Omregning fra 2 Gigapascal til Nanopascal

Information om Gigapascal (GPa)

Gigapascalen er en trykenhed på en milliard pascal, skrevet GPa. Det er tusind megapascal og ti tusind bar. Det er den enhed, hvori materialelæren angiver stivhed frem for styrke, og hvori trykkene inde i planeter og i højtrykslaboratorier beskrives.

Elasticitetsmodulet er dens vigtigste brug. Stål har et elasticitetsmodul på omkring 200 gigapascal, kobber 117, aluminium 70, almindeligt glas 70, beton omkring 30, træ langs fibrene 10 til 15, og gummi mindre end en tiendedel af én. De tal beskriver, hvor meget et materiale strækkes under last, ikke hvornår det brister, og de forklarer, hvorfor en stålbjælke med samme styrke som en aluminiumsbjælke alligevel bøjer mindre.

Diamanten markerer toppen af den almindelige skala. Dens modul på cirka 1200 gigapascal er det højeste blandt naturlige materialer, og derfor laver man ambolte af den til højtryksarbejde: intet andet kan trykke så hårdt uden selv at blive deformeret først. Syntetisk diamant fremstilles industrielt ved omkring fem gigapascal og høj temperatur, i presser bygget netop til at holde det tryk.

Jordens indre beskrives i samme enhed. Trykket ved skorpens bund ligger omkring én gigapascal, ved grænsen mellem kappen og kernen omkring 136, og i planetens midte omkring 360. Diamantambolt-celler i laboratoriet når i dag og overskrider midterværdien, hvilket gør, at jernets og silikaternes opførsel under planetariske forhold kan undersøges direkte i stedet for at sluttes.

Til sammenligning udøver havets dybeste punkt kun omkring 0,11 gigapascal. Den sammenligning er værd at bevare, for den viser, hvor meget større geologiske tryk er end alt, hvad der har med vand at gøre: bunden af Marianergraven er en tusindedel af trykket i jordens midte.

Under gigapascalen beskriver megapascalen styrken, og ovenover er der næppe andet end stjernefysik og teori. Terapascalen optræder hovedsagelig i kulstofnanorørs elasticitetsmodul og i kæmpeplaneters indre, så gigapascalen er i praksis loftet for det område, hvor laboratorier og ingeniører arbejder.

Én gigapascal svarer til 1 000 000 000 pascal, 1000 megapascal, 10 000 bar eller cirka 145 000 pund pr. kvadrattomme.

Information om Nanopascal (nPa)

Nanopascalen er en trykenhed på en milliarddel pascal. Symbolet er nPa. Den markerer trykskalaens fjerne ende, det område hvor tanken om tryk som et skub mod en flade holder op med at gavne og bliver et udsagn om, hvor få partikler der er.

Enhedens tydeligste hjem er det ekstremt høje vakuum. Almindeligt laboratorievakuum når millipascal; ultrahøjvakuum, som overfladefysikken og partikelacceleratorernes strålerør bruger, når mikropascal. Under det ligger det ekstremt høje vakuum ved nanopascal og lavere, og at nå dertil kræver et tæt kammer, timers udbagning ved to hundrede grader for at drive gas ud af selve metallet, og pumper der fanger molekyler i stedet for at skubbe dem.

Ved sådanne tryk er et kammer ikke tomt. En nanopascal rummer stadig omkring en kvart million molekyler pr. kubikcentimeter, hvilket lyder umådelig meget, indtil man sammenligner med de femogtyve trillioner, der findes i samme rumfang stueluft. Det, der betyder noget, er ikke antallet, men den frie middelvejlængde: et molekyle rejser nu tusinder af kilometer, før det rammer et andet, og slår derfor mod væggene længe før det møder en nabo.

Netop det er pointen. Overfladevidenskaben har brug for en prøve, der bliver ren hele forsøget igennem, og ved almindeligt tryk dækkes en frisk flade af et lag vedhæftet gas på cirka et nanosekund. Ved én nanopascal bliver den samme flade ren i dagevis. Vakuummet er ikke til for at fjerne luft, men for at købe tid.

Rummet giver den naturlige sammenligning. Lav jordbane ligger omkring én mikropascal, endnu tæt nok til at atmosfæren bremser satellitter og til sidst trækker dem ned. Rummet mellem planeterne tælles i nanopascal. Rummet mellem stjernerne ligger langt lavere, omkring én femtopascal, som ingen jordisk pumpe nogensinde har nået: de bedste laboratorievakua er stadig tættere end rummet mellem stjernerne.

Strålingstrykket lander på lignende grund. Sollys mod en fuldstændig opsugende flade udøver i jordafstand omkring 4,5 mikropascal, og i de ydre planeters afstand falder det til nanopascal. Solsejl arbejder med disse tal, og derfor må de være vældige og lette for at samle en brugbar kraft.

Én nanopascal svarer til 0,000000001 pascal, 0,001 mikropascal, 1000 pikopascal eller omkring 0,000000000000145 pund pr. kvadrattomme.