Pascal
Härledd SI-enhet · storhet: tryck, mekanisk spänning
01 · Definition
Det tryck som en kraft på en newton ger, jämnt fördelad över en kvadratmeter. Enheten är försvinnande liten: atmosfären omkring oss är hundratusen pascal.
Att pascal är liten är ingen brist utan följden av ett ärligt systembygge: den är satt samman av newton och meter utan justeringsfaktorer. Praktiken klarar sig med prefix — hektopascal i väderleksrapporten, kilopascal i ventilationen, megapascal i hydrauliken, gigapascal i materialläran. Storhetens väsentliga egenskap ligger någon annanstans: trycket beror inte på kraften utan på vilken yta kraften lagt sig. Samma kvinna trycker märken i parketten med stilettklack och lämnar inga spår i gymnastikskor, eftersom underlagsytan skiljer sig tvåhundra gånger.
I en vilande vätska fortplantar sig trycket lika åt alla håll — det var just detta Pascal själv upptäckte. Härav den hydrauliska pressen: handen trycker på den lilla kolven, och på den stora ger samma tryck, multiplicerat med den större arean, en kraft tiotals gånger större. Domkraften, bromsarna och varje press lever av denna regel, som samtidigt förklarar varför trycket på kärlets botten bara beror på pelarens höjd och inte på om kärlet är smalt eller vitt.
02 · Omräkning
Pascal, bar, atmosfär, millimeter kvicksilver
Ingen bransch använder pascal i ren form: meteorologin räknar i hektopascal, däckfolket i bar, läkarna i millimeter kvicksilver, den amerikanska tekniken i pund per kvadrattum.
Den fysikaliska atmosfären är definierad som exakt hundraettusen trehundratjugofem pascal — trycket från en kvicksilverpelare på sjuhundrasextio millimeter vid noll grader och normal tyngdacceleration. Den tekniska atmosfären är något annat: kilopond per kvadratcentimeter, nittioåttatusen sextiosex och en halv pascal. Skillnaden är tre procent, och på gamla sovjetiska typskyltar förekommer båda.
| Enhet | Namn | Värde | Var den förekommer |
|---|---|---|---|
| Pa | pascal, SI-enhet | 101325 | fysikaliska beräkningar |
| hPa | hektopascal | 1013 | väderleksrapport |
| kPa | kilopascal | 101,33 | ventilation, medicin |
| MPa | megapascal | 0,1013 | hydraulik, hållfasthet |
| GPa | gigapascal | 1,013·10⁻⁴ | materialens elasticitetsmodul |
| N/m² | newton per kvadratmeter | 101325 | detsamma som pascal |
| bar | bar | 1,01 | teknik, meteorologi före SI |
| atm | fysikalisk atmosfär | 1 | kemi, referensbetingelser |
| at | teknisk atmosfär, kp/cm² | 1,03 | sovjetiska typskyltar |
| mmHg | millimeter kvicksilverpelare, torr | 760 | medicin, vakuumteknik |
| psi | pund per kvadrattum | 14,7 | engelskspråkig teknik |
| Ba | barye, CGS-systemet | 1013250 | akustik och fysik före SI |
Newton per kvadratmeter och pascal är ett och detsamma, skillnaden ligger bara i skrivsättet. Hektopascal är talmässigt lika med millibar, därför krävde meteorologernas övergång till SI ingen ändring av de invanda talen
03 · Storleksordningar
från acceleratorns vakuum till solens inreHundraettusen trehundratjugofem — atmosfären vid havsytan
04 · Mätinstrument
Vad man mäter tryck med
Ett ihåligt rör med ovalt tvärsnitt, format till en båge, strävar under tryck att räta ut sig, och den rörelsen överförs till visaren via en länk. Uppfann 1849 och nästan oförändrad sedan dess: på varje kompressor och gasflaska sitter just den.
En veckad dosa med utpumpad luft dras ihop och vidgas i takt med atmosfären; en fjäder hindrar den från att falla samman. Ett instrument utan en enda droppe kvicksilver — därav namnet aneroid, utan vätska.
Ett membran etsat i kisel böjs några mikrometer, och motstånden inbyggda i det ändrar värde. Sådana givare sitter i telefonen, bilen och väderstationen, och de kostar mindre än en visarmanometer.
