Paskal (jedinica)

Skala instrumenta za mjerenje pritiska (u MPa i barima). Instrument je ispunjen glicerinom kako bi se neutralisalo nekontrolisano podrhtavanje kazaljke prilikom fluktuacije pritiska.

Paskal (znak: Pa) je mjerna jedinica za pritisak u Međunarodnom sistemu jedinica (SI). Koristi se za kvantifikaciju (određivanje veličine) unutrašnjeg pritiska, mehaničkog napona, modula elastičnosti (Jangovog (Young) modula) i čvrstoće zatezanja. Iznosi 1 njutn po kvadratnom metru (1N/m2).[1] Jedinica je dobila ime u čast Blaisea Pascala, francuskog matematičara i filozofa.[2]

Ranija mjerna jedinica za pritisak bila je standardna atmosfera (oznaka: atm). Prvobitno je bila definirana kao pritisak pri kojem visina žive u barometru iznosi 760 mm, što je pritisak zraka izmjeren pri srednjem nivou mora na geografskoj širini Pariza (45° sjeverne geografske širine).[3][4] Ova definicija zavisi od gustoće žive, koja također zavisi od pritiska, tako da je iz razloga preciznosti izmijenjena prema paskalu i iznosi 101,325 kPa.

Etimologija

Jedinica je nazvana prema prezimenu Blaisea Pascala, naučnika zaslužnog za doprinos na polju hidrodinamike i hidrostatike i eksperimetiranju sa barometrom. Naziv jedinice paskal je usvojen za veličinu njutn po kvadratnom metru (1N/m2) na XIV Generalnoj konferenciji za utege i mjere 1971. godine.[5]

Definicija

Jedinica paskal se može izraziti korištenjem osnovnih mjernih jedinica i izvedenih mjernih jedinica:

Gdje je N Njutn, m je metar, kg je kilogram, a s je sekunda.[1]

Jedan paskal je pritisak koju pod pravim uglom vrši sila od jednog njutna na površinu od jednog kvadratnog metra.

Primjena

Izvedene jedinice najčešće u upotrebi su:

  • hektopaskal (1 hPa = 100 Pa = 1 mbar)
  • kilopaskal (1 kPa = 1000 Pa)
  • megapaskal (1 MPa = 1×106 Pa = 1 000 000 Pa)
  • gigapaskal (1 GPa = 1×109 Pa = 1 000 000 000 Pa)
  • terapaskal (1 TPa = 1×1012 Pa = 1 000 000 000 000 Pa)

U srazmjeri s izvedenom veličinom može se napisati i njena formula, npr.:

Paskal (Pa), kilopaskal (kPa) itd., kao mjerne jedinice za pritisak, primjenjuju se u cijelom svijetu, osim u, npr., SAD-u, gdje se i dalje koristi jedinica funta po kvadratnom inču – psi (Imperijalni sistem mjernih jedinica). U medicini, neinvazivno mjerenje čvrstoće tkiva (elastografija) vrši se ultrazvukom ili magnetnom rezonancom pri čemu se izmjerene vrijednosti prikazuju kao modul elastičnosti u kilopaskalima. U tehničkim naukama, mjerenje modula elastičnosti, čvrstoće zatezanja i kompresivne čvrstoće (otpornosti na kompresiju) koristi se izvedena jedinica megapaskal (MPa) jer je osnovna jedinica paskal neadekvatna za ove vrste mjerenja.

Skala instrumenta za mjerenje pritiska kalibrirana u paskalima i jedinici psi (funta sile po kvadratnom inču)

Najniži pritisak postignut u laboratorijskim uslovima iznosio je 10−12 Pa ili 10 pPa.[6] Pritisak u središtu Sunca vjerovatno iznosi oko 25×1016 ili 25 PPa (oko 250 milijardi bara).[7]

Približne vrijednosti Jangovog modula za neke materijale [8]
Materijal Jangov modul
najlon 2–4 GPa
vlakno konoplje 35 GPa
aluminijum 69 GPa
zubna caklina 83 GPa
bakar 117 GPa
čelik 200 GPa
dijamant 1220 GPa

Gigapaskal (GPa) se koristi u geofizici prilikom mjerenja ili izračunavanja tektonskog napona i pritisaka u unutrašnjosti Zemlje. Kod mjerenja zvučnog pritiska ili jačine zvuka, jedan paskal iznosi 94 db (decibel). Tihi šapat, najtiši zvuk koji ljudsko uho može registrovati iznosi oko 0 db ili 20 µPa.

