Unidad Térmica Británica

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Unidad de energía

La unidad térmica británica (BTU o Btu) es una unidad de calor; se define como la cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit. También es parte de las unidades tradicionales de los Estados Unidos. La unidad SI moderna para la energía térmica es el joule (J); una BTU equivale aproximadamente a 1055 J (que varía dentro del rango de 1054 a 1060 J según la definición específica; consulte a continuación).

Si bien las unidades de calor a menudo se reemplazan por unidades de energía en el trabajo científico, todavía se usan en algunos campos. Por ejemplo, en los Estados Unidos, el precio del gas natural se cotiza en dólares por la cantidad de gas natural que daría 1 millón de BTU (1 "MMBtu") de energía térmica si se quema.

Definiciones

Un BTU se definió originalmente como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 libra de agua líquida avoirdupois en 1 grado Fahrenheit a una presión constante de una unidad atmosférica. Hay varias definiciones diferentes de BTU que difieren ligeramente. Esto refleja el hecho de que el cambio de temperatura de una masa de agua debido a la adición de una cantidad específica de calor (calculada en unidades de energía, generalmente joules) depende ligeramente de la temperatura inicial del agua. Como se ve en la siguiente tabla, las definiciones de BTU basadas en diferentes temperaturas del agua varían hasta en un 0,5 %.

Variante	Energy (J)	Notas
Thermochemical	■1,054.35	Originalmente, el BTU termoquímico fue definido como el calor necesario para elevar la temperatura de una libra de agua desde su punto de congelación hasta su punto de ebullición, dividido por la diferencia de temperatura (180 °F). La base de su definición moderna en términos de unidades SI es la misma, calorías termoquímicas, que se definió originalmente como el calor requerido para elevar la temperatura de un gramo de agua de congelación a ebullición dividida por la diferencia de temperatura en Celsius (100 °C). La Organización Internacional de Normas define ahora la calorías termoquímica como exactamente 4.184 J. La BTU termoquímica se define luego utilizando las conversiones de gramos a libras y de Celsius a Fahrenheit.
59 °F (15.0 °C)	■1.054.80	Se utiliza para el precio del gas natural americano.
60 °F (15.6 °C)	■	Principalmente canadiense.
39 °F (3.9 °C)	■1.059.67	Utiliza el valor calórico del agua a su densidad máxima (4 °C, 39.2 °F).
IT	■1,055.06	Las Conferencias Internacionales de Mesa de Steam llevaron a cabo un esfuerzo temprano para definir las unidades de calor directamente en términos de unidades de energía y, por lo tanto, eliminar la asociación directa con las propiedades del agua. Estas conferencias adoptaron originalmente la definición simplificada de que 860 calorías "IT" correspondían a exactamente 1 hora internacional de vatios (no igual que una hora de vatio moderno). Esta definición finalmente se convirtió en la afirmación de que 1 calorías IT es exactamente 4.1868 J. La BTU se calcula a partir de la calorías como se hace para las definiciones termoquímicas de la BTU y la calorías, como en el estándar internacional ISO 31-4 Cuantidades y unidades: Parte 4: Calor BS 350:Parte 1:1974 Factores y tablas de conversión.

Prefijos

Las unidades kBtu se utilizan en el seguimiento del consumo de energía de los edificios y en el dimensionamiento del sistema de calefacción. El índice de uso de energía (EUI) representa kBtu por pie cuadrado de superficie acondicionada. 'k' significa 1.000.

La unidad Mbtu se utiliza en gas natural y otras industrias para indicar 1000 BTU. Sin embargo, existe una ambigüedad en que el sistema métrico (SI) usa el prefijo "M" para indicar 'Mega-', un millón (1.000.000). Aun así, "MMbtu" se usa a menudo para indicar un millón de BTU, particularmente en la industria del petróleo y el gas.

Analistas de energía acostumbrados a la métrica "k" ('kilo-') para 1,000 es más probable que usen MBtu para representar un millón, especialmente en documentos donde M representa un millón en otras unidades de energía o costo, como MW, MWh y $.

La unidad 'termia' se utiliza para representar 100.000 BTU. Un decatherm es 10 termias o un MMBtu (millones de Btu). La unidad quad se usa comúnmente para representar un cuatrillón (10¹⁵) BTU.

