Omvandling från Gigapascal till Millipascal

Information om Gigapascal (GPa)

Gigapascalen är en tryckenhet på en miljard pascal, skriven GPa. Det är tusen megapascal och tiotusen bar. Det är den enhet i vilken materialläran anger styvhet i stället för hållfasthet, och i vilken trycken inuti planeter och i högtryckslaboratorier beskrivs.

Elasticitetsmodulen är dess främsta användning. Stål har en elasticitetsmodul på omkring 200 gigapascal, koppar 117, aluminium 70, vanligt glas 70, betong kring 30, trä längs fibern 10 till 15, och gummi mindre än en tiondel av en. De talen beskriver hur mycket ett material sträcks under last, inte när det brister, och de förklarar varför en stålbalk med samma hållfasthet som en aluminiumbalk ändå böjer sig mindre.

Diamanten markerar toppen av den vanliga skalan. Dess modul på ungefär 1200 gigapascal är den högsta hos något naturligt material, och därför gör man städ av den för högtrycksarbete: inget annat kan trycka så hårt utan att först deformeras. Syntetisk diamant framställs industriellt vid omkring fem gigapascal och hög temperatur, i pressar byggda enkom för att hålla det trycket.

Jordens inre beskrivs i samma enhet. Trycket vid jordskorpans botten ligger kring en gigapascal, vid gränsen mellan manteln och kärnan kring 136, och i planetens mitt kring 360. Diamantstädceller i laboratorium når i dag och överskrider mittvärdet, vilket gör att järnets och silikaternas beteende under planetära villkor kan undersökas direkt i stället för att härledas.

Som kontrast utövar havets djupaste punkt bara omkring 0,11 gigapascal. Den jämförelsen är värd att behålla, eftersom den visar hur mycket större geologiska tryck är än allt som rör vatten: botten av Marianergraven är en tusendel av trycket i jordens mitt.

Under gigapascalen beskriver megapascalen hållfastheten, och ovanför återstår föga utom stjärnfysik och teori. Terapascalen dyker främst upp i kolnanorörens elasticitetsmodul och i jätteplaneternas inre, så gigapascalen är i praktiken taket för det område där laboratorier och ingenjörer arbetar.

En gigapascal motsvarar 1 000 000 000 pascal, 1000 megapascal, 10 000 bar eller ungefär 145 000 pund per kvadrattum.

Information om Millipascal (mPa)

Millipascalen är en tryckenhet på en tusendels pascal. Beteckningen är mPa. Pascalen är redan en mycket liten enhet — den är trycket från ett pappersark som ligger på ett bord — så en tusendel av den är mindre än nästan varje tryck en människa möter. Den lever kvar därför att två fält verkligen arbetar i den storleken: akustiken och viskositeten.

Ljud är en tryckvåg, och de tryck som är inblandade är ytterst små. Ett vanligt samtal på en meters håll bär ett ljudtryck på ungefär 20 millipascal. En viskning ligger närmare 2, och hörseltröskeln, det svagaste ljud ett friskt ungt öra kan uppfatta, är 0,02 millipascal, alltså 20 mikropascal. En högljudd rockkonsert når några pascal. Hela det användbara området för mänsklig hörsel ligger därmed mellan en hundradels millipascal och några tusen sådana.

Det är därför ljud anges i decibel och inte i tryckenheter. Ett område som spänner över en faktor miljon är otympligt i linjära tal, så akustiken tar logaritmen och förankrar den vid hörseltröskeln. Men decibeln är alls ingen tryckenhet: bakom varje decibeltal ligger ett tryck i pascal eller millipascal, och kalibrering av instrument sker i de verkliga enheterna.

Den andra användningen är underligare, för den gäller inte något tryck alls. Dynamisk viskositet mäts i pascalsekunder, och nästan varje vätska man bryr sig om hamnar i millipascalsekundens område. Vatten vid rumstemperatur är 1 mPa·s med långt mer noggrannhet än praktiken kräver. Det råkar vara lika med en centipoise i det äldre CGS-systemet, så övergången till SI lämnade varje viskositetstabell talmässigt oförändrad, och därför slog millipascalsekunden igenom där millipascalen ensam inte gjorde det.

Med den skalan i handen blir talen läsbara. Bensin ligger kring 0,6 mPa·s, olivolja kring 80, honung på flera tusen och glycerol vid ungefär 1400. Blodplasma ligger kring 1,3 och helblod närmare 4, vilket är ett skäl till att blodflöde är svårare att beräkna än vattenflöde.

För trycket självt dyker millipascalen utanför akustiken upp i vakuumarbete och i de mest känsliga laboratoriemätningarna: de tryckskillnader som driver ett långsamt gasflöde, eller resttrycket i en kammare som pumpats ned hårt. Där är grannenheterna mikropascalen under och pascalen över.

En millipascal motsvarar 0,001 pascal, tusen mikropascal, 0,00001 millibar eller ungefär 0,000000145 pund per kvadrattum.