Quelltext der Seite Pascal (Einheit)

{{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              = <!-- leer lassen weil nicht CGS-eigen -->
| BenanntNach      = [[Blaise Pascal]]
| AbgeleitetVon    = [[Newton (Einheit)|Newton]], [[Quadratmeter]]
| SieheAuch        = 
}}

Das '''Pascal''' ist im [[Internationales Einheitensystem|Internationalen Einheitensystem]] (SI) die [[Maßeinheit]] des [[Druck (Physik)|Drucks]] sowie der [[Mechanische Spannung|mechanischen Spannung]]. Sie ist nach [[Blaise Pascal]] benannt.

== Definition ==
Das Pascal ist folgendermaßen definiert:

: 1 Pa = 1 [[Newton (Einheit)|N]]{{·}}[[Quadratmeter|m<sup>−2</sup>]]

Ein Pascal ist also der Druck, den eine senkrecht einwirkende [[Kraft]] ([[Normalkraft]]) von einem [[Newton (Einheit)|Newton]] auf eine Fläche von einem [[Quadratmeter]] ausübt. Da dies im Vergleich zum [[Atmosphärendruck]] ein ziemlich kleiner Wert ist, werden oft dezimale Vielfache der Einheit verwendet, wie Hektopascal (1&nbsp;hPa =&nbsp;100&nbsp;Pa) und Kilopascal (1&nbsp;kPa&nbsp;=&nbsp;1000&nbsp;Pa). Eine häufig verwendete, aber nicht SI-konforme Einheit ist das [[Bar (Einheit)|Bar]]:
: 1&nbsp;bar = 10<sup>5</sup>&nbsp;Pa =&nbsp;100&nbsp;kPa.

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

== Geschichte ==
[[Blaise Pascal]] (1623–1662) war ein französischer Philosoph und Wissenschaftler, der sich unter anderem mit dem Verhalten von Fluiden beschäftigte und Grundlagen wie das Konzept von Druck und Vakuum entwickelte. Bereits auf der 5.&nbsp;[[Generalkonferenz für Maß und Gewicht]] (CGPM) 1913 wurde der Name „Pascal“ für eine Druckeinheit vorgeschlagen, die den Wert 10&nbsp;N/cm<sup>2</sup> haben sollte (das ist der Druck, der später 1&nbsp;bar genannt wurde).<ref name="CGPM5" /> Auf der 9.&nbsp;CGPM 1948 wurde die Einheit „Pascal“ in ihrer heutigen Definition im Rahmen eines Projekts der französischen Regierung zur Etablierung eines universellen, [[Internationales Einheitensystem#Kohärenz|kohärenten]] Einheitensystems vorgeschlagen.<ref name="CGPM9cr" /> Es wurde aber jeweils kein entsprechender Beschluss gefasst.

Auch bei der Einführung des SI-Systems 1960 gab es noch keinen eigenen Namen für die Einheit des Drucks; man verwendete „Newton pro Quadratmeter“. Dieser lange Name erwies sich jedoch als unhandlich, zumal 1&nbsp;N/m<sup>2</sup> ein sehr kleiner Druck ist.<ref name="anderson">{{Literatur |Autor=Norman A. Anderson |Titel=Instrumentation for Process Measurement and Control |Auflage=3 |Verlag=CRC Press |Datum=1997 |ISBN=0-8493-9871-1 |Seiten=37 |Online={{Google Buch |BuchID=ETWsFoCGPxAC |Seite=37}}}}</ref> In der europäischen Industrie wurde zunehmend die Einheit Bar (1&nbsp;bar&nbsp;= 10<sup>5</sup>&nbsp;N/m<sup>2</sup>) gebraucht, die ziemlich genau dem Druck einer [[Physikalische Atmosphäre|Atmosphäre]] entspricht, und in der Meteorologie war die Einheit Millibar üblich. 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" /><ref name="CGPM14" />

Die Einheit wurde in der Bundesrepublik Deutschland 1969 als [[Einheiten- und Zeitgesetz|gesetzliche Einheit]] festgelegt.<ref name="Bundesgesetzblatt_1970_981" /><ref name="PTB_gezEinheiten" /> In der Meteorologie wurde Pascal dann am 1. Januar 1984 eingeführt.<ref name="welt">{{Internetquelle |url=https://www.wetter.net/wetterlexikon/eintrag/pascal |titel=Wetter-Lexikon → Pascal |werk=Website wetter.net |hrsg=Q.met GmbH Wiesbaden |abruf=2020-12-12}}</ref>

== Anwendungen und typische Größen ==
{{Siehe auch|Liste von Größenordnungen des Druckes}}
Im Folgenden werden einige Größenbeispiele für verschiedene Anwendungen angeführt. Für den Größenbereich werden [[Vorsätze für Maßeinheiten|SI-Präfixe]] angegeben.

