Conversão de Nanopascais para Megalibras 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.

Informações sobre o Megalibra por polegada quadrada (Mpsi)

A megalibra por polegada quadrada é uma unidade de pressão igual a um milhão de libras por polegada quadrada, ou 6,895 gigapascais. O seu símbolo é Mpsi. Nada trabalha a esta pressão; a unidade existe unicamente para exprimir o módulo de elasticidade, a grandeza que descreve quão rígido é um material e não quão resistente.

Dois valores nela são decorados por todo o engenheiro mecânico americano. O aço tem um módulo de Young de 29 milhões de libras por polegada quadrada e o alumínio de 10 milhões, e essa razão de cerca de três para um rege o comportamento de ambos em qualquer estrutura. Uma peça de aço e uma de alumínio de forma idêntica e resistência idêntica não deformam igual, e a diferença é exatamente esse fator.

Os restantes metais correntes acomodam-se à volta. O titânio situa-se em cerca de 16,5 milhões de libras por polegada quadrada, o cobre em 17, o magnésio em 6,5, e o ferro fundido entre 12 e 20 conforme a qualidade. Como o módulo quase não muda com o tratamento térmico nem com a liga dentro de uma família metálica, estes valores são muito mais estáveis do que os de resistência e pode confiar-se neles de qualidade para qualidade.

É nos compósitos que a unidade faz o seu trabalho mais interessante. A fibra de carbono padrão atinge cerca de 33 milhões de libras por polegada quadrada na direção da fibra, as qualidades de alto módulo de 55 a 85, e a fibra de vidro apenas cerca de 10, tal como o alumínio. Como um laminado compósito tem um módulo diferente em cada direção, quem projeta trabalha com um conjunto de valores e não com um só, e a unidade aparece muitas vezes numa mesma folha de dados.

O seu equivalente métrico é o gigapascal, e a conversão são 6,895 gigapascais por megalibra e polegada quadrada. O aço a 29 milhões de libras por polegada quadrada são 200 gigapascais, e o alumínio a 10 milhões são 69, que são também os dois valores de rigidez mais citados na engenharia métrica. As duas tradições descrevem exatamente os mesmos materiais.

Distinguir módulo de resistência conta aqui mais do que em qualquer outro lado. Um aço com um módulo de 29 milhões de libras por polegada quadrada pode ceder a 50 mil, uma diferença de quase seiscentas vezes, e as duas propriedades são independentes: um tratamento térmico pode duplicar a resistência de um aço deixando a sua rigidez intocada.

Uma megalibra por polegada quadrada equivale a 1 000 000 de libras por polegada quadrada, a cerca de 6,895 gigapascais, a cerca de 68 950 bar ou a 1000 quilolibras por polegada quadrada.