Conversione da 4 Gigapascal a Pascal

Informazioni sul Gigapascal (GPa)

Il gigapascal è un’unità di pressione pari a un miliardo di pascal, scritto GPa. Sono mille megapascal e diecimila bar. È l’unità in cui la scienza dei materiali indica la rigidezza anziché la resistenza, e in cui si descrivono le pressioni all’interno dei pianeti e nei laboratori ad alta pressione.

Il modulo elastico ne è l’uso principale. L’acciaio ha un modulo di Young di circa 200 gigapascal, il rame 117, l’alluminio 70, il vetro comune 70, il calcestruzzo attorno a 30, il legno lungo la fibra da 10 a 15, e la gomma meno di un decimo di uno. Quelle cifre descrivono quanto un materiale si allunga sotto carico, non quando si rompe, e spiegano perché una trave d’acciaio della stessa resistenza di una d’alluminio si infletta comunque meno.

Il diamante segna la cima della scala ordinaria. Il suo modulo di circa 1200 gigapascal è il più alto di ogni materiale naturale, ed è per questo che se ne fanno incudini per il lavoro ad alta pressione: nient’altro riesce a spingere così forte senza deformarsi per primo. Il diamante sintetico si produce industrialmente a circa cinque gigapascal e ad alta temperatura, in presse costruite apposta per reggere quella pressione.

L’interno della Terra si descrive nella stessa unità. La pressione alla base della crosta si aggira su un gigapascal, al confine fra mantello e nucleo su circa 136, e al centro del pianeta su circa 360. Le celle a incudine di diamante di laboratorio raggiungono oggi e superano il valore centrale, il che permette di studiare direttamente il comportamento del ferro e dei silicati in condizioni planetarie anziché dedurlo.

Per contrasto, il punto più profondo dell’oceano esercita solo circa 0,11 gigapascal. Quel paragone merita di essere serbato, perché mostra quanto le pressioni geologiche superino tutto ciò che riguarda l’acqua: il fondo della Fossa delle Marianne è un millesimo della pressione al centro della Terra.

Sotto il gigapascal il megapascal descrive la resistenza, e sopra resta poco oltre alla fisica stellare e teorica. Il terapascal compare soprattutto nel modulo elastico dei nanotubi di carbonio e all’interno dei pianeti giganti, sicché il gigapascal è di fatto il soffitto dell’intervallo in cui lavorano laboratori e ingegneri.

Un gigapascal equivale a 1 000 000 000 di pascal, a 1000 megapascal, a 10 000 bar o a circa 145 000 libbre per pollice quadrato.

Informazioni sul Pascal (Pa)

Il pascal è l’unità di pressione del Sistema internazionale e si scrive Pa. È definito come un newton di forza distribuito su un metro quadrato, e porta il nome di Blaise Pascal, i cui esperimenti con i barometri negli anni quaranta del Seicento stabilirono che l’aria pesa e che la sua pressione cala con la quota. La Conferenza generale dei pesi e delle misure adottò il nome nel 1971.

È un’unità notevolmente piccola. La pressione atmosferica al livello del mare è di 101 325 pascal, sicché la pressione sotto cui tutti vivono è un numero di sei cifre, e quasi ogni uso pratico dell’unità porta perciò un prefisso. Quella scomodità non è un difetto di progetto ma una conseguenza della coerenza: il newton e il metro quadrato furono fissati prima, e il pascal è ciò che esce dividendo l’uno per l’altro.

L’acustica è il campo in cui i pascal nudi suonano naturali. La pressione di riferimento della scala dei decibel è di venti micropascal, presi come il suono più debole che un orecchio giovane e sano possa rilevare, e una conversazione ordinaria si aggira sui 0,02 pascal di pressione sonora. La soglia del dolore sta vicino ai 63 pascal, sicché l’intero campo dell’udito umano copre circa sei ordini di grandezza in questa unità.

Gli oggetti di tutti i giorni danno il senso della scala. Un foglio di carta da ufficio posato piatto preme sul tavolo con circa 0,8 pascal. Una brezza leggera esercita qualche pascal su una parete, e la differenza di pressione che muove la ventilazione di un edificio sta di norma fra dieci e cinquanta. Tutto ciò che una persona avverte come forza si conta già a migliaia.

Le forme con prefisso svolgono il lavoro vero. La meteorologia usa gli ettopascal, numericamente identici ai vecchi millibar, sicché una lettura di 1013 in un bollettino non richiese di reimparare nulla. L’ingegneria usa i chilopascal per le pressioni di pneumatici e fluidi, e la scienza dei materiali i megapascal e i gigapascal per resistenza e rigidezza, essendo un megapascal un newton per millimetro quadrato.

Il pascal compare inoltre ovunque si intenda una tensione anziché una pressione, poiché le due hanno le stesse dimensioni. Modulo di Young, carico di snervamento e sforzo di taglio si danno tutti in pascal o nei suoi multipli, ed è per questo che una sola unità abbraccia la pressione di uno pneumatico e la rigidezza dell’acciaio.

Un pascal equivale a 1 newton per metro quadrato, a 0,01 millibar, a circa 0,0000099 atmosfere o a circa 0,000145 libbre per pollice quadrato.