| Mikropascal (µPa) | Megapound pro Quadratzoll (Mpsi) |
|---|---|
| 1 Mikropascal | 1.45037743897 × 10-16 Mpsi |
| 2 Mikropascal | 2.90075487795 × 10-16 Mpsi |
| 3 Mikropascal | 4.35113231692 × 10-16 Mpsi |
| 4 Mikropascal | 5.80150975589 × 10-16 Mpsi |
| 5 Mikropascal | 7.25188719486 × 10-16 Mpsi |
| 10 Mikropascal | 1.45037743897 × 10-15 Mpsi |
| 20 Mikropascal | 2.90075487795 × 10-15 Mpsi |
| 25 Mikropascal | 3.62594359743 × 10-15 Mpsi |
| 50 Mikropascal | 7.25188719486 × 10-15 Mpsi |
| 100 Mikropascal | 1.45037743897 × 10-14 Mpsi |
| Referenz | Mikropascal (µPa) | Megapound pro Quadratzoll (Mpsi) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 1.01325 × 1011 µPa | 0.0000146959 Mpsi |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 1.6 × 1010 µPa | 0.0000023206 Mpsi |
| A car tyre | 2.2 × 1011 µPa | 0.0000319083 Mpsi |
| A racing bicycle tyre | 6 × 1011 µPa | 0.0000870226 Mpsi |
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 Megapfund je Quadratzoll ist eine Druckeinheit von einer Million Pfund je Quadratzoll oder 6,895 Gigapascal. Ihr Zeichen ist Mpsi. Nichts arbeitet bei diesem Druck; die Einheit besteht allein, um den Elastizitätsmodul anzugeben, jene Größe, die die Steifigkeit eines Werkstoffs beschreibt und nicht seine Festigkeit.
Zwei darin ausgedrückte Zahlen kennt jede amerikanische Maschinenbauingenieurin auswendig. Stahl hat einen Elastizitätsmodul von 29 Millionen Pfund je Quadratzoll und Aluminium von 10 Millionen, und dieses Verhältnis von rund drei zu eins bestimmt, wie sich beide in jedem Tragwerk verhalten. Ein Stahlteil und ein Aluminiumteil gleicher Form und gleicher Festigkeit verformen sich nicht gleich, und der Unterschied ist genau dieser Faktor.
Die übrigen gebräuchlichen Metalle ordnen sich darum. Titan liegt bei etwa 16,5 Millionen Pfund je Quadratzoll, Kupfer bei 17, Magnesium bei 6,5 und Gusseisen je nach Sorte zwischen 12 und 20. Da sich der Modul innerhalb einer Metallfamilie durch Wärmebehandlung oder Legieren kaum ändert, sind diese Zahlen weit beständiger als Festigkeitswerte und über Sorten hinweg verlässlich.
Bei Verbundwerkstoffen leistet die Einheit ihre interessanteste Arbeit. Übliche Kohlenstofffaser erreicht in Faserrichtung etwa 33 Millionen Pfund je Quadratzoll, hochmodulige Sorten 55 bis 85 und Glasfaser nur rund 10, so viel wie Aluminium. Da ein Verbundlaminat in jeder Richtung einen anderen Modul hat, arbeitet der Entwurf mit einem Satz von Werten statt mit einem einzigen, und die Einheit erscheint auf einem Datenblatt mehrfach.
Ihre metrische Entsprechung ist das Gigapascal, und die Umrechnung beträgt 6,895 Gigapascal je Megapfund und Quadratzoll. Stahl mit 29 Millionen Pfund je Quadratzoll sind 200 Gigapascal, Aluminium mit 10 Millionen sind 69, und das sind zugleich die beiden meistzitierten Steifigkeitszahlen der metrischen Technik. Beide Überlieferungen beschreiben genau dieselben Werkstoffe.
Modul und Festigkeit auseinanderzuhalten zählt hier mehr als irgendwo sonst. Ein Stahl mit einem Modul von 29 Millionen Pfund je Quadratzoll fließt womöglich bei 50 Tausend, ein Unterschied von nahezu sechshundertfach, und die beiden Eigenschaften sind voneinander unabhängig: Eine Wärmebehandlung kann die Festigkeit eines Stahls verdoppeln und seine Steifigkeit unangetastet lassen.
Ein Megapfund je Quadratzoll entspricht 1 000 000 Pfund je Quadratzoll, etwa 6,895 Gigapascal, rund 68 950 Bar oder 1000 Kilopfund je Quadratzoll.