2014년 가스산업기사 4회차

정답은 3번입니다. 연소는 산화 반응이므로, 산화제(일반적으로 산소)가 풍부한 **산화성 분위기**에서 더 잘 일어납니다. 환원성 분위기는 산소의 공급을 방해하여 연소를 어렵게 만듭니다. 나머지 보기들은 연소의 난이성에 영향을 미치는 올바른 설명입니다.

과열증기온도와 포화증기온도의 차이를 **과열도**라고 합니다. 이는 증기가 포화 상태를 넘어 추가로 가열된 정도를 나타내는 지표입니다. 즉, 과열도는 증기가 포화 온도보다 얼마나 더 높은 온도를 가지고 있는지를 의미합니다.

이너트 가스는 다른 물질과 거의 반응하지 않아 안정적인 환경을 만드는 데 사용됩니다. 질소, 이산화탄소, 수증기는 비교적 반응성이 낮아 이너트 가스로 활용될 수 있습니다. 하지만 수소는 반응성이 높아 다른 물질과 쉽게 결합하므로 이너트 가스로는 적합하지 않습니다.

폭발은 일반적으로 급격한 부피 팽창을 동반하는 빠른 화학 반응을 의미합니다. 산화, 분해, 중합 반응은 반응 조건에 따라 많은 에너지를 방출하며 폭발을 일으킬 수 있습니다. 반면, 중화 반응은 산과 염기가 반응하여 염과 물을 생성하는 반응으로, 일반적으로 폭발을 일으킬 만큼 급격한 에너지 방출을 동반하지 않습니다. 따라서 중화 반응이 폭발과 가장 관련이 적습니다.

프로판이 공기와 혼합될 때 폭발 범위는 프로판의 농도가 일정 범위 내에 있을 때만 폭발이 일어나는 현상을 의미합니다. 이 범위는 **최소 폭발 한계(LEL)**와 **최대 폭발 한계(UEL)**로 정의되며, 프로판의 경우 약 2.2%에서 9.5% 사이의 농도에서 폭발이 발생할 수 있습니다. 따라서 정답은 2번입니다.

혼합기체의 평균분자량은 각 성분의 분자량에 해당 성분의 부피 백분율을 곱한 값을 모두 더하여 계산합니다. CO2(44 g/mol), O2(32 g/mol), N2(28 g/mol)의 분자량을 이용하여 평균분자량을 계산하면 34.8 g/mol이 됩니다. 따라서 정답은 4번입니다.

가스를 연료로 사용하는 연소의 장점이 아닌 것은 3번입니다. 가스는 연소 속도가 빨라 오히려 폭발 위험성이 있어 안전성이 높다고 보기 어렵습니다. 다른 보기들은 가스 연소의 장점을 잘 나타내고 있습니다.

기체 상수 R의 값 1.987은 일반적으로 열량 단위인 칼로리(cal)를 사용하는 경우에 해당합니다. 따라서 이때 사용되는 단위는 cal/mol·K입니다. 다른 보기들은 에너지 단위나 부피 단위가 달라 1.987이라는 값을 가지지 않습니다.

이 문제는 이상기체 상태 방정식을 이용하여 산소의 질량을 계산하는 문제입니다. 이상기체 상태 방정식($PV=nRT$)을 활용하여 산소의 몰수($n$)를 구한 뒤, 산소의 몰질량($M_{O_2} \approx 32\rm g/mol$)을 곱하여 질량을 계산합니다. 이때, 압력은 절대압력으로, 온도는 절대온도(켈빈)로 변환해야 하며, 기체 상수($R$)의 단위를 주의하여 사용해야 합니다. 계산 결과, 약 25.7kg의 산소가 존재함을 알 수 있습니다.

정답은 4번 질식소화입니다. 질식소화는 연소에 필요한 산소 공급을 차단하여 불을 끄는 방법입니다. 물이나 거품, 이산화탄소 등을 사용하여 공기 중의 산소 농도를 낮추면 불이 꺼지게 됩니다. 이는 주변의 공기나 산소를 차단하여 소화하는 방법으로, 문제에서 설명하는 내용과 정확히 일치합니다.

폭굉은 연료와 산화제가 순간적으로 반응하며 발생하는 매우 빠른 연소 현상입니다. 이 과정에서 **충격파가 발생하며, 이는 음속보다 훨씬 빠른 속도로 전파됩니다.** 따라서 연소의 전파 속도가 음속보다 느리다는 설명은 옳지 않습니다. 폭굉은 짧은 시간에 막대한 에너지를 방출하는 발열반응입니다.

정답은 **1번 제 0종 위험장소**입니다. **해설:** 제 0종 위험장소는 폭발성 가스의 농도가 **연속적으로 또는 장시간 동안 폭발한계 이상**으로 존재하거나, **지속적인 위험 상태가 생성될 우려가 있는 매우 위험한 장소**를 의미합니다. 이는 폭발 가능성이 가장 높은 등급으로, 항상 점화원이 존재할 수 있는 환경을 상정합니다.

