Pascal (unidad)

Pascal
Una lectura del manómetro en psi (escala roja) y kPa (escala negra)
Estándar	Unidades derivadas del Sistema Internacional
Magnitud	Presión
Símbolo	Pa
Nombrada en honor de	Blaise Pascal
Equivalencias
Unidades básicas del SI	1 Pa = kg /(m⋅s2)
Unidades derivadas del SI	1 Pa = N/m2 = J/m3
Otras unidades	1 Pa = 10-5 bar = 9,86923·10–6 atm = 1,01971621·10-4 mca

El pascal (símbolo Pa) es la unidad de presión del Sistema Internacional de Unidades. Se define como la presión que ejerce una fuerza de 1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado normal a la misma.​ Es la unidad de presión derivada del SI que se utiliza para cuantificar la presión interna, la tensión, el módulo de Young y la resistencia máxima a la tracción.

La unidad de medida llamada atmósfera estándar (atm) se define como 101 325 Pa.​ Las observaciones Meteorológicas suelen informar de la presión atmosférica en hectopascales según la recomendación de la Organización Meteorológica Mundial, por lo que una atmósfera estándar (atm) o presión atmosférica típica a nivel del mar es de aproximadamente 1013 hPa. En Estados Unidos se suelen utilizar pulgadas de mercurio​ o milibares (hectopascales).​​ En Canadá estos informes se dan en kilopascales.​.

Etimología

La unidad lleva el nombre de Blaise Pascal , conocido por sus contribuciones a la hidrodinámica y la hidrostática, y sus experimentos con un barómetro. El nombre pascal fue adoptado para la unidad SI newton por metro cuadrado (N/m²) por la 14.ª Conferencia General de Pesos y Medidas en 1971.​​

Las observaciones meteorológicas generalmente informan la presión atmosférica en hectopascales según la recomendación de la Organización Meteorológica Mundial, por lo tanto, una atmósfera estándar (atm) o una presión atmosférica típica a nivel del mar es de aproximadamente 1013 hPa (pronunciado "diez trece"). Los informes en los Estados Unidos suelen utilizar pulgadas de mercurio​ o milibares (hectopascales).​​ En Canadá, estos informes se dan en kilopascales.​

Historia

Blaise Pascal (1623-1662) fue un filósofo y científico francés que, entre otras cosas, se ocupó del comportamiento de los fluidos y desarrolló fundamentos como el concepto de presión y vacío. Ya en la 5.ª Conferencia General de Pesos y Medidas en 1913, se propuso el nombre “pascal” para una unidad de presión, que debía tener el valor 10 N/cm² (esta es la presión que luego se denominó 1 bar).​ Sin embargo, no se tomó la decisión correspondiente.

Incluso cuando se introdujo el sistema SI en 1960, todavía no había un nombre separado para la unidad de presión; uno usó "newtons por metro cuadrado". Sin embargo, este nombre largo resultó difícil de manejar, especialmente porque 1 N/m² es una presión muy pequeña.​ En la industria europea, la unidad bar (1 bar = 10⁵ N/m²), que corresponde bastante a la presión de una atmósfera, se usaba cada vez más, y en meteorología la unidad milibar era común. Para evitar múltiplos decimales como 10⁵ como factores de conversión en el sistema SI, la unidad derivada N/m² recibió el nombre de pascal en la 14.ª Conferencia General sobre Pesos y Medidas en octubre de 1971.​​

La unidad se estableció como unidad legal en Alemania ya en 1969.​​ En meteorología, el pascal se introdujo el 1 de enero de 1984.​

Definición

Se define como la presión que ejerce una fuerza de 1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado normal a la misma.​

La unidad, que lleva el nombre de Blaise Pascal y equivale a 10 barie (Ba) en el sistema CGS. La unidad de medida denominada atmósfera estándar (atm) se define como 101 325 Pa.​ y su fórmula es:

$1{\text{ Pa}}={\frac {\text{N}}{{\text{m}}^{2}}}={\frac {\text{J}}{{\text{m}}^{3}}}={\frac {\text{kg}}{{\text{m}}\cdot {\text{s}}^{2}}}$

Equivale a 10^–5 bar, 10 barias, a 9,86923·10^–6 atmósferas y a 1,01971621·10^-4 metros de columna de agua. En muchas aplicaciones prácticas se usan frecuentemente el kilopascal (kPa = 10³ Pa) y el megapascal (MPa = 10⁶ Pa)

La unidad fue nombrada en homenaje a Blaise Pascal, eminente matemático, físico y filósofo francés.

