2019년 가스산업기사 1회차

연소 속도는 연료가 얼마나 빨리 타는지를 나타내는 지표입니다. 연소 속도에 영향을 미치는 요인은 연료의 표면적, 산소 공급량, 온도 등이 있습니다. 보기 중 **염의 높이**는 연소 속도에 직접적인 영향을 미치지 않습니다. 관의 단면적, 내염표면적, 관의 염경은 모두 연료의 표면적이나 산소 공급과 관련되어 연소 속도에 영향을 줄 수 있습니다.

이 현상은 **폭굉(Detonation)**이라고 합니다. 폭굉은 일반적인 연소와 달리, 연소파가 진행하면서 발생하는 충격파가 자체적으로 연소를 촉진하여 화염 전파 속도가 음속의 수 배에 달하는 매우 빠른 연소 현상입니다. 일반적인 폭발은 압력파만 발생하지만, 폭굉은 초음속의 충격파와 연소가 결합된 형태로, 문제에서 제시된 1000~3500 m/s의 속도 증가가 이를 나타냅니다.

(CO_2)_{max}는 연소 시 발생하는 이산화탄소의 최대 농도를 의미합니다. 이산화탄소는 연료가 완전히 연소될 때 생성되므로, 연료가 가진 탄소가 모두 산소와 결합하여 CO_2가 되는 이상적인 조건, 즉 이론 공기량으로 연소시켰을 때 CO_2의 농도가 최대가 됩니다. 실제 공기량이나 과잉 공기량에서는 질소 등 다른 기체들이 혼합되어 CO_2의 상대적인 농도가 낮아지며, 부족 공기량에서는 불완전 연소로 인해 CO_2 대신 CO가 생성되어 CO_2 농도가 오히려 감소합니다.

정답은 4번 유황의 확산연소입니다. 유황은 고체 상태에서 직접 기체로 변하는 승화 현상을 통해 연소하며, 이를 **승화연소**라고 합니다. 확산연소는 주로 가스나 증기가 공기와 섞여 연소하는 형태를 의미합니다. 나머지 보기들은 각 물질의 일반적인 연소 형태를 올바르게 나타내고 있습니다.

착화온도는 물질이 스스로 불붙는 최저 온도를 의미합니다. 발열량이 높거나 반응 활성도가 클수록, 즉 더 쉽게 반응하여 열을 많이 발생하는 물질일수록 착화온도는 낮아집니다. 분자 구조가 복잡한 물질도 일반적으로 더 많은 에너지를 필요로 하므로 착화온도가 높아지는 경향이 있습니다. 따라서 압력이 작을수록 착화온도가 낮아지는 조건은 아닙니다.

이상기체는 분자 간 인력과 분자 자체의 부피를 무시하는 가상의 기체입니다. 실제 기체는 저온, 고압 조건에서 분자 간 인력이 강해지고 분자 자체의 부피가 중요해져 이상기체와 멀어집니다. 따라서 저온, 고압일수록 이상기체에 가까워진다는 설명은 틀렸습니다.

옥탄($$\text{C}$_8$\text{H}$_{18}$)의 완전 연소는 산소($$\text{O}$_2$)와 반응하여 이산화탄소($$\text{CO}$_2$)와 물($$\text{H}$_2$\text{O}$$)을 생성하는 반응입니다. 화학 반응식에서는 반응 전후의 원자 수가 같아야 하므로, 옥탄 2분자가 완전 연소될 때 이산화탄소 16분자와 물 18분자가 생성되는 3번 반응식이 옳습니다. 이는 질량 보존 법칙과 화학량론의 기본 원리를 적용한 것입니다.

폭굉을 일으킬 수 있는 기체가 파이프 내에 있을 때, 폭굉 방지 및 방호에 대한 설명으로 틀린 것은 4번입니다. 파이프 라인에 장애물이 있는 곳은 오히려 관경을 축소하면 폭굉을 더 쉽게 일으킬 수 있습니다. 폭굉 방지를 위해서는 장애물을 제거하거나, 회전을 완만하게 하고, 파이프의 지름대 길이 비를 작게 유지하는 것이 중요합니다.

층류 연소속도는 열 전달과 물질 전달의 복합적인 과정에 의해 결정됩니다. 정답인 4번은 미연소 혼합기의 열전도율이 높을수록 열이 더 잘 전달되어 연소 반응이 빠르게 일어나므로 층류 연소속도가 커진다는 것을 설명합니다. 나머지 보기는 층류 연소속도에 직접적으로 큰 영향을 미치지 않거나 반대의 관계를 가집니다.

