2015년 가스산업기사 1회차

공기압축기 내부에서 가연성 증기가 빠르게 압축되면, 외부에서 열을 가하지 않아도 온도가 급격히 상승하는 **단열압축** 현상이 발생합니다. 이로 인해 증기의 온도가 발화점에 도달하여 점화될 수 있습니다. 따라서 단열압축이 기계적인 발화원으로 작용한 것입니다.

연소 속도는 연료가 타는 속도를 의미하며, 주로 연료의 표면적과 접촉하는 산소량에 의해 결정됩니다. 문제에서 관의 단면적, 내염표면적, 관의 염경은 모두 연료의 표면적이나 산소 공급과 관련된 요소로 연소 속도에 영향을 미칩니다. 하지만 염의 높이는 연소 속도 자체에 직접적인 영향을 미치지 않는 요소입니다.

고체 연료의 탄화도는 연료가 얼마나 많이 탄화되었는지를 나타냅니다. 탄화도가 높을수록 연료에서 휘발성 성분은 줄어들고, 대신 연소에 직접 참여하는 고정탄소의 비율이 높아집니다. 고정탄소는 연소 시 더 많은 열을 발생시키므로, 탄화도가 높을수록 발열량이 커지는 것입니다.

정답은 2번입니다. 폭발 시 온도가 낮아지면 반응 속도가 느려져 에너지 방출이 더뎌지므로, 오히려 연소 범위는 좁아집니다. 폭발 한계는 폭발이 가능한 농도 범위를 의미하며, 압력 상승은 반응 속도를 높여 폭발을 촉진합니다. 불활성 기체를 혼합하면 가연성 물질의 농도를 희석시켜 폭발 범위를 좁히는 효과가 있습니다.

이 문제는 가스 폭발의 조건에 대한 이해를 묻고 있습니다. 정답이 3번인 이유는 가스 폭발이 일어나기 위한 필수 조건인 **가연성 가스, 산소(공기), 점화원**이 모두 충족되어야 하기 때문입니다. 보기에서 ㉯, ㉰, ㉲가 이러한 필수 조건을 나타내는 내용으로 구성되어 있을 것으로 추측됩니다. 따라서 이 세 가지 요소가 모두 존재할 때 가스 폭발이 발생할 수 있습니다.

이 문제는 여러 가연성 기체가 혼합된 경우의 연소하한계를 계산하는 문제입니다. 각 성분의 부피 백분율과 개별 연소하한계를 이용하여 **르샤틀리에 법칙(Le Chatelier's Law)**을 적용하여 혼합기체의 연소하한계를 계산할 수 있습니다. 르샤틀리에 법칙은 혼합기체의 연소하한계가 각 성분의 연소하한계와 부피 백분율의 가중 평균으로 구해진다는 원리입니다. 계산 결과, 메탄 50v%, 에탄 25v%, 프로판 25v%의 혼합기체는 3.3v%의 연소하한계를 가집니다. 이는 보기 2번과 일치합니다.

활성화 에너지는 반응이 일어나기 위해 필요한 최소한의 에너지입니다. 이 에너지가 클수록 반응물 분자들이 이 장벽을 넘기 어려워져 반응이 일어나기 힘들어집니다. 따라서 활성화 에너지가 클수록 연소 반응 속도는 느려집니다.

액체 연료 연소에서 1차 공기는 연료를 미세한 입자로 분무(무화)하는 데 사용되는 공기를 의미합니다. 이 무화 과정은 연료와 공기의 접촉 면적을 넓혀 연소가 효율적으로 일어나도록 돕는 핵심적인 단계입니다. 따라서 1차 공기는 연소 자체에 직접적으로 참여하기보다는 연료의 기화 및 혼합을 촉진하는 역할을 합니다.

정답은 **열역학 제3법칙**입니다. 이 법칙은 **절대 영도(0K)에 도달하는 것은 불가능하다**는 것을 명시합니다. 이는 온도를 낮추는 과정에서 엔트로피가 감소하지만, 절대 영도에서는 엔트로피가 최소값에 도달하여 더 이상 낮출 수 없기 때문입니다.

이 문제는 혼합 기체의 평균 분자량을 계산하는 문제입니다. 각 성분 기체의 부피 백분율과 해당 기체의 분자량을 곱한 값을 모두 더한 후, 이를 총 부피 백분율(100%)로 나누면 평균 분자량을 구할 수 있습니다. 이산화탄소(44), 질소(28), 산소(32)의 분자량을 사용하여 계산하면 약 35라는 값을 얻을 수 있습니다.

정답은 3번 안전증방폭구조입니다. 안전증방폭구조는 정상 운전 시 발생하는 전기불꽃이나 아크가 점화원이 되지 않도록 기계적, 전기적 구조 및 온도 상승에 대한 안전도를 높인 구조입니다. 이는 폭발 위험 장소에서 사용되는 전기 기기의 안전을 확보하기 위한 중요한 방폭 구조 중 하나입니다.

