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산업위생관리산업기사 공기의 성질과 오염물질 — 기체 변환과 침강속도·정압조절

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.

2026-10-23 기준 · 산업위생관리산업기사 대시보드

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시험에 이렇게 나온다

출제기준 단원 「공기의 성질과 오염물질」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.

묻는 꼴문제 수무엇을 묻나
베르누이 적용조건 판단1베르누이 정리의 적용 전제인 비압축성·비점성 여부를 묻는 문제를 제시한다
기체 상태·부피 환산1주어진 온도·압력 조건에서 표준상태로 기체 부피를 환산하는 계산 능력을 묻는다
덕트 정압조절 특성 판단1정압조절평형법의 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.

예제

(요약) mg/m³↔ppm 변환은 몰부피와 분자량을 사용하고, 액체의 기화부피는 질량→몰수→온도 보정의 3단계로 계산한다.

대표 기출 3문항

동일 유선상에서 정상상태로 흐르는 유체에 대한 베르누이 정리의 적용조건은?

  1. 압축성 점성유체
  2. 압축성 비점성유체
  3. 비압축성 점성유체
  4. 비압축성 비점성유체
정답과 해설 보기

정답 ④ · 문제는 정상상태로 흐르는 유체에 베르누이 정리를 적용할 수 있는 조건을 묻고 있다. 베르누이 정리는 마찰(점성)이 없고 밀도의 변화가 없는 이상유체, 즉 비점성·비압축성 유체에 대해 적용된다.

베르누이 정리는 마찰 손실(점성)이 없고 밀도 변화(압축성)가 없는 이상적인 유체에 적용되는 정리이므로 비압축성 비점성 유체가 조건이다.

다음 중 산업환기에 관한 읿나적인 설명으로 틀린것은?

  1. 산업환기에서의 표준상태란 21℃, 760mmHg를 말한다.
  2. 산업환기에서 표준공기의 밀도는 1.203kg/m³ 정도이다.
  3. 일정량의 공기 부피는 절대온도에 반비례하여 증가한다.
  4. 산업환기장치 내의 유체는 별도의 언급이 없는 한 표준공기로 취급한다.
정답과 해설 보기

정답 ③ · 문항은 산업환기 관련 기본 진술 중 틀린 것을 찾는 문제이다. 기체의 부피는 절대온도에 비례하므로 '절대온도에 반비례한다'는 진술은 물리 법칙에 어긋나고 틀리다.

기체의 부피는 절대온도에 비례하므로 반비례한다는 설명은 틀렸다.

총압력손실계산방법 중 정압조절평형법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 설계가 정확할 때는 가장 효율적인 시설이 된다.
  2. 송풍량은 근로자나 운전자의 의도대로 쉽게 변경된다.
  3. 유속의 범위가 적절히 선택되면 덕트의 폐쇄가 일어나지 않는다.
  4. 설계가 어렵고, 시간이 많이 걸린다.
정답과 해설 보기

정답 ② · 문항은 정압조절평형법에 대한 설명 중 틀린 것을 찾는 것이다. 정압조절평형법은 설계가 정확할 경우 효율적이고 적절한 유속 선택으로 덕트의 폐쇄를 방지할 수 있으나 설계가 복잡하고 시간이 많이 걸리는 방법이다.

정압조절평형법은 설계가 정확하면 효율적이지만, 송풍량은 고정되어 있어 의도대로 쉽게 변경되지 않는다.

자주 묻는 물음

표준상태와 상온상태에서 ppm 변환 시 어떤 값을 써야 하나?
표준상태(0℃, 760mmHg)에서는 1몰당 22.4L를 사용하고, 상온(예: 25℃) 등 문제에서 다른 온도를 지시하면 해당 몰부피(예: 24.5L)를 사용하여 변환해야 한다고 이해한다.
미세입자의 침강속도는 어떤 인자에 가장 민감한가?
침강속도는 입자 직경의 제곱에 비례하므로 직경 변화가 가장 큰 영향을 미치고, 입자 비중은 그 제곱근에 비례하므로 직경 변화에 비해 영향이 작지만 무시할 수는 없다고 정리한다.
정압조절평형법의 장단점은 무엇인가?
정압조절평형법은 설계가 정확하면 각 분기구의 정압을 유지하여 효율적으로 작동한다는 장점이 있으나, 설계 후 현장에서 송풍량을 쉽게 변경하거나 조절하기 어렵다는 단점이 있다고 이해한다.
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