=== {{Anker|µPa|μPa}} Mikropascal ===

Als Bezugswert für den [[Schalldruckpegel]] ''L''<sub>p</sub>&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.

=== {{Anker|daPa}} 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.

=== {{Anker|hPa}} Hektopascal ===

In der [[Meteorologie]] wird der [[Luftdruck]] der Atmosphäre (auf Meereshöhe im Mittel 1013,25&nbsp;hPa) meist in '''Hektopascal''' (1&nbsp;hPa&nbsp;=&nbsp;100&nbsp;Pa) angegeben, weil so die SI-konforme Einheit Pascal verwendet werden kann und auch ein Zahlwert entsteht, der dem früher üblichen [[Bar (Einheit)|Millibar]] (mbar) genau entspricht.

=== {{Anker|kPa}} 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 1&nbsp;bar.
Auch bei Abwasserleitungen wird der Prüfdruck meistens in Kilopascal angegeben.

=== {{Anker|MPa}} 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 z.&nbsp;B. für die [[Zugfestigkeit]] von Metallen 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.&nbsp;B. 1,2&nbsp;MPa (entspricht 12&nbsp;bar) betragen.<ref>{{Patent| Land=EP| V-Nr=1859474| Code=B1| Titel=Halogenglühlampe| A-Datum=2006-02-09| V-Datum=2010-01-06| Anmelder=Osram GmbH| Erfinder=Klaus Wittmann, Sascha Zelt| Kommentar=Absatz 0019}}</ref> Eine Hydraulikleitung kann für 400&nbsp;bar&nbsp;= 40&nbsp;MPa Betriebsdruck ausgelegt sein.

Megapascal werden auch z.&nbsp;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.

=== {{Anker|GPa}} 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 |autor=Jan Oliver Löfken |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 |hrsg=Wiley-VCH Verlag |datum=2011-10-26 |abruf=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.

Im Erdinneren beträgt der Druck in 410&nbsp;km Tiefe 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.

[[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.&nbsp;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>
<ref name="CGPM5">
[https://www.bipm.org/documents/20126/33145788/CGPM5.pdf/5361d232-a14d-e6cd-38a3-1f5c293656a6#page=59 Protokoll der 5. Generalkonferenz für Maß und Gewicht] (PDF) 1913, S. 56, Vorstellung eines Projekts der französischen Regierung zur Festlegung der Basis- und abgeleiteten Einheiten; abgerufen am 10. Nov. 2019 (französisch).
</ref>
<ref name="CGPM9cr">
[https://www.bipm.org/documents/20126/33145667/CGPM9.pdf/77fe0fa9-bda8-1620-831e-33646e446cd8#page=114 Protokoll der 9. Generalkonferenz für Maß und Gewicht], 1948, Anhang 8: Proposition concernant un système universel de mesures, Seite 114, abgerufen am 31. August 2022 (französisch).
</ref>
<ref name="CGPM14">
[http://www.bipm.org/utils/common/pdf/CGPM/CGPM14.pdf#page=78 Protokoll der 14. Generalkonferenz für Maß und Gewicht] (PDF) 1971, S. 78; abgerufen am 11. November 2019 (französisch).
</ref>
<ref name="Bundesgesetzblatt_1970_981">
{{Literatur
 |Titel=Ausführungsverordnung zum Gesetz über Einheiten im Meßwesen vom 26. Juni 1970
 |Sammelwerk=[[Bundesgesetzblatt (Deutschland)|Bundesgesetzblatt]]
 |Band=62
 |Verlag=Bundesanzeiger Verlag
 |Ort=Bonn
 |Datum=1970-06-30
 |Seiten=981–991
 |Online=https://www.bgbl.de/xaver/bgbl/start.xav?start=%2F%2F*&#x5B;%40attr_id%3D%27bgbl170062.pdf%27&#x5D;#__bgbl__%2F%2F*%5B%40attr_id%3D%27bgbl170s0981.pdf%27%5D__1609944229411
 |Abruf=2021-01-06}}
</ref>
<ref name="PTB_gezEinheiten">
{{Literatur
 |Hrsg=[[Physikalisch-Technische Bundesanstalt|PTB]]
 |Titel=Die gesetzlichen Einheiten in Deutschland
 |Sammelwerk=Broschüren zum Internationalen Einheitensystem (SI)
 |Auflage=2.
 |Ort=Braunschweig
 |Datum=2019
 |Online=https://www.ptb.de/cms/fileadmin/internet/presse_aktuelles/broschueren/intern_einheitensystem/Die_gesetzlichen_Einheiten.pdf
 |Format=PDF
 |KBytes=1200
 |Abruf=2021-01-06}}
</ref>
</references>

{{Navigationsleiste SI-Einheiten}}

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