가스기능사 필답형 2023년 4회 기출문제

2023년 4회 가스기능사 실기 필답형 시험 대비

 

1번. 액화석유가스(LPG)의 주성분

• 문제: LPG의 주성분 두 가지를 쓰시오.
• 답: 프로판 (C_3H_8), 부탄 (C_4H_10)
• 해설: LPG는 프로판과 부탄이 주성분이며 프로필렌과 부틸렌이 일부 포함되어 있습니다. 참고로 LNG의 주성분은 메탄(CH_4)입니다.
• 암기 팁: **'프·부'**는 LPG, **'메'**는 LNG로 구분하여 외우세요. 분자식까지 함께 외우는 것이 중요합니다.

2번. 메탄의 완전연소 반응식

• 문제: 메탄(CH_4)의 완전연소 반응식을 쓰시오.
• 답: CH_4 + 2O_2 -> CO_2 + 2H_2O
• 해설: 메탄 1몰이 완전 연소하려면 산소 2몰이 필요하며, 결과물로 이산화탄소 1몰과 물(수증기) 2몰이 생성됩니다.
• 암기 팁: 탄소(C)는 CO_2로, 수소(H)는 H_2O로 변한다는 원리를 알면 계수 맞추기가 쉽습니다.

3번. 공동현상 (Cavitation)

• 문제: 펌프의 고속 회전 시 압력이 낮아지는 부분에서 기포가 발생하는 현상의 명칭을 쓰시오.
• 답: 공동현상 (캐비테이션, Cavitation)
• 해설: 고속 회전으로 인해 액체 속의 산소가 분리되어 기포가 형성되고 빈 공간이 생기는 현상입니다.
• 암기 팁: **'빈 공간(空)이 생기는 동(洞)굴 같은 현상'**이라서 공동현상입니다.

4번. 절대압력 계산

• 문제: 대기압이 755 mmHg이고 게이지 압력이 200 kPa일 때 절대압력(kPa)을 구하시오.
• 답: 300.66 kPa
• 해설: 절대압력은 대기압과 게이지 압력을 더한 값입니다. 단위를 맞추기 위해 755 mmHg를 kPa로 환산(755/760 x 101.325)한 후 200을 더합니다. (755/760 x 101.325) + 200 = 300.66kPa
• 암기 팁: '절대압 = 대 + 게' 공식을 외우고, 압력 단위 환산(1atm = 760mmHg = 101.325kPa)을 반드시 숙지하세요.

5번. 분자식 쓰기

• 문제: 다음 물질의 분자식을 쓰시오. 1) 질소 2) 산화에틸렌
• 답: 1) N_2     2) C_2H_4O
• 해설: 질소는 이원자 분자로 존재하며, 산화에틸렌은 에틸렌에 산소가 결합한 형태입니다.
• 암기 팁: 분자식 문제는 빈출 유형이므로 주요 가스의 식은 통째로 외워야 합니다.

6번. 절대온도 변환

• 문제: 절대온도 1 K를 섭씨온도로 변환하면 몇 ℃인가?
• 답: -272 ℃
• 해설: 캘빈 온도(K) = 섭씨온도(℃) + 273 공식에 대입하면, 1 = ℃ + 273이 되어 결과는 -272가 됩니다.
• 암기 팁: 'K = ℃ + 273' 하나만 알면 모든 온도 변환이 가능합니다.

7번. 방호벽 설치 목적

• 문제: 가스 제조 시설에서 방호벽을 설치하는 목적을 쓰시오.
• 답: 폭발 시 피해 확대를 방지하기 위하여
• 해설: 폭발 사고가 발생했을 때 인근 기계 장치나 시설을 보호하기 위해 설치하는 벽입니다.
• 암기 팁: '방호 = 보호한다' 즉, 폭발로부터 시설을 보호하고 피해를 막는 벽입니다.

8번. 압력 변화 계산 (보일-샤를의 법칙)

• 문제: 10L 용기에 0℃, 200 kPa 가스가 있다. 온도가 40℃로 상승할 때 내부 압력(kPa)은?
• 답: 229.30 kPa
• 해설: 부피가 일정하므로 샤를의 법칙(P_1/T_1 = P_2/T_2)을 사용합니다. 이때 온도는 반드시 절대온도(K)로 환산(200/273 +0= x/273+40)하여 계산합니다.
• 암기 팁: 가스 계산 문제에서 온도는 무조건 **절대온도(K)**로 바꿔야 함을 잊지 마세요.

9번. 소형 저장 탱크의 기준

• 문제: 일반 탱크와 소형 저장 탱크를 나누는 기준 용량(톤)을 쓰시오.
• 답: 3톤 미만
• 해설: 액화석유가스를 저장하기 위해 고정 설치된 탱크 중 저장 능력이 3톤 미만인 것을 소형 저장 탱크라 합니다.
• 암기 팁: **'소형은 3톤'**이라는 숫자를 정확히 기억하세요.

10번. 가스의 성질 분류 (종합)

• 문제: 다음 조건에 맞는 가스를 고르시오.  보기: 산소, 수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 염소, 메탄, 암모니아, 시안화수소, 아세틸렌
  1. 가장 무거운 가스: 염소
  2. 절단 및 용접용: 아세틸렌
  3. 불연성 가스: 이산화탄소
  4. 냄새가 있는 가스: 염소, 암모니아, 시안화수소
  5. 6대 온실가스: 이산화탄소, 메탄
• 해설: 분자량이 크면 무거우며(염소 71), 연소 가능 여부와 고유의 성질을 묻는 문제입니다.
• 암기 팁: '무염(무거운 염소)', '온이메(온실가스 이산화탄소 메탄)' 등으로 묶어서 외우세요.

11번. 가압 및 압축 금지 기준

• 문제: 고압가스를 제조할 때 산소 중 가연성가스(아세틸렌, 에틸렌 및 수소는 제외)의 용량이 전체용량 4%이상인 것과 가연성가스(아세틸렌, 에틸렌 및 수소는 제외) 중 산소용량이 전체용량 4%인 것에 대하여 금지하는 것을 쓰시오. 
• 답: 압축금지
• 해설: 산소 중의 가연성 가스 또는 가연성 가스 중의 산소 용량이 4% 이상인 경우 압축을 금지합니다. 단, 아세틸렌·에틸렌·수소는 2% 기준이 적용됩니다.
• 암기 팁: **'일반 가연성 4%, 아·에·수 2%'**로 나누어 암기하세요.

12번. 산소 농도 증가 시 현상

• 문제: 가연성 가스 중 산소 농도가 증가했을 때 폭발 범위, 연소 속도, 화염 온도, 발화 온도의 변화를 쓰시오.
• 답: 폭발범위(넓어진다).  연소속도(빨라진다).  화염온도(높아진다).  발화온도(낮아진다). 
• 해설: 산소가 많아지면 연소가 더 잘 되므로 폭발 범위는 넓어지며, 온도는 높아지고 발화 온도는 낮아집니다.
• 암기 팁: 산소는 연소를 돕는 도우미이므로 **'모든 연소 반응이 더 격렬해진다'**고 이해하세요.