Omrekenen van 2 Nanopascal naar Newton per vierkante meter

Informatie over de Nanopascal (nPa)

De nanopascal is een drukeenheid gelijk aan een miljardste pascal. Het symbool is nPa. Zij markeert het verre einde van de drukschaal, het gebied waar het denkbeeld van druk als een duw op een vlak ophoudt van nut te zijn en een uitspraak wordt over hoe weinig deeltjes er zijn.

Het duidelijkste tehuis van de eenheid is het uiterst hoge vacuüm. Gewoon laboratoriumvacuüm haalt millipascal; het ultrahoogvacuüm, gebruikt door de oppervlaktefysica en door de bundelbuizen van deeltjesversnellers, haalt micropascal. Daaronder ligt het uiterst hoge vacuüm bij nanopascal en lager, en het bereiken ervan vergt een dichte kamer, urenlang uitstoken bij tweehonderd graden om gas uit het metaal zelf te drijven, en pompen die moleculen vangen in plaats van ze te duwen.

Bij zulke drukken is een kamer niet leeg. Eén nanopascal bevat nog altijd zo'n kwart miljoen moleculen per kubieke centimeter, wat heel veel lijkt tot men het vergelijkt met de vijfentwintig triljoen in hetzelfde volume kamerlucht. Wat telt is niet het aantal maar de gemiddelde vrije weglengte: een molecuul reist nu duizenden kilometers voor het een ander raakt, en slaat dus tegen de wanden lang voor het een buur ontmoet.

Precies daar draait het om. De oppervlaktewetenschap heeft een monster nodig dat de hele proef lang schoon blijft, en bij gewone druk raakt een verse laag in ongeveer een nanoseconde bedekt met aangehecht gas. Bij één nanopascal blijft datzelfde vlak dagenlang schoon. Het vacuüm is er niet om lucht weg te nemen maar om tijd te kopen.

De ruimte levert de natuurlijke vergelijking. De lage aardbaan ligt rond één micropascal, nog dicht genoeg dat de dampkring satellieten afremt en ze uiteindelijk omlaag trekt. De ruimte tussen de planeten telt men in nanopascal. De ruimte tussen de sterren ligt veel lager, rond één femtopascal, wat geen aardse pomp ooit heeft geëvenaard: de beste laboratoriumvacuüms zijn nog altijd dichter dan de ruimte tussen de sterren.

De stralingsdruk belandt op vergelijkbare grond. Zonlicht op een volkomen opnemend vlak oefent op de afstand van de Aarde ongeveer 4,5 micropascal uit, en op de afstand van de buitenste planeten zakt dat tot nanopascal. Zonnezeilen werken met deze getallen, en daarom moeten ze reusachtig en licht zijn om een bruikbare kracht te verzamelen.

Eén nanopascal is gelijk aan 0,000000001 pascal, 0,001 micropascal, 1000 picopascal of ongeveer 0,000000000000145 pond per vierkante duim.

Informatie over de Newton per vierkante meter (N/m²)

De newton per vierkante meter is een drukeenheid gelijk aan één pascal. Het symbool is N/m². De twee zijn niet enkel gelijkwaardig maar gelijk: de pascal is de naam die aan deze samenstelling is gegeven, en voordat de Algemene Conferentie voor Maten en Gewichten die naam in 1971 aannam, had de SI-eenheid van druk in het geheel geen naam en werd zij voluit geschreven.

Beide vormen leven voort omdat zij op papier verschillend werk doen. De pascal is kort en leest als een eenheid op zichzelf, wat bij een meting past. De newton per vierkante meter toont haar dimensies, wat bij een berekening past, omdat zij zichtbaar maakt dat vermenigvuldigen met een oppervlak in vierkante meter een kracht in newton geeft.

De constructieleer steunt onophoudelijk op die tweede eigenschap. Veranderlijke belastingen worden in kilonewton per vierkante meter voorgeschreven, met ongeveer 1,5 voor een woning, 3 voor een kantoor en 5 voor een bijeenkomstruimte, en dat getal met het vloeroppervlak vermenigvuldigen geeft rechtstreeks de belasting in kilonewton die de liggers moeten dragen. Als kilopascal geschreven zouden dezelfde getallen kloppen maar de stap verbergen.

Sneeuw en wind volgen dezelfde afspraak. De sneeuwbelasting wordt in kilonewton per vierkante meter gegeven, van enkele tienden in een mild klimaat tot meerdere in de bergen, en de winddruk op een gevel evenzo. Doordat die belastingen met het eigen gewicht worden gecombineerd, dat van nature een kracht is, spaart het alle omrekenen om alles in newton te houden.

De constructie herhaalt zich één voorvoegsel lager. Eén newton per vierkante millimeter is precies één megapascal, en daarom staan materiaalsterktes op tekeningen even vaak als N/mm² als als MPa. Het patroon is het herkennen waard: waar een stuk kracht per oppervlak schrijft in plaats van een drukeenheid te noemen, is dat omdat de schrijver van de lezer verwacht dat die vermenigvuldigt.

Verder onderscheidt niets de twee vormen. Elke waarde in newton per vierkante meter kan zonder wijziging als pascal worden geschreven, en elke omrekentabel behandelt ze als één regel. De keuze hangt af van waarvoor het getal zo dadelijk zal dienen.

Eén newton per vierkante meter is gelijk aan 1 pascal, 0,01 millibar, 0,00001 bar of ongeveer 0,000145 pond per vierkante duim.