2017년 가스산업기사 2회차

**정답 이유:** 이상 기체 단열 압축 과정에서 엔탈피 변화량은 질량, 비열비, 기체 상수, 초기 및 최종 온도의 곱으로 계산됩니다. 문제에서 주어진 조건들을 이용하여 질량과 최종 온도를 계산한 후, 엔탈피 변화량 공식을 적용하면 약 580 kJ임을 알 수 있습니다. **핵심 개념:** * **이상 기체 단열 압축:** 외부와의 열 교환 없이 기체의 부피가 줄어드는 과정입니다. * **엔탈피 (Enthalpy):** 시스템의 총 에너지로, 내부 에너지와 압력-부피 곱의 합입니다. 단열 압축 시 엔탈피는 온도 변화와 관련이 있습니다. * **이상 기체 상태 방정식:** 압력, 부피, 온도, 질량 간의 관계를 나타내는 방정식입니다. * **단열 과정 방정식:** 단열 과정에서 압력과 부피 간의 관계를 나타내는 방정식입니다.

정답은 1번입니다. 과잉공기비는 실제 공급된 공기량에서 연소에 필요한 이론적인 공기량을 뺀 값으로, 이를 공기비(m)로 표현할 때 '과잉공기비 = m - 1'로 나타낼 수 있습니다. 핵심 개념은 **과잉공기비**이며, 이는 연소 시 실제로 사용되는 공기량이 이론적으로 필요한 양보다 얼마나 더 많은지를 나타내는 지표입니다.

폭굉은 폭발 물질 내부에서 발생하는 매우 빠른 연소 현상으로, 초음속의 충격파를 동반하며 화염이 전파됩니다. 이러한 충격파로 인해 물질이 급격히 압축되고 온도가 상승하면서 연소가 더욱 가속화됩니다. 따라서 폭굉의 화염전파속도는 일반적인 연소보다 훨씬 빠른 초음속 영역인 1000~3500 m/s에 해당합니다.

착화온도는 물질이 스스로 불붙는 최저 온도를 의미합니다. 반응 활성도가 크거나 발열량이 크면 더 쉽게 에너지를 얻어 착화온도가 낮아집니다. 산소 농도가 높으면 산화 반응이 활발해져 착화온도가 낮아지는 데 기여합니다. 하지만 분자 구조의 단순성은 착화온도와 직접적인 관련이 없습니다.

단원자 분자의 경우, 내부 에너지는 병진 운동 에너지에만 기인하며, 이는 3개의 자유도를 가집니다. 따라서 정적비열($C_V$)은 $3R/2$입니다. 이상 기체 상태 방정식($PV=nRT$)에서 엔탈피($H=U+PV$)를 이용하면, 정압비열($C_P$)은 $C_V + R = 5R/2$가 됩니다. 비열비($k$)는 $C_P/C_V$이므로, $(5R/2) / (3R/2) = 5/3 \approx 1.67$이 됩니다.

증기운 폭발은 액체가 급격히 기화하면서 발생하는 것으로, **점화원의 위치(3번)**는 폭발의 발생 자체보다는 폭발의 확산 범위나 피해 정도에 영향을 줄 수 있습니다. 반면, **방출된 물질의 양(1번)**, **증발된 물질의 분율(2번)**, 그리고 **혼합비(4번)**는 증기운의 형성과 폭발 가능성을 결정하는 직접적인 요인입니다. 따라서 증기운 폭발의 발생 자체에 가장 거리가 먼 인자는 점화원의 위치입니다.

시안화수소(HCN)는 불안정한 물질로, 장기간 저장 시 스스로 중합 반응을 일으켜 폭발할 위험이 있습니다. 이 중합 반응은 예측하기 어렵고 격렬하게 진행될 수 있어 가장 큰 저장 금지 이유가 됩니다. 따라서 시안화수소는 중합 폭발을 방지하기 위해 장기간 보관이 엄격히 제한됩니다.

정답은 2번 '폭발적 증발'입니다. 물리적 폭발은 물질의 화학적 변화 없이 물리적인 상태 변화(주로 급격한 부피 팽창)에 의해 발생하는 폭발을 의미합니다. 폭발적 증발은 액체가 급격히 기체로 변하면서 부피가 팽창하여 발생하는 현상으로, 화학 반응이 일어나지 않는 물리적 과정입니다. 반면, 가스폭발, 디토네이션, 중합폭발은 물질의 화학적 변화를 동반하는 화학적 폭발에 해당합니다.

유동층 연소는 연료와 공기를 유동화시켜 연소 효율을 높이는 방식입니다. 보기 1번은 유동층 연소의 장점과 거리가 멉니다. 유동층 연소는 일반적으로 부하 변동에 대한 적응력이 다른 연소 방식에 비해 떨어지는 편입니다. 나머지 보기들은 유동층 연소의 주요 장점으로 꼽힙니다.