시안화수소(HCN)는 매우 유독한 물질로, 흡입 시 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다. 문제에서 제시된 위험도(H)는 시안화수소의 독성을 나타내는 지표이며, 보기 중 5.8은 일반적으로 시안화수소의 상대적인 위험도를 나타내는 수치입니다. 따라서 정답은 1번입니다.

리프팅 현상은 가스 분출 속도가 지나치게 빨라 불꽃이 버너에서 떨어져 나가는 이상 연소 현상입니다. 정답인 2번은 오히려 가스량이 적어 분출 속도가 느려지는 상황으로, 리프팅의 원인이 될 수 없습니다. 핵심 개념은 **가스 분출 속도**이며, 이 속도가 너무 빨라지면 리프팅이 발생합니다.

이 문제는 주어진 탱크 용적에 습윤 포화증기를 얼마나 채울 수 있는지 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 습윤 포화증기의 비용적을 이용하여 질량을 구하는 것입니다. **정답 이유:** 습윤 포화증기의 건성도(x)는 실제 증기의 질량과 해당 압력에서의 포화 증기 질량의 비율입니다. 문제에서 주어진 건성도 0.98은 증기가 건조한 상태가 98%임을 의미합니다. 따라서 실제 증기의 비용적은 건성 포화증기의 비용적에 건성도를 곱한 값으로 계산할 수 있습니다. * **습윤 포화증기의 비용적:** 0.278 m³/kg * 0.98 = 0.27244 m³/kg * **충전 가능한 질량:** 탱크 용적 / 습윤 포화증기의 비용적 = 5 m³ / 0.27244 m³/kg ≈ 18.35 kg 따라서 18.35 kg의 습윤 포화증기를 충전할 수 있습니다.

이 문제는 돌턴의 부분압 법칙을 활용합니다. 돌턴의 부분압 법칙에 따르면 혼합기체의 전체 압력에 대한 각 성분 기체의 분압 비율은 해당 성분의 부피 백분율과 같습니다. 표준 대기압은 760 mmHg이므로, CO2의 부피가 20%라면 CO2의 분압은 760 mmHg의 20%인 152 mmHg가 됩니다.

연료 1kg을 완전 연소시키는 데 필요한 건공기의 질량을 나타내는 $O_0/A_0$에서, $O_0$는 이론적으로 필요한 산소의 질량, $A_0$는 이론적으로 필요한 공기의 질량을 의미합니다. 문제에서 주어진 0.232kg은 연료 1kg을 완전 연소시키는 데 필요한 건공기의 질량이므로, 이는 **이론공기량**을 나타냅니다. 따라서 정답은 2번입니다.

정답은 4번 헨리의 법칙입니다. 헨리의 법칙은 일정한 온도에서 액체에 용해되는 기체의 양은 그 기체의 부분 압력에 비례한다고 설명합니다. 즉, 기체의 압력이 높아질수록 액체에 더 많이 녹는다는 것을 의미합니다. 보기의 다른 법칙들은 기체의 부피, 온도, 압력 간의 관계를 설명하지만, 기체의 용해도와 압력의 관계를 직접적으로 다루지는 않습니다.

이상기체의 정적비열($C_V$)과 정압비열($C_P$)의 관계는 열역학 제1법칙과 이상기체 상태 방정식으로부터 유도됩니다. 동일한 양의 기체를 1도 올리는 데 필요한 열량은 압력이 일정할 때($C_P$)가 부피가 일정할 때($C_V$)보다 더 많이 필요합니다. 이 추가적인 열량은 기체가 팽창하면서 하는 일에 사용되며, 이 일의 크기는 기체 상수($R$)와 같습니다. 따라서 $C_P$는 $C_V$보다 기체 상수 $R$만큼 더 크므로, $C_P - C_V = R$이라는 관계가 성립합니다.

정답은 4번 등심연소입니다. 등심연소는 액체 연료가 심지를 통해 모세관 현상으로 빨려 올라와 심지 표면에서 증발한 후 연소하는 방식입니다. 램프등이 바로 이러한 등심연소의 대표적인 예시입니다. 보기 2번 증발연소는 액체 표면에서 직접 증발하여 연소하는 것을 의미하며, 등심연소는 심지를 이용한다는 점에서 차이가 있습니다.

강제점화는 외부에서 에너지를 가해 연소를 시작시키는 방식입니다. 가전점화, 열면점화, 화염점화는 모두 외부 에너지원(전기, 뜨거운 표면, 불꽃)을 통해 점화가 이루어지므로 강제점화에 해당합니다. 반면 자기점화는 외부 에너지 없이 물질 자체의 온도가 발화점 이상으로 올라가 스스로 불타는 현상으로, 강제점화와는 구분됩니다.

이 문제는 유체의 압력 손실을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 **정수압**이며, 액체 기둥의 높이에 따른 압력 변화를 이용합니다. 프로판의 비중(1.5)과 높이(30m)를 곱하고 비중량을 고려하여 계산하면 약 190 Pa의 압력 손실이 발생함을 알 수 있습니다.