이 문제는 탄화수소 연료의 착화온도를 비교하는 문제입니다. 착화온도는 연료가 불꽃 없이도 스스로 발화하는 최저 온도를 의미합니다. 일반적으로 탄소 원자 수가 적고 구조가 단순할수록 착화온도가 낮아지는 경향이 있습니다. 메탄은 가장 단순한 탄화수소로, 보기 중 가장 낮은 착화온도를 가지므로 정답이 아닙니다. 따라서 착화온도가 가장 높은 것은 메탄이 아닌 다른 연료입니다.

액체 연료가 공기 중에서 연소하는 현상은 **증발연소**에 해당합니다. 이는 액체 연료가 열을 받아 기체로 변한 후(증발), 이 기체가 공기 중의 산소와 섞여 연소하는 과정이기 때문입니다. 따라서 액체 연료의 연소는 기화 단계를 거치는 증발연소의 대표적인 예시입니다.

이 문제는 혼합가스의 공기 중 폭발하한계를 계산하는 문제입니다. 각 성분의 폭발하한계와 혼합물 내 비율을 이용하여 르 샤틀리에 법칙을 적용하면 혼합가스의 폭발하한계를 구할 수 있습니다. 계산 결과, 메탄 80v%, 프로판 5v%, 에탄 15v%인 혼합가스의 폭발하한계는 약 4.3%로 나타납니다.

정답은 4번입니다. 기상폭발은 가연성 혼합기가 형성되면 발생하지만, 폭발의 강도와 압력 상승은 혼합기의 양과 농도에 따라 달라집니다. 즉, 단순히 가연성 혼합기가 존재한다고 해서 무조건 큰 압력파가 발생하는 것은 아닙니다. 핵심 개념은 **폭발의 강도가 혼합물의 양과 농도에 비례한다**는 것입니다.

정답은 4번 산화에틸렌은 가연성이다 입니다. 가연성이란 물질이 불에 잘 타는 성질을 의미하며, 산화에틸렌은 이러한 가연성을 가지고 있습니다. 반면, 산소는 연소를 돕는 조연성이며, 일산화탄소와 수소는 각각 불연성이거나 연소하지만 직접적으로 불에 타는 성질과는 거리가 있습니다.

임계 상태는 순수한 물질이 기체와 액체 상태로 공존할 수 있는 최고 온도와 압력을 의미합니다. 이 상태를 넘어서면 기체와 액체의 구분이 사라지고 초임계 유체로 존재하게 됩니다. 따라서 2번 보기가 임계 상태를 가장 정확하게 설명하고 있습니다.

정답은 2번입니다. 폭발범위는 가스가 공기와 혼합되어 폭발할 수 있는 농도 범위를 나타내는데, 일반적으로 압력이 높아지면 가스의 분자 간 거리가 가까워져 반응성이 증가하므로 폭발범위는 오히려 넓어지는 경향이 있습니다. 따라서 압력이 높을 때 폭발범위가 좁아진다는 설명은 틀렸습니다.

동일 체적의 에탄, 에틸렌, 아세틸렌을 완전 연소시킬 때 필요한 공기량의 비는 각 물질의 탄소와 수소 원자 수에 따라 달라집니다. 연소 반응식을 통해 각 물질 1몰당 필요한 산소량을 계산하고, 공기는 산소의 약 4.76배이므로 이를 곱하면 공기량을 구할 수 있습니다. 따라서 에탄, 에틸렌, 아세틸렌의 공기량 비는 3.5 : 3.0 : 2.5가 됩니다.

이 문제는 화학 반응에서 원자들의 개수가 보존되는 '질량 보존 법칙'을 기반으로 합니다. 수소 기체($H_2$)와 산소 기체($O_2$)가 반응하여 물($H_2O$)이 생성될 때, 반응 전후의 수소 원자와 산소 원자의 개수가 같아야 합니다. 이를 맞추기 위해 반응식을 균형 있게 만들면 $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$가 됩니다. 따라서 $H_2$, $O_2$, $H_2O$의 몰 비는 2 : 1 : 2가 됩니다.

수소 가스의 공기 중 폭발 범위는 약 4.0%에서 75%입니다. 이 범위는 수소 가스가 공기 중에서 점화원에 의해 폭발할 수 있는 농도를 나타냅니다. 수소 가스의 농도가 이 범위보다 낮거나 높으면 폭발이 일어나지 않습니다.

에틸렌($C_2H_4$)의 완전 연소 반응식은 $C_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O$ 입니다. 이 반응식에 따르면 에틸렌 1몰당 산소 3몰이 필요합니다. 기체는 같은 온도, 압력에서 몰수비가 부피비와 같으므로, 에틸렌 1 $\rm m^3$를 완전 연소시키는 데는 산소 3 $\rm m^3$가 필요합니다. 따라서 정답은 3입니다.