이 문제는 돌턴의 부분 압력 법칙을 이용하여 해결할 수 있습니다. 각 기체는 다른 기체의 존재에 영향을 받지 않고 독립적으로 전체 부피를 차지하는 것처럼 행동합니다. 기체 A의 부분 압력은 $P_A = \frac{n_A RT}{V_{total}}$로 계산되며, 기체 B의 부분 압력도 마찬가지로 $P_B = \frac{n_B RT}{V_{total}}$입니다. 온도가 일정하고, 기체의 몰수는 변하지 않으므로, 각 기체의 압력은 부피에 반비례합니다. 따라서 기체 A의 새로운 압력은 $0.5 $\text{ atm}$ \times \frac{10 \text{ L}}{15 $\text{ L}$} = \frac{1}{3} $\text{ atm}$$이고, 기체 B의 새로운 압력은 $1.0 $\text{ atm}$ \times \frac{5 \text{ L}}{15 $\text{ L}$} = \frac{1}{3} $\text{ atm}$$이 됩니다. 두 기체의 부분 압력을 더하면 전체 압력은 $\frac{1}{3} $\text{ atm}$ + \frac{1}{3} $\text{ atm}$ = \frac{2}{3} $\text{ atm}$$이 됩니다.

가연성 가스의 폭발하한값은 공기와 혼합되었을 때 폭발을 일으킬 수 있는 최소 농도를 의미합니다. 폭발하한값이 낮을수록 적은 양으로도 쉽게 폭발할 수 있습니다. 문제에서 정답은 '2번 부탄'인데, 이는 부탄의 폭발하한값이 다른 보기들에 비해 상대적으로 낮기 때문입니다.

피크노미터는 액체의 밀도를 정밀하게 측정하는 데 사용됩니다. 액체의 밀도를 알면 이를 통해 액체의 비중을 계산할 수 있습니다. 따라서 피크노미터는 주로 액체의 비중을 측정하는 데 사용됩니다.

이 문제는 일정한 압력 하에서 기체의 부피 변화에 따른 일을 계산하는 문제입니다. 일은 압력과 부피 변화량의 곱으로 계산됩니다. 즉, 일(W) = 압력(P) × (최종 부피(V2) - 초기 부피(V1)) 입니다. 이 식에 주어진 값을 대입하면, W = 200 kPa × (0.3 m³ - 0.1 m³) = 200 kPa × 0.2 m³ = 40 kJ이 됩니다. 따라서 정답은 3번입니다.

미연소 혼합기의 흐름이 층류에서 난류로 바뀌면 연소 과정에 변화가 생깁니다. 난류는 혼합을 촉진하여 연료와 산소의 접촉을 늘리기 때문에, 확산 연소의 경우 단위 면적당 연소율이 높아지고(1번), 예혼합 연소의 경우 화염 전파 속도가 빨라집니다(4번). 또한, 난류는 화염을 더 불규칙하고 넓게 만들어 화염대의 두께를 증대시키고(3번), 연소율을 전반적으로 높이는 경향이 있습니다. 하지만 적화식 연소는 난류 확산 연소의 한 형태이긴 하지만, 항상 연소율이 높다고 단정할 수는 없으며, 오히려 불완전 연소를 유발할 가능성도 있어 2번이 옳지 않은 설명입니다.

정답은 2번 활성화에너지입니다. 활성화에너지는 화학 반응이 일어나기 위해 반응물이 넘어야 하는 에너지 장벽이며, 이 에너지를 흡수해야만 반응이 시작될 수 있습니다. 점화에너지, 형성엔탈피, 연소에너지는 활성화에너지와는 다른 개념입니다.

이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용하여 공기의 부피를 계산하는 문제입니다. 이상기체 상태방정식($PV=nRT$)에서 압력($P$), 온도($T$), 몰수($n$)를 알고 있다면 부피($V$)를 구할 수 있습니다. 공기의 질량과 평균 분자량을 이용하여 몰수를 계산하고, 온도 단위를 켈빈으로 변환한 후 식에 대입하면 공기의 부피를 얻을 수 있습니다.

정답은 2번 '비점화방폭구조'입니다. 이 구조는 정상 작동 시뿐만 아니라 고장 상황에서도 주변의 폭발성 가스나 증기를 점화시키지 않도록 설계되었습니다. 핵심은 고장 시에도 점화원이 발생하지 않도록 하는 데 있습니다.

이 문제는 내연기관의 작동 원리를 묻고 있습니다. 내연기관은 흡입, 압축, 폭발(연소), 배기의 4행정을 반복하며 동력을 얻습니다. 보기 중 펄스 연소는 이러한 4행정을 반복하며 연소를 일으키는 방식입니다. 따라서 정답은 1번 펄스 연소입니다.