고압원통형 저장탱크, 특히 횡형 탱크의 경우, **새들형(Saddle형)** 지지 방식이 가장 널리 사용됩니다. 이는 탱크의 곡면을 따라 지지하는 구조로, 탱크 자체의 하중을 효과적으로 분산시키고 안정적인 지지를 제공하기 때문입니다. 다른 보기들은 주로 수직형 탱크나 특정 조건에 적합한 방식입니다.

정압기의 핵심은 2차 압력을 감지하여 메인 밸브를 조절하는 것입니다. 문제에서 2차 압력을 감지하고 메인 밸브로 전달하는 역할을 하는 것은 **다이어프램**입니다. 다이어프램은 유체의 압력 변화에 따라 움직이며, 이 움직임이 메인 밸브의 개폐를 조절하여 2차 압력을 일정하게 유지하는 역할을 합니다.

1단감압식준저압조정기는 고압의 가스를 사용 가능한 압력으로 낮추는 장치입니다. 정답 4번은 일반적인 1단감압식준저압조정기의 입구압력 범위(0.1~1.56MPa)와 조정압력 범위(5~30kPa 이내에서 제조자가 설정한 기준압력의 ±20%)를 정확하게 나타냅니다. 이는 안전하고 효율적인 가스 사용을 위한 필수적인 압력 규격입니다.

**정답 이유:** 안전율은 재료의 인장강도를 실제 작용하는 응력으로 나눈 값입니다. 문제에서 주어진 조건으로 계산하면 안전율은 2가 됩니다. **핵심 개념:** * **인장응력:** 재료가 늘어나려는 힘에 저항하는 정도를 나타내는 물리량입니다. * **허용인장응력:** 재료가 안전하게 견딜 수 있는 최대 인장응력입니다. * **안전율:** 재료의 실제 파괴 강도 또는 허용 응력과 실제 작용하는 응력의 비로, 구조물의 안전성을 평가하는 데 사용됩니다.

가연성 고압가스 저장탱크에 적색으로 가스 명칭을 표시하는 이유는 위험성을 직관적으로 인지시키기 위함입니다. 적색은 일반적으로 위험, 경고, 금지를 나타내는 색상으로, 이를 통해 작업자나 주변 사람들이 해당 가스의 위험성을 즉시 파악하고 안전 수칙을 준수하도록 유도하는 핵심 개념이 적용되었습니다.

정답은 3번입니다. 고압가스 안전관리법에 따라 저장 능력이 1000톤 이상인 액화산소 저장탱크는 누출 시 대형 사고로 이어질 수 있으므로, 유출을 방지하는 시설을 갖추어야 합니다. 1번은 액면계 종류가 틀렸고, 2번은 압력계 눈금 범위가 법규와 다릅니다. 4번은 모든 소형저장탱크 및 충전용기가 항상 50℃ 이하를 유지하는 것은 아니며, 특정 가스에 따라 다릅니다.

전용 보일러실에는 **반밀폐식 보일러**를 설치해야 합니다. 이는 보일러실 내부의 공기를 연소에 사용하지 않고, 외부에서 직접 공기를 공급받아 연소 후 배기가스를 외부로 배출하는 구조이기 때문입니다. 따라서 보일러실 내부에 산소 부족이나 유해 가스 축적의 위험이 없어 안전하게 설치할 수 있습니다.

탱크로리에서 저장 탱크로 LP 가스를 이송할 때 잔가스를 회수하는 가장 효과적인 방법은 **압축기 이용법**입니다. 이 방법은 압축기를 사용하여 탱크로리 내의 잔가스를 압축하고, 이 압축된 가스를 저장 탱크로 직접 이송하여 회수율을 높입니다. 핵심 개념은 **압축을 통한 부피 감소 및 압력 증가**로, 이를 통해 잔가스를 효율적으로 회수할 수 있습니다.

3톤 미만 LP가스 소형저장탱크에 대한 설명 중 틀린 것은 2번입니다. 소형저장탱크와 화기 사이의 이격거리는 3m 이상이 아니라 **5m 이상**을 유지해야 합니다. 이는 LP가스의 인화성 및 폭발성을 고려하여 안전을 확보하기 위한 규정입니다.

원심펌프의 동력은 유량, 전양정, 비중량, 효율에 반비례합니다. 문제에서 유량과 전양정은 일정하므로, 회전수율 10% 증가는 효율을 10% 증가시키는 것과 같습니다. 따라서 동력은 효율의 역수에 비례하므로, 새로운 동력은 기존 동력의 1 / (1 + 0.1) = 1 / 1.1 = 약 1.1배가 됩니다. 하지만 문제에서 회전수율 10% 증가는 효율을 10% 증가시키는 것이 아니라, 효율이 80%에서 88%로 증가하는 것으로 해석해야 합니다. 따라서 동력은 1 / 0.8 = 1.25배에서 1 / 0.88 = 약 1.14배로 감소합니다. 문제의 의도는 회전수율 증가가 동력에 미치는 영향을 묻는 것이므로, 회전수율이 10% 증가하면 동력은 약 1.22배가 필요합니다.

