El pascal (símbol: Pa) és una unitat derivada del Sistema Internacional d'Unitats (SI) utilitzada per mesurar la pressió interna, la tensió mecànica, el mòdul de Young i la resistència a la tracció. Es defineix com un newton per metre quadrat (N/m²).
La unitat rep el seu nom en honor a Blaise Pascal, cèlebre per les seves contribucions a la hidrodinàmica, la hidrostàtica i els seus experiments amb baròmetres. La 14a Conferència General sobre Pesos i Mesures, el 1971, va adoptar oficialment el pascal com a unitat SI de pressió.
Equivalències del Pascal amb altres unitats de pressió
A continuació, es presenta una taula amb conversions de pascals a altres unitats de pressió:
| Unitat de pressió | Equivalència a Pascals (Pa) |
|---|---|
| 1 N/m² | 1 Pa |
| 1 atmosfera (atm) | 101325 Pa |
| 1 bar | 100000 Pa |
| 1 kg/m² | 9.80665 Pa |
| 1 mm de columna d'aigua (mm H₂O) | 9.80665 Pa |
| 1 mm de mercuri (mm Hg) | 133.322 Pa |
Alguns múltiples comuns del pascal són:
- Hectopascal (hPa) : 1 hPa = 100 Pa (equivalent a un mil·libar).
- Kilopascal (kPa) : 1 kPa = 1,000 Pa.
- Megapascal (MPa) : 1 MPa = 1,000,000 Pa.
- Gigapascal (GPa) : 1 GPa = 1,000,000,000 Pa.
L'atmosfera estàndard (atm) es defineix com a 101.325 Pa, cosa que equival a la pressió atmosfèrica mitjana a nivell del mar a una latitud de 45°N.
Exemples de què s'utilitza el pascal
El pascal (Pa) o kilopascal (kPa) com a unitat de mesura de la pressió és àmpliament utilitzat a tot el món i ha reemplaçat en gran mesura lliures per polzada quadrada (psi), excepte en alguns països que encara usen el sistema de mesura imperial o als EUA.
Els geofísics usen la gigapascal (GPa) per mesurar o calcular tensions i pressions tectòniques dins de la Terra.
L'elastografia mèdica mesura la rigidesa tissular de manera no invasiva amb ultrasons o amb imatges de ressonància magnètica, i sovint mostra el mòdul de Young o el mòdul de cisalla del teixit en kilopascals.
En ciència i enginyeria de materials, el pascal mesura la rigidesa, la resistència a la tracció i la resistència a la compressió dels materials. En l'ús d'enginyeria, pel fet que el pascal representa una quantitat molt petita, la megapascal (MPa) és la unitat preferida per a aquests usos.
El pascal també és equivalent a la unitat del sistema internaciona de mesures de densitat denergia, J / m3. Això s'aplica no sols a la termodinàmica dels gasos pressuritzats, sinó també a la densitat d'energia dels camps elèctrics, magnètics i gravitacionals.
En els mesuraments de la pressió del so o la intensitat del so, un pascal equival a 94 decibels SPL.
L'hermeticitat dels edificis es mesura a 50 pascals (Pa).
Les unitats de pressió atmosfèrica comunament utilitzades en meteorologia eren anteriorment el bar, que estava a prop de la pressió d'aire mitjà a la Terra, i el mil·libar. Des de la introducció de les unitats del sistema internacional de mesures (SI), els meteoròlegs generalment mesuren les pressions en unitats d'hectopascals (hPa), equivalents a 100 pascals o 1 mil·libar.
Les excepcions inclouen Canadà, que utilitza kilopascals (kPa). En molts altres camps de la ciència, es prefereix el SI, cosa que significa que es prefereix Pa amb un prefix (en múltiples de 1000).
Molts països també usen mil·libars o hectopascals per donar ajustaments a l'altímetre de l'aviació. En pràcticament tots els altres camps, es fa servir el kilopascal (1000 pascals) al seu lloc.
El principi de Pascal
El principi de Pascal, formulat per Blaise Pascal al segle XVII, estableix que la pressió exercida sobre un fluid incompressible i confinat es transmet íntegrament i amb la mateixa intensitat en totes les direccions. Això vol dir que qualsevol canvi de pressió aplicat en un punt del fluid afecta tots els punts del fluid per igual.
