Quelltext der Seite Pascal (Einheit)

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{{Infobox Physikalische Einheit
| Name             = Pascal
| Einheitenzeichen = <math>\mathrm{Pa}</math>
| PhysGröße        = [[Druck (Physik)|Druck]]
| Formelzeichen    = <math>p</math>
| Dimension        = <math>\mathsf{M\;L^{-1}\;T^{-2} }</math>
| System           = SI
| SI               = <math>\mathrm{1 \, Pa = 1 \, \frac{N}{m^2} = 1 \; \frac{kg}{m\cdot s^2} }</math>
| CGS              = <math>\mathrm{1 \, Pa = 10 \; \frac{g}{cm \cdot s^2} }</math>
| BenanntNach      = [[Blaise Pascal]]
| AbgeleitetVon    = [[Newton (Einheit)|Newton]], [[Quadratmeter]]
| SieheAuch        = 
}}

Das '''Pascal''' ist eine abgeleitete [[Internationales Einheitensystem|SI]]-Einheit des [[Druck (Physik)|Drucks]] sowie der [[Mechanische Spannung|mechanischen Spannung]]. Sie ist nach [[Blaise Pascal]] benannt und folgendermaßen definiert:

:1&nbsp;Pa&nbsp;= 1&nbsp;[[Kilogramm|kg]]·[[Meter|m]]<sup>−1</sup>·[[Sekunde|s]]<sup>−2</sup> = 1&nbsp;[[Newton (Einheit)|N]]·[[Quadratmeter|m<sup>−2</sup>]]

Ein Pascal ist also der Druck, den eine [[Kraft]] von einem [[Newton (Einheit)|Newton]] auf eine Fläche von einem Quadratmeter ausübt.

Der mittlere [[Luftdruck]] der Atmosphäre auf Meereshöhe ([[Standardbedingungen|Standard- bzw. Normdruck]]) beträgt 101325&nbsp;Pascal&nbsp;=&nbsp;1013,25&nbsp;hPa&nbsp;=&nbsp;101,325&nbsp;kPa oder 1,01325&nbsp;[[Bar (Einheit)|bar]].

Umrechnung: 1×10<sup>5</sup>&nbsp;Pa = 1&nbsp;bar oder 1&nbsp;MPa = 10&nbsp;bar

== Geschichte ==

Bei der Einführung des SI-Systems war die Maßeinheit mit dem Namen Pascal jedoch nicht enthalten. Stattdessen war der Name für die SI-Einheit einfach „Newton pro Quadratmeter“. Neben dem langen Namen hatte die Definition den Nachteil, dass der Wert der Einheit im Vergleich zu [[Pound-force per square inch]] (psi) im Alltag als zu klein empfunden wurde.<ref name="anderson">{{Literatur|Titel=Instrumentation for Process Measurement and Control|Autor=Norman A. Anderson|Auflage=3|Verlag=CRC Press|Jahr=1997|ISBN=0849398711|Seiten=37|Online={{Google Buch|BuchID=ETWsFoCGPxAC|Seite=37}}}}</ref> In der Meteorologie war die Einheit Millibar üblich, und auch in der europäischen Industrie wurde zunehmend die Einheit Bar gebraucht. Um dezimale Vielfache wie 10<sup>5</sup> als Umrechnungsfaktoren im SI-System zu vermeiden, wurde bei der 14. [[Generalkonferenz für Maß und Gewicht]] im Oktober 1971 der abgeleiteten Einheit N/m<sup>2</sup> der Name Pascal gegeben.<ref name="anderson" /> [[Blaise Pascal]] (1623–1662) war ein französischer Philosoph und Wissenschaftler, der sich unter anderem mit dem Verhalten von Fluiden beschäftigt und Grundlagen wie das Konzept von Druck und Vakuum entwickelt hat.

