2014년 가스산업기사 1회차

정답은 4번입니다. 온도가 높을수록 반응 분자들의 운동 에너지가 커져 충돌 횟수와 유효 충돌의 확률이 증가하므로 반응 속도가 빨라집니다. 1번은 기체 반응에서만 압력 증가 시 반응 속도가 증가하며, 2번은 생성물 농도 증가는 오히려 역반응을 촉진하여 전체 반응 속도를 늦출 수 있습니다. 3번은 자신은 변하지 않고 반응 속도를 늦추는 물질을 부촉매가 아닌 "억제제"라고 합니다.

이 문제는 르 샤틀리에의 원리를 적용하여 평형 이동 방향을 예측하는 문제입니다. 정답은 3번 '온도를 낮춘다'이며, 이는 해당 반응이 발열 반응임을 의미합니다. 발열 반응에서 온도를 낮추면 평형은 열을 흡수하는 방향, 즉 생성물 쪽으로 이동하여 생성물을 더 많이 얻을 수 있습니다. 압력 변화는 기체 분자 수 변화에 따라 평형에 영향을 미치지만, 이 문제에서는 온도 변화가 더 결정적인 요인입니다.

정답은 4번입니다. 온도가 낮아지면 연소 시 발생하는 열이 주변으로 더 빠르게 방출됩니다. 이로 인해 연소를 지속시키는 데 필요한 최소한의 온도를 유지하기 어려워져, 가연성 혼합물이 형성될 수 있는 농도 범위, 즉 연소범위가 좁아지게 됩니다.

정답은 4번입니다. 화염일주는 발화 조건이 갖추어졌을 때 화염이 전파되는 거리가 아니라, **화염이 퍼져나가는 범위를 의미**합니다. 안전간격은 방폭 전기기기 설계에 필수적이며, 한계직경과 소염거리는 화염의 전파를 막는 중요한 개념입니다.

에탄이 공기와 혼합될 때 폭발 범위는 약 3.0%에서 12.5%입니다. 이는 에탄의 농도가 이 범위 내에 있을 때, 공기 중 산소와 반응하여 폭발할 수 있다는 것을 의미합니다. 이 폭발 범위는 가연성 물질의 농도에 따라 가연성 혼합물이 형성될 수 있는 하한계와 상한계를 나타내는 중요한 개념입니다.

정답은 3번입니다. 폭발 위험성은 가스의 연소 속도, 인화점, 비중 등과 관련이 깊습니다. 연소 속도가 빠르고 인화점이 낮을수록 쉽게 폭발할 수 있습니다. 가스의 비중이 크면 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하며, 이는 밀폐된 공간에서 더욱 위험한 상황을 초래할 수 있습니다. 반면, 안전간격은 폭발 시 피해를 줄이기 위한 조치이므로, 안전간격이 클수록 오히려 안전하다고 볼 수 있습니다.

이 문제는 반응열 계산을 통해 메탄의 생성열을 구하는 문제입니다. 핵심 개념은 **헤스의 법칙**으로, 반응의 총 엔탈피 변화는 중간 단계의 엔탈피 변화 합과 같다는 원리입니다. 제시된 반응식과 각 반응의 엔탈피 변화를 이용하여 메탄(CH4)이 생성되는 반응의 엔탈피 변화를 계산하면 정답 2번(-18 kcal/mol)을 얻을 수 있습니다.

정답은 1번 수소입니다. 수소는 압력이 증가함에 따라 폭발범위가 좁아지다가 일정 압력 이상에서 다시 넓어지는 특성을 보입니다. 이는 고압 환경에서 산소와의 혼합이 불균일해지고, 반응 속도가 변화하며, 열 확산 효과가 달라지기 때문입니다. 핵심 개념은 **압력에 따른 폭발범위 변화**이며, 특히 수소는 이러한 변화가 두드러지는 기체입니다.

정답은 2번 아세틸렌입니다. 위험도(H)는 물질의 연소 범위와 최소 점화 에너지에 의해 결정되는데, 아세틸렌은 매우 넓은 연소 범위와 낮은 최소 점화 에너지를 가져 가장 작은 에너지로도 쉽게 점화되어 큰 폭발 위험을 가집니다. 따라서 보기 중 위험도가 가장 큽니다.

정답은 4번입니다. 가연성 물질의 위험도는 일반적으로 폭발 상한계와 하한계의 차이를 폭발 하한계로 나눈 값으로 계산하는데, 암모니아의 위험도는 2가 아니라 1.7입니다. 나머지 보기들은 가연성 물질의 위험성을 나타내는 올바른 개념을 설명하고 있습니다.

이 문제는 물질이 스스로 불붙는 최저 온도를 나타내는 '착화온도' 개념을 묻고 있습니다. 보기 중 목재는 다른 보기들에 비해 분자 구조가 단순하고 수분 함량이 높아 상대적으로 낮은 온도에서도 쉽게 증발하여 공기 중 산소와 반응하기 때문에 착화온도가 가장 낮습니다. 따라서 목재가 가장 먼저 불붙게 됩니다.

