Conversione da Gigapascal a Atmosfere

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 Atmosfera (atm)

L’atmosfera è un’unità di pressione definita come esattamente 101 325 pascal. Il suo simbolo è atm. Non è una misura dell’aria in un luogo o in un istante particolari, ma un valore di riferimento fisso, scelto nel 1954 dalla Conferenza generale dei pesi e delle misure per collocarsi vicino alla pressione media al livello del mare alle latitudini temperate.

La sua utilità sta nel trasformare la pressione in un rapporto. Dire che un recipiente contiene gas a sei atmosfere dice subito che la pressione interna è sei volte quella esterna, ed è quel fatto a determinare se un recipiente scoppierà, quanto gas contiene e con quale rapidità si svuoterà. Nessun’altra unità di pressione porta quel significato nella cifra stessa.

La chimica costruì su di essa il proprio primo impianto. Le leggi dei gas si scrivevano con pressioni in atmosfere, la costante dei gas aveva un valore tagliato su litri e atmosfere, e le condizioni normali per tabulare i dati termodinamici si definivano a un’atmosfera. Nel 1982 l’Unione internazionale di chimica pura e applicata portò lo stato standard a esattamente un bar, sicché le tabelle moderne usano il bar e quelle antiche l’atmosfera, e quella differenza dell’1,3 per cento conta in un lavoro accurato.

L’immersione e la medicina iperbarica contano ancora in essa. La pressione sott’acqua si descrive in atmosfere assolute, e chi si immerge a trenta metri ne subisce circa quattro; l’ossigenoterapia iperbarica si somministra a due o tre atmosfere assolute in una camera stagna. Poiché il volume del gas e il suo assorbimento da parte del corpo variano entrambi con la pressione assoluta, l’unità svolge qui un vero lavoro fisiologico e non si limita a riferire una lettura.

L’atmosfera fissa inoltre le vecchie scale a mercurio. Un’atmosfera è per definizione esattamente 760 millimetri di mercurio, e questo lega il torr e il millimetro di mercurio al sistema metrico; è anche 29,92 pollici di mercurio, la regolazione che un pilota americano imposta come standard sull’altimetro.

Un’unità imparentata, l’atmosfera tecnica di un chilogrammo forza per centimetro quadrato, è vicina ma non uguale, a 98 066,5 pascal. Documenti dal Giappone, dalla Corea e dall’Europa orientale la usano talvolta, e scambiare l’una per l’altra introduce un errore di circa il tre per cento.

Un’atmosfera equivale a 101 325 pascal, a 1,01325 bar, a 760 millimetri di mercurio o a circa 14,696 libbre per pollice quadrato.