가스기사 필기 기출문제복원 (2006-08-06)

가스기사
(2006-08-06 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 유체의 성질에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 유체란 뒤틀림(distortion)에 대하여 영구적으로 저항하지 않는 물질이다.
  2. 일정량의 유체를 변형시켜 보면 변형 중에 전단응력(shear stress)이 나타난다.
  3. 전단응력의 크기는 유체의 점도와 미끄러짐 속도에 따라 달라진다.
  4. 새로운 모양이 형성되어도 전단응력은 소멸되지 않는다.
(정답률: 32%)
  • 유체는 전단응력을 받으면 계속해서 변형되며, 변형이 완료되어 새로운 모양이 형성되면 더 이상 전단응력이 작용하지 않고 소멸됩니다.
    오답 노트
    새로운 모양이 형성되어도 전단응력은 소멸되지 않는다: 유체는 정지 상태에서 전단응력을 견딜 수 없으므로 틀린 설명입니다.
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2. 원심식 압축기와 비교한 왕복식 압축기의 특징에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 압력비가 낮다.
  2. 송출압력변화에따라 풍량의 변화가 적다.
  3. 회전속도가 늦다.
  4. 송출량이 맥동적이므로 공기탱크를 필요로 한다.
(정답률: 40%)
  • 왕복식 압축기는 고압을 생성하는 데 유리하여 원심식 압축기에 비해 압력비가 높다는 특징이 있습니다.
    오답 노트
    송출압력 변화에 따른 풍량 변화 적음: 왕복식의 특징
    회전속도가 늦음: 왕복식의 특징
    송출량 맥동으로 공기탱크 필요: 왕복식의 특징
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3. 내경이 2.22×10-3m, 길이가 0.317m인 작은 관에 0.275m/s의 속도로 유체가 층류로 흐를 때 유량은? (단, 이때 점도는 1.13×10-3Paㆍs, 액체의 밀도는 875㎏/m3이다.)

  1. 1.06×10-6m3/s
  2. 0.27m3/s
  3. 5.23×10-5m3/s
  4. 2.13×10-6m3/s
(정답률: 59%)
  • 유량은 관의 단면적과 유속의 곱으로 계산합니다.
    $$Q = A \times v = \frac{\pi d^{2}}{4} \times v$$
    $$Q = \frac{\pi \times (2.22 \times 10^{-3})^{2}}{4} \times 0.275$$
    $$Q = 1.06 \times 10^{-6}$$ $\text{m}^{3}/\text{s}$
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4. 터보압축기의 특징에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 용량제어가 쉽고 범위도 넓다.
  2. 무급유식이다.
  3. 고속회전이 가능하다.
  4. 설치면적이 적다.
(정답률: 52%)
  • 터보압축기는 고속 회전을 통해 공기를 압축하므로 설치 면적이 적고 무급유식 구조가 가능하지만, 용량 제어 범위가 좁고 제어가 어렵다는 특징이 있습니다.
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5. 강관 속을 물이 흐를 때 내부의 어느 한 지점에서의 전단력이 만약 2N이라 하고, 그 지점의 면적이 250cm2이라고 하면 이 지점의 전단응력은 몇 ㎏/mㆍs2인가?

  1. 0.4
  2. 0.8
  3. 40
  4. 80
(정답률: 52%)
  • 전단응력은 단위 면적당 작용하는 전단력으로 계산합니다. 단, 결과값의 단위 변환에 주의하세요.
    ① [기본 공식] $$\tau = \frac{F}{A}$$
    ② [숫자 대입] $$\tau = \frac{2}{250 \times 10^{-4}}$$
    ③ [최종 결과] $$\tau = 80$$
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6. 점성계수의 차원에 해당하는 것은?

  1. [ML-1T-1]
  2. [MLT-1]
  3. [ML-1T-2]
  4. [MLT-2]
(정답률: 49%)
  • 점성계수의 단위는 $\text{kg}/(\text{m} \cdot \text{s})$이며, 이를 기본 차원으로 변환하면 $[ML^{-1}T^{-1}]$이 됩니다.
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7. 관로의 에너지 손실에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 관로 안을 유체가 흐를 때 기계적 에너지는 하류로 내려가면서 감소한다.
  2. 베르누이정리가 성립한다.
  3. 기계적 에너지의 손실은 압력강하로 나타난다.
  4. 관로에서는 입구나 출구 또는 관로 삽입기구에 의해 에너지 손실이 일어난다.
(정답률: 25%)
  • 베르누이 정리는 에너지 손실이 없는 '이상 유체'를 가정할 때 성립합니다. 실제 관로에서는 마찰이나 부속품에 의해 에너지 손실(압력 강하)이 발생하므로 베르누이 정리가 그대로 성립하지 않습니다.
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8. 어떤 물체가 400m/s의 속도로 상온의 공기 속을 지나갈 때 물체표면의 온도 증가는 이론상 약 몇 K인가? (단, 공기의 기체상수 R은 29.27㎏ㆍm/㎏ㆍK, 비열비는 k는 1.4이다.)

  1. 68.4
  2. 79.7
  3. 92.4
  4. 122.5
(정답률: 27%)
  • 물체가 고속으로 이동할 때 공기와의 마찰 및 압축으로 인해 발생하는 정체 온도 상승분($\Delta T$)을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\Delta T = \frac{v^{2}}{2 C_{p}}$$
    여기서 $C_{p} = \frac{\gamma R}{\gamma - 1}$이므로
    $$\Delta T = \frac{v^{2}(\gamma - 1)}{2 \gamma R}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\Delta T = \frac{400^{2}(1.4 - 1)}{2 \times 1.4 \times 29.27}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\Delta T = 79.7$$
    따라서 온도 증가는 약 $79.7$ K 입니다.
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9. 표준상태의 대기 중에서 음속은 약 얼마인가? (단, 비열비 k : 1.4, g=9.8m/s2로 한다.)

  1. 311m/s
  2. 321m/s
  3. 331m/s
  4. 341m/s
(정답률: 35%)
  • 표준상태($0^{\circ}C$) 대기 중의 음속은 공기의 비열비와 기체 상수를 이용한 공식으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$v = \sqrt{kRT}$$
    ② [숫자 대입] $$v = \sqrt{1.4 \times 287 \times 273.15}$$
    ③ [최종 결과] $$v = 331$$ m/s
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10. 오스왈드 점도계를 사용하여 어떤 액체의 점도를 측정하려고 시간을 측정했더니 15초가 소요되었고, 같은 온도에서 물은 3초였다면, 시료 액체의 점도(cP)는? (단, 물의 점도는 1cP이다.)

  1. 3
  2. 5
  3. 10
  4. 20
(정답률: 67%)
  • 오스왈드 점도계에서 액체의 점도는 유출 시간에 비례한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = \eta_0 \times \frac{t}{t_0}$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = 1 \times \frac{15}{3}$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 5$$
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11. 다음 중 물리량의 단위를 잘못 표현한 것은?

  1. 표면장력 : N/m
  2. 운동량 : ㎏ㆍm/s
  3. 전단응력 : N/m2
  4. 일 : N/m3
(정답률: 54%)
  • 일(Work)의 정의는 힘과 이동 거리의 곱이므로 단위는 $N \cdot m$ (또는 $J$)가 되어야 합니다.
    오답 노트
    일 : $N/m^3$는 잘못된 단위 표현입니다.
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12. 경계층에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 경계층 내의 속도 구배는 경계층 밖에서의 속도구배보다 적다.
  2. 층류층의 두께는 Re1/5에 비래한다.
  3. 경계층 밖에서는 비점성유동이다.
  4. 평판의 임계 레이놀즈 수는 2,100과 4,000이다.
(정답률: 12%)
  • 경계층 내부에서는 점성의 영향으로 속도 변화가 급격하지만, 경계층 밖에서는 점성의 영향이 무시될 정도로 작아 비점성유동으로 간주합니다.
    오답 노트
    경계층 내의 속도 구배는 경계층 밖보다 훨씬 큽니다.
    층류층의 두께는 $Re^{-1/2}$에 비례합니다.
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13. 유체의 흐름 방향을 변화시킬 수 있고, 섬세한 유량 조절이 가능한 밸브로 가장 적당한 것은?

