| 基準 | ナノパスカル (nPa) | センチパスカル (cPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 1.01325 × 1014 nPa | 10132500 cPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 1.6 × 1013 nPa | 1600000 cPa |
| A car tyre | 2.2 × 1014 nPa | 22000000 cPa |
| A racing bicycle tyre | 6 × 1014 nPa | 60000000 cPa |
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。
センチパスカル は、パスカル の 100 分の 1 にあたる圧力の単位です。記号は cPa です。れっきとした メートル法 の組み合わせでありながら、ほとんど誰も書きません。なぜ使われないのかを知るほうが、用途を並べるよりも、圧力が実際にどう記されているかをよく語ってくれます。
センチ という 接頭語 には ひとつ の大きな成功があります。センチメートル です。その成功は、メートル が人の寸法に合っていたことから生まれました。メートル は手の幅には長すぎ、ミリメートル は短すぎるので、センチメートル は本当の すきま を埋めたのです。圧力には、それに あたる すきま がありません。パスカル じたいがすでに小さく、さらに割れば、ふつうに使う器械では読み分けられない数になってしまいます。
1 センチパスカル は、机のうえの紙 1 枚 の圧力の 100 分の 1 です。空気 1 ミリメートル ぶんの圧力の差であり、砂 の 1 粒 を 爪 いっぱいに 広げたときの圧力ほどです。工学にも気象にも建築の実務にも、これほどの細かさは要りません。気密の試験は 50 パスカル、換気は 数百 パスカル、天気は 数万 パスカル で動きます。
パスカル より小さな圧力がほんとうに効くところ、すなわち音響学と真空の仕事では、慣わしは ミリパスカル と マイクロパスカル へ ひと跳び します。それらは、ほかの測りの体系が使う 1000 きざみ の はしご に収まるからです。20 ミリパスカル の音圧は、2 センチパスカル と同じであっても そう は書かれません。同じ 紙面 の まわり が すべて 1000 きざみ の単位だからです。
それでもこの単位はきちんと定まっており、それこそが設計どおりに働く メートル法 です。どの 接頭語 も例外なくどの単位とも結びつきますから、cPa を見たことのない読み手でも、接頭語 だけを頼りに ひと目 で解けます。すきま のある体系なら表が要りますが、ない体系なら規則ひとつで足ります。
それでも たまに 顔を出します。古い器械の手引きが用いることがあり、いくつかの国の規格が ついで に触れ、その単位で数がちょうど 1 から 100 のあいだに収まる いくつかの 専門の分野が、その場かぎりで採ることがあります。換算器 が これを扱えねばならないのは、まさに そうした 場合のためです。
1 センチパスカル は、0.01 パスカル、10 ミリパスカル、0.1 デシパスカル、あるいは およそ 0.00000145 ポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。