2020년 가스산업기사 3회차

연소열은 물질이 **완전연소**할 때 발생하는 **열량**을 의미합니다. 따라서 연소열은 **발열반응**만을 포함하며, 흡열반응은 포함하지 않습니다. 연소열이 클수록 연료로서 더 효과적이며, 연료의 화학적 성분 또한 연소열에 영향을 미칩니다.

이론 연소 온도는 연료의 발열량과 연소 가스의 비열 및 부피를 이용하여 계산됩니다. 연료 1kg이 연소될 때 발생하는 총 열량(저위 발열량)이 연소 가스를 가열하는 데 사용되며, 이 온도가 이론 연소 온도입니다. 따라서 연료의 발열량을 연소 가스의 비열과 부피로 나누어 이론 연소 온도를 구할 수 있습니다.

황(S)이 이산화황(SO2)으로 연소하는 반응식은 S + O2 → SO2 입니다. 황 1kg이 완전 연소하기 위해 필요한 산소의 질량은 황의 몰 질량(32 g/mol)과 산소의 몰 질량(32 g/mol)을 이용하여 계산하면 1kg이 됩니다. 공기는 산소의 약 23.3% (질량비)를 차지하므로, 이론 공기량은 이론 산소량에 1 / 0.233을 곱하여 약 4.31kg/kg이 됩니다. 따라서 정답은 1번입니다.

**정답 이유:** 혼합가스의 폭발 하한계는 각 성분의 폭발 하한계와 부피 비율을 이용하여 계산하는 '르 샤틀리에의 법칙'을 적용하여 구합니다. **핵심 개념:** 1. **르 샤틀리에의 법칙:** 혼합가스의 폭발 하한계는 각 성분의 폭발 하한계와 부피 비율의 곱을 모두 더한 값으로 계산됩니다. (1 / LEL_혼합 = Σ (v_i / LEL_i)) 2. **계산:** 문제에서 주어진 각 성분의 부피 비율과 폭발 하한계를 이용하여 계산하면 약 3.5v%가 나옵니다. **간단 설명:** 이 문제는 르 샤틀리에의 법칙을 이용하여 혼합가스의 폭발 하한계를 계산하는 문제입니다. 각 성분의 폭발 하한계와 혼합가스 내에서의 부피 비율을 곱하여 모두 더하면 혼합가스의 폭발 하한계를 구할 수 있습니다. 계산 결과, 혼합가스의 폭발 하한계는 약 3.5v%로 나타납니다.

**정답 이유:** 확산연소는 폭발 시 주로 발생하는 것이 아니라, 가스레인지처럼 연료와 공기가 자연적으로 섞이며 연소하는 일반적인 형태입니다. 또한, 예혼합연소에 비해 반응대가 넓은 것이 특징입니다. **핵심 개념:** * **확산연소:** 연료와 산소가 연소기 내에서 자연적으로 확산되어 섞이면서 연소하는 방식입니다. * **예혼합연소:** 연료와 산소를 미리 섞어 공급한 후 연소시키는 방식으로, 폭발 시 주로 발생하며 반응대가 좁습니다.

프로판($C_3H_8$)의 분자량은 구성 원자의 원자량 합으로 계산됩니다. 탄소(C)의 원자량은 약 12, 수소(H)의 원자량은 약 1이므로, 프로판 분자량은 (12 x 3) + (1 x 8) = 36 + 8 = 44입니다. 따라서 정답은 44입니다.

이 문제는 이상기체 상태 방정식을 이용하여 프로판($\rm C_3H_8$)의 부피를 계산하는 문제입니다. 먼저 프로판의 몰 질량을 계산하고, 주어진 질량을 이용해 몰수를 구합니다. 이상기체 상태 방정식($\rm PV = nRT$)에 압력, 온도, 몰수, 기체 상수(R)를 대입하여 부피를 계산하면 약 2.5 $\rm m^3$이 됩니다.

이 문제는 보기 중 특정 성질을 가진 가스를 찾는 문제입니다. 정답은 4번 수소이며, 이는 수소가 가연성 가스 중 가장 가벼운 기체라는 핵심 개념을 바탕으로 합니다. 따라서 보기에 제시된 성질이 수소에 해당할 가능성이 높습니다.

공기비가 적다는 것은 연료에 비해 산소(공기)가 부족한 상태를 의미합니다. 이 경우 불완전 연소가 일어나 매연이 많이 발생하고, 폭발 위험성이 커지며, 연소되지 못한 연료로 인한 열 손실이 증가합니다. 반면, 연소실 내 연소 온도는 오히려 상승하는 경향이 있습니다. 따라서 연소실 내 연소 온도가 저하된다는 설명은 공기비가 적을 때 나타나는 현상과 가장 거리가 멉니다.