정답은 1번 사이폰퍼지입니다. 사이폰퍼지는 용기에 액체를 채운 후, 액체가 배출될 때 증기층으로 불활성 가스를 주입하여 산소 농도를 낮추는 방법입니다. 이는 액체의 흐름과 가스 주입을 동시에 이용하여 효과적으로 불활성화하는 원리입니다.

BLEVE는 압력이 높아져 액체 상태로 저장된 물질이 갑자기 대기압으로 노출될 때 발생하는 폭발 현상입니다. 이때 액체는 급격하게 기화하며 부피가 팽창하고, 만약 가연성 물질이라면 착화하여 폭발로 이어질 수 있습니다. 따라서 4번 보기가 BLEVE 현상을 가장 정확하게 설명하고 있습니다.

액체 연료는 일반적으로 표면에서 증발하여 기체 상태로 연소하거나, 미세한 액체 방울로 분무되어 연소합니다. 따라서 분무연소, 등심연소(심지를 통해 액체가 올라와 증발하며 연소), 증발연소는 액체 연료의 일반적인 연소 형태입니다. 반면, 분해연소는 고체 연료가 열분해되어 가연성 가스를 방출하고 이 가스가 연소하는 방식이므로 액체 연료의 연소 형태와는 거리가 멉니다.

정답은 2번입니다. 연소한계는 물질이 연소하기 시작하는 최소 농도를 의미하며, 폭발한계는 연소가 격렬하게 일어나 폭발하는 최소 농도를 의미합니다. 일반적으로 연소한계가 폭발한계보다 넓은데, 이는 연소가 시작되는 조건이 폭발하는 조건보다 완화되기 때문입니다. 폭굉한계는 폭발보다 훨씬 더 격렬한 폭발 현상이 일어나는 최소 농도로, 폭발한계보다 더 높은 농도에서 발생합니다. 따라서 연소한계와 폭발한계는 같으며, 폭굉한계보다는 넓다는 2번이 가장 적절한 설명입니다.

이 문제는 각 물질의 폭발범위를 비교하여 넓은 것부터 나열하는 문제입니다. 폭발범위는 가연성 물질이 공기와 혼합될 때 폭발할 수 있는 농도 범위를 의미합니다. 정답은 1번으로, 일산화탄소의 폭발범위가 메탄, 프로판보다 넓기 때문입니다. 즉, 일산화탄소는 더 넓은 농도 범위에서 폭발 위험이 있다는 뜻입니다.

**정답 이유:** 공기는 질소(N₂)와 산소(O₂)로 구성되어 있으며, 몰 퍼센트(mol%) 비율은 각각 79%와 21%입니다. 액체 공기 100kg 중 산소의 질량을 구하기 위해서는 먼저 산소의 몰 질량과 질소의 몰 질량을 이용하여 공기 전체의 평균 몰 질량을 계산해야 합니다. 이 평균 몰 질량을 이용하여 산소의 질량 퍼센트를 구하고, 이를 액체 공기 100kg에 적용하면 약 23.3kg의 산소가 포함되어 있음을 알 수 있습니다. **핵심 개념:** * **몰 퍼센트 (mol%):** 혼합물에서 각 성분의 몰 수 비율을 백분율로 나타낸 것입니다. * **몰 질량 (Molar Mass):** 물질 1몰의 질량으로, 원자량 또는 분자량에 g/mol 단위를 붙인 값입니다. * **질량 퍼센트 (mass%):** 혼합물에서 각 성분의 질량 비율을 백분율로 나타낸 것입니다. **간단 해설:** 공기 중 산소의 몰 퍼센트(21%)를 질량 퍼센트로 변환하기 위해 각 기체의 몰 질량을 고려해야 합니다. 질소(N₂)의 몰 질량은 약 28 g/mol, 산소(O₂)의 몰 질량은 약 32 g/mol입니다. 이를 바탕으로 계산하면 공기 100kg 중 약 23.3kg의 산소가 포함됩니다.

이 문제는 상변화 과정에서의 엔트로피 변화를 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 온도 $T$에서 물질량 $m$이 상변화할 때 흡수하거나 방출하는 열량 $Q$에 대한 엔트로피 변화량 $\Delta S$가 $\Delta S = Q/T$로 주어진다는 것입니다. 문제에서 100℃의 수증기 1kg이 100℃의 물로 응결될 때, 이는 열을 방출하는 과정이며 방출되는 열량은 증발잠열의 음수값과 같습니다. 따라서 수증기 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산됩니다. $\Delta S = \frac{-2256.7 \text{ kJ/kg} \times 1 $\text{ kg}$}{100^\circ$\text{C}$ + 273.15} = \frac{-2256.7 \text{ kJ}}{373.15 $\text{ K}$} \approx -6.05 $\text{ kJ/K}$$ 따라서 정답은 2번입니다.

