Conversão de 25 Megapascais para Nanopascais

Informações sobre o Megapascal (MPa)

O megapascal é uma unidade de pressão igual a um milhão de pascais, escrito MPa. São dez bar, e é exatamente um newton por milímetro quadrado. Essa última identidade é a razão de a unidade dominar a engenharia: uma tensão calculada a partir de uma força em newtons e de uma área em milímetros quadrados sai em megapascais sem conversão alguma.

A resistência dos materiais exprime-se nele quase sem exceção. Um aço estrutural corrente cede a 355 megapascais, os aços ligados de alta resistência acima de mil, as ligas de alumínio entre 200 e 500, e o betão estrutural de 25 a 50 em compressão. Como são esses valores que um projetista compara com uma tensão calculada, o megapascal é a unidade em que se especifica a maior parte do mundo construído.

Os desenhos de estrutura escrevem muitas vezes N/mm², e as duas coisas são a mesma. Alguns regulamentos nacionais preferem uma forma e outros a outra, mas uma chapa marcada 355 N/mm² e outra marcada 355 MPa levam aço idêntico. Saber que são a mesma unidade faz desaparecer o que parece uma discrepância entre desenhos de países diferentes.

A hidráulica trabalha também a estas pressões. As máquinas de obra funcionam a vinte ou trinta e cinco megapascais, as prensas industriais mais alto, e o corte por jato de água chega a quatrocentos, pressão à qual um fio de água de uma fração de milímetro corta aço. Recipientes sob pressão, condutas e armazenamento de hidrogénio são todos projetados e ensaiados face a valores deste intervalo.

Acima do megapascal, o gigapascal toma o lugar para a rigidez e não para a resistência. O módulo de Young do aço é cerca de 200 gigapascais, o do alumínio 70 e o do betão 30, e esses valores descrevem quanto um material deforma, não quando parte. Manter a resistência em megapascais e a rigidez em gigapascais é uma convenção que torna as duas fáceis de distinguir de relance.

Para converter, um megapascal são dez bar, 145 libras por polegada quadrada e pouco menos de dez atmosferas. Esta última comparação vale a pena reter: uma pressão de um megapascal é cerca de dez vezes a que o ar exterior exerce, o que coloca mesmo pressões industriais modestas numa perspetiva humana útil.

Um megapascal equivale a 1 000 000 de pascais, a 10 bar, a 1 newton por milímetro quadrado ou a cerca de 145 libras por polegada quadrada.

Informações sobre o Nanopascal (nPa)

O nanopascal é uma unidade de pressão igual à mil-milionésima parte de um pascal. O seu símbolo é nPa. Marca o extremo distante da escala de pressões, a região em que a ideia de pressão como impulso sobre uma superfície deixa de servir e passa a ser uma afirmação sobre quão poucas partículas há.

A morada mais clara da unidade é o vácuo extremamente alto. O vácuo corrente de laboratório chega aos milipascais; o ultra-alto vácuo, usado pela física de superfícies e pelos tubos de feixe dos aceleradores de partículas, chega aos micropascais. Abaixo fica o vácuo extremamente alto, em nanopascais e menos, e alcançá-lo exige uma câmara estanque, horas de cozimento a duzentos graus para expulsar o gás do próprio metal, e bombas que aprisionam moléculas em vez de as empurrar.

A essas pressões uma câmara não está vazia. Um nanopascal contém ainda algo como um quarto de milhão de moléculas por centímetro cúbico, o que parece muitíssimo até se comparar com os vinte e cinco triliões que há no mesmo volume de ar de uma sala. O que importa não é o número mas o percurso livre médio: uma molécula viaja agora milhares de quilómetros antes de chocar com outra, pelo que bate nas paredes muito antes de encontrar uma vizinha.

É exatamente esse o ponto. A ciência de superfícies precisa que uma amostra fique limpa durante toda a experiência, e às pressões comuns uma superfície acabada de fazer cobre-se de uma camada de gás adsorvido em cerca de um nanossegundo. A um nanopascal, essa mesma superfície fica limpa durante dias. O vácuo não está ali para retirar ar mas para comprar tempo.

O espaço dá a comparação natural. A órbita terrestre baixa ronda o micropascal, ainda densa que baste para a atmosfera travar os satélites e acabar por os fazer cair. O espaço interplanetário conta-se em nanopascais. O espaço interestelar está muito mais abaixo, à volta do femtopascal, que bomba terrestre alguma jamais igualou: os melhores vácuos de laboratório continuam mais densos do que o espaço entre as estrelas.

A pressão de radiação cai em terreno semelhante. A luz solar sobre uma superfície perfeitamente absorvente, à distância da Terra, exerce cerca de 4,5 micropascais, e à distância dos planetas exteriores desce aos nanopascais. As velas solares trabalham com estes valores, e é por isso que têm de ser enormes e leves para reunir uma força aproveitável.

Um nanopascal equivale a 0,000000001 pascais, a 0,001 micropascais, a 1000 picopascais ou a cerca de 0,000000000000145 libras por polegada quadrada.