Umrechnung von 10 Terapascal in Newton pro Quadratmeter

Informationen über Terapascal (TPa)

Das Terapascal ist eine Druckeinheit von tausend Gigapascal, geschrieben TPa. Es sind zehn Millionen Bar. Nichts von dem, was Ingenieure bauen, arbeitet bei diesem Druck, und die Einheit gehört stattdessen zwei ganz verschiedenen Ecken der Wissenschaft an: der Steifigkeit der festesten bekannten Werkstoffe und dem Inneren großer Planeten.

Kohlenstoffnanostrukturen brachten sie auf die Landkarte. Eine einwandige Kohlenstoffnanoröhre hat einen Elastizitätsmodul nahe einem Terapascal, ein Graphenblatt ebenso, was sie im Verhältnis zu ihrem Gewicht zu den steifsten je gemessenen Werkstoffen macht. Der Diamant, lange der Maßstab, liegt bei 1,2 Terapascal. Diese drei Zahlen sind der Grund, warum die Einheit in der Werkstoffkunde überhaupt auftaucht.

Steifigkeit auf dieser Stufe ist nicht dasselbe wie Festigkeit. Eine Nanoröhre widersetzt sich der Dehnung außerordentlich, doch eine wirkliche Faser aus vielen von ihnen versagt bei weit geringerer Spannung, weil die Röhren aneinander vorbeigleiten. Einen Modul von einem Terapascal mit einer Bruchfestigkeit von einem Terapascal zu verwechseln gehört zu den häufigsten Fehlern in populären Darstellungen dieser Werkstoffe.

Planeteninnere erreichen echte Terapascaldrücke. Der Mittelpunkt des Jupiter wird auf drei bis vier Terapascal geschätzt, die Kerne größerer Gasriesen darüber hinaus. Unter solchen Bedingungen verhält sich Wasserstoff wie ein Metall, und genau das erzeugt das Magnetfeld des Planeten; die Einheit beschreibt also einen Zustand der Materie und keine Last auf einem Tragwerk.

Laboratorien erreichen sie inzwischen kurzzeitig. Lasergetriebene Stoßverdichtung und gepulste Magnetverfahren treiben Proben für Nanosekunden in den Terapascalbereich, lang genug, um festzuhalten, wie Dichte und Aufbau eines Werkstoffs reagieren. Diese Versuche sind der einzige unmittelbare Beleg über Materie unter den Bedingungen im Inneren von Riesenplaneten.

Zur Einordnung: Ein Terapascal ist das Zehnmillionenfache des Luftdrucks und etwa das Dreifache des Drucks im Erdmittelpunkt. Die Zahl hört auf, etwas zu sein, das ein Mensch spüren kann, und wird zur Beschreibung dessen, was Atome tun, wenn man sie so eng zusammendrückt, dass sich ihre Chemie ändert.

Ein Terapascal entspricht 1 000 000 000 000 Pascal, 1000 Gigapascal, 10 000 000 Bar oder rund 145 Millionen Pfund je Quadratzoll.

Informationen über Newton pro Quadratmeter (N/m²)

Das Newton je Quadratmeter ist eine Druckeinheit von einem Pascal. Ihr Zeichen ist N/m². Beide sind nicht bloß gleichwertig, sondern gleich: Das Pascal ist der Name, den man dieser Verbindung gab, und ehe die Generalkonferenz für Maß und Gewicht diesen Namen 1971 annahm, hatte die SI-Einheit des Drucks überhaupt keinen Namen und wurde ausgeschrieben.

Beide Formen überleben, weil sie auf dem Papier Verschiedenes leisten. Das Pascal ist knapp und liest sich als eigenständige Einheit, was zu einer Messung passt. Das Newton je Quadratmeter zeigt seine Dimensionen, was zu einer Rechnung passt, denn es macht sichtbar, dass die Multiplikation mit einer Fläche in Quadratmetern eine Kraft in Newton ergibt.

Der Tragwerksentwurf stützt sich unablässig auf diese zweite Eigenschaft. Nutzlasten werden in Kilonewton je Quadratmeter festgelegt, mit etwa 1,5 für eine Wohnung, 3 für ein Büro und 5 für einen Versammlungsraum, und diese Zahl mit der Fläche malzunehmen ergibt unmittelbar die Last in Kilonewton, die die Träger aufnehmen müssen. Als Kilopascal geschrieben wären dieselben Zahlen richtig, verbärgen aber den Schritt.

Schnee und Wind folgen derselben Übereinkunft. Die Schneelast steht in Kilonewton je Quadratmeter, von einigen Zehnteln in mildem Klima bis zu mehreren im Gebirge, und der Winddruck auf eine Fassade ebenso. Da diese Lasten mit dem Eigengewicht zusammengefasst werden, das von Natur aus eine Kraft ist, erspart es jede Umrechnung, alles in Newton zu halten.

Die Bildung wiederholt sich einen Vorsatz tiefer. Ein Newton je Quadratmillimeter ist genau ein Megapascal, und deshalb erscheinen Werkstofffestigkeiten auf Plänen ebenso oft als N/mm² wie als MPa. Das Muster lohnt das Erkennen: Wo ein Schriftstück Kraft über Fläche schreibt, statt eine Druckeinheit zu nennen, erwartet die schreibende Seite, dass gerechnet wird.

Sonst unterscheidet nichts die beiden Formen. Jeder Wert in Newton je Quadratmeter lässt sich unverändert als Pascal schreiben, und jede Umrechnungstabelle führt sie als einen Eintrag. Die Wahl richtet sich danach, wozu die Zahl gleich gebraucht wird.

Ein Newton je Quadratmeter entspricht 1 Pascal, 0,01 Millibar, 0,00001 Bar oder rund 0,000145 Pfund je Quadratzoll.