Vid låga tryck går det inte längre att böja något membran, och man mäter annorlunda: efter värmen som förs bort från en uppvärmd tråd. Ju tunnare gasen är, desto sämre för den bort värme, och av värmeeffekten sluter man sig till trycket ända ned till tusendels pascal.
05 · Skrivregler
Stort P, litet a
Beteckningen är bildad av ett efternamn och börjar därför med versal, med gemen som andra bokstav: Pa. Prefixet skrivs ihop utan mellanslag, kilo med gemen, mega och giga med versal: kPa, MPa, GPa. Den ryska beteckningen är Па.
Ett gement m betyder milli, och megapascal skrivet som mPa blir millipascal — ett fel på en miljard gånger. Det tredje exemplet är ofullständigt: tekniken anger nästan alltid övertryck, räknat från atmosfären, och utan anmärkning är siffran tvetydig. Absolut tryck märks med bokstaven a och övertryck med g, vilket i engelskspråkig dokumentation ser ut som psia och psig.
06 · Grannenheter
Bar är bekväm genom sin närhet till atmosfären, atmosfären är bunden till en kvicksilverpelare, och pascal är den enda som härleds ur systemet utan justering.
hundratusen pascal
newton per meter²
760 mm kvicksilver
I Simetriums närliggande datablad: newton, som pascal är byggd av, bar och atmosfär som enheter utanför SI för samma ändamål, psi för engelskspråkig teknik och millimeter kvicksilverpelare för medicinen.
07 · Historisk del
Hur luften befanns ha vikt
En lärjunge till Galilei smälte igen ett rör med kvicksilver och vände det ned i en skål: pelaren sjönk till sjuhundrasextio millimeter och stannade. Ovanför blev ett tomrum kvar som vetenskapen dittills hållit för omöjligt.
Blaise Pascal bad sin svåger bära en barometer till toppen av en vulkan i Auvergne. Kvicksilverpelaren sjönk åtta centimeter: luften trycker svagare över berget än över dalen, och alltså har atmosfären en vikt.
Ingenjörerna räknade i kilopond per kvadratcentimeter, meteorologerna införde bar och millibar, läkarna stannade vid millimeter kvicksilver. Samma manometer bar olika skalor i olika länder.
Den fjortonde generalkonferensen gav enheten ett eget namn, trots att den funnits i systemet sedan sextio. Meteorologerna gick smärtfritt över till hektopascal: den är talmässigt lika med millibar.
Absolut, över- och det som instrumentet visar
Nästan varje manometer mäter inte tryck utan en skillnad: inuti röret mot utanför. Därför visar ett punkterat däck noll fast det finns luft i det, och en blodtrycksmätare ger hundratjugo millimeter utöver atmosfärens sjuhundrasextio. Det absoluta trycket får man genom att lägga till det atmosfäriska, och det är just detta som ingår i gasernas tillståndsekvationer — förväxlingen mellan de två referenserna är alltjämt det vanligaste felet i värmetekniska beräkningar. En egen finess gäller kvicksilverpelaren: dess höjd beror på kvicksilvrets densitet, och den på temperaturen, därför föreskriver definitionen noll grader och normal tyngdacceleration. Medicinen bortser från den korrektionen, metrologin inte, och primära tryckstandarder byggs i dag inte på kvicksilver utan på tryckvågar, där trycket sätts av vikter med känd massa på en kolv med noggrant mätt area.
Katalog · måttenheter
Ett datablad för varje storhet
Sju SI-basenheter, tjugotvå härledda med egna namn och de enheter utanför systemet som varken tekniken eller vardagen klarar sig utan. Var och en har sitt eget blad: definition, omräkning, instrument, skrivregler. På 25 språk.
Härledda SI-enheter med eget namn
databladet för pascal är öppetSI-basenheter
i terrakotta — kilogram, meter och sekund, som pascal är satt samman avEnheter utanför SI
i terrakotta — tryckenheter från andra systemDatabladets språk
25 språk. Beteckningen Pa är internationell, men den invanda vardagsenheten skiljer sig: hektopascal i den europeiska väderleksrapporten, tum kvicksilver i den amerikanska, millimeter kvicksilver i den ryska.