위험물산업기사 연소이론과 화재·폭발 핵심정리

먼저 반응식에서 필요한 산소의 몰수를 구하고, 공기 중 산소 비율로 나눕니다.

1. 반응식: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
2. 프로페인 분자량 = 36 + 8 = 44 → 44g 은 1몰 → 산소 5몰 필요
3. 산소 부피 = 5 × 22.4 = 112L
4. 공기 부피 = 112 ÷ 0.21 ≒ 533L
5. 검산: 533 × 0.21 ≒ 112 로 맞습니다.

틀린 선지

• 112L: 필요한 산소의 부피입니다. 공기는 산소가 21% 뿐이므로 더 많이 필요합니다.
• 약 267L: 산소를 2.5몰로 잘못 잡고 공기량을 구한 값입니다.
• 약 1,067L: 산소를 10몰로 잘못 잡은 값입니다.

자연발화는 물질이 스스로 천천히 열을 내고, 그 열이 빠져나가지 못하고 쌓여 발화점에 이르는 현상입니다. 주위 온도와 습도가 높고, 통풍이 안 되어 열이 쌓이며, 가루처럼 표면적이 넓을수록 잘 일어납니다. 예방하려면 통풍을 잘 시키고 온도와 습도를 낮춥니다.

틀린 선지

• 통풍이 잘 되어 열이 잘 빠져나갈 때: 열이 빠져나가면 온도가 오르지 않아 자연발화가 어렵습니다.
• 표면적이 작은 덩어리 상태일 때: 표면적이 작으면 산소와 닿는 면이 줄어 열이 덜 생깁니다.
• 물질이 내는 열(발열량)이 작을 때: 열이 적게 나면 발화점까지 온도가 오르기 어렵습니다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 4는 정전기가 생길 우려가 있는 설비에 정전기 제거 설비를 두도록 하고, 그 방법으로 접지, 공기 중 상대습도를 70% 이상으로 하는 방법, 공기를 이온화하는 방법을 정하고 있습니다.

틀린 선지

• 50%: 법령의 기준보다 낮습니다.
• 30%: 건조한 공기에서는 정전기가 더 잘 쌓입니다.
• 90%: 법령에 정한 값이 아닙니다.

위험도는 폭발범위가 넓고 하한이 낮을수록 커집니다.

1. 상한 − 하한 = 81 − 2.5 = 78.5
2. H = 78.5 ÷ 2.5 = 31.4
3. 검산: 2.5 × 31.4 = 78.5 로 맞습니다.

틀린 선지

• 32.4: 위험도 = (상한 − 하한) ÷ 하한 입니다. 상한을 하한으로 바로 나눈 값입니다.
• 78.5: 상한과 하한의 차이만 구하고 하한으로 나누지 않은 값입니다.
• 0.97: 하한이 아니라 상한으로 나눈 값입니다.

증기비중은 같은 부피의 공기에 비해 몇 배 무거운지를 나타냅니다.

1. 벤젠 분자량 = 12 × 6 + 1 × 6 = 78
2. 증기비중 = 78 ÷ 29 ≒ 2.7

벤젠 증기는 공기보다 무거워 낮은 곳에 고이므로 바닥 쪽 환기가 중요합니다.

틀린 선지

• 약 0.37: 공기 분자량을 벤젠 분자량으로 나눈 값입니다. 거꾸로 나누어야 합니다.
• 약 1.3: 분자량을 잘못 계산한 값입니다.
• 약 5.4: 분자량을 2배로 잘못 잡은 값입니다.

위험물안전관리법 제2조는 위험물을 '인화성 또는 발화성 등의 성질을 가지는 것으로서 대통령령이 정하는 물품'으로 정합니다. 구체적인 유별·품명·지정수량은 시행령 별표 1에 있습니다. 위험물인지 판별할 때는 이 표의 품명과 기준(농도·순도 등)에 해당하는지 봅니다.

틀린 선지

• 독성이 있는 모든 화학물질: 독성만으로는 위험물이 되지 않습니다. 법령에 정한 성질과 품명에 해당해야 합니다.
• 고압가스 전부: 고압가스는 다른 법(고압가스 안전관리법)으로 관리합니다.
• 화약류 전부: 화약류는 별도의 법(총포·도검·화약류 등 단속법)으로 관리합니다.

표면연소는 고체 표면에서 산소와 직접 반응하며 타는 형태입니다. 증기나 가연성 가스가 거의 나오지 않아 불꽃이 작습니다. 숯, 코크스, 금속분이 대표적인 예입니다.

틀린 선지

• 분해연소: 분해연소는 나무·석탄처럼 열분해로 생긴 가연성 가스가 타는 형태입니다.
• 증발연소: 증발연소는 휘발유·황처럼 증기가 되어 타는 형태입니다.
• 자기연소: 자기연소는 제5류처럼 물질 속 산소로 타는 형태입니다.

증발연소는 고체가 녹고 증발하거나, 액체가 증발해 생긴 증기가 공기와 섞여 타는 형태입니다. 황, 파라핀, 나프탈렌 같은 고체와 휘발유 같은 제4류 액체가 이렇게 탑니다.

틀린 선지

• 표면연소: 표면연소는 숯처럼 증기 없이 표면에서 타는 형태입니다.
• 확산연소: 확산연소는 수소·LPG 같은 가연성 기체가 공기와 섞이며 타는 형태입니다.
• 자기연소: 자기연소는 물질 속에 산소를 품은 제5류 위험물의 연소 형태입니다.

화재는 탄 물질에 따라 A급(일반화재), B급(유류화재), C급(전기화재), D급(금속화재)으로 나눕니다. 전기화재는 감전 위험이 있어 전기가 통하지 않는 소화약제(이산화탄소·할론·분말 등)를 씁니다.

틀린 선지

• 유류화재: 유류화재는 B급 화재입니다.
• 일반화재: 나무·종이 같은 일반 가연물 화재는 A급입니다.
• 금속화재: 금속화재는 D급 화재입니다.

불꽃 연소가 계속 이어지려면 연소 중에 생긴 활성 물질(라디칼)이 다음 반응을 일으키는 연쇄반응이 필요합니다. 그래서 3요소에 연쇄반응을 더해 연소의 4요소라고 합니다. 할론·분말 소화약제는 이 연쇄반응을 끊어 불을 끕니다.

틀린 선지

• 냉각: 냉각은 불을 끄는 소화 원리입니다.
• 촉매: 촉매는 반응 속도를 바꾸는 물질로 연소의 요소가 아닙니다.
• 질소: 질소는 타지 않는 기체로 연소를 돕지 않습니다.