| 기준 | 나노파스칼 (nPa) | 메가파스칼 (MPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 1.01325 × 1014 nPa | 0.101325 MPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 1.6 × 1013 nPa | 0.016 MPa |
| A car tyre | 2.2 × 1014 nPa | 0.22 MPa |
| A racing bicycle tyre | 6 × 1014 nPa | 0.6 MPa |
나노파스칼은 파스칼의 10 억분의 1 에 해당하는 압력 단위입니다. 기호는 nPa 입니다. 압력 눈금의 먼 끝을 가리키며, 그곳에서는 면을 미는 힘이라는 압력의 생각이 쓸모를 잃고 입자가 얼마나 적은지를 말하는 표현이 됩니다.
이 단위의 가장 또렷한 집은 극고진공입니다. 보통의 실험실 진공은 밀리파스칼에 이르고, 표면 물리와 가속기의 빔 관이 쓰는 초고진공은 마이크로파스칼에 이릅니다. 그 아래에 나노파스칼과 그보다 낮은 극고진공이 있습니다. 거기 닿으려면 밀폐된 통과, 금속 자체에서 기체를 몰아내기 위한 200 도에서 몇 시간의 구워 내기와, 분자를 밀지 않고 가두는 펌프가 있어야 합니다.
그런 압력에서도 통은 비어 있지 않습니다. 1 나노파스칼에는 아직 1 세제곱센티미터마다 25 만 개쯤의 분자가 있습니다. 아주 많아 보이지만, 같은 부피의 방 공기 속에 있는 2500 경 개와 견주면 하찮습니다. 중요한 것은 개수가 아니라 평균 자유 행로입니다. 분자는 이제 다른 분자와 부딪치기까지 몇 천 킬로미터를 가므로, 이웃을 만나기 훨씬 앞서 벽을 칩니다.
바로 그것이 요점입니다. 표면의 과학은 시료가 실험 내내 깨끗이 남기를 바라지만, 보통의 압력에서는 갓 낸 면이 약 1 나노초 만에 붙은 기체의 켜로 덮입니다. 1 나노파스칼이면 같은 면이 며칠 동안 깨끗합니다. 진공은 공기를 없애려 있는 것이 아니라 시간을 사려 있는 것입니다.
우주가 자연스러운 견줌거리입니다. 지구 낮은 궤도는 약 1 마이크로파스칼로, 아직 대기가 인공위성을 붙들고 끝내 끌어내릴 만큼은 짙습니다. 행성 사이의 공간은 나노파스칼로 셉니다. 별과 별 사이는 훨씬 더 낮아 약 1 펨토파스칼이며, 땅 위의 어떤 펌프도 거기 이른 적이 없습니다. 가장 좋은 실험실 진공조차 별 사이의 공간보다 짙습니다.
빛의 압력도 비슷한 자리에 떨어집니다. 햇빛이 온전히 삼키는 면에 닿으면 지구의 거리에서 약 4.5 마이크로파스칼을 주고, 바깥 행성의 거리에서는 나노파스칼까지 내려갑니다. 태양돛은 이 값으로 일하므로, 쓸 만한 힘을 모으려면 거대하고 가벼워야 합니다.
1 나노파스칼은 0.000000001 파스칼, 0.001 마이크로파스칼, 1000 피코파스칼, 또는 약 0.000000000000145 제곱인치당 파운드와 같습니다.
메가파스칼은 100 만 파스칼에 해당하는 압력 단위이며 MPa 로 씁니다. 10 바이고, 정확히 제곱밀리미터당 1 뉴턴입니다. 이 마지막 같음이야말로 이 단위가 공학을 지배하는 까닭입니다. 뉴턴의 힘과 제곱밀리미터의 넓이에서 셈한 응력은 환산을 전혀 하지 않고도 메가파스칼로 나옵니다.
재료의 세기는 거의 예외 없이 이 단위로 적힙니다. 흔한 구조용 강재는 355 메가파스칼에서 항복하고, 고장력 합금강은 1000 을 넘으며, 알루미늄 합금은 200 에서 500, 구조용 콘크리트는 압축에서 25 에서 50 입니다. 설계하는 이가 셈한 응력과 견주는 것이 바로 이 값들이므로, 메가파스칼은 지어진 세계의 대부분이 지정되는 단위입니다.
구조 도면은 흔히 N/mm² 라 적지만 둘은 같은 것입니다. 나라마다의 기준에 따라 어느 꼴을 좋아하는지가 갈리지만, 355 N/mm² 라 적힌 강판과 355 MPa 라 적힌 강판은 같은 강입니다. 이것이 같은 단위임을 알면, 나라가 다른 도면 사이의 어긋남처럼 보이는 것이 사라집니다.
유압도 이 압력대에서 일합니다. 건설 기계는 20 에서 35 메가파스칼로 움직이고, 산업용 압축기는 더 높으며, 물줄기로 자르는 가공은 400 메가파스칼에 이릅니다. 이 압력이면 1 밀리미터도 안 되는 굵기의 물줄기가 강을 끊습니다. 압력 용기도 배관도 수소 저장도 모두 이 범위의 값에 맞추어 설계되고 시험됩니다.
메가파스칼 위로는 세기가 아니라 강성을 위해 기가파스칼이 이어받습니다. 강의 영률은 약 200 기가파스칼, 알루미늄은 70, 콘크리트는 30 이며, 이 수들은 재료가 언제 부서지는지가 아니라 얼마나 휘는지를 나타냅니다. 세기는 메가파스칼로, 강성은 기가파스칼로 두는 것은 한눈에 둘을 가르기 위한 약속입니다.
환산에서 1 메가파스칼은 10 바, 145 제곱인치당 파운드, 그리고 10 기압에 조금 못 미치는 값입니다. 마지막 견줌은 붙들어 둘 값어치가 있습니다. 1 메가파스칼의 압력은 바깥 공기가 주는 압력의 약 열 배이며, 그것이 수수한 산업의 압력조차 사람의 감각 안에 다시 놓아 주기 때문입니다.
1 메가파스칼은 100 만 파스칼, 10 바, 제곱밀리미터당 1 뉴턴, 또는 약 145 제곱인치당 파운드와 같습니다.