| 基準 | 気圧 (atm) | パスカル (Pa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 1 atm | 101325 Pa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 0.157908 atm | 16000 Pa |
| A car tyre | 2.17123 atm | 220000 Pa |
| A racing bicycle tyre | 5.92154 atm | 600000 Pa |
気圧は、ちょうど 10 万 1325 パスカル と定められた圧力の単位です。記号は atm です。どこか特定の場所や瞬間の空気を測った値ではなく、定められた基準値であり、1954 年に国際度量衡総会が、温帯の緯度における海面の平均気圧に近くなるように選びました。
その使いでは、圧力を比に変えてくれるところにあります。ある容器が 6 気圧で気体を保っていると言えば、内側の圧力は外の 6 倍だと即座に伝わります。容器が破裂するかどうか、どれだけの気体を含むか、どれくらいの速さで空になるかを決めるのは、まさにその事実です。数字そのものにこの意味を帯びた圧力の単位は、ほかにありません。
化学は初期の枠組みをこの単位のうえに築きました。気体の法則は気圧で書かれ、気体定数は リットル と気圧に合わせた値をもち、熱力学の データ を表にするときの標準状態も 1 気圧で定められていました。1982 年、国際純正・応用化学連合は標準状態をちょうど 1 バール に変えました。ですから今日の表は バール を使い、古い表は気圧を使います。この 1.3 パーセント の差は、丁寧な仕事では効いてきます。
潜水と 高気圧 医学は、いまもこの単位で数えます。水中の圧力は絶対気圧で言い表され、水深 30 メートル の潜水者はおよそ 4 気圧を受けます。高気圧 酸素療法は、密閉した室のなかで 2 から 3 絶対気圧で行われます。気体の体積も、体が気体を取り込む量も、どちらも絶対圧に比例して変わりますから、この単位はここで、読みを伝えるだけでなく本物の生理学の仕事をしているのです。
気圧はさらに、古い水銀の目盛りを固定します。1 気圧は定義により ちょうど 水銀柱 760 ミリメートル であり、これが トル と 水銀柱 ミリメートル を メートル法 に結びつけています。同時に 水銀柱 29.92 インチ でもあり、アメリカ の操縦者が高度計に標準として合わせる値です。
これに近い単位に、1 平方 センチメートル あたり 1 重量 キログラム の工学気圧があり、98 066.5 パスカル と近いものの等しくはありません。日本、韓国、東 ヨーロッパ の文書がときおりこれを使い、一方を他方と取り違えると およそ 3 パーセント の誤差が入ります。
1 気圧は、10 万 1325 パスカル、1.01325 バール、水銀柱 760 ミリメートル、あるいは およそ 14.696 ポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。
パスカル は、国際単位系における圧力の単位で、Pa と書きます。1 平方 メートル に広がった 1 ニュートン の力として定められており、名は ブレーズ・パスカル に由来します。1640 年代の 気圧計 による実験で、空気に重さがあること、そしてその圧力が高度とともに下がることを示した人です。国際度量衡総会は 1971 年にこの名を採り入れました。
これは驚くほど小さな単位です。海面での大気圧は 10 万 1325 パスカル ですから、誰もがそのもとで暮らしている圧力は 6 桁の数になります。そのため、この単位の実務上の使い方はほぼすべて 接頭語 を伴います。この扱いにくさは設計の失敗ではなく、一貫性 の帰結です。ニュートン と 平方 メートル が先に定まっており、パスカル は一方を他方で割って出てくるものにすぎないのです。
裸の パスカル が自然に響く分野は音響です。デシベル の目盛りの基準となる圧力は 20 マイクロパスカル で、健康な若い耳が聞き取れるもっとも小さな音として定められています。ふつうの会話の音圧はおよそ 0.02 パスカル です。痛みを感じる境目は 63 パスカル 近くですから、人の聴覚の全域は、この単位でおよそ 6 桁にわたります。
身のまわりの物が尺度の感覚を与えてくれます。事務用紙 1 枚を平らに置くと、机をおよそ 0.8 パスカル で押します。そよ風が壁に及ぼすのは数 パスカル、建物の換気を動かす圧力差はふつう 10 から 50 パスカル です。人が力として感じ取れるものは、すでに数千 パスカル の領域にあります。
実際の仕事をこなすのは 接頭語 のついた形です。気象は ヘクトパスカル を使い、これは古い ミリバール と数値がまったく同じですから、予報で 1013 という値を読むのに学び直しは要りませんでした。工学は タイヤ や流体の圧力に キロパスカル を使い、材料科学は強度と剛性に メガパスカル と ギガパスカル を使います。1 メガパスカル は 1 平方 ミリメートル あたり 1 ニュートン です。
パスカル は、圧力ではなく応力を指す場面にも現れます。二つは同じ次元をもつからです。ヤング 率も、降伏強さも、せん断応力も、いずれも パスカル かその 倍量 で示されます。ひとつの単位が タイヤ の空気圧と鋼の硬さの両方をおおうのは、そのためです。
1 パスカル は、1 平方 メートル あたり 1 ニュートン、0.01 ミリバール、およそ 0.0000099 気圧、あるいは およそ 0.000145 ポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。