  1. 게이트 밸브
  2. 글로우브 밸브
  3. 체크 밸브
  4. 코크 밸브
(정답률: 55%)
  • 글로우브 밸브는 유체의 흐름 방향을 바꿀 수 있는 구조이며, 밸브 시트를 통해 정밀한 유량 조절이 가능하여 제어용으로 적합합니다.
    오답 노트
    게이트 밸브: 유량 조절용이 아닌 단순 개폐용
    체크 밸브: 역류 방지용
    코크 밸브: 빠른 개폐용
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14. 내경 5㎝ 파이프 내에서 비압축성 유체의 유속이 5m/s이면 내경을 2.5㎝로 축소하였을 때의 유속은?

  1. 5m/s
  2. 10m/s
  3. 20m/s
  4. 50m/s
(정답률: 72%)
  • 비압축성 유체의 연속 방정식에 의해 단면적과 유속의 곱은 일정합니다. 내경이 $1/2$로 줄면 단면적은 $1/4$이 되므로 유속은 4배 증가합니다.
    $$v_2 = v_1 \times \frac{d_1^2}{d_2^2}$$
    $$v_2 = 5 \times \frac{5^2}{2.5^2}$$
    $$v_2 = 20 \text{ m/s}$$
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15. 무게가 2,500㎏f인 액체의 체적이 5m3이다. 이 액체의 비중량(㎏f/m3)과 비체적(m3/㎏f)은 각각 얼마인가?

  1. 비중량 : 500 비체적 : 0.002
  2. 비중량 : 500 비체적 : 0.02
  3. 비중량 : 250 비체적 : 50
  4. 비중량 : 25 비체적 : 500
(정답률: 46%)
  • 비중량은 단위 체적당 무게이며, 비체적은 비중량의 역수 관계입니다.
    비중량: $$\gamma = \frac{W}{V}$$
    $$\gamma = \frac{2500}{5}$$
    $$\gamma = 500 \text{ kgf/m}^3$$
    비체적: $$v = \frac{1}{\gamma}$$
    $$v = \frac{1}{500}$$
    $$v = 0.002 \text{ m}^3/\text{kgf}$$
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16. 튜빙의 벽두께는 BWG(Birmingham Wire Gauge)번호로 나타내는데 다음 중 어느 것이 가장 두꺼운 것인가?

  1. 10
  2. 12
  3. 16
  4. 18
(정답률: 22%)
  • BWG(Birmingham Wire Gauge) 번호는 숫자가 작을수록 벽두께가 더 두꺼워지는 규격입니다. 따라서 제시된 번호 중 가장 작은 숫자인 10이 가장 두꺼운 튜빙입니다.
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17. 5㎏f/cm2ㆍabs에서 밀도가 1.425㎏/m3인 산소의 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 산소는 이상기체로 가정하고 기체상수 R= 26.50㎏ㆍm/㎏ㆍK이다.)

  1. 1,051
  2. 1,148
  3. 1,324
  4. 1,512
(정답률: 27%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 온도를 구합니다. 압력 단위를 $Pa$로 변환하여 계산해야 하며, 최종 온도는 $K$에서 $^\circ C$로 변환합니다.
    $$T = \frac{P}{\rho R}$$
    $$T = \frac{5 \times 98066.5}{1.425 \times 26.50}$$
    $$T = 1324.3 K$$
    섭씨 온도 $t = 1324.3 - 273.15 = 1051.15^\circ C$
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18. 뉴톤 유체(Newtonian fluid)가 원관 내를 층류 흐름으로 흐르고 있다. 관내의 최대속도 Umax와 평균속도 V와의 관계 V/Umax는?

  1. 2
  2. 1
  3. 0.5
  4. 0.1
(정답률: 75%)
  • 뉴턴 유체가 원관 내를 층류로 흐를 때, 속도 분포는 포물선 형태를 띱니다. 이때 평균속도 $V$는 최대속도 $U_{max}$의 정확히 절반이 됩니다.
    $$V = \frac{1}{2}U_{max}$$
    $$\frac{V}{U_{max}} = 0.5$$
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19. 완전히 난류구역에 있는 거친 관에서의 손실수두는? (단, f는 관마찰계수, V는 평균유속, Re는 레이놀즈 수, P는 압력, μ는 점성계수, ρ는 밀도이다.)

  1. 단지 Re에 좌우된다.
  2. 단지 f, V에 좌우된다.
  3. 주로 μ, ρ에 좌우된다.
  4. 단지 P에 좌우된다.
(정답률: 26%)
  • 완전 난류 구역의 거친 관에서는 레이놀즈 수($Re$)의 영향이 사라지고, 손실수두는 오직 관마찰계수($f$)와 평균유속($V$)의 제곱에만 의존하게 됩니다.
    $$h_L = f \frac{L}{D} \frac{V^2}{2g}$$
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20. 마하수가 1보다 작을때 유체를 빠르게 흐르게 하여고 한다. 이 때 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 단면적을 감소시킨다.
  2. 단면적을 증가시킨다.
  3. 단면적을 일정하게 유지시킨다.
  4. 단면적과는 상관 없으므로 유체의 점도를 증가시킨다.
(정답률: 60%)
  • 마하수가 1보다 작은 아음속 흐름에서는 연속 방정식($A_1V_1 = A_2V_2$)에 따라 단면적과 유속이 반비례합니다. 따라서 유체를 더 빠르게 흐르게 하려면 단면적을 감소시켜야 합니다.
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2과목: 연소공학

21. 탄화수소(CmHn) 1Nm3이 완전연소될 때 나오는 탄산가스의 양은 얼마인가?

  1. m
  2. m
  3. m + n
  4. m
(정답률: 63%)
  • 탄화수소 $C_mH_n$의 완전연소 반응식에서 탄소 $m$몰은 모두 이산화탄소 $m$몰로 변환됩니다. 표준상태($1Nm^3$)에서 기체 1몰의 부피는 $22.4L$이므로, 생성되는 탄산가스의 양은 탄소의 수 $m$에 비례합니다.
    $$C_mH_n + (m + \frac{n}{4})O_2 \rightarrow mCO_2 + \frac{n}{2}H_2O$$
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22. 다음 기체의 연소 반응 중 가스 단위체적당(Nm3) 발열량이 가장 큰 것은?

  1. H2 + O2 → H2O
  2. C2H2 + O2 → 2CO2+H2O
  3. C2H6 + O2 → 2CO2+3H2O
  4. CO + O2 → CO2
(정답률: 43%)
  • 가스 단위체적당 발열량은 연료 분자 1몰당 발생하는 연소열을 비교하여 결정합니다. 에탄($C_2H_6$)은 탄소와 수소의 결합 수가 많아 연소 시 가장 많은 에너지를 방출합니다.
    반응식: $C_2H_6 + \frac{7}{2} O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3H_2O$
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23. 오토사이클에 대한 일반적인 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 열효율은 압축비에 대한 함수이다.
  2. 압축비가 커지면 열효율을 작아진다.
  3. 열효율은 공기표준 사이클보다 낮다.
  4. 이상연소에 의해 열효율은 크게 제한을 받는다.
(정답률: 49%)
  • 오토사이클의 열효율은 압축비가 커질수록 증가하는 특성을 가집니다. 따라서 압축비가 커지면 열효율이 작아진다는 설명은 틀린 것입니다.
    오답 노트
    열효율은 압축비에 대한 함수이며, 이상연소(노킹 등)가 발생하면 압축비를 무한히 높일 수 없어 효율이 제한됩니다.
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24. 연료에 고정 탄소가 많이 함유되어 있을 때 발생되는 현상으로 옳은 것은?

  1. 매연 발생이 많다.
  2. 발열량이 높아진다.
  3. 연소 효과가 나쁘다.
  4. 열손실을 초래한다.
(정답률: 53%)
  • 연료 내에 고정 탄소 함유량이 많을수록 연소 시 발생하는 총 열량이 증가하여 발열량이 높아지는 특성을 가집니다.
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25. 다음 중 임계압력을 가장 잘 표현한 것은?