이 문제는 그레이엄의 확산 법칙을 이용합니다. 확산 속도는 기체의 분자량에 반비례하므로, SO$_2$보다 분자량이 작은 기체일수록 확산 속도가 빠릅니다. SO$_2$의 분자량은 약 64g/mol이며, 보기 중 메탄(CH$_4$)의 분자량은 약 16g/mol로 SO$_2$의 1/4입니다. 따라서 메탄은 SO$_2$보다 약 2배 빠른 속도로 확산될 수 있습니다.

폭굉은 연료와 산화제의 혼합물이 연소하면서 발생하는 격렬한 연소 현상으로, **전파 속도**가 **음속**보다 훨씬 빠릅니다. 이는 일반적인 화염 전파와 달리, 연소면에 의해 압축된 혼합물이 급격히 가열되어 폭발적으로 연소하는 **충격파**를 동반하기 때문입니다. 따라서 폭굉의 정의를 나타내는 괄호 안에는 '전파 속도'와 '음속'이 들어가야 합니다.

층류 연소속도는 연소 반응이 진행되는 속도를 나타내며, 열이 확산되는 능력과 밀접한 관련이 있습니다. 미연소 혼합기의 열전도율이 높을수록 연소 과정에서 발생하는 열이 주변으로 더 잘 전달되어 연소 반응이 더 빠르게 진행됩니다. 따라서 열전도율이 클수록 층류 연소속도는 크게 됩니다.

정답 1번은 틀렸습니다. 난류 연소 속도는 연료의 종류, 온도, 압력 외에도 **난류 강도**와 같은 난류 특성에 크게 영향을 받기 때문에 연료의 고유 값만으로 결정되지 않습니다. 핵심 개념은 난류 연소 속도가 단순히 연료 자체의 특성뿐만 아니라 유동장의 특성에도 의존한다는 점입니다.

이상기체의 경우, 온도가 일정할 때 기체의 체적은 압력에 반비례합니다. 이는 보일의 법칙에 따라 압력이 증가하면 같은 양의 기체가 차지하는 공간이 줄어들기 때문입니다. 즉, 압력과 체적을 곱한 값은 항상 일정하게 유지됩니다.

1kWh는 3.6MJ(메가줄)과 같습니다. 1kcal가 4.2J이므로, 1MJ은 약 1000/4.2 kcal가 됩니다. 따라서 3.6MJ은 3.6 * (1000/4.2) kcal로 계산되며, 이는 약 857 kcal에 해당합니다. 핵심 개념은 에너지 단위 변환이며, 킬로와트시(kWh)를 줄(J)로, 그리고 다시 칼로리(kcal)로 변환하는 과정입니다.

폭굉유도거리(DID)는 연료-공기 혼합물이 폭발로 전환되기까지 진행되는 거리를 의미합니다. DID가 짧아진다는 것은 폭발이 더 쉽게, 더 빠르게 발생한다는 뜻입니다. **정답 이유:** 1. **압력이 낮을 때:** 압력이 낮으면 연료-공기 혼합물의 밀도가 낮아져 반응 속도가 느려지고, 폭발로 전환되기까지 더 많은 거리가 필요합니다. 따라서 DID는 길어집니다. 2. **점화원의 에너지가 클 때:** 점화원의 에너지가 클수록 혼합물은 더 빠르고 쉽게 폭발 범위로 진입하게 되어 DID가 짧아집니다. 3. **관 속에 장애물이 있을 때:** 장애물은 혼합물의 난류를 증가시켜 연소 속도를 높이고 폭발을 촉진하므로 DID를 짧게 만듭니다. 4. **관지름이 작을 때:** 관지름이 작으면 열 손실이 상대적으로 커져 혼합물이 폭발 범위로 진입하는 데 더 많은 거리가 필요할 수 있지만, 특정 조건에서는 난류 증가로 인해 DID가 짧아지기도 합니다. 하지만 문제에서 DID가 짧아지는 요인이 아닌 것을 묻고 있으므로, 압력이 낮을 때 DID가 길어지는 것이 명확한 반례입니다. **핵심 개념:** * **폭굉유도거리(DID):** 연소가 폭발로 전환되는 데 필요한 거리. * **압력:** 압력이 낮으면 반응 속도가 느려져 DID가 길어집니다. * **점화 에너지, 장애물, 관지름:** 이러한 요인들은 혼합물의 반응성과 난류에 영향을 미쳐 DID를 짧아지게 할 수 있습니다.

**정답 이유:** 부탄가스의 폭발 범위는 공기 부피의 1.8% ~ 8.4%입니다. 저장소의 총 부피는 3m * 4m * 3m = 36m³이며, 이는 36,000L와 같습니다. 폭발을 일으키기 위한 최소 부탄가스 양은 저장소 부피의 1.8%이므로, 36,000L * 0.018 = 648L입니다. 보기 중 648L에 가장 가까운 값은 660L입니다. **핵심 개념:** * **폭발 범위:** 가연성 가스가 공기와 혼합되었을 때 폭발할 수 있는 농도 범위를 의미합니다. 이 범위의 하한값은 최소 폭발 농도, 상한값은 최대 폭발 농도입니다. * **부피 계산:** 직육면체의 부피는 가로 * 세로 * 높이로 계산됩니다. * **단위 변환:** m³를 L로 변환할 때는 1m³ = 1000L를 사용합니다.

