El pascal (símbolo: Pa) es una unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades (SI) utilizada para medir la presión interna, la tensión mecánica, el módulo de Young y la resistencia a la tracción. Se define como un newton por metro cuadrado (N/m²).
La unidad recibe su nombre en honor a Blaise Pascal, célebre por sus contribuciones a la hidrodinámica, la hidrostática y sus experimentos con barómetros. La 14ª Conferencia General sobre Pesos y Medidas, en 1971, adoptó oficialmente el pascal como unidad SI de presión.
Equivalencias del Pascal con otras unidades de presión
A continuación, se presenta una tabla con conversiones de pascales a otras unidades de presión:
| Unidad de presión | Equivalencia en Pascales (Pa) |
|---|---|
| 1 N/m² | 1 Pa |
| 1 atmósfera (atm) | 101325 Pa |
| 1 bar | 100000 Pa |
| 1 kg/m² | 9.80665 Pa |
| 1 mm de columna de agua (mm H₂O) | 9.80665 Pa |
| 1 mm de mercurio (mm Hg) | 133.322 Pa |
Algunos múltiplos comunes del pascal son:
- Hectopascal (hPa): 1 hPa = 100 Pa (equivalente a un milibar).
- Kilopascal (kPa): 1 kPa = 1,000 Pa.
- Megapascal (MPa): 1 MPa = 1,000,000 Pa.
- Gigapascal (GPa): 1 GPa = 1,000,000,000 Pa.
La atmósfera estándar (atm) se define como 101.325 Pa, lo que equivale a la presión atmosférica promedio a nivel del mar a una latitud de 45°N.
Ejemplos de en que se utiliza el pascal
El pascal (Pa) o kilopascal (kPa) como unidad de medida de la presión es ampliamente utilizado en todo el mundo y ha reemplazado en gran medida libras por pulgada cuadrada (psi), excepto en algunos países que todavía usan el sistema de medición imperial o en los EE. UU.
Los geofísicos usan la gigapascal (GPa) para medir o calcular tensiones y presiones tectónicas dentro de la Tierra .
La elastografía médica mide la rigidez tisular de forma no invasiva con ultrasonidos o con imágenes de resonancia magnética, y a menudo muestra el módulo de Young o el módulo de cizalla 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 el uso de ingeniería, debido a que el pascal representa una cantidad muy pequeña, la megapascal (MPa) es la unidad preferida para estos usos.
El pascal también es equivalente a la unidad del sistema internaciona de medidas de densidad de energía, J / m3. 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.
En las mediciones de la presión del sonido o la intensidad del sonido, un pascal equivale a 94 decibeles SPL.
La hermeticidad de los edificios se mide a 50 pascales (Pa).
Las unidades de presión atmosférica comúnmente utilizadas en meteorología eran anteriormente el bar, que estaba cerca de la presión de aire promedio en la Tierra, y el milibar. Desde la introducción de las unidades del sistema internacional de medidas (SI), los meteorólogos generalmente miden las presiones en unidades de hectopascales (hPa), equivalentes a 100 pascales o 1 milibar.
Las excepciones incluyen Canadá, que usa kilopascales (kPa). En muchos otros campos de la ciencia, se prefiere el SI, lo que significa que se prefiere Pa con un prefijo (en múltiplos de 1000).
Muchos países también usan milibares o hectopascales para dar ajustes al altímetro de la aviación . En prácticamente todos los demás campos, se usa el kilopascal (1000 pascales) en su lugar.
El principio de Pascal
El principio de Pascal, formulado por Blaise Pascal en el siglo XVII, establece que la presión ejercida sobre un fluido incompresible y confinado se transmite íntegramente y con igual intensidad en todas las direcciones. Esto significa que cualquier cambio de presión aplicado en un punto del fluido afecta a todos los puntos del fluido por igual.