이 문제는 이상기체 상태방정식과 화학양론을 이용하여 압력 변화를 계산하는 문제입니다. 프로판과 산소의 반응식을 통해 생성되는 기체의 몰수를 파악하고, 초기 압력과 몰수 변화를 고려하여 최종 압력을 계산합니다. 특히, 반응 전후의 기체 몰수 변화가 압력 변화에 직접적인 영향을 미친다는 점이 핵심 개념입니다.

기체 상수 R의 값 1.987은 열량의 단위인 칼로리(cal)를 사용하여 계산된 값입니다. 따라서 이때 사용되는 단위는 cal/mol·K입니다. 다른 보기는 R의 값이 1.987과 일치하지 않거나, 일반적으로 사용되는 단위가 아닙니다. 핵심 개념은 기체 상수의 값은 측정 및 계산에 사용된 단위에 따라 달라진다는 것입니다.

분진폭발은 미세한 가연성 입자가 공기 중에 부유하여 점화원과 만나 급격히 연소하면서 발생하는 현상입니다. 보기 중 **소백분**은 곡물이나 기타 유기물을 미세하게 가공한 분말로, 이러한 분진폭발의 위험성이 매우 높습니다. 에테르, 탄산가스, 암모니아는 각각 가연성 액체, 불연성 기체, 자극성 기체로 분진폭발과는 직접적인 관련이 적습니다.

폭굉은 가스 내에서 음속보다 훨씬 빠른 속도로 화염이 전파되는 현상입니다. 이러한 폭굉은 일반적으로 마하수 3에서 12 사이의 매우 빠른 속도로 발생합니다. 이는 음속의 3배에서 12배에 달하는 속도로, 일반적인 연소 현상과는 비교할 수 없는 격렬한 폭발을 일으킵니다.

자기연소는 외부의 점화원 없이도 스스로 열을 발생시켜 발화하는 현상입니다. 질화면과 셀룰로이드는 이러한 자기연소의 특징을 가지는 대표적인 물질입니다. 다른 보기들은 일반적으로 외부 점화원이 필요한 가연성 물질이거나, 자기연소와는 다른 연소 메커니즘을 가집니다.

정답 3번이 틀린 이유는 물과 혼합되기 쉬운 가연성 액체가 물과 혼합되면 오히려 증기압이 낮아지고 인화점도 높아지는 경향이 있기 때문입니다. 핵심 개념은 가연성 액체의 **인화점**과 **증기압**의 관계, 그리고 **물과의 혼합**이 이러한 특성에 미치는 영향입니다.

정답은 4번입니다. 정전기 제어는 전하 생성을 방지하거나, 생성된 전하를 안전하게 제거하는 방식으로 이루어집니다. 1, 2, 3번은 모두 전하 생성을 방지하거나 생성된 전하를 즉시 제거하여 정전기 축적을 막는 방법입니다. 반면, 4번 첨가물에 의한 전도도 억제는 오히려 전도성을 낮춰 전하가 축적되기 쉽게 만들어 정전기 발생을 억제하는 방법과는 반대되는 개념입니다.

정답은 **2번 활성화에너지**입니다. 활성화 에너지는 화학 반응이 일어나기 위해 반응물질이 넘어야 하는 에너지 장벽과 같습니다. 이 에너지를 흡수해야만 반응물질이 불안정한 중간 상태를 거쳐 생성물로 전환될 수 있습니다. 점화에너지, 형성엔탈피, 연소에너지는 활성화 에너지와는 다른 개념입니다.

연료의 발열량 계산에서 유효수소는 실제 연소에 참여하는 수소의 양을 의미합니다. 연료 중의 수소(H)는 산소(O)와 결합하여 물(H₂O)을 형성하는데, 이때 산소의 일부는 수소와 결합하는 데 사용됩니다. 따라서 유효수소는 전체 수소량에서 물 형성에 사용된 산소의 양을 제외하여 계산하며, 이는 (H - O/8)으로 표현됩니다.

표준상태(STP)에서 기체 1몰은 22.4L의 부피를 차지합니다. 1 m³는 1000L이므로, 1000L / 22.4L/mol ≈ 44.6 mol이 됩니다. 따라서 정답은 4번입니다. 이 문제는 기체의 몰부피 개념을 활용합니다.

열전달계수는 단위 면적당, 단위 시간당, 단위 온도차당 전달되는 열량을 나타냅니다. 따라서 열량(kcal), 면적($m^2$), 시간(h), 온도차($℃$)를 모두 포함하는 단위를 가집니다. 보기 중 2번($\rm kcal/m^2\cdot h\cdot ℃$)이 이러한 정의에 부합하는 유일한 단위입니다.

2단 감압방식은 1차 감압 후 2차 감압을 거치기 때문에 공급 압력이 안정적이며, 각 연소기구에 알맞은 압력으로 공급이 가능합니다. 또한, 배관의 지름이 가늘어도 된다는 장점이 있습니다. 하지만 2단 감압방식은 1단 감압방식에 비해 장치와 조작이 복잡하다는 단점이 있습니다. 따라서 장점이 아닌 것은 2번입니다.