정답은 4번 봄브법입니다. 인화점 측정은 액체 연료의 증기가 공기와 혼합되어 불꽃에 의해 점화되는 최저 온도를 측정하는 것으로, 타그법, 펜스키 마르텐스법, 에벨펜스키법은 모두 인화점을 측정하는 대표적인 방법입니다. 반면 봄브법은 일반적으로 고체 연료의 폭발성을 측정하는 데 사용되는 방법입니다.

축류 펌프는 회전 날개에 의해 유체를 축 방향으로 이동시키는 펌프로, 대유량, 저양정 조건에 적합합니다. 비속도가 높다는 것은 같은 양정에서 더 많은 유량을 보낼 수 있다는 의미인데, 축류 펌프는 이러한 특성을 가지므로 비속도가 적다는 설명은 틀렸습니다. 마감기동이 불가능한 것은 맞지만, 펌프 크기가 작고 높은 효율을 얻을 수 있다는 점은 축류 펌프의 특징입니다.

고온, 고압 환경에서 수소를 다루는 공정에서는 수소 취성(hydrogen embrittlement)에 대한 저항성이 매우 중요합니다. 보기 중 스테인리스강은 탄소강에 비해 수소 취성에 대한 저항성이 뛰어나며, 고온 및 고압 조건에서도 안정적인 성능을 유지합니다. 따라서 수소 취성에 강하고 내식성이 우수한 스테인리스강이 가장 적합한 재질입니다.

정답은 4번 액화염소(청색)입니다. 가연성가스와 독성가스 용기의 도색은 안전을 위해 국제적으로 표준화되어 있으며, 이는 용기 내용물의 위험성을 한눈에 파악하여 취급 시 주의를 요하도록 돕습니다. 액화염소 용기는 일반적으로 **황색**으로 도색되어야 하므로 청색 도색은 옳지 않습니다.

린데식 액화장치는 압축된 기체를 냉각하여 액화시키는 장치입니다. 열교환기, 팽창밸브, 액화기는 모두 이 과정에서 필수적인 역할을 합니다. 하지만 증발기는 액체를 기화시키는 장치이므로, 액화 과정에서는 반드시 필요하지 않습니다. 따라서 정답은 2번 증발기입니다.

이 문제는 분자간 인력의 세기에 따라 물질의 비등점이 달라진다는 점을 이해하고 있어야 풀 수 있습니다. 분자간 인력이 약할수록 끓는점이 낮아지며, 일반적으로 분자량이 작을수록, 극성이 약할수록 분자간 인력이 약해집니다. 보기를 분석하여 각 물질의 분자량과 극성을 비교하면 비등점 순서를 파악할 수 있습니다.

원통형 용기에서 원주방향 응력은 용기의 둘레 방향으로 작용하며, 축방향 응력은 용기의 길이에 따라 작용합니다. 압력 용기의 설계에서는 일반적으로 원주방향 응력이 축방향 응력의 2배가 되도록 고려됩니다. 이는 용기의 곡률과 압력 분포에 따른 결과로, 원주방향으로 더 큰 응력이 발생하기 때문입니다.

분젠식 연소방식은 LP가스가 연소될 때 1차 공기와 2차 공기를 모두 혼합하여 완전 연소를 유도하는 방식입니다. 따라서 1차 공기만 사용하는 다른 연소 방식과 달리, 두 가지 공기 공급이 모두 필요하다는 점이 핵심입니다. 이로 인해 불꽃은 푸른색을 띠며 온도가 높고, 연소 효율이 좋습니다.

정답은 4번 멤브레인 탱크입니다. 멤브레인 탱크는 얇은 금속박판을 여러 겹으로 쌓아 저온수축을 효과적으로 흡수하며, LNG와 같은 극저온 액체를 안전하게 저장하는 데 사용됩니다. 다른 보기들은 이러한 저온수축 흡수 메커니즘과는 관련이 적습니다.

이 문제는 냉동기의 성능계수(COP)와 냉동 능력, 그리고 필요한 동력을 계산하는 문제입니다. 성능계수는 냉동기가 소비한 동력 대비 얼마나 많은 열을 제거했는지를 나타내는 비율입니다. 따라서 냉동 능력을 성능계수로 나누면 필요한 동력을 얻을 수 있습니다. **정답 이유:** * **핵심 개념:** 성능계수(COP) = 냉동 능력 / 동력 * **계산:** 문제에서 성능계수는 3.2, 냉동 능력은 10ton입니다. 여기서 1ton은 약 3.517 kW에 해당하므로, 10ton은 약 35.17 kW입니다. 따라서 필요한 동력은 35.17 kW / 3.2 ≈ 10.99 kW가 됩니다. 이 값에 가장 가까운 보기는 12 kW입니다.

가스용 PE 배관은 고온에 노출될 경우 변형될 수 있으므로, 40℃ 이상의 장소에 설치 시에는 외부 열로부터 보호하는 것이 중요합니다. 정답인 4번 '파이프슬리브를 이용한 단열조치'는 PE 배관 외부를 감싸는 구조로, 직접적인 열 노출을 차단하여 배관의 온도 상승을 효과적으로 막아줍니다. 다른 보기들은 단열 효과가 상대적으로 미흡하거나 PE 배관의 온도 상승을 직접적으로 제어하기 어렵습니다.

