| Mikropascal (µPa) | Megapascal (MPa) |
|---|---|
| 1 Mikropascal | 1 × 10-12 MPa |
| 2 Mikropascal | 2 × 10-12 MPa |
| 3 Mikropascal | 3 × 10-12 MPa |
| 4 Mikropascal | 4 × 10-12 MPa |
| 5 Mikropascal | 5 × 10-12 MPa |
| 10 Mikropascal | 1 × 10-11 MPa |
| 20 Mikropascal | 2 × 10-11 MPa |
| 25 Mikropascal | 2.5 × 10-11 MPa |
| 50 Mikropascal | 5 × 10-11 MPa |
| 100 Mikropascal | 1 × 10-10 MPa |
| Referenz | Mikropascal (µPa) | Megapascal (MPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 1.01325 × 1011 µPa | 0.101325 MPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 1.6 × 1010 µPa | 0.016 MPa |
| A car tyre | 2.2 × 1011 µPa | 0.22 MPa |
| A racing bicycle tyre | 6 × 1011 µPa | 0.6 MPa |
Das Mikropascal ist eine Druckeinheit von einem Millionstel Pascal. Sein Zeichen ist µPa. Es ist eine der kleinsten praktisch gebrauchten Druckeinheiten, und es verdankt seinen Platz einer einzigen Zahl: 20 Mikropascal, dem Bezugsdruck, auf den jeder Schallpegel in Luft bezogen wird.
Diese Zahl ist die Hörschwelle — ungefähr der leiseste Laut, den ein gesundes junges Ohr bei etwa 1000 Hertz wahrnimmt. Als die Akustiker die Dezibelskala für Luftschall festlegten, brauchten sie einen festen Vergleichsdruck, und sie wählten diese Schwelle. Null Dezibel bedeutet einen Schalldruck von 20 Mikropascal; jede Dezibelangabe für eine Straße, eine Maschine oder ein Konzert ist ein Verhältnis zu dieser Zahl.
Die daraus folgende Skala ist steil. Zwanzig Dezibel sind das Zehnfache des Bezugsdrucks, also 200 Mikropascal. Sechzig Dezibel, ein gewöhnliches Gespräch, sind das Tausendfache, also 20 Millipascal. Hundertzwanzig Dezibel, die Schmerzschwelle, sind das Millionenfache: 20 Pascal. Das Ohr überstreicht im Druck einen Bereich von einer Million zu eins, und das Mikropascal sitzt an dessen unterem Ende.
Die Unterwasserakustik nutzt dieselbe Einheit, aber eine andere Bezugsgröße. Schall im Wasser wird auf 1 Mikropascal bezogen statt auf 20, denn die menschliche Hörschwelle ist im Meer bedeutungslos. Dieser Unterschied wiegt schwer: Ein unter Wasser genannter Dezibelpegel ist mit einem in Luft nicht vergleichbar, und der Abstand der beiden Übereinkünfte beträgt vor jeder weiteren Berichtigung etwa 26 Dezibel. Sonarwerte, Messungen des Walgesangs und Untersuchungen des Schiffslärms tragen deshalb den Zusatz re 1 µPa.
Außerhalb der Akustik erscheint das Mikropascal in der Vakuumkunde. Ein gutes Hochvakuum liegt bei etwa 100 Mikropascal, und das Ultrahochvakuum, der Bereich der Oberflächenphysik und der Teilchenbeschleuniger, reicht von wenigen Mikropascal hinab zu Nanopascal. Eine Kammer auf diesen Stand zu pumpen, verlangt stundenlanges Ausheizen, um angelagertes Gas von den Wänden zu treiben.
Die Einheit taucht ferner beim Strahlungsdruck auf und bei den sehr kleinen Druckunterschieden, die Laborgeräte auflösen. Was in Mikropascal gemessen wird, ist eine Messgröße und keine Kraft, die jemand spürte, und genau das macht die Übereinkunft der Bezugspegel so nützlich.
Ein Mikropascal entspricht 0,000001 Pascal, 0,001 Millipascal, 1000 Nanopascal oder rund 0,000000000145 Pfund je Quadratzoll.
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.