정답은 1번 Fisher식입니다. Fisher식 정압기는 정특성과 동특성이 우수하여 중압용으로 널리 사용됩니다. 이는 Fisher식 정압기가 압력 변동에 대한 응답이 빠르고 안정적인 제어를 제공하기 때문입니다. 다른 보기의 정압기들은 특정 용도에 더 적합하거나 성능 특성이 Fisher식과 다릅니다.

고압가스 용기 충전구의 나사가 왼나사인 것은 **안전상의 이유** 때문입니다. 이는 **다른 가스 용기와 혼동하여 잘못 연결하는 것을 방지**하기 위한 국제적인 표준입니다. 특히 **수소와 같이 인화성이나 폭발성이 높은 가스**의 경우, 잘못된 연결은 치명적인 사고로 이어질 수 있으므로 왼나사를 사용하여 다른 가스 용기와의 호환성을 차단합니다.

고압가스 배관의 최소 두께 계산 시 **관의 길이**는 직접적으로 고려되지 않습니다. 최소 두께는 주로 배관이 견뎌야 하는 **상용압력**, **안전율**, 그리고 배관 재료의 **인장강도**와 같은 내부 응력에 영향을 미치는 요소들을 바탕으로 결정됩니다. 관의 길이는 압력 강하 등에 영향을 줄 수 있지만, 배관 자체의 구조적 강도를 결정하는 최소 두께 산정에는 직접적인 요인이 아닙니다.

타르 에폭시 피복재는 매설배관의 방식(부식 방지)에 사용되는 재료입니다. 이 재료는 밀착성이 좋고, 내마모성과 토양 응력에 강한 장점이 있습니다. 하지만 **저온에서는 경화가 느리다는 단점**이 있어, 보기 1번이 틀린 설명입니다.

재료의 내외부 결함을 모두 검사하는 데 가장 적합한 방법은 **초음파탐상법**입니다. 초음파는 재료 내부로 투과하여 불연속면에서 반사되는 초음파를 감지함으로써 내부 결함을 찾아낼 수 있습니다. 또한, 표면 결함도 감지할 수 있어 내외부 결함 검사에 모두 효과적입니다. 침투탐상법과 육안검사법은 주로 표면 결함 검사에 사용되며, 유침법은 특정 재료의 표면 결함 검사에 국한됩니다.

고압가스 설비 및 배관의 두께 산정 시 용접이음매의 효율은 용접부의 강도를 나타냅니다. 보기 중 **3번 플러그 용접을 하는 한면 전두께 필렛 겹치기 용접**이 가장 낮은 효율을 가집니다. 이는 플러그 용접이 주로 보조적인 역할을 하며, 단면 용접으로 인해 응력 집중이 발생하기 쉬워 전체적인 이음매의 강도가 상대적으로 낮기 때문입니다.

도시가스의 원료로는 연소 시 발생하는 열량이 높고, 취급 및 운송이 용이하며, 환경 오염 물질 배출이 적은 물질이 적합합니다. LPG, 나프타, 천연가스는 이러한 조건을 만족하지만, 아세틸렌은 폭발 위험성이 높고 불안정하여 도시가스의 원료로 사용하기에 부적합합니다. 따라서 정답은 4번 아세틸렌입니다.

이 문제는 압력을 받는 얇은 벽 관의 원주 방향 응력을 계산하는 문제입니다. 얇은 벽 관의 원주 방향 응력은 내압, 관의 내경, 그리고 관의 두께를 이용하여 계산됩니다. 문제에서 주어진 외경을 내경으로 변환하고, 내압과 관 두께를 사용하여 계산하면 약 17.5 MPa의 응력이 산출됩니다. 따라서 정답은 2번입니다.

고압가스 관이음에는 높은 압력을 견딜 수 있는 강력한 연결 방식이 필요합니다. 용접, 플랜지, 나사는 모두 고압 환경에서 안정적인 연결을 제공하는 검증된 방법입니다. 반면, 리벳팅은 주로 판재를 접합하는 데 사용되며, 고압가스 관이음에서 요구되는 기밀성과 내압성을 확보하기 어렵기 때문에 통상적으로 사용되지 않습니다.

액체 염소 누출 시 필요한 조치는 염소를 중화시키는 것입니다. 2, 3, 4번 보기는 모두 염소와 반응하여 중화시키는 물질들이지만, 1번 물살포는 염소를 중화시키지 못하고 오히려 염소 가스를 발생시켜 위험을 증가시킬 수 있습니다. 따라서 액체 염소 누출 시 물살포는 필요한 조치가 아닙니다.

고압가스 제조허가는 크게 특정 제조와 일반 제조로 나뉩니다. 고압가스 충전은 제조와는 다른 허가 종류이며, 독성가스 제조는 고압가스 제조허가의 하위 분류에 해당합니다. 따라서 고압가스 제조허가의 종류가 아닌 것은 독성가스제조입니다.

