Umrechnung von Nanopascal in Pascal

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.

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.