キロパスカルからテラパスカルへの換算

キロパスカル（kPa）について

キロパスカル は、1000 パスカル にあたる圧力の単位です。記号は kPa です。1 バール の 100 分の 1、10 ヘクトパスカル にあたり、パスカル が書くには小さすぎると分かったとき、工学が採り入れるはずだった国際単位系の 一貫性 のある単位です。標準の大気圧は 101.325 キロパスカル です。

多くの人がこれに出会うのは タイヤ です。カナダ、オーストラリア、ニュージーランド、そして アジア の広い範囲は、推奨される タイヤ の空気圧を キロパスカル で示します。ですから乗用車の 扉 の表示板には、32 や 35 ポンド 毎 平方 インチ ではなく 220 や 240 と書かれています。今日の空気圧計のほとんどは二つの目盛りを並べて刻んでおり、換算はおよそ 1 ポンド 毎 平方 インチ あたり 7 キロパスカル です。

土木工学は、地盤と構造にかかる荷重にこれを使います。地盤の支持力は キロパスカル で示され、固い 粘土 なら 150 ほど、やわらかい 粘土 ならはるかに少ない値になります。外壁にかかる風荷重も同じ単位で計算されます。1 キロパスカル は 1 平方 メートル あたり 1 キロニュートン でもあるので、構造の計算は換算係数なしに力と圧力のあいだを行き来できます。

医学は、ひとつの大切な場所でこれを使います。動脈血の ガス 分析は、英国、アイルランド、そして ヨーロッパ の広い範囲で キロパスカル で報告され、健康な酸素分圧は 11 から 13 です。いっぽう アメリカ は同じ測定を 水銀柱 ミリメートル で 80 から 100 と報告します。二つの数は同じ血液を言い表しており、外国の記録を読む臨床の人は、どちらの約束に従っているかを知らねばなりません。

真空の仕事は、この単位で下へ数えます。粗い真空は絶対圧で数 キロパスカル、家庭用の掃除機は大気より 20 キロパスカル ほど下げ、凍結乾燥は 1 キロパスカル をはるかに下回るところで動きます。真空を キロパスカル の絶対圧として示せば、負の ゲージ 圧として語ることのあいまいさを避けられます。

扱いにくさは言い回しの問題にすぎません。100 キロパスカル はちょうど 1 バール であり、そちらほどきれいには読めません。だからこそ、何十年も パスカル が公に推されてきたにもかかわらず、ヨーロッパ では バール が持ちこたえてきたのです。カナダ や オーストラリア の タイヤ 表示のように キロパスカル が勝った場所では、その数字が口で言われるのではなく印刷されるからこそ勝ったのです。

1 キロパスカル は、1000 パスカル、0.01 バール、10 ヘクトパスカル、あるいは およそ 0.145 ポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。

テラパスカル（TPa）について

テラパスカル は、1000 ギガパスカル にあたる圧力の単位で、TPa と書きます。1000 万 バール です。技術者が造るもので、この圧力のもとで働くものはありません。この単位はむしろ、科学のまるで違う二つの片隅に属しています。知られているかぎりもっとも硬い材料の剛性と、大きな惑星の内部です。

この単位を地図のうえに載せたのは 炭素 の ナノ 構造です。単層の 炭素 ナノチューブ の ヤング 率は 1 テラパスカル に近く、グラフェン の 1 枚も同じで、重さに対しては、これまでに測られたなかでもっとも硬い材料になります。長らく基準だった ダイヤモンド は 1.2 テラパスカル です。この三つの数値こそ、材料科学にこの単位が姿を見せる理由のすべてです。

この水準の剛性は、強さと同じものではありません。ナノチューブ は引き伸ばされることに ものすごく 抗いますが、それを大量に束ねた実際の 繊維 は、はるかに低い応力で壊れます。管どうしが たがいに 滑ってしまうからです。1 テラパスカル の弾性率を 1 テラパスカル の破断強度と取り違えることは、これらの材料をめぐる一般向けの説明でもっともよくある誤りのひとつです。

惑星の内部は、本物の テラパスカル の圧力に達します。木星の中心は 3 から 4 テラパスカル と見積もられ、より大きな ガス 惑星の 核 はそれを超えます。そうした条件のもとで水素は金属のようにふるまい、それこそが惑星の磁場を生みます。つまりこの単位は、構造物にかかる荷重ではなく、物質の状態を言い表しているのです。

実験室も、いまでは短いあいだならここに届きます。レーザー による衝撃圧縮と パルス 磁場の手法は、試料を数 ナノ秒 のあいだ テラパスカル の帯へ押し上げます。その材料の密度と構造がどう応じるかを記録するには、それで十分な長さです。巨大惑星の内部条件のもとの物質について直に得られる証拠は、これらの実験だけです。

尺度を言えば、1 テラパスカル は大気圧の 1000 万倍であり、地球の中心の圧力のおよそ 3 倍です。この数はもはや人が感じ取れるものではなくなり、化学のありようが変わるほど近くまで押し合わされたとき原子が何をするかの記述になります。

1 テラパスカル は、1 兆 パスカル、1000 ギガパスカル、1000 万 バール、あるいは およそ 1 億 4500 万 ポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。