Pascal
Avledet SI-enhet · størrelse: trykk, mekanisk spenning
01 · Definisjon
Trykket som en kraft på én newton gir, jevnt fordelt over en kvadratmeter. Enheten er forsvinnende liten: atmosfæren omkring oss er hundre tusen pascal.
At pascal er liten, er ingen mangel, men følgen av en ærlig oppbygging av systemet: den er satt sammen av newton og meter uten tilpasningsfaktorer. Praksis klarer seg med prefikser — hektopascal i værmeldingen, kilopascal i ventilasjonen, megapascal i hydraulikken, gigapascal i materiallæren. Størrelsens vesentligste egenskap ligger et annet sted: trykket avhenger ikke av kraften, men av hvilket areal kraften har lagt seg på. Den samme kvinnen trykker merker i parketten med stiletthæl og setter ingen spor i joggesko, fordi underlagsflaten er to hundre ganger forskjellig.
I en væske i ro forplanter trykket seg like sterkt i alle retninger — nettopp dette oppdaget Pascal selv. Derav den hydrauliske pressen: hånden trykker på det lille stempelet, og på det store gir samme trykk, multiplisert med det større arealet, en kraft titalls ganger større. Jekken, bremsene og enhver presse lever av denne regelen, som samtidig forklarer hvorfor trykket på bunnen av en beholder bare avhenger av søylens høyde og ikke av om beholderen er smal eller vid.
02 · Omregning
Pascal, bar, atmosfære, millimeter kvikksølv
Ingen bransje bruker pascal i ren form: meteorologien regner i hektopascal, dekkfolkene i bar, legene i millimeter kvikksølv, amerikansk teknikk i pund per kvadrattomme.
Den fysiske atmosfæren er definert som nøyaktig hundre og ett tusen tre hundre og tjuefem pascal — trykket fra en kvikksølvsøyle på sju hundre og seksti millimeter ved null grader og normal tyngdeakselerasjon. Den tekniske atmosfæren er noe annet: kilopond per kvadratcentimeter, nittiåtte tusen sekstiseks og en halv pascal. Forskjellen er tre prosent, og på gamle sovjetiske typeskilt opptrer begge.
| Enhet | Navn | Verdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|---|
| Pa | pascal, SI-enhet | 101325 | fysiske beregninger |
| hPa | hektopascal | 1013 | værmelding |
| kPa | kilopascal | 101,33 | ventilasjon, medisin |
| MPa | megapascal | 0,1013 | hydraulikk, styrke |
| GPa | gigapascal | 1,013·10⁻⁴ | materialenes elastisitetsmodul |
| N/m² | newton per kvadratmeter | 101325 | det samme som pascal |
| bar | bar | 1,01 | teknikk, meteorologi før SI |
| atm | fysisk atmosfære | 1 | kjemi, referansebetingelser |
| at | teknisk atmosfære, kp/cm² | 1,03 | sovjetiske typeskilt |
| mmHg | millimeter kvikksølvsøyle, torr | 760 | medisin, vakuumteknikk |
| psi | pund per kvadrattomme | 14,7 | engelskspråklig teknikk |
| Ba | barye, CGS-systemet | 1013250 | akustikk og fysikk før SI |
Newton per kvadratmeter og pascal er ett og det samme, forskjellen ligger bare i skrivemåten. Hektopascal er tallmessig lik millibar, derfor krevde meteorologenes overgang til SI ingen endring av de vante tallene
03 · Størrelsesordener
fra akseleratorens vakuum til Solas indreHundre og ett tusen tre hundre og tjuefem — atmosfæren ved havflaten
04 · Måleinstrumenter
Hva man måler trykk med
Et hult rør med ovalt tverrsnitt, bøyd til en bue, søker under trykk å rette seg ut, og denne bevegelsen føres via en arm over til viseren. Oppfunnet i 1849 og nesten uendret siden: på enhver kompressor og gassflaske sitter nettopp det.
En bølget boks med utpumpet luft trekker seg sammen og utvider seg i takt med atmosfæren; en fjær hindrer den i å klappe sammen. Et instrument uten en eneste dråpe kvikksølv — derav navnet aneroid, uten væske.
En membran etset i silisium bøyer seg noen mikrometer, og motstandene bygd inn i den endrer verdi. Slike sensorer sitter i telefonen, bilen og værstasjonen, og de koster mindre enn et visermanometer.
