개념 한 쪽
기체연료는 성분과 물리적 성질에 따라 취급·안전관리와 연소거동이 달라진다. 액화석유가스(LPG)는 주성분과 액화 조건, 누출 시 거동을 중심으로 이해해야 하고, 석탄은 탄화도가 변하면 구성성분과 발열량, 착화특성이 달라진다.
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출제기준 단원 「기체연료의 종류 및 특성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| LPG의 물리·취급 특성 판별 | 1 | LPG의 생산 경로·비중·액화·증발열 특성 구별하기 |
| 석탄 탄화도에 따른 증가 항목 판별 | 1 | 탄화도 증가 시 증가하는 물성(고정탄소·발열량·착화온도) 가림 |
| 석탄 탄화도에 따른 감소 항목 판별 | 1 | 탄화도 증가 시 감소하는 물성(수분·휘발분·비열) 가림 |
액화석유가스(LPG)는 주로 프로판과 부탄이 주성분인 석유계 탄화수소 가스이며 석유 정제의 부산물과 천연가스의 회수물로 생산된다는 점을 설명한다. LPG는 상온에서 압력을 가하거나 냉각하면 액화되어 용기에 저장할 수 있고, 액체가 기체로 변할 때 증발열이 발생한다는 물리적 성질을 갖는다고 정리한다.
LPG의 비중은 공기보다 무겁기 때문에 누출 시 지면 근처로 낮게 퍼져 인화·폭발 위험이 증가한다는 점을 강조한다. 따라서 비중과 누출 거동은 안전 대책과 밀접하게 연결되는 핵심 특성이라고 본다.
석탄의 탄화도는 석탄이 지질학적 과정에서 변화한 정도를 나타내며, 탄화도가 증가하면 수분과 휘발분이 감소하고 고정탄소 비율과 발열량이 증가한다고 설명한다. 이와 함께 탄화도가 높을수록 착화온도가 높아져 점화하기 어려워진다는 점을 연관시켜 정리한다.
탄화도 변화는 비열과도 관련이 있으며, 수분과 휘발분이 줄어들면 전체적인 비열은 감소하는 경향이 있다고 보고한다. 연료의 성질 변화는 연소 성능·취급특성·발열량 계산에 직접적인 영향을 미친다고 결론짓는다.
문제 유형은 LPG의 물리적 특성이나 석탄의 탄화도 변화에 따른 물성 변화를 묻는 형태로 출제된다. 예를 들어, LPG는 공기보다 가볍다고 하면 오답이며 공기보다 무겁다는 특성을 기억해야 한다. 석탄 관련 문제에서는 '탄화도↑ = 고정탄소↑, 발열량↑, 착화온도↑, 수분·휘발분↓, 비열↓'의 관계를 바탕으로 정답을 선택하면 된다.
다음 기체연료 중 액화석유가스(LPG)에 관한 설명 중 틀린 것은?
정답 ② · 문제는 LPG의 물성 관련 진술 중 옳지 않은 것을 묻고 있다. LPG는 석유정제의 부산물과 천연가스 회수물로 생산되며 대부분 정제 부산물이 주류이고, 액화는 상온에서 압력을 가하거나 냉각으로 가능하고 액화시 증발열이 발생한다.
LPG는 주로 석유 정제 부산물과 천연가스 회수물로 생산되며, 비중은 공기보다 무겁고 상온에서 압력 가하거나 냉각하여 액화된다.
석탄의 탄화도 증가에 따른 변화로서 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 문제는 탄화도가 증가할 때 석탄의 물성 변화 중 틀린 것을 묻고 있다. 탄화도가 높아지면 고정탄소와 발열량이 증가하고 탄소 함량이 많아 매연 발생률은 감소하지만 착화온도는 오히려 상승하여 점화가 더 어려워진다.
탄화도가 증가하면 고정탄소와 발열량은 증가하지만 착화온도는 높아진다.
석탄의 탄화도가 증하면 감소하는 것은?
정답 ① · 문제는 석탄의 탄화도가 증가할 때 감소하는 물성량을 묻고 있다. 탄화도가 오르면 수분과 휘발분이 줄어들어 단위 질량당 열용량인 비열이 감소하는 반면 고정탄소와 발열량은 증가한다.
석탄의 탄화도가 증가하면 수분과 휘발분이 감소하여 비열이 줄어드는 반면 고정탄소와 발열량은 증가한다.
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