가스온수기에 반드시 부착하지 않아도 되는 안전장치는 **전도안전장치**입니다. 이는 온수기가 넘어졌을 때 가스 공급을 차단하는 장치로, 일반적인 설치 환경에서는 전도될 위험이 낮아 필수는 아닙니다. 반면, 소화안전장치, 과열방지장치, 불완전연소방지장치는 화재나 질식 사고를 예방하기 위해 반드시 필요한 안전장치입니다.

에어졸 용기의 내용적은 안전 규정에 따라 **1리터(L) 이하**로 제한됩니다. 이는 에어졸이 압축된 가스를 포함하고 있어, 용량이 클수록 폭발 위험이 높아지기 때문입니다. 따라서 에어졸 제품은 일반적으로 1리터 용량 이하로 제조됩니다.

정답은 2번입니다. 저탄소강은 일반적으로 탄소 함유량이 0.25% 이하인 강을 의미하며, 0.8% 이하는 탄소강 전체를 포함하는 더 넓은 범위입니다. 핵심 개념은 탄소강의 분류 기준이며, 탄소 함유량에 따라 저탄소강, 중탄소강, 고탄소강으로 나뉩니다.

**정답 이유:** 다공도는 용기의 전체 부피에서 다공질물이 차지하는 부피의 비율을 나타냅니다. 문제에서 주어진 값들을 이용하여 다공도를 계산하면 다음과 같습니다. * 다공질물 용적: 30L * 침윤잔 용적: 6L * 용기 전체 용적: 다공질물 용적 + 침윤잔 용적 = 30L + 6L = 36L 다공도 = (다공질물 용적 / 용기 전체 용적) * 100% 다공도 = (30L / 36L) * 100% = 83.33% 관련 법규상 아세틸렌 용기의 다공도는 80% 이상이어야 합격입니다. 따라서 계산된 83.33%는 80% 이상이므로 합격입니다. **핵심 개념:** * **다공도:** 물질의 전체 부피 중 구멍이나 빈 공간이 차지하는 비율을 의미합니다. 아세틸렌 용기에서는 다공질물이 아세틸렌 가스를 안전하게 저장하기 위한 공간을 제공하며, 이 다공질물의 부피가 용기 전체 부피에서 차지하는 비율이 다공도입니다. * **관련 법규:** 아세틸렌 가스는 폭발성이 강하므로 안전한 저장 및 취급을 위한 엄격한 법규가 존재합니다. 다공도는 아세틸렌 용기의 안전성을 판단하는 중요한 기준 중 하나입니다.

LPG 저장탱크 간의 최소 이격거리는 각 탱크의 최대 지름을 합한 값의 1/2 이상이어야 합니다. 따라서 두 탱크의 최대 지름이 각각 2m와 4m이므로, (2m + 4m) / 2 = 3m가 됩니다. 보기 중 3m에 가장 가까운 값은 1.5m이므로 정답은 3번입니다. 핵심 개념은 **LPG 저장탱크 안전 이격거리 규정**입니다.

저압 가스 배관에서 관의 내경이 1/2로 줄어들면, 유체가 흐르는 단면적이 1/4로 감소합니다. 동일한 유량에서 단면적이 줄어들면 유체의 속도가 4배 빨라지는데, 이때 압력 손실은 속도의 제곱에 비례하므로 속도가 4배 빨라지면 압력 손실은 4의 제곱인 16배가 됩니다. 하지만 문제에서는 다른 모든 조건이 동일하다고 가정했으므로, 실제로는 유량도 줄어들게 되어 압력 손실은 32배가 됩니다.

전열 온수식 기화기에서 사용되는 열매체는 **물**입니다. 이는 물이 높은 비열을 가지고 있어 열을 효과적으로 저장하고 전달할 수 있기 때문입니다. 따라서 물을 가열하여 발생한 증기를 이용해 다른 물질을 기화시키는 방식입니다.

저온 수증기 개질 프로세스에서 **I.C.I식**은 고온에서 작동하는 방식이므로 저온 수증기 개질 방식에 해당하지 않습니다. 반면 C.R.G식, M.R.G식, Lurgi식은 저온에서 수증기 개질을 수행하는 대표적인 방식들입니다. 핵심 개념은 **수증기 개질 반응의 온도 조건**에 따라 방식이 구분된다는 점입니다.

자동절체식 조정기 설치 시, 사용측과 예비측 용기의 밸브를 모두 열어 가스 공급을 준비해야 합니다. 이는 조정기가 자동으로 가스 공급을 전환할 수 있도록 하는 핵심 개념입니다. 따라서 정답은 4번입니다.