**정답 이유:** 도시가스 매몰배관의 전기방식에서 기준 전위로 일반적으로 사용되는 것은 포화 황산동 기준전극(CSE)입니다. CSE는 안정적인 전위를 제공하며, -0.85V는 강철 배관이 부식을 방지하기 위해 유지해야 하는 최소한의 방식 전위 기준값으로 널리 사용됩니다. **핵심 개념:** * **전기방식:** 금속 구조물의 부식을 방지하기 위해 외부에서 전류를 흘려주는 방식입니다. * **기준 전극:** 측정 대상의 전위를 비교하기 위한 표준 전극으로, 안정적이고 재현 가능한 전위를 가집니다. * **방식 전위:** 금속이 부식되지 않고 안정적인 상태를 유지하는 전위 값입니다.

알루미늄은 대기 중에서 산화알루미늄 피막을 형성하여 자체적으로 부식을 방지하는 성질(자체 방식성)이 뛰어납니다. 문제에서 제시된 수산법, 황산법, 크롬산법은 이러한 알루미늄의 자체 방식성을 강화하거나 유지하는 방식으로 사용됩니다. 반면, 메타인산법은 알루미늄의 방식과는 직접적인 관련이 없는 처리법으로, 주로 다른 금속의 표면 처리나 세정 등에 사용될 수 있습니다. 따라서 메타인산법은 알루미늄의 방식법이 아닙니다.

**정답 이유:** 이 문제는 용기 내압시험에서 항구 증가량을 측정하는 것입니다. 항구 증가율은 전체 증가량 대비 항구적으로 변형된 양의 비율을 나타냅니다. **계산:** * **항구 증가율 (%) = (항구 증가량 / 전 증가량) * 100** * 항구 증가율 (%) = (15 mL / 200 mL) * 100 = 7.5% **핵심 개념:** * **전 증가량:** 내압시험 중 용기가 최대로 팽창한 부피 변화량 * **항구 증가량:** 압력을 제거한 후에도 용기에 영구적으로 남은 부피 변화량 * **항구 증가율:** 용기의 탄성 복원 능력을 평가하는 지표로, 낮을수록 탄성 복원 능력이 우수함을 의미합니다. 따라서 정답은 7.5%입니다.

고압가스 설비의 안전을 확보하기 위해 내압시험압력은 상용압력보다 높게 설정됩니다. 이는 설비가 예상치 못한 압력 상승에도 견딜 수 있도록 충분한 안전 여유를 확보하기 위함입니다. 일반적으로 고압가스 일반제조시설의 고압가스 설비는 상용압력의 1.5배 이상의 압력으로 내압시험을 실시하여 안전성을 검증합니다.

LPG 용기의 내압시험 압력은 최고 충전 압력의 1.6배 이상이어야 합니다. 최고 충전 압력이 1.56MPa이므로, 1.56MPa * 1.6 = 2.496MPa 이상이어야 합니다. 보기 중 이 기준을 만족하는 가장 높은 압력은 2.60MPa이므로 정답입니다. 이는 용기의 안전성을 확보하기 위한 규정입니다.

1단 감압식 저압조정기의 최대 폐쇄 압력은 **3.5kPa 이하**입니다. 이는 조정기가 더 이상 가스를 공급하지 않을 때, 즉 닫혔을 때의 최고 압력을 의미합니다. 이 성능 기준은 안전을 위해 가스 누출이나 과압을 방지하는 데 중요하며, 규정된 안전 기준을 충족해야 합니다.

다층 진공 단열법은 여러 층의 얇은 단열재와 진공층을 번갈아 쌓아 열전도와 대류를 효과적으로 차단하는 방식입니다. 보기 4번이 틀린 이유는, 저온부일수록 온도 차이가 작아져 온도 분포가 완만해지므로 오히려 단열 효과가 더 우수해지기 때문입니다. 즉, 저온부에서의 온도 분포 완만은 단열에 유리한 조건입니다.

정답은 2번입니다. 소형저장탱크는 화재 발생 시에도 쉽게 분리되지 않도록 기초에 단단히 고정해야 합니다. 이는 탱크의 전복이나 파손을 방지하여 대형 사고로 이어지는 것을 막기 위한 안전 규정입니다. 따라서 "쉽게 분리되지 않는 것으로 한다"는 내용은 틀린 설명입니다.

고압 산소 용기는 높은 압력을 견뎌야 하므로, **이음매가 없어 구조적으로 가장 튼튼한 이음매 없는 용기**가 가장 적합합니다. 용접 부위는 압력에 취약할 수 있어 고압 환경에는 부적합합니다. 따라서 이음매 없는 용기가 안전성과 내구성을 보장합니다.

탄소강은 탄소 함량에 따라 성질이 달라지는데, 탄소 함량이 적은 탄소강은 연성이 높아 가공이 쉽고 용접이 용이합니다. 반면, 탄소 함량이 많은 탄소강은 강도가 높아 스프링이나 공구 등에 사용됩니다. 따라서 탄소 함량이 적은 것이 스프링이나 공구에 사용된다는 설명은 틀렸습니다.