Die Einheit wurde bereits 1969 in Deutschland als [[Einheiten- und Zeitgesetz|gesetzliche Einheit]] festgelegt.<ref name="welt">{{Internetquelle |url=http://wetter.welt.de/lexikon.asp?nr=523&page=0 |titel=Pascal |werk=Wetterlexikon |hrsg=Die Welt |zugriff=2016-08-12}}</ref> In der Meteorologie wurde Pascal dann am 1. Januar 1984 eingeführt.<ref name="welt"/>

== Anwendungen und typische Größen ==

Im Folgenden werden einige Größenbeispiele für verschiedene Anwendungen angeführt. Für den Größenbereich werden [[SI-Präfixe]] angegeben.

=== Mikropascal ===

Als Bezugswert für den [[Schalldruckpegel]] Lp&nbsp;=&nbsp;0&nbsp;dB ([[Dezibel]]) ist 20&nbsp;µPa [[Schalldruck]] festgelegt und gilt als Hörschwelle. Die [[Lautheit]] von 1&nbsp;[[sone]] wird bei 1000-Hz-Sinuston und +40&nbsp;dB, also 2000&nbsp;µPa definiert. 1&nbsp;Pa Schalldruck entspricht +94&nbsp;dB und ist damit so laut, dass bei Dauerbelastung [[Schwerhörigkeit|Hörschäden]] auftreten können. Weil der Druck im Gas (Fluid) nicht negativ werden kann, ist symmetrisch auf- und abschwingender Schalldruck mit dem Umgebungs(luft)druck begrenzt, dem Standardatmosphärendruck von 1013,25&nbsp;hPa entspricht dabei 194,09&nbsp;dB. Ein einzelner Knallstoß kann jedoch stärker sein.

=== Dekapascal ===

In der Lüftungstechnik wird häufig die Einheit '''Dekapascal''' (1&nbsp;daPa&nbsp;=&nbsp;10&nbsp;Pa) verwendet, wobei ein Dekapascal 0,1&nbsp;mbar entspricht.

=== Hektopascal ===

In der [[Meteorologie]] wird der [[Luftdruck]] der Atmosphäre (auf Meereshöhe im Mittel 1 013,25&nbsp;hPa) meist in '''Hektopascal''' (1&nbsp;hPa&nbsp;=&nbsp;100&nbsp;Pa) angegeben, weil so zum einen die SI-konforme Einheit Pascal verwendet werden kann und man zum anderen einen Zahlwert hat, der dem früher üblichen [[Bar (Einheit)|Millibar]] (mbar) genau entspricht.

In der Forschung wird, insbesondere bei der [[Vakuumtechnik]], vielfach das Millibar als Einheit verwendet.

=== Kilopascal ===

Die Einheit '''Kilopascal''' (1&nbsp;kPa&nbsp;=&nbsp;1000&nbsp;Pa&nbsp;=&nbsp;0,1&nbsp;N/cm<sup>2</sup>) wird in der Kraftfahrzeugtechnik beispielsweise für die SI-konforme Angabe des Reifenfülldruckes benutzt. Ein Druck von 100&nbsp;kPa entspricht dabei 1&nbsp;bar.
Auch bei Abwasserleitungen wird der Prüfdruck in Kilopascal angegeben.

=== Megapascal ===

Die Einheit '''Megapascal''' (1&nbsp;MPa&nbsp;=&nbsp;1&nbsp;Million&nbsp;Pa&nbsp;=&nbsp;1&nbsp;N/mm<sup>2</sup>) wird in der Technik und in höheren Zahlen auch zur Beschreibung von [[Explosion]]en verwendet. Der Kaltfülldruck einer Halogenlampe mit den Edelgasen Neon und Krypton bei 22&nbsp;°C kann z. B. 1,2&nbsp;MPa (entspricht 12&nbsp;bar) betragen.<ref>Beispiel diese Patentschrift: {{Internetquelle | url=http://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=WO2006097058&recNum=1&docAn=DE2006000223&queryString=FP:%282006097058%29&maxRec=1 | titel=DE2006000223 INCANDESCENT HALOGEN LAMP | zugriff=2012-06-20}}</ref> Eine Hydraulikleitung kann für 400&nbsp;bar&nbsp;=&nbsp;40&nbsp;MPa Betriebsdruck ausgelegt sein.

