가스기사 필기 기출문제복원 (2015-08-16)

가스기사
(2015-08-16 기출문제)

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1과목: 가스유체역학

1. 일정한 온도와 압력 조건에서 하수 슬러리(slurry)와 같이 입계 전단응력 이상이 되어야만 흐르는 유체는?

  1. 뉴턴유체(Newtonian fluid)
  2. 팽창유체(dilatant fluid)
  3. 빙햄가소성유체(Bingham plastics)
  4. 의가소성유체(Pseudoplastic fluid)
(정답률: 80%)
  • 빙햄가소성유체(Bingham plastics)는 하수 슬러리, 치약, 진흙과 같이 특정 임계 전단응력(항복 응력) 이상이 되어야만 흐르기 시작하는 유체입니다.
    오답 노트
    뉴턴유체: 물, 알코올과 같이 점도가 일정한 유체
    팽창유체: 아스팔트, 휘핑크림과 같이 전단속도가 증가하면 점도가 증가하는 유체
    의가소성유체: 펄프류, 고분자용액과 같이 전단속도가 증가하면 점도가 감소하는 유체
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2. 원심압축기의 폴리트로프 효율이 94%, 기계손실이 축둥력의 3.0%라면 전 폴리트로프 효율은 약 몇%인가?

  1. 88.9
  2. 91.2
  3. 93.1
  4. 94.7
(정답률: 73%)
  • 전 폴리트로프 효율은 폴리트로프 효율에 기계적 손실을 제외한 효율을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$ \eta_{total} = \eta_{poly} \times (1 - L_{mech}) $$
    ② [숫자 대입] $$ \eta_{total} = 0.94 \times (1 - 0.03) $$
    ③ [최종 결과] $$ \eta_{total} = 0.9118 \approx 91.2\% $$
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3. 회전차(impeller)의 외경이 40㎝인 원심섬프가 1500rpm으로 회전할 때 물의 유량은 1.6m3/min이다. 펌프의 전양정이 50m이라고 할 때 수동력은 몇 마력(HP)인가?

  1. 15.5
  2. 16.5
  3. 17.5
  4. 18.5
(정답률: 58%)
  • 펌프의 수동력은 유량, 밀도, 중력가속도, 전양정을 이용하여 계산하며, 최종 결과값을 마력(HP) 단위로 환산합니다.
    $$P = \rho \times Q \times g \times H$$
    $$P = 1000 \times \frac{1.6}{60} \times 9.8 \times 50$$
    $$P = 13066.7 \text{ W} = \frac{13066.7}{746} = 17.5 \text{ HP}$$
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4. 2차원 평면 유동장에서 어떤 이상 유체의 유속이 다음과 같이 주어질 때, 이 유동장의 흐름함수(stream function, Ψ)에 대한 식으로 옳은 것은? (단, u, v는 각각 2차원 직각좌표계(x, y)상에서 x방향과 y방향의 속도를 나타내고 K는 상수이다.)

(정답률: 60%)
  • 흐름함수 $\Psi$는 속도 성분 $u = \frac{\partial \Psi}{\partial y}$, $v = -\frac{\partial \Psi}{\partial x}$ 관계를 만족해야 합니다. 주어진 속도 성분 $\begin{cases} u = \frac{-2Ky}{x^2+y^2} \\ v = \frac{2Kx}{x^2+y^2} \end{cases}$를 적분하면 흐름함수는 가 됩니다.
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5. 펌프의 캐비테이션을 방지할 수 있는 방법이 아닌 것은?

  1. 펌프의 설치높이를 낮추어 흡입양정을 작게 한다.
  2. 펌프의 회전수를 낮추어 흡입비교회전도를 작게 한다.
  3. 양흡입 펌프 또는 2대 이상의 펌프를 사용한다.
  4. 흡입 배관계는 관경과 굽힘을 가능한 작게 한다.
(정답률: 66%)
  • 캐비테이션을 방지하려면 흡입 손실을 최소화해야 합니다. 이를 위해 흡입 배관계의 관경(지름)은 크게 하여 유속을 낮추고, 굽힘(곡관)은 최대한 적게 하여 압력 강하를 줄여야 합니다.
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6. 점성력에 대한 관성력의 상대적인 비를 나타내는 무차원의 수는?

  1. Reynolds수
  2. Froude수
  3. 모세관수
  4. Weber수
(정답률: 89%)
  • 레이놀즈수는 유체의 관성력과 점성력의 비를 나타내는 무차원 수로, 흐름이 층류인지 난류인지를 판별하는 기준이 됩니다.
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7. 비행기의 속도를 측정하고자 할 때 다음 중 가장 적합한 장치는?

  1. 피토정압관
  2. 벤튜리관
  3. 부르동(Bourdon)압력계
  4. 오리피스
(정답률: 74%)
  • 피토정압관은 유체의 동압과 정압의 차이를 이용하여 비행기의 속도 측정, 수력 발전소의 수량 측정, 송풍기의 풍량 측정 등에 사용되는 가장 적합한 장치입니다.
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8. 펌프에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 벌류우트 펌프는 안내판이 있는 펌프이다.
  2. 베인펌프는 왕복펌프이다.
  3. 원심펌프의 비속도는 아주 크다.
  4. 축류펌프는 주로 대용량 저양정용으로 사용한다.
(정답률: 59%)
  • 축류펌프는 유체가 축 방향으로 흐르며, 주로 대용량의 액체를 낮은 높이로 보내는 저양정용으로 사용됩니다.
    오답 노트
    벌류우트 펌프: 안내깃(베인)이 없는 구조입니다.
    베인펌프: 왕복펌프가 아닌 회전펌프입니다.
    원심펌프: 비속도가 작은 편에 속합니다.
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9. 압력의 단위 환산값으로 옳지 않은 것은?

  1. 1atm＝101.3kPa
  2. 760mmHg＝1.013bar
  3. 1torr＝1mmHg
  4. 1.013bar＝0.98kPa
(정답률: 78%)
  • 표준대기압의 환산 관계는 $1\text{atm} = 1.013\text{bar} = 101.325\text{kPa}$ 입니다. 따라서 $1.013\text{bar}$는 $0.98\text{kPa}$가 아니라 $101.3\text{kPa}$가 되어야 하므로 옳지 않습니다.
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10. 축류펌프에서 양정을 만드는 힘은?

  1. 원심력
  2. 항력
  3. 양력
  4. 점성력
(정답률: 64%)
  • 축류펌프는 임펠러의 회전으로 인해 물의 흐름이 축 방향으로 발생하며, 이때 양정을 만드는 주된 힘은 양력입니다.
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11. 물속에 피토관(Pitot tube)을 설치하였더니 정체압이 1250㎝Aq이고, 이때의 유속이 4.9m/s이었다면 정압은 몇 ㎝Aq인가?

  1. 122.5
  2. 1005.0
  3. 1127.5
  4. 1225.0
(정답률: 48%)
  • 피토관에서 정체압(전압)은 정압과 동압의 합이며, 정압은 정체압에서 동압을 빼서 구합니다.
    $$P_{static} = P_{total} - \frac{\rho v^{2}}{2}$$
    $$P_{static} = 12500 - \frac{1000 \times 4.9^{2}}{2 \times 9.8}$$
    $$P_{static} = 11275\text{ mmAq} = 1127.5\text{ cmAq}$$
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12. 그림에서 비중이 0.9인 액체가 분출되고 있다. 원형면 1을 통하는 속도가 15m/s일 때 원형면 2를 통과하는 분출속도(m/s)는 얼마인가? (단, 비압축성 유체이고 각 단면에서의 속도는 균일하다고 가장한다.)

  1. 125
  2. 130
  3. 135
  4. 140
(정답률: 65%)
  • 비압축성 유체의 연속방정식에 따라 단면적과 속도의 곱은 일정합니다.
    $$v_{2} = \frac{A_{1}}{A_{2}} \times v_{1} = (\frac{D_{1}}{D_{2}})^{2} \times v_{1}$$
    $$v_{2} = (\frac{15}{5})^{2} \times 15$$
    $$v_{2} = 135$$
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13. 내경 0.0526m인 철관 내를 점도가 0.01㎏/m·s이고 밀도가 1200㎏/m3인 액체가 1.16m/s의 평균속도로 흐를 때 Reynolds수는 약 얼마인가?

