Omrekenen van Gigapascal naar Atmosferen

Informatie over de Gigapascal (GPa)

De gigapascal is een drukeenheid gelijk aan een miljard pascal, geschreven GPa. Het zijn duizend megapascal en tienduizend bar. Het is de eenheid waarin de materiaalkunde stijfheid aangeeft in plaats van sterkte, en waarin de drukken binnen in planeten en in hogedruklaboratoria worden beschreven.

De elasticiteitsmodulus is haar voornaamste gebruik. Staal heeft een elasticiteitsmodulus van ongeveer 200 gigapascal, koper 117, aluminium 70, gewoon glas 70, beton rond 30, hout in de vezelrichting 10 tot 15, en rubber minder dan een tiende van één. Die getallen beschrijven hoeveel een materiaal onder belasting rekt, niet wanneer het breekt, en zij verklaren waarom een stalen balk met dezelfde sterkte als een aluminium balk toch minder doorbuigt.

De diamant markeert de top van de gewone schaal. Zijn modulus van ruwweg 1200 gigapascal is de hoogste van elk natuurlijk materiaal, en daarom maakt men er aambeelden van voor hogedrukwerk: niets anders kan zo hard duwen zonder eerst zelf te vervormen. Synthetische diamant wordt industrieel gemaakt bij ongeveer vijf gigapascal en hoge temperatuur, in persen die eigens gebouwd zijn om die druk te houden.

Het binnenste van de aarde wordt in dezelfde eenheid beschreven. De druk aan de onderkant van de korst ligt rond één gigapascal, op de grens tussen mantel en kern rond 136, en in het middelpunt van de planeet rond 360. Diamantaambeeldcellen in het laboratorium halen tegenwoordig de centrale waarde en gaan eroverheen, waardoor het gedrag van ijzer en silicaten onder planetaire omstandigheden rechtstreeks kan worden onderzocht in plaats van afgeleid.

Ter vergelijking oefent het diepste punt van de oceaan slechts ongeveer 0,11 gigapascal uit. Die vergelijking is het bewaren waard, want zij laat zien hoeveel groter geologische drukken zijn dan alles wat met water te maken heeft: de bodem van de Marianentrog is een duizendste van de druk in het middelpunt van de aarde.

Onder de gigapascal beschrijft de megapascal de sterkte, en erboven blijft weinig over dan sterrenfysica en theorie. De terapascal duikt vooral op bij de elasticiteitsmodulus van koolstofnanobuisjes en in het binnenste van reuzenplaneten, zodat de gigapascal in de praktijk het plafond is van het bereik waarin laboratoria en ingenieurs werken.

Eén gigapascal is gelijk aan 1 000 000 000 pascal, 1000 megapascal, 10 000 bar of ongeveer 145 000 pond per vierkante duim.

Informatie over de Atmosfeer (atm)

De atmosfeer is een drukeenheid omschreven als precies 101 325 pascal. Het symbool is atm. Zij is geen meting van de lucht op een bepaalde plaats of een bepaald ogenblik maar een vaste referentiewaarde, in 1954 door de Algemene Conferentie voor Maten en Gewichten zo gekozen dat zij dicht bij de gemiddelde druk op zeeniveau in gematigde breedten ligt.

Haar nut is dat zij druk in een verhouding verandert. Zeggen dat een vat gas op zes atmosfeer bevat, zegt meteen dat de druk binnenin zes maal die buiten is, en dat is het feit dat bepaalt of een vat barst, hoeveel gas het bevat en hoe snel het leegloopt. Geen andere drukeenheid draagt die betekenis in het getal zelf.

De scheikunde bouwde haar vroege raamwerk erop. De gaswetten werden met drukken in atmosfeer geschreven, de gasconstante had een op liters en atmosfeer toegesneden waarde, en de normaalomstandigheden voor het tabelleren van thermodynamische gegevens werden bij één atmosfeer vastgelegd. In 1982 wijzigde de Internationale Unie voor Zuivere en Toegepaste Chemie de standaardtoestand naar precies één bar, zodat moderne tabellen de bar gebruiken en oudere de atmosfeer, en dat verschil van 1,3 procent telt in zorgvuldig werk.

De duiksport en de hyperbare geneeskunde rekenen er nog steeds mee. De druk onder water wordt in absolute atmosfeer beschreven, waarbij wie op dertig meter duikt er ongeveer vier ondervindt, en hyperbare zuurstoftherapie wordt bij twee tot drie absolute atmosfeer in een dichte kamer toegediend. Doordat zowel het gasvolume als de opname van gas door het lichaam met de absolute druk meeschalen, doet de eenheid hier echt fysiologisch werk en meldt zij niet louter een aflezing.

De atmosfeer legt bovendien de oude kwikschalen vast. Eén atmosfeer is per definitie precies 760 millimeter kwik, en dat bindt de torr en de millimeter kwik aan het metriek stelsel; zij is ook 29,92 duim kwik, de stand die een Amerikaanse piloot als standaard op de hoogtemeter instelt.

Een verwante eenheid, de technische atmosfeer van één kilogramkracht per vierkante centimeter, ligt er dicht bij maar is niet gelijk, met 98 066,5 pascal. Stukken uit Japan, Korea en Oost-Europa gebruiken haar soms, en de een voor de ander aanzien levert een fout van ongeveer drie procent op.

Eén atmosfeer is gelijk aan 101 325 pascal, 1,01325 bar, 760 millimeter kwik of ongeveer 14,696 pond per vierkante duim.