정답은 3번입니다. 연소범위는 가연성 물질이 공기와 혼합되었을 때 불이 붙을 수 있는 농도의 범위를 나타내며, 이 범위 밖에서는 연소가 일어나지 않아 위험도를 판단하는 중요한 기준이 됩니다. 1번은 폭발은 급격한 연소이고, 2번은 착화점은 연소가 시작되는 최저 온도이며, 4번은 자연발화는 외부 점화원 없이 스스로 불이 붙는 현상을 의미하므로 옳지 않습니다.

버너 출구에서 가연성 기체의 유출 속도가 연소 속도보다 빠르면, 불꽃이 연소 지점을 넘어 노즐 밖으로 밀려나면서 꺼지게 됩니다. 이 현상을 **블로우 오프(blow off)**라고 합니다. 핵심은 **유출 속도와 연소 속도의 상대적인 크기**입니다.

용기 충전구의 "V" 홈은 **왼나사(left-hand thread)**를 나타냅니다. 이는 특정 가스 용기의 연결부가 다른 용기와 혼동되지 않도록 하는 안전 장치입니다. 왼나사는 일반적인 오른나사와 반대 방향으로 돌려 잠그는 방식으로, **가연성 가스**를 취급하는 용기에서 주로 사용되어 오용을 방지합니다.

LP가스를 이용한 도시가스 공급방식이 아닌 것은 '생가스 혼합방식'입니다. 생가스는 천연가스나 LPG와 같이 정제되지 않은 가스를 의미하며, 도시가스 공급에는 정제되고 성질이 일정하게 유지된 가스가 사용됩니다. 직접 혼입, 공기 혼합, 변성 혼입 방식은 LPG를 도시가스 수준으로 만들기 위한 혼합 과정이며, 생가스는 이러한 과정과는 무관합니다.

고압가스 설비는 안전이 매우 중요하므로, 설비가 하중을 안전하게 지지할 수 있도록 지반의 허용지지력도를 충분히 고려해야 합니다. 단단한 점토질 지반은 일반적으로 비교적 높은 지지력을 가지지만, 고압가스 설비의 특성을 고려하여 안전을 확보하기 위해 0.1MPa의 허용지지력도를 적용하는 것이 일반적입니다. 이는 지반의 종류와 설비의 중요도를 종합적으로 판단하여 결정되는 기준입니다.

가스온수기는 안전을 위해 여러 장치가 필요하지만, **전도안전장치**는 반드시 부착하지 않아도 되는 안전장치입니다. 이는 온수기가 넘어졌을 때 가스 누출을 막는 장치로, 일반적인 설치 환경에서는 넘어질 위험이 적기 때문입니다. 반면, 정전안전장치, 역풍방지장치, 소화안전장치는 가스온수기의 안전한 작동과 화재 예방을 위해 필수적인 장치입니다.

폴리에틸렌관은 일반적으로 우수한 내열성과 보온성을 가지고 있어 2번 보기가 틀렸습니다. 인장강도가 적고 상온에서도 유연성이 풍부하며, 염화비닐관보다 가볍다는 점은 폴리에틸렌관의 일반적인 장점으로 알려져 있습니다. 따라서 내열성과 보온성이 나쁘다는 설명은 사실과 다릅니다.

**정답 이유:** 왕복압축기의 이론적인 토출량은 단면적, 행정, 회전수를 이용하여 계산할 수 있으며, 여기에 체적효율을 곱하면 실제 토출량이 됩니다. **핵심 개념:** * **이론 토출량:** 압축기가 1회 왕복 운동할 때 밀어내는 기체의 부피로, 단면적 × 행정 × 회전수(분당)로 계산됩니다. * **체적 효율:** 실제 압축기가 토출하는 기체의 양을 이론적인 토출량으로 나눈 값으로, 압축기의 성능을 나타냅니다.

정답은 2번 뜨임(tempering)입니다. 담금질로 인해 지나치게 단단해지고 깨지기 쉬워진 철을 적당한 온도로 다시 가열하여 내부 응력을 완화하고 인성을 부여하는 과정입니다. 이를 통해 경도는 약간 낮아지지만 탄성이 향상되어 실제 사용에 적합한 상태가 됩니다.

이 문제는 금속 재료의 표면에 압자를 누르거나 해머를 떨어뜨려 표면의 단단한 정도를 측정하는 시험 방법을 묻고 있습니다. 이러한 시험은 재료의 표면 경도를 평가하는 **경도시험**에 해당합니다. 따라서 정답은 3번입니다.

정답은 3번입니다. 외부전원법과 선택배류법을 결합한 강제 배류법은 레일의 전위가 높아도 외부 전원을 통해 방식 전류를 효과적으로 흐르게 할 수 있습니다. 이는 높은 전위차 환경에서도 방식 효과를 유지하기 위한 장점을 가집니다. 다른 보기들은 각 방식법의 특징을 잘못 설명하고 있습니다.

고압가스용기 및 장치는 가공 과정에서 재료 내부에 응력이 쌓이게 됩니다. 이러한 잔류응력은 용기나 장치의 파손 위험을 높일 수 있습니다. 따라서 열처리는 이러한 잔류응력을 제거하여 재료의 안전성을 확보하는 것이 가장 큰 목적입니다.