Conversiones

Un Btu es aproximadamente:

1.0551 kJ (kilojoules)
0,2931 W⋅h (watt hours)
252.2 cal (calorías)
0.2522 kcal (kilocalories)
25,031 a 25,160 ft⋅pdl (pie-poundal)
778.2 ft⋅lbf (pie-pounds-force)
5.40395 (lbf/in²)⋅ft³

Un Btu se puede aproximar como el calor producido al quemar una sola cerilla de cocina de madera o como la cantidad de energía que se necesita para levantar un peso de una libra (0,45 kg) a 778 pies (237 m).

Para gas natural

En el precio del gas natural, la definición canadiense es que 1000000Btu ↑ 1.054615GJ.
El contenido energético (valor de calefacción alto o bajo) de un volumen de gas natural varía con la composición del gas natural, lo que significa que no hay factor de conversión universal para la energía al volumen. 1 pie cúbico (28 litros) de rendimiento medio de gas natural ♥ 1030 Btu (entre 1010 Btu y 1070 Btu, dependiendo de la calidad, cuando se queme)
Como aproximación gruesa, 1.000 pies cúbicos (28 m³) de los rendimientos de gas natural 1000000Btu. 1 GJ.
Para la conversión del precio del gas natural 1000 m³ Entendido 36,9 millones de Btu y 1000000Btu. 27,1 m³

BTU/hora

La unidad SI de potencia para los sistemas de calefacción y refrigeración es el vatio. Btu por hora (Btu/h) se usa a veces en América del Norte y el Reino Unido, este último principalmente para aire acondicionado, aunque "Btu/h" a veces se abrevia simplemente como "Btu". MBH (miles de Btus por hora) también es común.

1 W es aproximadamente 3.412142 Btu/h
1.000 Btu/h es aproximadamente 0.2931 kW
1 hp es aproximadamente 2,544 Btu/h

Unidades asociadas

1 tonelada de refrigeración, una unidad común en aplicaciones de refrigeración y aire acondicionado de América del Norte, es 12,000 Btu/h (3,52 kW). Es la tasa de transferencia de calor necesaria para congelar 1 tonelada corta (907 kg) de agua en hielo en 24 horas.
En los Estados Unidos y Canadá, el valor R que describe el rendimiento del aislamiento térmico se cita típicamente en el grado de pie cuadrado Fahrenheit horas por unidad térmica británica (ft²⋅°F⋅h/Btu). Para un pie cuadrado del aislamiento, un BTU por hora de calor fluye a través del aislante para cada grado de diferencia de temperatura a través de él.
1 therm se define en los Estados Unidos y la Unión Europea como 100.000 Btu, pero Estados Unidos utiliza el Btu_{59 °F} mientras que la UE utiliza el Btu_IT. Las reglamentaciones del Reino Unido se modificaron para sustituir las termas por joules a partir del 1o de enero de 2000. A partir de 2013 el termo todavía se utiliza en el precio del gas natural en el Reino Unido.
1 quad (Corto para el cuadrillón Btu) es 10¹⁵Btu, que es alrededor de 1 exajoule (1.055×10¹⁸J). Se utilizan cuádruples en los Estados Unidos para representar el consumo energético anual de grandes economías: por ejemplo, la economía estadounidense utilizó 99,75 quads en 2005. Un cuádruple/año es alrededor de 33.43 gigavatios.

El Btu no debe confundirse con la Unidad de la Junta de Comercio (BTU), un sinónimo británico obsoleto de kilovatio hora (1 kW⋅h o 3412 Btu).

El Btu se usa a menudo para expresar la eficiencia de conversión de calor en energía eléctrica en las centrales eléctricas. Las cifras se expresan en términos de la cantidad de calor en Btu necesaria para generar 1 kW⋅h de energía eléctrica. Una central eléctrica de carbón típica funciona a 10 500 Btu/kWh (3,1 kWh/kWh), una eficiencia del 32 al 33 %.

La unidad de calor centígrados (CHU) es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua en un grado Celsius. Es igual a 1,8 BTU o 1899 julios. En 1974, esta unidad "aún se usaba ocasionalmente" en el Reino Unido como alternativa a BTU.

Otra unidad heredada de energía en el sistema métrico es la caloría, que se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius.

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