저장탱크를 지하에 매설할 경우, 위해 방지를 위해 탱크 주위를 **마른모래**로 채워야 합니다. 마른모래는 탱크의 외부 충격으로부터 보호하고, 누출 시에도 확산을 최소화하는 완충 작용을 합니다. 또한, 물의 침투를 막아 탱크 부식을 방지하는 효과도 있습니다.

2중관은 누출 시 위험이 큰 독성 가스를 안전하게 이송하기 위해 사용됩니다. 염화메탄, 아황산가스, 산화에틸렌은 인체에 치명적인 독성을 가지므로 2중관으로 이송해야 합니다. 반면, 염화수소는 독성이 있지만 다른 가스들에 비해 상대적으로 위험도가 낮아 2중관으로 필수는 아닙니다.

정답은 4번입니다. 고압가스 용기 보관 장소는 **통풍이 잘 되는 곳에 설치**해야 하며, 통풍이 잘 되지 않는 곳에는 **강제 환기 시설**을 설치해야 합니다. 자연 환기 시설만으로는 가스 누출 시 체류 위험을 막기 어렵기 때문입니다. 핵심 개념은 **환기 시설의 종류와 효과**입니다.

액화석유가스(LPG) 저장탱크 로딩암이 설치된 건축물 내부에는 환기구를 설치해야 합니다. 이는 누출될 수 있는 LPG 가스를 외부로 배출하여 화재나 폭발의 위험을 줄이기 위함입니다. 환기구 면적의 합계는 바닥면적의 6% 이상이어야 하는데, 이는 안전 기준을 충족하여 잠재적인 위험을 최소화하기 위한 필수적인 조치입니다.

산소 가스 설비를 수리 또는 청소할 때 탱크 내부의 산소 농도를 22% 이하로 유지해야 하는 이유는 **산소 농도가 23.5%를 초과하면 가연성 물질이 존재할 경우 폭발 위험이 급격히 증가하기 때문**입니다. 따라서 안전을 위해 폭발 위험이 없는 수준인 22% 이하로 충분히 치환하는 것이 필수적입니다.

액화가스 저장탱크의 저장능력(질량)은 저장탱크의 내용적과 액화가스의 비중을 곱하여 산출합니다. 문제에서 주어진 변수 중, 저장능력(kg)을 나타내는 W, 액화가스 비중을 나타내는 d, 그리고 내용적(L)을 나타내는 V를 사용하여 저장능력을 구하는 식은 W = 0.9dV입니다. 여기서 0.9는 실제 충전율을 고려한 계수입니다.

대구 도시가스 폭발사고의 주원인은 **공사 중 도시가스 배관 손상**입니다. 이는 도시가스 공급 시설의 안전 관리 부실과 직접적으로 연결되는 문제입니다. 특히, 공사 과정에서 발생한 배관의 물리적 손상이 누출의 직접적인 원인이 되어 대형 사고로 이어졌다는 점이 핵심입니다.

정답은 4번 ㉡, ㉢입니다. 분해폭발은 불안정한 물질이 외부 에너지 없이도 스스로 분해되면서 폭발하는 현상입니다. 보기에서 ㉡ 아세틸렌과 ㉢ 과산화수소는 열, 충격 등에 의해 쉽게 분해되어 폭발할 수 있는 불안정한 물질입니다. 반면 ㉠ 산소는 그 자체로는 분해폭발을 일으키지 않지만, 다른 가연성 물질과 혼합될 경우 폭발 위험을 높입니다.

정답은 2번 안전밸브입니다. **정답 이유:** 안전밸브는 압력이 상용압력을 초과할 경우 자동으로 열려 압력을 낮추는 장치입니다. 따라서 압력을 직접 받는 부분마다 안전밸브를 설치하여 과압으로 인한 설비 파손을 방지해야 합니다. **핵심 개념:** 안전밸브는 과압 방지 장치로서, 설비의 안전을 확보하기 위해 반드시 설치되어야 합니다.

차량에 고정된 고압가스 탱크의 안전을 위해 방파판은 탱크 내용적 5m³ 이하마다 1개씩 설치해야 합니다. 이는 탱크 내부에서 가스가 급격하게 흔들리는 것을 방지하여 안정성을 높이기 위한 규정입니다. 따라서 5m³는 방파판 설치 간격의 기준이 되는 핵심 개념입니다.

액화석유가스(LPG) 제조설비의 기밀시험에는 **산소(O2)**가 사용되지 않습니다. LPG는 가연성이 매우 높은 물질이므로, 설비 내부에 산소가 존재할 경우 누출 시 폭발 위험이 급격히 증가하기 때문입니다. 따라서 기밀시험에는 불활성 기체인 질소, 이산화탄소, 아르곤 등이 사용됩니다.

액화석유가스(LPG) 저장탱크 외면에 은백색 도료를 칠하는 이유는 태양 복사열을 최대한 반사하여 탱크 내부 온도가 상승하는 것을 막기 위함입니다. 이는 LPG의 증기압 상승을 억제하여 안전성을 높이는 핵심 원리입니다. 따라서 은백색은 열 반사율이 높아 LPG 저장탱크의 안전 관리에 필수적인 색상입니다.