정답은 **1. 열분해 프로세스**입니다. 열분해 프로세스는 원유, 중유, 나프타와 같이 분자량이 큰 탄화수소 원료를 촉매 없이 고온(800~900℃)에서 가열하여 분자 구조를 깨뜨리는 과정입니다. 이 과정을 통해 에틸렌, 프로필렌 등 고열량의 가스를 얻을 수 있습니다. 핵심 개념은 **촉매 없이 고온에서 탄화수소의 화학 결합을 끊어 더 작은 분자로 분해하는 것**입니다.

고압가스용 기화장치 기화통 용접부에는 탄소 함량이 높은 강재 사용이 제한됩니다. 탄소 함량이 0.35% 이상인 강재는 용접 시 취성이 증가하여 균열 발생 위험이 커지기 때문입니다. 따라서 고압가스 설비의 안전성을 위해 탄소 함량 기준을 엄격하게 관리합니다.

LPG 용기의 충전량은 용기의 내용적뿐만 아니라 가스의 비중과 안전 규정을 고려하여 결정됩니다. LPG의 주성분인 프로판은 액화 상태에서 밀도가 약 0.5 kg/L이므로, 70L 용기에 이론적으로는 약 35kg을 충전할 수 있습니다. 하지만 안전을 위해 용기의 80%까지만 충전하는 규정과 온도 변화에 따른 팽창을 고려하여 실제 최대 충전량은 약 30kg으로 제한됩니다.

이 문제는 펌프의 필요 동력을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 물의 무게, 높이, 유량을 이용하여 펌프가 해야 할 일의 양을 계산하고, 펌프의 효율을 고려하여 실제 필요한 동력을 구하는 것입니다. **정답 이유:** 필요 동력을 계산하기 위한 공식은 다음과 같습니다. $P = \frac{Q \times H \times \rho \times g}{\eta \times 1000}$ 여기서, * $P$: 필요 동력 (kW) * $Q$: 송출량 (m³/s) * $H$: 전양정 (m) * $\rho$: 물의 밀도 (1000 kg/m³) * $g$: 중력 가속도 (9.8 m/s²) * $\eta$: 펌프 효율 주어진 값을 대입하면 다음과 같습니다. * $Q = 500 \, $\text{L/min}$ = 500/60 \, $\text{L/s}$ \approx 8.33 \, $\text{L/s}$ = 0.00833 \, $\text{m³/s}$$ * $H = 20 \, $\text{m}$$ * $\eta = 0.60$ $P = \frac{0.00833 \, \text{m³/s} \times 20 \, $\text{m}$ \times 1000 \, $\text{kg/m³}$ \times 9.8 \, $\text{m/s²}$}{0.60 \times 1000} \approx 2.72 \, $\text{kW}$$ 따라서 필요 동력은 약 2.7 kW이므로 보기 2번이 정답입니다.

캐비테이션은 펌프 내부에서 액체 내 기포가 발생하고 터지는 현상으로, 펌프 손상을 유발합니다. 펌프 위치를 낮추면 흡입수두가 높아져 액체 내 압력이 상승하고, 이는 기포 생성을 억제하여 캐비테이션을 방지합니다. 반대로 흡입수두를 작게 하거나 흡입관 지름을 작게 하는 것은 캐비테이션을 유발할 수 있으며, 회전수를 크게 하는 것도 압력 강하를 심화시켜 캐비테이션을 악화시킬 수 있습니다.

저온 환경에서는 금속 재료의 **연신율**이 감소합니다. 이는 온도가 낮아질수록 금속 원자들의 움직임이 둔해져 재료가 변형되거나 파괴될 때 더 적은 양의 길이 변화를 보이기 때문입니다. 따라서 저온에서는 재료가 더 취약해지는 경향을 보입니다.

## LP가스 2단 감압식 조정기 특징 설명 **정답:** 1번 **이유:** 2단 감압식 조정기는 1차 감압 후 2차 감압을 거치기 때문에, 1차용 조정기의 조정압력은 25kPa보다 **낮게** 설정됩니다. 나머지 보기들은 2단 감압식 조정기의 장점을 올바르게 설명하고 있습니다. **핵심 개념:** 2단 감압식 조정기는 2단계에 걸쳐 압력을 낮추어 최종적으로 안전하고 균일한 압력을 공급하는 방식입니다. 이를 통해 배관의 압력 손실을 줄이고 작은 배관 구경을 사용할 수 있다는 장점이 있습니다.

펌프의 수격현상은 갑작스러운 유량 변화로 인해 발생하는 압력 충격입니다. 1, 2, 3번은 모두 이러한 유량 변화를 완화하거나 충격을 흡수하여 수격현상을 방지하는 방법입니다. 반면 4번은 펌프 주입구에 밸브를 설치하고 제어하는 것이 수격현상을 유발할 수 있는 잘못된 방법이므로 정답입니다.

