| 基準 | パスカル (Pa) | キロパスカル (kPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 101325 Pa | 101.325 kPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 16000 Pa | 16 kPa |
| A car tyre | 220000 Pa | 220 kPa |
| A racing bicycle tyre | 600000 Pa | 600 kPa |
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。
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。