LPG 저장탱크에 가스를 충전할 때, 상용 온도에서 내용적의 90%를 초과하지 않아야 합니다. 이는 LPG가 온도 변화에 따라 부피가 크게 변하기 때문입니다. 만약 90% 이상 충전하면, 온도가 상승할 때 액체 LPG가 팽창하여 탱크 내 압력이 급격히 상승하고, 이는 안전 사고로 이어질 수 있습니다. 따라서 안전을 위해 일정 공간을 비워두는 것이 필수적입니다.

내진 설계 시 지반은 일반적으로 6가지 종류로 분류됩니다. 이는 지반의 강성과 진동 특성에 따라 지진 발생 시 건물이 받는 영향을 예측하고, 이에 맞춰 안전성을 확보하기 위함입니다. 각 분류는 지반의 종류(암반, 연약 지반 등)와 깊이 등을 고려하여 결정됩니다.

정답은 2번입니다. 산소 압축기에는 산소와 반응하여 폭발 위험이 있는 기계유 대신, **불활성 윤활유**를 사용해야 합니다. 광유나 특정 합성유 등이 사용될 수 있으며, 기계유는 산소와 반응성이 높아 사용이 부적합합니다.

냉동설비에서 냉매 가스는 열을 효과적으로 흡수하고 방출해야 하므로, 증발열이 커서 적은 양으로도 많은 열을 운반할 수 있어야 합니다. 또한, 낮은 온도에서도 액화되지 않도록 응고점이 낮고, 누설 시 위험이 없도록 안전성이 중요합니다. 반면, 증기의 비체적이 크면 압축기 용량이 커져 효율이 떨어지므로 냉매 가스의 구비조건으로 틀립니다.

이 문제는 연속 방정식의 원리를 이용합니다. 유체가 흐르는 관에서 질량 보존 법칙에 따라, 단위 시간당 흐르는 유체의 양(유량)은 일정해야 합니다. 따라서 관의 단면적이 줄어들면 유체의 속도는 증가하게 됩니다. 입구 단면적은 $\pi \times (0.5/2)^2$이고, 출구 단면적은 $\pi \times (0.2/2)^2$입니다. 입구 유속이 5m/s이므로, 연속 방정식을 적용하면 출구 유속은 약 31.25m/s가 됩니다. 따라서 가장 가까운 보기인 31m/s가 정답입니다.

저온장치에서 CO2와 수분이 함께 존재하면, 낮은 온도에서 CO2는 드라이아이스(고체)로, 수분은 얼음(고체)으로 변합니다. 이 고체 형태의 물질들이 배관이나 밸브에 쌓여 흐름을 방해하는 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 4번이 정답이며, 핵심 개념은 **상변화(고체화)로 인한 막힘 현상**입니다.

냉간가공과 열간가공을 구분하는 핵심 기준은 **재결정 온도**입니다. 재결정 온도는 금속이 변형된 후에도 새로운 결정립이 생성되어 변형된 결정립이 사라지는 온도로, 이 온도 이상에서 가공하면 재결정이 일어나 변형이 쉽게 일어나지만, 이 온도 이하에서 가공하면 재결정이 일어나지 않아 가공 경화가 발생합니다. 따라서 재결정 온도가 냉간가공과 열간가공을 나누는 중요한 기준이 됩니다.

냉동기의 성적계수($\varepsilon_R$)는 흡수된 열량을 투입한 일로 나눈 값이며, 열펌프의 성적계수($\varepsilon_H$)는 방출된 열량을 투입한 일로 나눈 값입니다. 동일한 장치가 냉동기로 작동할 때와 열펌프로 작동할 때, 흡수하는 열량과 방출하는 열량의 차이는 투입된 일과 같습니다. 따라서 열펌프의 성적계수는 냉동기의 성적계수보다 항상 1만큼 큽니다. 즉, $\varepsilon_H = \varepsilon_R + 1$ 이므로, $\varepsilon_R < \varepsilon_H$ 입니다. **핵심 개념:** * **성적계수 (Coefficient of Performance, COP):** 열역학 시스템의 성능을 나타내는 지표로, 원하는 효과를 얻기 위해 투입된 에너지 대비 실제 얻어진 효과의 비율입니다. * **냉동기:** 저온부에서 열을 흡수하여 고온부로 방출하는 장치입니다. * **열펌프:** 저온부에서 열을 흡수하여 고온부로 방출하는 장치로, 냉동기와 동일한 원리로 작동하지만 목적이 다릅니다.

LPG 충전소 내 가스사용시설 수리 시에는 안전이 최우선이며, **화기 사용 시에는 가연성 가스의 농도를 폭발하한계의 1/4 이하로 낮추어야 합니다.** 이는 가스 누출로 인한 폭발 위험을 최소화하기 위한 필수적인 조치입니다. 나머지 보기들은 가스 누출 및 폭발 위험을 간과하거나 안전하지 않은 수리 방법을 제시하고 있습니다.

