Umrechnung von Terapascal in Megapascal

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 Megapascal (MPa)

Das Megapascal ist eine Druckeinheit von einer Million Pascal, geschrieben MPa. Es sind zehn Bar, und es ist genau ein Newton je Quadratmillimeter. Diese letzte Gleichheit erklärt die Vorherrschaft der Einheit in der Technik: Eine aus einer Kraft in Newton und einer Fläche in Quadratmillimetern berechnete Spannung kommt ohne jede Umrechnung in Megapascal heraus.

Die Werkstofffestigkeit wird nahezu ausnahmslos darin angegeben. Ein gebräuchlicher Baustahl fließt bei 355 Megapascal, hochfeste legierte Stähle über tausend, Aluminiumlegierungen zwischen 200 und 500 und Konstruktionsbeton bei 25 bis 50 unter Druck. Da eben diese Zahlen mit einer berechneten Spannung verglichen werden, ist das Megapascal die Einheit, in der der größte Teil der gebauten Welt festgelegt wird.

Tragwerkspläne schreiben häufig N/mm², und beides ist dasselbe. Manche nationalen Regelwerke bevorzugen die eine Form, andere die andere, doch ein Blech mit der Angabe 355 N/mm² und eines mit 355 MPa tragen denselben Stahl. Zu wissen, dass es eine einzige Einheit ist, beseitigt, was wie ein Widerspruch zwischen Plänen verschiedener Länder aussieht.

Auch die Hydraulik arbeitet bei diesen Drücken. Baumaschinen laufen bei zwanzig bis fünfunddreißig Megapascal, Industriepressen höher, und das Wasserstrahlschneiden erreicht vierhundert, ein Druck, bei dem ein Wasserfaden von Bruchteilen eines Millimeters Stahl trennt. Druckbehälter, Rohrleitungen und Wasserstoffspeicher werden sämtlich gegen Zahlen dieses Bereichs ausgelegt und geprüft.

Oberhalb des Megapascals übernimmt das Gigapascal für die Steifigkeit statt für die Festigkeit. Der Elastizitätsmodul von Stahl beträgt etwa 200 Gigapascal, von Aluminium 70 und von Beton 30, und diese Zahlen beschreiben, wie stark sich ein Werkstoff verformt, nicht wann er bricht. Festigkeit in Megapascal und Steifigkeit in Gigapascal zu halten ist eine Übereinkunft, die beide auf einen Blick unterscheidbar macht.

Zur Umrechnung: Ein Megapascal sind zehn Bar, 145 Pfund je Quadratzoll und knapp zehn Atmosphären. Der letzte Vergleich lohnt das Behalten: Ein Druck von einem Megapascal ist etwa das Zehnfache dessen, was die Luft draußen ausübt, und das rückt selbst bescheidene industrielle Drücke in eine brauchbare menschliche Perspektive.

Ein Megapascal entspricht 1 000 000 Pascal, 10 Bar, 1 Newton je Quadratmillimeter oder rund 145 Pfund je Quadratzoll.