고압가스용 기화장치에서 증기 및 온수 가열 방식은 기화기 내부에 물이 고여 부식을 유발하거나 동파의 위험이 있습니다. 따라서 **1번 보기**는 이러한 문제를 예방하기 위해 기화장치 내 물을 쉽게 배출할 수 있는 드레인 밸브 설치를 명시하여 옳은 설명입니다. 안전장치의 작동 압력이나 액 밀봉 장치의 필요성은 다른 보기에서 다루고 있으며, 임계온도와 압력 조절 장치의 필요성은 특정 조건에 따라 달라질 수 있습니다.

고압가스안전관리법은 특정 고압가스의 제조, 저장, 운반 등을 엄격히 규제하여 안전을 확보하는 법입니다. 보기 중 천연가스, 액화염소, 게르만은 법에서 정한 특정 고압가스에 해당하지만, 염화수소는 특정 고압가스로 분류되지 않습니다. 따라서 정답은 4번 염화수소입니다.

가연성가스를 운반하는 차량에는 화재 발생 시 신속하게 대처할 수 있도록 적절한 소화기를 비치해야 합니다. 이러한 차량에는 일반적인 화재뿐만 아니라 가연성가스 화재에도 효과적인 **ABC 소화기**가 필요하며, **B-12 이상의 능력단위**를 갖춘 소화기가 요구됩니다. 또한, 차량의 어느 위치에서든 신속하게 접근 가능하도록 **차량 좌우에 각각 1개 이상** 비치하는 것이 안전 규정입니다.

저장탱크의 내용적이 5 $$\mathrm{m^3}$$ 이상일 때 가스방출장치를 설치해야 합니다. 이는 위험물안전관리법에 따른 규정으로, 저장탱크 내부에 가스가 발생하거나 압력이 상승할 경우 이를 안전하게 외부로 배출하여 폭발 등의 사고를 예방하기 위함입니다. 따라서 내용적 5 $$\mathrm{m^3}$$은 가스방출장치 설치의 중요한 기준이 됩니다.

도시가스 배관의 기밀시험 시 기밀 유지시간은 배관의 내용적과 최고사용압력에 따라 규정됩니다. 문제에서 제시된 고압 배관은 내용적이 5m³이며, 자기압력기록계를 이용한 기밀시험 시에는 480분 이상 기밀이 유지되어야 합니다. 이는 가스 누출 여부를 정확히 판단하고 안전을 확보하기 위한 최소 시간 기준입니다.

안전성 평가는 공정, 설계, 그리고 안전성 평가 자체에 대한 전문성을 가진 인력으로 구성된 팀이 수행해야 합니다. '기술용역 진단전문가'는 안전성 평가의 직접적인 전문 분야라기보다는, 해당 용역의 진단이라는 측면에 초점을 맞추고 있어 안전성 평가 전문가 구성에 해당하지 않습니다. 따라서 정답은 4번입니다.

액화석유가스(LPG)를 충전한 자동차는 화재나 폭발 위험을 예방하기 위해 지상 저장탱크로부터 일정 거리 이상 떨어져 정차해야 합니다. 이는 만일의 사태 발생 시 피해를 최소화하기 위한 안전 규정이며, 해당 규정에 따라 3m 이상 떨어져 정차하도록 정해져 있습니다. 따라서 정답은 3m입니다.

정답은 1번입니다. 벤트스택은 가스 누출 시 안전을 확보하기 위한 시설이며, 방출된 가스의 농도가 폭발 상한계값 미만이 되도록 하는 것은 맞지만, 이는 벤트스택의 **높이** 자체보다는 **배출량, 풍속, 주변 환경 등 복합적인 요소를 고려**하여 결정됩니다. 따라서 높이만으로 착지농도를 보장한다고 설명하는 것은 틀렸습니다.

정답은 3번입니다. 고압가스 저장탱크 물분무장치는 화재 발생 시 저장탱크의 온도를 낮추어 폭발을 방지하는 설비입니다. 따라서 물분무장치는 저장탱크 자체에 설치되거나, 저장탱크와 매우 가까운 위치에서 작동해야 효과를 발휘할 수 있습니다. 10m 이상 떨어진 곳에서 조작하는 것은 긴급 상황에서 즉각적인 대응을 어렵게 만들 수 있습니다.

이 문제는 각 가스의 종류와 그에 해당하는 용기 색깔을 묻는 문제입니다. 정답은 1번 액화염소로, 액화염소 용기는 일반적으로 **회색**이며 황색이 아닙니다. 다른 보기들은 각각 액화암모니아(백색), 의료용 에틸렌(자색), 의료용 싸이크로프로판(주황색)으로 올바르게 연결되어 있습니다. 핵심 개념은 **산업용 가스 용기 색상 규정**입니다.

가연성 가스의 폭발 등급 분류는 **최대안전틈새(Maximum Gap, MG)**를 기준으로 합니다. 최대안전틈새는 폭발성 가스가 점화원 없이도 방폭 구조의 틈새를 통해 전파될 수 있는 최대 간격을 의미합니다. 이 최대안전틈새가 작을수록 더 높은 폭발 등급으로 분류되며, 이는 내압방폭 구조의 설계에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 최대안전틈새는 가연성 가스의 폭발 등급과 이에 대응하는 내압방폭 구조의 폭발 등급을 분류하는 핵심 기준이 됩니다.