  1. 액체가 증발하기 시작할대의 압력을 말한다.
  2. 액체가 비등점에 도달했을 때의 압력을 말한다.
  3. 액체, 기체, 고체가 공존할 수 있는 최소 압력을 말한다.
  4. 임계온도에서 기체를 액화시키는데 필요한 최저의 압력을 말한다.
(정답률: 54%)
  • 임계압력이란 임계온도에서 기체를 액화시키기 위해 가해야 하는 최소한의 압력을 의미합니다. 이 압력 이상이 되어야만 기체가 액체로 상변화할 수 있습니다.
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26. 이상기체에 대한 상호 관계식을 나타낸 것 중 옳지 않은 것은? (단, U는 내부에너지, Q는 열, W는 일, T는 온도, P는 압력, V는 부피, Cv는 정적열용량, Cp는 정압 열용량, R은 기체상수이다.)

  1. 등적과정 : dU=dQ=CvㆍdT
  2. 등온과정 : Q=W=RT In
  3. 단열과정 :
  4. 등압과정 : CpㆍdT=CvㆍdT+RㆍdT
(정답률: 45%)
  • 단열과정에서 온도와 부피의 관계식은 $\frac{T_2}{T_1} = (\frac{V_1}{V_2})^{\kappa-1}$이어야 합니다. 제시된 식은 부피의 분모 분자가 바뀌어 있고 지수 부분이 잘못 표기되어 옳지 않습니다.
    오답 노트
    등적과정: 부피 일정, $dU=dQ=C_v dT$ 성립
    등온과정: 온도 일정, $Q=W=RT \ln \frac{V_2}{V_1}$ 성립
    등압과정: 압력 일정, $C_p dT = C_v dT + R dT$ (마이어의 관계식) 성립
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27. 용량이 2ton/h인 보일러에 발열량이 9,800㎉/㎏인 중유를 투입하였다면 버너의 용량(L/h)은 약 얼마인가? (단, 중유 비중은 0.95이고, 물의 증발잠열은 539㎉/㎏이다.)

  1. 116
  2. 123
  3. 128
  4. 134
(정답률: 32%)
  • 보일러에서 물을 증발시키는 데 필요한 열량과 투입되는 연료의 총 발열량이 같다는 에너지 수지를 이용합니다.
    $$x = \frac{m_{water} \times L}{S \times H}$$
    $$x = \frac{2000 \times 539}{0.95 \times 9800}$$
    $$x = 115.79$$ $\text{L}/\text{h}$
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28. 600℃의 고열원과 300℃의 저열원 사이에 작동하고 있는 카르노사이클(carnot cycle)의 최대 효율은?

  1. 34.36%
  2. 50.00%
  3. 52.35%
  4. 74.67%
(정답률: 52%)
  • 카르노 사이클의 최대 효율은 절대 온도($\text{K}$)를 기준으로 고열원 온도와 저열원 온도의 차이를 이용해 계산합니다.
    $$ \eta = 1 - \frac{T_{L}}{T_{H}} = 1 - \frac{300 + 273.15}{600 + 273.15}$$
    $$ \eta = 1 - \frac{573.15}{873.15}$$
    $$ \eta = 0.3436$$ (즉, $34.36\%$)
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29. 압력 3,000kPa, 체적 0.06m3의 가스를 일정한 압력하에서 가열 팽창시켜 체적이 0.09m3으로 되었을 때 절대일은?

  1. 90kJ
  2. 270kJ
  3. 180kJ
  4. 376.5kJ
(정답률: 38%)
  • 정압 과정에서 기체가 외부에 한 절대일은 압력과 체적 변화량의 곱으로 구합니다.
    $$W = P \times (V_{2} - V_{1})$$
    $$W = 3000 \times (0.09 - 0.06)$$
    $$W = 90$$ $\text{kJ}$
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30. 혼합기체의 확산속도는 일정한 온도에서 기체 분자량의 제곱근에 반비례한다는 법칙은?

  1. 아마겟(Amagat)의 법칙
  2. 레덕(Leduc)의 법칙
  3. 그레이엄(Graham)의 법칙
  4. 레너드-존스(Lennard-Jones)의 법칙
(정답률: 46%)
  • 기체 분자의 확산 속도는 일정한 온도에서 기체 분자량의 제곱근에 반비례한다는 원리를 그레이엄(Graham)의 법칙이라고 합니다.
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31. 등심연소의 화염의 높이에 대하여 옳게 설명한 것은?

  1. 공기 유속이 낮을수록 화염의 높이는 커진다.
  2. 공기 온도가 낮을수록 화염의 높이는 커진다.
  3. 공기 유속이 낮을수록 화염의 높이는 낮아진다.
  4. 공기 유속이 높고 공기 온도가 높을수록 화연의 높이는 커진다.
(정답률: 38%)
  • 등심연소에서 화염의 높이는 공기의 유속과 반비례 관계에 있습니다. 공기 유속이 낮을수록 연소 가스의 상승 속도에 영향을 주어 화염의 높이가 더 길어지게 됩니다.
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32. 상온상압의 공기에서 연소범위의 폭이 가장 넓은 가스는?

  1. 메탄
  2. 벤젠
  3. 프로판
  4. n-부탄
(정답률: 31%)
  • 제시된 가스들 중 메탄의 연소범위(약 5%~15%)가 다른 탄화수소 가스들에 비해 상대적으로 넓게 형성되어 폭발 위험 범위가 가장 큽니다.
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33. 수증기 1mol 이 100℃, 1atm에서 물로 가역적으로 응축될 때 엔트로피의 변화는 약 몇 ㎈/molㆍK인가? (단, 물의 증발열은 539㎈/g, 수증기는 이상기체라고 가정한다.)

  1. 26
  2. 540
  3. 1,700
  4. 2,200
(정답률: 35%)
  • 가역 응축 과정에서 엔트로피 변화량은 증발열을 절대온도로 나눈 값의 음수 값으로 계산합니다.
    먼저 물의 몰 증발열을 구합니다: $539\text{ kJ/kg} \times 0.018\text{ kg/mol} = 9.702\text{ kJ/mol}$ $$ \Delta S = \frac{Q}{T} $$
    $$ \Delta S = \frac{-9.702\text{ kJ/mol}}{373.15\text{ K}} $$
    $$ \Delta S = -0.026\text{ kJ/mol}\cdot\text{K} $$
    절대값 기준으로 약 $26\text{ J/mol}\cdot\text{K}$ (단위 환산 시 $0.026\text{ kJ} = 26\text{ J}$) 이므로 정답은 26입니다.
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34. 엔트로피의 증가에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 비가역 과정의 경우 계와 외계의 에너지의 총합은 일정하고, 엔트로피의 총합은 증가한다.
  2. 비가역 과정의 경우 계와 외계의 에너지의 총합과 엔트로피의 총합이 함께 증가한다.
  3. 비가역 과정의 경우 물체의 엔트로피와 열원의 에트로피의 합은 불변이다.
  4. 비가역 과정의 경우 계와 외계의 에너지의 총합과 엔트로피의 총합은 불변이다.
(정답률: 60%)
  • 열역학 제1법칙에 의해 에너지는 보존되므로 계와 외계의 에너지 총합은 일정합니다. 하지만 열역학 제2법칙에 따라 자연스러운 비가역 과정이 진행되면 우주 전체(계+외계)의 엔트로피 총합은 항상 증가하는 방향으로 진행됩니다.
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35. 가스 폭발의 용어 중 DID의 정의에 대하여 가장 올바르게 설명한 것은?

  1. 격렬한 폭발의 완만한 연소로 넘어갈 때까지의 시간
  2. 어는 온도에서 가열하기 시작하여 발화에 이르기까지의 시간
  3. 폭발 등급을 나타내는 것으로서 가연성 물질의 위험성의 척도
  4. 최초의 완만한 연소로부터 격렬한 폭굉으로 발전할 때까지의 거리
(정답률: 75%)
  • DID(Deflagration to Detonation Transition Distance)는 연소 속도가 느린 완만한 연소(폭연) 상태에서 시작하여, 충격파를 동반한 격렬한 폭굉 상태로 전이될 때까지 이동한 거리를 의미합니다.
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36. 298.15K, 0.1MPa에서 메탄(CH4)의 연소엔탈피는 약 몇 kJ/㎏인가? (단, CH4, CO2, H2O의 생성엔탈피는 각각 -74,843kJ/kmol, -393,522kJ/kmol, -241,827kJ/kmol 이다.)