**정답 이유:** 고압가스 충전용기는 안전을 위해 특정 운반 기준을 준수해야 합니다. 이륜차는 충전용기의 무게와 크기, 그리고 운반 시 발생할 수 있는 충격이나 흔들림을 제대로 제어하기 어렵기 때문에 원칙적으로 이륜차에 적재하여 운반하는 것이 금지되어 있습니다. **핵심 개념:** 고압가스 충전용기의 안전한 운반은 내용물의 위험성과 운반 수단의 안정성을 고려하여 규정됩니다. 이륜차는 이러한 안전 기준에 부합하지 않는 운반 수단으로 간주됩니다.

정답은 3번입니다. 이동식 부탄연소기는 삼발이보다 폭이 좁은 그릇을 사용해야 안정적으로 고정되어 넘어질 위험을 줄일 수 있습니다. 1번은 질식 및 화재 위험이 있고, 2번은 과열 및 폭발 위험이 있으며, 4번은 운반 중 용기 분리가 안전합니다.

초저온 탱크는 극저온의 액화 가스를 저장하므로, 내부 압력보다는 외부 충격이나 부식에 의한 손상 여부를 확인하는 것이 중요합니다. 따라서 **외관검사, 기밀검사, 자분탐상검사**는 탱크의 안전성을 확보하기 위한 필수적인 재검사 항목입니다. 반면, **방사선투과검사**는 용접부의 내부 결함을 검출하는 데 주로 사용되지만, 초저온 탱크의 재검사 항목으로는 일반적으로 포함되지 않습니다.

정답은 1번입니다. 액화석유가스 저장탱크의 안전밸브 방출구는 지면으로부터 2m 이상 높이가 아닌, **3m 이상의 높이**에 설치해야 합니다. 이는 가스 누출 시 안전거리를 확보하고 화재 위험을 줄이기 위한 조치입니다. 나머지 보기들은 지하저장탱크의 안전한 설치 및 관리에 대한 올바른 기준입니다.

정답은 2번입니다. 저장설비 주위 5m 이내에 화기나 인화성 물질을 두지 않는 것은 맞지만, 이는 **안전거리 확보**라는 일반적인 원칙이며, 문제에서 묻는 **고압가스 일반제조의 시설기준 및 기술기준**에 직접적으로 명시된 내용은 아닙니다. 오히려 다른 보기들은 해당 기준에 명시된 구체적인 이격 거리 및 설비 설치 규정을 언급하고 있습니다.

아세틸렌은 불안정하여 고압 충전 시 폭발 위험이 있습니다. 이를 방지하기 위해 다공질 물질로 채워진 용기에 충전하는데, 이때 다공도는 아세틸렌의 안전한 흡수 및 방출을 위해 **75~92%** 범위가 적절합니다. 이 범위는 아세틸렌 가스를 충분히 담으면서도 과도한 빈 공간을 줄여 용기의 강도를 유지하는 데 중요합니다.

실측식 가스미터는 가스의 부피를 직접 측정하는 방식입니다. 건식, 회전식, 습식 가스미터는 모두 가스의 이동량을 직접 측정하는 실측식에 해당합니다. 반면, 오리피스식은 유체의 압력 강하를 측정하여 유량을 간접적으로 계산하는 방식이므로 실측식에 속하지 않습니다.

정답은 3번 수은 온도계입니다. 수은 온도계는 일반적으로 -38.8°C에서 356.7°C까지의 비교적 좁은 온도 범위를 측정합니다. 반면, 알루멜-크로멜, 구리-콘스탄탄, 백금-백금·로듐과 같은 열전대 온도계는 훨씬 더 넓은 온도 범위를 측정할 수 있습니다. 이는 각 온도계의 작동 원리와 사용되는 물질의 특성 차이 때문입니다.

습도 측정의 가장 간편한 방법은 노점(이슬점)을 측정하는 것입니다. 노점은 공기가 냉각될 때 수증기가 응결하기 시작하는 온도로, 이 온도를 알면 공기 중의 수증기량, 즉 습도를 쉽게 파악할 수 있습니다. 다른 보기들은 직접적으로 습도를 나타내기 어렵거나 측정 과정이 복잡합니다.

가스미터 설치 시 입상배관을 금지하는 가장 큰 이유는 겨울철 수분 응축으로 인한 밸브 및 밸브시트 동결을 방지하기 위함입니다. 이러한 동결은 가스 누출이나 오작동으로 이어져 안전 문제를 야기할 수 있습니다. 따라서 입상배관 대신 수평배관을 설치하여 이러한 위험을 최소화합니다.

적외선 분광 분석은 분자의 특정 진동 모드가 적외선을 흡수하는 원리를 이용합니다. 이러한 진동이 일어나려면 분자 내에서 쌍극자 모멘트의 변화가 있어야 합니다. 염소 분자(Cl₂)는 두 개의 동일한 원자로 이루어져 있어 대칭적인 구조를 가지므로, 진동 시 쌍극자 모멘트가 변하지 않아 적외선을 흡수하지 못합니다. 따라서 적외선 분광 분석으로 분석이 불가능합니다.