정답은 **3. 상용압력**입니다. 상용압력은 설비가 실제로 사용될 때 각 부분에 가해지는 가장 높은 압력을 의미합니다. 내압시험 및 기밀시험은 이러한 실제 사용 압력보다 더 높은 압력을 가하여 설비의 안전성을 확인하는 것이므로, 상용압력이 시험 압력의 기준이 됩니다. 설계압력이나 설정압력은 상용압력과 다를 수 있습니다.

레이놀즈식 정압기는 정특성이 매우 뛰어나 미세한 압력 변화도 정확하게 감지할 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만 이러한 높은 감도 때문에 외부의 작은 교란에도 쉽게 영향을 받아 안정성이 부족하다는 단점을 가집니다. 따라서 정밀한 측정은 가능하지만, 외부 환경이 안정적이지 않으면 오차가 발생할 수 있습니다.

냉동기 냉매 설비의 기밀시험은 설비의 안전성을 확보하기 위해 설계된 압력보다 높은 압력으로 진행됩니다. 정답은 1번 '설계압력 이상의 압력'이며, 이는 설비가 설계된 최대 하중을 견딜 수 있는지 확인하기 위한 일반적인 안전 기준입니다. 사용압력은 실제 운전 시 발생하는 압력이므로, 설계압력 이상의 압력으로 시험하는 것이 설비의 안전성을 더 확실하게 보장합니다.

아세틸렌은 탄소-탄소 삼중 결합을 가지는 불포화 탄화수소입니다. (㉠) 아세틸렌은 불꽃 용접에 사용되는 등 높은 발열량을 가지며, (㉡) 또한 에틸렌 생산의 원료로도 활용됩니다. (㉢) 따라서 아세틸렌에 대한 설명은 모두 옳으므로 정답은 4번입니다.

**정답 이유:** 밀폐식 보일러 사고 원인과 가장 거리가 먼 것은 '전용 보일러실에 설치하지 않은 경우'입니다. 밀폐식 보일러는 구조상 연소에 필요한 공기를 외부에서 직접 공급받고 배기가스도 외부로 배출하기 때문에, 반드시 전용 보일러실에 설치해야 하는 것은 아닙니다. **핵심 개념:** 밀폐식 보일러는 **밀폐된 공간에서 연소**가 이루어지므로, **외부 공기 공급 및 배기가스 배출**이 원활해야 안전하게 작동합니다. 나머지 보기들은 모두 이러한 안전 확보와 직접적인 관련이 있는 사항들입니다.

정답은 1번입니다. 산소 충전용기 보관실의 지붕은 콘크리트가 아닌 **불연성 재료**로 해야 합니다. 이는 산소가 누출될 경우 폭발 위험이 있어, 지붕이 폭발 시 파편이 튀는 것을 막기 위한 조치입니다. 핵심 개념은 **산소 충전용기 보관실의 안전 규정**입니다.

정답은 2번입니다. 염소는 독성이 매우 강하므로, 작업 전에 제해(독성 제거) 과정을 거치고 불활성 기체로 치환하여 공기 중 농도를 안전한 수준 이하로 낮춘 후 작업해야 합니다. 이는 유해 가스 취급 시 작업자의 안전을 확보하기 위한 필수적인 절차입니다.

산소, 아세틸렌, 수소와 같은 가스는 **안전과 직결**되므로, 제조 과정에서 **지속적인 품질 관리**가 필수적입니다. 따라서 **매일 1회 이상** 품질 검사를 실시하여 가스의 순도 및 불순물 함량 등을 확인해야 합니다. 이는 **법적 규제** 사항이며, **사고 예방**을 위한 핵심적인 조치입니다.

이 문제는 내용적 50L 용기에 프로판가스를 충전할 때 최대 충전량을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 **충전량 = 내용적 × 충전상수** 입니다. 주어진 내용적 50L와 프로판의 충전상수 2.35를 곱하면 최대 충전량은 50L × 2.35 = 117.5 kg이 됩니다. 하지만 문제에서 보기는 kg 단위이므로, 일반적으로 가스 충전 시에는 안전을 위해 내용적에 대한 충전량의 비율을 제한하며, 이 문제에서는 보기와 충전상수 값을 통해 실제 충전량은 21.3kg을 초과할 수 없음을 알 수 있습니다.

액화석유가스(LPG) 저장탱크의 폭발방지장치로 사용되는 금속은 **알루미늄**입니다. 알루미늄은 **낮은 융점**을 가지고 있어, 과도한 압력이나 온도로 인해 폭발 위험이 발생했을 때 다른 금속보다 먼저 녹아내리면서 내부의 압력을 안전하게 방출하는 역할을 합니다. 이는 **안전밸브**와 유사한 원리로 작동하여 저장탱크의 폭발을 효과적으로 방지합니다.

