Pascal
Afledt SI-enhed · størrelse: tryk, mekanisk spænding
01 · Definition
Det tryk som en kraft på én newton giver, jævnt fordelt over en kvadratmeter. Enheden er forsvindende lille: atmosfæren omkring os er hundrede tusind pascal.
At pascal er lille er ingen mangel, men følgen af et ærligt systembyggeri: den er sat sammen af newton og meter uden tilpasningsfaktorer. Praksis klarer sig med præfikser — hektopascal i vejrudsigten, kilopascal i ventilationen, megapascal i hydraulikken, gigapascal i materialelæren. Størrelsens væsentlige egenskab ligger et andet sted: trykket afhænger ikke af kraften, men af hvilket areal kraften har lagt sig på. Den samme kvinde trykker mærker i parketten med stilethæl og efterlader intet spor i kondisko, fordi understøtningsfladen er to hundrede gange forskellig.
I en hvilende væske forplanter trykket sig lige stærkt i alle retninger — netop det opdagede Pascal selv. Deraf den hydrauliske presse: hånden trykker på det lille stempel, og på det store giver samme tryk, ganget med det større areal, en kraft ti gange større. Donkraften, bremserne og enhver presse lever af denne regel, som tillige forklarer, hvorfor trykket på beholderens bund kun afhænger af søjlens højde og ikke af, om beholderen er smal eller bred.
02 · Omregning
Pascal, bar, atmosfære, millimeter kviksølv
Ingen branche bruger pascal i ren form: meteorologien regner i hektopascal, dækfolkene i bar, lægerne i millimeter kviksølv, den amerikanske teknik i pund per kvadrattomme.
Den fysiske atmosfære er defineret som nøjagtig hundredeettusinde tre hundrede og femogtyve pascal — trykket fra en kviksølvsøjle på syv hundrede og tres millimeter ved nul grader og normal tyngdeacceleration. Den tekniske atmosfære er noget andet: kilopond per kvadratcentimeter, otteoghalvfemstusinde seksogtres og en halv pascal. Forskellen er tre procent, og på gamle sovjetiske typeskilte optræder begge.
| Enhed | Navn | Værdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|---|
| Pa | pascal, SI-enhed | 101325 | fysiske beregninger |
| hPa | hektopascal | 1013 | vejrudsigt |
| kPa | kilopascal | 101,33 | ventilation, medicin |
| MPa | megapascal | 0,1013 | hydraulik, styrke |
| GPa | gigapascal | 1,013·10⁻⁴ | materialernes elasticitetsmodul |
| N/m² | newton per kvadratmeter | 101325 | det samme som pascal |
| bar | bar | 1,01 | teknik, meteorologi før SI |
| atm | fysisk atmosfære | 1 | kemi, referencebetingelser |
| at | teknisk atmosfære, kp/cm² | 1,03 | sovjetiske typeskilte |
| mmHg | millimeter kviksølvsøjle, torr | 760 | medicin, vakuumteknik |
| psi | pund per kvadrattomme | 14,7 | engelsksproget teknik |
| Ba | barye, CGS-systemet | 1013250 | akustik og fysik før SI |
Newton per kvadratmeter og pascal er ét og det samme, forskellen ligger kun i skrivemåden. Hektopascal er talmæssigt lig med millibar, derfor krævede meteorologernes overgang til SI ingen ændring af de vante tal
03 · Størrelsesordener
fra acceleratorens vakuum til Solens indreHundredeettusinde tre hundrede og femogtyve — atmosfæren ved havoverfladen
04 · Måleinstrumenter
Hvad man måler tryk med
Et hult rør med ovalt tværsnit, bøjet til en bue, søger under tryk at rette sig ud, og den bevægelse føres via et led over på viseren. Opfundet i 1849 og næsten uændret siden: på enhver kompressor og gasflaske sidder netop det.
En bølget dåse med udpumpet luft trækker sig sammen og udvider sig i takt med atmosfæren; en fjeder hindrer den i at klappe sammen. Et instrument uden en eneste dråbe kviksølv — deraf navnet aneroid, uden væske.
En membran ætset i silicium bøjer sig nogle mikrometer, og de indbyggede modstande skifter værdi. Sådanne følere sidder i telefonen, bilen og vejrstationen, og de koster mindre end et visermanometer.
