파스칼 (단위)

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1. 개요
2. 정의
3. 명칭 및 기호
4. 사용
5. 배량 및 분량 단위
- 5.1. 헥토파스칼과 밀리바
- 5.2. 단위 표기 시 주의사항
6. 환산
7. 유니코드 문자
참조

1. 개요

파스칼(Pa)은 1 뉴턴(N)의 힘이 1제곱미터(m²)의 면에 수직으로 가해질 때 작용하는 압력을 나타내는 SI 유도 단위이다. 이 단위는 유체역학 및 유체정역학 분야에 기여한 블레즈 파스칼의 이름을 따서 명명되었으며, 1971년 국제도량형총회에서 채택되었다. 파스칼은 기상학, 재료과학, 공학 등 다양한 분야에서 사용되며, 헥토파스칼(hPa), 킬로파스칼(kPa), 메가파스칼(MPa), 기가파스칼(GPa) 등의 배량 및 분량 단위가 널리 사용된다.

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파스칼 (단위)
개요
kPa (검은색 눈금) 단위로 읽는 압력 게이지
명칭	파스칼
기호	Pa
정의	1 m² 당 1 N의 힘이 작용하는 압력 또는 응력
유래	블레즈 파스칼
SI 단위
물리량	압력 또는 응력
SI 기본 단위	kg⋅m⁻¹⋅s⁻²
다른 단위로 표현	N/m² = J/m³
환산
미국 단위계	1.450 × 10⁻⁴ psi
기압	9.869 × 10⁻⁶ 기압
바 (단위)	10⁻⁵ bar
CGS 단위	10 Ba
표준 대기압
정의	101,325 Pa

2. 정의

1 뉴턴(N)의 힘이 1 제곱미터(m²)의 면적에 수직으로 작용할 때의 압력이다.

파스칼(Pa)을 SI 기본 단위로 나타내면 다음과 같다.

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

여기서 '''N'''은 뉴턴, '''m'''은 미터, '''kg'''은 킬로그램, '''s'''는 초이다.

또한 SI 유도 단위인 줄(J)을 사용하여 다음과 같이 나타낼 수도 있다.^[9]

: ${\rm 1~Pa = 1~N/m^2 = 1~kg/(m {\cdot} s^2) = 1~J/m^3 }$

여기서 J는 줄이다.

3. 명칭 및 기호

이 단위는 유체역학과 유체정역학에 기여하고 기압계 실험으로 유명한 블레즈 파스칼의 이름을 따서 명명되었다. SI 단위인 뉴턴 매 제곱미터(N/m²)에 대한 고유 명칭 파스칼(Pascal)과 그 기호 Pa는 1971년 제14차 국제도량형총회 (CGPM)에서 채택되었다.^[7]^[8]

4. 사용

파스칼(Pa) 또는 킬로파스칼(kPa)은 압력 측정 단위로 전 세계적으로 널리 사용된다. 일부 영국 단위계나 미국 단위계를 사용하는 국가, 특히 미국을 제외하고는 기존의 제곱 인치당 파운드(psi) 단위를 대체하였다.

표준 대기압은 다음과 같이 정의된다.

101,325 Pa
= 101.325 kPa
= 1013.25 hPa
= 0.101325 MPa
= 1013.25 mbar
= 760 토르 (ISO 2533 기준)
= 14.696 psi

이 표준 대기압 값(101.325 kPa)은 종종 기준 압력으로 사용되며, 국제 표준화 기구(ISO)의 ISO 2787(공압 공구 및 압축기), ISO 2533(항공 우주), ISO 5024(석유) 등 일부 국가 및 국제 표준에서 지정되어 있다.^[10] 반면, 국제 순수·응용 화학 연합(IUPAC)은 물질의 특성을 보고할 때 100 kPa를 표준 압력으로 사용할 것을 권장한다.^[11]

자주 사용되는 배수·분량 단위는 다음과 같다. 이 중 기상학을 제외한 분야에서는 주로 1000의 배수 접두사를 사용하는 것이 선호된다.^[31]^[32]

1 헥토파스칼 (hPa) = 100 Pa = 1 mbar
1 킬로파스칼 (kPa) = 1,000 Pa = 10 hPa
1 메가파스칼 (MPa) = 1,000,000 Pa = 1,000 kPa
1 기가파스칼 (GPa) = 1,000,000,000 Pa = 1,000,000 kPa

기상학에서는 전통적으로 사용하던 밀리바(mbar)와 동일한 값인 헥토파스칼(hPa)을 기압의 단위로 주로 사용한다. SI 단위계 도입 이후에도 기존 단위 사용을 선호하는 경향이 반영된 것이다.

