파스칼 (단위)

파스칼(Pascal, PA)은 압력이나 변형력(stress)의 단위이다. 국제단위계의 유도단위이며, 기호로 Pa를 사용한다. 단위 면적당 힘으로 Pa = N/m2이며, 국제단위계의 기본단위로 표현하면, Pa = m-1·kg·s-2이다.

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개요[편집]

파스칼이라는 단위의 이름은 프랑스의 수학자, 물리학자이자 철학자인 블레즈 파스칼(Blaise Pascal)의 이름을 따온 것이다. 물리학자로서 파스칼은 유체를 연구하여 업적을 남겼는데, 밀폐된 유체의 일부에 압력을 가하면 같은 크기의 압력이 유체 내의 모든 곳에 전달된다는 파스칼의 원리(Pascal's principle)는 유압기 등에 널리 응용되고 있다. 압력은 힘의 크기를 힘이 작용하고 있는 면의 면적으로 나눈 양이다. 유체에서 유체 정지 압력(hydrostatic pressure)은 모든 방향으로 크기가 같으므로 스칼라양으로 취급할 수 있다. 한편 고체의 면에 힘을 가할 때는, 예를 들어 수직으로 누를 때와 면에 평행한 방향으로 밀 때의 효과가 다르고, 크기와 방향이 같은 힘이라도 고체의 어느 방향의 면에 작용하느냐에 따라 효과가 다르므로, 힘의 방향과 면의 방향(면에 바깥쪽으로 수직인 방향)을 모두 고려해 주어야 힘의 효과를 알 수 있다. 따라서 고체의 면에 작용하는 단위면적당 힘인 변형력 혹은 응력은 일반적으로 텐서로 표시되는 양이다. 압력이나 변형력은 단위가 N인 힘을 단위가 m2인 면적으로 나눈 양이므로, 그 단위는 국제단위계에서 N/m2이며, 이를 파스칼이라는 이름으로 부른다.^[1]

정의[편집]

{\rm {1~Pa=1~{\frac {N}{m^{2}}}=1~{\frac {\frac {kg\cdot m}{s^{2}}}{m^{2}}}=1~{\frac {kg}{m\cdot s^{2}}}}}

여기서 N은 뉴턴, m은 미터, kg은 킬로그램, s는 초를 말한다.

**압력 단위계**^[2]
v · d · e · h	파스칼 (Pa)	바 (bar)	공학 기압 (at)	기압 (atm)	토르 (Torr)	제곱 인치 당 파운드 (psi)
1 Pa	≡ 1 N/m²	10⁻⁵	1.0197×10⁻⁵	9.8692×10⁻⁶	7.5006×10⁻³	145.04×10⁻⁶
1 bar	100,000	≡ 10⁶dyn/cm²	1.0197	0.98692	750.06	14.504
1 at	98,066.5	0.980665	≡ 1 kgf/cm²	0.96784	735.56	14.223
1 atm	101,325	1.01325	1.0332	≡ 1 atm	760	14.696
1 Torr	133.322	1.3332×10⁻³	1.3595×10⁻³	1.3158×10⁻³	≡ 1 Torr; ≈ 1 mmHg	19.337×10⁻³
1 psi	6,894.76	68.948×10⁻³	70.307×10⁻³	68.046×10⁻³	51.715	≡ 1 lbf/in²

응용[편집]

일상생활에서 압력은 대기압을 나타낼 때 많이 쓰이는데, 1 기압(atmosphere, 기호 atm)은 수은기압계에서의 수은주 높이(h) 0.76 m에 해당한다. 이 때의 대기압은 $p=pgh$ 로 계산할 수 있는데, $p$ 는 수은의 밀도 13.596 x 103 kg/m3이고, $g$ 는 중력가속도로 9.806 m/s2이다. 숫자 값을 계산하면 $p$ = (13.596 x 103 kg/m3) x (9.806 m/s2) x (0.76 m) = 101,325 Pa이다. 지금은 중력가속도를 정확히 9.80665 mm/s2으로 정하였지만, 1 atm = 101,325 Pa은 정확한 환산식으로 사용된다. 다른 압력의 단위로는 바(bar)도 있는데, 1 bar는 105 Pa로서 약 0.987 atm에 해당한다. 한편 수은주 1 mm에 해당하는 압력인 밀리미터 수은주(millimeter of mercury, mmHg)도 압력의 단위로 쓰이는데, 1 mmHg = 101,325/760 Pa ≈ 1.333 224 x 102 Pa이다. 단위 mmHg는 토르(torr, 기호 Torr)라고도 하는데, 진공 시스템 등에서 낮은 압력을 나타낼 때 많이 쓰인다. 토르는 수은기압계 실험을 처음 한 이탈리아 물리학자 에반젤리스타 토리첼리(Evangelista Torricelli)의 이름에서 나온 것이다. 이들 여러 압력의 단위를 한데 모아 비교하면 1 atm = 1013.25 hPa = 1013.25 mbar = 760 mmHg = 760 Torr이다.^[1]

각주[편집]

↑ ^1.0 ^1.1 〈파스칼 (단위)〉, 《물리학백과》
↑ 〈파스칼 (단위)〉, 《위키백과》
↑ 〈(수학자 소개) 블레즈 파스칼〉, 《수학대왕》
↑ 크리스천라이프 편집부, 〈프랑스의 수학자 · 물리학자 · 철학자, 블레즈 파스칼 (Blaise Pascal, 1623 ~ 1662)〉, 《크리스천라이프》, 2014-06-19

참고자료[편집]

〈파스칼 (단위)〉, 《위키백과》
〈파스칼 (단위)〉, 《네이버 지식백과》
〈(수학자 소개) 블레즈 파스칼〉, 《수학대왕》
크리스천라이프 편집부, 〈프랑스의 수학자 · 물리학자 · 철학자, 블레즈 파스칼 (Blaise Pascal, 1623 ~ 1662)〉, 《크리스천라이프》, 2014-06-19

같이 보기[편집]

kPa

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