Megapascal werden auch z. B. zur Beschreibung des [[Kritischer Punkt (Thermodynamik)|kritischen Punktes]] in der [[Thermodynamik]] verwendet.

[[Streckgrenze]], [[Dehngrenze]] und [[Streckspannung]] im Maschinenbau werden ebenfalls üblicherweise in Megapascal angegeben. Auch in der Bautechnik wird die [[Festigkeit]] von Betonen in Megapascal angegeben.

Die [[spezifische Energie]] eines [[Sprengstoff]]es 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''' (1&nbsp;GPa&nbsp;=&nbsp;1&nbsp;Milliarde&nbsp;Pa) beschreibt die Größenordnung von Drücken, die z.&nbsp;B. [[Graphit]] in [[Diamant]] verwandeln:<ref>{{Internetquelle | url=http://www.pro-physik.de/details/news/1382235/Fast_so_hart_wie_Diamant_aber_amorph_wie_Glas.html | titel=Fast so hart wie Diamant, aber amorph wie Glas | autor=Jan Oliver Löfken | hrsg=Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA | datum=2011-10-26 | zugriff=2012-06-20}}</ref> Graphit, zusammengepresst in einer hydraulischen Presse bei bis zu 6&nbsp;GPa und Temperaturen über 1500&nbsp;°C, wandelt sich in Diamant um.

Analog zur Umwandlung von Graphit in Diamant wandelt sich [[Bornitrid]] bei hoher Temperatur (1400–1800&nbsp;°C) und Druck über 6&nbsp;GPa von einer hexagonalen in die kubische Modifikation um. Unter Normalbedingungen weist Bornitrid eine [[Festigkeit]] von etwa 48&nbsp;GPa auf (Diamant zwischen 70 und 100&nbsp;GPa).

In 410&nbsp;km Tiefe beträgt der Druck 14&nbsp;GPa; siehe [[410-km-Diskontinuität]]. In Erdtiefen von etwa 700&nbsp;km wandeln sich bei Temperaturen von einigen hundert Grad Celsius bzw. bei Drücken um 25&nbsp;GPa zahlreiche gesteinsbildende Minerale isochemisch in unter diesen Bedingungen stabilere sowie kristallographisch dichter gepackte Modifikationen um.

Mit einem Druck von 268&nbsp;GPa konnten Forscher [[Quarz]] in eine [[Kristallstruktur]] umwandeln, die nirgends natürlich vorkommt.<ref>{{Internetquelle | url=http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/256153.html | titel=Überirdisches Silizium | hrsg=wissenschaft.de | zugriff=2012-06-20}}</ref>

[[Elastizitätsmodul]] und [[Schubmodul]], [[Materialkonstante]]n, die Auskunft über die lineare elastische Verformung eines Bauteils infolge einer [[Normalkraft|Normal-]] bzw. [[Scherkraft]] geben, werden ebenfalls in Gigapascal angegeben. [[Aluminium]] hat z. B. einen Schubmodul von 25,5&nbsp;GPa, [[Stahl]] von 79,3&nbsp;GPa. Der Schermodul von [[Gestein]]en beträgt meistens 30&nbsp;GPa, siehe [[Seismisches Moment]].

== Umrechnung von Druckeinheiten ==

Neben dem Pascal gibt es noch weitere Einheiten für den Druck. Eine Tabelle findet sich im Artikel [[Druck (Physik)#Einheiten|Druck]].

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Druckeinheit]]
[[Kategorie:Blaise Pascal als Namensgeber]]

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