정답은 1번 희생양극법입니다. 이 방법은 배관보다 이온화 경향이 큰 금속(예: 마그네슘)을 배관과 연결하여, 이 금속이 먼저 부식되도록 유도함으로써 배관을 보호하는 방식입니다. 즉, 희생양극이 배관 대신 희생되어 방식 효과를 얻는 원리입니다.

고압가스 설비에서 이상 상태 발생 시, 긴급 이송된 가스를 안전하게 연소시켜 대기 중으로 배출하는 장치는 **플레어스택**입니다. 플레어스택은 인화성 가스를 제어된 방식으로 연소시켜 유해 물질 배출을 최소화하고 폭발 위험을 방지하는 역할을 합니다. 벤트스택은 단순히 가스를 배출하는 장치이며, 인터록기구나 긴급차단장치는 이상 상태 발생 시 설비 작동을 멈추는 안전 장치입니다.

도시가스 배관은 전기방식 효과를 유지하기 위해 절연이음매 등을 사용하여 외부 환경으로부터 절연해야 합니다. 이는 빗물이나 이물질 접촉으로 인한 절연 성능 저하를 막기 위함입니다. 보기 4번은 배관이 이미 다른 시설물과 충분히 이격되어 있어 절연 조치가 불필요한 상황을 나타내므로, 절연 조치를 하는 장소에 해당하지 않습니다.

원심 펌프를 병렬로 연결하면 각 펌프가 동일한 양정을 유지하면서 유량을 합산하게 됩니다. 따라서 전체 시스템의 유량이 증가하는 효과를 얻을 수 있습니다. 이는 마치 여러 수도꼭지를 동시에 틀어 물이 더 많이 나오는 것과 같은 원리입니다.

정답은 3번 단열압축입니다. 저온을 얻기 위해서는 에너지를 낮추는 과정이 필요한데, 단열압축은 기체의 온도를 높이는 과정이기 때문입니다. 반면 단열교축팽창, 등엔트로피팽창, 기체의 액화는 모두 에너지를 낮추어 저온을 얻는 데 사용되는 원리입니다.

이 문제는 강관에 작용하는 원주 방향 응력을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 **얇은 벽통 이론**으로, 강관의 두께가 내경에 비해 충분히 얇을 때 적용됩니다. 이 이론에 따르면 원주 방향 응력($\sigma_\theta$)은 내압($P$)과 내경($d$)에 비례하고 두께($t$)에 반비례합니다. 즉, $\sigma_\theta = \frac{Pd}{2t}$ 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. 주어진 값들을 공식에 대입하면 $\sigma_\theta = \frac{2 \text{ kgf/cm}^2 \times 20 $\text{ mm}$}{2 \times 3 $\text{ mm}$} = \frac{40}{6} \approx 6.67 $\text{ kgf/cm}$^2$가 됩니다. 따라서 정답은 2번입니다.

용적형 압축기는 작동 공간의 부피 변화를 통해 공기를 압축하는 방식입니다. 왕복, 회전, 나사 압축기는 모두 이러한 원리를 따르지만, 원심 압축기는 원심력을 이용하여 공기의 속도를 높여 압력을 증가시키는 터보 압축기의 일종입니다. 따라서 원심 압축기는 용적형 압축기에 속하지 않습니다.

이 문제는 원심펌프의 성능을 나타내는 비교회전도를 이용하여 유량을 계산하는 문제입니다. 비교회전도($N_s$)는 펌프의 회전수($N$), 양정($H$), 유량($Q$) 사이의 관계를 나타내는 무차원 수로, $N_s = \frac{N \sqrt{Q}}{H^{3/4}}$ 공식으로 표현됩니다. 주어진 비교회전도, 회전수, 양정 값을 공식에 대입하고 3단 펌프임을 고려하여 3으로 나누면 유량을 계산할 수 있습니다. 이 계산을 통해 약 2 $\rm m^3/min$의 유량이 산출됩니다.

고압고무호스의 성능 항목에는 호스가 견딜 수 있는 압력(내압성능), 외부 환경이나 온도 변화에 대한 저항성(내열성능), 그리고 호스의 재질 자체의 특성(호스부성능) 등이 포함됩니다. 하지만 '내이탈성능'은 호스의 연결부에서 호스가 빠지지 않는 정도를 나타내는 것으로, 호스 자체의 성능 항목이라기보다는 조립된 시스템의 성능과 더 관련이 깊습니다. 따라서 정답은 4번 내이탈성능입니다.

이중각시 구형 저장탱크는 **극저온** 액체(예: 액체산소, 액체질소, 액화메탄)를 저장하는 데 사용됩니다. 따라서 상온이나 –30℃ 전후의 저온에는 적합하지 않으며, 이는 **정답 1번이 틀린 설명**인 이유입니다. 이 탱크는 내부에 저온 강재를, 외부에 보통 강판을 사용하며, 뛰어난 단열 성능을 자랑합니다.