Ved lave tryk kan ingen membran længere bøjes, og man måler anderledes: efter varmen, der føres bort fra en opvarmet tråd. Jo tyndere gassen er, desto dårligere fjerner den varme, og af varmeeffekten slutter man sig til trykket helt ned til tusindedele af en pascal.
05 · Skriveregler
Stort P, lille a
Betegnelsen er dannet af et efternavn og begynder derfor med stort bogstav, med lille som andet: Pa. Præfikset skrives sammen uden mellemrum, kilo med lille, mega og giga med stort: kPa, MPa, GPa. Den russiske betegnelse er Па.
Et lille m betyder milli, og megapascal skrevet som mPa bliver til millipascal — en fejl på en milliard gange. Det tredje eksempel er ufuldstændigt: teknikken angiver næsten altid overtryk, regnet fra atmosfæren, og uden bemærkning er tallet tvetydigt. Absolut tryk mærkes med bogstavet a og overtryk med g, hvilket i engelsksproget dokumentation ser ud som psia og psig.
06 · Naboenheder
Bar er bekvem ved sin nærhed til atmosfæren, atmosfæren er bundet til en kviksølvsøjle, og pascal er den eneste, der udledes af systemet uden tilpasning.
hundrede tusind pascal
newton per meter²
760 mm kviksølv
I Simetriums nabodatablade: newton, som pascal er bygget af, bar og atmosfære som enheder uden for SI til samme formål, psi til engelsksproget teknik og millimeter kviksølvsøjle til medicinen.
07 · Historisk afsnit
Hvordan luften blev fundet at veje
En elev af Galilei smeltede et rør med kviksølv til og vendte det ned i en skål: søjlen sank til syv hundrede og tres millimeter og standsede. Ovenover blev et tomrum tilbage, som videnskaben indtil da havde holdt for umuligt.
Blaise Pascal bad sin svoger bære et barometer op på toppen af en vulkan i Auvergne. Kviksølvsøjlen sank otte centimeter: luften trykker svagere over bjerget end over dalen, og altså har atmosfæren en vægt.
Ingeniørerne regnede i kilopond per kvadratcentimeter, meteorologerne indførte bar og millibar, lægerne blev ved millimeter kviksølv. Det samme manometer bar forskellige skalaer i forskellige lande.
Den fjortende Generalkonference gav enheden sit eget navn, skønt den havde eksisteret i systemet siden tres. Meteorologerne gik smertefrit over til hektopascal: den er talmæssigt lig med millibar.
Absolut, over- og det instrumentet viser
Næsten ethvert manometer måler ikke tryk, men en forskel: inde i røret mod udenfor. Derfor viser et punkteret hjul nul, selv om der er luft i det, og en blodtryksmåler giver hundrede og tyve millimeter oven i atmosfærens syv hundrede og tres. Det absolutte tryk får man ved at lægge det atmosfæriske til, og netop det indgår i gassernes tilstandsligninger — forvekslingen mellem de to referencer er stadig den hyppigste fejl i varmetekniske beregninger. En særlig finhed angår kviksølvsøjlen: dens højde afhænger af kviksølvets massefylde, og denne af temperaturen, derfor fastsætter definitionen nul grader og normal tyngdeacceleration. Medicinen ser bort fra den korrektion, metrologien ikke, og primære trykstandarder bygges i dag ikke på kviksølv, men på trykvægte, hvor trykket sættes af lodder med kendt masse på et stempel med nøjagtigt målt areal.
Katalog · måleenheder
Et datablad for hver størrelse
Syv SI-grundenheder, toogtyve afledte med egne navne og de enheder uden for systemet, som hverken teknikken eller hverdagen klarer sig uden. Hver har sit eget blad: definition, omregning, instrumenter, skriveregler. På 25 sprog.
Afledte SI-enheder med eget navn
databladet for pascal er åbnetSI-grundenheder
i terrakotta — kilogram, meter og sekund, som pascal er sat sammen afEnheder uden for SI
i terrakotta — trykenheder fra andre systemerDatabladets sprog
25 sprog. Betegnelsen Pa er international, men den vante hverdagsenhed er forskellig: hektopascal i den europæiske vejrudsigt, tommer kviksølv i den amerikanske, millimeter kviksølv i den russiske.