Umrechnung von Terapascal in Kilopound pro Quadratzoll

Informationen über Terapascal (TPa)

Das Terapascal ist eine Druckeinheit von tausend Gigapascal, geschrieben TPa. Es sind zehn Millionen Bar. Nichts von dem, was Ingenieure bauen, arbeitet bei diesem Druck, und die Einheit gehört stattdessen zwei ganz verschiedenen Ecken der Wissenschaft an: der Steifigkeit der festesten bekannten Werkstoffe und dem Inneren großer Planeten.

Kohlenstoffnanostrukturen brachten sie auf die Landkarte. Eine einwandige Kohlenstoffnanoröhre hat einen Elastizitätsmodul nahe einem Terapascal, ein Graphenblatt ebenso, was sie im Verhältnis zu ihrem Gewicht zu den steifsten je gemessenen Werkstoffen macht. Der Diamant, lange der Maßstab, liegt bei 1,2 Terapascal. Diese drei Zahlen sind der Grund, warum die Einheit in der Werkstoffkunde überhaupt auftaucht.

Steifigkeit auf dieser Stufe ist nicht dasselbe wie Festigkeit. Eine Nanoröhre widersetzt sich der Dehnung außerordentlich, doch eine wirkliche Faser aus vielen von ihnen versagt bei weit geringerer Spannung, weil die Röhren aneinander vorbeigleiten. Einen Modul von einem Terapascal mit einer Bruchfestigkeit von einem Terapascal zu verwechseln gehört zu den häufigsten Fehlern in populären Darstellungen dieser Werkstoffe.

Planeteninnere erreichen echte Terapascaldrücke. Der Mittelpunkt des Jupiter wird auf drei bis vier Terapascal geschätzt, die Kerne größerer Gasriesen darüber hinaus. Unter solchen Bedingungen verhält sich Wasserstoff wie ein Metall, und genau das erzeugt das Magnetfeld des Planeten; die Einheit beschreibt also einen Zustand der Materie und keine Last auf einem Tragwerk.

Laboratorien erreichen sie inzwischen kurzzeitig. Lasergetriebene Stoßverdichtung und gepulste Magnetverfahren treiben Proben für Nanosekunden in den Terapascalbereich, lang genug, um festzuhalten, wie Dichte und Aufbau eines Werkstoffs reagieren. Diese Versuche sind der einzige unmittelbare Beleg über Materie unter den Bedingungen im Inneren von Riesenplaneten.

Zur Einordnung: Ein Terapascal ist das Zehnmillionenfache des Luftdrucks und etwa das Dreifache des Drucks im Erdmittelpunkt. Die Zahl hört auf, etwas zu sein, das ein Mensch spüren kann, und wird zur Beschreibung dessen, was Atome tun, wenn man sie so eng zusammendrückt, dass sich ihre Chemie ändert.

Ein Terapascal entspricht 1 000 000 000 000 Pascal, 1000 Gigapascal, 10 000 000 Bar oder rund 145 Millionen Pfund je Quadratzoll.

Informationen über Kilopound pro Quadratzoll (ksi)

Das Kilopfund je Quadratzoll ist eine Druckeinheit von tausend Pfund je Quadratzoll oder 6,895 Megapascal. Ihr Zeichen ist ksi. Sie ist keine gebräuchliche Druckeinheit, sondern eine Spannungseinheit, und in ihr gibt die amerikanische Technik die Festigkeit von Baustoffen an.

Baustahl wird darin festgelegt. Die lange als A36 bekannte Güte fließt bei 36 Kilopfund je Quadratzoll, und der Breitflanschstahl, der sie als amerikanische Norm ablöste, fließt bei 50. Betonstahl der Güte 60 fließt bei 60, und hochfeste Schrauben werden mit 120 auf Zug bewertet. Diese Zahlen sind der Wortschatz des amerikanischen Tragwerksentwurfs, so wie 355 und 500 es in Europa sind.

Beton nutzt dieselbe Skala nach unten. Eine gebräuchliche Baumischung erreicht nach achtundzwanzig Tagen vier Kilopfund je Quadratzoll unter Druck, Hochleistungsmischungen acht und mehr, und die festgelegte Zahl steht auf den Plänen, in der Rezeptur und im Prüfbericht des Zylinders. Aluminiumlegierungen liegen dazwischen, eine gebräuchliche wärmebehandelte Güte fließt bei etwa 35.

Die Bruchmechanik erweitert die Einheit in ungewohnter Richtung. Die Bruchzähigkeit wird in Kilopfund je Quadratzoll mal der Quadratwurzel eines Zolls angegeben, ein Gebilde, das seltsam aussieht, aber dimensionsrichtig ist, und es beschreibt, wie großen Riss ein Werkstoff duldet, ehe dieser läuft. Die metrische Entsprechung ist Megapascal mal Quadratwurzel eines Meters, und die Umrechnung verlangt Sorgfalt.

Ihr Verhältnis zur metrischen Welt ist im Grundsatz einfach. Ein Kilopfund je Quadratzoll sind 6,895 Megapascal, ein Stahl mit fünfzig ksi fließt also bei 345 Megapascal und ein Stab mit sechzig ksi bei 414. Wer Pläne aus beiden Überlieferungen liest, lernt diesen Faktor zwangsläufig, denn beide Systeme benennen dieselben Stähle mit verschiedenen Zahlen.

Der Name wird gelegentlich falsch gelesen. Ein Kilopfund ist hier tausend Pfund Kraft, nicht das Kilopfund Masse, das im Transportwesen mitunter Kip heißt, und der damit benannte Druck hat mit keinem Gewicht in einem Behälter zu tun. ksi als Spannung und nicht als Last zu lesen räumt die Verwechslung aus.

Ein Kilopfund je Quadratzoll entspricht 1000 Pfund je Quadratzoll, etwa 6,895 Megapascal, rund 68,95 Bar oder etwa 68 Atmosphären.