Conversione da Gigapascal a Millipascal

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 Millipascal (mPa)

Il millipascal è un’unità di pressione pari a un millesimo di pascal. Il suo simbolo è mPa. Il pascal è già un’unità piccolissima — è la pressione di un foglio di carta posato su un tavolo — sicché un suo millesimo è minore di quasi ogni pressione in cui una persona si imbatta. Sopravvive perché due campi lavorano davvero a quella scala: l’acustica e la viscosità.

Il suono è un’onda di pressione, e le pressioni in gioco sono minuscole. Una conversazione comune a un metro porta una pressione sonora di circa 20 millipascal. Un sussurro sta vicino a 2, e la soglia dell’udito, il suono più tenue che un orecchio giovane e sano rilevi, è 0,02 millipascal, ossia 20 micropascal. Un concerto rock a tutto volume raggiunge qualche pascal. L’intero intervallo utile dell’udito umano sta dunque fra il centesimo di millipascal e qualche migliaio di essi.

Ecco perché il suono si riporta in decibel e non in unità di pressione. Un intervallo che copre un fattore di un milione è scomodo in cifre lineari, e l’acustica ne prende quindi il logaritmo ancorandolo alla soglia dell’udito. Ma il decibel non è affatto un’unità di pressione: dietro ogni valore in decibel c’è una pressione in pascal o in millipascal, e la taratura degli strumenti si fa in quelle unità reali.

Il secondo impiego è più strano, perché non riguarda affatto una pressione. La viscosità dinamica si misura in pascal secondo, e quasi ogni liquido che conti cade nell’intervallo del millipascal secondo. L’acqua a temperatura ambiente è 1 mPa·s con esattezza più che sufficiente nella pratica. Ciò eguaglia un centipoise del vecchio sistema CGS, sicché il passaggio al SI lasciò ogni tabella di viscosità numericamente intatta, e per questo il millipascal secondo attecchì dove il millipascal da solo non lo fece.

Con quella scala in mano i numeri diventano leggibili. La benzina sta intorno a 0,6 mPa·s, l’olio d’oliva intorno a 80, il miele a diverse migliaia e il glicerolo verso 1400. Il plasma sanguigno si aggira su 1,3 e il sangue intero su quasi 4, e questa è una delle ragioni per cui il flusso del sangue è più arduo da modellare di quello dell’acqua.

Per la pressione in sé, fuori dall’acustica, il millipascal compare nei lavori sotto vuoto e nelle misure di laboratorio più delicate: le differenze di pressione che spingono un lento flusso di gas, o la pressione residua di una camera pompata a fondo. In quei contesti le unità vicine sono il micropascal sotto e il pascal sopra.

Un millipascal equivale a 0,001 pascal, a mille micropascal, a 0,00001 millibar o a circa 0,000000145 libbre per pollice quadrato.