Pascal
Am 19. September 1648 stieg Florin Périer mit einer Glasröhre voll Quecksilber auf den Puy de Dôme. Um den Versuch hatte ihn sein Schwager gebeten, Blaise Pascal. Unten, in Clermont, stand das Quecksilber etwa 71 cm hoch. Auf dem Gipfel sank es um 8,5 cm.
So zeigte sich, dass das Quecksilber das Gewicht der Luft darüber trägt. Je höher man steigt, desto weniger Luft ist darüber und desto niedriger die Säule. Gut dreihundert Jahre später wurde die Druckeinheit nach Pascal benannt. Ein Pascal ist eine Kraft von einem Newton pro Quadratmeter. Das ist sehr wenig: Ein Blatt Papier drückt mit etwa 0,8 Pa auf den Tisch.
| Zeichen | Pa |
| Definition | ein Newton pro Quadratmeter · N/m² · kg·m⁻¹·s⁻² |
| Bezugswerte | Normalatmosphäre 101 325 Pa · 1 bar — 100 000 Pa · 1 Torr — 101 325/760 Pa |
| Eingeführt | 1971, 14. Generalkonferenz für Maß und Gewicht |
| Normen | ISO 80000-4 · SI-Broschüre, 9. Aufl. · ISO 2533 (Normatmosphäre) |
| Typische Werte | 31 kPa — Gipfel des Everest · 101 kPa — Meereshöhe · 110 MPa — Grund des Marianengrabens |
01 · Definition
Kraft geteilt durch Fläche
Der Druck p ist eine Kraft F, die senkrecht auf eine Fläche wirkt, geteilt durch deren Inhalt A. Ein Pascal ist eine Kraft von einem Newton auf einem Quadratmeter. In SI-Basiseinheiten ist das ein Kilogramm pro Meter pro Sekunde zum Quadrat.
In Flüssigkeiten und Gasen wirkt der Druck nach allen Seiten gleich. Das ist das pascalsche Gesetz. Deshalb drückt das Wasser in der Tiefe auf ein Bathyskaph nicht nur von oben, sondern von allen Seiten. Alle zehn Meter Meerwasser kommt etwa eine Atmosphäre hinzu.
Warum der Schneeschuh trägt und der Stöckelschuh einsinkt
Ein Mensch steht auf Schnee. Die blaue Last ist sein Gewicht, es wird mit dem Schieberegler eingestellt. Nur die Auflage darunter ändert sich. Je kleiner die Fläche, desto größer der Druck und desto tiefer die Spur. Gestrichelt ist die Schneeoberfläche, bevor er darauf trat.
Ein Reifenmanometer zeigt 2,2 bar. Das ist Überdruck: um wie viel die Luft im Reifen stärker drückt als die Luft draußen. Der Absolutdruck im Reifen liegt bei etwa 3,2 bar. Sagt man nicht, welcher Druck gemeint ist, beträgt der Fehler eine ganze Atmosphäre. Deshalb schreibt man in Dokumenten ausdrücklich: «Überdruck 220 kPa».
Was mit einem Ballon, einem Becher und einer Chipstüte passiert
Links ein Schnitt durch die Welt: ein Berg, die Meereshöhe und der Ozean bis zum Grund des Marianengrabens. Die Tiefe ist ungleichmäßig aufgetragen, damit die ersten zehn Meter sichtbar sind. Ziehen Sie den Gegenstand nach oben oder unten, oder wählen Sie einen Ort per Knopf. In der Mitte ist der Gegenstand groß zu sehen. Die blauen Pfeile sind der Druck von Wasser oder Luft: Je länger sie sind, desto stärker drückt es. Gestrichelt ist die Größe des Gegenstands auf Meereshöhe. Rechts ein Manometer mit logarithmischer Skala. Rührt man nichts an, fährt der Gegenstand die Orte von selbst ab.
Auf Meereshöhe beträgt der Druck 101,3 kPa. Bringen Sie den Ballon unter Wasser oder hinauf in die Berge.
02 · Umrechnung
| Einheit | Wert | Wo es vorkommt |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Ein Hektopascal ist gleich einem Millibar. Deshalb haben Wetterdienste die Einheit gewechselt, ohne die Zahlen zu ändern: Aus 1013 mbar wurden 1013 hPa.
Torr und Millimeter Quecksilbersäule unterscheiden sich um weniger als ein Millionstel.
Die Zahlen auf Reifen in psi und bar sind Überdruck. Man muss eine Atmosphäre dazurechnen.
03 · Größenordnungen
04 · Messgeräte
05 · Schreibregeln
06 · Benachbarte Einheiten
07 · Historischer Teil
Die Normalatmosphäre ist keine Messung, sondern eine Vereinbarung. 1954 legte die 10. Generalkonferenz für Maß und Gewicht sie auf genau 101 325 Pa fest. Die Zahl stammt aus der alten Definition: eine Quecksilbersäule von 760 mm bei 0 °C und Normfallbeschleunigung.
Deshalb ist auch das Torr, ein Siebenhundertsechzigstel der Atmosphäre, eine exakte Zahl. Der Millimeter Quecksilbersäule wird über die Dichte des Quecksilbers berechnet und weicht vom Torr um weniger als ein Millionstel ab. Für Ärzte und Meteorologen gibt es keinen Unterschied, für Metrologen schon.
Größenkatalog
das ganze Verzeichnis →Die sieben SI-Basiseinheiten
Ein Tropfen Säure ändert die Farbe des Safts, Salz färbt die Flamme, Wasser gefriert durch ein Klopfen. Darunter alle Simetrium-Blätter, nach Fachgebieten und alphabetisch.
Verzeichnis öffnen →