아낌없이 주는 나무

2. 연소범위 = 연소한계 = 폭발범위

 가. 가연성 기체라 하더라도 점화원의 존재 하에 산소와 연소 범위 내에 있을 때 발화하며 연소범위가 넓을 수록 위험하다.

    ① 연소하한계 : 연소가 일어나는 하한

    ② 연소상한계 : 연소가 일어나는 상한

  【 연소범위(연소한계 】 = 폭발범위 (폭발한계)

    ▣ 1기압, 25[℃] 공기중에서 측정

    ▣ 연소가 가능한 폭발성 혼합가스 (가연성 기체 + 공기) 중 가연성 기체의 체적 %

    ▣ 하한값이 낮을 수록, 범위가 넓을 수록 위험하다.

    ▣ 주변의 변화에 따라 연소범위는 변화한다.

  <연소범위의 변화>

     ㉠ 온도가 높아지면 넓어진다.

     ㉡ 압력이 높아지면 넓어진다. (수소와 일산화탄소는 좁아진다)

     ㉢ 공기중의 산소의 농도가 높아지면 넓어진다.

     ㉣ 불활성기체를 투입하면 연소범위는 좁아진다.

     ※ 이산황화탄소는 지구상에서 가장 위험도가 큰 물질

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나. 물질별 연소 범위

4. 혼합가스의 폭발하한계

   ▣ 가연성 가스와 혼합되었을 때 폭발하한계는 르 샤틀리에 법칙에 의하여 다음과 같이 계산된다.

   ▣ 혼합가스의 폭발범위의 계산에는 한계가 있다.

     ⊙ 성질이 비슷한 혼합 가스의 혼합계에만 적용이 가능하다.

     ⊙ 각 성분간에 반응이 일어나면 적용이 곤란하다.

     ⊙ 냉연현상을 수반하는 경우에는 적용이 불가능하다.

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【르 샤틀리의 폭발범위 계산】

  예제1) ⊙ 혼합가스 조성 : 메탄 30%, 에탄 25%, 프로판 45%

             ⊙ 각 가스의 폭발범위 : 메탄 : 5~15%, 에탄 : 3~12.4%, 프로판 : 2.1~9.5%

             ⊙ 혼합가스의 하한 값 계산​

  예제2) ⊙ #혼합가스 조성 : 메탄 120ℓ, 에탄 100ℓ, 프로판 180ℓ

             ⊙ 각 가스의 폭발범위 : 메탄 : 5~15%, 에탄 : 3~12.4%, 프로판 : 2.1~9.5%

             ⊙ 혼합가스의 하한 값 계산

3. 메탄 80 [vol %], 에탄 15 [vol %], 프로판 5 [vol %]인 혼합가스의 공기 중 폭발하한계는 약 몇 [vol %]인가 ?

     (단, 메탄, 에탄, 프로판의 공기중 폭발하한계는 각각 5.0 [vol %], 3.0 [vol %], 2.1 [vol %] 이다.) ④

   ① 3.23          ② 3.61                ③ 4.02                  ④ 4.28

4. 다음 물질 중 공기에서의 위험도 (H)값이 가장 큰 것은 ? ①

   ① #에테르         ② 수소              ③ 에틸렌                 ④ #프로판

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※ 위험도

5. 화재의 위험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 ? ③

   ① 인화점 및 착화점이 낮을 수록 위험하다.

   ② 착화에너지가 작을 수록 위험하다.

   ③ 비점 및 융점이 높을 수록 위험하다.

   ④ #연소범위 는 넓을 수록 위험하다.

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※ 위험도는 증기압이 클수록, #비점 및 #융점 이 낮을 수록 위험하다.

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4. 연소의 3요소가 아닌 것은 ? ②

   ① 가연물         ② 소화약제           ③ 산소공급원             ④ 점화원

[풀이] 연소의 3요소 : 가연물, 산소공급원, #점화원

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5. 가연물이 되기 위한 조건으로 가장 거리가 먼 것은 ? ①

   ① 열전도율이 클 것                ② 산소아 친화력이 좋을 것

   ③ 표면적이 넓을 것                ④ 활성화 에너지가 작을 것

[풀이] 가연물의 구비조건

   ㉠ 열전도율이 작을 것 ( #열축적 이 높을 것)

   ㉡ 발열반응으로 발열량이 클 것 ( #연소열 이 많을 것)

   ㉢ 활성화 에너지 ( #점화에너지 )가 작을 것 ( #인화점 이 낮을 것)

   ㉣ 산소와 화학적으로 친화력이 클 것 (산화되기 쉬울 것, 반응성이 좋을 것)

   ㉤ 표면적이 넓을 것 (공기(산소)와 접촉면적이 클 것)

   ㉥ 연쇄반응을 일으킬 것

   ㉦ 수분이 적을 것

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6. 물질의 연소시 산소 공급원이 될 수 없는 것은 ? ①

   ㉠ #탄산칼륨        ② #과산화나트륨           ③ #질산나트륨              ④ 압축공기

[풀이] 산소공급원

◈ 제1류 #위험물 (질산나트륨), 제5류 위험물, 제6류 위험물 (과산화수소), 압축공기

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7. 공기중의 산소는 약 몇 vol % 포함되어 있는가 ?

   ① 15            ② 18            ③ 21                  ④ 25

[풀이] 공기의 구성성분 : 산소 21[vol%], #질소 78 [vol%], #아르곤 1[vol%]

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8. 다음중 점화원이 될 수 없는 것은 ? ②

   ① 정전기          ② 기화열              ③ 전기불꽃                   ④ 마찰열

[풀이] 점화원이 될 수 없는 것 : #기화열 ( #증발열 ), #용해열, 흡착열, #단열팽창

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9. 연소에서 연쇄반응은 어느 것에 해당 하는가 ? ②

   ① 연소의 3요소                                       ② 연소의 4면체적 요소

   ③ 연소의 시기 및 최소 착화에너지         ④ 연소의 최성기

[풀이] #연소 의 4요소 (4면체적 요소)

   ㉠ #가연물 (연료)    ㉡ 산소공급원    ㉢ #점화원(온도)    ㉣ 순조로운 #연쇄반응

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10. 가연물이 아닌 것은 ?

   ① 수소                 ② 산소                 ③ 메탄                       ④ 암모니아

[풀이] 가연성 가스 (가연성 물질)

   ㉠ #수소    ㉡ #일산화탄소    ㉢ #에탄    ㉣ #메탄    ㉤ 천연가스    ㉥ #암모니아

    ※ 산소는 산화반응의 당사자로 조연성 · 지연성 가스라고 한다.