Pascal (Einheit)
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Pascal (Einheit)

Einheit
Norm SI-Einheitensystem
Einheitenname Pascal
Einheitenzeichen Pa
Beschriebene Größe(n) Mechanischer-, hydrodynamischer-
und magnetischer Druck
Größensymbol(e) p
Dimensionsname Druck
In SI-Einheiten
Benannt nach Blaise Pascal

Das Pascal ist eine abgeleitete SI-Einheit des Drucks sowie der Spannung in der Werkstoffprüfung. Sie wurde nach Blaise Pascal benannt. Sie ist definiert als

1 Pa = 1 kg/(m·s²) = 1 N/.

Ein Pascal ist also der Druck, den eine Kraft von einem Newton auf eine Fläche von einem Quadratmeter ausübt.

Inhaltsverzeichnis

Präfixe

Dekapascal

In der Lüftungstechnik wird häufig die Einheit Dekapascal (daPa) verwendet, wobei ein Dekapascal 0,1 mbar entspricht.

Hektopascal

Der Luftdruck wird meistens in Hektopascal (hPa) angegeben, weil so zum einen die SI-konforme Einheit Pascal verwendet werden kann und man zum anderen einen Zahlwert hat, der dem gewohnten Millibar (mbar) entspricht.

In der Forschung wird, insbesondere bei der Vakuumtechnik, vielfach das Millibar als Einheit verwendet. Anstatt auf Pascal umzusteigen ist vielmehr der vollständige Verzicht auf Torr ein Thema.

Megapascal

Die Einheit Megapascal, also eine Million Pascal, wird in der Technik und in höheren Zahlen auch zur Beschreibung von Explosionen verwendet. Der Kaltfülldruck einer Halogenlampe mit den Edelgasen Neon und Krypton bei 22 Grad Celsius kann z.B. 1,2 Megapascal betragen.[1]

Megapascal werden auch z.B. zur Beschreibung des Kritischen Punktes in der Thermodynamik verwendet.

Die Streckspannung wird ebenfalls üblicherweise in Megapascal angegeben.

Die Spezifische Energie eines Sprengstoffes gibt den Druck in Megapascal an, den ein Kilogramm dieses Explosivstoffes in einem abgeschlossenen Volumen von einem Liter bei der Explosion erzeugen würde.

Gigapascal

Die Einheit Gigapascal, also eine Milliarde Pascal, beschreibt Drücke, die z.B. Kohlenstoff in Diamant verwandeln.[2]

Anwendungen und typische Größen

Graphit zusammengepresst in einer hydraulischen Presse bei Drücken von bis zu 6 Gigapascal und Temperaturen von über 1500 °C wandelt sich in Diamant um.

Bornitrid, analog zur Umwandlung von Graphit in Diamant, wandelt sich von einer hexagonale in die kubische Modifikation um bei hoher Temperatur (1400–1800 °C) und hohem Druck von über 6 Gigapascal. Unter Normalbedingungen weist Bornitrid eine Härte von ca. 48 Gigapascal auf (Diamant zwischen 70 und 100 Gigapascal).

Das Schubmodul (auch Gleitmodul, Schermodul oder Torsionsmodul), eine Materialkonstante, die Auskunft über die lineare elastische Verformung eines Bauteils infolge einer Scherkraft oder Schubspannung gibt, wird ebenfalls in Gigapascal angegeben. Aluminium hat z.B. ein Schubmodul von 25,5 Gigapascal, Stahl von 79,3 Gigapascal. Das Schermodul von Gesteinen beträgt meist 30 Gigapascal, siehe Seismisches Moment.

In 410 km Tiefe beträgt der Druck 14 Gigapascal, siehe 410-km-Diskontinuität. In Erdtiefen von etwa 700 km wandeln sich bei Temperaturen vieler hundert Grad bzw. bei Drücken um 25 Gigapascal viele Gesteine in andere Mineralien um.

Mit einem Druck von 268 Gigapascal konnten Forscher Quarz in eine Kristallstruktur umwandeln, die nirgends natürlich vorkommt. [3]

Zahlenverhältnis

Der mittlere Luftdruck der Atmosphäre auf Meereshöhe und Standarddruck bzw. Normdruck ist 101 325 Pascal = 1013,25 hPa oder 101,325 kPa.

Umrechnung von Druckeinheiten

Druckeinheiten und Umrechnungsfaktoren
  Pascal Bar Technische Atmosphäre Physikalische Atmosphäre Torr Pfund pro Quadratzoll
(Pa) (bar) (at) (atm) (torr) (psi)
≡ 1 N/m² ≡ 1 Mdyn/cm² ≡ 1 kp/cm² ≡ pSTP ≡ 1 mmHg ≡ 1 lbf/in.²
1 Pa 1 1,0000 · 10−5 1,0197 · 10−5 9,8692 · 10−6 7,5006 · 10−3 1,4504 · 10−4
1 bar 1,0000 · 105 1 1,0197 · 100 9,8692 · 10−1 7,5006 · 102 1,4504 · 101
1 at 9,8067 · 104 9,8067 · 10−1 1 9,6784 · 10−1 7,3556 · 102 1,4223 · 101
1 atm 1,0133 · 105 1,0133 · 100 1,0332 · 100 1 7,6000 · 102 1,4696 · 101
1 torr 1,3332 · 102 1,3332 · 10−3 1,3595 · 10−3 1,3158 · 10−3 1 1,9337 · 10−2
1 psi 6,8948 · 103 6,8948 · 10−2 7,0307 · 10−2 6,8046 · 10−2 5,1715 · 101 1

Exponentialdarstellung auf vier Stellen gerundet.

Einzelnachweis

  1. Beispiel diese Patentschrift: http://www.wipo.int/pctdb/en/wo.jsp?IA=WO2006097058&wo=2006097058&DISPLAY=DESC
  2. [1]
  3. http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/256153.html