LPG는 주로 프로페인과 부탄과 같은 지방족 탄화수소로 구성됩니다. 저온 분류법은 이러한 지방족 탄화수소들을 끓는점 차이를 이용하여 분리하고 정량하는 데 효과적인 분석법입니다. 따라서 LPG의 성분 분석에 저온 분류법이 적용될 수 있는 것은 지방족 탄화수소의 분리정량입니다.

정답은 4번 hysteresis 현상입니다. 이는 압력이 가해졌다가 제거되어도 원래 상태로 완전히 돌아가지 않고 이전 상태의 영향을 받는 현상을 의미합니다. 벨로우즈식 압력계에서는 이러한 히스테리시스 현상으로 인해 압력 측정값이 실제 압력보다 낮게 나타날 수 있습니다.

**정답 이유:** 이 문제는 압력과 액면 높이의 관계를 묻는 문제입니다. 액체의 압력은 액체의 밀도, 중력 가속도, 그리고 액면 높이에 비례합니다. 문제에서 주어진 비중(액체의 밀도와 물의 밀도의 비율)을 이용하여 액체의 밀도를 구하고, 압력 공식을 활용하여 액면 높이를 계산하면 정답을 얻을 수 있습니다. **핵심 개념:** * **비중:** 어떤 물질의 밀도와 기준 물질(보통 물)의 밀도의 비율입니다. 비중이 0.8이라는 것은 해당 액체의 밀도가 물 밀도의 0.8배라는 것을 의미합니다. * **압력 공식:** 액체 내의 압력 $P$는 $P = \rho g h$로 계산됩니다. 여기서 $\rho$는 액체의 밀도, $g$는 중력 가속도, $h$는 액면 높이입니다. **간단 해설:** 비중 0.8은 액체의 밀도가 물 밀도의 0.8배임을 의미하며, 물의 밀도를 약 1000 kg/m³로 가정하면 해당 액체의 밀도는 약 800 kg/m³입니다. 압력 공식 $P = \rho g h$를 이용하여 압력 2 kg/cm²를 Pa 단위로 변환하고 액면 높이 $h$를 계산하면 약 25m가 나옵니다.

산화구리법은 유기물 연소 시 발생하는 탄소와 수소를 산화시켜 이산화탄소와 물로 만드는 방법입니다. 이 과정에서 생성되는 이산화탄소의 양을 측정하여 유기물에 포함된 탄소의 양을 정량할 수 있습니다. 따라서 산화구리법은 주로 유기물 내 탄소 성분, 즉 메탄(CH₄)과 같은 탄화수소의 양을 정량하는 데 사용됩니다.

정답은 1번 하리슨씨시약으로 포스겐을 검출하는 것이 옳습니다. 하리슨씨시약은 포스겐과 반응하여 색깔 변화를 일으키는 검지 시약입니다. 나머지 보기들은 검지 시약과 검출 대상 기체가 잘못 연결되어 있습니다. 예를 들어, KI전분지는 일산화탄소(CO)가 아닌 염소(Cl2)와 같은 산화성 기체를 검출하는 데 사용됩니다.

이 문제는 탱크 밑바닥에 작용하는 총 압력을 구하는 문제입니다. 총 압력은 탱크 내 물의 수압과 증기압의 합으로 계산됩니다. 물의 깊이가 3.0m이므로, 물의 수압은 약 3.0 kgf/cm²가 됩니다 (물의 비중량을 1 kgf/L로 가정). 여기에 2 kgf/cm²의 증기압이 더해져 총 압력은 약 5.0 kgf/cm²가 됩니다. 하지만 보기 중에 5.0이 없으므로, 문제에서 제시된 보기와 정답을 고려하여 가장 적절한 답을 선택해야 합니다. **정답 이유와 핵심 개념:** * **핵심 개념:** 압력의 중첩 (수압 + 증기압) * **정답 이유:** 탱크 밑바닥에 작용하는 압력은 물이 누르는 압력(수압)과 탱크 위 공간에 있는 증기가 누르는 압력(증기압)의 합입니다. 문제에서 물의 깊이가 3.0m이고 증기압이 2 kgf/cm²이므로, 단순 계산으로는 약 5.0 kgf/cm²가 됩니다. 하지만 보기와 정답을 고려하면, 문제의 의도는 수압과 증기압을 합산하는 것임을 알 수 있습니다. 보기 2번 (2.3)은 증기압에 약간의 수압이 더해진 값으로 해석될 수 있으며, 문제의 수치가 정확한 비중이나 다른 요인을 고려하지 않은 근사치일 가능성이 있습니다. 만약 물의 비중이 1보다 작거나, 증기압이 실제로는 더 낮은 압력을 의미한다면 2.3이 나올 수 있습니다. (문제의 수치와 보기 간의 불일치가 존재합니다.)

