| 기준 | 파스칼 (Pa) | 테라파스칼 (TPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 101325 Pa | 0.000000101325 TPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 16000 Pa | 0.000000016 TPa |
| A car tyre | 220000 Pa | 0.00000022 TPa |
| A racing bicycle tyre | 600000 Pa | 0.0000006 TPa |
파스칼은 국제단위계의 압력 단위이며 Pa 로 씁니다. 1 제곱미터에 퍼진 1 뉴턴의 힘으로 정해져 있고, 이름은 블레즈 파스칼에서 왔습니다. 1640 년대에 기압계 실험으로 공기에 무게가 있다는 것과 그 압력이 높이에 따라 낮아진다는 것을 밝힌 사람입니다. 국제도량형총회는 1971 년에 이 이름을 받아들였습니다.
이것은 놀랍도록 작은 단위입니다. 해수면의 대기압은 10 만 1325 파스칼이므로, 모두가 그 아래에서 사는 압력은 여섯 자리 수가 됩니다. 그래서 이 단위의 실무적 쓰임은 거의 모두 접두어를 달고 다닙니다. 이 거북함은 설계의 잘못이 아니라 일관성의 결과입니다. 뉴턴과 제곱미터가 먼저 정해졌고, 파스칼은 하나를 다른 하나로 나누어 나오는 것일 뿐입니다.
맨 파스칼이 자연스럽게 들리는 분야는 음향입니다. 데시벨 눈금의 기준 압력은 20 마이크로파스칼이며, 건강한 젊은 귀가 알아챌 수 있는 가장 작은 소리로 정해졌습니다. 보통의 대화는 음압이 약 0.02 파스칼입니다. 아픔을 느끼는 문턱은 63 파스칼 가까이이므로, 사람 청각의 전 구간은 이 단위로 약 여섯 자릿수에 걸칩니다.
둘레의 물건들이 눈금의 감각을 줍니다. 사무용지 한 장을 평평히 놓으면 책상을 약 0.8 파스칼로 누릅니다. 산들바람이 벽에 주는 것은 몇 파스칼이고, 건물의 환기를 움직이는 압력 차는 보통 10 에서 50 파스칼입니다. 사람이 힘으로 느낄 수 있는 것은 이미 수천 파스칼의 자리에 있습니다.
실제 일을 해내는 것은 접두어가 붙은 꼴입니다. 기상은 헥토파스칼을 쓰는데, 이는 옛 밀리바와 수치가 똑같아서 예보의 1013 이라는 값을 읽는 데 다시 배울 것이 없었습니다. 공학은 타이어와 유체의 압력에 킬로파스칼을 쓰고, 재료 과학은 강도와 강성에 메가파스칼과 기가파스칼을 씁니다. 1 메가파스칼은 제곱밀리미터당 1 뉴턴입니다.
파스칼은 압력이 아니라 응력을 가리키는 자리에도 나타납니다. 둘이 같은 차원을 지니기 때문입니다. 영률도, 항복 강도도, 전단 응력도 모두 파스칼이나 그 배수로 적힙니다. 하나의 단위가 타이어의 공기압과 강철의 뻣뻣함을 함께 덮는 까닭이 그것입니다.
1 파스칼은 제곱미터당 1 뉴턴, 0.01 밀리바, 약 0.0000099 기압, 또는 약 0.000145 제곱인치당 파운드와 같습니다.
테라파스칼은 1000 기가파스칼에 해당하는 압력 단위이며 TPa 로 씁니다. 1000 만 바입니다. 기술자가 짓는 것 가운데 이 압력에서 일하는 것은 없습니다. 이 단위는 오히려 과학의 사뭇 다른 두 모퉁이에 속합니다. 알려진 것 가운데 가장 뻣뻣한 재료의 강성과, 큰 행성의 속입니다.
이 단위를 지도에 올린 것은 탄소의 나노 구조입니다. 홑겹 탄소 나노튜브의 영률은 1 테라파스칼에 가깝고 그래핀 한 장도 마찬가지여서, 무게에 견주면 지금까지 재어진 것 가운데 가장 뻣뻣한 재료가 됩니다. 오랫동안 기준이던 다이아몬드는 1.2 테라파스칼입니다. 이 세 값이야말로 재료 과학에 이 단위가 모습을 드러내는 까닭의 전부입니다.
이 수준의 강성은 세기와 같은 것이 아닙니다. 나노튜브는 늘어나는 데 엄청나게 버티지만, 그것을 잔뜩 묶어 만든 실제 섬유는 훨씬 낮은 응력에서 끊어집니다. 관들끼리 서로 미끄러지기 때문입니다. 1 테라파스칼의 탄성률을 1 테라파스칼의 파단 강도로 잘못 아는 것은, 이 재료들에 관한 일반용 설명에서 가장 흔한 잘못 가운데 하나입니다.
행성의 속은 참된 테라파스칼의 압력에 이릅니다. 목성의 중심은 3 에서 4 테라파스칼로 어림되고, 더 큰 가스 행성의 핵은 그것을 넘습니다. 그런 조건에서 수소는 금속처럼 움직이며, 바로 그것이 행성의 자기장을 낳습니다. 곧 이 단위는 구조물에 걸리는 하중이 아니라 물질의 상태를 말하고 있습니다.
실험실도 이제 짧은 동안이라면 여기에 닿습니다. 레이저로 몰아붙이는 충격 압축과 펄스 자기장의 기법은 시료를 몇 나노초 동안 테라파스칼 대역으로 밀어 올립니다. 그 재료의 밀도와 짜임새가 어떻게 반응하는지를 기록하기에는 그만한 시간으로 넉넉합니다. 거대 행성 내부 조건에서의 물질에 대해 곧바로 얻을 수 있는 증거는 이 실험들뿐입니다.
눈금을 말하자면 1 테라파스칼은 대기압의 1000 만 배이고 지구 중심 압력의 약 세 배입니다. 이 수는 더는 사람이 느낄 수 있는 것이 아니게 되고, 화학이 달라질 만큼 가까이 눌린 원자가 무엇을 하는지에 대한 서술이 됩니다.
1 테라파스칼은 1 조 파스칼, 1000 기가파스칼, 1000 만 바, 또는 약 1 억 4500 만 제곱인치당 파운드와 같습니다.