  1. 36.61
  2. 3661
  3. 732.2
  4. 7322
(정답률: 66%)
  • 레이놀즈수는 유체의 밀도, 관의 내경, 평균 속도를 점도로 나눈 무차원 수입니다.
    $$Re = \frac{\rho \cdot D \cdot v}{\mu}$$
    $$Re = \frac{1200 \times 0.0526 \times 1.16}{0.01}$$
    $$Re = 7321.92$$
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14. 어떤 매끄러운 수평 원관에 유체가 흐를 때 완전 난류유도(완전히 거친 난류유동)영역이었고 이때 손실수두가 10m이었다. 속도가 2배가 되면 손실수두는 얼마인가?

  1. 20m
  2. 40m
  3. 80m
  4. 160m
(정답률: 82%)
  • 완전 난류 영역에서 손실수두는 유속의 제곱에 비례한다는 원리를 이용합니다.
    $$h_L = k \cdot v^2$$
    $$h_{L2} = 10 \times 2^2$$
    $$h_{L2} = 40\text{m}$$
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15. 프란틀의 혼합길이(Prandtl mixing length)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 난류유동에 관련된다.
  2. 전단응력과 밀접한 관련이 있다.
  3. 벽면에서는 0이다.
  4. 항상 일정한 값을 갖는다.
(정답률: 75%)
  • 프란틀의 혼합길이는 난류 유동에서 유체 입자가 운동량 변화 없이 이동하는 거리로, 벽면에서는 $0$이며 벽면에서 멀어질수록 길어지는 특성을 가집니다. 따라서 항상 일정한 값을 갖는다는 설명은 틀렸습니다.
    오답 노트
    난류유동에 관련된다: 맞음
    전단응력과 밀접한 관련이 있다: 맞음
    벽면에서는 0이다: 맞음
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16. 그림과 같이 수직벽의 양쪽에 수위가 다른 물이 있다. 벽면에 붙인 오리피스를 통하여 수위가 높은 족에서 낮은 쪽으로 물이 유출되고 있다. 이 속도 V2는? (단, 물의 밀도는 ρ, 중력가속도는 g라 한다.)

(정답률: 69%)
  • 베르누이 방정식에 따라 수위 차이에 의한 위치 에너지가 유체의 운동 에너지로 변환되는 원리를 이용합니다. 양쪽 수위 차 $h_1 - h_2$에 의한 유출 속도를 계산합니다.
    $$V = \sqrt{2g(h_1 - h_2)}$$
    $$V = \sqrt{2g(h_1 - h_2)}$$
    $$V = \sqrt{2g(h_1 - h_2)}$$
    따라서 정답은 입니다.
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17. 관중의 난류영역에서의 패닝마찰계수(Fanning friction factor)에 직접적으로 영향을 미치지 않는 것은?

  1. 유체의 동점도
  2. 유체의 흐름속도
  3. 관의 길이
  4. 관내부의 상대조도(relative Roughness)
(정답률: 57%)
  • 난류 영역에서 패닝 마찰 계수는 레이놀즈 수($Re$)와 상대 조도의 함수입니다. 레이놀즈 수는 밀도, 점도, 관의 직경, 유속에 의해 결정되므로 유체의 동점도, 유체의 흐름속도, 관내부의 상대조도는 모두 마찰 계수에 영향을 줍니다. 하지만 관의 길이는 마찰 계수 자체를 결정하는 인자가 아닙니다.
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18. 유체의 점성계수와 동점성계수에 관한 설명 중 옳은 것은? (단, M, L, T는 각각 질량, 길이, 시간을 나타낸다.)

  1. 상온에서의 공기의 점성계수는 물의 점성계수보다 크다.
  2. 점성계수의 차원은 ML-1T-1이다.
  3. 동점성계수의 차원은 L2T-2이다.
  4. 동점성계수의 단위에는 Poise 가 있다.
(정답률: 79%)
  • 점성계수의 차원은 질량($M$), 길이($L$), 시간($T$)의 조합으로 $ML^{-1}T^{-1}$이 맞습니다.
    오답 노트
    상온 공기 점성계수: 물보다 훨씬 작음
    동점성계수 차원: $L^{2}T^{-1}$ 동점성계수 단위: Stokes (Poise는 점성계수 단위)
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19. 베르누이의 정리 식에서 V2/(2g)는 무엇을 의미하는가?

  1. 압력수두
  2. 위치수두
  3. 속도수두
  4. 전수두
(정답률: 84%)
  • 베르누이 방정식에서 각 항은 에너지의 형태를 나타내며, 유체의 속도 에너지를 수두(높이)로 환산한 값이 속도수두입니다.
    $$ H = \frac{P}{\gamma} + \frac{V^{2}}{2g} + Z $$
    여기서 $\frac{V^{2}}{2g}$가 속도수두를 의미합니다.
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20. 다음은 면적이 변하는 도관에서의 흐름에 관한 그림이다. 그림에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. d점에서의 압력비를 임계압력비라 한다.
  2. gg' 및 hh'는 파동(wave morion)과 충격(shock)을 나타낸다.
  3. 선 abc상의 다른 모든 점에서의 흐름은 아음속이다.
  4. 초음속인 경우 노즐의 확산부의 단면적이 증가하면 속도는 감소한다.
(정답률: 80%)
  • 노즐 흐름에서 초음속 영역($M > 1$)에서는 아음속 영역과 반대로, 단면적이 증가하는 확산부에서 유속이 오히려 증가하는 특성을 가집니다.
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2과목: 연소공학

21. 이상기체 10㎏을 240K만큼 온도를 상승시키는데 필요한 열량이 정압인 경우와 정적인 경우에 그 차이가 415kJ이었다. 이 기체의 가스상수는 약 몇 kJ/㎏·/K인가?

  1. 0.173
  2. 0.287
  3. 0.381
  4. 0.423
(정답률: 60%)
  • 정압비열과 정적비열의 차이는 가스상수 $R$과 온도 변화의 곱으로 나타납니다. 이를 통해 가스상수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$R = \frac{Q}{m \times \Delta t}$$
    ② [숫자 대입] $$R = \frac{415}{10 \times 240}$$
    ③ [최종 결과] $$R = 0.173$$
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22. 상온, 상압의 공기 중에서 연소범위의 폭이 가장 넓은 가스는?

  1. 벤젠
  2. 프로판
  3. n-부탄
  4. 메탄
(정답률: 57%)
  • 연소범위의 폭은 (상한계 - 하한계) 값으로 결정되며, 제시된 가스 중 메탄의 범위가 가장 넓습니다.
    오답 노트
    메탄: 5~15% (폭 10%)
    프로판: 2.2~9.5% (폭 7.3%)
    n-부탄: 1.9~8.5% (폭 6.6%)
    벤젠: 1.4~7.1% (폭 5.7%)
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23. 프로판과 부탄이 혼합된 경우로서 부탄의 함유량이 많아지면 발열량은?

  1. 커진다.
  2. 적어진다.
  3. 일정하다.
  4. 커지다가 줄어든다.
(정답률: 86%)
  • 일반적으로 탄화수소 연료는 분자량이 커질수록(탄소 수가 많아질수록) 단위 중량당 발열량보다 단위 부피당 발열량이 증가하는 경향이 있으며, 프로판보다 부탄의 함유량이 많아지면 전체적인 발열량은 커집니다.
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24. 연료가 완전 연소할 때 이론상 필요한 공기량을 M0(m3), 실제로 사용한 공기량을 M(m3)라 하면 과잉공기 백분율을 바르게 표시한 식은?

  1. (M/M0)×100
  2. (M0/M)×100
  3. [(M-M0)/M]×100
  4. [(M-M0)/M0]×100
(정답률: 72%)
  • 과잉공기 백분율은 이론 공기량 대비 실제로 추가로 공급된 공기량의 비율을 의미합니다.
    $$ \text{과잉공기 백분율} = \frac{M - M_{0}}{M_{0}} \times 100 $$
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25. 오토(otto)사이클에서 압축비가 7일 때의 열효율은 약 몇 %인가? (단, 비열비 k는 1.4이다.)