산소 또는 불활성 가스 초저온 저장 탱크에서는 극저온 환경에 강하고 증발이나 결빙으로 인한 오작동 가능성이 적은 **환형유리제 액면계**가 사용됩니다. 다른 액면계들은 극저온 환경에서 성능이 저하되거나 안전상의 문제가 발생할 수 있습니다.

이 문제는 각 기체의 품질검사 시 요구되는 최소 순도를 묻고 있습니다. 정답은 2번으로, 산소는 99.5% 이상, 수소는 98.5% 이상, 아세틸렌은 98.0% 이상이어야 합니다. 이는 산업 현장에서 사용되는 기체의 안전성과 효율성을 보장하기 위한 표준 규격에 따른 것입니다.

일반도시가스사업제조소에서 가스홀더 및 가스발생기는 최고 사용압력이 중압일 경우, 사업장 경계까지 **10m 이상의 안전거리**를 유지해야 합니다. 이는 가스 누출 등의 비상 상황 발생 시 화재나 폭발의 위험을 최소화하고, 인근 지역의 안전을 확보하기 위한 조치입니다. 핵심 개념은 **안전거리 확보**이며, 이는 가스 설비의 위험성을 고려하여 사고 발생 시 피해를 줄이기 위한 필수적인 규정입니다.

도시가스사업법상 배관 구분 시 '가정관'이라는 용어는 사용되지 않습니다. 법에서는 도시가스 공급 흐름에 따라 '본관', '공급관', '사용자 공급관' 등으로 구분합니다. 따라서 가정에서 사용하는 배관을 지칭하는 '가정관'은 법적 분류에 해당하지 않습니다.

포스핀(PH₃)은 매우 유독하고 자연 발화성이 있는 가스이므로, 저장 및 취급 시에는 환기, 온도 유지, 수분 접촉 금지, 발화원 격리 등이 중요합니다. 4번 보기의 방독면 비치는 누출 시 착용하는 개인 보호구에 해당하며, 포스핀의 위험성을 근본적으로 차단하는 저장 및 취급 주의사항과는 거리가 멉니다. 따라서 4번이 가장 거리가 먼 설명입니다.

정답은 2번 긴급차단밸브입니다. 긴급차단밸브는 저장탱크 배관에서 유체 온도 이상 상승이나 누출과 같은 비정상적인 상황이 발생했을 때, 자동으로 신속하게 유체 흐름을 차단하여 사고 확산을 막는 안전 장치입니다. 이는 잠재적인 위험을 최소화하고 인명 및 재산 피해를 예방하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

액화석유가스 집단공급사업 허가 대상은 일정 규모 이상의 수요자에게 공급하는 경우를 말합니다. 2번 보기의 경우, 100세대 미만인 공동주택 단지는 집단공급사업 허가 대상 규모에 해당하지 않아 허가가 필요 없습니다. 따라서 2번이 정답이며, 핵심 개념은 '규모'입니다.

시안화수소(HCN)는 매우 유독한 가스로, 누출 시 치명적일 수 있습니다. 따라서 저장 시에는 1일 1회 이상 가스 누출 검사를 실시해야 합니다. 질산구리벤젠지(1번)는 시안화수소와 반응하여 색이 변하는 성질을 이용하여 누출 여부를 확인할 수 있습니다. 다른 보기들은 시안화수소와 반응하지 않거나, 반응하더라도 누출 검사에 적합하지 않습니다.

이 문제는 액화 프로판 운송 시 안전 규정에 대한 이해를 묻고 있습니다. 핵심은 **운반책임자 동승 의무 기준**입니다. 정답은 1번이며, 그 이유는 차량에 고정된 탱크의 내용적이 4700L이고 액화 프로판의 밀도를 고려했을 때 최대 저장량이 2000kg을 초과하지 않기 때문입니다. 현행 규정상 일정량 이하의 위험물 운송 시에는 운반책임자 동승이 의무화되지 않습니다.

정답은 1번 환형유리관액면계입니다. 환형유리관액면계는 유리관을 통해 냉매의 액면을 직접 육안으로 확인하는 방식입니다. 가연성 또는 독성 냉매를 사용할 경우, 유리관 파손 시 냉매 누출 위험이 있어 안전상의 이유로 사용이 금지됩니다. 정전용량식, 편위식, 회전튜브식 액면계는 밀폐된 구조로 냉매 누출 위험이 적어 안전하게 사용할 수 있습니다.

