| Riferimento | Bar (bar) | Nanopascal (nPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 1.01325 bar | 1.01325 × 1014 nPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 0.16 bar | 1.6 × 1013 nPa |
| A car tyre | 2.2 bar | 2.2 × 1014 nPa |
| A racing bicycle tyre | 6 bar | 6 × 1014 nPa |
Il bar è un’unità di pressione pari a esattamente 100 000 pascal, ossia 100 chilopascal. Il suo simbolo è bar. Non fa parte del Sistema internazionale di unità, ma è tollerato accanto ad esso e si usa in tutta l’ingegneria europea, perché si trova quasi esattamente sulla pressione atmosferica normale: un’atmosfera è 1,01325 bar.
Quella coincidenza è tutta la ragione del suo successo. Una pressione data in bar si legge come un numero quasi esatto di atmosfere, sicché sei bar in una condotta d’aria compressa significano circa sei volte la pressione esterna, fatto che un tecnico può usare senza calcoli. Il nome viene dalla parola greca per peso, e l’unità fu proposta dal meteorologo norvegese Vilhelm Bjerknes attorno al 1909.
L’immersione lo usa perché il mare si presta. Ogni dieci metri d’acqua di mare aggiungono quasi esattamente un bar, sicché chi si immerge a venti metri sta sotto tre bar di pressione assoluta, contando l’atmosfera sovrastante. Tabelle di decompressione, consumo di gas e pressioni delle bombole discendono tutti da quell’unica relazione, e l’intera pratica subacquea si insegna più facilmente in bar che in qualsiasi altra unità.
Le macchine di ogni giorno lavorano a pochi bar. Gli pneumatici si gonfiano fra due e due e mezzo, l’aria compressa d’officina corre a sei o otto, l’acqua di rete arriva a tre o sei, e una macchina da espresso estrae a nove, cifra tanto consolidata da comparire sul frontale dell’apparecchio. Gli orologi portano gradi di impermeabilità in bar, dove dieci bar corrispondono nominalmente a cento metri di profondità.
La distinzione fra pressione relativa e assoluta conta qui più che altrove. Un manometro per pneumatici che segni 2,2 bar indica 2,2 bar sopra l’aria circostante, sicché la pressione assoluta all’interno è 3,2. La pratica industriale scrive barg per la relativa e bara per l’assoluta, e mescolarle è una fonte frequente di errore nelle specifiche e nei calcoli di sicurezza.
Gli enti di normazione sconsigliano il bar da decenni a favore del pascal, senza grande effetto. Il chilopascal è l’alternativa coerente e si usa in Canada, in Australia e in parte dell’Asia, ma cento chilopascal si leggono meno naturalmente di un bar, e l’abitudine si è rivelata più forte della raccomandazione.
Un bar equivale a 100 000 pascal, a 100 chilopascal, a 1000 millibar o a circa 14,5 libbre per pollice quadrato.
Il nanopascal è un’unità di pressione pari a un miliardesimo di pascal. Il suo simbolo è nPa. Segna l’estremo lontano della scala delle pressioni, la regione in cui l’idea di pressione come spinta su una superficie smette di servire e diventa un’affermazione su quanto poche siano le particelle presenti.
La dimora più netta dell’unità è il vuoto estremamente spinto. Il vuoto comune di laboratorio arriva ai millipascal; l’ultra alto vuoto, usato dalla fisica delle superfici e dai tubi di fascio degli acceleratori di particelle, arriva ai micropascal. Sotto si stende il vuoto estremamente spinto, in nanopascal e meno, e raggiungerlo richiede una camera a tenuta, ore di cottura a duecento gradi per cacciare il gas dal metallo stesso, e pompe che intrappolano le molecole invece di spingerle.
A quelle pressioni una camera non è vuota. Un nanopascal contiene ancora qualcosa come un quarto di milione di molecole per centimetro cubo, il che pare moltissimo finché non lo si confronta con i venticinque miliardi di miliardi che stanno nello stesso volume d’aria di una stanza. Ciò che conta non è il numero ma il libero cammino medio: una molecola viaggia ormai migliaia di chilometri prima di urtarne un’altra, sicché batte sulle pareti molto prima d’incontrare una vicina.
È proprio questo il punto. La scienza delle superfici richiede che un campione resti pulito per l’intera durata di un esperimento, e alle pressioni ordinarie una superficie appena fatta si ricopre di uno strato di gas adsorbito in circa un nanosecondo. A un nanopascal la stessa superficie resta pulita per giorni. Il vuoto non è lì per togliere aria ma per comprare tempo.
Lo spazio offre il confronto naturale. L’orbita terrestre bassa si aggira sul micropascal, ancora densa abbastanza perché l’atmosfera freni i satelliti e finisca per farli cadere. Lo spazio interplanetario si conta in nanopascal. Lo spazio interstellare sta assai più in basso, intorno al femtopascal, che nessuna pompa terrestre ha mai eguagliato: i migliori vuoti di laboratorio restano più densi dello spazio fra le stelle.
La pressione di radiazione cade in terreno simile. La luce solare su una superficie perfettamente assorbente, alla distanza della Terra, esercita circa 4,5 micropascal, e alla distanza dei pianeti esterni scende ai nanopascal. Le vele solari lavorano con questi numeri, ed è per questo che devono essere enormi e leggere per raccogliere una forza utilizzabile.
Un nanopascal equivale a 0,000000001 pascal, a 0,001 micropascal, a 1000 picopascal o a circa 0,000000000000145 libbre per pollice quadrato.