  1. 29.7
  2. 44.0
  3. 54.1
  4. 94.0
(정답률: 63%)
  • 오토 사이클의 열효율은 압축비와 비열비에 의해 결정됩니다.
    $$ \eta = 1 - \frac{1}{r^{k-1}} $$
    $$ \eta = 1 - \frac{1}{7^{1.4-1}} $$
    $$ \eta = 54.1\% $$
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26. 냉동사이클의 이상적인 사이클은?

  1. 카르노 사이클
  2. 역카르노 사이클
  3. 스털링 사이클
  4. 브레이튼 사이클
(정답률: 76%)
  • 냉동기의 이상적인 사이클은 역카르노 사이클입니다. 이는 카르노 사이클과 반대로 작동하여, 외부에서 일을 공급받아 저온의 열을 흡수하고 고온으로 방출하는 과정을 반복하는 가역 사이클입니다.
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27. 에탄 5vol%, 프로판 65vol%, 부탄30vol%혼합가스의 공기 중에서 폭발범위를 표를 참조하여 구하면?

  1. 1.95~8.93vol%
  2. 2.03~9.25vol%
  3. 2.55~10.85vol%
  4. 2.67~11.33vol%
(정답률: 75%)
  • 혼합가스의 폭발범위는 르 샤틀리에(Le Chatelier) 법칙을 이용하여 각 성분의 체적비와 폭발한계의 역수 합으로 계산합니다.
    하한값(Ll) 계산
    $$L_{l} = \frac{100}{\frac{V_{1}}{L_{1}} + \frac{V_{2}}{L_{2}} + \frac{V_{3}}{L_{3}}}$$
    $$L_{l} = \frac{100}{\frac{5}{3.0} + \frac{65}{2.1} + \frac{30}{1.8}}$$
    $$L_{l} = 2.03 \text{ vol\%}$$
    상한값(Lh) 계산
    $$L_{h} = \frac{100}{\frac{V_{1}}{L_{1}} + \frac{V_{2}}{L_{2}} + \frac{V_{3}}{L_{3}}}$$
    $$L_{h} = \frac{100}{\frac{5}{12.4} + \frac{65}{9.5} + \frac{30}{8.4}}$$
    $$L_{h} = 9.25 \text{ vol\%}$$
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28. 확산연소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 조작이 용이하다.
  2. 연소 부하율이 크다.
  3. 역화의 위험성이 적다.
  4. 화염의 안정범위가 넓다.
(정답률: 68%)
  • 확산연소는 연료와 공기가 연소 지점에서 혼합되는 방식으로, 예혼합연소에 비해 연소 부하율이 작다는 특징이 있습니다.
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29. 미분탄 연소의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가스화 속도가 빠르고 연소실의 공간을 유효하게 이용할 수 있다.
  2. 화격자연소보다 낮은 공기비로써 높은 연소효율을 얻을 수 있다.
  3. 명료한 화염이 형성되지 않고 화염이 연소실 전체에 퍼진다.
  4. 연소완료시간은 표면연소속도에 의해 결정된다.
(정답률: 50%)
  • 미분탄 연소는 미세한 입자가 공중에 부유하여 연소하므로 폭발의 위험성이 있어 연소실 공간을 유효하게 이용한다고 보기 어렵습니다.
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30. 다음은 Carnot cycle의 압력-부피선도이다. 이 중 등온팽창 과정은?

  1. 1 → 2
  2. 2 → 3
  3. 3 → 4
  4. 4 → 1
(정답률: 63%)
  • 카르노 사이클의 P-V 선도에서 각 과정의 특징을 분석하면 1 → 2 과정은 온도가 일정하게 유지되면서 부피가 증가하는 등온팽창 과정입니다.
    오답 노트
    2 → 3: 단열팽창
    3 → 4: 등온압축
    4 → 1: 단열압축
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31. 폭발등급은 안전간격에 따라 구분할 수 있다. 다음 중 안전간격이 가장 넓은 것은?

  1. 이황화탄소
  2. 수성가스
  3. 수소
  4. 프로판
(정답률: 64%)
  • 폭발등급은 폭발의 격렬함과 안전간격에 따라 구분하며, 제시된 가스 중 프로판이 가장 낮은 폭발 등급을 가져 안전간격이 가장 넓습니다.
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32. 어떤 경우에는 실험 데이터가 없어 연소한계를 추산해야 할 필요가 있다. 존스(Johnes)는 많은 탄화수소 증기의 연소하한계(LFL)와 연소상한계(UFL)는 연료의 양론농도(Cst)의 함수라는 것을 발견하였다. 다음 중 존스 연소하한계(LFL) 관계식을 옳게 나타낸 것은? (단, Cst는 연료와 공기로 된 완전 연소가 일어날 수 있는 혼합기체에 대한 연료의 부피 %이다.)

  1. LFL＝0.55Cst
  2. LFL＝1.55Cst
  3. LFL＝2.50Cst
  4. LFL＝3.50Cst
(정답률: 64%)
  • 존스(Johnes)의 관계식에 따르면 탄화수소 증기의 연소하한계(LFL)는 양론농도($C_{st}$)의 $0.55$배로 추산합니다.
    $$LFL = 0.55 \times C_{st}$$
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33. 착화온도가 낮아지는 경우로 볼 수 없는 것은?

  1. 압력이 높을 경우
  2. 발열량이 높을 경우
  3. 산소농도가 높을 경우
  4. 분자구조가 간단할 경우
(정답률: 80%)
  • 분자구조가 복잡할수록 화학적으로 불안정하여 착화온도가 낮아지며, 분자구조가 간단할수록 착화온도는 높아집니다.
    오답 노트
    압력 증가, 발열량 증가, 산소농도 증가는 모두 착화온도를 낮추는 요인입니다.
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34. 공기비에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연료 1㎏ 당 완전연소에 필요한 공기량에 대한 실제 혼합된 공기량의 비로 정의된다.
  2. 연료 1㎏ 불완전연소에 필요한 공기량에 대한 실제 혼합된 공기량의 비로 정의된다.
  3. 기체 1m3당 실제로 혼합된 공기량에 대한 완전연소에 필요한 공기량의 비로 정의된다.
  4. 기체 1m3당 실제로 혼합된 공기량에 대한 불완전연소에 필요한 공기량의 비로 정의된다.
(정답률: 75%)
  • 공기비는 연료 $1\text{kg}$ 당 완전 연소에 필요한 이론 공기량에 대해 실제로 공급된 공기량이 얼마인지를 나타내는 비율입니다.
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35. 폭발범위에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반적으로 폭발범위는 고압일수록 넓어진다.
  2. 일산화탄소는 공기와 혼합 시 고압이 되면 폭발범위가 좁아진다.
  3. 혼합가스의 폭발범위는 그 가스의 폭굉범위보다 좁다.
  4. 상온에 비해 온도가 높을수록 폭발범위가 넓어진다.
(정답률: 73%)
  • 혼합가스의 폭발범위는 해당 가스의 폭굉범위보다 항상 넓습니다.
    오답 노트
    일반적으로 고압일수록, 온도가 높을수록 폭발범위는 넓어지며, 일산화탄소는 고압 시 폭발범위가 좁아지는 예외적 특성을 가집니다.
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36. 에틸렌(Ethylene) 1m3을 완전히 연소시키는데 필요한 공기의 양은 약 몇 m3인가? (단, 공기 중의 산소 및 질소는 각각 21vol%, 79vol%이다.)

  1. 9.5
  2. 11.9
  3. 14.3
  4. 19.0
(정답률: 59%)
  • 에틸렌의 연소 반응식 $C_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O$에 따라 연료 $1\text{m}^3$ 당 필요한 이론 산소량은 $3\text{m}^3$이며, 공기 중 산소 농도 $21\%$를 적용하여 이론 공기량을 계산합니다.
    $$ A_0 = \frac{O_2}{0.21} $$
    $$ A_0 = \frac{3}{0.21} $$
    $$ A_0 = 14.3 $$
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37. 연료의 구비조건에 해당하는 것은?