이 문제는 고압가스 제조설비의 사용 개시 전 필수 점검 사항을 묻고 있습니다. 정답이 4번인 이유는, 고압가스 제조설비는 안전을 위해 설비 자체의 상태 점검뿐만 아니라, 가스 누출 여부, 긴급 차단 장치 작동 상태, 그리고 비상 시 대처를 위한 안전 설비까지 모두 점검해야 하기 때문입니다. 핵심 개념은 **고압가스 안전 관리법**에 따른 **사용 개시 전 안전 점검**이며, 이는 설비의 구조적 안전성, 작동 기능, 그리고 비상 대응 체계 전반을 포함합니다.

고압가스 용기의 색상 표시는 가스의 종류를 쉽게 식별하여 안전 사고를 예방하기 위한 중요한 안전 수칙입니다. 각 가스별로 정해진 색상을 통해 위험성을 인지하고 취급 시 주의해야 할 사항을 미리 파악할 수 있습니다. 따라서 액화암모니아 용기는 백색으로 도색하는 것이 올바른 규정입니다.

LP 가스 용기는 부식 방지 및 안전성 확보를 위해 일정 수준 이상의 도장 두께가 요구됩니다. 폴리에스테르계 분체도료의 경우, 일반적으로 최소 60 마이크로미터(μm)의 도장 두께를 확보해야 하며, 이는 1회 도장으로는 부족할 수 있어 2회 이상 도장하는 것이 권장됩니다. 따라서 최소 도장 두께 60μm와 2회 이상 도장 횟수가 적절합니다.

정답은 4번입니다. 고압가스 특정제조시설에서 설비 수리 시 가스 치환은 안전을 위해 매우 중요합니다. 4번 보기는 독성가스의 경우 작업자의 건강을 보호하기 위해 허용 농도 기준(TLV-TWA) 이하로 낮출 때까지 치환하는 것이 옳다는 점을 설명합니다. 다른 보기들은 가연성가스의 경우 폭발하한계의 1/2이 아닌 훨씬 낮은 농도까지 치환해야 하며, 농도 확인은 관능법이 아닌 측정기기를 사용해야 하고, 불활성 가스 치환 시에는 산소 농도를 16% 이하가 아닌 8% 이하로 낮추는 것이 일반적입니다.

정답은 3번입니다. 가연성 액화가스 누출로 인한 화재 발생 시, 저장탱크 내부의 액체를 플로우-다운(flow-down) 시키는 것은 추가적인 누출이나 폭발 위험을 증가시킬 수 있어 가장 거리가 먼 대책입니다. 화재 발생 시에는 즉각적인 펌프 정지, 경보 발령, 그리고 저장탱크 냉각을 통한 화재 확산 방지가 우선되어야 합니다.

고압가스 용기 파열의 주 원인은 용기의 내압력 부족이며, 이는 용기 자체의 결함이나 손상에서 비롯됩니다. 보기 중 **적정 충전**은 용기 내부에 과도한 압력이 가해지는 상황을 방지하는 조치이므로, 내압력 부족의 원인과는 가장 거리가 멉니다. 오히려 적정 충전은 안전을 위한 필수적인 요소입니다.

이 문제는 건축물의 용도와 위험물 저장량에 따른 안전거리 규정을 묻고 있습니다. 정답은 14m이며, 이는 **위험물안전관리법**에 따른 산소 저장시설의 저장능력과 건축물의 수용인원을 고려한 안전거리 기준에 해당합니다. 구체적으로, 저장능력 18,000 m³인 산소 저장시설은 300인 이상 수용 가능한 건축물로부터 14m의 안전거리를 확보해야 합니다.

고압가스 특정설비 제조자의 수리 범위는 설비 자체의 성능 유지 및 안전 확보에 관련된 사항입니다. 아세틸렌 용기 내 다공질물은 용기의 구조적인 부분이 아닌, 가스 충전과 관련된 소모품에 해당하므로 제조자의 직접적인 수리 범위에 포함되지 않습니다. 따라서 4번이 정답입니다.

상자콕은 가스 사용 시설에서 연소기로 연결되는 호스에 설치되는 안전 장치입니다. 이 장치는 호스가 빠지거나 이탈될 경우 자동으로 가스 공급을 차단하여 가스 누출 사고를 예방하는 역할을 합니다. 따라서 상자콕 설치 시 가장 예방 가능한 사고 유형은 호스 이탈로 인한 가스 누출 사고입니다.

고압가스 저장시설에서 발생한 누출 사고에서 가연성 및 독성 가스가 공기와 혼합되었다는 점에 주목해야 합니다. 보기 중 질소와 수소는 가연성이지만 독성은 없습니다. 아황산가스는 독성이 있지만, 일반적으로 고압가스 저장시설에서 대량으로 취급되는 경우는 드뭅니다. 반면, 암모니아는 가연성이면서 동시에 강한 독성을 지니고 있어, 고압가스 저장시설에서 누출 시 공기와 혼합되어 위험한 상태를 초래할 수 있는 가장 적합한 가스입니다. 따라서 정답은 암모니아입니다.

