| ポンド毎平方インチ (psi) | ナノパスカル (nPa) |
|---|---|
| 1 ポンド毎平方インチ | 6894757293168 nPa |
| 2 ポンド毎平方インチ | 13789514586337 nPa |
| 3 ポンド毎平方インチ | 20684271879505 nPa |
| 4 ポンド毎平方インチ | 27579029172673 nPa |
| 5 ポンド毎平方インチ | 34473786465842 nPa |
| 10 ポンド毎平方インチ | 68947572931684 nPa |
| 20 ポンド毎平方インチ | 137895145863367 nPa |
| 25 ポンド毎平方インチ | 172368932329209 nPa |
| 50 ポンド毎平方インチ | 344737864658418 nPa |
| 100 ポンド毎平方インチ | 689475729316836 nPa |
| 基準 | ポンド毎平方インチ (psi) | ナノパスカル (nPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 14.6959 psi | 1.01325 × 1014 nPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 2.3206 psi | 1.6 × 1013 nPa |
| A car tyre | 31.9083 psi | 2.2 × 1014 nPa |
| A racing bicycle tyre | 87.0226 psi | 6 × 1014 nPa |
1 平方 インチ あたりの ポンド は、6894.76 パスカル にあたる圧力の単位です。記号は psi です。1 平方 インチ に広がった 1 ポンド の力であり、アメリカ の実務上の圧力の単位であるとともに、世界じゅうで売られる非常に多くの機器の単位でもあります。油圧と空気圧の機械の実に多くが、アメリカ の仕様に沿って設計されているからです。
もっともなじみ深い現れ方は タイヤ です。乗用車は 30 から 35 ポンド 毎 平方 インチ、自転車の タイヤ は 80 以上、大型 トラック は 100 前後に入れます。圧力と接地面が力を合わせて車を支えているので、この数値の小さな違いが操縦性と燃費と タイヤ の寿命を変えます。だからこそ、どの自動車でも 扉 の内側にこの値が印刷されているのです。
圧力のかかる系も同じ目盛りを使います。工場の空気配管は 90 から 120 ポンド 毎 平方 インチ、家庭の水道は 40 から 80 で届き、油圧の機械は 3000 前後で働き、満たした潜水用の ボンベ は 3000 以上を保ちます。都合のよい偶然は、大気圧が 14.7 ポンド 毎 平方 インチ だということです。ですから 30 という読みは、絶対の値でおよそ大気圧の 3 倍を意味します。
その絶対の区別は、記号そのものに書き込まれています。技術者は、まわり の空気を基準に測った ゲージ 圧を psig、真空を基準に測った絶対圧を psia と書きます。32 psig の タイヤ は 46.7 psia にあり、気体の量や容器の強さを計算するときに二つを取り違えれば、1 気圧ぶんの誤りが入ります。低い圧力では、それが答えの大部分になってしまうのです。
航空はこれを 与圧 の差に使います。旅客機は巡航高度で、客室と外の空気とのあいだにおよそ 8 から 9 ポンド 毎 平方 インチ の圧力差を保ちます。機体はこの繰り返される荷重に対して設計され、疲労の試験を受けます。この数値が実質的な客室高度を決め、ひいては長い飛行の終わりに乗客がどう感じるかを決めます。
メートル法 への換算は厳密ですが覚えにくく、1 ポンド 毎 平方 インチ は 6894.76 パスカル です。持ち歩く値打ちのある目安は二つです。1 バール は およそ 14.5 ポンド 毎 平方 インチ、1 ポンド 毎 平方 インチ は およそ 7 キロパスカル。どちらも圧力計を見当づけるには十分で、どちらも設計の計算には足りません。
1 ポンド 毎 平方 インチ は、6894.76 パスカル、およそ 0.0689 バール、およそ 6.89 キロパスカル、あるいは およそ 0.068 気圧に等しくなります。
ナノパスカル は、パスカル の 10 億分の 1 にあたる圧力の単位です。記号は nPa です。圧力の目盛りの遠い端を示すもので、そこでは 面 を押す力という圧力の考えが役に立たなくなり、粒子が どれほど 少ないかを言うための言葉になります。
この単位のもっともはっきりした住まいは、極高真空です。ふつうの実験室の真空は ミリパスカル に届き、表面の物理や 加速器 の ビーム 管 が使う 超高真空 は マイクロパスカル に届きます。その下にあるのが ナノパスカル 以下の 極高真空 です。そこへ至るには、密閉した容器と、金属そのものから気体を追い出すための 200 度 で 何時間 もの焼き出しと、分子を押すのではなく捕らえる ポンプ が要ります。
その圧力でも容器は空ではありません。1 ナノパスカル には、なお 1 立方 センチメートル あたり 25 万 個ほどの分子があります。ずいぶん多く聞こえますが、同じ かさ の室内の空気にある 2500 京 個 と比べれば わずか です。大事なのは数ではなく 平均自由行程 です。分子はいまや、別の分子にぶつかるまでに 何千 キロメートル も進むので、隣に出あうよりずっと前に壁を打つのです。
まさにそこが 眼目 です。表面の科学は、試料が実験のあいだ きれいなままであることを求めますが、ふつうの圧力では、できたての面は およそ 1 ナノ秒 で吸着した気体の層に覆われます。1 ナノパスカル なら、同じ面が 何日 も きれいなままです。真空は空気を除くためではなく、時間を買うためにあるのです。
宇宙が自然な比べものになります。地球の低い 軌道 は およそ 1 マイクロパスカル で、まだ 大気 が 人工衛星 を引きとめ、やがて落とすほどには濃いのです。惑星のあいだの空間は ナノパスカル で数えます。星と星のあいだはさらにずっと低く、およそ 1 フェムトパスカル で、地上のどの ポンプ も並んだことがありません。最良の実験室の真空でさえ、星のあいだの空間より濃いのです。
光の圧力も似た領分に落ちます。太陽の光が完全に吸う面に当たると、地球の距離で およそ 4.5 マイクロパスカル を及ぼし、外側の 惑星 の距離では ナノパスカル まで下がります。太陽帆 はこの数で働くので、使える力を集めるには 巨大 で軽くなければならないのです。
1 ナノパスカル は、0.000000001 パスカル、0.001 マイクロパスカル、1000 ピコパスカル、あるいは およそ 0.000000000000145 ポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。