| Megapascal (MPa) | Nanopascal (nPa) |
|---|---|
| 1 Megapascal | 1 × 1015 nPa |
| 2 Megapascal | 2 × 1015 nPa |
| 3 Megapascal | 3 × 1015 nPa |
| 4 Megapascal | 4 × 1015 nPa |
| 5 Megapascal | 5 × 1015 nPa |
| 10 Megapascal | 1 × 1016 nPa |
| 20 Megapascal | 2 × 1016 nPa |
| 25 Megapascal | 2.5 × 1016 nPa |
| 50 Megapascal | 5 × 1016 nPa |
| 100 Megapascal | 1 × 1017 nPa |
| Referentie | Megapascal (MPa) | Nanopascal (nPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 0.101325 MPa | 1.01325 × 1014 nPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 0.016 MPa | 1.6 × 1013 nPa |
| A car tyre | 0.22 MPa | 2.2 × 1014 nPa |
| A racing bicycle tyre | 0.6 MPa | 6 × 1014 nPa |
De megapascal is een drukeenheid gelijk aan een miljoen pascal, geschreven MPa. Het zijn tien bar, en het is precies één newton per vierkante millimeter. Die laatste gelijkheid is de reden dat de eenheid de techniek beheerst: een spanning berekend uit een kracht in newton en een oppervlak in vierkante millimeter komt zonder enige omrekening in megapascal uit.
De sterkte van materialen wordt er vrijwel zonder uitzondering in gegeven. Een gangbaar constructiestaal vloeit bij 355 megapascal, hooggelegeerde staalsoorten boven duizend, aluminiumlegeringen tussen 200 en 500, en constructiebeton bij 25 tot 50 op druk. Doordat het juist die getallen zijn die een ontwerper met een berekende spanning vergelijkt, is de megapascal de eenheid waarin het grootste deel van de gebouwde wereld wordt voorgeschreven.
Constructietekeningen schrijven vaak N/mm², en die twee zijn hetzelfde. Sommige nationale regels verkiezen de ene vorm en andere de andere, maar een plaat gemerkt 355 N/mm² en een gemerkt 355 MPa dragen hetzelfde staal. Weten dat het één enkele eenheid is, neemt weg wat op een tegenstrijdigheid tussen tekeningen uit verschillende landen lijkt.
Ook de hydrauliek werkt bij deze drukken. Bouwmachines draaien bij twintig tot vijfendertig megapascal, industriële persen hoger, en waterstraalsnijden bereikt vierhonderd, een druk waarbij een waterstraal van een fractie van een millimeter staal doorsnijdt. Drukvaten, leidingen en waterstofopslag worden alle tegen getallen in dit bereik ontworpen en beproefd.
Boven de megapascal neemt de gigapascal het over voor de stijfheid in plaats van de sterkte. De elasticiteitsmodulus van staal is ongeveer 200 gigapascal, van aluminium 70 en van beton 30, en die getallen beschrijven hoeveel een materiaal doorbuigt, niet wanneer het breekt. Sterkte in megapascal en stijfheid in gigapascal houden is een afspraak die de twee in één oogopslag onderscheidbaar maakt.
Voor de omrekening is één megapascal tien bar, 145 pond per vierkante duim en net geen tien atmosfeer. Die laatste vergelijking is het onthouden waard: een druk van één megapascal is ongeveer tien maal die welke de buitenlucht uitoefent, wat zelfs bescheiden industriële drukken in een bruikbaar menselijk perspectief plaatst.
Eén megapascal is gelijk aan 1 000 000 pascal, 10 bar, 1 newton per vierkante millimeter of ongeveer 145 pond per vierkante duim.
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.