  1. -40,000
  2. -50,000
  3. -60,000
  4. -70,000
(정답률: 43%)
  • 연소엔탈피는 생성물의 생성엔탈피 합에서 반응물의 생성엔탈피 합을 뺀 값으로 계산하며, 이를 질량 단위로 환산합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta H = \sum \Delta H_{f,product} - \sum \Delta H_{f,reactant}$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta H = [(-393,522) + 2 \times (-241,827)] - [-74,843] = -802,333 \text{ kJ/kmol}$$
    ③ [최종 결과] $$-802,333 / 16.04 \approx -50,000 \text{ kJ/kg}$$
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37. 실린더 속에 N2가 0.5mol, O2가 0.2mol, H2가 0.3mol 이 혼합되어 있을 때 전체의 압력이 1atm 이었다면 이 때 산소의 부분압력은 몇 ㎜Hg인가?

  1. 152
  2. 179
  3. 182
  4. 194
(정답률: 38%)
  • 혼합 기체에서 특정 성분의 부분 압력은 전체 압력에 해당 성분의 몰 분율을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P_{O_2} = P_{total} \times \frac{n_{O_2}}{n_{total}}$$
    ② [숫자 대입] $$P_{O_2} = 760 \times \frac{0.2}{0.5 + 0.2 + 0.3}$$
    ③ [최종 결과] $$P_{O_2} = 152$$
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38. 다음 중 비열에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 정압비열은 정적비열보다 항상 크다.
  2. 물질의 비열은 물질의 종류와 온도에 따라 달라진다.
  3. 정적비열에 대한 정압비열의 비(비열비)가 큰 물질일수록 압축 후의 온도가 더 높다.
  4. 물질의 비열이 크면 그 물질의 온도를 변화시키기 쉽고, 비열이 크면 열용량도 크다.
(정답률: 53%)
  • 비열은 물질 $1\text{kg}$의 온도를 $1\text{K}$ 올리는 데 필요한 열량입니다. 따라서 비열이 클수록 온도를 변화시키는 데 더 많은 열량이 필요하므로 온도를 변화시키기 어렵습니다.
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39. 이상기체의 식 PVn=C(상수)에서 n=1이면 무슨 변화인가?

  1. 등압변화
  2. 단열변화
  3. 등적변화
  4. 등온변화
(정답률: 45%)
  • 이상기체 상태 방정식 $PV^n = C$에서 지수 $n=1$이면 $PV = C$가 되어 압력과 부피의 곱이 일정하게 유지되는 등온변화가 됩니다.
    오답 노트
    등압변화: $n=0$ 등적변화: $n=\infty$ 단열변화: $n=\kappa$ (비열비)
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40. 연료와 공기를 미리 혼합시킨 후 연소시키는 것으로 고온의 화염면(반응면)이 형성되어 자력으로 전파되어 일어나는 연소 형태는?

  1. 확산연소
  2. 분무연소
  3. 예혼합연소
  4. 증발연소
(정답률: 73%)
  • 연료와 공기를 연소 전에 미리 혼합(Pre-mixed)하여 연소시키는 방식을 예혼합연소라고 하며, 이는 화염 전파 속도가 빠르고 고온의 화염면이 형성되는 특징이 있습니다.
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3과목: 가스설비

41. 고압가스의 저장량잉 몇 ㎏이상인 경우에 용기 보관실의 벽을 방호벽으로 설치하여야 하는가?

  1. 100㎏
  2. 200㎏
  3. 300㎏
  4. 400㎏
(정답률: 40%)
  • 고압가스 안전관리법령에 따라 고압가스 저장량이 $300\text{kg}$이상인 경우, 사고 시 피해를 최소화하기 위해 용기 보관실의 벽을 방호벽으로 설치해야 합니다.
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42. 왕복식 압축기의 연속적인 용량제어 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 바이패스 밸브에 의한 조정
  2. 회전수를 변경하는 방법
  3. 흡입 밸브를 폐쇄하는 방법
  4. 베인 컨트롤에 의한 방법
(정답률: 54%)
  • 베인 컨트롤에 의한 방법은 왕복식 압축기가 아니라 회전식(베인형) 압축기에서 사용하는 용량제어 방식입니다.
    오답 노트
    바이패스 밸브, 회전수 변경, 흡입 밸브 폐쇄: 모두 왕복식 압축기의 대표적인 용량제어 방법입니다.
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43. LPG 저장용기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 용기의 재질은 주로 탄소강을 사용한다.
  2. 스프링식 안전밸브를 주로 사용한다.
  3. 내압시험 압력은 상용압력 이상으로 한다.
  4. 용기의 색은 회색을 사용한다.
(정답률: 37%)
  • LPG 저장용기의 내압시험 압력은 상용압력보다 훨씬 높은 기준(통상 1.5배 이상)으로 설정하여 안전성을 확보해야 하므로, 단순히 상용압력 이상으로 한다는 설명은 부족하거나 틀린 표현입니다.
    오답 노트
    용기의 색은 회색을 사용한다: LPG 용기의 표준 색상 규격입니다.
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44. 어떤 고압장치가 상용압력의 30.0MPa 일 때 안전밸브의 최고 작동압력은 몇 MPa인가?

  1. 30
  2. 33
  3. 36
  4. 45
(정답률: 47%)
  • 고압가스 안전관리법 기준, 안전밸브의 최고 작동압력은 상용압력의 1.2배 이하로 설정합니다.
    ① [기본 공식] $$P_{max} = P_{use} \times 1.2$$
    ② [숫자 대입] $$P_{max} = 30.0 \times 1.2$$
    ③ [최종 결과] $$P_{max} = 36\text{MPa}$$
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45. 액화천연가스를 도시가스 원료로 사용할 때 액화천연가스의 특징을 옳게 설명한 것은?

  1. 천연가스의 C/H비가 3이고 기화설비가 필요하다.
  2. 천연가스의 C/H비가 4이고 기화설비가 필요 없다.
  3. 천연가스의 C/H비가 3이고 가스제조 및 정제설비가 필요하다.
  4. 천연가스의 C/H비가 4이고 개질설비가 필요하다.
(정답률: 67%)
  • 액화천연가스(LNG)는 주성분이 메탄($CH_{4}$)으로 탄소와 수소의 비율인 C/H비가 $1/4$ (약 0.25) 수준이며, 액체 상태로 운송되므로 사용 전 다시 기체로 만드는 기화설비가 반드시 필요합니다.
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46. 아세틸렌(C2H2)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 동과 직접 접촉하여 폭발성의 아세틸라이드를 만든다.
  2. 비점과 융점이 비슷아여 고체 아세틸렌은 융해한다.
  3. 아세틸렌가스의 충전제로 규조토, 목탄 등의 다공성 물질을 사용한다.
  4. 흡열 화합물이므로 압축하면 분해폭발 할 수 있다.
(정답률: 38%)
  • 아세틸렌은 비점과 융점이 매우 비슷하여 고체 상태에서 액체를 거치지 않고 바로 기체로 변하는 승화 현상이 일어납니다.
    오답 노트
    동과 접촉 시 아세틸라이드 형성: 맞음
    다공성 물질 사용: 맞음
    압축 시 분해폭발 위험: 맞음
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47. 증기 압축식 냉동기에서 열을 흡수할 수 있는 적정량의 냉매량을 조절하는 것은?

  1. 압축기
  2. 응축기
  3. 팽창밸브
  4. 증발기
(정답률: 36%)
  • 팽창밸브는 고압의 액체 냉매를 저압의 습증기로 바꾸어 증발기로 보내는 장치로, 증발기 내에서 열을 흡수할 수 있도록 냉매의 유량을 정밀하게 조절하는 역할을 합니다.
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48. 가스 누설을 조기에 발견하기 위하여 사용되는 냄새가 나는 물질(부취제)이 아닌 것은?

  1. T. H. T
  2. T. B. W
  3. D. M. S
  4. T. E. A
(정답률: 50%)
  • 가스 누설 감지를 위해 첨가하는 부취제로는 T.H.T, T.B.W, D.M.S 등이 사용되며, T.E.A는 부취제로 사용되지 않습니다.
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49. 냉동기관의 이상적인 사이클에서 엔탈피가 변하지 않는 장치와 그 이유가 바르게 연결된 것은?

