Omregning fra Atmosfærer til Nanopascal

Information om Atmosfære (atm)

Atmosfæren er en trykenhed defineret som præcis 101 325 pascal. Symbolet er atm. Den er ingen måling af luften på et bestemt sted eller tidspunkt, men en fast referenceværdi, valgt i 1954 af Generalkonferencen for mål og vægt, så den ligger nær middeltrykket ved havoverfladen på tempererede breddegrader.

Dens nytte er, at den gør trykket til et forhold. At sige, at et kar holder gas ved seks atmosfærer, siger straks, at trykket indeni er seks gange det udenfor, og det er den kendsgerning, der afgør, om et kar sprænges, hvor meget gas det rummer, og hvor hurtigt det tømmes. Ingen anden trykenhed bærer den betydning i selve tallet.

Kemien byggede sin tidlige ramme på den. Gaslovene blev skrevet med tryk i atmosfærer, gaskonstanten havde en værdi skræddersyet til liter og atmosfærer, og normalbetingelser til at opstille termodynamiske data blev fastlagt ved én atmosfære. I 1982 ændrede Den Internationale Union for Ren og Anvendt Kemi standardtilstanden til præcis én bar, så nutidige tabeller bruger bar og ældre atmosfærer, og den forskel på 1,3 procent betyder noget i omhyggeligt arbejde.

Dykning og trykkammermedicin regner stadig i den. Trykket under vand beskrives i absolutte atmosfærer, hvor den, der dykker på tredive meter, udsættes for omkring fire, og hyperbar iltbehandling gives ved to til tre absolutte atmosfærer i et tæt kammer. Da både gassens rumfang og kroppens optagelse af gas skalerer med det absolutte tryk, udfører enheden her et virkeligt fysiologisk arbejde og rapporterer ikke blot en aflæsning.

Atmosfæren fastlægger desuden de gamle kviksølvskalaer. Én atmosfære er pr. definition præcis 760 millimeter kviksølv, og det binder torren og millimeteren kviksølv til metersystemet; den er også 29,92 tommer kviksølv, den indstilling en amerikansk flyver sætter som standard på højdemåleren.

En beslægtet enhed, den tekniske atmosfære på én kilogramkraft pr. kvadratcentimeter, ligger nær, men er ikke lig, ved 98 066,5 pascal. Dokumenter fra Japan, Korea og Østeuropa bruger den undertiden, og at tage den ene for den anden giver en fejl på omkring tre procent.

Én atmosfære svarer til 101 325 pascal, 1,01325 bar, 760 millimeter kviksølv eller cirka 14,696 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.