소형저장탱크는 안전을 위해 손상될 우려가 있는 장소에 설치할 경우 가드레일 등으로 보호해야 합니다. 이는 탱크의 물리적 손상을 방지하여 누출이나 폭발 등의 사고를 예방하기 위한 핵심적인 안전 조치입니다. 다른 보기들은 설치 수량, 충전 질량 합계, 바닥 높이 등에 대한 규정으로, 안전과 직접적인 관련성이 적거나 구체적인 수치가 제시되지 않아 정답으로 보기 어렵습니다.

이 문제는 위험물 운송 시 감독이 면제되는 경우를 묻고 있습니다. 핵심은 **"위험물안전관리법 시행규칙 별표 23"**에 명시된 **"위험물 운송 시 운반책임자 동승 면제 기준"**입니다. 정답은 2번 아산화질소 3000kg입니다. 해당 기준에 따르면, 아산화질소는 3000kg 이하로 운반 시 운반책임자 동승이 면제됩니다. 다른 보기들은 면제 기준을 초과하거나, 면제 대상이 아닌 위험물들입니다.

가스설비 및 저장설비에서 화재폭발이 발생했고 원인이 화기였다면, 관련 법규에 따라 화기를 취급하는 장소는 가스설비 및 저장설비로부터 **2m 이내**에 위치해서는 안 됩니다. 이는 가연성 가스의 누출이나 증기 발생 시 점화원으로부터 안전거리를 확보하여 화재 및 폭발 위험을 예방하기 위한 규정입니다. 핵심 개념은 **안전거리 확보**이며, 이는 **위험물안전관리법** 등 관련 법규에서 명시하고 있습니다.

정답은 1번입니다. 산소는 가연성 물질은 아니지만, 다른 물질의 연소를 돕는 조연성 물질이므로 화재 위험을 고려해야 합니다. 따라서 산소 충전용기 보관실의 지붕은 콘크리트와 같이 불연성 재료로 견고하게 만들어야 합니다. 다른 보기들은 가스 누출 감지 및 경보 장치 설치 의무, 용기 보관 장소의 명확한 경계 표시 등 안전 관리 규정에 부합하는 내용입니다.

도시가스 배관망 전산화는 시설의 효율적이고 안전한 관리를 위한 필수 사항입니다. 전산화는 배관의 설치 도면, 정압기의 시방서, 시공자 및 시공 연월일 등 **시설 자체의 물리적 정보와 이력**을 중심으로 이루어져야 합니다. 반면, 배관 내 가스 흐름 방향은 **실시간 운영 정보**에 해당하며, 이는 시설의 물리적 정보와는 별개로 관리될 수 있어 전산화 내용에 필수로 포함되지 않습니다.

일반 도시가스 공급시설의 기화장치 기준에서 틀린 것은 3번입니다. 기화장치에 부동액을 첨가하는 것은 안전 및 성능상의 이유로 권장되지 않으며, 오히려 동결 방지를 위한 다른 설비나 조치가 필요합니다. 핵심 개념은 기화장치의 안전하고 효율적인 운영을 위한 기준이며, 부동액 첨가는 이러한 기준에 부합하지 않습니다.

정답은 4번입니다. 가연성 가스 누출 시 확산을 막고 피해를 최소화하기 위해 일정 규모 이상의 지상 저장 탱크 주위에는 방류둑 설치가 의무화되어 있습니다. 1번은 초저온저장탱크에 환형유리관 액면계 설치가 가능하며, 2번은 압력계의 최고 눈금 범위가 상용압력의 1.5배 이상 2.5배 이하로 규정되어 있습니다. 3번은 공기보다 가벼운 가연성 가스의 경우 2방향 이상의 개구부 또는 강제 환기 설비가 필요합니다.

고압가스 특정제조시설에서 작업원에 대한 제독작업 시 필요한 보호구 장착 훈련 주기는 **매 3개월마다 1회 이상**입니다. 이는 작업원의 안전을 확보하고 비상 상황 발생 시 신속하고 정확하게 대응할 수 있도록 숙련도를 유지하기 위함입니다. 핵심 개념은 **정기적인 훈련을 통한 보호구 착용 능력 유지**입니다.

고압가스 특정설비 제조자는 설비의 안전성과 성능 유지를 위해 일정 범위 내에서 수리할 수 있습니다. 하지만 아세틸렌 용기 내 다공질물은 설비 자체의 일부가 아닌, 가스 충전과 관련된 소모품으로 간주되어 제조자의 수리 범위에 포함되지 않습니다. 따라서 4번이 정답입니다.

이 문제는 돌턴의 부분 압력 법칙을 이용하여 해결할 수 있습니다. 돌턴의 법칙에 따르면 혼합 기체의 전체 압력은 각 기체의 부분 압력의 합과 같습니다. 각 기체의 부분 압력은 이상 기체 상태 방정식($PV=nRT$)을 이용하여 계산할 수 있으며, 온도가 일정하다는 조건 하에 $P_1V_1 = P_2V_2$ 관계를 적용하여 용기 내 혼합 기체에서의 압력을 구할 수 있습니다. 산소의 부분 압력은 $(6.0 $\text{ MPa}$ \times 125 $\text{ L}$) / 500 $\text{ L}$ = 1.5 $\text{ MPa}$$이고, 질소의 부분 압력은 $(8.0 $\text{ MPa}$ \times 200 $\text{ L}$) / 500 $\text{ L}$ = 3.2 $\text{ MPa}$$이므로, 혼합 기체의 전체 압력은 $1.5 $\text{ MPa}$ + 3.2 $\text{ MPa}$ = 4.7 $\text{ MPa}$$가 됩니다.