정답은 1번입니다. 연소에서 **공기비(m)**는 실제 공급된 공기량을 이론적으로 필요한 공기량으로 나눈 값이며, 1보다 크면 과잉 공기가 공급되었음을 의미합니다. **과잉공기비**는 이 과잉 공기량을 이론 공기량으로 나눈 값으로, 따라서 과잉공기비는 공기비에서 1을 뺀 값과 같습니다. 나머지 보기는 과잉공기량, 실제공기량, 공기비의 정의를 잘못 나타내고 있습니다.

압축가스를 저장하는 납붙임 용기의 내압시험압력은 안전을 위해 **최고 충전 압력의 3분의 5배**로 설정됩니다. 이는 용기가 실제 사용될 때 발생할 수 있는 최대 압력보다 더 높은 압력을 가하여 용기의 안전성을 미리 확인하는 과정입니다. 따라서 최고 충전 압력이라는 기준이 중요하며, 시험압력은 그보다 높은 값으로 설정되어야 합니다.

고압가스냉동제조시설의 자동제어장치는 안전과 설비 보호를 위해 필요한 장치들을 의미합니다. 저압차단장치, 과부하보호장치, 단수보호장치는 각각 압력 이상, 과도한 전류, 냉각수 부족 시 설비를 보호하여 사고를 예방하는 역할을 합니다. 반면, 자동급수 및 살수장치는 설비의 정상적인 작동을 돕는 장치이지만, 직접적인 안전 사고 예방과는 거리가 있어 자동제어장치에 해당하지 않습니다.

정답은 1번 분젠식 버너입니다. 분젠식 버너는 노즐에서 분출되는 가스의 속도를 이용해 일부 공기를 흡입하여 예비 혼합을 합니다. 이때 부족한 연소 공기는 불꽃 주변에서 추가로 혼입되어 연소가 이루어지며, 이러한 방식은 연소실 온도를 높이는 데 효과적입니다.

입구 측 압력이 0.5MPa 이상인 정압기의 안전밸브 분출구경은 **50A** 이상이어야 합니다. 이는 **압력 용기 안전 기준**에 따라 정해진 규격으로, 과압 발생 시 안전하게 압력을 방출하여 설비의 파손을 방지하기 위함입니다. 따라서 높은 압력에 대응하기 위해 더 큰 분출구경이 요구됩니다.

파이럿식 정압기는 보조 밸브(파이럿)를 사용하여 주 밸브를 제어하므로, 직동식 정압기보다 구조가 복잡하고 응답 속도가 느립니다. 따라서 2번 보기의 '오프셋이 커진다'는 틀린 설명입니다. 오프셋은 설정 압력과 실제 압력의 차이를 의미하며, 파이럿식은 오히려 정밀한 압력 제어가 가능하여 오프셋이 작습니다.

도시가스 공급관은 전위차가 일정하고 비교적 작아 전위구배가 적은 환경입니다. 이러한 조건에서는 외부에서 전원을 공급하는 외부전원법이나 특정 지점의 전위를 낮추는 배류법보다, 자연적으로 발생하는 전위차를 이용하는 희생양극법이 효과적입니다. 희생양극법은 전위가 더 낮은 금속(양극)을 도시가스 공급관에 연결하여, 양극이 먼저 부식되면서 공급관을 보호하는 방식입니다.

도시가스용 압력조정기에서 스프링은 높은 탄성과 내구성이 요구되므로 **강재**를 사용합니다. 강재는 외부 충격이나 압력 변화에도 변형되지 않고 원래 형태로 돌아오는 뛰어난 복원력을 제공하여 안전하고 안정적인 가스 공급을 가능하게 합니다. 다른 보기들은 이러한 성능을 만족시키기 어렵습니다.

이 문제는 배관이 온도 변화에 따라 팽창하고 수축하는 것을 고려하여 중간 연결부의 간격을 결정하는 문제입니다. 핵심 개념은 **열팽창**이며, 배관의 길이 변화는 온도 변화와 열팽창 계수에 비례합니다. 최저 온도와 최고 온도의 차이로부터 배관이 최대로 팽창할 때의 길이 변화를 계산하고, 이 팽창량을 수용할 수 있도록 스프링 연결부의 간격을 설정해야 합니다. 계산 결과, 약 18mm의 간격이 필요함을 알 수 있습니다.

정답은 1번 **개방형**입니다. 개방형 압축기는 구동 모터와 압축기가 물리적으로 분리되어 있어 벨트나 커플링을 통해 동력을 전달합니다. 이는 압축기 자체를 분해하지 않고도 모터나 벨트 등의 부품을 교체하거나 수리하기 용이하다는 장점이 있습니다. 반면, 반밀폐형과 밀폐형은 모터와 압축기가 일체형으로 결합된 구조입니다.

이 문제는 펌프의 소요 동력을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 **수동력**과 **소요 동력**의 관계입니다. 1. **수동력**은 펌프가 물에 전달하는 실제 일률로, 물의 수송량, 비중량, 전양정을 이용하여 계산됩니다. 2. **소요 동력**은 펌프 자체의 효율을 고려하여 수동력보다 더 큰 동력이 필요함을 나타내며, 수동력을 효율로 나누어 계산합니다. 이 계산을 통해 약 59kW의 소요 마력이 나옴을 알 수 있습니다.

