Conversione da Chilopascal a Terapascal

Informazioni sul Chilopascal (kPa)

Il chilopascal è un’unità di pressione pari a mille pascal. Il suo simbolo è kPa. È un centesimo di bar e dieci ettopascal, ed è l’unità coerente del Sistema internazionale che l’ingegneria avrebbe dovuto adottare quando il pascal si rivelò troppo piccolo per scriversi comodamente. La pressione atmosferica normale è di 101,325 chilopascal.

Gli pneumatici sono dove la maggior parte delle persone lo incontra. Canada, Australia, Nuova Zelanda e buona parte dell’Asia indicano le pressioni raccomandate in chilopascal, sicché la targhetta sulla portiera di un’auto riporta 220 o 240 anziché 32 o 35 libbre per pollice quadrato. Le due scale convivono su quasi ogni manometro moderno, e la conversione si aggira sui sette chilopascal per libbra e pollice quadrato.

L’ingegneria civile lo usa per i carichi sul terreno e sulla struttura. La capacità portante di un suolo si dà in chilopascal, un’argilla compatta consentendone forse 150 e una molle assai meno, e il carico del vento su una facciata si calcola nella stessa unità. Poiché un chilopascal è anche un chilonewton per metro quadrato, i calcoli strutturali passano fra forza e pressione senza fattore di conversione.

La medicina lo usa in un punto importante. I gas del sangue arterioso si refertano in chilopascal in Gran Bretagna, in Irlanda e in buona parte dell’Europa, dove una pressione parziale di ossigeno sana va da undici a tredici, mentre gli Stati Uniti refertano la stessa misura in millimetri di mercurio come ottanta o cento. I due numeri descrivono sangue identico, e chi legge un referto straniero deve sapere quale convenzione segue.

Il lavoro sotto vuoto conta all’ingiù con esso. Un vuoto grossolano è di qualche chilopascal assoluto, un aspirapolvere domestico tira forse venti chilopascal sotto la pressione atmosferica, e la liofilizzazione opera ben al di sotto di uno. Esprimere il vuoto come pressione assoluta in chilopascal evita l’ambiguità di descriverlo come pressione relativa negativa.

La sua scomodità è solo stilistica. Cento chilopascal sono esattamente un bar e si leggono meno elegantemente, ragione per cui il bar ha tenuto in Europa malgrado decenni di preferenza ufficiale per il pascal. Dove il chilopascal ha vinto, come sulle targhette degli pneumatici canadesi e australiane, lo ha fatto perché la cifra si stampa e non si pronuncia.

Un chilopascal equivale a 1000 pascal, a 0,01 bar, a 10 ettopascal o a circa 0,145 libbre per pollice quadrato.

Informazioni sul Terapascal (TPa)

Il terapascal è un’unità di pressione pari a mille gigapascal, scritto TPa. Sono dieci milioni di bar. Nulla di ciò che gli ingegneri costruiscono lavora a questa pressione, e l’unità appartiene piuttosto a due angoli assai distinti della scienza: la rigidezza dei materiali più tenaci conosciuti e l’interno dei pianeti grandi.

Le nanostrutture di carbonio l’hanno messa sulla carta. Un nanotubo di carbonio a parete singola ha un modulo di Young vicino a un terapascal, e un foglio di grafene altrettanto, il che ne fa i materiali più rigidi mai misurati rispetto al loro peso. Il diamante, a lungo il riferimento, si colloca a 1,2 terapascal. Quelle tre cifre sono la ragione per cui l’unità compare del tutto nella scienza dei materiali.

La rigidezza a questo livello non è la stessa cosa della resistenza. Un nanotubo si oppone enormemente all’allungamento, ma una fibra reale fatta di molti di essi cede a una tensione assai più bassa, perché i tubi scivolano l’uno sull’altro. Confondere un modulo di un terapascal con una resistenza a rottura di un terapascal è uno degli errori più comuni nei racconti divulgativi su questi materiali.

L’interno dei pianeti raggiunge pressioni di terapascal autentiche. Il centro di Giove è stimato a tre o quattro terapascal, e i nuclei di giganti gassosi più grandi oltre. In tali condizioni l’idrogeno si comporta come un metallo, ed è ciò che genera il campo magnetico del pianeta, sicché l’unità descrive uno stato della materia e non un carico su una struttura.

I laboratori vi arrivano ormai per brevi istanti. La compressione d’urto guidata da laser e le tecniche magnetiche impulsive spingono i campioni nella gamma del terapascal per nanosecondi, abbastanza a lungo da registrare come rispondano densità e struttura di un materiale. Quegli esperimenti sono l’unica prova diretta disponibile sulla materia nelle condizioni dell’interno dei pianeti giganti.

Per dare la scala, un terapascal è dieci milioni di volte la pressione atmosferica e circa tre volte la pressione al centro della Terra. Il numero smette di essere qualcosa che una persona possa sentire e diventa la descrizione di ciò che fanno gli atomi quando li si stringe abbastanza da cambiarne la chimica.

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