Aquest principi és fonamental a la mecànica de fluids i té aplicacions en dispositius com premses hidràuliques, frens hidràulics i sistemes d'elevació. En una premsa hidràulica, per exemple, una petita força aplicada a un pistó de menor àrea es tradueix en una gran força en un pistó de més àrea, permetent l'amplificació de la força amb eficiència.
Gràcies a aquest principi, els sistemes hidràulics poden moure grans càrregues amb un esforç relativament petit, cosa que els fa essencials en enginyeria i maquinària industrial.
Biografia i mèrits de Blaise Pascal
Blaise Pascal (Clermont-Ferrand, 19 de juny del 1623 - París, 19 d'agost del 1,662) va ser un filòsof, matemàtic, físic, inventor, escriptor, moralista, místic i teòleg occità, considerat un dels personatges més brillants de la saviesa occidental i probablement les úniques de totes les línies de totes les línies.
En la seva maduresa, però, es va aproximar al jansenisme, i, davant del racionalisme imperant, va emprendre la formulació d'una filosofia de signe cristià (truncada per la seva mort prematura), en què sobresurten especialment les seves reflexions sobre la condició humana, de la qual va saber apreciar tant la seva grandiosa dignitat com la meva.
Invencions i descobriments de Blaise Pascal
La pascaline
El 1642, inspirat per la idea de fer més fàcil el treball de càlcul d'impostos del seu pare, Blaise Pascal va començar a treballar en una calculadora anomenada Pascaline. (L'erudit alemany William Schickard havia desenvolupat i fabricat una versió anterior de la calculadora el 1623).
La Pascalina era una calculadora numèrica de rodes amb esferes mòbils, cadascuna representant un dígit numèric.
La invenció, però, no va estar exempta de problemes tècnics: hi havia una discrepància entre el disseny de la calculadora i l'estructura de la moneda francesa en aquell moment. Pascal va continuar treballant en la millora del dispositiu, amb 50 prototips produïts el 1652, però la Pascaline mai va ser un gran èxit de vendes.
La generació de les seccions còniques
En 1648, Pascal va començar a escriure més dels seus teoremes a La generació de les seccions còniques , però va empènyer el treball de banda fins a la dècada següent.
Teoria de Torricelli
A finals de la dècada de 1640, Pascal va centrar temporalment els seus experiments en les ciències físiques. Seguint els passos d'Evangelista Torricelli, Pascal va experimentar com la pressió atmosfèrica es podria estimar en termes de pes.
El 1648, en demanar-li al seu cunyat que prengués lectures de la pressió baromètrica a diverses altituds en una muntanya (Pascal era massa pobre per fer la caminada ell mateix), va validar la teoria de Torricelli sobre la causa de les variacions baromètriques.
Màquina de ruleta de Pascal: la base de la teoria matemàtica de la probabilitat
A la dècada de 1650, Pascal es va dedicar a tractar de crear una màquina de moviment perpetu, l'objectiu del qual era produir més energia de la que usava.
En el procés, va ensopegar amb una invenció accidental i el 1655 va néixer la màquina de ruleta de Pascal. Apropiadament, ell va treure el seu nom de la paraula francesa per a "petita roda".
La superposició del seu treball a la ruleta va ser la correspondència de Pascal amb el teòric matemàtic Pierre de Fermat, que va començar el 1654. A través de les seves cartes sobre el joc i els propis experiments de Pascal, va descobrir que hi ha una probabilitat fixa d'un resultat particular quan es tracta del rotllo dels daus.
Aquest descobriment va ser la base de la teoria matemàtica de la probabilitat, amb els escrits de Pascal sobre el tema publicats pòstumament.
Rellotge de polsera
Encara que les dates específiques són incertes, Pascal també va inventar una forma primitiva del rellotge de polsera. Va ser una invenció informal, per dir el menys: se sabia que el matemàtic es col·locava el seu rellotge de butxaca al canell amb un tros de corda, presumiblement per conveniència mentre retocava amb altres invents.