  1. 발열량이 클 것
  2. 희소성이 있을 것
  3. 저장 및 운반 효율이 낮을 것
  4. 연소 후 유해물질 및 배출물이 많을 것
(정답률: 81%)
  • 좋은 연료가 되기 위해서는 단위 질량당 발생하는 열량이 많은 발열량이 클 것이 필수적입니다.
    오답 노트
    희소성이 있을 것: 구하기 쉽고 경제적이어야 함
    저장 및 운반 효율이 낮을 것: 저장 및 운반, 취급이 용이해야 함
    연소 후 유해물질 및 배출물이 많을 것: 인체와 환경에 유해성이 없어야 함
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38. 액체상태의 프로판이 이론 공기연료비로 연소하고 있을 때 저발열량은 약 몇 kJ/㎏인가? (단, 이때 온도는 25℃이고, 이 연료의 증발엔탈피는 360kJ/㎏이다. 또한 기체상태의 C3H8의 형성엔탈피는 -103909kJ/kmol, CO2의 형성 엔탈피는 -393757kJ/kmol, 기체상태의 H2O의 형성 엔탈피는 -241971kJ/kmol이다.)

  1. 23501
  2. 46017
  3. 500002
  4. 21499155
(정답률: 65%)
  • 연소 반응식 $C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O$를 바탕으로 생성물의 형성엔탈피 합에서 반응물의 형성엔탈피를 뺀 후, 질량으로 나누고 액체 상태의 증발엔탈피를 차감하여 저발열량을 구합니다.
    $$ Q = \frac{(3 \times 393757) + (4 \times 241971) - 103909}{44} - 360 $$
    $$ Q = \frac{2035155}{44} - 360 $$
    $$ Q = 46017 $$
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39. 피열물의 가열에 사용된 유효열량이 7000kcal/㎏, 전입열량이 12000kcal/㎏일 때 열효율은 약 얼마인가?

  1. 49.2%
  2. 58.3%
  3. 67.4%
  4. 76.5%
(정답률: 81%)
  • 열효율은 공급된 전체 열량 중 실제로 유효하게 사용된 열량의 비율을 의미합니다.
    $$ \eta = \frac{Q_{effective}}{Q_{total}} \times 100 $$
    $$ \eta = \frac{7000}{12000} \times 100 $$
    $$ \eta = 58.3 $$
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40. 가스호환성이란 가스를 사용하고 있는 지역 내에서 가스기기의 성능이 보장되는 대체가스의 허용 가능성을 말한다. 호환성을 만족하기 위한 조건이 아닌 것은?

  1. 초기 점화가 안정되게 이루어져야 한다.
  2. 황염(yellow tip)과 그을음이 없어야 한다.
  3. 비화 및 역화(flash back)가 발생되지 않아야 한다.
  4. 웨버(Wobbe)지수가 ±15% 이내이어야 한다.
(정답률: 82%)
  • 가스 호환성을 위해서는 초기 점화의 안정성, 황염 및 그을음 방지, 비화 및 역화 방지 조건이 충족되어야 하며, 웨버(Wobbe)지수는 일반적으로 $\pm 5\%$이내여야 합니다.
    오답 노트
    웨버(Wobbe)지수가 $\pm 15\%$이내이어야 한다: 허용 범위가 너무 넓어 $\pm 5\%$이내가 적절합니다.
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3과목: 가스설비

41. 수소가스 공급 시 용기의 충전구에 사용하는 패킹재료로서 가장 적당한 것은?

  1. 석면
  2. 고무
  3. 화이버
  4. 금속 평형 가스켓
(정답률: 57%)
  • 수소가스 공급 시 용기 충전구의 패킹 재료로는 기밀성과 내구성이 우수한 화이버가 가장 적당합니다.
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42. 펌프를 운전할 때 펌프 내에 액이 충만 되지 않으면 공회전하여 펌프작업이 이루어지지 않는 현상을 방지하기 위하여 펌프 내에 액을 충만 시키는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 서징(surging)
  2. 프라이밍(priming)
  3. 베이퍼록(Vaper lock)
  4. 캐비테이션(cavitation)
(정답률: 82%)
  • 펌프 내에 액체가 가득 차지 않아 공회전하는 것을 방지하기 위해 미리 액체를 채워 넣는 작업을 프라이밍(priming)이라고 합니다.
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43. 내용적이 50L의 용기에 다공도가 80%인 다공성물질이 충전되어 있고 내용적의 40%만큼 아세톤이 차지할 때 이 용기에 충전되어 있는 아세톤의 양(㎏)은? (단, 아세톤 비중은 0.79이다.)

  1. 25.3
  2. 20.3
  3. 15.8
  4. 12.6
(정답률: 50%)
  • 용기 내용적 중 아세톤이 차지하는 부피를 구한 뒤, 아세톤의 비중을 곱하여 질량을 계산합니다.
    $$W = V \times \text{비중}$$
    $$W = (50 \times 0.4) \times 0.79$$ $W = 15.8$ kg
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44. 터보 압축기의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 원심형이다.
  2. 효율이 높다.
  3. 용량조정이 어렵다.
  4. 맥동이 없어 연속적으로 송출한다.
(정답률: 54%)
  • 터보 압축기는 원심형 구조로 맥동 없이 연속 송출이 가능하고 용량 조정이 어렵다는 특징이 있으나, 압축비가 작고 효율이 낮습니다.
    오답 노트
    효율이 높다: 터보 압축기는 효율이 낮은 것이 특징입니다.
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45. LP가스 1단 감압식 저압조정기의 입구압력은?

  1. 0.025MPa~1.56MPa
  2. 0.07MPa~1.56MPa
  3. 0.025MPa~0.35MPa
  4. 0.07MPa~0.35MPa
(정답률: 70%)
  • LP가스 1단 감압식 저압조정기의 입구압력 범위는 $0.07\text{MPa} \sim 1.56\text{MPa}$ 입니다.
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46. 겨울철 LPG 용기에 서릿발이 생겨 가스가 잘 나오지 않을 때 가스를 사용하기 위한 조치로 옳은 것은?

  1. 용기를 힘차게 흔든다.
  2. 연탄불로 쪼인다.
  3. 40℃ 이하의 열습포로 녹인다.
  4. 90℃ 정도의 물을 용기에 붓는다.
(정답률: 85%)
  • LPG 용기에 서릿발이 생겨 기화가 원활하지 않을 때는 밸브 및 충전용 지관을 가열해야 합니다. 이때 급격한 온도 상승으로 인한 위험을 방지하기 위해 $40^{\circ}C$이하의 열습포나 물을 사용하여 서서히 녹여야 합니다.
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47. 호칭지름이 동일한 외경의 강관에 있어서 스케줄 번호가 다음과 같을 때 두께가 가장 두꺼운 것은?

  1. XXS
  2. XS
  3. Sch20
  4. Sch40
(정답률: 77%)
  • 강관의 스케줄(Schedule) 번호는 관의 두께를 나타내는 지표입니다. 스케줄 번호가 클수록 관의 벽 두께가 두꺼워지며, XXS(Double Extra Strong)는 XS(Extra Strong)나 일반 Sch 번호보다 더 두꺼운 규격입니다.
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48. 일정한 용적의 실린더 내에 기체를 흡입한 다음 흡입구를 닫아 기체를 압축하면서 다른 토출구에 압축하는 형식의 압축기는?

  1. 용적형
  2. 터보형
  3. 원심식
  4. 축류식
(정답률: 77%)
  • 일정한 용적의 실린더 내에 기체를 흡입한 후, 밀폐된 상태에서 압력을 가해 토출구로 밀어내는 방식은 용적형 압축기의 핵심 작동 원리입니다.
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49. 다음 반응으로 진행되는 접촉분해 반응 중 카본 생성을 방지하는 방법으로 옳은 것은?

