質量とは
「質量」とは、物質が持つ固有の性質で、その**動きにくさ（慣性）**を示す量のことです。簡単に言うと、「どのくらい動かしにくいか」を表す指標です。
例えば、同じ大きさの鉄のボールとプラスチックのボールがあったとします。鉄のボールの方が重く、持ち上げるのも、転がすのも大変ですよね。これは、鉄のボールの方がプラスチックのボールよりも「質量が大きい」からです。
質量は、日常生活でよく使う「重さ」と混同されがちですが、実は少し違います。「重さ」は、地球の重力によって物体が引っ張られる力の大きさを指します。一方、「質量」は、その物体自体が持っている動きにくさの量であり、場所が変わっても変化しません。
例えば、地球上で体重計に乗ると60kgと表示される人が、月面上で同じ体重計に乗ると約10kgと表示されます。これは、月の重力が地球の約1/6であるため、「重さ」が変わったためです。しかし、この人の「質量」は地球上でも月面上でも変わりません。
質量は、物理学や化学において非常に重要な概念であり、危険物を取り扱う上でも、その性質を理解しておくことが不可欠です。
試験のポイント
乙種第4類危険物取扱者試験では、質量に関する直接的な問題は少ないかもしれませんが、「重さ」と「質量」の違いを理解しているかどうかが問われることがあります。
特に注意すべきポイントは以下の通りです。
- 「重さ」と「質量」の定義の違い: 上述の通り、「重さ」は重力による力、「質量」は動きにくさ。
- 単位の違い: 「質量」の単位はグラム(g)やキログラム(kg)、「重さ」の単位はニュートン(N)。ただし、日常生活では「重さ」をkgで表現することが多い。
- 質量が場所によって変わらないこと: 重力の影響を受けないため、場所が変わっても質量は一定。
- 関連する計算問題: 密度（後述）を求める際に、質量と体積の関係を利用する問題が出題される可能性があります。
ひっかけ問題の例:
「質量10kgの危険物を月面に持っていくと、重さはどうなりますか？」
正解は「重さは変わるが、質量は変わらない」です。「重さ」が問われているのか、「質量」が問われているのかを注意深く読み解く必要があります。
具体例・数値データ
質量に関する具体的な例と、関連する数値データを見てみましょう。
- 密度: 密度は、単位体積あたりの質量で表されます。
- 密度 ＝ 質量 / 体積
- 例えば、水銀は密度が非常に高く、約13.5 g/cm³です。これは、同じ体積の水と比較して、水銀の方が約13.5倍質量が大きいことを意味します。
- 危険物の密度: 危険物の密度は、貯蔵や取り扱いにおいて重要な情報です。例えば、ガソリンの密度は約0.7 g/cm³です。
- アボガドロ定数: 1モル（物質量の単位）中に含まれる原子や分子の数で、約6.022 × 10²³ 個/molです。アボガドロ定数は、物質の質量と物質量を結びつける重要な定数です。
関連する計算例:
体積100cm³、密度0.8g/cm³の危険物の質量を求めなさい。
質量 = 密度 × 体積 = 0.8g/cm³ × 100cm³ = 80g
まとめ
- 質量は、物質固有の動きにくさを示す量。
- 重さは、重力によって物体が引っ張られる力の大きさ。
- 質量は場所によって変化しない。
- 乙4試験では、「重さ」と「質量」の違いを理解することが重要。
- 密度を求める際に、質量と体積の関係を利用する問題に注意。
これらのポイントを理解し、過去問を解くことで、乙種第4類危険物取扱者試験の合格に一歩近づくことができるでしょう。