Umrechnung von Gigapascal in Pascal

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 Pascal (Pa)

Das Pascal ist die SI-Einheit des Drucks und wird Pa geschrieben. Es ist als ein Newton Kraft verteilt auf einen Quadratmeter festgelegt und trägt den Namen Blaise Pascals, dessen Barometerversuche in den 1640er Jahren zeigten, dass Luft Gewicht hat und dass ihr Druck mit der Höhe abnimmt. Die Generalkonferenz für Maß und Gewicht übernahm den Namen 1971.

Es ist eine bemerkenswert kleine Einheit. Der Luftdruck auf Meereshöhe beträgt 101 325 Pascal, der Druck also, unter dem alle leben, ist eine sechsstellige Zahl, und nahezu jeder praktische Gebrauch der Einheit trägt deshalb einen Vorsatz. Diese Sperrigkeit ist kein Konstruktionsfehler, sondern eine Folge der Kohärenz: Newton und Quadratmeter wurden zuerst festgelegt, und das Pascal ist, was beim Teilen des einen durch den anderen herauskommt.

Die Akustik ist das Feld, in dem nackte Pascal natürlich wirken. Der Bezugsdruck der Dezibelskala beträgt zwanzig Mikropascal, angesetzt als der leiseste Schall, den ein junges gesundes Ohr wahrnehmen kann, und ein gewöhnliches Gespräch liegt bei etwa 0,02 Pascal Schalldruck. Die Schmerzschwelle liegt nahe 63 Pascal, sodass der gesamte Bereich des menschlichen Hörens in dieser Einheit rund sechs Zehnerpotenzen umfasst.

Alltägliche Gegenstände geben ein Gefühl für den Maßstab. Ein flach liegendes Blatt Büropapier drückt mit etwa 0,8 Pascal auf den Tisch. Eine leichte Brise übt einige Pascal auf eine Wand aus, und die Druckdifferenz, die die Lüftung eines Gebäudes antreibt, liegt üblicherweise zwischen zehn und fünfzig. Alles, was ein Mensch als Kraft spürt, geht bereits in die Tausende.

Die Vorsatzformen leisten die eigentliche Arbeit. Die Wetterkunde benutzt Hektopascal, zahlenmäßig gleich den älteren Millibar, sodass ein Messwert von 1013 in einem Bericht kein Umlernen verlangte. Die Technik benutzt Kilopascal für Reifen- und Fluiddrücke, und die Werkstoffkunde Megapascal und Gigapascal für Festigkeit und Steifigkeit, wobei ein Megapascal ein Newton je Quadratmillimeter ist.

Das Pascal erscheint zudem überall dort, wo eine Spannung und kein Druck gemeint ist, denn beide haben dieselben Dimensionen. Elastizitätsmodul, Streckgrenze und Schubspannung stehen sämtlich in Pascal oder dessen Vielfachen, und deshalb umspannt eine einzige Einheit den Druck in einem Reifen und die Steifigkeit von Stahl.

Ein Pascal entspricht 1 Newton je Quadratmeter, 0,01 Millibar, etwa 0,0000099 Atmosphären oder rund 0,000145 Pfund je Quadratzoll.