Ved lave trykk lar ingen membran seg lenger bøye, og man måler annerledes: etter varmen som føres bort fra en oppvarmet tråd. Jo tynnere gassen er, desto dårligere fjerner den varme, og av varmeeffekten slutter man seg til trykket helt ned til tusendeler av en pascal.
05 · Skriveregler
Stor P, liten a
Betegnelsen er dannet av et etternavn og begynner derfor med stor bokstav, med liten som andre: Pa. Prefikset skrives sammen uten mellomrom, kilo med liten, mega og giga med stor: kPa, MPa, GPa. Den russiske betegnelsen er Па.
En liten m betyr milli, og megapascal skrevet som mPa blir til millipascal — en feil på en milliard ganger. Det tredje eksempelet er ufullstendig: teknikken oppgir nesten alltid overtrykk, regnet fra atmosfæren, og uten merknad er tallet tvetydig. Absolutt trykk merkes med bokstaven a og overtrykk med g, noe som i engelskspråklig dokumentasjon ser ut som psia og psig.
06 · Naboenheter
Bar er praktisk ved sin nærhet til atmosfæren, atmosfæren er bundet til en kvikksølvsøyle, og pascal er den eneste som utledes av systemet uten tilpasning.
hundre tusen pascal
newton per meter²
760 mm kvikksølv
I Simetriums nabodatablad: newton, som pascal er bygd av, bar og atmosfære som enheter utenfor SI til samme formål, psi for engelskspråklig teknikk og millimeter kvikksølvsøyle for medisinen.
07 · Historisk del
Hvordan luften ble funnet å veie
En elev av Galilei smeltet igjen et rør med kvikksølv og snudde det ned i en skål: søylen sank til sju hundre og seksti millimeter og stanset. Over den ble det stående et tomrom som vitenskapen inntil da hadde holdt for umulig.
Blaise Pascal ba svogeren sin bære et barometer opp på toppen av en vulkan i Auvergne. Kvikksølvsøylen sank åtte centimeter: lufta trykker svakere over fjellet enn over dalen, og altså har atmosfæren en vekt.
Ingeniørene regnet i kilopond per kvadratcentimeter, meteorologene innførte bar og millibar, legene ble ved millimeter kvikksølv. Samme manometer bar ulike skalaer i ulike land.
Den fjortende generalkonferansen ga enheten et eget navn, selv om den hadde funnes i systemet siden seksti. Meteorologene gikk smertefritt over til hektopascal: den er tallmessig lik millibar.
Absolutt, over- og det instrumentet viser
Nesten hvert manometer måler ikke trykk, men en forskjell: inne i røret mot utenfor. Derfor viser et punktert hjul null selv om det er luft i det, og et blodtrykksapparat gir hundre og tjue millimeter utover atmosfærens sju hundre og seksti. Det absolutte trykket får man ved å legge til det atmosfæriske, og nettopp det inngår i gassenes tilstandsligninger — forvekslingen mellom de to referansene er fortsatt den vanligste feilen i varmetekniske beregninger. En egen finesse gjelder kvikksølvsøylen: høyden avhenger av kvikksølvets tetthet, og den av temperaturen, derfor fastsetter definisjonen null grader og normal tyngdeakselerasjon. Medisinen ser bort fra denne korreksjonen, metrologien ikke, og primære trykkstandarder bygges i dag ikke på kvikksølv, men på trykkvekter, der trykket settes av lodd med kjent masse på et stempel med nøyaktig målt areal.
Katalog · måleenheter
Et datablad for hver størrelse
Sju SI-grunnenheter, tjueto avledede med egne navn og enhetene utenfor systemet som verken teknikken eller hverdagen klarer seg uten. Hver har sitt eget blad: definisjon, omregning, instrumenter, skriveregler. På 25 språk.
Avledede SI-enheter med eget navn
databladet for pascal er åpnetSI-grunnenheter
i terrakotta — kilogram, meter og sekund, som pascal er satt sammen avEnheter utenfor SI
i terrakotta — trykkenheter fra andre systemerDatabladets språk
25 språk. Betegnelsen Pa er internasjonal, men den vante hverdagsenheten varierer: hektopascal i den europeiske værmeldingen, tommer kvikksølv i den amerikanske, millimeter kvikksølv i den russiske.