고압 장치 재료로 구리관의 성질과 특징으로 틀린 것은 4번입니다. 구리는 전기 전도성은 매우 우수하지만, 전기 절연성은 전혀 없습니다. 따라서 전기 절연성이 요구되는 환경에서는 사용할 수 없습니다. 나머지 보기들은 구리관의 일반적인 특징으로 맞는 설명입니다.

원심펌프를 병렬로 연결하면 각 펌프가 같은 양정을 유지하면서 물을 밀어내므로, 전체적으로 더 많은 양의 물을 이동시킬 수 있습니다. 즉, **유량**이 증가하는 것이 주된 목적입니다. 이는 각각의 펌프가 독립적으로 작동하면서도 전체 시스템의 유량 능력을 합산하는 효과를 가져오기 때문입니다.

이 문제는 배관 설계 시 고려해야 할 압력의 종류를 묻고 있습니다. 배관은 온도 변화와 외부 하중을 견뎌야 하므로, 설계 시 안전을 고려한 압력 기준이 필요합니다. 보기 중 '상용압력'은 배관이 일상적으로 견뎌야 하는 압력을 의미하며, 이는 배관의 두께 계산에 사용되는 주요 기준입니다. 따라서 P는 상용압력을 나타냅니다.

액화석유가스(LPG) 사용 시설에서 배관의 이음매와 절연 조치를 한 전선은 누출이나 스파크 발생 가능성을 고려하여 안전 거리를 확보해야 합니다. 정답은 10cm로, 이는 LPG 누출 시 점화 위험을 최소화하기 위한 최소 안전 기준입니다. 핵심 개념은 **가연성 가스 누출 시 점화원과의 거리 확보**입니다.

정답은 1번입니다. 천연가스 중앙공급 방식은 여러 지역에 가스를 공급하기 위해 지하에 매설된 주 배관망을 이용하며, 이 배관망은 일반적인 정전에도 가스 공급이 중단되지 않도록 설계되어 있습니다. 다른 보기들은 중앙공급 방식의 특징과 맞지 않거나 잘못된 설명입니다.

고압가스 설비 수리 시에는 안전을 위해 설비 내부의 가스를 제거하고(가스 치환, 4번), 잔류 가스 농도를 측정하며(가스 분석, 3번), 외부로부터의 유입을 막기 위해 배관을 차단하는(4번) 것이 필수적입니다. 안전밸브는 설비 내부의 압력이 과도하게 상승할 경우 작동하여 압력을 낮추는 역할을 하므로, 운전 정지 및 수리 시에는 오히려 정상 작동을 확인하거나 필요시 잠금 조치를 하는 것이 일반적이며, **작동 자체를 유의하여야 할 사항으로 보기는 어렵습니다.**

**정답 이유:** 영구증가율은 영구증가량을 전증가량으로 나눈 값입니다. 문제에서 전증가량은 200mL, 영구증가량은 20mL이므로 영구증가율은 (20mL / 200mL) * 100% = 10%입니다. LPG 용기의 수압 시험 기준에 따르면 영구증가율이 10% 이하일 경우 합격입니다. 따라서 이 용기는 합격입니다. **핵심 개념:** * **영구증가율:** 용기가 수압 시험 후 원래 모양으로 완전히 돌아가지 않고 변형된 정도를 백분율로 나타낸 것입니다. * **LPG 용기 수압 시험 기준:** 안전을 위해 LPG 용기는 일정 압력의 수압 시험을 통과해야 하며, 이때 영구증가율에 대한 기준이 있습니다.

정답은 3번 '은폐하여 매설할 것'입니다. 배관 설계 시에는 유지보수, 점검, 수리 등을 위해 접근이 용이해야 하므로, 일반적으로 은폐보다는 노출 또는 접근 가능한 곳에 설치하는 것이 원칙입니다. 나머지 보기들은 배관의 효율적인 운영과 유지보수를 위해 고려되는 사항들입니다.

도시가스 배관의 내진설계 기준에서 일반도시가스사업자가 소유하는 배관 중 최고 사용압력이 0.5MPa 이하인 경우 내진 1등급에 해당됩니다. 이는 지진 발생 시에도 배관의 파손을 최소화하여 도시가스 공급의 안전성을 확보하기 위한 기준입니다. 즉, 낮은 압력으로 공급되는 배관은 내진 성능 요구 수준이 상대적으로 낮아 내진 1등급으로 분류됩니다.

정압기의 이상감압은 공급되는 가스의 압력이 너무 낮아지는 현상입니다. 보기 1, 2, 3번은 모두 정압기 자체의 문제나 공급 시스템의 불안정성을 보완하여 이상감압을 방지하거나 감지하는 방법입니다. 반면, 필터(4번)는 이물질을 제거하는 장치로, 정압기의 이상감압과는 직접적인 관련이 없어 대처 방법이 될 수 없습니다.