  1. 증발기 - 등온 팽창
  2. 팽창밸브 - 등온 팽창
  3. 증발기 - 단열 팽창
  4. 팽창밸브 - 단열 팽창
(정답률: 44%)
  • 냉동 사이클의 팽창밸브에서는 냉매가 급격히 팽창하며 압력이 낮아지는데, 이때 외부와의 열교환이 없는 단열 팽창 과정이 일어나므로 엔탈피 변화가 없는 등엔탈피 과정이 됩니다.
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50. 도시가스설비의 전기방식(防飾)의 방법이 아닌 것은?

  1. 희생양극법
  2. 외부전원법
  3. 배류법
  4. 압착전원법
(정답률: 66%)
  • 도시가스 배관의 부식을 방지하는 전기방식법에는 희생양극법, 외부전원법, 배류법이 사용됩니다.
    오답 노트
    압착전원법: 존재하지 않는 방식입니다.
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51. 기화기를 구성하는 주요 설비가 아닌 것은?

  1. 열교환기
  2. 액유출 방지장치
  3. 열매 이송장치
  4. 열매온도 제어장치
(정답률: 29%)
  • 기화기는 액체 가스를 기체로 바꾸기 위해 열교환기, 액유출 방지장치, 열매온도 제어장치 등을 갖추고 있습니다. 열매 이송장치는 기화기의 핵심 구성 설비에 해당하지 않습니다.
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52. 고압가스 제조시설의 플레어스텍에서 처리가스의 액체성분을 제거하기 위한 설비는?

  1. Knock- out drum
  2. Seal drum
  3. Flame arrestor
  4. Pilot borner
(정답률: 47%)
  • 플레어스텍(Flare Stack)으로 유입되는 가스 중 액체 성분을 분리하여 제거함으로써 연소 효율을 높이고 안전을 확보하는 설비는 Knock-out drum입니다.
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53. 가스렌지의 열효율을 측정하기 위하여 냄비에 물 1,000g을 넣고 10분간 가열한 결과 처음 15℃인 물의 온도가 65℃가 되었다. 이 가스렌지의 열효율을 약 몇 %인가? (단, 물의 비열은 1㎉/㎏ㆍ℃, 가스 사용량은 0.008m3,가스 발열량은 13,000㎉/m3이며, 온도 및 압력에 대한 보정치는 고려하지 않는다.)

  1. 42
  2. 45
  3. 48
  4. 52
(정답률: 63%)
  • 물에 흡수된 열량과 가스가 공급한 총 열량의 비율을 통해 열효율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = \frac{C \times m \times \Delta T}{Q \times V} \times 100$$
    ② [숫자 대입] $$\eta = \frac{1 \times 1 \times (65 - 15)}{13000 \times 0.008} \times 100$$
    ③ [최종 결과] $$\eta = 48.08$$
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54. 수소를 공업적으로 제조하는 방법이 아닌 것은?

  1. 수전해법
  2. 수성가스법
  3. LPG분해법
  4. 석유의 분해법
(정답률: 50%)
  • 수소의 공업적 제조법으로는 물을 전기분해하는 수전해법, 수증기와 탄소의 반응을 이용한 수성가스법, 석유의 열분해법 등이 사용됩니다. LPG분해법은 일반적인 수소의 공업적 제조 방법으로 분류되지 않습니다.
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55. 공기액화분리장치에서 장치 내 불순물을 제거하기 위하여 세정제로 주로 사용되는 것은?

  1. HCl
  2. CCl4
  3. H2SO4
  4. CaCl2
(정답률: 54%)
  • 공기액화분리장치에서 불순물을 제거하기 위한 세정제로 주로 $CCl_{4}$ (사염화탄소)가 사용됩니다.
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56. 다단압축의 목적에 해당하지 않는 것은?

  1. 일량이 감소한다.
  2. 힘의 평형이 좋아진다.
  3. 효율이 증가한다.
  4. 가스온도를 상승하게 한다.
(정답률: 48%)
  • 다단압축은 압축 과정을 여러 단계로 나누어 중간 냉각을 실시함으로써 압축 일량을 줄이고 효율을 높이는 것이 목적입니다. 가스온도를 상승하게 하는 것은 압축의 결과일 뿐 목적이 아니며, 오히려 다단압축은 중간 냉각을 통해 가스온도 상승을 억제합니다.
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57. 펌프에서 발생하는 케비테이션이나 수격작용을 방지하는 방법에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 케비테이션을 방지하기 위해서는 펌프의 흡입양정을 작게한다.
  2. 케비테이션을 방지하기 위해서는 펌프의 설치위치를 낮춘다.
  3. 수격작용을 방지하기 위해서는 관내의 유속을 느리게 한다.
  4. 수격작용을 방지하기 위해서는 관경을 작게한다.
(정답률: 58%)
  • 수격작용은 유속이 빠를 때 밸브를 갑자기 닫으면 압력파가 발생하여 관에 충격을 주는 현상입니다. 이를 방지하려면 관경을 크게 하여 유속을 낮추어야 합니다.
    오답 노트
    관경을 작게한다: 관경이 작아지면 유속이 빨라져 수격작용이 심해집니다.
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58. 도시가스제조법 중 수첨분해법으로 조업할 때의 조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 원료는 나프타를 사용하지만 LPG도 가능하다.
  2. 반응온도는 750℃정도이며 압력은 20~20㎏/cm2이다.
  3. 수소비는 원료 1㎏당 1,000m3정도이다.
  4. 반응기 내에서 순환하고 있는 가스량과 원료 송입량과의 비는 1:5정도이다.
(정답률: 12%)
  • 수첨분해법의 조업 조건에서 반응기 내 순환 가스량과 원료 송입량의 비는 보통 5:1 정도로 유지해야 합니다. 따라서 반응기 내에서 순환하고 있는 가스량과 원료 송입량과의 비는 1:5정도이다라는 설명은 비율이 반대로 되어 있어 옳지 않습니다.
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59. LPG를 탱크로리에서 충전소 저장탱크까지 이송하는 방법이 아닌 것은?

  1. 펌프를 이용하는 방법
  2. 압축기를 이용하는 방법
  3. 차압을 이용하는 방법
  4. 파이프라인을 이용하는 방법
(정답률: 56%)
  • LPG를 탱크로리에서 저장탱크로 이송할 때는 펌프, 압축기, 차압을 이용한 물리적 가압 방식을 사용하며, 파이프라인을 이용하는 방법은 이송 수단(운송 방식)이지 충전소 내 이송 방법이 아닙니다.
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60. 신규 용기가 전 증가량이 100cc 이었다. 이 용기가 검사에 합격하려면 항구 증가량은 몇 cc 이하이어야 하는가?

  1. 5cc
  2. 10cc
  3. 15cc
  4. 20cc
(정답률: 57%)
  • 신규 용기의 항구 증가량 합격 기준은 전 증가량의 $10\%$이하입니다.
    $$증가량 = 전 증가량 \times 0.1$$
    $$증가량 = 100 \times 0.1$$
    $$증가량 = 10\text{cc}$$
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4과목: 가스안전관리

61. 배기가스의 실내 누출로 인하여 질식사고가 발생하는 것을 방지하기 위해 반드시 전용 보일러 실에 설치하여야 하는 가스 보일러는?

  1. 강제급ㆍ배기식(FF) 가스 보일러
  2. 반밀폐식 가스 보일러
  3. 옥외에 설치한 가스 보일러
  4. 전용 급기통을 부착시키는 구조로 검사에 합격한 강제 배기식 가스 보일러
(정답률: 44%)
  • 반밀폐식 가스 보일러는 배기가스가 실내로 누출될 위험이 크므로, 질식사고 방지를 위해 반드시 전용 보일러 실에 설치해야 합니다.
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62. 독성가스는 인체 허용농또 얼마 이하인 가스를 뜻하는가?