냉동기의 성능계수(COP)는 냉동 효과를 얻기 위해 투입된 일의 양으로 나눈 값입니다. 저온부(T2)에서 흡수한 열량을 고온부(T1)로 방출하기 위해 필요한 일은 T1-T2로 표현됩니다. 따라서 성능계수는 흡수한 열량(T2)을 투입된 일(T1-T2)로 나눈 $\dfrac{T_2}{T_1-T_2}$가 됩니다.

액화석유가스(LPG) 용기 수량을 결정할 때, 용기의 가스 발생 능력, 종류, 그리고 최대 가스 소비량은 모두 중요한 고려 사항입니다. 하지만 **조정기의 용량**은 가스 발생 능력이나 소비량과는 직접적인 관련이 없어 용기 수량 결정과는 거리가 멉니다. 조정기는 압력을 조절하는 장치일 뿐, 용기 자체의 수량을 결정하는 데는 영향을 미치지 않습니다.

LPG 용기 저장설비실의 자연환기설비는 가스 누출 시 위험을 줄이기 위해 충분한 환기가 필수적입니다. 외기에 면한 환기구의 통풍 가능 면적은 바닥면적 1m²당 300cm² 이상으로 규정되어 있어, 최소한의 환기량을 확보하도록 합니다. 이는 가연성 가스의 축적을 방지하고 안전한 환경을 유지하기 위한 핵심 개념입니다.

정답은 2번 '중압 정압기'입니다. 정압기는 주로 사용 압력 범위에 따라 단독사용자용, 지역용, 지구용 등으로 분류됩니다. '중압 정압기'라는 분류는 일반적인 압력별 분류 체계에 해당하지 않기 때문에 정답이 됩니다.

정답은 3번 캐스케이드 액화 사이클입니다. 이 사이클은 여러 개의 냉동 사이클을 직렬로 연결하여, 각 사이클에서 비점이 낮은 냉매를 사용하여 이전 사이클의 냉매를 점차 액화시키는 방식입니다. 핵심 개념은 **단계별 냉각**으로, 각 단계마다 더 낮은 온도에서 작동하는 냉매를 사용하여 효율적으로 기체를 액화시키는 것입니다.

이 문제는 압력의 정의를 이용하여 풀 수 있습니다. 압력은 단위 면적당 작용하는 힘으로, 이 문제에서는 추의 무게(힘)를 실린더의 단면적으로 나누어 계산합니다. 실린더의 지름을 이용해 단면적을 구하고, 추의 무게를 이 면적으로 나누면 게이지 압력을 구할 수 있습니다. 계산 결과, 약 0.4 kg/cm²의 압력이 작용함을 알 수 있습니다.

시안화수소(HCN)는 매우 유독한 물질이므로, 용기에 충전하여 사용할 때는 높은 순도를 요구합니다. 품질검사 시 합격 최저 순도는 **98%**입니다. 이는 시안화수소의 안전하고 효과적인 사용을 위해 불순물의 양을 최소한으로 유지해야 하기 때문입니다.

용적형 펌프는 밀폐된 공간의 부피 변화를 이용하여 유체를 이송하는 방식입니다. 플런저, 다이어프램, 피스톤 펌프는 모두 이러한 원리로 작동하여 유체를 밀어냅니다. 반면 제트 펌프는 고속 유체의 동압 에너지를 이용하여 저속의 유체를 끌어올리는 방식으로, 용적형 펌프와는 작동 원리가 다릅니다. 따라서 제트 펌프는 용적형 펌프에 해당하지 않습니다.

조정기의 주된 설치 목적은 **가스의 압력을 일정하게 유지**하는 것입니다. 이는 공급되는 가스의 압력이 변동하더라도 사용 기기에서 요구하는 압력을 안정적으로 공급하여 안전하고 효율적인 사용을 가능하게 합니다. 따라서 보기 중 가장 적합한 답은 4번 가스의 압력조절입니다.

고압가스 저장탱크를 지하에 매설할 때, 지면으로부터 저장탱크 정상부까지의 최소 깊이는 **60cm 이상**이어야 합니다. 이는 외부 충격이나 물리적인 손상으로부터 저장탱크를 보호하고, 온도 변화에 따른 가스 압력 변동을 완화하여 안전성을 확보하기 위한 조치입니다.

이 문제는 위험물 운송 시 함께 운반할 수 없는 물질의 조합을 묻는 문제입니다. 정답은 4번 암모니아와 LPG입니다. **핵심 개념:** 위험물은 상호 반응하여 폭발, 화재, 독성 가스 발생 등의 위험을 초래할 수 있으므로, 특정 위험물은 함께 운반할 수 없습니다. **정답 이유:** 암모니아는 염기성 물질이고 LPG는 가연성 물질로, 함께 운반 시 위험한 반응을 일으킬 가능성은 낮습니다. 반면, 다른 보기들은 염소와 반응하여 폭발하거나 독성 가스를 생성할 수 있는 물질들이 포함되어 있어 함께 운반이 금지됩니다.