Múltiplos del SI

A continuación una tabla de los múltiplos y submúltiplos del Sistema Internacional de Unidades.

Múltiplos del Sistema Internacional para pascal (Pa)

Submúltiplos				Múltiplos
Valor	Símbolo	Nombre		Valor	Símbolo	Nombre
10−1 Pa	dPa	decipascal		101 Pa	daPa	decapascal
10−2 Pa	cPa	centipascal		102 Pa	hPa	hectopascal
10−3 Pa	mPa	milipascal		103 Pa	kPa	kilopascal
10−6 Pa	µPa	micropascal		106 Pa	MPa	megapascal
10−9 Pa	nPa	nanopascal		109 Pa	GPa	gigapascal
10−12 Pa	pPa	picopascal		1012 Pa	TPa	terapascal
10−15 Pa	fPa	femtopascal		1015 Pa	PPa	petapascal
10−18 Pa	aPa	attopascal		1018 Pa	EPa	exapascal
10−21 Pa	zPa	zeptopascal		1021 Pa	ZPa	zettapascal
10−24 Pa	yPa	yoctopascal		1024 Pa	YPa	yottapascal
10−27 Pa	rPa	rontopascal		1027 Pa	RPa	ronnapascal
10−30 Pa	qPa	quectopascal		1030 Pa	QPa	quettapascal
Prefijos comunes de unidades están en negrita.

Esta unidad del Sistema Internacional es nombrada así en honor a Blaise Pascal. En las unidades del SI cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del símbolo se escribe con mayúscula (Pa), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (pascal), salvo en el caso de que inicie una frase o un título.

Basado en The International System of Units, sección 5.2.

Unidades estándar

La unidad de medida llamada atmósfera o atmósfera estándar (atm) es 101 325 Pa (101,325 kPa).​ Este valor se utiliza a menudo como presión de referencia y se especifica como tal en algunas normas nacionales e internacionales, como la ISO 2787 ( herramientas neumáticas y compresores), la ISO 2533 (aeroespacial) y la ISO 5024 ( petróleo). Por el contrario, la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) recomienda el uso de 100 kPa como presión estándar al informar las propiedades de las sustancias.​

Unicode tiene puntos de código dedicados U+33A9 ㎩ SQUARE PA y U+33AA ㎪ SQUARE KPA en el bloque de compatibilidad CJK , pero estos existen solo para la compatibilidad con versiones anteriores con algunos conjuntos de caracteres ideográficos más antiguos y, por lo tanto, están obsoletos.​​

Usos

El pascal (Pa) o kilopascal (kPa) como unidad de medida de presión se usa ampliamente en todo el mundo y ha reemplazado en gran medida a la unidad de libras por pulgada cuadrada (psi), excepto en algunos países que aún usan el sistema de medición imperial o en EE.UU, sistema consuetudinario , incluidos los Estados Unidos.

Los geofísicos utilizan el gigapascal (GPa) para medir o calcular tensiones y presiones tectónicas dentro de la Tierra .

La elastografía médica mide la rigidez del tejido de forma no invasiva con imágenes de ultrasonido o resonancia magnética y, a menudo, muestra el módulo de Young o el módulo de cizalladura del tejido en kilopascales.

En ciencia e ingeniería de materiales, el pascal mide la rigidez, la resistencia a la tracción y la resistencia a la compresión de los materiales. En ingeniería, el megapascal (MPa) es la unidad preferida para estos usos, porque el pascal representa una cantidad muy pequeña.

Módulo de Young aproximado para sustancias comunes​

Material	Módulo de Young (GPa)
Nylon 6	2–4
Fibra de cáñamo	35
Aluminio	69
Esmalte dental	83
Cobre	117
Acero estructural	200
Diamante	1220

El pascal también es equivalente a la unidad SI de densidad de energía, el julio por metro cúbico. Esto se aplica no solo a la termodinámica de los gases presurizados, sino también a la densidad de energía de los campos eléctricos , magnéticos y gravitacionales .

El pascal se utiliza para medir la presión del sonido. La sonoridad es la experiencia subjetiva de la presión del sonido y se mide como un nivel de presión del sonido (SPL) en una escala logarítmica de la presión del sonido en relación con alguna presión de referencia. Para el sonido en el aire, se considera que una presión de 20 μPa está en el umbral de audición para los humanos y es una presión de referencia común, por lo que su SPL es cero.