Odnos prema drugim jedinicama za pritisak prikazan je u tablici:

Mjerne jedinice za pritisak
  Paskal Bar Tehnička atmosfera Standardna atmosfera mmHg Funta sile po kvadratnom palcu
1 Pa ≡ 1 N/m2 = 10-5 bar ≈ 10,197×10−6 at ≈ 9,8692×10−6 atm ≈ 7,5006×10−3 torr ≈ 145,04×10−6 psi
1 bar = 100 000 Pa ≡ 106 din/cm2 ≈ 1,0197 at ≈ 0,98692 atm ≈ 750,06 torr ≈ 14,504 psi
1 at = 98 066,5 Pa = 0,980665 bar ≡ 1 kp/cm2 ≈ 0,96784 atm ≈ 735,56 torr ≈ 14,223 psi
1 atm = 101 325 Pa = 1,01325 bar ≈ 1,0332 at ≡ 101 325 Pa = 760 torr ≈ 14,696 psi
1 torr ≈ 133,322 Pa ≈ 1,3332×10−3 bar ≈ 1,3595×10−3 at ≈ 1,3158×10−3 atm ≡ 1 mmHg ≈ 19,337×10−3 psi
1 psi ≈ 6894,76 Pa ≈ 68,948×10−3 bar ≈ 70,307×10−3 at ≈ 68,046×10−3 atm ≈ 51,715 torr ≡ 1 lbf/in2

Hektopaskali i milibari

Ranija jedinica koja se često koristila za mjerenje atmosferskog pritiska bila je bar (tj. izvedena jedinica milibar), njena vrijednost je otprilike bila jednaka pritisku vazduha na površini Zemlje. Od uvođenja jedinica iz SI sistema, meteorolozi koriste hektopaskal (hPa) za izražavanje veličine atmosferskog pritiska (100 paskala ili 1 milibar).[9][10][11][12][13][14][15]

Reference

  1. ^ a b "SI brošura". Bureau international des poids et mesures. Pristupljeno 8. 5. 2016.
  2. ^ Isaacs, Alan (editor) (1996). Oxford Dictionary of Physics. New York: Oxford University Press. ISBN 0-19-280103-1.CS1 održavanje: dodatni tekst: authors list (link)
  3. ^ "Definition of the standard atmosphere". BIPM. Pristupljeno 16. 2. 2015.
  4. ^ "U.S. Federal Meteorological Handbook". USGOV. Arhivirano s originala, 20. 4. 1999. Pristupljeno 7. 5. 2016.
  5. ^ "International equivalence of measurements". BIPM. Pristupljeno 7. 5. 2016.
  6. ^ Thompson, W. (1977). "Characteristics of a cryogenic extreme high-vacuum chamber". Journal of Vacuum Science and Technology. 14 (1): 643–645. Bibcode:1977JVST...14..643T. doi:10.1116/1.569168.CS1 održavanje: ref=harv (link)
  7. ^ Williams, David R. (1. 9. 2004). "Sun Fact Sheet". NASA. Pristupljeno 23. 1. 2008.
  8. ^ "Tensile Modulus - Modulus of Elasticity or Young's Modulus - for some common Materials". Pristupljeno 16. 2. 2015.
  9. ^ FHMZBIH
  10. ^ RHMZRS
  11. ^ DWD
  12. ^ JMA
  13. ^ MDD
  14. ^ "NOAA". Arhivirano s originala, 7. 5. 2016. Pristupljeno 7. 5. 2016.
  15. ^ UK Met Office

Također pogledajte

Vanjski linkovi

  1. Bureau international des poids et mesures
  2. NIST: Mjerne jedinice
  3. Enciklopedija Britanika: Međunarodni sistem jedinica