정답은 1번입니다. 일반도시가스사업소의 정압기 필터 분해 점검은 가스 공급의 안전성과 효율성을 유지하기 위해 정기적으로 실시됩니다. 관련 규정에 따라 가스 공급 개시 후 **매년 1회 이상** 필터의 상태를 점검하고 필요한 조치를 취해야 합니다. 이는 필터 막힘으로 인한 가스 공급 차단이나 압력 변동을 예방하여 안정적인 도시가스 공급을 보장하는 핵심적인 안전 관리 절차입니다.

**정답 이유:** 가연성 가스 저장탱크와 처리설비는 화재 및 폭발 위험을 최소화하기 위해 분리하여 설치해야 합니다. 따라서 동일한 실내에 구분 없이 설치한다는 1번 보기는 틀렸습니다. **핵심 개념:** 가연성 가스 설비의 안전한 설치는 **구획화**와 **내화 구조**를 통해 이루어집니다. 저장탱크와 처리설비를 분리하여 설치하는 것은 사고 발생 시 피해를 최소화하고, 철근콘크리트 구조는 화재로부터 설비를 보호하는 역할을 합니다. 또한, 안전밸브의 적절한 방출구 높이 확보는 가스 누출 시 위험을 분산시키는 중요한 안전 조치입니다.

액화석유가스 충전시설에서 가스산업기사 이상의 자격을 갖춘 인원을 배치해야 하는 저장능력 기준은 **500톤 초과**입니다. 이는 대규모 액화석유가스 저장시설의 안전 관리를 위해 전문적인 자격을 갖춘 인력의 확보가 필수적임을 의미합니다. 따라서 저장량이 많을수록 더 높은 수준의 안전 관리 역량이 요구되어 관련 자격자의 배치가 의무화됩니다.

정답은 2번입니다. LPG 용기보관실의 벽, 문, 지붕은 불연재료로 해야 하지만, 반드시 복층구조로 해야 하는 것은 아닙니다. 핵심 개념은 LPG 용기보관실은 화재 위험을 최소화하기 위해 불연재료로 시공해야 한다는 것입니다.

고정식 압축도시가스 이동식 충전차량 충전시설에서 가스누출검지경보장치는 위험 물질이 누출될 가능성이 높은 곳에 설치되어야 합니다. 1번 보기의 '개방형 피트 외부'는 외부 공기와 접촉하여 가스가 확산되기 쉬운 장소이므로, 누출 시 즉각적인 감지가 어렵습니다. 따라서 가스누출검지경보장치의 설치 위치로 부적절합니다. 핵심 개념은 **위험 구역 설정 및 감지기 설치 위치 선정**입니다.

이 문제는 자동절체조정기 사용 시 필요한 가스 용기 개수를 계산하는 문제입니다. 핵심은 **최대 가스 소비량**을 고려하여 **평균 가스 소비율**과 **표준 가스 발생 능력**을 바탕으로 용기 용량을 산출하고, 이를 2계열 집합으로 사용하는 용기 개수로 환산하는 것입니다. **정답 이유:** 1. **총 일일 최대 가스 소비량 계산:** 소비자 1호당 1일 평균 소비량(1.6kg/day)에 소비호수(10호)를 곱하면 16kg/day가 됩니다. 2. **최대 가스 발생량 고려:** 표준 가스 발생 능력(1.6kg/h)에 24시간을 곱하면 38.4kg/day가 됩니다. 이는 일일 최대 소비량보다 훨씬 크므로 가스 공급 능력 자체는 문제가 없습니다. 3. **용기 용량 산출:** 평균 가스 소비율 60%를 고려하여, 1일 최대 소비량 16kg을 0.6으로 나누면 약 26.7kg의 용기 용량이 필요합니다. 4. **필요 용기 개수 산출:** 만약 표준 용기 용량이 5kg이라고 가정하면, 26.7kg / 5kg = 5.34개, 즉 6개의 용기가 필요합니다. 5. **2계열 집합 고려:** 2계열 집합으로 사용하므로, 각 계열마다 6개의 용기가 필요하게 됩니다. 따라서 총 12개의 용기가 필요합니다. **핵심 개념:** * **최대 수요량 산출:** 설비 전체의 최대 가스 소비량을 파악하는 것이 중요합니다. * **안전율 및 가동률 고려:** 평균 가스 소비율(60%)은 실제 사용 시 발생할 수 있는 변동성을 고려한 안전율 또는 가동률 개념으로 이해할 수 있습니다. * **2계열 집합:** 설비의 안정적인 가스 공급을 위해 두 개의 독립적인 용기 그룹을 운영하는 방식입니다.

저장탱크 맞대기 용접부 기계시험 방법이 아닌 것은 1번 '비파괴시험'입니다. 비파괴시험은 재료의 손상 없이 내부 결함을 검사하는 방법이며, 용접부의 기계적 성능을 직접적으로 평가하는 시험이 아닙니다. 반면, 이음매 인장 시험, 표면 굽힘 시험, 측면 굽힘 시험은 용접부의 강도, 연성, 인성 등 기계적 성질을 평가하는 대표적인 기계시험 방법입니다.