액화석유가스(LPG)는 주로 프로판과 부탄을 액화시켜 저장 및 운송하는 연료입니다. 따라서 액화된 프로판과 부탄은 LPG의 주성분에 해당합니다. 문제에서 묻는 것은 LPG의 주성분에 해당하지 않는 것이므로, 기화된 상태의 메탄은 LPG의 주성분이 아닙니다. LPG는 프로판과 부탄의 혼합물이며, 메탄은 천연가스의 주성분입니다.

가스 누출 검지법에서 틀린 것은 4번입니다. 염소 가스 누출 시에는 묽은 황산이 아닌, **요오드화칼륨 용액**을 사용하여 검지합니다. 요오드화칼륨 용액은 염소 가스와 반응하여 요오드를 유리시키고, 이는 다시 녹말 용액을 푸르게 변색시켜 누출을 감지하는 원리입니다. 나머지 보기들은 각 가스에 맞는 적절한 검지법을 설명하고 있습니다.

차압식 유량계에서 유량은 차압의 제곱근에 비례합니다. 따라서 유량이 25 $\rm m^3/h$일 때의 차압 20.25 Pa와 유량이 변했을 때의 차압 10.50 Pa의 비율을 이용하여 새로운 유량을 계산할 수 있습니다. 계산 결과, 차압이 10.50 Pa일 때의 유량은 약 18 $\rm m^3/h$가 됩니다.

정답은 3번 검지관법입니다. 검지관법은 유독가스가 통과할 때 색깔 변화를 일으키는 화학물질이 담긴 유리관을 사용하여 현장에서 신속하게 가스의 존재 여부와 농도를 파악하는 방법입니다. 이는 별도의 복잡한 장비 없이 휴대하며 사용할 수 있어 유독가스 누출 사고 발생 시 즉각적인 대응에 매우 유용합니다.

정답은 4번 비례 동작입니다. 비례 동작은 제어 대상의 편차에 비례하여 제어량을 조절하므로, 편차가 변함에 따라 제어량이 연속적으로 변화합니다. 반면, On-Off 동작, 다위치 동작, 단속도 동작은 정해진 값 이상 또는 이하일 때만 동작하거나 정해진 단계로만 제어량이 변화하여 연속적인 동작이라고 보기 어렵습니다.

피드백 제어는 시스템의 출력값을 측정하여 이를 입력값과 비교하고, 그 차이를 바탕으로 시스템을 조정하는 방식입니다. 따라서 **1번 보기**는 틀렸는데, 피드백 제어는 판단·기억의 논리기능이 뛰어나기보다는 **오차를 줄이는 데 집중**하는 제어 방식이기 때문입니다. 2번, 3번, 4번은 피드백 제어의 핵심적인 특징을 올바르게 설명하고 있습니다.

정답은 4번입니다. 사이트글라스(Sight Glass)는 액체의 높이를 직접 눈으로 확인하는 방식이므로, 액체 내부의 요동(Turbulence)은 오히려 액위 측정을 더 용이하게 합니다. 따라서 요동 방지를 위한 Stilling Chamber 설치는 사이트글라스의 단점이 아닙니다. 나머지 보기들은 사이트글라스의 일반적인 단점에 해당합니다.

정답은 **4. 습식 가스미터**입니다. 습식 가스미터는 물을 이용해 가스의 부피를 측정하며, 계량이 매우 정확하고 사용 기차의 변동이 적어 발열량 측정이나 실험실의 기준 가스미터로 널리 사용됩니다. 다른 보기들은 습식 가스미터만큼 정밀도가 높지 않거나 특정 용도에 더 적합합니다.

시안화수소(HCN)는 독성이 강한 기체로, 이를 검지하기 위해 특정 시약이 사용됩니다. 정답인 4번 '초산(질산) 구리벤젠지'는 시안화수소와 반응하여 **청색**으로 변색되는 성질을 이용합니다. 이는 시안화수소의 존재를 시각적으로 확인할 수 있는 방법입니다.

정답은 2번 밀도식 CO₂ 분석기기입니다. 이 분석기기는 가스의 분자량이 다르면 비중도 달라진다는 원리를 이용합니다. CO₂는 공기보다 무겁기 때문에, 밀도 차이를 측정하여 CO₂ 농도를 파악하는 방식입니다.

오르차트 분석법은 가스 분석에서 특정 성분을 흡수하는 원리를 이용합니다. CO(일산화탄소)를 흡수하는 데는 암모니아성 염화 제1구리 용액이 사용되며, 이 용액은 CO와 착물을 형성하여 CO를 효과적으로 흡수합니다. 따라서 정답은 2번입니다.

