| Nanopascal (nPa) | Atmosphären (atm) |
|---|---|
| 1 Nanopascal | 9.86923266716 × 10-15 atm |
| 2 Nanopascal | 1.97384653343 × 10-14 atm |
| 3 Nanopascal | 2.96076980015 × 10-14 atm |
| 4 Nanopascal | 3.94769306686 × 10-14 atm |
| 5 Nanopascal | 4.93461633358 × 10-14 atm |
| 10 Nanopascal | 9.86923266716 × 10-14 atm |
| 20 Nanopascal | 1.97384653343 × 10-13 atm |
| 25 Nanopascal | 2.46730816679 × 10-13 atm |
| 50 Nanopascal | 4.93461633358 × 10-13 atm |
| 100 Nanopascal | 9.86923266716 × 10-13 atm |
| Referenz | Nanopascal (nPa) | Atmosphären (atm) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 1.01325 × 1014 nPa | 1 atm |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 1.6 × 1013 nPa | 0.157908 atm |
| A car tyre | 2.2 × 1014 nPa | 2.17123 atm |
| A racing bicycle tyre | 6 × 1014 nPa | 5.92154 atm |
Das Nanopascal ist eine Druckeinheit von einem Milliardstel Pascal. Sein Zeichen ist nPa. Es markiert das ferne Ende der Druckskala, jenen Bereich, in dem der Gedanke des Drucks als Schub auf eine Fläche seinen Nutzen verliert und zu einer Aussage darüber wird, wie wenige Teilchen vorhanden sind.
Die deutlichste Heimat der Einheit ist das extrem hohe Vakuum. Gewöhnliches Laborvakuum reicht bis zu Millipascal; das Ultrahochvakuum, in der Oberflächenphysik und in den Strahlrohren der Teilchenbeschleuniger gebraucht, reicht bis zu Mikropascal. Darunter liegt das extrem hohe Vakuum bei Nanopascal und tiefer, und es zu erreichen verlangt eine dichte Kammer, stundenlanges Ausheizen bei zweihundert Grad, um Gas aus dem Metall selbst zu treiben, und Pumpen, die Moleküle einfangen statt sie zu schieben.
Bei solchen Drücken ist eine Kammer nicht leer. Ein Nanopascal enthält immer noch etwa eine Viertelmillion Moleküle je Kubikzentimeter, was sehr viel klingt, bis man es mit den fünfundzwanzig Trillionen im selben Rauminhalt Zimmerluft vergleicht. Nicht die Zahl zählt, sondern die mittlere freie Weglänge: Ein Molekül legt nun Tausende Kilometer zurück, bevor es auf ein anderes trifft, und schlägt daher längst an die Wand, ehe es einen Nachbarn findet.
Genau darum geht es. Die Oberflächenforschung braucht eine Probe, die für die Dauer eines Versuchs sauber bleibt, und bei gewöhnlichem Druck bedeckt sich eine frische Fläche in etwa einer Nanosekunde mit einer Schicht angelagerten Gases. Bei einem Nanopascal bleibt dieselbe Fläche tagelang sauber. Das Vakuum ist nicht da, um Luft zu entfernen, sondern um Zeit zu erkaufen.
Der Weltraum liefert den natürlichen Vergleich. Die niedrige Erdumlaufbahn liegt bei etwa einem Mikropascal, noch dicht genug, dass die Lufthülle Satelliten bremst und sie schließlich herabzieht. Der interplanetare Raum zählt in Nanopascal. Der interstellare Raum liegt weit tiefer, bei etwa einem Femtopascal, das keine irdische Pumpe je erreicht hat: Die besten Laborvakua sind noch immer dichter als der Raum zwischen den Sternen.
Der Strahlungsdruck landet in ähnlichem Gebiet. Sonnenlicht auf einer vollkommen aufnehmenden Fläche übt im Erdabstand etwa 4,5 Mikropascal aus, und im Abstand der äußeren Planeten sinkt er auf Nanopascal. Sonnensegel arbeiten mit diesen Zahlen, weshalb sie riesig und leicht sein müssen, um eine brauchbare Kraft zu sammeln.
Ein Nanopascal entspricht 0,000000001 Pascal, 0,001 Mikropascal, 1000 Pikopascal oder rund 0,000000000000145 Pfund je Quadratzoll.
Die Atmosphäre ist eine Druckeinheit, festgelegt als genau 101 325 Pascal. Ihr Zeichen ist atm. Sie ist keine Messung der Luft an einem bestimmten Ort oder in einem bestimmten Augenblick, sondern ein fester Bezugswert, 1954 von der Generalkonferenz für Maß und Gewicht so gewählt, dass er nahe beim mittleren Druck auf Meereshöhe in gemäßigten Breiten liegt.
Ihr Nutzen liegt darin, Druck in ein Verhältnis zu verwandeln. Zu sagen, ein Behälter führe Gas mit sechs Atmosphären, sagt unmittelbar, dass der Druck darin sechsmal so hoch ist wie draußen, und genau das entscheidet, ob ein Behälter birst, wie viel Gas er fasst und wie schnell er sich leert. Keine andere Druckeinheit trägt diese Bedeutung in der Zahl selbst.
Die Chemie baute ihr frühes Gerüst darauf. Gasgesetze wurden mit Drücken in Atmosphären geschrieben, die Gaskonstante hatte einen auf Liter und Atmosphären zugeschnittenen Wert, und Normbedingungen zur Tabellierung thermodynamischer Daten wurden bei einer Atmosphäre festgelegt. 1982 änderte die Internationale Union für reine und angewandte Chemie den Standardzustand auf genau ein Bar, sodass heutige Tabellen Bar und ältere Atmosphären verwenden, und der Unterschied von 1,3 Prozent zählt bei sorgfältiger Arbeit.
Tauchen und Überdruckmedizin rechnen weiterhin damit. Der Druck unter Wasser wird in absoluten Atmosphären beschrieben, wobei eine tauchende Person in dreißig Metern etwa vier erfährt, und die hyperbare Sauerstofftherapie wird bei zwei bis drei absoluten Atmosphären in einer dichten Kammer verabreicht. Da sowohl das Gasvolumen als auch die Aufnahme von Gas durch den Körper mit dem absoluten Druck skalieren, leistet die Einheit hier echte physiologische Arbeit und meldet nicht bloß einen Messwert.
Die Atmosphäre legt zudem die älteren Quecksilberskalen fest. Eine Atmosphäre sind definitionsgemäß genau 760 Millimeter Quecksilbersäule, und das bindet Torr und Millimeter Quecksilbersäule an das metrische System; es sind zugleich 29,92 Zoll Quecksilbersäule, die Einstellung, die eine amerikanische Fliegerin als Standard am Höhenmesser wählt.
Eine verwandte Einheit, die technische Atmosphäre von einem Kilopond je Quadratzentimeter, liegt mit 98 066,5 Pascal nahe dabei, ist aber nicht gleich. Schriftstücke aus Japan, Korea und Osteuropa benutzen sie mitunter, und eine für die andere zu halten bringt einen Fehler von rund drei Prozent.
Eine Atmosphäre entspricht 101 325 Pascal, 1,01325 Bar, 760 Millimetern Quecksilbersäule oder rund 14,696 Pfund je Quadratzoll.