LPG 용접 용기 제조 시 **원료 혼합 설비**는 필수적이지 않습니다. LPG는 이미 제조 공정에서 혼합되어 공급되는 기체이기 때문에, 용기 제조 업체가 직접 원료를 혼합할 필요가 없기 때문입니다. 성형, 열처리, 세척 설비는 용기의 안전성과 품질을 확보하기 위해 반드시 필요한 설비입니다.

정답은 4번입니다. 가스 위험도는 주로 가연성, 독성, 반응성 등을 종합적으로 고려하여 평가됩니다. 이 문제에서 제시된 가스들의 위험도를 비교해보면, 일산화탄소(CO)는 독성이 매우 강하여 위험도가 가장 높습니다. 에탄(C2H6)과 메탄(CH4)은 가연성 가스이지만, 에탄이 메탄보다 분자량이 커서 연소 범위가 넓어 더 위험할 수 있습니다. 암모니아(NH3)는 독성도 있지만, 다른 가스들에 비해 가연성이 낮고 반응성도 상대적으로 덜한 편입니다. 따라서 위험도가 큰 가스부터 작은 순서대로 나열하면 CO, C2H6, CH4, NH3가 됩니다.

암모니아 저장탱크의 안전한 매설을 위해서는 화재나 폭발 시의 영향을 최소화하기 위한 이격 거리가 중요합니다. 관련 법규에서는 저장 용량이 20톤인 암모니아 저장탱크 2기를 인접하여 지하에 매설할 경우, **1m 이상의 이격 거리**를 유지하도록 규정하고 있습니다. 이는 탱크 간의 열 전달 및 사고 확산을 방지하여 안전을 확보하기 위한 최소한의 기준입니다.

고압가스 운반 시 동일 차량에 적재할 수 없는 경우는 가스의 반응성을 고려해야 합니다. 염소는 산화성이 강한 가스로, 가연성 가스인 아세틸렌과 함께 운반하면 폭발 위험이 매우 높습니다. 따라서 염소와 아세틸렌은 동일 차량에 적재하여 운반할 수 없습니다.

독성가스 누출 시 제독 조치로 적절하지 않은 것은 2번입니다. 독성가스를 벤트스텍을 통해 공기 중으로 방출하는 것은 오히려 오염 확산으로 이어져 더 큰 피해를 유발할 수 있기 때문입니다. 나머지 보기들은 독성가스를 흡수, 중화, 흡착 또는 회수하는 방식으로 오염을 제거하거나 줄이는 적절한 제독 조치에 해당합니다. 핵심 개념은 **독성가스의 확산을 막고 안전하게 처리하는 것**입니다.

폭발방지대책 수립 시 가장 먼저 분석해야 할 사항은 사고 발생 가능성과 그로 인한 피해를 파악하는 것입니다. 요인분석, 위험성평가분석, 피해예측분석은 모두 사고 예방 및 대비와 직결되는 중요한 분석입니다. 반면, 보험 가입 여부는 사고 발생 후의 경제적 손실 보상과 관련된 사항으로, 직접적인 방지 대책 수립과는 거리가 멉니다. 따라서 보험 가입 여부 분석은 폭발방지대책 수립 시 가장 먼저 분석해야 할 사항으로 보기 어렵습니다.

가연성 가스나 산소를 운반하는 차량에는 **분말소화기**를 휴대해야 합니다. 이는 분말소화기가 가연성 가스 화재 시 효과적으로 질식 소화 작용을 하고, 산소와 반응하지 않아 안전하게 사용할 수 있기 때문입니다. 다른 소화기들은 특정 종류의 화재에만 적합하거나, 가연성 가스나 산소와 반응할 위험이 있습니다.

정답은 3번입니다. 액화석유가스 사용시설 기준에 따르면, 용기집합설비의 저장 능력이 **500kg 이상**일 때 용기, 밸브, 압력조정기를 직사광선 등으로부터 보호해야 합니다. 3번 보기는 이 기준을 300kg 이하로 잘못 명시하고 있어 틀렸습니다. 핵심 개념은 **용기 보호를 위한 저장 능력 기준**입니다.

정답은 4번 아세틸렌입니다. 아세틸렌은 발연황산에 의해 산화되어 이산화탄소와 물로 분해되는 성질이 있어 오르잣드법으로 검출할 수 있습니다. 또한, 브롬과 반응하여 첨가 생성물을 만드는 성질을 이용하여 뷰렛법으로도 품질 검사가 가능합니다.

정답은 3번입니다. 긴급차단장치의 조작 버튼은 저장설비에서 가장 가까운 곳이 아니라, **비상 상황 발생 시 작업자가 안전하게 접근할 수 있는 곳**에 설치되어야 합니다. 핵심 개념은 긴급차단장치의 **안전성과 접근성**이며, 이는 사고 발생 시 신속하고 안전하게 가스 공급을 차단하여 피해를 최소화하기 위함입니다.