이 문제는 위험물 운반 시 운반책임자의 동승 의무에 대한 규정을 묻고 있습니다. 핵심은 위험물의 종류와 양에 따라 운반책임자의 동승 여부가 결정된다는 점입니다. 정답인 1번 '압축산소 : 100m³ 이상'은 운반책임자 동승 의무 대상이 아닙니다. 다른 보기들은 특정 양 이상일 경우 운반책임자 동승이 의무화되는 위험물들입니다.

염소는 매우 반응성이 큰 물질로, 특히 수소와 혼합 시 빛이나 열 없이도 폭발적으로 반응하여 염화수소를 생성하는 위험성이 있습니다. 따라서 염소와 수소의 혼합은 냉암소에서도 폭발할 수 있으므로 주의해야 합니다. 나머지 보기들은 염소의 일반적인 성질을 올바르게 설명하고 있습니다.

정답은 1번입니다. 아세틸렌은 폭발 위험이 높아 **다공질 물질**에 흡수시켜 충전해야 하며, 수산화나트륨이나 디메틸포름아미드는 흡수제가 아닌 **안정제** 역할을 합니다. 따라서 아세틸렌을 이러한 물질에 침윤시켜 충전한다는 설명은 틀렸습니다. 핵심 개념은 고압가스 충전 시 **안전한 충전 방법과 안정제 사용 여부**입니다.

이동식 부탄연소기용 용접용기는 일반적으로 고압이나 반복적인 사용, 진동에 대한 안전성을 검사합니다. **충수검사**는 물을 채워 압력을 확인하는 방식으로, 부탄연소기 용접용기의 검사 방법으로는 적절하지 않습니다. 따라서 정답은 4번입니다.

LP 가스용 염화비닐 호스에 대한 설명 중 틀린 것은 3번입니다. LP 가스용 호스의 바깥층 재료는 내구성과 내후성을 고려하여 염화비닐이 아닌 다른 재료를 사용하며, 이는 안전 규격에 따른 것입니다. 나머지 보기들은 호스의 허용차, 보강층 제조 방식, 그리고 층간 접착성에 대한 올바른 설명입니다.

도시가스사용시설의 가스누출경보기는 가스 누출 시 즉시 경보를 울려야 합니다. 따라서 가스 농도가 기준 이하로 내려가도 자동으로 멈추지 않고, 누출 위험이 완전히 해소될 때까지 경보를 유지하거나 수동으로 해제해야 안전을 확보할 수 있습니다. 이는 가스누출경보기의 핵심 기능인 '안전 확보'와 관련됩니다.

이동식 부탄연소기는 안전하고 효율적인 사용을 위해 몇 가지 주의사항을 지켜야 합니다. **정답:** 3번. 사용하는 그릇은 연소기의 삼발이보다 폭이 좁은 것을 사용한다. **이유 및 핵심 개념:** * **안정성:** 삼발이보다 폭이 좁은 그릇을 사용하면 연소기 위에 안정적으로 고정되어 넘어질 위험이 줄어듭니다. 이는 화재나 부상을 예방하는 데 중요합니다. * **효율성:** 그릇이 삼발이보다 너무 넓으면 불꽃이 옆으로 퍼져 열 손실이 발생하고, 좁으면 불꽃이 그릇 바닥에 제대로 닿지 않아 효율이 떨어집니다. 적절한 크기의 그릇 사용은 열 전달 효율을 높여 조리 시간을 단축하고 연료를 절약하는 데 도움이 됩니다.

고압가스 용기 파열의 주된 원인은 용기 내부 압력의 비정상적인 상승입니다. 보기 1, 2, 3은 모두 용기 내부 온도를 높이거나 화학 반응을 유발하여 압력을 상승시키는 요인입니다. 반면, **적정 충전**은 규정된 양만큼 가스를 충전하는 것으로, 오히려 압력 상승을 방지하는 안전 조치에 해당하므로 파열 사고의 원인과는 가장 거리가 멉니다.

액화석유가스 자동차용 충전호스는 안전을 위해 최대 5m 이내로 설치해야 합니다. 이는 호스가 너무 길면 차량 이동 시 꼬이거나 손상될 위험이 커지기 때문입니다. 다른 보기들은 안전 기준에 부합하지 않거나 불필요한 요구사항입니다.

고압가스 특정제조시설의 특수반응 설비는 일반적으로 위험성이 높거나 특수한 기술이 요구되는 반응 공정을 의미합니다. 2번 '고밀도 폴리에틸렌 분해 중합기'는 폴리에틸렌을 분해하는 설비로, 이는 중합(합성)과는 반대되는 개념이며 특수반응 설비로 분류되지 않습니다. 나머지 보기들은 고압가스 제조 과정에서 특수한 반응을 일으키는 설비들입니다.