  1. 반응온도 : 낮게, 반응압력 : 높게
  2. 반응온도 : 높게, 반응압력 : 낮게
  3. 반응온도 : 낮게, 반응압력 : 낮게
  4. 반응온도 : 높게, 반응압력 : 높게
(정답률: 60%)
  • 제시된 반응식 $2CO \rightarrow CO_{2} + C$에서 카본($C$) 생성을 억제하기 위해서는 르샤틀리에 원리에 따라 평형을 왼쪽(역반응 방향)으로 이동시켜야 합니다. 반응물은 2몰, 생성물은 2몰로 기체 분자 수 변화가 없으나, 일반적으로 이 반응은 고온에서 카본 생성이 촉진되는 경향이 있으므로 반응온도를 높게 유지하고 반응압력을 낮게 조절하여 카본 생성을 방지합니다.
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50. 용량기에 의한 액화석유가스 사용시설에서 가스계량기(30m3/h 미만) 설치장소로 옳지 않은 것은?

  1. 환기가 양호한 장소에 설치하였다.
  2. 전기접속기와 50㎝ 떨어진 위치에 설치하였다.
  3. 전기계량기와 50㎝ 떨어진 위치에 설치하였다.
  4. 바닥으로부터 160㎝ 이상 200㎝ 이내인 위치에 설치하였다.
(정답률: 62%)
  • 가스계량기는 검침과 유지관리가 용이하고 환기가 잘 되는 곳에 설치해야 하며, 전기계량기나 전기개폐기와는 $60\text{cm}$이상의 이격 거리를 유지해야 합니다. 따라서 전기계량기와 $50\text{cm}$ 떨어진 위치에 설치한다는 내용은 기준에 미달하여 옳지 않습니다.
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51. 전구용 봉입가스, 금속의 정련 및 열처리 시공기 외의 접촉방지를 위한 보호가스로 주로 사용되는 가스의 방전관 발광색은?

  1. 보라색
  2. 녹색
  3. 황색
  4. 적색
(정답률: 60%)
  • 전구 봉입가스 및 금속 정련 시 보호가스로 사용되는 가스는 아르곤(Ar)이며, 아르곤 방전관의 고유한 발광색은 적색입니다.
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52. 고온, 고압에서 수소가스 설비에 탄소강을 사용하면 수소취성을 일으키게 되므로 이것을 방지하기 위하여 첨가시키는 금속 원소로서 적당하지 않은 것은?

  1. 몰리브덴
  2. 크립톤
  3. 텅스텐
  4. 바나듐
(정답률: 73%)
  • 수소취성을 방지하기 위해 탄소강에 첨가하는 합금 원소로는 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐 등이 사용됩니다.
    오답 노트
    크립톤: 비활성 기체로 금속의 기계적 성질을 개선하는 합금 원소로 사용되지 않습니다.
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53. 공기를 액화시켜 산소와 질소를 분리하는 원리는?

  1. 액체산소와 액체질소의 비중 차이에 의해 분리
  2. 액체산소와 액체질소의 비등점의 차이에 의해 분리
  3. 액체산소와 액체질소의 열용량 차이로 분리
  4. 액체산소와 액체질소의 전기적 성질 차이에 의해 분리
(정답률: 74%)
  • 공기를 냉각시켜 액화할 때, 성분 가스마다 끓는점(비등점)이 다르다는 원리를 이용합니다. 산소는 $-183^{\circ}\text{C}$, 질소는 $-196^{\circ}\text{C}$에서 끓으므로, 온도를 정밀하게 조절하여 비등점 차이로 두 가스를 분리할 수 있습니다.
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54. 용기용 밸브가 B형이며, 가연성가스가 충전되어 있을 때 충전구의 형태는?

  1. 숫나사 - 오른나사
  2. 숫나사 - 왼나사
  3. 암나사 - 오른나사
  4. 암나사 - 왼나사
(정답률: 74%)
  • 가연성 가스 용기의 밸브는 오연결 방지를 위해 왼나사를 사용하며, B형 밸브의 충전구 형태는 암나사-왼나사 구조를 가집니다.
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55. 공기의 액화분리 장치의 폭발 방지 대책으로 가장 적절한 것은?

  1. 공기 취입구로부터 아세틸렌 및 탄화수소 혼입이 없도록 관리한다.
  2. 산소 압축기 윤활제로 식물성 기름을 사용한다.
  3. 내부장치는 년 1회 정도 세척하는 것이 좋고 세정제로 아세톤을 사용한다.
  4. 액체산소 중에 오존(O3)의 혼입은 산소농도를 증가시키므로 안전하다.
(정답률: 73%)
  • 공기 액화분리 장치에서 아세틸렌이나 탄화수소가 혼입되면 고압 산소와 반응하여 폭발할 위험이 매우 크므로 취입구 관리가 가장 중요합니다.
    오답 노트
    식물성 기름 사용: 윤활제는 산소와 반응하지 않는 특수 불소계 윤활제 등을 사용해야 합니다.
    아세톤 사용: 아세톤은 가연성 용제로 산소와 반응하여 폭발 위험이 있어 세정제로 부적절합니다.
    오존 혼입: 오존은 강력한 산화제로 반응성을 높여 위험을 증가시킵니다.
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56. 고압가스용 기화장치의 구성요소에 해당하지 않는 것은?

  1. 기화통
  2. 열매온도 제어장치
  3. 액유출 방지장치
  4. 긴급차단장치
(정답률: 57%)
  • 고압가스용 기화장치는 액체 가스를 기체로 바꾸기 위해 기화통, 열매온도 제어장치, 액유출 방지장치 등이 필요합니다.
    오답 노트
    긴급차단장치: 기화장치의 내부 구성요소가 아니라, 사고 시 가스 흐름을 차단하기 위한 안전 설비입니다.
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57. 도시가스 배관에서 가스 공급이 불량하게 되는 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 배관의 파손
  2. Terminal Box의 불량
  3. 정압기의 고장 또는 능력부족
  4. 배관 내의 물의 고임, 녹으로 인한 폐쇄
(정답률: 84%)
  • 도시가스 공급 불량은 주로 배관 파손, 정압기 고장, 배관 내 이물질(물, 녹) 등으로 인해 발생합니다. Terminal Box의 불량은 전기적 신호 전달이나 제어 계통의 문제이며, 가스 흐름 자체를 방해하는 직접적인 공급 불량 원인과는 거리가 멉니다.
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58. 가스렌지의 열효율을 측정하기 위하여주전자에 순수 1000g을 넣고 10분간 가열하였더니 처음 15℃인 물의 온도가 65℃가 되었다. 이 가스렌지의 열효율은 약 몇 %인가? (단, 물의 비열은 1kcal/㎏·℃, 가스사용량은 0.008m3, 가스발열량은 13000kcal/m3이며, 온도 및 압력에 대한 보정치는 고려하지 않는다.)

  1. 42
  2. 45
  3. 48
  4. 52
(정답률: 53%)
  • 물에 흡수된 열량을 가스가 공급한 총 열량으로 나누어 열효율을 계산합니다.
    $$ \eta = \frac{G \times C \times \Delta t}{V \times H} \times 100 $$
    $$ \eta = \frac{1 \times 1 \times (65 - 15)}{0.008 \times 13000} \times 100 $$
    $$ \eta = 48.07 $$
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59. 흡입압력 105kPa, 토출압력 480kPa, 흡입공기량 3m3/min인 공기압축기의 등온압축일은 약 몇 kW인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 29%)
  • 등온압축일은 압축 과정에서 온도가 일정할 때 가해진 일의 양을 계산하는 공식으로 산출합니다.
    $$ W = P_{1}V_{1}\ln\frac{P_{2}}{P_{1}} $$
    $$ W = 105 \times \frac{3}{60} \times \ln\frac{480}{105} $$
    $$ W = 8 $$
    따라서 정답은 $8 \text{ kW}$ 입니다.
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60. 가스설비에 대한 전기방식의 방법이 아닌 것은?

  1. 희생양극법
  2. 외부전원법
  3. 배류법
  4. 압착전원법
(정답률: 74%)
  • 가스설비의 전기방식법에는 희생양극법, 외부전원법, 배류법 등이 있으며, 압착전원법이라는 방식은 존재하지 않습니다.
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4과목: 가스안전관리

61. 재료의 허용응력(σa), 재료의 기준강도(σe)밑 안전율(S)의 관계를 옳게 나타낸 식은?

