개념 한 쪽
위험물이 타는 방식은 불씨를 대야 타는지, 대지 않아도 타는지로 갈린다. 인화점이 낮은 액체는 온도가 조금만 올라가도 증기가 늘어 위험해지고, 자연발화성 물질은 공기나 수분과 닿는 것만으로 발화한다. 여기에 정전기처럼 보이지 않는 점화원과, 가열에 따른 탱크 압력 상승까지 함께 살핀다.
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출제기준 단원 「위험물의 연소특성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 위험성 서술 | 1 | 위험물의 성질 설명에서 옳지 않은 것 |
| 가열 시 압력 계산 | 1 | 닫힌 탱크가 데워질 때의 압력 값 구하기 |
| 혼재 가능 짝 | 1 | 함께 저장할 수 있는 위험물 고르기 |
인화점은 액체가 증발해 불꽃에 의해 점화될 수 있는 최저 온도다. 인화점이 20℃인 액체를 보관하는 창고라면 주변 온도가 20℃보다 높아질수록 증발량이 늘어 인화성 증기 농도가 높아지고 위험도 커진다. 여름철 고온은 위험을 키우고, 겨울철 저온은 증발량을 줄여 위험을 낮춘다. 인화점 근처가 가장 안전하다는 설명은 성립하지 않는다.
자연발화성은 외부 점화원 없이 공기 중 산소나 수분과 반응해 스스로 발화하는 성질이다. 트리에틸알루미늄은 공기 중 수분이나 산소와 접촉하기만 해도 격렬히 반응해 발화하는 대표적인 자연발화성 물질이다. 벤젠, 톨루엔, 이황화탄소는 인화성이 높은 액체이지만 공기 중에 그냥 두었다고 스스로 타지는 않으므로 자연발화성과 구분한다.
류의 구분도 연소특성과 이어진다. 유황은 제2류 위험물이고, 황인은 인화점이 낮아 제3류 위험물이다. 알코올류는 하이드록실기(-OH)를 가진 화합물이며, 벤젠류는 방향족 탄화수소다. 화학식 끝에 -OH가 붙는지, 벤젠 고리가 있는지로 알코올류와 벤젠류를 가른다.
가열에 따른 압력 상승은 기체 법칙으로 계산한다. 부피가 일정한 탱크에서는 압력과 절대온도가 비례하므로 P1/T1 = P2/T2를 쓴다. 0℃의 3kg/cm² 가스가 100℃까지 가열되면 273K에서 373K로 오르므로 압력은 3 × 373 ÷ 273으로 약 4.1kg/cm²가 된다. 계산 전에 섭씨를 켈빈으로 바꾸는 것이 먼저다.
정전기도 위험물 화재의 점화원이 된다. 마찰과 분리, 절연, 건조한 조건에서 전하가 쌓여 발생하며, 접지가 안 되었거나 석유류를 빠르게 주입하거나 부도체끼리 마찰하면 발생 가능성이 커진다. 반대로 공기 중 습도가 높으면 물체 표면의 수분막이 전하를 누설시켜 정전기 발생 가능성이 가장 낮아진다.
학습목표: 위험물의 법적 정의와 제1류부터 제6류까지 분류 기준과 각 류의 특징을 설명할 수 있다.
위험물의 정의 발화성 또는 인화성이 있는 것으로서｢위험물안전관리법｣시행령 별표 1에서 정한 물질 을 말한다.
NCS 학습모듈 0502010403 소방안전관리 감독 · 1-1. 위험요소의 이해와 분석
판단은 점화 조건과 수치에서 갈린다. 인화점 20℃ 액체는 창고 온도가 올라갈수록 위험이 커지고, 겨울철 저온에서는 줄어든다. 자연발화성 물질은 트리에틸알루미늄이고, 벤젠·톨루엔·이황화탄소는 인화성 액체다. 알코올류는 -OH기를 가진 메탄올·에탄올 같은 물질이며 벤젠류와 구분한다. 0℃·3kg/cm² 탱크가 100℃로 가열되면 약 4.1kg/cm²가 된다. 정전기는 습도가 높을 때 가장 덜 발생하고, 접지 미비·고속 주입·부도체 마찰은 발생을 늘린다. 황인은 제3류, 유황은 제2류다.
위험물질의 위험성을 나타내는 성질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 위험물질의 위험성 성질에 대한 설명 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 알킬알루미늄, 수소화나트륨, 탄화칼슘은 물과 격렬히 반응하는 금수성 물질이고, 유황은 가연성 고체인 제2류 위험물이며, 알코올류는 탄소수 1~3의 포화 1가 알코올을 의미하므로 모두 옳다.
황인은 인화점이 낮아 제3류 위험물이며, 제2류는 인화점이 매우 낮은 액체나 가연성 고체 중 특정 물질만 해당한다.
위험물 탱크에 압력이 3kg/cm²이고 온도가 0℃인 가스가 들어 있을 때 화재로 인하여 100℃까지 가열되었다. 압력은 약 몇 kg/cm² 인가? (단, 이상기체로 가정한다.)
정답 ① · 밀폐 탱크 내 기체가 가열될 때의 압력 변화를 계산하는 문제이다. 탱크의 부피가 일정하므로 샤를의 법칙인 P1/T1=P2/T2를 적용한다.
부피가 일정한 이상기체는 압력(P)과 절대온도(T)가 비례하므로, P1/T1 = P2/T2 공식을 사용하여 최종 압력을 계산한다.
위험물의 혼재의 기준에서 혼재가 가능한 위험물로 짝지어진 것은? (단, 위험물은 지정수량의 10배를 가정한다.)
정답 ③ · 위험물 혼재 기준에 따라 제6류 위험물(산화성 물질)은 제1류(산화성 고체), 제2류(가연성 고체), 제3류(자연발화성 물질), 제4류(인화성 액체), 제5류(기체)와 혼재할 수 없습니다. 철분(제2류)과 유기과산화물(제6류)은 제6류 위험물 간의 혼재는 가능하나, 질산칼륨(제1류)과 가솔린(제4류), 과산화수소(제6류)와 황린(제4류), 등유(제4류)와 과염소산(제6류) 등은 혼재가 금지됩니다.
위험물 혼재 기준에서 제6류(산화성 물질)는 제6류끼리는 혼재가 가능하나, 제1~5류와는 반응 위험으로 혼재가 금지된다.
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