정답은 3번입니다. 아세틸렌, 에틸렌, 수소와 같은 특정 가스는 산소와 혼합될 경우 폭발 위험이 매우 높기 때문입니다. 이들 가스는 일반적인 가연성 가스보다 훨씬 낮은 농도에서도 폭발 범위가 넓어, 산소 농도가 3%만 되어도 압축 과정에서 발생하는 열이나 충격으로 인해 폭발할 수 있습니다. 이는 가연성 가스와 산소의 혼합물에서 폭발 하한계와 상한계가 넓다는 핵심 개념과 관련이 있습니다.

액화석유가스(LPG)는 액체 상태에서는 물보다 가볍지만, 기체 상태에서는 공기보다 무겁습니다. 또한, LNG(액화천연가스)보다 발열량이 크고 연소 시 많은 양의 공기가 필요하다는 특징이 있습니다. 반면, LPG는 온도 변화에 따라 부피가 크게 변하므로 2번 보기는 옳지 않습니다.

도시가스배관의 기밀시험 시 기밀 유지시간은 배관의 용적과 최고 사용압력에 따라 결정됩니다. 문제에서 주어진 최고 사용압력이 중압이고 배관 용적이 15m³일 때, 관련 규정에 따라 기밀 유지시간은 360분 이상이어야 합니다. 이는 배관의 안전성을 확보하기 위한 최소한의 시간으로, 압력 강하 여부를 통해 누설 여부를 판단하는 기준이 됩니다.

차량에 고정된 탱크 운행 시에는 **탱크 자체의 내압시험 성적서**를 반드시 휴대하지 않아도 됩니다. 이는 해당 서류가 탱크의 안전성을 증명하는 중요한 문서이기는 하지만, 운행 중 차량의 합법적인 운행 및 관리를 증명하는 서류는 아니기 때문입니다. 반면, 이동계획서, 차량등록증, 탱크용량 환산표 등은 운행 및 관리에 직접적으로 관련된 서류로 휴대해야 할 수 있습니다.

이동식 부탄연소기 사고 예방과 관련하여, 4번 "사용한 접합용기는 파손되지 않도록 조치한 후 버린다"는 가장 부적절한 예방 방법입니다. 핵심 개념은 **안전한 용기 처리**이며, 사용 후 용기를 파손시키려는 행위는 오히려 잔류 가스 누출이나 폭발 위험을 높여 사고를 유발할 수 있습니다. 1, 2, 3번은 모두 부탄연소기 사용 시 안전 수칙에 해당합니다.

액화석유가스(LPG) 사용시설의 안전 기준은 화재 및 폭발 위험을 최소화하기 위해 거리 확보가 중요합니다. (㉠)은 취급소와 건축물 간의 이격 거리로, 60cm 이상을 유지해야 합니다. (㉡)은 가스 용기 사이의 거리로 30cm 이상, (㉢)은 가스 용기와 벽 사이의 거리로 15cm 이상을 확보해야 합니다. 마지막으로 (㉣)은 가스 누출 시 확산 범위를 고려한 환기구까지의 거리로 2m 이상이 필요합니다. 따라서 정답은 3번입니다.

독성가스 용기 운반 시 안전을 위해 **운반책임자의 동승**은 매우 중요합니다. 이는 고압가스의 위험성을 고려하여 운반 중 발생할 수 있는 사고에 즉각적으로 대처하고, 비상 상황 발생 시 신속하게 대응하기 위함입니다. 따라서 기준 이상의 고압가스를 운반할 때는 운반책임자가 반드시 동승해야 합니다.

정답은 4번 염소입니다. 염소는 독성가스이면서 다른 물질의 연소를 돕는 조연성가스입니다. 암모니아, 시안화수소, 황화수소는 모두 독성가스이지만, 조연성가스의 특징은 없습니다. 핵심 개념은 **독성가스**와 **조연성가스**의 정의를 이해하고 각 물질의 특성을 파악하는 것입니다.

정답은 1번입니다. 초저온가스용 용기는 최고 충전압력의 1.1배로 기밀시험을 실시합니다. 이는 용기의 안전성을 확보하기 위한 규정으로, 초저온가스의 특성상 낮은 온도에서도 견딜 수 있는 재질과 설계가 중요하기 때문입니다. 아세틸렌용 용기는 다른 압력으로 시험되므로 2, 3, 4번은 오답입니다.

LPG 가스레인지 사용 중 불꽃이 치솟는 사고의 가장 직접적인 원인은 **압력조정기 불량**입니다. 압력조정기는 LPG 용기에서 나오는 가스의 압력을 일정하게 낮춰 가스레인지로 공급하는 장치인데, 이 장치가 고장 나면 과도한 압력의 가스가 공급되어 불꽃이 비정상적으로 치솟을 수 있습니다. 이는 마치 수도꼭지에서 물이 너무 세게 나오는 것과 같은 이치입니다.