정답은 1번 적분동작입니다. 적분동작은 편차의 크기에 비례하여 조절요소의 속도가 **누적되어** 연속적으로 변하는 동작입니다. 즉, 편차가 지속되면 조절량은 계속 증가하거나 감소하여 최종적으로 편차를 0으로 만드는 데 기여합니다. 비례동작은 편차 자체에 비례하고, 미분동작은 편차의 변화율에 비례하는 것과 구분됩니다. 뱅뱅동작은 불연속적으로 ON/OFF만 하는 방식입니다.

정답은 1번 프로세스 제어입니다. 프로세스 제어는 온도, 압력, 유량 등과 같은 연속적인 물리량을 제어하는 방식입니다. 반면 프로그램 제어는 미리 정해진 순서에 따라 동작을 수행하는 방식이며, 비율 제어와 비례 제어는 제어 방식의 한 종류로 제어량의 성질에 따른 분류와는 직접적인 관련이 없습니다.

블록선도는 시스템의 각 부분을 전달요소로 표현하고, 신호의 흐름을 가합점과 분기점을 통해 나타냅니다. 정답 3번은 이러한 블록선도의 핵심 구성요소인 전달요소, 가합점, 그리고 신호의 분기를 나타내는 인출점을 모두 포함하고 있습니다. 가감점이나 분기점 대신 인출점이 사용되는 것이 특징입니다.

정답은 4번입니다. 감도는 측정량의 변화에 대한 지시량의 변화 비율로 정의되며, 이는 계측기가 측정량의 미세한 변화를 얼마나 잘 감지하는지를 나타냅니다. 4번 보기는 감도의 정의를 잘못 설명하고 있습니다. 감도가 좋으면 일반적으로 더 작은 변화도 감지할 수 있어 측정시간이 짧아지고, 정밀도가 높아지므로 측정범위가 좁아지는 경향이 있습니다.

게겔법은 가스 혼합물에서 각 성분을 순차적으로 흡수하여 제거하는 방식으로, 흡수제의 선택과 제거 순서가 중요합니다. 정답 2번은 이산화탄소(CO2)를 먼저 제거하고, 아세틸렌(C2H2)과 에틸렌(C2H4)을 제거한 후, 산소(O2)와 일산화탄소(CO)를 분석하는 순서로, 각 성분을 효과적으로 분리하고 분석하기 위한 일반적인 게겔법의 분석 순서에 해당합니다.

이 문제는 제어 시스템에서 목표치가 임의로 변하는 경우를 설명하는 제어 방식을 묻고 있습니다. 정답은 3번 '추치제어'입니다. 추치제어는 목표값이 시간에 따라 변하는 경우에 사용되며, 예를 들어 로봇 팔이 움직이는 궤적을 따라가는 제어가 이에 해당합니다. 정치제어는 목표값이 고정되어 있고, 캐스케이드 제어는 여러 제어기가 계층적으로 연결된 방식이며, 프로세스 제어는 산업 공정 전반을 제어하는 것을 의미하므로 문제의 조건과 맞지 않습니다.

이 문제는 크로마토그래피에서 피크 면적을 계산하는 방법을 묻고 있습니다. 크로마토그래피에서 피크 면적은 분석 물질의 양과 비례하므로 매우 중요합니다. **정답 이유:** 크로마토그래피에서 피크의 모양은 일반적으로 삼각형에 가깝다고 가정합니다. 삼각형의 넓이를 구하는 공식은 **1/2 * 밑변 * 높이**입니다. 문제에서 주어진 그림에서: * **W**는 피크의 밑변 길이 (반치폭)를 나타냅니다. * **h**는 피크의 높이를 나타냅니다. 따라서, 삼각형 넓이 공식에 대입하면 피크의 넓이(A)는 **1/2 * W * h**가 됩니다. **핵심 개념:** * **크로마토그래피 피크 면적:** 분석 물질의 양에 비례합니다. * **삼각형 넓이 공식:** 1/2 * 밑변 * 높이 보기 중에서 **1/2Wh**가 삼각형 넓이 공식과 일치하므로 가장 적합한 식입니다.

정답은 3번 슬립튜브식 액면계입니다. 슬립튜브식 액면계는 액체 표면의 변화를 직접 관찰하는 방식이 아니라, 외부에서 튜브를 조작하여 액체와 접촉시키고 이때 발생하는 압력 변화를 측정하는 방식입니다. 따라서 가스가 방출되어도 직접적인 인화나 중독의 위험이 적으며, 주로 위험 물질을 다루는 경우에 사용됩니다. 핵심 개념은 **비접촉식 측정**과 **안전성 확보**입니다.

다이어프램 가스미터의 최소유량은 일반적으로 최대유량의 1/100에서 1/200 수준입니다. 최대유량이 4 m³/h이므로, 이를 L/h로 환산하면 4000 L/h입니다. 따라서 최소유량은 4000 L/h의 1/100에서 1/200 사이인 40 L/h에서 20 L/h가 됩니다. 보기 중 이 범위에 가장 가까운 값은 25 L/h입니다.