재료과학 및 공학에서는 재료의 영률, 인장 강도, 압축 강도 등을 측정하는 데 메가파스칼(MPa = N/m²)이나 기가파스칼(GPa = N/m²)을 주로 사용한다. 파스칼 단위 자체는 공학적 기준으로 매우 작기 때문에, 보통 메가파스칼(MPa)이 선호된다.

재료	영률 (GPa)
나일론 6	2–4
대마 섬유	35
알루미늄	69
치아 법랑질	83
구리	117
구조용 강철	200
다이아몬드	1220

지구물리학에서는 지구 내부의 지각 응력과 압력을 측정하거나 계산할 때 기가파스칼(GPa)을 사용한다.

의학 분야에서는 탄성 영상술(elastography) 시 의료 초음파나 자기 공명 영상(MRI)을 이용해 조직의 강성을 비침습적으로 측정하며, 이때 조직의 영률이나 전단 탄성 계수를 킬로파스칼(kPa) 단위로 표시하는 경우가 많다. 또한 혈압 측정에는 전통적으로 밀리미터 수은주(mmHg, 약 1 토르)가 사용되지만, SI 단위로 변환할 수 있다. 정상 성인 혈압은 수축기 혈압(SBP) 120 mmHg 미만, 이완기 혈압(DBP) 80 mmHg 미만이다.^[16] 이를 SI 단위로 변환하면 1 mmHg = 0.13332 kPa 이므로, 정상 혈압은 SBP 16.0 kPa 미만, DBP 10.7 kPa 미만이다.

음압 및 음압 레벨(SPL) 측정에도 파스칼이 사용된다. 소리의 크기는 음압에 대한 주관적인 경험으로, 기준 압력(일반적으로 공기 중에서 인간의 청력 역치인 20 μPa)에 대한 음압의 로그 스케일로 측정된다. 기준 압력 20 μPa는 SPL 0에 해당한다.

건축 분야에서는 블로어 도어 테스트를 이용해 건물의 기밀성을 측정하며, 이때 기준 압력으로 50 Pa를 사용한다.^[15]

파스칼은 SI 단위계에서 에너지 밀도(세제곱미터당 줄, J/m³)와 동일하다. 이는 가압 기체의 열역학뿐만 아니라 전기장, 자기장, 중력장의 에너지 밀도 계산에도 적용된다.

일본에서는 1999년 10월 이후 공식적으로 파스칼 단위로 전환되었다. 공학 분야에서는 기존 단위인 1 kgf/cm²를 98.0665 kPa로 환산하지만, 자동차 타이어 공기압 등 일상적인 용도로는 편의상 1 kgf/cm² = 100 kPa로 환산하는 경우가 많다.

과거 소비에트 연방에서 1933년부터 1955년까지 사용된 미터-톤-초 단위계의 압력 단위인 피에즈(pieze)는 1 킬로파스칼(kPa)과 같다.

유니코드에는 CJK 호환성 블록에 파스칼(㎩, U+33A9) 및 킬로파스칼(㎪, U+33AA)을 나타내는 특수 문자가 있지만, 이는 구형 문자 집합과의 호환성을 위한 것으로 현재는 사용이 권장되지 않는다.^[12]^[13]

5. 배량 및 분량 단위

파스칼 단위의 십진 배수와 분량 단위는 표준 SI 단위 접두어를 사용하여 형성된다. 자주 사용되는 배량·분량 단위는 헥토파스칼(hPa), 킬로파스칼(kPa), 메가파스칼(MPa), 기가파스칼(GPa)이다. 기상학 이외의 분야에서는 일반적으로 1000의 배수 형태인 접두사를 사용하는 것이 선호된다.^[31]^[32]

