Umrechnung von Kilopascal in Nanopascal

Informationen über Kilopascal (kPa)

Das Kilopascal ist eine Druckeinheit von tausend Pascal. Sein Zeichen ist kPa. Es ist ein Hundertstel Bar und zehn Hektopascal, und es ist die kohärente SI-Einheit, die die Technik übernehmen sollte, als sich das Pascal als zu klein zum bequemen Schreiben erwies. Der normale Luftdruck beträgt 101,325 Kilopascal.

Bei Reifen begegnet es den meisten. Kanada, Australien, Neuseeland und weite Teile Asiens geben empfohlene Reifendrücke in Kilopascal an, sodass ein Aufkleber in der Fahrzeugtür 220 oder 240 zeigt statt 32 oder 35 Pfund je Quadratzoll. Beide Skalen stehen auf fast jedem heutigen Messgerät nebeneinander, und die Umrechnung liegt bei rund sieben Kilopascal je Pfund und Quadratzoll.

Das Bauingenieurwesen nutzt es für Lasten auf Boden und Tragwerk. Die Tragfähigkeit eines Bodens wird in Kilopascal angegeben, ein fester Ton lässt vielleicht 150 zu und ein weicher weit weniger, und die Windlast auf eine Fassade wird in derselben Einheit gerechnet. Da ein Kilopascal zugleich ein Kilonewton je Quadratmeter ist, wechseln Tragwerksrechnungen ohne Umrechnungsfaktor zwischen Kraft und Druck.

Die Medizin nutzt es an einer wichtigen Stelle. Arterielle Blutgase werden in Großbritannien, Irland und weiten Teilen Europas in Kilopascal berichtet, wo ein gesunder Sauerstoffpartialdruck bei elf bis dreizehn liegt, während die Vereinigten Staaten dieselbe Messung in Millimetern Quecksilbersäule als achtzig bis hundert angeben. Beide Zahlen beschreiben dasselbe Blut, und wer einen ausländischen Befund liest, muss wissen, welcher Übereinkunft er folgt.

Die Vakuumtechnik zählt damit abwärts. Ein Grobvakuum sind einige Kilopascal absolut, ein Haushaltsstaubsauger zieht vielleicht zwanzig Kilopascal unter Umgebungsdruck, und die Gefriertrocknung arbeitet weit unter einem. Vakuum als absoluten Druck in Kilopascal anzugeben vermeidet die Zweideutigkeit, es als negativen Überdruck zu beschreiben.

Seine Sperrigkeit ist bloß sprachlich. Hundert Kilopascal sind genau ein Bar und lesen sich weniger sauber, weshalb sich das Bar in Europa trotz jahrzehntelanger amtlicher Bevorzugung des Pascals gehalten hat. Wo das Kilopascal gewonnen hat, wie auf kanadischen und australischen Reifenaufklebern, geschah es, weil die Zahl gedruckt und nicht gesprochen wird.

Ein Kilopascal entspricht 1000 Pascal, 0,01 Bar, 10 Hektopascal oder rund 0,145 Pfund je Quadratzoll.

Informationen über Nanopascal (nPa)

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.