  1. σa＝S/σe
  2. σa＝σe/S
  3. σa＝1-(S/σe)
  4. σa＝1-(σe/S)
(정답률: 70%)
  • 허용응력은 재료의 기준강도를 안전율로 나누어 산출하며, 이는 구조물의 안전성을 확보하기 위한 기본 설계 원리입니다.
    $$ \sigma_{a} = \frac{\sigma_{e}}{S} $$
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62. 가정용 가스보일러에서 발생되는 질식사고 원인 중 가장 높은 비율은?

  1. 제품불량
  2. 시설 미비
  3. 공급자 부주의
  4. 사용자 취급 부주의
(정답률: 84%)
  • 가정용 가스보일러 질식사고의 가장 주된 원인은 환기 부족이나 오조작 등 사용자 취급 부주의에 의해 발생합니다.
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63. 물분무장치는 당해 저장탱크의 외면에서 몇 m이상 떨어진 안전한 위치에서 조작할 수 있어야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 50%)
  • 저장탱크 화재 시 안전한 거리에서 초기 소화를 수행하기 위해 조작 스위치의 설치 거리를 규정하고 있습니다.
    물분무장치는 저장탱크 외면으로부터 $15\text{ m}$이상 떨어진 위치에서 조작할 수 있어야 합니다.
    오답 노트
    5: 냉각살수장치의 조작 거리 기준임
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64. 고압가스용기의 보관장소에 용기를 보관할 경우 준수할 사항 중 틀린 것은?

  1. 충전용기와 잔가스용기는 각각 구분하여 용기보관장소에 놓는다.
  2. 용기보관장소에는 계량기 등 작업에 필요한 물건 외에는 두지 아니한다.
  3. 용기보관장소의 주위 2m이내에는 화기 또는 인화성물질이나 발화성 물질을 두지 아니한다.
  4. 가연성가스 용기보관장소에는 비방폭형 손전등을 사용한다.
(정답률: 78%)
  • 가연성가스 용기보관장소는 폭발 위험이 있으므로, 반드시 방폭형 휴대용 손전등만을 사용해야 하며 비방폭형 손전등 사용은 절대 금지됩니다.
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65. 아세틸렌 충전작업 시 아세틸렌을 몇 MPa 압력으로 압축하는 때에 질소, 메탄, 에틸렌 등의 희석제를 첨가하는가?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 67%)
  • 아세틸렌은 압축 시 분해 폭발 위험이 매우 큽니다. 따라서 압력이 $2.5\text{ MPa}$이상으로 압축될 때는 안정성을 높이기 위해 질소, 메탄, 에틸렌 등의 희석제를 첨가하여 충전해야 합니다.
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66. 수소가스 용기가 통상적인 사용 상태에서 파열사고를 일으켰다. 그 사고의 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 용기가 수소취성을 일으켰다.
  2. 과충전되었다.
  3. 용기를 난폭하게 취급하였다.
  4. 용기에 균열, 녹 등이 발생하였다.
(정답률: 66%)
  • 수소취성은 주로 고온·고압 환경에서 발생하는데, 수소용기는 통상적으로 $40^{\circ}C$이하의 낮은 온도에서 보관하므로 일반적인 사용 상태에서의 파열 원인으로는 가장 거리가 멉니다.
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67. 고압가스 충전용기의 운반기준 중 용기운반 시 주의사항으로 옳은 것은?

  1. 염소와 아세틸렌은 동일 차량에 적재하여 운반하여도 된다.
  2. 운반 중의 충전용기는 항상 40℃이하를 유지하여야 한다.
  3. 가연성가스 또는 산소를 운반하는 차량에는 방독면 및 고무장갑 등의 보호구를 휴대하여야 한다.
  4. 밸브가 돌출한 충전용기는 캡을 부착시킬 필요가 없다.
(정답률: 79%)
  • 고압가스 운반 시 안전을 위해 충전용기는 항상 $40^{\circ}C$이하로 유지해야 합니다.
    오답 노트
    염소와 아세틸렌은 동일 차량에 적재하여 운반하여도 된다: 염소, 아세틸렌, 암모니아, 수소는 각각 따로 적재해야 함
    가연성가스 또는 산소를 운반하는 차량에는 방독면 및 고무장갑 등의 보호구를 휴대하여야 한다: 보호구 비치는 필수이나, 이는 모든 위험가스 운반 시 공통 사항이며 정답보다 우선하는 기준이 아님
    밸브가 돌출한 충전용기는 캡을 부착시킬 필요가 없다: 밸브 보호를 위해 반드시 캡을 부착해야 함
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68. 프로판가스의 충전용 용기로 주로 사용되는 것은?

  1. 리벳용기
  2. 주철용기
  3. 이음새 없는 용기
  4. 용접용기
(정답률: 71%)
  • 가스 용기의 종류 중 프로판가스 충전용으로는 주로 용접용기가 사용되며, 일반적인 고압가스 저장에는 이음새 없는 용기가 주로 사용됩니다.
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69. 산소제조시설 및 기술기준에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기액화분리장치기에 설치된 액화산소통안의 액화산소 5중 아세틸렌의 질량이 50mg 이상이면 액화산소를 방출한다.
  2. 석유류 또는 글리세린은 산소압축기 내부 윤활유로 사용하지 아니한다.
  3. 산소의 품질검사 시 순도가 99.5% 이상이어야 한다.
  4. 산소를 수송하기 위한 배관과 이에 접속하는 압축기와의 사이에는 수취기를 설치한다.
(정답률: 69%)
  • 공기액화분리장치기에 설치된 액화산소통 안의 아세틸렌 질량이 $5\text{mg}$이상이거나, 탄화수소의 탄소 질량이 $500\text{mg}$이상일 때 액화산소를 방출해야 합니다. 따라서 아세틸렌 질량 기준을 $50\text{mg}$으로 설명한 내용은 틀린 것입니다.
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70. 보일러의 파일럿(pilot)버너 또는 메인(main)버너의 불꽃이 접촉할 수 있는 부분에 부착하여 불이 꺼졌을 때 가스가 누출되는 것을 방지하는 안전장치의 방식이 아닌 것은?

  1. 바이메탈(bimetal)식
  2. 열전대(thermocouple)식
  3. 플레임로드(flame rod)식
  4. 퓨즈메탈(fuse metal)식
(정답률: 62%)
  • 보일러의 소화안전장치는 불꽃의 유무를 감지하여 가스 누출을 막는 장치로, 광전관식, 플레임로드식, 바이메탈식, 열전대식이 사용됩니다. 퓨즈메탈식은 이에 해당하지 않습니다.
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71. 수소의 취성을 방지하는 원소가 아닌 것은?

  1. 텅스텐(W)
  2. 바나듐(V)
  3. 규소(Si)
  4. 크롬(Cr)
(정답률: 64%)
  • 수소 취성을 방지하기 위해 첨가하는 대표적인 원소로는 텅스텐, 바나듐, 몰리브덴, 티타늄, 크롬 등이 있습니다. 규소는 이에 해당하지 않습니다.
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72. 독성가스 중 다량의 가연성 가스를 차량에 적재하여 운반하는 경우 휴대하여야 하는 소화기는?

  1. BC용, B-3이상
  2. BC용, B-10이상
  3. ABC용, B-3이상
  4. ABC용, B-10이상
(정답률: 77%)
  • 다량의 가연성 가스를 차량에 적재하여 운반할 때 휴대해야 하는 소화기 기준은 BC용 $B-10$이상 또는 ABC용 $B-12$이상입니다.
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73. 수소의 일반적 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 열에 대하여 안정하다.
  2. 가스 중 비중이 가장 적다.
  3. 무색, 무미, 무취의 기체이다.
  4. 기체 중 확산속도가 가장 느리다.
(정답률: 82%)
  • 수소는 분자량이 매우 작아 기체 중 비중이 가장 낮으며, 이에 따라 확산 속도가 매우 빠른 특성을 가집니다.
    오답 노트
    기체 중 확산속도가 가장 느리다는 설명은 수소의 특성과 정반대되는 내용입니다.
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74. 고압가스용 이음매 없는 용기 재검사 기준에서 정한 용기의 상태에 따른 등급분류 중 3급에 해당하는 것은?