La hermeticidad de los edificios se mide a 50 Pa.​

En medicina, la presión arterial se mide en milímetros de mercurio (mm Hg, muy cerca de un Torr). La presión arterial normal en un adulto es inferior a 120 mm Hg de PA sistólica (PAS) y de menos de 80 mm Hg de PA diastólica (PAD).​ Convierta mm Hg a unidades SI de la siguiente manera: 1 mm Hg = 0,13332 kPa.​ Por lo tanto, la presión arterial normal en unidades SI es inferior a 16,0 kPa SBP y menos de 10,7 kPa DBP. Estos valores son similares a la presión de la columna de agua de la altura humana promedio; por lo tanto, la presión debe medirse en el brazo aproximadamente al nivel del corazón.

Aplicaciones y órdenes de magnitud típicos

Micropascales

El valor de referencia para el nivel de presión sonora L p = 0 dB ( decibelios ) se define como una presión sonora de 20 µPa y se considera el umbral de audición. Para medir el nivel de presión sonora se utiliza la fórmula:

$L_{P}=20\times \log {\frac {P_{1}}{P_{0}}}$

en donde P₁ es la presión sonora eficaz (RMS); P₀ es la presión de referencia y se toma como referencia 20 μPa y log es el logaritmo decimal.

Hectopascal

El hectopascal (hPa) es una unidad de presión que equivale a 100 pascales. Es usado por su equivalencia con el milibar, medida común para expresar la presión atmosférica.

Kilopascal

El kilopascal (kPa), esto es 10³ pascales, es la medida más habitual para indicar la presión de los neumáticos,​ así como se utiliza en submarinismo.​

Megapascal

El megapascal (MPa), esto es 10⁶ pascales, equivale al N/mm². De uso habitual en ingeniería estructural, la resistencia de materiales y la ingeniería mecánica. Se utiliza generalmente para cálculo de cimentaciones y secciones resistentes en estructuras, donde las resistencias suelen darse en N/mm² y las tensiones o esfuerzos sobre el terreno en MPa.

• 1 MPa = 1 000 000 Pa
• 1 MPa = 1 N/mm²
• 1 MPa = 10,197 kgf/cm​

Véase también

• Presión
• Principio de Pascal
• Sistema Internacional de Unidades
• Módulo de Young
• Presión atmosférica
• Prefijos del Sistema Internacional
• Principio de Pascal
• Meteorología
• Medida de la presión

Bibliografía

• [Kaye et Laby 1956] (en) George W. C. Kaye et Thomas H. Laby, Tables of physical and chemical constants : and some mathematical functions [« Tables des constantes de physique et de chimie : et certaines fonctions mathématiques »], Londres et New York, Longmans, Green & Co., 1956, 11e éd. (1re éd. 1911), 1 vol., VI-233, 26 cm (OCLC 19856940, lire en ligne [archive]).
• [BIPM 1971] Bureau international des poids et mesures (BIPM), Comptes rendus des séances de la 14e Conférence internationale des poids et mesures : Paris, 4-8 octobre 1971, Paris, Gauthier-Villars, avr. 1972, 1re éd., 1 vol., 142-[1] (lire en ligne [archive] [PDF]).
• [Jerrard et McNeill 1992] (en) Harold G. Jerrard et Donald B. McNeill, Dictionary of scientific units : including dimensionless numbers and scales [« Dictionnaire des unités scientifiques : incluant les nombres sans dimension et les échelles »], Londres et New York, Chapman & Hall, août 1992 (réimpr. déc. 2012), 6e éd. (1re éd. 1963), 1 vol., IX-255, 16 × 24 cm (ISBN 0-412-46720-8, EAN 9780412467202, OCLC 299996920, BNF 37435744, DOI 10.1007/978-94-011-2294-8, SUDOC 015831906, présentation en ligne [archive], lire en ligne [archive]), s.v. pascal (Pa), p. 120.
• [D. 1961] Décret no 61-501 du 3 mai 1961 relatif aux unités de mesure et au contrôle des instruments de mesure [archive] [PDF], dans Journal officiel de la République française : lois et décrets, vol. 93e an., no 119, 20 mai 1961, p. 4584-4586 (version en vigueur [archive]).

• Datos: Q44395
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