헴펠식 가스 분석에서 산소는 염화구리 용액에 흡수시키는 것이 아니라, **피로갈산 용액**에 흡수시켜 정량합니다. 염화구리 용액은 주로 아세틸렌과 같은 불포화 탄화수소를 흡수하는 데 사용됩니다. 따라서 1번 보기가 틀렸습니다. 핵심 개념은 각 기체가 특정 흡수액에 선택적으로 흡수되는 원리를 이용한다는 것입니다.

정답은 3번입니다. 열전대 온도계는 두 가지 다른 금속의 접합부에 온도 차이가 있을 때 발생하는 **전압(기전력)의 변화**를 이용하는 온도계입니다. 온도 차이에 따른 금속의 열 상승 속도 차이를 이용하는 것은 열전대 온도계의 원리가 아닙니다. 나머지 보기들은 각 온도계의 특징을 올바르게 설명하고 있습니다.

증기압식 온도계는 액체의 증기압이 온도에 따라 변하는 원리를 이용합니다. 이때 사용되는 액체는 증기압이 온도에 따라 비교적 일정하게 변하고, 넓은 온도 범위에서 사용할 수 있어야 합니다. 알코올은 온도 변화에 따른 증기압 변화가 일정하지 않아 증기압식 온도계에 주로 사용되지 않습니다.

포스겐 가스 검지에는 **해리슨 시험지**가 사용됩니다. 이 시험지는 포스겐 가스와 반응하여 색깔 변화를 일으키는 특정 화학 물질을 포함하고 있어, 포스겐의 존재 여부를 시각적으로 확인할 수 있습니다. 리트머스 시험지는 산성/염기성 판별에, 연당지는 특정 금속 이온 검출에 사용되며, 염화제일구리 착염지는 다른 용도로 사용됩니다.

정답은 3번입니다. 백금저항온도계는 열전대에 비해 측정 온도의 상한이 낮습니다. 열전대는 고온 측정이 가능하지만, 백금저항온도계는 백금의 녹는점 등으로 인해 측정 가능한 최고 온도가 제한됩니다. 따라서 백금저항온도계의 장점에 대한 설명 중 틀린 것은 측정 온도의 상한이 열전대보다 높다는 내용입니다.

막식 가스미터의 '부동' 고장은 가스가 미터를 통과하지만, 계량막 파손이나 밸브 탈락 등으로 인해 **계량 장치가 정상적으로 움직이지 않아 측정이 이루어지지 않는 상태**를 의미합니다. 즉, 가스는 흐르지만 '측정'이라는 기능 자체가 멈춘 것입니다. 따라서 3번 보기가 부동의 의미를 가장 정확하게 설명하고 있습니다.

가스크로마토그래피에서 운반기체의 불순물은 분석 결과에 큰 영향을 미치므로 제거가 필수적입니다. 수분, 산소, 기타 화학적 불순물은 각각 수분제거트랩, 산소제거트랩, 화학필터를 통해 제거됩니다. 오일트랩은 주로 펌프에서 나오는 오일을 제거하는 데 사용되며, 운반기체 자체의 불순물을 제거하는 직접적인 목적과는 거리가 있습니다.

염소가스 분석에는 수산화나트륨(NaOH) 용액을 이용하는 **흡수법**이 효과적입니다. 염소가스는 수산화나트륨 용액과 반응하여 염화나트륨과 차아염소산나트륨을 생성하며 용액 속에 흡수됩니다. 따라서 용액의 변화를 측정하여 염소가스의 농도를 파악할 수 있습니다.

오리피스 유량계는 유체가 오리피스를 통과할 때 발생하는 압력 차이를 이용하여 유량을 측정합니다. 유량 계산식에서 C, A₂, γ₁은 이미 알고 있거나 계산 가능한 상수입니다. 따라서 유량을 계산하기 위해 현장에서 직접 측정해야 하는 값은 마노미터액주계 눈금인 H입니다. 이 H 값이 유량 계산식에 직접 대입되어 유량을 산출하게 됩니다.

가스 크로마토그래피 검출기는 미량의 성분도 정확하게 측정해야 하므로 **높은 감도**를 가져야 합니다. 따라서 감도가 낮아야 한다는 1번 보기는 틀린 조건입니다. 재현성, 선형성, 비파괴성은 모두 검출기가 갖추어야 할 중요한 구비 조건입니다.

편위법은 측정값을 지침의 움직임으로 나타내는 방식입니다. 스프링 저울, 부르동관 압력계, 전류계는 모두 이러한 편위법을 사용하여 측정값을 표시합니다. 반면 화학천칭은 저울의 양팔을 이용해 질량을 비교하는 차동법을 사용하므로 편위법 계측기기가 아닙니다.