Este principio es fundamental en la mecánica de fluidos y tiene aplicaciones en dispositivos como prensas hidráulicas, frenos hidráulicos y sistemas de elevación. En una prensa hidráulica, por ejemplo, una pequeña fuerza aplicada a un pistón de menor área se traduce en una gran fuerza en un pistón de mayor área, permitiendo la amplificación de la fuerza con eficiencia.
Gracias a este principio, los sistemas hidráulicos pueden mover grandes cargas con un esfuerzo relativamente pequeño, lo que los hace esenciales en ingeniería y maquinaria industrial.
Biografía y méritos de Blaise Pascal
Blaise Pascal (Clermont-Ferrand, 19 de junio del 1623 - París, 19 de agosto del 1,662) fue un filósofo, matemático, físico, inventor, escritor, moralista, místico y teólogo occitano, considerado uno de los personajes más brillantes de la sabiduría occidental y probablemente el único que ocupa puestos de primera línea en los manuales de todas las disciplinas que cultivó.
En su madurez, sin embargo, se aproximó al jansenismo, y, frente al racionalismo imperante, emprendió la formulación de una filosofía de signo cristiano (truncada por su prematuro fallecimiento), en la que sobresalen especialmente sus reflexiones sobre la condición humana, de la que supo apreciar tanto su grandiosa dignidad como su mísera insignificancia.
Invenciones y descubrimientos de Blaise Pascal
La pascaline
En 1642, inspirado por la idea de hacer más fácil el trabajo de cálculo de impuestos de su padre, Blaise Pascal comenzó a trabajar en una calculadora llamada Pascaline. (El erudito alemán William Schickard había desarrollado y fabricado una versión anterior de la calculadora en 1623).
La Pascalina era una calculadora numérica de ruedas con esferas móviles, cada una representando un dígito numérico.
La invención, sin embargo, no estuvo exenta de problemas técnicos: existía una discrepancia entre el diseño de la calculadora y la estructura de la moneda francesa en ese momento. Pascal continuó trabajando en la mejora del dispositivo, con 50 prototipos producidos en 1652, pero la Pascaline nunca fue un gran éxito de ventas.
La generación de las secciones cónicas
En 1648, Pascal comenzó a escribir más de sus teoremas en La generación de las secciones cónicas , pero empujó el trabajo a un lado hasta la década siguiente.
Teoría de Torricelli
A fines de la década de 1640, Pascal centró temporalmente sus experimentos en las ciencias físicas. Siguiendo los pasos de Evangelista Torricelli, Pascal experimentó cómo la presión atmosférica podría estimarse en términos de peso.
En 1648, al pedirle a su cuñado que tomara lecturas de la presión barométrica a varias altitudes en una montaña (Pascal era demasiado pobre para hacer la caminata él mismo), validó la teoría de Torricelli sobre la causa de las variaciones barométricas.
Máquina de ruleta de Pascal: la base de la teoría matemática de la probabilidad
En la década de 1650, Pascal se dedicó a tratar de crear una máquina de movimiento perpetuo, cuyo objetivo era producir más energía de la que usaba.
En el proceso, tropezó con una invención accidental y en 1655 nació la máquina de ruleta de Pascal. Apropiadamente, él sacó su nombre de la palabra francesa para "pequeña rueda".
La superposición de su trabajo en la ruleta fue la correspondencia de Pascal con el teórico matemático Pierre de Fermat, que comenzó en 1654. A través de sus cartas sobre el juego y los propios experimentos de Pascal, descubrió que hay una probabilidad fija de un resultado particular cuando se trata del rollo de los dados.
Este descubrimiento fue la base de la teoría matemática de la probabilidad, con los escritos de Pascal sobre el tema publicados póstumamente.
Reloj de pulsera
Aunque las fechas específicas son inciertas, Pascal también inventó una forma primitiva del reloj de pulsera. Fue una invención informal, por decir lo menos: se sabía que el matemático se colocaba su reloj de bolsillo en la muñeca con un trozo de cuerda, presumiblemente por conveniencia mientras retocaba con otros inventos.