Omregning fra Megapascal til Nanopascal

Information om Megapascal (MPa)

Megapascalen er en trykenhed på en million pascal, skrevet MPa. Det er ti bar, og det er præcis én newton pr. kvadratmillimeter. Den sidste lighed er grunden til enhedens herredømme i teknikken: en spænding beregnet ud fra en kraft i newton og et areal i kvadratmillimeter kommer ud i megapascal helt uden omregning.

Materialestyrken angives i den næsten uden undtagelse. Et almindeligt konstruktionsstål flyder ved 355 megapascal, højstyrkelegerede stål over tusind, aluminiumlegeringer mellem 200 og 500, og konstruktionsbeton ved 25 til 50 i tryk. Da det netop er de tal, en projekterende sammenligner med en beregnet spænding, er megapascalen den enhed, hvori størstedelen af den byggede verden foreskrives.

Konstruktionstegninger skriver ofte N/mm² i stedet, og de to er det samme. Nogle nationale regelsæt foretrækker den ene form og andre den anden, men en plade mærket 355 N/mm² og en mærket 355 MPa bærer identisk stål. At vide, at det er én enkelt enhed, fjerner det, der ligner en uoverensstemmelse mellem tegninger fra forskellige lande.

Hydraulikken arbejder også ved disse tryk. Entreprenørmaskiner kører ved tyve til femogtredive megapascal, industripresser højere, og vandstråleskæring når fire hundrede, et tryk, hvor en vandstråle på en brøkdel af en millimeter skærer stål. Trykbeholdere, rørledninger og brintlagre konstrueres og prøves alle mod tal i dette område.

Over megapascalen overtager gigapascalen for stivheden frem for styrken. Elasticitetsmodulet for stål er omkring 200 gigapascal, for aluminium 70 og for beton 30, og de tal beskriver, hvor meget et materiale bøjer sig, ikke hvornår det brister. At holde styrken i megapascal og stivheden i gigapascal er en aftale, der gør de to lette at skelne ved et blik.

Ved omregning er én megapascal ti bar, 145 pund pr. kvadrattomme og knap ti atmosfærer. Den sidste sammenligning er værd at holde fast i: et tryk på én megapascal er omkring ti gange det, luften udenfor udøver, hvilket sætter selv beskedne industritryk i et nyttigt menneskeligt perspektiv.

Én megapascal svarer til 1 000 000 pascal, 10 bar, 1 newton pr. kvadratmillimeter eller cirka 145 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.