고압가스 일반제조시설 배관 설치 문제에서 틀린 것은 4번입니다. 모든 독성가스를 2중관으로 해야 한다는 규정은 없으며, 이는 과도한 안전 조치입니다. 핵심은 배관의 안전성과 내구성을 확보하는 것이며, 매설 깊이, 부식 방지 거리, 그리고 설비의 내압 강도 기준이 중요합니다.

**정답 이유:** 고압가스 누출 사고 시, 가스가 연소되지 않은 상태라면 소화기를 이용한 '소화'는 불필요하며 오히려 상황을 악화시킬 수 있습니다. **핵심 개념:** 고압가스 누출 사고의 최우선 조치는 **확산 방지 및 안전 확보**입니다. 따라서 가스 누출 자체를 막거나, 누출된 가스가 확산되지 않도록 안전한 장소로 이동시키고, 점화원을 제거하는 것이 중요합니다. 또한, 전문적인 지원을 요청하는 것도 필수적인 조치입니다.

공기액화 분리기를 운전 중지하고 액화산소를 방출해야 하는 경우는 액화산소 5L당 아세틸렌의 질량이 5mg을 초과할 때입니다. 이는 아세틸렌이 산소와 반응하여 폭발 위험을 높이기 때문입니다. 따라서 안전을 위해 일정 농도 이상의 아세틸렌이 검출되면 즉시 운전을 중지하고 액화산소를 방출해야 합니다.

열전도율식 CO2 분석계는 가스의 열전도율 차이를 이용하여 CO2 농도를 측정합니다. 따라서 측정 대상 가스 외에 다른 가스가 혼입되면 열전도율이 달라져 오차가 발생합니다. 보기 2번에서 수소가스는 CO2보다 열전도율이 훨씬 높아 혼입 시 CO2 농도를 실제보다 높게 지시하게 되므로 주의해야 합니다.

흡수 분석법은 특정 기체가 용액에 흡수되는 성질을 이용하는 분석 방법입니다. 헴펠법은 분석 대상 기체를 특정 용액에 흡수시켜 그 부피 변화를 측정함으로써 기체의 조성을 분석하는 대표적인 흡수 분석법입니다. 따라서 4번 헴펠법이 정답입니다.

용적식 유량계는 유체가 통과하는 공간의 부피를 측정하여 유량을 계산하므로, 유체의 물성치 변화에 비교적 둔감하고 외부 에너지 공급 없이도 작동합니다. 하지만 점도가 높은 액체는 유량계 내부에서 흐름이 원활하지 않아 측정 오차가 커지므로, 점도가 높은 액체 측정에는 적합하지 않습니다.

물체가 고온이 되면 방출하는 빛의 파장이 짧아지며 색이 변하는데, 이를 이용하는 것이 색온도계입니다. 온도가 매우 높아질수록 물체는 더 짧은 파장의 빛, 즉 파란색 계열의 빛을 더 많이 방출하게 됩니다. 따라서 2000℃의 매우 높은 온도에서는 매우 눈부신 흰색 빛을 발산하는 것이 일반적입니다.

전자유량계는 액체나 기체가 도체를 통과할 때 발생하는 전자기 유도 현상을 이용합니다. 이는 **패러데이의 전자유도법칙**에 따라, 움직이는 도체가 자기장 속에서 전압을 유도하는 원리를 활용하는 것입니다. 따라서 액체의 유량에 비례하는 전압이 발생하고, 이를 측정하여 유량을 알아냅니다.

막식가스미터의 고장 중 '불통'은 가스가 전혀 통과하지 못하는 상태를 의미합니다. 보기 4번은 회전자 베어링 마모나 이물질 유입으로 인한 회전 저항 증가를 설명하고 있는데, 이는 가스 통과를 완전히 막는 것이 아니라 계량 정밀도를 저하시키는 원인이 될 수 있습니다. 따라서 가스 통과 자체를 막는 '불통'의 정의와는 틀립니다.

람베르트-비어의 법칙은 빛의 흡수가 용액의 농도에 비례한다는 원리를 설명합니다. 분광광도법은 이 법칙을 이용하여 시료 용액이 특정 파장의 빛을 얼마나 흡수하는지 측정함으로써 용액 내 물질의 농도를 분석합니다. 따라서 람베르트-비어의 법칙을 이용한 분석법은 분광광도법입니다.

**정답 이유:** 유량은 단면적과 유속의 곱으로 계산됩니다. 먼저 배관의 내경을 반지름으로 변환하여 단면적을 구하고, 주어진 유속과 곱한 후 시간 단위(초에서 시간으로)를 변환하면 유량을 얻을 수 있습니다. **핵심 개념:** * **유량 (Q):** 단위 시간당 흘러가는 유체의 부피 (Q = 단면적 × 유속) * **단면적 (A):** 원형 단면의 넓이 (A = π × (반지름)^2) * **단위 변환:** m/s를 m³/h로 변환하기 위해 3600을 곱합니다.

정답은 4번 조작부입니다. 조작부는 제어 시스템에서 조절부로부터 받은 신호를 전압 또는 전력 증폭기, 제어 밸브 등의 형태로 받아 제어 대상에 직접적인 영향을 주는 역할을 합니다. 즉, 조절부의 명령을 실행하여 제어 대상의 상태를 변화시키는 최종적인 작동을 담당하는 부분입니다.