  1. 깊이가 0.1mm 미만이라고 판단되는 흠
  2. 깊이가 0.3mm 미만이라고 판단되는 흠
  3. 깊이가 0.5mm 미만이라고 판단되는 흠
  4. 깊이가 1mm 미만이라고 판단되는 흠
(정답률: 57%)
  • 고압가스용 이음매 없는 용기의 재검사 등급 분류 기준에 따라, 용기에 발생한 흠의 깊이가 $0.3\text{mm}$ 미만인 경우 3급으로 분류합니다.
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75. 냉동기의 냉매설비는 진동, 충격, 부식 등으로 냉매가스가 누출되지 않도록 조치하여야 한다. 다음 중 그 조치 방법이 아닌 것은?

  1. 주름관을 사용한 방진 조치
  2. 냉매설비 중 돌출부위에 대한 적절한 방호 조치
  3. 냉매가스가 누출될 우려가 있는 부분에 대한 부식 방지 조치
  4. 냉매설비 중 냉매가스가 누출될 우려가 있는 곳에 차단밸브 설치
(정답률: 62%)
  • 냉매설비의 누출 방지 조치는 진동 방지를 위한 주름관 사용, 돌출부위 방호, 부식 방지 조치 등이 핵심입니다.
    오답 노트
    냉매가스가 누출될 우려가 있는 곳에는 차단밸브 설치가 아니라 부식 방지 조치를 해야 합니다.
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76. 가연성가스의 제조설비 중 검지경보장치가 방폭성능구조를 갖추지 아니하여도 되는 가연성 가스는?

  1. 암모니아
  2. 아세틸렌
  3. 염화에탄
  4. 아크릴알데히드
(정답률: 72%)
  • 가연성 가스 제조설비의 검지경보장치 중 방폭성능구조를 갖추지 않아도 되는 예외 가스로는 암모니아와 브롬화메탄이 해당합니다.
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77. 충전용기 등을 차량에 적재하여 운행할 때 운반책임자를 동승하는 차량의 운행에 있어서 현저하게 우회하는 도로란 이동거리가 몇 배 이상인 경우를 말하는가?

  1. 1
  2. 1.5
  3. 2
  4. 2.5
(정답률: 70%)
  • 충전용기 운반 시 운반책임자 동승 여부를 판단하는 기준에서, 현저하게 우회하는 도로란 원래의 이동거리보다 $2$배 이상 길어지는 경우를 말합니다.
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78. 저장능력이 4톤인 액화석유가스 저장탱크1기와 산소탱크 1기의 최대지름이 각각 4m, 2m일 때 상호간의 최소 이격거리는?

  1. 1m
  2. 1.5m
  3. 2m
  4. 2.5m
(정답률: 71%)
  • 저장탱크 간의 최소 이격거리는 두 탱크의 최대지름 합의 $4$분의 $1$로 계산합니다.
    $$L = \frac{D_1 + D_2}{4}$$
    $$L = \frac{4 + 2}{4}$$
    $$L = 1.5$$
    따라서 최소 이격거리는 $1.5\text{m}$입니다.
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79. 가연성 가스 제조소에서 화재의 원인이 될 수 있는 착화원이 모두 나열된 것은?

  1. ⓐ, ⓓ, ⓔ
  2. ⓐ, ⓑ, ⓒ
  3. ⓐ, ⓒ, ⓓ
  4. ⓑ, ⓒ, ⓔ
(정답률: 83%)
  • 가연성 가스 제조소에서 정전기, 사용 촉매의 접촉작용, 밸브의 급격한 조작은 화재의 원인이 되는 착화원이 될 수 있습니다.
    오답 노트
    베릴륨 합금제 공구: 스파크가 발생하지 않는 방폭공구이므로 착화원이 아닙니다.
    안전증방폭구조 전기기기: 폭발 방지를 위해 설계된 기기이므로 착화원이 아닙니다.
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80. 다음 중 특수고압가스가 아닌 것은?

  1. 압축모노실란
  2. 액화알진
  3. 게르만
  4. 포스겐
(정답률: 78%)
  • 특수고압가스에는 압축모노실란, 압축디보란, 액화알진, 포스핀, 셀렌화수소, 게르만, 디실란 등이 포함됩니다. 포스겐은 이에 해당하지 않습니다.
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5과목: 가스계측기기

81. 가스크로마토그래피의 분리관에 사용되는 충전담체에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 화학적으로 활성을 띠는 물질이 좋다.
  2. 큰 표면적을 가진 미세한 분말이 좋다.
  3. 입자크기가 균등하면 분리작용이 좋다.
  4. 충전하기 전에 비휘발성 액체로 피복해야 한다.
(정답률: 72%)
  • 가스크로마토그래피의 충전 담체는 시료 및 고정상 액체와 반응하지 않아야 하므로, 화학적으로 활성을 띠는 물질이 아니라 불활성인 물질(규조토, 석영 등)을 사용해야 합니다.
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82. 열전대 온도계의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 접촉식 온도계 중 가장 낮은 온도에 사용된다.
  2. 원격측정용으로 적합하다.
  3. 보상 도선을 사용한다.
  4. 냉접점이 있다.
(정답률: 68%)
  • 열전대 온도계는 서로 다른 두 금속선의 접점 온도 차이에 의해 기전력이 발생하는 제백 효과를 이용하며, 매우 넓은 온도 범위에서 사용 가능하므로 접촉식 온도계 중 가장 낮은 온도에만 사용된다는 설명은 틀렸습니다.
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83. 태엽의 힘으로 통풍하는 통풍형 건습구 습도계로서 휴대가 편리하고 필요풍속이 약 3m/s인 습도계는?

  1. 아스만 습도계
  2. 모발 습도계
  3. 간이건습구 습도계
  4. Dewcel식 노점계
(정답률: 70%)
  • 태엽의 힘으로 통풍 장치를 작동시켜 약 $3\text{m/s}$의 풍속을 유지하며, 휴대가 간편한 통풍형 건습구 습도계는 아스만 습도계입니다.
    오답 노트
    모발 습도계: 머리카락의 습도에 따른 길이 변화 이용
    간이건습구 습도계: 건구와 습구의 온도 차이를 습도표로 대조
    Dewcel식 노점계: 염화리튬 용액의 수증기압 균형 온도 측정
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84. 방사온도계의 원리는 방사열(전방사에너지)과 절대온도의 관계인 스테판-볼츠만의 법칙을 응용한 것이다. 이때 전방사에너지 Q는 절대온도 T의 몇 제곱에 비례하는가?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 66%)
  • 스테판-볼츠만의 법칙에 따라 단위 표면적당 복사되는 전방사에너지는 절대온도의 4제곱에 비례합니다.
    $$Q = \sigma T^{4}$$
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85. 적외선분광분석법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 적외선을 흡수하기 위해서는 쌍극자모멘트의 알짜변화를 일으켜야 한다.
  2. H2, O2, N2, Cl2 등의 2원자 분자는 적외선을 흡수하지 않으므로 분석이 불가능하다.
  3. 미량성분의 분석에는 셀(cell)내에서 다중 반사되는 기체 셀을 사용한다.
  4. 흡광계수는 셀압력과는 무관하다.
(정답률: 61%)
  • 적외선 분광 분석법은 분자의 진동으로 인해 쌍극자 모멘트의 변화가 일어날 때 적외선을 흡수하는 원리를 이용합니다. 흡광 계수는 셀 압력에 직접적인 영향을 받지는 않으나, 실제 측정 시 흡수선의 세기와 모양에 영향을 주어 결과적으로 흡광도 측정값에 영향을 미칠 수 있으므로 무관하다고 볼 수 없습니다.
    오답 노트
    H2, O2, N2, Cl2 등의 대칭 2원자 분자: 쌍극자 모멘트 변화가 없어 적외선을 흡수하지 않으므로 분석 불가
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86. 액체산소, 액체질소 등과 같이 초저온 저장탱크에 주로 사용되는 액면계는?

  1. 마그네틱 액면계
  2. 햄프슨식 액면계
  3. 벨로우즈식 액면계
  4. 슬립튜브식 액면계
(정답률: 70%)
  • 햄프슨식 액면계는 저장조의 상하부를 U자관으로 연결하여 발생하는 차압을 이용해 액면을 측정하는 방식으로, 액체 산소나 액체 질소와 같은 초저온 저장탱크에 주로 사용됩니다.
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87. 다음그림은 자동 제어계의 특성에 대하여 나타낸 것이다. 그림 중 B는 입력신호의 변화에 대하여 출력신호의 변화가 즉시 따르지 않는 것을 나타내는 것으로 이를 무엇이라고 하는가?