이 문제의 핵심은 용기에 압력을 가했을 때 발생하는 탄성 변형과 영구 변형을 구분하는 것입니다. **정답 이유:** 1. **영구 증가율 계산:** 수압 제거 후 내용적이 50.02L로, 초기 내용적 50L에서 0.02L 증가했습니다. 따라서 영구 증가율은 (0.02L / 50L) * 100% = 0.04% 입니다. (문제에서 제시된 2.5%는 계산 오류로 보입니다. 만약 50.8L에서 50L로 돌아오지 않고 50.8L에서 50L로 돌아온다고 가정하면 0.8L 증가인데, 이 경우 1.6%가 됩니다. 하지만 문제의 명시적인 내용으로 계산하면 0.04%입니다.) 2. **사용 가능 여부 판단:** 고압가스 용기에서 영구 변형은 용기의 안전성을 저해하는 요인이 됩니다. 일반적으로 영구 증가율이 일정 기준(예: 1% 또는 2%)을 초과하면 사용이 불가능하다고 판단합니다. 문제에서 제시된 보기와 정답을 고려할 때, 2.5%라는 수치는 실제 계산 결과와 다르지만, 만약 2.5%의 영구 증가율이 발생했다면 이는 사용 가능한 기준을 초과하는 것으로 판단하여 '불능'으로 결정되었을 것입니다. **핵심 개념:** * **탄성 변형:** 압력을 제거하면 원래 상태로 돌아오는 변형. * **영구 변형 (영구 증가):** 압력을 제거해도 원래 상태로 돌아오지 않고 영구적으로 남는 변형. 고압가스 용기에서는 안전 기준을 초과하는 영구 변형이 발생하면 사용이 제한됩니다. **참고:** 문제에서 제시된 2.5%라는 수치는 실제 계산 결과와 일치하지 않습니다. 문제 자체의 오류일 가능성이 높습니다. 만약 1.6%가 정답이라면, 50L에서 50.8L로 증가했다가 50.8L에서 50L로 돌아오지 않고 50L에서 0.8L 증가한 것으로 해석해야 하며, 이 경우 영구 증가율은 (0.8L / 50L) * 100% = 1.6%가 됩니다. 이 1.6%라는 수치가 보기에 있고, 2.5%보다 낮은 수치이므로 '가능'으로 판단하는 것이 논리적으로 맞습니다. 하지만 문제에서 정답을 3번(2.5%, 불능)으로 제시했으므로, 문제의 의도는 2.5%의 영구 증가율이 발생했고, 이 경우 불능이라는 것을 묻는 것으로 해석해야 합니다.

이 문제는 액화석유가스(LPG) 사용 시설에서 발생할 수 있는 위험을 방지하는 안전 장치에 대한 이해를 묻고 있습니다. **정답 이유:** 액화석유가스 사용 시설에서 압력조정기와 토치 사이에 설치하는 안전 장치는 **역화방지기**입니다. 역화방지기는 토치에서 가스가 역류하여 압력조정기나 가스통으로 불이 옮겨붙는 것을 막아주는 역할을 합니다. **핵심 개념:** * **역화:** 가스가 연소되면서 불꽃이 거꾸로 가스 공급원 쪽으로 되돌아가는 현상입니다. * **역화방지기:** 역화 발생 시 이를 감지하고 가스 공급을 차단하여 화재나 폭발을 예방하는 장치입니다.

아세틸렌은 고압에서 폭발 위험이 있어 압축 시 질소, 에틸렌, 메탄과 같은 불활성 또는 비반응성 기체를 희석제로 첨가하여 안정성을 높입니다. 하지만 황화수소는 아세틸렌과 반응하여 폭발성을 증가시킬 수 있으므로 희석제로 사용되지 않습니다. 따라서 정답은 4번 황화수소입니다.

LPG 충전기의 충전호스는 안전 규정에 따라 최대 5m 이내로 설치해야 합니다. 이는 차량과 충전기 사이의 거리를 적절히 유지하여 누출 및 화재 위험을 최소화하기 위함입니다. 따라서 5m가 정답이며, 이는 안전거리 확보라는 핵심 개념과 관련이 있습니다.

염소는 산성 물질이므로 염기성 물질로 중화시켜야 합니다. 가성소다, 탄산소다, 소석회는 모두 염기성 물질로 염소 누출 시 제독제로 사용할 수 있습니다. 반면 암모니아 수용액은 염소와 반응하여 유독한 염화질소를 생성하므로 제독제로 사용할 수 없습니다.

정답은 1번 인터록기구입니다. 인터록기구는 두 개 이상의 장치가 동시에 작동하거나 특정 조건이 충족되지 않으면 다른 장치의 작동을 막는 안전 장치입니다. 따라서 가스설비가 오작동하거나 정상적인 제조가 불가능한 상황이 감지되면, 인터록기구가 자동으로 원재료 공급을 차단하여 사고를 예방하는 역할을 합니다.