독성가스 용기 운반 시 안전을 위해 용기는 반드시 **세워서 적재**해야 합니다. 눕혀서 적재하면 용기가 전복되거나 굴러떨어져 파손될 위험이 커지기 때문입니다. 따라서 4번 보기가 옳지 않은 기준입니다.

액화석유가스(LPG) 설비의 기밀시험 시 산소는 사용이 부적합합니다. 이는 산소가 LPG와 반응하여 폭발 위험을 높이기 때문입니다. 공기, 탄산가스, 질소는 LPG와 반응성이 낮아 기밀시험에 안전하게 사용될 수 있습니다. 핵심 개념은 **가연성 가스와의 반응성**입니다.

가스계량기의 검정 유효 기간은 최대 유량이 10 m³/h 이하인 경우 5년입니다. 이는 계량기의 정확성을 유지하고 안전한 사용을 보장하기 위한 법적 규정이며, 주기적인 검정을 통해 계량기의 성능을 확인합니다. 따라서 5년마다 계량기 검정을 받아야 합니다.

정답은 1번 수소입니다. 헴펠식 분석장치에서 습수법은 특정 가스를 흡수액에 녹여 제거하는 방식인데, 수소는 물에 거의 녹지 않아 습수법으로 제거하기 어렵습니다. 따라서 수소는 연소시켜 생성된 물을 측정하는 연소법으로 정량해야 합니다.

공업용 액면계는 **고온, 고압, 부식성 환경**에서도 안정적으로 작동해야 합니다. 따라서 부식에 약하다는 조건은 액면계의 필수 요건과 반대되므로 틀렸습니다. 액면계는 연속 측정, 지시기록, 원격 측정, 자동 제어 적용, 쉬운 계측 및 보수 등의 기능을 갖추어야 합니다.

정답은 3번입니다. 가스크로마토그래피에서 질소(N2)와 산소(O2)를 분리할 때, 일반적으로 질소가 산소보다 컬럼을 먼저 통과하여 검출됩니다. 따라서 산소가 질소보다 먼저 나오도록 컬럼을 선택하는 것은 옳지 않은 방법입니다. 1, 2, 4번은 모두 질소와 산소를 효과적으로 분리하고 정량하는 데 도움이 되는 올바른 방법입니다.

이 문제는 U자관 액면계에서 수은 기둥의 높이를 이용하여 압력을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 유체 정역학에서 압력은 유체의 밀도, 중력 가속도, 그리고 유체의 높이에 비례한다는 것입니다. 문제에서 주어진 70cm 높이의 수은 기둥이 나타내는 압력은 약 0.92 atm이며, 여기에 대기압 1 atm을 더하면 절대압은 약 1.92 atm이 됩니다. 따라서 정답은 2번입니다.

오리피스 플레이트 설계 시 **스월(swirl)**은 일반적으로 반영되지 않아도 됩니다. 오리피스 플레이트는 유량 측정을 위해 유체의 흐름을 인위적으로 제한하여 압력 강하를 발생시키는 장치입니다. 표면 거칠기, 엣지 각도, 베벨 각 등은 유체의 흐름 특성과 압력 강하에 직접적인 영향을 미치므로 설계 시 중요하게 고려됩니다. 반면, 스월은 유체의 회전 흐름을 의미하며, 이는 오리피스 플레이트 자체의 설계보다는 유체가 유입되는 배관 시스템의 특성에 더 큰 영향을 받습니다. 따라서 오리피스 플레이트 자체 설계에서는 스월을 직접적으로 반영할 필요가 적습니다.

정답은 4번 매클라우드 진공계입니다. **핵심 개념:** * **기체의 열전도율을 이용한 진공계:** 진공 환경에서 기체의 압력이 낮아지면 열전도율이 변하는 원리를 이용합니다. 이 변화를 측정하여 압력을 알아냅니다. * **매클라우드 진공계:** 이 진공계는 기체의 열전도율이 아닌, **기체의 분자 수를 측정**하는 원리를 이용합니다. 즉, 기체 분자가 특정 영역을 통과하는 시간을 측정하여 압력을 알아냅니다. 따라서 매클라우드 진공계는 기체의 열전도율을 이용하는 진공계가 아닙니다.

게이지압력은 측정하는 지점에서의 대기압을 기준으로 하는 압력입니다. 즉, 대기압을 0으로 놓고 그보다 얼마나 더 높은지 또는 낮은지를 나타냅니다. 따라서 절대압력이나 표준대기압과는 다른 기준을 사용합니다.

정답은 2번 침종식 압력계입니다. 침종식 압력계는 액체의 밀도 차이를 이용해 압력을 측정하는 장치로, 아르키메데스의 원리(물체가 유체에 잠길 때 받는 부력은 물체가 밀어낸 유체의 무게와 같다)에 기반합니다. 즉, 침강하는 물체의 무게 변화를 측정하여 압력을 알아내는 원리입니다.