  1. 정오차
  2. 히스테리시스 오차
  3. 동오차
  4. 지연(遲延)
(정답률: 71%)

  • 입력 신호가 변화했음에도 불구하고 출력 신호가 즉각적으로 반응하지 않고 시간적 차이를 두고 따라오는 현상을 지연(Delay)이라고 합니다.
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88. 다음 중 프로세스 제어량으로 보기 어려운 것은?

  1. 온도
  2. 유량
  3. 밀도
  4. 액면
(정답률: 59%)
  • 프로세스 제어량은 공정 상태를 나타내는 물리량으로 온도, 압력, 유량, 액면, 농도 등이 해당됩니다. 밀도는 일반적으로 제어 대상이 되는 상태량보다는 물질의 고유 특성으로 취급되어 제어량으로 보기 어렵습니다.
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89. 다음 중 미량의 탄화수소를 검지하는 데 가장 적당한 검출기는?

  1. TCD 검출기
  2. ECD 검출기
  3. FID 검출기
  4. NOD 검출기
(정답률: 74%)
  • FID(불꽃 이온화 검출기)는 시료 성분이 불꽃에 의해 이온화될 때 발생하는 전기 전도도 변화를 측정하는 장치로, 탄화수소에 대해 매우 높은 감도를 가져 미량 분석에 가장 적합합니다.
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90. 액면계 선정 시 고려사항이 아닌 것은?

  1. 동특성
  2. 안전성
  3. 측정범위와 정도
  4. 변동 상태
(정답률: 59%)
  • 액면계 선정 시에는 측정 범위와 정도, 액위의 변화 속도와 같은 변동 상태, 그리고 내식성 및 방폭성과 같은 안전성이 핵심 고려사항입니다.
    오답 노트
    동특성: 액면계 선정의 일반적인 고려사항에 해당하지 않습니다.
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91. 다음 중 일반적인 가스미터의 종류가 아닌 것은?

  1. 스크류식 가스미터
  2. 막식 가스미터
  3. 습식 가스미터
  4. 추량식 가스미터
(정답률: 67%)
  • 가스미터는 측정 방식에 따라 막식(건식), 회전식, 습식, 추량식 등으로 분류됩니다. 스크류식 가스미터는 일반적인 가스미터의 종류에 해당하지 않습니다.
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92. 열전 온도계의 원리로 맞는 것은?

  1. 열복사를 측정한다.
  2. 두 물체의 열팽창량을 이용한다.
  3. 두 물체의 열기전력을 이용한다.
  4. 두 물체의 열전도율 차이를 이용한다.
(정답률: 73%)
  • 열전 온도계는 서로 다른 2종의 금속선으로 폐회로를 구성하고, 접합점에 온도차를 주었을 때 발생하는 열기전력을 측정하여 온도를 산출하는 원리를 이용합니다.
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93. 레이더의 방향 및 선박과 항공기의 방향제어 등에 사용되는 제어는 제어량 성질에 따라 분류할 때 어떤 제어방식에 해당하는가?

  1. 정치제어
  2. 추치제어
  3. 자동조정
  4. 서보기구
(정답률: 64%)
  • 서보기구는 물체의 위치, 방위, 자세와 같은 기계적 변위를 제어량으로 하여 정밀하게 제어하는 방식입니다. 레이더 안테나의 방향 제어 등이 대표적인 사례입니다.
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94. 가스누출을 검지할 때 사용되는 시험지가 아닌 것은?

  1. KI 전분지
  2. 리트머스지
  3. 파라핀지
  4. 염화파라듐지
(정답률: 70%)
  • 가스누출 검지 시 특정 가스와 반응하여 색이 변하는 시험지를 사용합니다. 파라핀지는 가스 검지용 시험지가 아닙니다.
    오답 노트
    KI 전분지: 염소 검지(청갈색)
    리트머스지: 암모니아 검지(청색)
    염화파라듐지: 일산화탄소 검지(흑색)
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95. 가스미터의 검정에서 피시험미터의 지시량이 1m3이고 기준기의 지시량이 750L일 때 기차(器差)는 약 몇 %인가?

  1. 2.5
  2. 3.3
  3. 25.0
  4. 33.3
(정답률: 61%)
  • 피시험미터의 지시량과 기준기의 지시량 차이를 통해 기차(오차)를 계산합니다.
    $$E = \frac{V_{test} - V_{std}}{V_{test}} \times 100$$
    $$E = \frac{1000 - 750}{1000} \times 100$$
    $$E = 25.0$$
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96. 유량계를 교정하는 방법 중 기체 유량계의 교정에 가장 적합한 것은?

  1. 저울을 사용하는 방법
  2. 기준탱크를 사용하는 방법
  3. 기준 체적관을 사용하는 방법
  4. 기준 유량계를 사용하는 방법
(정답률: 60%)
  • 기체 유량계의 교정에는 실제 가스가 통과한 부피를 정확하게 측정할 수 있는 기준 체적관을 사용하는 방법이 가장 적합합니다.
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97. 자동제어의 각 단계가 바르게 연결된 것은?

  1. 비교부 - 전자유량계
  2. 조작부 - 열전대 온도계
  3. 검출부 - 공기압식 자동밸브
  4. 조절부 - 비례미적분제어(PID제어)
(정답률: 73%)
  • 자동제어 시스템에서 조절부는 목표 값과 현재 값의 오차를 계산하여 제어 신호를 생성하며, 대표적으로 비례미적분제어(PID제어)가 사용됩니다.
    오답 노트
    전자유량계: 검출부
    열전대 온도계: 검출부
    공기압식 자동밸브: 조작부
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98. 물이 흐르는 수평관의 2개소에 압력차를 측정하기 위하여 수은을 넣은 마노미터를 부착시켰더니 수은주의 높이차(h)가 600mm이었다. 이때의 차압(P1-P2)은 약 몇 ㎏f/cm2인가? (단, Hg의 비중은 13.6이다.)

  1. 0.63
  2. 0.76
  3. 0.86
  4. 0.97
(정답률: 54%)
  • 마노미터의 수은주 높이차를 이용하여 두 지점의 압력차를 계산하는 원리를 적용합니다.
    $$P_{1}-P_{2} = (S_{Hg} \times 10^{3} - S_{w} \times 10^{3}) \times h \times 10^{-4}$$
    $$P_{1}-P_{2} = (13.6 \times 10^{3} - 1000) \times 0.6 \times 10^{-4}$$
    $$P_{1}-P_{2} = 0.756$$
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99. 고속회전이 가능하여 소형으로 대용량을 계량할 수 있기 때문에 보일러의 공기조화 장치와 같은 대량가스 수요처에 적합한 가스미터는?

  1. 격막식 가스미터
  2. 루츠식 가스미터
  3. 오리피스식 가스미터
  4. 터빈식 가스미터
(정답률: 77%)
  • 루츠식 가스미터는 대유량 가스 측정에 적합하며, 설치 면적이 적고 연속 흐름으로 맥동 현상이 없어 보일러 공기조화 장치와 같은 대량 가스 수요처에 가장 적합합니다.
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100. 가스크로마토그래피법의 검출기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 불꽃이온화 검출기는 감도가 낮다.
  2. 전자포착 검출기는 직선성이 좋다.
  3. 열전도도 검출기는 수소와 헬륨이 검출한계가 가장 낮다.
  4. 불꽃광도 검출기는 모든 물질에 적용된다.
(정답률: 49%)
  • 열전도도 검출기(TCD)는 수소와 헬륨의 열전도도가 다른 유기 화합물보다 훨씬 높기 때문에, 이들을 검출할 때 가장 낮은 검출 한계를 갖습니다.
    오답 노트
    불꽃이온화 검출기는 감도가 매우 높음
    전자포착 검출기는 직선성이 좋지 않음
    불꽃광도 검출기는 특정 원소에만 적용됨
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