공기의 물리적 성질과 기체의 상태 변화, 기체 농도 변환법 및 미세입자의 침강 거동은 산업환기와 작업환경평가의 기본 문제다.
표준상태와 실온상태의 몰부피 차이, 증기압과 포화농도 변환, 이상기체 상태방정식 적용 방법을 숙지해야 한다.
미세 입자의 침강속도는 입자 직경의 제곱과 입자 비중의 제곱근에 의해 크게 좌우되므로 Stokes 법칙을 이해해야 한다.
덕트 설계나 정압조절평형법의 특성도 환기계통의 설계·운영 판단에 중요한 기준이 된다.
출제기준 단원 「공기의 성질과 오염물질」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
묻는 꼴
문제 수
무엇을 묻나
베르누이 적용조건 판단
1
베르누이 정리의 적용 전제인 비압축성·비점성 여부를 묻는 문제를 제시한다
기체 상태·부피 환산
1
주어진 온도·압력 조건에서 표준상태로 기체 부피를 환산하는 계산 능력을 묻는다
덕트 정압조절 특성 판단
1
정압조절평형법의 설계·운영상 특성과 조절성 한계를 구분하도록 묻는다
뜻
ppm과 mg/m³ 간 변환은 작업장 유해물질 농도 표시에서 필수적인 계산법이라고 정리한다.
표준상태(0℃, 760mmHg)에서는 기체 1몰의 부피가 22.4L이며 변환 공식은 ppm = (mg/m³ × 22.4) ÷ 분자량으로 쓴다고 정리한다.
상온 조건이나 다른 기준에서는 몰부피가 달라져 상온(예: 25℃)에서는 24.5L를 적용할 수 있음을 주의한다.
증기압으로부터 포화농도(ppm)를 구할 때는 포화분압을 전체압력으로 나누고 10^6을 곱하는 방법을 반드시 적용한다고 명시한다.
이상기체 상태방정식은 온도·압력 조건이 바뀔 때 부피를 표준상태로 환산하는 데 사용하고 미세입자의 침강속도는 Stokes 법칙으로 계산하며 직경의 제곱 영향이 매우 크다고 설명한다.