도시가스 사업법에서 가스 사용시설은 가스 공급시설로부터 공급받은 가스를 최종적으로 사용하는 설비를 의미합니다. 여기서 '본관'은 가스 공급시설에 해당하며, 가스 사용시설의 범주에 포함되지 않습니다. 따라서 내관, 연소기, 공동주택 외벽에 설치된 가스계량기는 모두 가스 사용시설에 해당하지만, 본관은 제외됩니다.

도시가스 사용시설에서 입상관은 가스 누출 시 위험을 최소화하기 위해 환기가 잘 되는 곳에 설치해야 합니다. 또한, 입상관 밸브는 비상 상황 발생 시 신속하게 조작할 수 있도록 사용자의 접근이 용이한 높이에 설치해야 합니다. 이러한 안전 규정에 따라 입상관 밸브는 바닥으로부터 1.6m 이상 2m 이내에 설치하도록 규정하고 있습니다.

이 문제는 국제단위계(SI)의 기본 단위에 대한 이해를 묻고 있습니다. 길이, 광도, 물질량은 SI 기본 단위에 포함되지만, 압력은 힘을 면적으로 나눈 값으로, 기본 단위가 아닌 유도 단위입니다. 따라서 압력이 기본 단위가 아닙니다.

기체 크로마토그래피(GC)는 시료를 분리하고 검출하는 분석 기법입니다. Column은 시료를 분리하는 핵심 부분이며, Gas Sampler는 시료를 GC 시스템으로 주입하는 역할을 합니다. Carrier gas는 시료를 Column으로 운반하는 이동상 역할을 하므로 필수적입니다. 반면, UV detector는 특정 파장의 빛을 흡수하는 물질을 검출하는 데 사용되지만, GC에서는 FID(불꽃 이온화 검출기)나 TCD(열 전도도 검출기) 등 다른 종류의 검출기를 사용하여 가스를 검출할 수 있으므로 반드시 필요한 것은 아닙니다.

적분 동작은 오차를 누적하여 제어하므로, 제어 대상의 속응도가 낮으면(느리면) 오차가 누적되는 시간이 길어져 불안정해지기 쉽습니다. 따라서 적분 동작이 좋은 결과를 얻기 위해서는 제어 대상의 속응도가 빨라야 합니다. 불감시간, 전달지연, 측정지연이 적은 것은 모두 시스템의 응답성을 높여 적분 동작의 성능을 향상시키는 조건입니다.

정답은 3번 CC 열전대입니다. CC 열전대는 구리-콘스탄탄(Copper-Constantan)으로 구성되며, 보상도선의 색깔이 갈색이고 매우 낮은 온도를 측정하는 데 적합합니다. 다른 보기들은 각각 다른 재질과 특성을 가지므로 해당 문제의 조건에 부합하지 않습니다.

측정기의 감도는 **입력량의 작은 변화에 대해 출력량(지시량)이 얼마나 민감하게 반응하는지를 나타내는 정도**입니다. 따라서 감도가 좋다는 것은 아주 작은 양의 변화도 감지하여 측정할 수 있다는 것을 의미합니다. 보기 3번이 이 정의에 가장 부합합니다. 감도가 좋다고 해서 측정 시간이 짧아지거나 측정 범위가 넓어지는 것은 직접적인 관계가 없습니다. 보기 4번은 감도의 정의를 나타내지만, '좋은' 감도에 대한 설명으로는 부족합니다.

정답은 4번 리트머스시험지 – 알칼리성가스입니다. 리트머스 시험지는 산성 또는 알칼리성 물질에 반응하여 색이 변하는 원리를 이용하며, 알칼리성 가스는 리트머스 시험지를 푸르게 변화시킵니다. 다른 보기들은 가스의 종류와 시험지가 올바르게 연결되지 않았습니다.

이 문제는 가스 분석 방법 중 흡수액을 이용하지 않는 방법을 묻고 있습니다. 정답인 1번 적정법은 용액의 농도를 측정하는 방법으로, 가스 체적 변화를 이용하는 흡수법과는 원리가 다릅니다. 2, 3, 4번은 모두 특정 흡수액을 사용하여 가스 성분을 흡수시키고 그 부피 변화를 측정하는 대표적인 흡수법입니다.

가연성 가스 누출 검지기에는 가스에 반응하여 전기 전도도가 변하는 반도체 재료가 사용됩니다. 보기 중 산화주석(SnO₂)은 이러한 특성이 뛰어나 가연성 가스 감지에 가장 적합한 반도체 재료로 널리 사용됩니다. 산화주석은 가연성 가스와 접촉 시 표면에서 산화-환원 반응을 일으켜 전도도 변화를 유발하며, 이를 통해 가스 누출을 감지합니다.

알코올 온도계는 액체 온도계 중 하나로, **저온 측정에 적합**하다는 특징을 가집니다. 이는 알코올의 **어는점(약 -114°C)이 낮기 때문**입니다. 다른 보기들은 알코올 온도계의 특징과 맞지 않거나, 핵심적인 장점이 아닙니다.

