| Referens | Pascal (Pa) | Terapascal (TPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 101325 Pa | 0.000000101325 TPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 16000 Pa | 0.000000016 TPa |
| A car tyre | 220000 Pa | 0.00000022 TPa |
| A racing bicycle tyre | 600000 Pa | 0.0000006 TPa |
Pascalen är SI-enheten för tryck och skrivs Pa. Den definieras som en newton kraft fördelad över en kvadratmeter och bär namn efter Blaise Pascal, vars barometerförsök på 1640-talet visade att luft har vikt och att dess tryck avtar med höjden. Generalkonferensen för mått och vikt antog namnet 1971.
Det är en anmärkningsvärt liten enhet. Lufttrycket vid havsytan är 101 325 pascal, så det tryck alla lever under är ett sexsiffrigt tal, och nästan varje praktisk användning av enheten bär därför ett prefix. Den omständligheten är inget konstruktionsfel utan en följd av koherensen: newtonen och kvadratmetern fastställdes först, och pascalen är vad som faller ut när den ena delas med den andra.
Akustiken är det område där nakna pascal känns naturliga. Referenstrycket för decibelskalan är tjugo mikropascal, satt som det svagaste ljud ett ungt och friskt öra kan uppfatta, och ett vanligt samtal ligger kring 0,02 pascal ljudtryck. Smärtgränsen ligger nära 63 pascal, så hela människans hörselområde spänner över omkring sex tiopotenser i denna enhet.
Vardagliga föremål ger en känsla för skalan. Ett ark kontorspapper som ligger plant trycker mot bordet med omkring 0,8 pascal. En lätt bris utövar några pascal mot en vägg, och den tryckskillnad som driver ventilationen i en byggnad ligger vanligen mellan tio och femtio. Allt som en människa känner som kraft räknas redan i tusental.
Prefixformerna gör det verkliga arbetet. Meteorologin använder hektopascal, sifferlikt identiska med de äldre millibaren, så att en avläsning på 1013 i en prognos inte krävde någon inlärning på nytt. Tekniken använder kilopascal för däck- och fluidtryck, och materialläran megapascal och gigapascal för hållfasthet och styvhet, där en megapascal är en newton per kvadratmillimeter.
Pascalen dyker också upp överallt där en spänning och inte ett tryck avses, eftersom de två har samma dimensioner. Elasticitetsmodul, sträckgräns och skjuvspänning anges alla i pascal eller dess multiplar, och därför spänner en enda enhet över trycket i ett däck och styvheten hos stål.
En pascal motsvarar 1 newton per kvadratmeter, 0,01 millibar, ungefär 0,0000099 atmosfärer eller cirka 0,000145 pund per kvadrattum.
Terapascalen är en tryckenhet på tusen gigapascal, skriven TPa. Det är tio miljoner bar. Ingenting som ingenjörer bygger arbetar vid detta tryck, och enheten hör i stället hemma i två helt skilda hörn av vetenskapen: styvheten hos de starkaste kända materialen och de stora planeternas inre.
Kolets nanostrukturer satte den på kartan. Ett enkelväggigt kolnanorör har en elasticitetsmodul nära en terapascal, och ett ark grafen detsamma, vilket gör dem till de styvaste material som någonsin uppmätts i förhållande till sin vikt. Diamanten, länge måttstocken, ligger på 1,2 terapascal. De tre talen är skälet till att enheten över huvud taget dyker upp i materialläran.
Styvhet på denna nivå är inte detsamma som hållfasthet. Ett nanorör motstår sträckning oerhört, men en verklig fiber gjord av många av dem brister vid en långt lägre spänning, eftersom rören glider förbi varandra. Att förväxla en modul på en terapascal med en brotthållfasthet på en terapascal hör till de vanligaste felen i populära framställningar av dessa material.
Planeternas inre når verkliga terapascaltryck. Jupiters mitt uppskattas till tre eller fyra terapascal, och kärnorna i större gasjättar ännu högre. Under sådana villkor beter sig väte som en metall, och det är detta som alstrar planetens magnetfält, så enheten beskriver ett materietillstånd och inte en last på ett bärverk.
Laboratorier når den numera kortvarigt. Laserdriven chockkompression och pulsade magnetmetoder driver prover in i terapascalområdet under nanosekunder i taget, tillräckligt länge för att registrera hur ett materials täthet och struktur svarar. De försöken är det enda direkta belägg som finns om materia under förhållandena inuti jätteplaneter.
Som storleksordning är en terapascal tio miljoner gånger lufttrycket och omkring tre gånger trycket i jordens mitt. Talet upphör att vara något en människa kan känna och blir en beskrivning av vad atomer gör när de pressas så nära varandra att deras kemi ändras.
En terapascal motsvarar 1 000 000 000 000 pascal, 1000 gigapascal, 10 000 000 bar eller ungefär 145 miljoner pund per kvadrattum.