O pascal (símbolo: Pa) é uma unidade derivada do Sistema Internacional de Unidades (SI) usada para medir pressão interna, estresse mecânico, módulo de Young e resistência à tração. É definido como um newton por metro quadrado (N/m²).
A unidade recebeu o nome de Blaise Pascal, famoso por suas contribuições à hidrodinâmica, hidrostática e seus experimentos com barômetros. A 14ª Conferência Geral sobre Pesos e Medidas, em 1971, adotou oficialmente o pascal como unidade de pressão do SI.
Equivalências do Pascal com outras unidades de pressão
Abaixo está uma tabela com conversões de pascal para outras unidades de pressão:
| Unidade de pressão | Equivalência em Pascal (Pa) |
|---|---|
| 1 N/m² | 1 ano |
| 1 atmosfera (atm) | 101325 PA |
| 1 barra | 100000 Pa |
| 1 kg/m² | 9,80665 PA |
| 1 mm de coluna de água (mm H₂O) | 9,80665 PA |
| 1 mm de mercúrio (mm Hg) | 133.322 PA |
Alguns múltiplos comuns do pascal são:
- Hectopascal (hPa) : 1 hPa = 100 Pa (equivalente a um milibar).
- Quilopascal (kPa) : 1 kPa = 1.000 Pa.
- Megapascal (MPa) : 1 MPa = 1.000.000 Pa.
- Gigapascal (GPa) : 1 GPa = 1.000.000.000 Pa.
A atmosfera padrão (atm) é definida como 101,325 Pa, que é equivalente à pressão atmosférica média ao nível do mar na latitude 45°N.
Exemplos de como o pascal é usado
O pascal (Pa) ou quilopascal (kPa) como unidade de medida de pressão é amplamente utilizado em todo o mundo e substituiu amplamente as libras por polegada quadrada (psi), exceto em alguns países que ainda usam o sistema de medição imperial ou nos EUA.
Os geofísicos usam o gigapascal (GPa) para medir ou calcular tensões e pressões tectônicas na Terra.
A elastografia médica mede a rigidez do tecido de forma não invasiva com ultrassom ou ressonância magnética e geralmente exibe o módulo de Young ou o módulo de cisalhamento do tecido em quilopascais.
Na ciência e engenharia de materiais, o pascal mede a rigidez, a resistência à tração e a resistência à compressão dos materiais. Na engenharia, como o pascal representa uma quantidade muito pequena, o megapascal (MPa) é a unidade preferida para esses usos.
O pascal também é equivalente à unidade SI de densidade de energia, J/m3. Isso se aplica não apenas à termodinâmica dos gases pressurizados, mas também à densidade de energia dos campos elétricos, magnéticos e gravitacionais.
Em medições de pressão sonora ou intensidade sonora, um pascal equivale a 94 decibéis SPL.
A estanqueidade ao ar dos edifícios é medida em 50 pascal (Pa).
As unidades de pressão atmosférica comumente usadas em meteorologia eram antigamente o bar, que era próximo à pressão média do ar na Terra, e o milibar. Desde a introdução das unidades do Sistema Internacional de Medidas (SI), os meteorologistas geralmente medem pressões em unidades de hectopascais (hPa), equivalentes a 100 pascais ou 1 milibar.
As exceções incluem o Canadá, que usa quilopascais (kPa). Em muitos outros campos da ciência, o SI é o preferido, o que significa que Pa com um prefixo (em múltiplos de 1000) é o preferido.
Muitos países também usam milibares ou hectopascais para fornecer configurações de altímetro de aviação. Em praticamente todos os outros campos, o quilopascal (1000 pascal) é usado.
Princípio de Pascal
O princípio de Pascal, formulado por Blaise Pascal no século XVII, afirma que a pressão exercida sobre um fluido incompressível e confinado é transmitida inteiramente e com igual intensidade em todas as direções. Isso significa que qualquer mudança de pressão aplicada em um ponto do fluido afeta todos os pontos do fluido igualmente.