  1. 10/1,000,000
  2. 100/1,000,000
  3. 200/1,000,000
  4. 500/1,000,000
(정답률: 35%)
  • 독성가스의 정의는 인체 허용 농도가 $200/1,000,000$ (200ppm) 이하인 가스를 말합니다.
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63. 액화석유가스의 저장실 통풍구조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 강제 통풍장치 배기가스 방출구는 지면에서 3m이상 높이에 설치해야 한다.
  2. 강제 통풍장치 흡입구느 바닥면 가까이에 설치해야 한다.
  3. 환기구의 가능 통풍면적은 바닥면적 1m2 당 300cm2 이상이어야 한다.
  4. 저장실을 방호벽으로 설치할 경우는 환기구를 2개 방향 이상으로 설치해야 한다.
(정답률: 38%)
  • 강제 통풍장치의 배기가스 방출구는 지면에서 $2\text{m}$이상의 높이에 설치하는 것이 기준입니다. 따라서 $3\text{m}$이상으로 설명한 내용은 옳지 않습니다.
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64. 액화석유가스 충전소의 용기보관장소에 충전용기를 보관하는 때의 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 용기보관장소의 주위 8m이네에는 석유, 휘발유를 보관하여서는 아니된다.
  2. 충전용기는 항상 40℃이하를 유지하여야 한다.
  3. 용기가 너무 냉각되지 않도록 겨울철에는 직사광선을 받도록 조치하여야 한다.
  4. 충전용기와 잔가스용기는 각각 구분하여 놓아야 한다.
(정답률: 79%)
  • 충전용기는 직사광선을 피하고 온도 상승을 방지하기 위해 차광막 등을 설치해야 하며, 겨울철이라 하더라도 직사광선을 받도록 조치하는 것은 안전 기준에 어긋납니다.
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65. 가연성가스 저장탱크는 그 외면으로부터 처리능력이 20만m3 이상인 압축기와 몇 m이상의 거리를 유지해야 하는가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 33%)
  • 가연성가스 저장탱크와 압축기 사이의 안전거리는 압축기의 처리능력에 따라 결정되며, 처리능력이 $20\text{m}^3$이상인 경우에는 $30\text{m}$이상의 거리를 유지해야 합니다.
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66. 산소 제조시 산소 중의 아세틸렌, 에틸렌 및 수소의 용량 합계가 전용량의 몇 % 이상일 대 압축하여서는 안되는가?

  1. 2%
  2. 3%
  3. 4%
  4. 5%
(정답률: 25%)
  • 산소 제조 시 안전을 위해 아세틸렌, 에틸렌 및 수소와 같은 가연성 불순물의 합계가 전용량의 $2\%$이상일 경우, 압축 시 폭발 위험이 있어 압축을 금지하고 있습니다.
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67. 다음 중 가연성 가스이면서 독성가스인 것은?

  1. 산화에틸렌, 염화메탄, 황화수소
  2. 염소, 불소, 프로판
  3. 포스겐, 오존, 아황산가스
  4. 암모니아, 질소, 수소
(정답률: 54%)
  • 산화에틸렌, 염화메탄, 황화수소는 모두 가연성(불에 타는 성질)과 독성(인체에 유해한 성질)을 동시에 가지고 있는 가스입니다.
    오답 노트
    염소, 불소, 포스겐, 오존, 아황산가스: 가연성이 없는 독성가스
    프로판, 질소, 수소: 독성이 없는 가연성 또는 불연성 가스
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68. 온수기나 보일러를 겨울철에 장시간 사용하지 않거나 실온에 설치하였을 때 물이 얼어 연소기구가 파손될 우려가 있으므로 이를 방지하기 위하여 설치하는 것은?

  1. 휴즈메탈(fuse metal)
  2. 드레인(drain)장치
  3. 후레임로드(flame rod)장치
  4. 물 거버너(water governer)
(정답률: 48%)
  • 드레인(drain)장치는 보일러나 온수기 내부의 물을 외부로 배출하는 장치로, 겨울철 동결로 인한 기구 파손을 방지하기 위해 설치합니다.
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69. 위험성 평가의 기법으로 정량적 평가방법인 것은?

  1. Check List 법
  2. PHA 법
  3. FTA 법
  4. HAZOP 법
(정답률: 36%)
  • FTA(Fault Tree Analysis, 결함수 분석법)는 사고의 원인을 논리적으로 분석하여 발생 확률을 수치로 계산하는 대표적인 정량적 평가 방법입니다.
    오답 노트
    Check List, PHA, HAZOP: 정성적 평가 방법
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70. 가연성가스와 산소를 동일 차량에 적재하여 운반할 때의 조치사항으로 가장 적절한 것은?

  1. 보호망을 씌운다.
  2. 용기사이에 패킹을 한다.
  3. 충전용기의 밸브가 서로 마주보지 않도록 적재한다.
  4. 용기를 눕혀서 적재한다.
(정답률: 56%)
  • 가연성 가스와 산소(조연성 가스)를 함께 운반할 때는 충돌이나 접촉으로 인한 사고를 방지하기 위해 충전용기의 밸브가 서로 마주보지 않도록 적재하는 것이 안전 조치의 핵심입니다.
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71. 고압가스 용기 제조시의 기술기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 용기 동판의 최대 두께와 최소 두께와의 차이는 평균 두께의 20% 이하로 하여야 한다.
  2. 초저온 용기는 오스테나이트계 스테인리스강 또는 알루미늄 합금으로 제조하여야 한다.
  3. 내식성있는 용기를 제외한 용기에는 부식방지 도장을 하여야 한다.
  4. 내용적이 125리터 이상인 액화석유가스를 충전할 용기에는 아래부분의 부식 및 넘어짐을 방지하기 위하여 적절한 구조 및 재질의 스커트를 부착하여야 한다.
(정답률: 18%)
  • 액화석유가스 충전 용기의 스커트 부착 기준은 내용적이 $125\text{L}$이상이 아니라 $200\text{L}$이상인 경우에 해당합니다.
    오답 노트
    용기 동판 두께 차이: 평균 두께의 $20\%$이하 기준 맞음
    초저온 용기 재질: 오스테나이트계 스테인리스강 또는 알루미늄 합금 사용 맞음
    부식방지 도장: 내식성 용기 제외하고 실시하는 것 맞음
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72. 시안화수소(HCN)을 용기에 충전할 경우에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. HCN의 순도는 98%이상이어야 한다.
  2. HCN은 아황산가스 또는 황산 등의 안정제를 첨가한 것이어야 한다.
  3. HCN을 충전한 용기는 충전 후 12시간 이상 정치하여야 한다.
  4. HCN을 일정시간 정치한 후 1일 1회시상 질산구리벤젠 등의 시험지로 가스의 누출검사를 하여야 한다.
(정답률: 61%)
  • 시안화수소($HCN$)를 충전한 용기는 충전 후 $24$시간 이상 정치하여 가스 누출 여부를 확인해야 합니다.
    오답 노트
    12시간 이상 정치: $24$시간 이상 정치해야 함
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73. 바이메탈식, 액팽창식 및 퓨즈메탈(fuse metal)식 등으로 분류되는 연소기구의 안전장치는?

  1. 과열방지장치
  2. 과압방출장치
  3. 헛불방지장치
  4. 온도조절장치
(정답률: 27%)
  • 연소기구에서 온도가 비정상적으로 상승하는 것을 방지하기 위해 바이메탈식, 액팽창식, 퓨즈메탈식 등의 원리를 이용하는 장치는 과열방지장치입니다.
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74. 수소 20%, 메탄 : 50%, 에탄 : 30%의 혼합가스가 공기 중에 있을 경우 폭발 하한값은 얼마인가? (단, 폭발한계는 수소 : 4~75%, 메탄 : 5~15%, 에탄 : 3~12.5% 이다.)

  1. 2.2%
  2. 3.6%
  3. 4%
  4. 5.2%
(정답률: 42%)
  • 혼합가스의 폭발 하한값은 각 성분의 폭발 하한값을 혼합 비율로 나누어 합산하는 르 샤틀리에(Le Chatelier) 법칙을 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$L = \frac{100}{\frac{V_{1}}{L_{1}} + \frac{V_{2}}{L_{2}} + \frac{V_{3}}{L_{3}}}$$
    ② [숫자 대입] $$L = \frac{100}{\frac{20}{4} + \frac{50}{5} + \frac{30}{3}}$$
    ③ [최종 결과] $$L = 4$$
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75. 독성가스 중 충전용기를 차량에 적재하여 운반하는 때에 용기 승하차용 리프트와 밀폐된 구조의 적재함이 부착된 전용차량으로 운반하여야 하는 것은?

