Umrechnung von 20 Gigapascal in Megapascal

Informationen über Gigapascal (GPa)

Das Gigapascal ist eine Druckeinheit von einer Milliarde Pascal, geschrieben GPa. Es sind tausend Megapascal und zehntausend Bar. Es ist die Einheit, in der die Werkstoffkunde Steifigkeit statt Festigkeit angibt und in der die Drücke im Inneren von Planeten und in Hochdrucklaboratorien beschrieben werden.

Der Elastizitätsmodul ist ihr Hauptgebrauch. Stahl hat einen Elastizitätsmodul von etwa 200 Gigapascal, Kupfer 117, Aluminium 70, gewöhnliches Glas 70, Beton rund 30, Holz in Faserrichtung 10 bis 15 und Gummi weniger als ein Zehntel eines. Diese Zahlen beschreiben, wie stark sich ein Werkstoff unter Last dehnt, nicht wann er bricht, und sie erklären, warum ein Stahlträger gleicher Festigkeit wie ein Aluminiumträger sich dennoch weniger durchbiegt.

Der Diamant markiert die Spitze der gewöhnlichen Skala. Sein Modul von rund 1200 Gigapascal ist der höchste aller natürlichen Werkstoffe, und deshalb macht man aus ihm Ambosse für Hochdruckarbeit: Nichts sonst kann so hart drücken, ohne sich zuerst zu verformen. Synthetischer Diamant wird großtechnisch bei etwa fünf Gigapascal und hoher Temperatur erzeugt, in Pressen, die eigens für diesen Druck gebaut sind.

Das Erdinnere wird in derselben Einheit beschrieben. Der Druck an der Basis der Kruste liegt bei rund einem Gigapascal, an der Grenze zwischen Mantel und Kern bei etwa 136 und im Mittelpunkt des Planeten bei ungefähr 360. Diamantstempelzellen im Labor erreichen und überschreiten heute den Zentralwert, sodass sich das Verhalten von Eisen und Silikaten unter planetaren Bedingungen unmittelbar untersuchen statt erschließen lässt.

Zum Vergleich übt der tiefste Punkt des Ozeans nur etwa 0,11 Gigapascal aus. Diese Gegenüberstellung lohnt das Behalten, denn sie zeigt, wie viel größer geologische Drücke sind als alles, was mit Wasser zu tun hat: Der Grund des Marianengrabens ist ein Tausendstel des Drucks im Erdmittelpunkt.

Unter dem Gigapascal beschreibt das Megapascal die Festigkeit, darüber bleibt kaum etwas außer Sternphysik und Theorie. Das Terapascal erscheint hauptsächlich beim Elastizitätsmodul von Kohlenstoffnanoröhren und im Inneren von Riesenplaneten, sodass das Gigapascal praktisch die Obergrenze des Bereichs ist, in dem Laboratorien und Ingenieurwesen arbeiten.

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

Informationen über Megapascal (MPa)

Das Megapascal ist eine Druckeinheit von einer Million Pascal, geschrieben MPa. Es sind zehn Bar, und es ist genau ein Newton je Quadratmillimeter. Diese letzte Gleichheit erklärt die Vorherrschaft der Einheit in der Technik: Eine aus einer Kraft in Newton und einer Fläche in Quadratmillimetern berechnete Spannung kommt ohne jede Umrechnung in Megapascal heraus.

Die Werkstofffestigkeit wird nahezu ausnahmslos darin angegeben. Ein gebräuchlicher Baustahl fließt bei 355 Megapascal, hochfeste legierte Stähle über tausend, Aluminiumlegierungen zwischen 200 und 500 und Konstruktionsbeton bei 25 bis 50 unter Druck. Da eben diese Zahlen mit einer berechneten Spannung verglichen werden, ist das Megapascal die Einheit, in der der größte Teil der gebauten Welt festgelegt wird.

Tragwerkspläne schreiben häufig N/mm², und beides ist dasselbe. Manche nationalen Regelwerke bevorzugen die eine Form, andere die andere, doch ein Blech mit der Angabe 355 N/mm² und eines mit 355 MPa tragen denselben Stahl. Zu wissen, dass es eine einzige Einheit ist, beseitigt, was wie ein Widerspruch zwischen Plänen verschiedener Länder aussieht.

Auch die Hydraulik arbeitet bei diesen Drücken. Baumaschinen laufen bei zwanzig bis fünfunddreißig Megapascal, Industriepressen höher, und das Wasserstrahlschneiden erreicht vierhundert, ein Druck, bei dem ein Wasserfaden von Bruchteilen eines Millimeters Stahl trennt. Druckbehälter, Rohrleitungen und Wasserstoffspeicher werden sämtlich gegen Zahlen dieses Bereichs ausgelegt und geprüft.

Oberhalb des Megapascals übernimmt das Gigapascal für die Steifigkeit statt für die Festigkeit. Der Elastizitätsmodul von Stahl beträgt etwa 200 Gigapascal, von Aluminium 70 und von Beton 30, und diese Zahlen beschreiben, wie stark sich ein Werkstoff verformt, nicht wann er bricht. Festigkeit in Megapascal und Steifigkeit in Gigapascal zu halten ist eine Übereinkunft, die beide auf einen Blick unterscheidbar macht.

Zur Umrechnung: Ein Megapascal sind zehn Bar, 145 Pfund je Quadratzoll und knapp zehn Atmosphären. Der letzte Vergleich lohnt das Behalten: Ein Druck von einem Megapascal ist etwa das Zehnfache dessen, was die Luft draußen ausübt, und das rückt selbst bescheidene industrielle Drücke in eine brauchbare menschliche Perspektive.

Ein Megapascal entspricht 1 000 000 Pascal, 10 Bar, 1 Newton je Quadratmillimeter oder rund 145 Pfund je Quadratzoll.