도시가스 배관의 기밀시험 압력은 사용 압력의 1.5배 이상으로 규정되어 있으며, 안전을 위해 일정 수준 이상의 압력으로 시험합니다. 문제에서 사용 압력이 2.0kPa이므로, 2.0kPa의 1.5배는 3.0kPa입니다. 보기 중 3.0kPa보다 크면서 가장 가까운 값은 8.4kPa 이상입니다. 따라서 정답은 4번입니다.

이 제어계는 두 개의 제어기가 연동되어 작동하는 캐스케이드 제어 방식입니다. 주 제어기(온도 제어기)는 최종 출력인 원료가스의 온도를 조절하고, 종속 제어기(스팀 유량 제어기)는 주 제어기의 지시에 따라 스팀의 유량을 조절하여 온도를 간접적으로 제어합니다. 이러한 방식으로 외란의 영향을 줄이고 목표 온도를 더욱 안정적으로 유지할 수 있습니다.

정답은 3번 루츠(Roots) 가스미터입니다. 루츠 가스미터는 회전하는 로터가 가스를 일정량씩 밀어내며 계량하는 방식으로, 구조가 간단하고 소형으로도 대용량 측정이 가능합니다. 또한, 높은 가스 압력에서도 안정적으로 작동할 수 있다는 장점이 있습니다.

이 문제는 압력 측정의 기본 원리를 이용합니다. 경사 마노미터는 액체의 높이 차이를 측정하지만, 경사면 때문에 실제 압력 차이보다 더 긴 거리를 이동합니다. 따라서 수평 U자 마노미터의 액면 차이는 경사 마노미터의 액면 차이에 경사각의 사인 값을 곱한 값으로 계산됩니다. 경사각이 30°이고 사인 30°는 0.5이므로, 10cm * 0.5 = 5cm가 됩니다.

공업용 액면계는 액체의 높이를 지속적으로 측정해야 하므로 **비연속적 측정이라도 정확해야 한다는 조건은 해당되지 않습니다.** 액면계는 공정의 안정적인 운영을 위해 실시간으로 액면 변화를 파악하는 것이 중요하며, 이는 연속적인 측정을 통해 이루어집니다. 따라서 1번이 정답입니다.

블록선도는 자동제어 시스템의 각 구성 요소와 그 사이의 신호 전달 경로를 기하학적으로 나타낸 것입니다. 각 블록은 시스템의 특정 기능을 나타내고, 화살표는 제어 신호가 어떻게 전달되는지를 보여줍니다. 따라서 블록선도는 제어 신호의 전달 경로를 효과적으로 시각화하여 시스템의 동작을 이해하는 데 도움을 줍니다.

**정답 이유:** 비례제어에서 비례대역은 제어 대상의 측정값이 설정값 주변에서 변화할 때 제어 출력이 0%에서 100%까지 변화하는 범위를 의미합니다. 문제에서 온도가 60°F에서 100°F까지 변화할 때 출력 압력이 3PSI에서 15PSI로 변화하는 것을 비례제어의 전체 범위로 볼 수 있습니다. **핵심 개념:** * **비례대역 (Proportional Band, PB):** 제어 출력의 0%에서 100% 변화에 해당하는 측정값의 범위입니다. * **비례 이득 (Proportional Gain, Kp):** 측정값 변화량에 대한 제어 출력 변화량의 비율입니다. 비례대역의 역수와 같습니다. (Kp = 100 / PB) **문제 해설:** 문제에서 제어 대상의 전체 범위는 100°F - 60°F = 40°F 입니다. 출력 압력이 3PSI에서 15PSI로 변화하는 것은 제어 출력의 15PSI - 3PSI = 12PSI 변화에 해당합니다. 이때, 71°F에서 75°F로 측정 온도가 4°F 변했을 때 출력 압력이 3PSI에서 15PSI로 변화했다는 것은, 4°F의 측정값 변화가 제어 출력의 전체 범위(12PSI)를 커버한다는 의미입니다. 따라서 비례대역(%)은 다음과 같이 계산할 수 있습니다. 비례대역 (%) = (측정값 변화량 / 제어 대상 전체 범위) * 100 비례대역 (%) = (4°F / 40°F) * 100 = 10% 이것은 제어 대상의 10%에 해당하는 측정값 변화가 제어 출력의 100% 변화를 가져온다는 것을 의미합니다. **결론적으로, 비례대역은 10%입니다.**

압력계 교정 및 검정용 표준기로는 **기준 분동식 압력계**가 사용됩니다. 이는 분동의 무게에 의해 발생하는 압력을 기준으로 삼아 다른 압력계를 검증하는 방식이기 때문입니다. 다른 보기들은 압력 측정 방식이나 용도가 표준기로서 적합하지 않습니다.

기체 크로마토그래피(GC)에서 컬럼에 사용되는 정지상은 분석 물질을 분리하는 역할을 하며, 휘발성이 높으면 분석 물질과 분리가 잘 일어나지 않아 분리능이 떨어집니다. 따라서 GC의 정지상은 휘발성이 낮아야 분석 물질이 컬럼을 통과하면서 효과적으로 분리될 수 있습니다.