정답은 4번 불꽃이온화(FID) 검출기입니다. FID 검출기는 탄화수소 분자를 연소시켜 이온을 생성하고, 이 이온을 측정하여 농도를 파악합니다. 따라서 H₂나 O₂와 같이 연소되지 않는 기체에는 반응하지 않지만, 탄화수소에는 매우 민감하게 반응하는 특징을 가집니다.

정답은 2번 오르자트법입니다. 오르자트법은 가스의 화학적 성질을 이용해 특정 성분을 흡수시켜 분석하는 **화학적 분석법**입니다. 반면, 열전도율법, 적외선흡수법, 가스크로마토그래피법은 가스의 물리적 특성(열전도도, 흡광도, 분리 능력)을 이용하므로 물리적 분석법에 해당합니다.

가스누출경보기의 검지 방법 중 **확산분해식**은 일반적인 가스 누출 감지에 사용되지 않습니다. 반도체식, 접촉연소식, 기체 열전도도식은 특정 가스의 농도 변화를 감지하여 누출을 경고하는 원리를 이용합니다. 반면, 확산분해식은 물질이 확산되는 과정을 이용하는 것으로, 직접적인 가스 누출 감지보다는 다른 분야에 적용되는 개념입니다.

정답은 1번 적분동작입니다. 적분동작은 제어량의 편차가 누적된 값에 비례하여 제어량을 조절합니다. 따라서 측정 및 조절 지연이 작을수록 편차가 빠르게 누적되어 제어량이 설정값에 수렴하게 됩니다. 제어량의 편차가 없어질 때까지 동작을 계속한다는 설명은 적분동작의 특성을 나타냅니다.

기체 크로마토그래피(GC)는 시료를 기체 상태로 만들어 컬럼을 통과시키며 각 성분을 분리하는 분석법입니다. 1번 '연속 분석이 가능하다'는 GC의 일반적인 특성에 해당하지 않습니다. GC는 시료 주입 후 분리 및 검출까지 일련의 과정을 거치므로, 연속적인 실시간 분석보다는 주기적인 분석에 더 적합합니다.

오리피스, 플로노즐, 벤튜리 유량계는 모두 유체가 좁은 통로를 통과할 때 발생하는 **압력 강하**를 측정하여 유량을 계산하는 장치입니다. 이는 유체의 속도가 빨라지면 압력이 낮아지는 **베르누이 원리**에 기반합니다. 따라서 이 세 가지 유량계는 모두 압력 강하 측정을 공통점으로 가집니다.

정답은 2번입니다. 특수 성분 분석 시 시료 가스의 수분이나 기름 성분이 응축되어 분석에 영향을 미치는 경우, 흡수 장치를 보온하거나 가온하는 것이 아니라 **응축을 방지하기 위해 가열**해야 합니다. 이는 응축된 수분이나 기름이 분석 대상 성분과 반응하거나 흡수되어 정확한 분석 결과를 얻지 못하게 하기 때문입니다. 핵심 개념은 **시료 가스의 불순물(수분, 기름)이 분석 결과에 미치는 영향**을 최소화하기 위한 **적절한 온도 관리**입니다.

가스미터는 사용량이 많을수록 정확한 계량이 중요하므로, 소형으로 계량 용량이 적다는 조건은 틀렸습니다. 가스미터는 내구성이 뛰어나고, 감도가 좋으며 압력 손실이 적어야 정확한 계량이 가능합니다. 또한, 구조가 간단하고 수리가 용이해야 유지보수가 편리합니다.

정답은 4번입니다. 계통오차는 오차의 원인을 파악하고 있다면 **제거하거나 줄일 수 있습니다.** 예를 들어, 계기가 잘못 교정되었다면 이를 바로잡아 오차를 제거할 수 있습니다. 따라서 오차의 원인을 알 수 없어 제거할 수 없다는 설명은 옳지 않습니다. 계통오차는 계기오차, 개인오차, 이론오차 등으로 분류되며, 측정 조건 변화에 따라 규칙적으로 발생하여 참값에 대해 일정한 방향으로 치우침을 유발하는 특징을 가집니다.

정답은 1번 세라믹 O₂계입니다. 이 계측기는 산소 농도에 따라 발생하는 기전력(전압)의 차이를 이용하여 산소 농도를 측정합니다. 핵심 개념은 산화지르코늄(세라믹)이 고온에서 산소 이온을 통과시키고, 이때 발생하는 전위차를 측정하는 원리입니다.

루트미터는 주로 가스 유량을 측정하는 장치로, **칼만(KARMAN)식과 스월(SWIRL)식은 루트미터의 종류가 아닙니다.** 칼만 와류는 유체 흐름에서 발생하는 현상이며, 스월 유량계는 다른 원리로 작동하는 유량계입니다. 따라서 3번 보기가 틀렸습니다. 루트미터는 다양한 가스에 적용 가능하며, 먼지 등 이물질에 의해 정확도와 수명이 영향을 받는다는 점은 맞는 설명입니다.