄의 질량 비율을 구하는 것입니다. **정답 이유:** 1. **각 성분의 몰 질량 계산:** 에탄($C_2H_6$)은 약 30 g/mol, 프로판($C_3H_8$)은 약 44 g/mol, 부탄($C_4H_{10}$)은 약 58 g/mol입니다. 2. **각 성분의 총 질량 계산:** 에탄 2mol은 60g, 프로판 5mol은 220g, 부탄 3mol은 174g입니다. 3. **LPG 총 질량 계산:** 총 질량은 60g + 220g + 174g = 454g입니다. 4. **부탄의 질량 백분율 계산:** (부탄 질량 / 총 질량) * 100 = (174g / 454g) * 100 ≈ 38.3% 입니다. 따라서 정답은 3번 38.3%입니다.