ニュートン毎平方メートルからバールへの換算

ニュートン毎平方メートル（N/m²）について

1 平方 メートル あたりの ニュートン は、1 パスカル にあたる圧力の単位です。記号は N/m² です。二つはただ同等なのではなく同一です。パスカル とは、この組み合わせに与えられた名にほかならず、国際度量衡総会が 1971 年にその名を採るまで、国際単位系の圧力の単位には名前がなく、そのまま書き下されていました。

二つの形が生き残っているのは、紙のうえで違う仕事をするからです。パスカル は短く、それ自体ひとつの単位として読めます。測定の結果にはこちらが向いています。1 平方 メートル あたりの ニュートン は次元を見せます。計算にはこちらが向いています。平方 メートル の面積を掛ければ ニュートン の力になる、ということが目に見えるからです。

構造設計は、この第二の性質に絶えず頼っています。積載荷重は 1 平方 メートル あたりの キロニュートン で定められ、住宅ならおよそ 1.5、事務所なら 3、人の集まる場所なら 5 です。その数値に床面積を掛ければ、梁 が受け持つべき荷重が キロニュートン でそのまま出てきます。キロパスカル と書いても同じ数値で正しいのですが、この一手が見えなくなってしまいます。

雪と風も同じ約束に従います。積雪の荷重は 1 平方 メートル あたりの キロニュートン で示され、穏やかな気候の 0.1 台から、山地の数 キロニュートン まで幅があります。外壁にかかる風圧も同じです。これらの荷重は、もともと力である自重と足し合わされますから、すべてを ニュートン のまま保っておけば、何ひとつ換算せずに済みます。

同じ組み立ては、接頭語 ひとつ下でも繰り返されます。1 平方 ミリメートル あたりの ニュートン はちょうど 1 メガパスカル であり、だからこそ材料の強度は、図面のうえで MPa と同じくらいよく N/mm² と書かれます。この型は見分けておく値打ちがあります。文書が圧力の単位を名指すかわりに力を面積で割った形を書くとき、それは書き手が読み手に掛け算を期待しているしるしなのです。

それ以外に二つの形を分けるものはありません。1 平方 メートル あたりの ニュートン で表したどんな値も、そのまま パスカル として書けますし、どの換算表もこの二つを ひとつ の項目として扱います。どちらを選ぶかは、その数がこれから何に使われるかの問題です。

1 平方 メートル あたり 1 ニュートン は、1 パスカル、0.01 ミリバール、0.00001 バール、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。

バール（bar）について

バール は、ちょうど 10 万 パスカル、すなわち 100 キロパスカル にあたる圧力の単位です。記号は bar です。国際単位系の一部ではありませんが、その隣で許容されており、ヨーロッパ の工学のいたるところで使われます。標準の大気圧のほぼ真上に落ちるからです。1 気圧は 1.01325 バール です。

この偶然こそが、成功の理由のすべてです。バール で示された圧力は、ほぼそのまま気圧の何倍かとして読めます。圧縮空気の配管で 6 バール とあれば、外の空気のおよそ 6 倍だという意味であり、技術者は計算なしにその事実を使えます。名は重さを表す ギリシャ語 に由来し、この単位は ノルウェー の気象学者 ヴィルヘルム・ビヤークネス が 1909 年ごろに提案しました。

潜水がこれを使うのは、海のほうが うまく 合わせてくれるからです。海水は 10 メートル ごとにほぼちょうど 1 バール を加えますから、水深 20 メートル の潜水者は、上にある大気を含めて 3 バール の絶対圧を受けています。減圧表も、気体の消費量も、ボンベ の圧力も、すべてこのひとつの関係から出てきます。潜水の実技全体は、ほかのどんな単位よりも バール で教えるほうが易しいのです。

身のまわりの機械は数 バール で働きます。自動車の タイヤ は 2 から 2.5 バール に入れ、工場の圧縮空気は 6 から 8 バール で流れ、水道は 3 から 6 バール で届き、エスプレッソ 機は 9 バール で抽出します。この 9 という値はあまりに定着していて、機械の正面に印刷されているほどです。腕時計は防水の等級を バール で示し、10 バール は名目上、水深 100 メートル にあたります。

ゲージ 圧と絶対圧の区別は、ここではどこよりも重く効きます。タイヤ の圧力計が 2.2 バール を示すとき、それは まわり の空気より 2.2 バール 高いという意味であり、内側の絶対圧は 3.2 バール です。産業界は ゲージ 圧を barg、絶対圧を bara と書き分けます。この二つを混ぜることは、仕様書でも安全計算でもよくある誤りのもとです。

標準化の機関は何十年も、パスカル を推して バール を避けるよう勧めてきましたが、大きな効き目はありませんでした。一貫性 のある代わりは キロパスカル であり、カナダ、オーストラリア、アジア の一部で使われています。しかし 100 キロパスカル は 1 バール ほど自然には読めず、習慣のほうが勧告より強いことが証明されました。

1 バール は、10 万 パスカル、100 キロパスカル、1000 ミリバール、あるいは およそ 14.5 ポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。