파스칼(Pa)의 SI 단위 배수 및 분량 단위
배수			부분 배수
값	이름	기호	값	이름	기호
10¹ Pa	데카파스칼	daPa	10⁻¹ Pa	데시파스칼	dPa
10² Pa	헥토파스칼	hPa	10⁻² Pa	센티파스칼	cPa
10³ Pa	킬로파스칼	kPa	10⁻³ Pa	밀리파스칼	mPa
10⁵ Pa	바 (SI 단위 아님)	bar
10⁶ Pa	메가파스칼	MPa	10⁻⁶ Pa	마이크로파스칼	μPa
10⁹ Pa	기가파스칼	GPa	10⁻⁹ Pa	나노파스칼	nPa
10¹² Pa	테라파스칼	TPa	10⁻¹² Pa	피코파스칼	pPa
10¹⁵ Pa	페타파스칼	PPa	10⁻¹⁵ Pa	펨토파스칼	fPa
10¹⁸ Pa	엑사파스칼	EPa	10⁻¹⁸ Pa	아토파스칼	aPa
10²¹ Pa	제타파스칼	ZPa	10⁻²¹ Pa	젭토파스칼	zPa
10²⁴ Pa	요타파스칼	YPa	10⁻²⁴ Pa	욕토파스칼	yPa
10²⁷ Pa	론나파스칼	RPa	10⁻²⁷Pa	론토파스칼	rPa
10³⁰ Pa	퀘타파스칼	QPa	10⁻³⁰ Pa	퀘크토파스칼	qPa

'''주요 배량 단위'''

'''헥토파스칼''' (hPa): 1 hPa = 100 Pa = 1 밀리바(mbar). 주로 기상학 분야에서 기압의 단위로 널리 사용된다.
'''킬로파스칼''' (kPa): 1 kPa = 1,000 Pa. 1기압 정도의 압력에 자주 사용된다. 일본에서는 1999년 10월 이후 기압 단위로 파스칼을 사용하게 되었다. 공학적으로는 1 kgf/cm² = 98.0665 kPa로 환산하지만, 자동차 타이어의 공기압 등 일상적인 용도로는 1 kgf/cm² ≈ 100 kPa로 간주하는 경우가 많다. 구 소비에트 연방에서 사용된 압력 단위인 피에즈(pieze)는 1 kPa와 같다. 의료 분야의 탄성 영상에서는 조직의 영률이나 전단 탄성 계수를 kPa 단위로 표시하기도 한다.
'''메가파스칼''' (MPa): 1 MPa = 1,000,000 Pa (또는 1 N/mm²). 재료 역학 및 재료 공학 분야에서 재료의 영률, 인장 강도, 압축 강도 등을 측정하는 데 주로 사용된다.
'''기가파스칼''' (GPa): 1 GPa = 1,000,000,000 Pa (또는 1 kN/mm²). 메가파스칼과 마찬가지로 재료과학 분야에서 사용되며, 지구물리학에서는 지구 내부의 높은 응력을 측정하고 기술하는 데 사용된다.

참고로, 표준 대기압은 다음과 같이 여러 단위로 표현될 수 있다. (ISO 2533 기준)

101,325 Pa = 101.325 kPa = 1013.25 hPa = 0.101325 MPa = 1013.25 mbar ≈ 760 토르 ≈ 14.696 psi

5. 1. 헥토파스칼과 밀리바

기상학 분야에서는 오랫동안 기압의 단위로 밀리바(mbar)를 사용해 왔다. 국제 단위계(SI)가 도입된 이후에도 기존에 사용하던 압력 수치를 그대로 유지하기 위해, 밀리바와 동일한 값인 '''헥토파스칼'''(hPa)을 사용하게 되었다. 즉, 1 hPa는 1 mbar와 같으며, 이는 100 Pa에 해당한다.

오늘날 전 세계 대부분의 국가에서 일기 예보, 날씨 지도 등 기상 관련 분야에서 헥토파스칼을 표준 단위로 사용하고 있다.^[17]^[18]^[19]^[20]^[21]^[22]^[23]^[33]^[34]^[35]^[36]^[37]^[38]^[39] 일본에서는 1992년 12월 1일부터 밀리바 대신 헥토파스칼을 사용하기 시작했다.