알코올 온도계는 낮은 온도에서도 얼지 않고 증발하지 않아 저온 측정에 적합합니다. 또한, 알코올은 열팽창계수가 작아 온도 변화에 따른 부피 변화가 작으므로 정밀한 온도 측정이 가능합니다. 반면, 표면장력이 작아 모세관 현상이 잘 일어나고 열전도율은 상대적으로 좋지 않습니다.

가스크로마토그래피에서 운반기체는 시료를 컬럼으로 운반하는 역할을 합니다. 따라서 운반기체는 시료와 반응하지 않고(비활성), 컬럼 내에서 시료의 분리를 방해하지 않아야 합니다. 확산 속도가 크면 오히려 시료가 컬럼 내에서 넓게 퍼져 분리능이 떨어지므로, 확산 속도가 클 것은 운반기체의 조건으로 옳지 않습니다.

막식 계량기는 가스의 부피를 직접 측정하는 방식입니다. 반면 터빈, 오리피스, 볼텍스 계량기는 유속이나 압력 강하 등을 측정하여 유량을 간접적으로 계산하는 방식입니다. 따라서 간접 측정 방법이 아닌 것은 부피를 직접 측정하는 막식 계량기입니다.

정답은 2번입니다. 액체는 밀도 변화가 온도와 압력에 의해 크게 영향을 받지 않기 때문에, 액체 유량 측정 시 온도와 압력의 영향은 무시할 수 있는 경우가 많습니다. 반면 기체는 온도와 압력 변화에 따라 밀도가 크게 변하므로 이를 고려해야 합니다. 유체의 흐름 상태(층류/난류)에 따라 유량 측정 원리가 달라지는 것은 맞습니다.

정답은 2번입니다. 가스누출 검지경보장치는 **안전 확보를 최우선**으로 설계되어야 합니다. 따라서 경보가 울린 후 **자동으로 멈추는 기능은 오히려 위험**할 수 있으며, 누출이 감지된 상황이 해소되기 전까지 경보가 지속되어야 합니다. 다른 보기들은 가스 종류별 경보 설정 및 감지 성능에 대한 규정으로, 안전 기준을 충족하기 위한 필수적인 기능들입니다.

접촉식 온도계는 측정 대상과 직접 접촉하여 온도를 측정하는 방식입니다. 바이메탈 온도계는 두 금속의 열팽창률 차이를 이용하여 온도 변화를 감지하므로 접촉식 온도계에 해당합니다. 반면, 광고온계, 방사온도계, 광전관온도계는 대상과의 접촉 없이 열복사나 빛을 이용하여 온도를 측정하는 비접촉식 온도계입니다.

가스크로마토그래피(GC)는 혼합물을 분리하고 각 성분을 검출하는 분석 기법입니다. 보기 중 **열추적검출기(TTD)**는 GC에서 일반적으로 사용되지 않는 검출기입니다. AED, SCD, TID는 각각 특정 원소나 작용기에 대한 높은 감도를 가져 GC 분석에 널리 활용되는 검출기들입니다.

이 문제는 돌턴의 부분 압력 법칙을 이용합니다. 돌턴의 부분 압력 법칙에 따르면 혼합 기체의 전체 압력은 각 성분 기체의 부분 압력의 합과 같습니다. 산소와 질소의 분자량 비를 이용하여 각 기체의 몰수 비를 구하면, 혼합 기체에서 산소가 차지하는 비율을 알 수 있습니다. 이 비율을 전체 압력에 곱하면 산소의 부분 압력을 계산할 수 있습니다. * **핵심 개념:** 돌턴의 부분 압력 법칙, 몰수 비와 부분 압력의 관계

열전대 온도계는 서로 다른 두 금속의 접점에서 발생하는 열전 효과를 이용합니다. 보기 1, 2, 4번은 모두 일반적으로 사용되는 열전대의 조합입니다. 하지만 3번의 크로멜-콘스탄탄 조합은 일반적인 열전대 종류에 해당하지 않습니다.

전기저항 온도계에서 측온 저항체의 공칭저항치는 일반적으로 **0℃**일 때의 저항값을 의미합니다. 이는 온도 변화에 따른 저항값의 변화를 기준으로 온도를 측정하기 위한 기준점으로 사용됩니다. 즉, 0℃에서의 저항값을 기준으로 다른 온도에서의 저항값을 비교하여 온도를 알아내는 것입니다.

대용량 수요처에 적합하며 100~5000 m³/h의 용량 범위를 갖는 가스미터는 **루츠미터**입니다. 루츠미터는 로터의 회전으로 가스를 정량적으로 측정하는 방식으로, 높은 유량에서도 정확도를 유지할 수 있어 대규모 산업 현장에 주로 사용됩니다. 막식, 습식 가스미터는 주로 소량 측정에, 마노미터는 압력 측정에 사용되므로 대용량 가스량 측정에는 적합하지 않습니다.