서보 모터는 외부에서 입력된 신호를 받아 회전 운동을 발생시키는 장치로, 제어 시스템에서 명령을 실제로 수행하는 **조작기기**에 해당합니다. 검출기는 상태를 감지하고, 증폭기는 신호를 키우며, 변환기는 다른 형태의 에너지로 바꾸는 역할을 합니다. 서보 모터는 이러한 기능보다는 제어 신호에 따라 움직임을 제어하는 최종적인 동작을 담당합니다.

이 문제는 열전대 온도계의 종류와 그 특징을 묻고 있습니다. 보기는 각각 다른 금속 조합으로 이루어진 열전대이며, 각 열전대는 측정 가능한 온도 범위와 정밀도에서 차이가 있습니다. 정답인 1번 백금-백금·로듐 열전대는 고온 측정에 특화되어 있으며, 높은 정확도를 자랑하는 대표적인 열전대입니다.

도시가스(NG)는 공기보다 가벼우므로 누출 시 위로 떠오르는 성질이 있습니다. 따라서 검지기는 가스가 모이기 쉬운 높은 곳, 즉 천장 근처에 설치해야 합니다. 0.3m 이내의 비교적 가까운 거리에 설치해야 미세한 누출도 빠르게 감지할 수 있습니다.

정답은 2번 센티미터(cm)입니다. 센티미터는 미터(m)라는 기본단위를 사용하여 표현되는 파생단위이기 때문입니다. 킬로그램, 캘빈, 암페어는 각각 질량, 온도, 전류를 나타내는 국제단위계(SI)의 기본단위입니다.

열전대 진공계는 필라멘트에서 발생하는 열이 기체 분자에 의해 빼앗기는 정도를 측정하여 압력을 알아냅니다. 따라서 기체 분자의 밀도가 낮아 열 손실이 적은 고진공 영역에서는 측정의 정확도가 떨어집니다. 이러한 이유로 열전대 진공계는 주로 10⁻³ torr에서 1 torr 사이의 압력 범위를 측정하는 데 사용됩니다.

절대습도는 건조 공기 1kg당 함유된 수증기의 질량을 의미합니다. 문제에서 습한 공기 205kg에 수증기 10kg이 포함되어 있으므로, 건조 공기의 질량은 205kg - 10kg = 195kg입니다. 따라서 절대습도는 10kg / 195kg으로 계산되며, 이는 약 0.051 kg H₂O/kg dryair가 됩니다. 물의 증기압 정보는 이 문제에서 직접적으로 사용되지 않습니다.

면적유량계는 유체의 흐름에 따라 움직이는 부유물의 면적 변화를 측정하는 방식으로, **압력 손실이 매우 작다는 특징**을 가집니다. 따라서 압력 손실이 크다는 설명은 틀렸습니다. 이 외에 정밀 측정에는 부적합하고 슬러지 유체 측정이나 균등 유량 눈금 사용이 가능하다는 점은 면적유량계의 올바른 특징입니다.

정답은 1번 습식 가스미터입니다. 습식 가스미터는 물을 이용해 가스의 부피를 측정하는 방식으로, 다른 보기의 벤투리 미터, 오리피스 미터, 루트 미터와 같은 차압식 유량계보다 일반적으로 **높은 정확도**를 제공합니다. 이는 물이 가스의 움직임을 직접적으로 감싸면서 부피 변화를 측정하기 때문이며, 이를 통해 **정확한 유량 측정**이 가능합니다.

이 문제는 각 기기의 시간당 사용량과 하루 사용 시간을 곱하여 일일 사용량을 구하고, 이를 월 사용량으로 환산하는 문제입니다. 가스레인지는 하루에 $2.5 $\text{ m}$^3/$\text{h}$ \times 8 $\text{ h/일}$ = 20 $\text{ m}$^3/$\text{일}$$을, 가스보일러는 하루에 $6 $\text{ m}$^3/$\text{h}$ \times 6 $\text{ h/일}$ = 36 $\text{ m}$^3/$\text{일}$$을 사용합니다. 따라서 총 일일 사용량은 $20 $\text{ m}$^3/$\text{일}$ + 36 $\text{ m}$^3/$\text{일}$ = 56 $\text{ m}$^3/$\text{일}$$이며, 31일 동안의 월 사용량은 $56 $\text{ m}$^3/$\text{일}$ \times 31 $\text{ 일}$ = 1736 $\text{ m}$^3$입니다. 핵심 개념은 **시간당 사용량과 사용 시간을 곱하여 총 사용량을 계산하는 것**입니다.

**정답 이유:** 광고온계는 복사열을 측정하여 온도를 알아내므로, 매우 높은 온도를 측정하는 데 적합합니다. 반면, 저항 온도계, 서미스터 온도계, 바이메탈 온도계는 직접적인 접촉을 통해 온도를 측정하기 때문에 측정 가능한 온도 범위에 한계가 있습니다. **핵심 개념:** 온도계의 종류별 측정 원리와 온도 측정 범위의 차이.