  1. 암모니아
  2. 산화에틸렌
  3. 포스겐
  4. 산화질소
(정답률: 41%)
  • 고압가스 안전관리법령에 따라 독성가스 중 특히 위험성이 높은 포스겐은 안전한 운반을 위해 용기 승하차용 리프트와 밀폐된 구조의 적재함이 부착된 전용차량으로 운반해야 합니다.
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76. 액화가스저장탱크의 저장능력 산정 기준식으로 옳은 것은? (단, Q 및 W는 저장능력, P는 최고충전압력, V1, V2는 내용적, d는 비중, C는 상수이다.)

  1. W = 0.9dV2
  2. Q = (10P+1)V1
  3. W = V2/C
  4. W = C/V2
(정답률: 58%)
  • 액화가스저장탱크의 저장능력 $W$는 내용적 $V_{2}$에 비중 $d$와 충전 효율을 고려한 상수 $0.9$를 곱하여 산정합니다.
    ① [기본 공식] $$W = 0.9 \times d \times V_{2}$$
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77. 고압가스특정제조하가의 대상 시설로서 옳은 것은?

  1. 석유정제업자의 석유정제시설 또는 그 부대시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 저장능력이 10톤 이상인 것
  2. 석유화학공업자의 석유화학공업시설 또는 그 부대 시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 저장능력이 10톤 이상인 것
  3. 석유화학공업자의 석유화학공업시설 또는 그 부대시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 처리능력이 1천 세제곱미터 이상인 것
  4. 철강공업자의 철강공업시설 또는 그 부대 시설에서 고압가스를 제조하는 것으로서 그 처리능력이 10만 세제곱미터 이상인 것
(정답률: 35%)
  • 고압가스 안전관리법령에 따라 철강공업시설 또는 그 부대시설에서 고압가스를 제조하는 경우, 처리능력이 $10$만 $\text{m}^{3}$이상일 때 고압가스 특정제조자가 됩니다.
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78. 가스용기의 도색으로 옳지 않은 것은? (단, 의료용 가스 용기는 제외한다.)

  1. O2 : 녹색
  2. H2 : 주황색
  3. 액화암모니아 : 회색
  4. C2H2 : 황색
(정답률: 59%)
  • 가스 용기의 도색 기준에 따라 액화암모니아 용기는 백색으로 도색해야 합니다.
    오답 노트
    O$_{2}$ 녹색, H$_{2}$ 주황색, C$_{2}$H$_{2}$ 황색은 모두 올바른 도색 기준입니다.
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79. 액화석유가스를 용기에 의하여 가스소비자에게 공급할 때의 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 용기가스 소비자에게 액화석유가스를 공급하고자 하는 가스 공급자는 당해 용기가스 소비자와 안전공급계약을 체결한 후 공급하여야 한다.
  2. 다른 가스 공급자와 안전공급 계약이 체결된 용기가스 소비자에게는 액화석유가스를 공급할 수 없다.
  3. 안전공급계약을 체결한 가스 공급자는 용기가스 소비자에게 지체없이 소비설비 안전점검표 및 소비자보장책임 보험가입확인서를 교부하여야 한다.
  4. 동일 건축물 내 다수의 용기가스 소비자에게 하나의 공급설비로 액화석유가스를 공급하는 가스 공급자는 그 용기 가스 소비자의 대표자와 안전공급계약을 체결할 수 있다.
(정답률: 59%)
  • 액화석유가스 공급 시, 기존에 다른 가스 공급자와 안전공급계약이 체결되어 있더라도 소비자가 원할 경우 새로운 공급자와 계약을 통해 가스를 공급받는 것이 가능합니다.
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80. 20℃의 이상기체(理想氣體)의 체적을 일정하게 하고 압력을 2배로 올리려면 온도를 몇 도로 하면 되는가?

  1. 약 250℃
  2. 약 320℃
  3. 약 350℃
  4. 약 313℃
(정답률: 53%)
  • 이상기체 상태 방정식에서 체적이 일정할 때, 압력과 절대온도는 비례합니다. $20^{\circ}C$를 절대온도로 변환하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{1}{273 + 20} = \frac{2}{T_2}$$
    ③ [최종 결과] $$T_2 = 586$$ K $\rightarrow 586 - 273 = 313^{\circ}C$
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5과목: 가스계측기기

81. 어떤 기체를 Gascromatorgraphy로 분석하였더니 지속유량(Retention Volume)이 3mL 이고, 지속시간(Retention Time)이 6min이 되었다면 운반기체의 유속(mL/min)은?

  1. 0.5
  2. 2.0
  3. 5.0
  4. 18
(정답률: 38%)
  • 운반기체의 유속은 지속유량을 지속시간으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$F = \frac{V_R}{t_R}$$
    ② [숫자 대입] $$F = \frac{3}{6}$$
    ③ [최종 결과] $$F = 0.5$$ mL/min
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82. 계량법에서 LPG가스 미터의 검정 유효기간은?

  1. 1년
  2. 2년
  3. 3년
  4. 5년
(정답률: 42%)
  • 계량법 규정에 따라 LPG 가스 미터의 검정 유효기간은 2년으로 정해져 있습니다.
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83. 보일러에 여러 대의 버너를 사용하여 연소실의 부하를 조절하는 경우 버너의 특성변화에 따라 버너 대수를 수시로 바꾸는데, 이 때 사용하는 제어방식으로 가장 적당한 것은?

  1. 다변수제어
  2. 병렬제어
  3. 캐스케이드제어
  4. 비율제어
(정답률: 46%)
  • 버너 대수 조절과 같이 주 제어 루프 내에 보조 제어 루프를 포함시켜 제어 정밀도를 높이고 외란에 빠르게 대응하는 방식은 캐스케이드제어(직렬 제어)입니다.
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84. 염소가스가 누출되면 누출부위의 부식을 촉진시키게 된다. 이 때 제해재로 사용되지 않는 것은?

  1. 물
  2. 가성소다
  3. 탄산소다
  4. 소석회
(정답률: 46%)
  • 염소가스는 물과 반응하여 강한 산성인 염산($HCl$)을 생성하므로, 오히려 부식을 촉진시켜 제해재로 사용할 수 없습니다. 가성소다, 탄산소다, 소석회와 같은 알칼리성 물질이 적절한 제해재입니다.
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85. 제어계의 과도응답에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 입력신호에 대한 출력신호의 시간적 변화이다.
  2. 입력신호에 대한 출력신호가 목표치보다 크게 나타나는 것이다.
  3. 입력신호에 대한 출력신호가 목표치보다 작게 나타나는 것이다.
  4. 입력신호에 대한 출력신호가 과도하게 지연되어 나타나는 것이다.
(정답률: 31%)
  • 과도응답은 제어계에 입력 신호가 가해졌을 때, 출력 신호가 정상 상태에 도달하기 전까지 나타나는 시간적 변화 과정을 의미합니다.
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86. 배기가스 중 이산화탄소를 정량분석하고자 할 때 다음 중 가장 적당한 방법은?

  1. 적정법
  2. 폭발법
  3. 중량법
  4. 오르쟈트법
(정답률: 49%)
  • 배기가스 중 이산화탄소($CO_{2}$)와 같은 가스 성분을 정량 분석할 때, 가스의 흡수도를 이용하여 성분비를 측정하는 오르쟈트법이 가장 적당합니다.
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87. 선팽창계수가 다른 2종의 금속을 결합시켜 온도 변화에 따라 굽히는 정도가 다른 점을 이용한 온도계는?

  1. 유리제 온도계
  2. 바이메탈 온도계
  3. 압력식 온도계
  4. 전기저항식 온도계
(정답률: 62%)
  • 열팽창 계수가 서로 다른 두 금속판을 접합한 바이메탈 온도계는 온도 변화 시 두 금속의 팽창 정도 차이로 인해 판이 굽어지는 원리를 이용합니다.
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88. 열전대 온도계의 작동 원리는?

