상온에서 압축하면 비교적 쉽게 액화되는 가스는?
- 수소
- 질소
- 메탄
- 프로판
정답과 해설 보기
정답 ④ · 프로pane은 상온에서 비교적 낮은 압력으로도 쉽게 액화되는 특성을 가진 LPG 성분입니다. 반면 수소, 질소, 메탄은 상온에서 액화시키기 위해서는 매우 높은 압력이나 극저온의 냉각이 필요합니다.
프로판은 상온에서 비교적 낮은 압력으로 쉽게 액화되는 LPG의 주성분입니다.
개념 한 쪽
가스기능사 가스의 기초 이론 — 액화·샤를 법칙·수성가스 주성분
기초 이론은 가스의 액화 난이도, 기체 법칙 계산, 가스 분류가 축이다. 금속과의 반응 짝도 기본 문제다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「가스의 기초 이론」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 액화 용이성 | 1 | 상온 압축으로 쉽게 액화되는 가스 |
| 압력 비교 | 1 | 보기에 제시된 압력의 크기 비교 |
| 금속 반응 짝 | 1 | 가스와 금속 재료의 반응 연결 |
뜻
액화 성질부터 본다. 프로판은 상온에서 비교적 낮은 압력만으로 쉽게 액화되는 LPG 주성분이며, 수소·질소·메탄은 상온 액화가 어려워 극저온이나 고압이 필요하다.
기체 법칙은 계산으로 묻는다. 압력이 일정하면 부피는 절대온도에 비례한다(샤를 법칙). 0℃(273K)에서 6L인 기체는 273℃(546K)에서 절대온도가 두 배가 되어 12L가 되고, 20℃(293K)에서 1L인 가스는 40℃(313K)에서 약 1.07L가 된다. 이상기체의 등온가역 팽창에서 흡수열은 Q=nRTln(P1/P2)로 구한다. 밀도는 질량을 체적으로 나눈 값이라 0.8m³에 16kg이면 20kg/m³다.
가스의 분류와 주성분도 나온다. 고압가스는 성질에 따라 가연성·불연성·조연성으로 나뉘고 액화가스는 상태에 따른 분류라 이에 속하지 않는다. 수성가스는 탄소와 수증기의 반응으로 만들어지며 일산화탄소와 수소가 주성분이다. 에탄과 에틸렌은 둘 다 가연성 가스다.
금속 재료와의 반응은 짝으로 외운다. 일산화탄소는 철·니켈 등 철족 금속과 반응해 금속카르보닐을 만들고, 아세틸렌은 구리·은과 반응해 폭발성 아세틸라이드를 만들며 철과는 직접 반응하지 않는다. 수소는 고온·고압에서 질소와 반응한다.
예제
계산 문제은 절대온도 환산이 첫 단계다 — 섭씨에 273을 더한 뒤 비율을 곱한다. 액화 문제는 "프로판=상온 압축 가능, 수소·질소·메탄=불가" 대비로 풀린다.
대표 기출 3문항
다음 중 가장 높은 압력은?
- 8.0mH2O
- 0.82kg/cm²
- 9,000kg/m²
- 500㎜H2O
정답과 해설 보기
정답 ③ · 보기의 압력 단위들을 모두 kg/cm²으로 환산하여 비교해 보면, 1)은 0.8 kg/cm², 2)은 0.82 kg/cm², 3)은 9,000 kg/m²를 10,000으로 나누어 0.9 kg/cm², 4)는 500mmH2O를 10,000으로 나누어 0.05 kg/cm²가 됩니다. 따라서 가장 높은 압력은 0.9 kg/cm²인 3번 보기가 정답입니다.
다음 각 금속재료의 가스 작용에 대한 설명으로 옳은 것은?
- 수분을 함유한 염소는 상온에서도 철과 반응하지 않으므로 철강의 고압용기에 충전할 수 있다.
- 아세틸렌은 강과 직접 반응하여 폭발성의 금속아세틸라이드를 생성한다.
- 일산화탄소는 철족의 금속과 반응하여 금속카르보닐을 생성한다.
- 수소는 저온, 저압하에서 질소와 반응하여 암모니아를 생성한다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · 일산화탄소는 철, 니켈 등 철족 금속과 반응하여 금속카르보닐(Metal Carbonyl)을 생성하는 성질이 있습니다. 아세틸렌은 구리나 은과 반응하여 아세틸라이드를 만들고, 철과는 직접 폭발성 화합물을 만들지 않습니다.
일산화탄소는 철족 금속과 반응하여 금속카르보닐을 생성하며, 아세틸렌은 구리·은과 반응합니다.
자주 묻는 물음
- 상온에서 압축만으로 쉽게 액화되는 가스는?
- 프로판입니다. LPG의 주성분으로 낮은 압력으로 액화됩니다.
- 수성가스의 주성분은?
- 일산화탄소와 수소입니다. 탄소와 수증기의 반응으로 만들어집니다.
- 고압가스의 성질에 따른 분류가 아닌 것은?
- 액화가스입니다. 상태에 따른 분류입니다(성질 분류는 가연성·불연성·조연성).
이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가스기능사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.