| 基準 | メガパスカル (MPa) | マイクロパスカル (µPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 0.101325 MPa | 1.01325 × 1011 µPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 0.016 MPa | 1.6 × 1010 µPa |
| A car tyre | 0.22 MPa | 2.2 × 1011 µPa |
| A racing bicycle tyre | 0.6 MPa | 6 × 1011 µPa |
メガパスカル は、100 万 パスカル にあたる圧力の単位で、MPa と書きます。10 バール であり、ちょうど 1 平方 ミリメートル あたり 1 ニュートン です。この最後の同一性こそ、この単位が工学を支配している理由です。ニュートン の力と 平方 ミリメートル の面積から計算した応力は、換算をいっさいせずに メガパスカル で出てくるのです。
材料の強さは、ほぼ例外なくこの単位で示されます。よく使う構造用鋼は 355 メガパスカル で降伏し、高張力の合金鋼は 1000 を超え、アルミニウム 合金は 200 から 500、構造用の コンクリート は圧縮で 25 から 50 です。設計する人が計算した応力と突き合わせるのはまさにこれらの数値ですから、メガパスカル は、造られた世界の大半が指定される単位なのです。
構造の図面はしばしば N/mm² と書きますが、二つは同じものです。国ごとの基準にはどちらの形を好むかの違いがありますが、355 N/mm² と記された鋼板と 355 MPa と記された鋼板は、同じ鋼です。これが同じ単位だと知っていれば、国の違う図面のあいだの食い違いに見えるものが消えます。
油圧もこの圧力の帯で働きます。建設機械は 20 から 35 メガパスカル で動き、産業用の プレス はさらに高く、水噴流による切断は 400 メガパスカル に達します。この圧力なら、1 ミリメートル に満たない太さの水の流れが鋼を断ち切ります。圧力容器も、配管も、水素の貯蔵も、みなこの範囲の数値に対して設計され試験されます。
メガパスカル の上では、強さではなく剛性のために ギガパスカル が引き継ぎます。鋼の ヤング 率は およそ 200 ギガパスカル、アルミニウム は 70、コンクリート は 30 で、これらの数は、材料がいつ壊れるかではなく、どれだけ たわむ かを表します。強さを メガパスカル、剛性を ギガパスカル に保つのは、一目で二つを見分けられるようにするための約束です。
換算では、1 メガパスカル は 10 バール、145 ポンド 毎 平方 インチ、そして 10 気圧にわずかに足りない値です。最後の比較は覚えておく値打ちがあります。1 メガパスカル の圧力は、外の空気が及ぼす圧力の およそ 10 倍であり、控えめな産業の圧力すら、人の感覚のなかに置き直してくれるからです。
1 メガパスカル は、100 万 パスカル、10 バール、1 平方 ミリメートル あたり 1 ニュートン、あるいは およそ 145 ポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。
マイクロパスカル は、パスカル の 100 万分の 1 にあたる圧力の単位です。記号は µPa です。実際に使われる圧力の単位のうちでもっとも小さいものの ひとつ で、その居場所をひとつの数に負っています。20 マイクロパスカル、空気中のあらゆる音の大きさを測るときの基準となる圧力です。
この数は聴こえの 閾値 です。およそ 1000 ヘルツ の高さで、健康な若い耳がとらえられるもっとも小さな音にあたります。音響学者が空気中の音のために デシベル の尺度を定めたとき、比べるための決まった圧力が要りました。そこで選ばれたのがこの 閾値 です。0 デシベル は 20 マイクロパスカル の音圧を意味し、道路や機械や演奏会について挙げられる デシベル の値は、すべてこの数に対する比なのです。
そこから続く尺度は急です。20 デシベル は基準の 10 倍、200 マイクロパスカル。60 デシベル、ふつうの会話は 1000 倍で 20 ミリパスカル。120 デシベル、痛みの 閾値 は 100 万倍で 20 パスカル です。耳は圧力にして 100 万対 1 の幅を覆っており、マイクロパスカル はその底に座っています。
水中の音響学は同じ単位を使いますが、基準が違います。水中の音は 20 ではなく 1 マイクロパスカル に対して表されます。海のなかでは人の聴こえの 閾値 に意味がないからです。この違いは たいへん 重く効きます。水中の デシベル の値は空気中の値と比べられず、ほかの補正をする前から、ふたつの取り決めの差は およそ 26 デシベル あります。ソナー の数値、鯨 の歌の測定、船の 騒音 の研究が いずれも re 1 µPa と 断り書き を添えるのは このためです。
音響学の外では、マイクロパスカル は真空の科学にあらわれます。よい 高真空 は 100 マイクロパスカル ほど、表面の物理や 加速器 が使う 超高真空 は、数 マイクロパスカル から ナノパスカル まで下がります。容器をそこまで引くには、壁に吸いついた気体を追い出すため、何時間も焼き出しをします。
この単位は、光の圧力や、実験室の器械が読み分けるごく小さな圧力の差にも顔を出します。マイクロパスカル で測られるものは、誰かが感じる力ではなく測定量です。基準の高さという取り決めが これほど 役に立つのは、まさにそのためなのです。
1 マイクロパスカル は、0.000001 パスカル、0.001 ミリパスカル、1000 ナノパスカル、あるいは およそ 0.000000000145 ポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。