다만, 캐나다^[24]와 포르투갈에서는 킬로파스칼(kPa)을 기압 단위로 사용하고 있다. 다른 과학 분야에서는 일반적으로 1000의 거듭제곱 형태인 SI 접두어(킬로(k), 메가(M) 등)를 선호하기 때문에, 100을 의미하는 '헥토(h)' 접두어를 사용하는 헥토파스칼은 기상학 외 분야에서는 잘 쓰이지 않는다.^[24]^[25] 여전히 일부 국가에서는 대기압 측정에 밀리바를 사용하기도 하지만, 다른 대부분의 분야에서는 킬로파스칼(kPa)이 더 널리 사용된다.^[26]

5. 2. 단위 표기 시 주의사항

단위 기호는 국제적인 합의를 통해 규정된 것으로, 대문자와 소문자의 구별에 대해서도 엄격하게 규정되어 있다.^[40]

다음과 같은 오기가 종종 존재한다.

메가파스칼(MPa)에 대한 "Mpa"라는 오기: 민간 기업의 기술 자료에서 자주 발견된다. 기술자가 개인용 컴퓨터로 문서를 작성할 때, "MPa"로 올바르게 입력해도, 사용한 일본어 변환 소프트웨어의 자동 수정 기능에 의해 "Mpa"로 잘못 수정되어, 그것이 수정되지 않고 방치됨으로써 발생하는 오류이다.
메가파스칼(MPa)과 밀리파스칼(mPa)의 혼동: SI 접두어의 사용에서, 대문자와 소문자를 엄격하게 구별하는 원칙에 대한 이해 부족으로 인한 오류이다.
킬로파스칼(kPa)에 대한 "KPa", "Kpa"라는 오기: 파스칼의 경우에 한정되지 않고, 킬로그램(kg)을 "Kg"로 잘못 표기하는 것과 마찬가지로 "KPa"로 입력하는 경우가 있다. 더 나아가 "Mpa"의 경우와 마찬가지로 일본어 변환 소프트웨어의 자동 수정 기능에 의해 "Kpa"로 잘못 수정되어, 그대로 수정되지 않고 방치됨으로써 발생하는 오류이다.

6. 환산

1 밀리바 (mbar) = 100 Pa = 1 헥토파스칼 (hPa)
1 바 (bar) = 100,000 Pa = 100 킬로파스칼 (kPa) = 0.1 메가파스칼 (MPa) ≈ 0.987 기압 (atm) ≈ 약 1 표준 기압 (atm)
1 표준 기압 (atm) = 1.01325 bar = 1,013.25 mbar = 1,013.25 hPa = 101,325 Pa = 101.325 kPa = 0.101325 MPa^[41]
1 토르 (Torr) = 1 수은주 밀리미터 (mmHg) = 정확히 101,325/760 Pa (계량법 체계에 따름) ≈ 133.3224 Pa
1 수은주 인치 (inch Hg) = 정확히 3,386.39 Pa (계량법 체계에 따름)
1 표준 기압 ≈ 29.92 inches Hg. (항공기의 고도계는 일반적으로 이 값을 기준으로 기압 변화에 따라 평균 해수면(MSL) 기준 고도를 조정한다(고도계 수정치, altimeter setting). 이때 단위는 수은주 인치이다.)
1 공학 기압 = 1 kgf/cm² = 98,066.5 Pa = 98.0665 kPa

7. 유니코드 문자

유니코드는 한중일 호환용 블록 및 CJK 호환 문자 블록에 파스칼 및 관련 단위에 대한 문자들을 포함하고 있다.^[44]^[45] 주요 문자는 다음과 같다.

기호	유니코드	명칭
㍱	U+3371	헥토파스칼 (Square hPa)
㎩	U+33A9	파스칼 (Square Pa)
㎪	U+33AA	킬로파스칼 (Square kPa)
㎫	U+33AB	메가파스칼 (Square MPa)
㎬	U+33AC	기가파스칼 (Square GPa)

이 문자들은 과거 문자 코드와의 하위 호환성을 위해 포함된 것이며, 현재는 사용이 권장되지 않는다.^[42]^[43]^[44]^[45]

