| Riferimento | Pascal (Pa) | Millipascal (mPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 101325 Pa | 101325000 mPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 16000 Pa | 16000000 mPa |
| A car tyre | 220000 Pa | 220000000 mPa |
| A racing bicycle tyre | 600000 Pa | 600000000 mPa |
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.
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.