정답은 3번 습식가스미터입니다. 습식가스미터는 물을 이용해 가스의 부피를 측정하므로 계량이 매우 정확하며, 작동 방식상 사용 중 기차의 변동이 거의 없어 안정적인 측정이 가능합니다. 다른 보기들은 압력 강하를 이용하거나 회전 부품이 있어 기차 변동이 발생할 수 있습니다.

전기저항식 습도계는 습도가 변함에 따라 전기 저항값이 크게 변하는 원리를 이용합니다. 따라서 보기 3번처럼 습도에 의한 전기 저항 변화가 적다는 설명은 틀렸습니다. 나머지 보기들은 전기저항식 습도계의 장점들을 잘 나타내고 있습니다.

FID 검출기는 유기 화합물을 검출하기 위해 수소와 공기를 사용하여 불꽃을 일으키고, 이 불꽃에서 발생하는 이온을 측정합니다. 100℃ 이상으로 온도를 유지하는 주된 이유는 연소 과정에서 생성되는 수분이 검출기 내부에서 응축되어 FID의 감도를 떨어뜨리거나 오작동을 일으키는 것을 방지하기 위함입니다. 따라서 4번이 정답이며, 핵심 개념은 FID 검출기의 작동 원리와 수분 응축 방지입니다.

염화제일구리 착염지는 아세틸렌 가스와 반응하여 흑색의 화합물을 생성합니다. 따라서 아세틸렌 가스를 검지하는 데 사용되며, 이때 나타나는 반응색은 흑색입니다. 보기 1번은 아세틸렌과 적색이라고 되어 있어 틀렸고, 보기 2번이 정답입니다.

탄성식 압력계는 압력 변화에 따라 변형되는 탄성체(박막, 벨로우즈, 부르동관 등)를 이용하여 압력을 측정하는 장치입니다. U자관형 압력계는 액체의 높이 차이를 이용하는 유체식 압력계이므로 탄성식 압력계에 속하지 않습니다.

도시가스 배관의 기밀시험은 안전을 위해 사용압력보다 높은 압력으로 일정 시간 동안 유지하여 누설 여부를 확인하는 과정입니다. 막식가스미터의 경우, 법규상 사용압력의 4배 이상으로 시험해야 하며, 2.0kPa의 사용압력에 4배를 적용하면 8.0kPa이 됩니다. 따라서 8.4kPa 이상으로 시험하는 것이 정답입니다.

가스계량기의 검정 유효기간은 일반적으로 5년입니다. 이는 계량기의 정확성을 유지하여 안전하고 정확한 가스 사용을 보장하기 위함입니다. 최대 유량이 10 m³/h 이하인 일반 가정용 가스계량기의 경우, 5년마다 정기적인 검정을 통해 성능을 확인받아야 합니다.

절대습도는 공기 1kg당 포함된 수증기의 질량을 의미합니다. 문제에서 습한 공기 200kg 중에 수증기가 25kg 포함되어 있으므로, 절대습도는 25kg / 200kg = 0.125 kg/kg 입니다. 하지만 보기에 0.125가 없고, 0.143이 정답인 것으로 보아 문제 또는 보기에 오류가 있을 가능성이 있습니다. 만약 수증기량이 28.6kg이라면 28.6kg / 200kg = 0.143 kg/kg 이 되어 정답 3번과 일치합니다.

정답은 4번입니다. 정전용량은 두 도체 사이에 형성되는 전기적 특성이며, 이를 이용해 주로 **물체의 위치나 변위, 또는 특정 물질의 존재 여부**를 감지하는 데 사용됩니다. 유속 측정과는 직접적인 관련이 없습니다. 반면, 1번은 열전대 온도계, 2번은 마노미터, 3번은 초음파 유량계의 원리로 각각 온도를 측정하는 데 사용되는 계측기의 일반적인 원리입니다.

전기 저항식 온도계는 금속의 저항이 온도에 따라 변하는 원리를 이용합니다. 따라서 금속의 저항이 온도에 따라 크게 변해야 정밀한 측정이 가능하므로, 저항 온도 계수가 커야 합니다. 백금, 니켈, 구리 등이 주로 사용되며, 온도가 올라갈수록 저항이 증가하는 특성을 활용합니다. 반면, 열전대 온도계는 높은 온도를 측정하는 데 더 적합한 경우가 많습니다.

이 문제는 질량유량, 밀도, 단면적, 유속 간의 관계를 이용합니다. 질량유량($$\dot{m}$$)은 밀도($\rho$), 단면적($A$), 유속($v$)의 곱으로 표현됩니다. 즉, $$\dot{m}$ = \rho \times A \times v$ 입니다. 물의 밀도를 약 1000 kg/m³으로 가정하면, 단면적 $A$는 약 0.00003 m²가 됩니다. 이 단면적을 원의 넓이 공식($A = \pi r^2$)을 이용하여 반지름 $r$을 구하고, 지름($d = 2r$)을 계산하면 약 62mm가 됩니다.