  1. 열기전력
  2. 전기저항
  3. 방사에너지
  4. 압력팽창
(정답률: 58%)
  • 열전대 온도계는 서로 다른 두 종류의 금속선을 접합하여 양 끝단에 온도 차가 발생할 때 전압이 생성되는 제베크 효과(Seebeck effect)인 열기전력을 이용합니다.
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89. 천연가스 유량 측정에 가장 많이 사용되는 동심형 오리피스에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 가격이 고가이고 정확도가 대단히 높다.
  2. 옛지판이 마모되기 쉽다.
  3. 제작과 교정이 용이하다.
  4. 정확도의 계속적인 저하가 발생한다.
(정답률: 46%)
  • 동심형 오리피스는 구조가 단순하여 제작과 교정이 용이하고 가격이 저렴한 것이 특징입니다.
    오답 노트
    가격이 고가이고 정확도가 대단히 높다: 가격이 저렴하며, 정밀도는 매우 높지 않은 편입니다.
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90. 다음 중 건식 가스미터(Gas Meter)는?

  1. Venturi 식
  2. Roots 식
  3. Orifice 식
  4. turbine 식
(정답률: 41%)
  • 건식 가스미터는 회전하는 두 개의 로터(Rotor) 사이의 공간을 이용해 가스 체적을 측정하는 Roots 식이 대표적입니다.
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91. 다음 중 간접계측 방법에 해당되는 것은?

  1. 압력을 분동식 압력계로 측정
  2. 질량을 천칭으로 측정
  3. 길이를 줄자로 측정
  4. 압력을 부르돈관 압력계로 측정
(정답률: 68%)
  • 측정하려는 양을 직접 읽지 않고, 다른 물리량(변위, 전기 신호 등)으로 변환하여 간접적으로 측정하는 방식을 간접계측이라고 합니다.
    압력을 부르돈관 압력계로 측정하는 경우, 압력에 의해 부르돈관이 변형되는 '변위'를 측정하여 압력값으로 환산하므로 간접계측에 해당합니다.
    오답 노트
    압력을 분동식 압력계로 측정, 질량을 천칭으로 측정, 길이를 줄자로 측정: 측정 대상의 물리량을 표준기와 직접 비교하여 읽는 직접계측 방식입니다.
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92. 액화산소와 같은 극저온의 저장조의 상, 하부를 U자관에 연결하여 차압에 의하여 액면을 측정하는 방식은?

  1. 크랭크식
  2. 회전튜브식
  3. 햄프슨식
  4. 스립튜브식
(정답률: 65%)
  • 햄프슨식 액면계는 극저온 저장조의 상부와 하부를 U자관으로 연결하여 발생하는 차압을 이용해 액면의 높이를 측정하는 대표적인 방식입니다.
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93. 초저온 영역에서 사용될 수 있는 온도계로 가장 적당한 것은?

  1. 백금 - 백금 로듐 열전대 온도계
  2. 크로멜 - 알루멜 열전대 온도계
  3. 백금 측온 저항체 온도계
  4. 광전관식 온도계
(정답률: 44%)
  • 백금 측온 저항체 온도계는 저온부터 고온까지 넓은 범위에서 정밀한 측정이 가능하며, 특히 초저온 영역에서도 안정적인 저항 변화를 보여 측정에 가장 적합합니다.
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94. 에탄올, 헵탄, 벤젠, 에틸아세테이트로 된 4성분 혼합물을 TCD를 이용하여 정량 분석하려고 한다. 다음 데이터를 이용하여 각 성분(에탄올 : 헵탄 : 벤젠 : 에틸아세테이트)의 중량분율(wt%)을 구하면?

  1. 20 : 36 : 16 : 28
  2. 22.5 : 37.1 : 14.8 : 25.6
  3. 22.0 : 24.1 : 26.8 : 27.1
  4. 17.6 : 34.7 : 17.2 : 30.5
(정답률: 50%)
  • 각 성분의 중량분율은 (피크 면적 $\times$ 중량인자)의 합에 대한 개별 성분의 (면적 $\times$ 인자) 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$wt\% = \frac{A_i \times F_i}{\sum (A_n \times F_n)} \times 100$$ (여기서 $A$는 면적, $F$는 중량인자)
    ② [숫자 대입] $$\text{Total} = (5.0 \times 0.64) + (9.0 \times 0.70) + (4.7 \times 0.78) + (7.0 \times 0.79) = 3.2 + 6.3 + 3.666 + 5.53 = 18.696$$
    $$\text{Ethanol} = \frac{3.2}{18.696} \times 100, \text{Heptane} = \frac{6.3}{18.696} \times 100, \text{Benzene} = \frac{3.666}{18.696} \times 100, \text{Ethyl Acetate} = \frac{5.53}{18.696} \times 100$$
    ③ [최종 결과] $$17.
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95. 가스크로마토 그래피의 캐리어 가스로 사용하기에 적절하지 못한 것은?

  1. He
  2. N2
  3. O2
  4. Ar
(정답률: 68%)
  • 가스크로마토그래피의 캐리어 가스는 시료와 반응하지 않는 불활성 가스여야 합니다. $\text{O}_2$는 반응성이 강한 산화성 가스이므로 캐리어 가스로 사용하기에 부적절합니다.
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96. 국제단위계(SI단위계)(The International System of Unlt)의 기본단위가 아닌 것은?

  1. 길이[m]
  2. 압력[Pa]
  3. 시간[s]
  4. 광도[cd]
(정답률: 52%)
  • 압력 $\text{Pa}$는 길이, 질량, 시간 등의 기본 단위들이 조합되어 만들어진 유도 단위입니다.
    오답 노트
    - 길이 $\text{m}$, 시간 $\text{s}$, 광도 $\text{cd}$: SI 기본 단위에 해당함
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97. 가스미터에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 가스미터는 내압, 내열성, 내구성이 좋아야 한다.
  2. 가스미터는 1,000㎜H2O의 기밀 시험에 합격해야 한다.
  3. 회전자식 루트미터는 소유량 0.5m3/h이하에서도 작동이 용이하다.
  4. 막식 가스미터는 용량 범위가 1.5~200m3/h이다.
(정답률: 35%)
  • 회전자식 루트미터는 구조적 특성상 소유량에서 작동이 어렵기 때문에, 소유량 $0.5\text{m}^3/\text{h}$이하에서도 작동이 용이하다는 설명은 틀린 내용입니다.
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98. 용적식 유량계의 일반적인 용도로서 가장 옳게 짝지어진 것은?

  1. 오발유량계 - 액체측정, 습식가스미터- 공해측정, 건식가스미터 - 도시가스 측정
  2. 오발유량계 - 공해측정, 습식가스미터 - 액체측정, 건식가스미터 - 도시가스 측정
  3. 오발유량계 - 도시가스측정, 습식가스미터 – 액체측정, 건식가스미터 - 공해측정
  4. 오발유량계 - 도시가스측정, 습식가스미터 - 액체측정, 건식가스미터 - 액체측정
(정답률: 34%)
  • 용적식 유량계의 대표적인 용도는 다음과 같습니다.
    - 오발유량계: 액체 측정
    - 습식가스미터: 공해 측정
    - 건식가스미터: 도시가스 측정
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99. 가스미터에 다음과 같이 표시되어 있다. 이 표시가 의미하는 내용으로 옳은 것은?

  1. 계량실 1주기 체적이 0.5m3이고, 시간당 사용 최대 유량이 2.5m3 이다.
  2. 계량실 1주기 체적이 0.5L이고, 시간당 사용 최대 유량이 2.5m3이다.
  3. 계량실 전체 체적이 0.5m3이고, 시간당 사용 최소 유량이 2.5m3이다.
  4. 계량실 전체 체적이 0.5L이고, 시간당 사용 최소 유량이 2.5m3이다.
(정답률: 67%)
  • 제시된 이미지 의 표기 내용을 분석하면 다음과 같습니다.
    1. $0.5[L/rev]$ : 1회전(1주기)당 체적이 $0.5\text{L}$임을 의미합니다.
    2. $MAX 2.5[m^3/h]$ : 시간당 최대 유량이 $2.5\text{m}^3$임을 의미합니다.
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100. 분배 크로마토그래피에서 운반가스의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 시료와 반응하지 않는 활성이어야 한다.
  2. 기체 확산을 최소로 할 수 있어야 한다.
  3. 순도가 높아야 한다.
  4. 사용하는 검출기에 적합하여야 한다.
(정답률: 42%)
  • 운반가스는 시료 성분과 화학적으로 반응하여 성질을 변화시키면 안 되므로, 활성이 없는 '불활성' 기체여야 합니다.
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