참조

_[1] 간행물 SIbrochure8th
_[2] 웹사이트 Definition of the standard atmosphere http://www.bipm.org/[...] BIPM 2015-02-16
_[3] 웹사이트 National Weather Service glossary page on inches of mercury https://w1.weather.g[...]
_[4] 웹사이트 US government atmospheric pressure map https://www.wpc.ncep[...]
_[5] 웹사이트 The Weather Channel https://s.w-x.co/uti[...]
_[6] 웹사이트 Canadian Weather - Environment Canada https://weather.gc.c[...] 2013-04-16
_[7] 웹사이트 bipm.fr http://www.bipm.fr/e[...]
_[8] 간행물 Minutes of the 14. General Conference on Weights and Measures http://www.bipm.org/[...] 1971
_[9] 웹사이트 Table 3 (Section 2.2.2) http://www.bipm.org/[...] International Bureau of Weights and Measures
_[10] 웹사이트 Resolution 4 of the 10th meeting of the CGPM http://www.bipm.org/[...] Conférence Générale des Poids et Mesures 2010-04-05
_[11] 웹사이트 Standard Pressure http://goldbook.iupa[...] IUPAC.org, Gold Book
_[12] 웹사이트 CJK Compatibility https://www.unicode.[...] 2016-02-21
_[13] 서적 The Unicode Standard, Version 8.0.0 https://www.unicode.[...] The Unicode Consortium 2016-02-21
_[14] 웹사이트 Tensile Modulus – Modulus of Elasticity or Young's Modulus – for some common Materials http://www.engineeri[...] 2015-02-16
_[15] 웹사이트 Chapter 7 ResNet Standards: ResNet National Standard for Home Energy Audits http://www.resnet.us[...] ResNet 2011-03-03
_[16] 웹사이트 BP Guideline {{!}} Target:BP https://targetbp.org[...] 2020-05-18
_[17] 웹사이트 KNMI – Weer – Waarnemingen http://www.knmi.nl/a[...] 2016-12-04
_[18] 웹사이트 Comment convertir la pression? – IRM http://www.meteo.be/[...] 2016-12-04
_[19] 웹사이트 DWD http://www.dwd.de/de[...] 2006-12-20
_[20] 웹사이트 Japan Meteorological Agency – Weather Maps http://www.jma.go.jp[...] 2016-12-04
_[21] 웹사이트 MDD http://www.meteoam.i[...]
_[22] NOAA http://weather.noaa.[...]
_[23] 웹사이트 Key to symbols and terms http://www.metoffice[...] 2016-12-04
_[24] 웹사이트 CTV News, weather; current conditions in Montreal http://www.ctv.ca/se[...]
_[25] 웹사이트 Montréal, QC – 7 Day Forecast – Environment Canada http://www.weatherof[...] 2016-12-04
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_[27] 법령 計量単位令　別表第2 https://laws.e-gov.g[...]
_[28] 법령 計量法　別表第一 https://laws.e-gov.g[...]
_[29] 간행물 ■ パスカルおよびジーメンス（CR,78） https://unit.aist.go[...] 14회 국제도량형총회（CGPM）, 국제단위계（SI）제9판（2019）일본어판 1971
_[30] 웹사이트 Table 3 (Section 2.2.2) http://www.bipm.org/[...] 국제도량형국 2007-06-18
_[31] 뉴스 CTV News, weather; current conditions in Montreal http://www.ctv.ca/se[...]
_[32] 뉴스 Environment Canada weather, current conditions in Montreal http://www.weatherof[...]
_[33] 뉴스 KNMI http://www.knmi.nl/a[...]
_[34] 뉴스 RMI http://www.meteo.be/[...]
_[35] 뉴스 DWD http://www.dwd.de/de[...]
_[36] 웹사이트 JMA https://www.jma.go.j[...]
_[37] 웹사이트 MDD http://www.meteoam.i[...]
_[38] 웹사이트 NOAA http://weather.noaa.[...]
_[39] 웹사이트 UK Met Office http://www.metoffice[...]
_[40] 웹사이트 国際単位系（SI）は世界共通のルールです https://unit.aist.go[...] 産業技術総合研究所 2023-03-04
_[41] 웹사이트 Resolution 4 of the 10th meeting of the CGPM http://www.bipm.org/[...] 국제도량형총회 2010-04-05
_[42] 웹사이트 CJK Compatibility https://www.unicode.[...] 2016-02-21
_[43] 웹사이트 The Unicode Standard, Version 8.0.0 http://www.unicode.o[...] The Unicode Consortium 2016-02-21
_[44] 웹인용 CJK Compatibility https://www.unicode.[...] 2016-02-21
_[45] 서적 The Unicode Standard, Version 8.0.0 https://www.unicode.[...] The Unicode Consortium 2016-02-21

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