Este princípio é fundamental na mecânica dos fluidos e tem aplicações em dispositivos como prensas hidráulicas, freios hidráulicos e sistemas de elevação. Em uma prensa hidráulica, por exemplo, uma pequena força aplicada a um pistão de área menor é convertida em uma grande força em um pistão de área maior, permitindo que a força seja amplificada de forma eficiente.
Graças a esse princípio, os sistemas hidráulicos podem mover grandes cargas com relativamente pouco esforço, o que os torna essenciais em máquinas de engenharia e industriais.
Biografia e méritos de Blaise Pascal
Blaise Pascal (Clermont-Ferrand, 19 de junho de 1623 - Paris, 19 de agosto de 1662) foi um filósofo, matemático, físico, inventor, escritor, moralista, místico e teólogo occitano, considerado uma das figuras mais brilhantes da sabedoria ocidental e provavelmente o único que ocupa posições de destaque nos manuais de todas as disciplinas que cultivou.
Na sua maturidade, porém, aproximou-se do jansenismo e, em contraste com o racionalismo prevalecente, empreendeu a formulação de uma filosofia de caráter cristão (interrompida pela sua morte prematura), na qual se destacam as suas reflexões sobre a condição humana, da qual soube apreciar tanto a sua grandiosa dignidade como a sua miserável insignificância.
Invenções e descobertas de Blaise Pascal
Pascalina
Em 1642, inspirado pela ideia de facilitar o cálculo de impostos de seu pai, Blaise Pascal começou a trabalhar em uma calculadora chamada Pascaline. (O estudioso alemão William Schickard desenvolveu e fabricou uma versão anterior da calculadora em 1623.)
A Pascaline era uma calculadora numérica com rodas e mostradores móveis, cada um representando um dígito numérico.
A invenção, no entanto, não foi isenta de problemas técnicos: havia uma discrepância entre o design da calculadora e a estrutura da moeda francesa da época. Pascal continuou trabalhando para melhorar o dispositivo, com 50 protótipos produzidos até 1652, mas a Pascaline nunca foi um grande sucesso de vendas.
A geração de seções cônicas
Em 1648, Pascal começou a escrever mais de seus teoremas sobre a Geração de Seções Cônicas, mas deixou o trabalho de lado até a década seguinte.
Teoria de Torricelli
No final da década de 1640, Pascal concentrou temporariamente seus experimentos nas ciências físicas. Seguindo os passos de Evangelista Torricelli, Pascal fez experiências sobre como a pressão atmosférica poderia ser estimada em termos de peso.
Em 1648, ao pedir ao seu cunhado que fizesse leituras de pressão barométrica em várias altitudes em uma montanha (Pascal era pobre demais para fazer a caminhada sozinho), ele validou a teoria de Torricelli sobre a causa das variações barométricas.
Máquina de Roleta de Pascal: A Base da Teoria Matemática da Probabilidade
Na década de 1650, Pascal começou a tentar criar uma máquina de movimento perpétuo, cujo objetivo era produzir mais energia do que consumia.
No processo, ele tropeçou em uma invenção acidental e em 1655 nasceu a máquina de roleta de Pascal. Apropriadamente, seu nome vem da palavra francesa para "pequena roda".
Sobrepondo-se ao seu trabalho sobre roleta estava a correspondência de Pascal com o teórico matemático Pierre de Fermat, que começou em 1654. Por meio de suas cartas sobre o jogo e dos próprios experimentos de Pascal, ele descobriu que há uma probabilidade fixa de um resultado específico quando se trata do lançamento de dados.
Essa descoberta formou a base da teoria matemática da probabilidade, com os escritos de Pascal sobre o assunto publicados postumamente.
Relógio de pulso
Embora datas específicas sejam incertas, Pascal também inventou uma forma inicial de relógio de pulso. Foi uma invenção informal, para dizer o mínimo: o matemático era conhecido por prender seu relógio de bolso ao pulso com um pedaço de barbante, provavelmente por conveniência enquanto ele mexia em outras invenções.