Unidade Térmica Britânica

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Unidade de energia

A unidade térmica britânica (BTU ou Btu) é uma medida de calor, que é medida em unidades de energia. É definido como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma libra de água em um grau Fahrenheit. Também faz parte das unidades habituais dos Estados Unidos. A unidade SI moderna para energia é o joule (J); um BTU equivale a cerca de 1.055 J (variando na faixa de 1.054 a 1.060 J, dependendo da definição específica; veja abaixo).

Embora as unidades de calor sejam frequentemente substituídas por unidades de energia no trabalho científico, elas ainda são usadas em alguns campos. Por exemplo, nos Estados Unidos o preço do gás natural é cotado em dólares pela quantidade de gás natural que daria 1 milhão de BTUs (1 "MMBtu") de energia térmica se queimado.

Definições

Um BTU foi originalmente definido como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 libra avoirdupois de água líquida em 1 grau Fahrenheit a uma pressão constante de uma unidade atmosférica. Existem várias definições diferentes de BTU que diferem ligeiramente. Isso reflete o fato de que a mudança de temperatura de uma massa de água devido à adição de uma quantidade específica de calor (calculada em unidades de energia, geralmente joules) depende ligeiramente da temperatura inicial da água. Como pode ser visto na tabela abaixo, as definições do BTU com base em diferentes temperaturas da água variam em até 0,5%.

Variante	Energia (J)	Notas
Termoquímica	≈1,054.35	Originalmente, o BTU termoquímico foi definido como o calor necessário para elevar a temperatura de uma libra de água do seu ponto de congelamento para o seu ponto de ebulição, dividido pela diferença de temperatura, 180 °F (82 °C). A base para sua definição moderna em termos de unidades SI é a similar, caloria termoquímica, que foi originalmente definido como o calor necessário para aumentar a temperatura de um grama de água de congelamento para ferver dividido pela diferença de temperatura em Celsius (100 °C). A Organização Internacional de Normas agora define a caloria termoquímica como exatamente 4.184 J. O BTU termoquímico é então definido usando as conversões de gramas a libras e de Celsius a Fahrenheit.
59 °F (15.0 °C)	≈1,054.80	Usado para preços de gás natural americano.
60 °F (15.6 °C)	≈1,054.68	Principalmente canadense.
39 °F (3.9 °C)	≈1,059.67	Usa o valor calórico da água em sua densidade máxima (4 °C, 39.2 °F).
- Sim.	≈1,055.06	Um esforço inicial para definir unidades de calor diretamente em termos de unidades de energia, e, portanto, para remover a associação direta com as propriedades da água, foi tomado pelas Conferências Internacionais da Tabela Steam. Estas conferências originalmente adotaram a definição simplificada de que 860 "IT" calorias corresponderam a exatamente 1 watt-hora internacional (não o mesmo que um watt-hora moderno). Esta definição finalmente se tornou a afirmação de que 1 calorias de TI é exatamente 4.1868 J. A BTU é então calculada a partir da calorias como é feito para as definições termoquímicas da BTU e da caloria, como no padrão internacional ISO 31-4 Quantidades e unidades— Parte 4: Calor e padrão britânico BS 350: Parte 1:1974 Fatores e tabelas de conversão.

Prefixos

As unidades kBtu são usadas no monitoramento do uso de energia em edifícios e no dimensionamento do sistema de aquecimento. O Índice de Uso de Energia (EUI) representa kBtu por pé quadrado de área de piso condicionada. "k" representa 1.000.

A unidade Mbtu é usada em gás natural e outras indústrias para indicar 1.000 BTUs. No entanto, há uma ambigüidade em que o sistema métrico (SI) usa o prefixo "M" para indicar 'Mega-', um milhão (1.000.000). Mesmo assim, "MMbtu" é freqüentemente usado para indicar um milhão de BTUs, particularmente na indústria de petróleo e gás.

Analistas de energia acostumados com a métrica "k" ('kilo-') para 1.000 são mais propensos a usar MBtu para representar um milhão, especialmente em documentos onde M representa um milhão em outras unidades de energia ou custo, como MW, MWh e $.

A unidade 'therm' é usado para representar 100.000 BTUs. Um decatherm é de 10 therms ou um MMBtu (milhões de Btu). A unidade quad é comumente usada para representar um quatrilhão (10¹⁵) BTUs.

Conversões

Um Btu é aproximadamente:

1.0551 kJ (kilojoules)
0,2931 W⋅h (horas de potência)
252.2 cal (calorias)
0,2522 kcal (kilocalories)
25,031 a 25,160 ft⋅pdl (pé-poundal)
778.2 ft⋅lbf (força de libras de pé)
5.40395 (lbf/in²)³

Um Btu pode ser aproximado como o calor produzido pela queima de um único fósforo de cozinha de madeira ou como a quantidade de energia necessária para levantar um peso de uma libra (0,45 kg) de 778 pés (237 m).

Para gás natural

Em preços de gás natural, a definição canadense é que 1))Btu) 1.054615GJ.
O teor de energia (alto ou baixo valor de aquecimento) de um volume de gás natural varia com a composição do gás natural, o que significa que não há fator de conversão universal para a energia para o volume. 1 pé cúbico (28 litros) de rendimento médio de gás natural ≈ 1030 Btu (entre 1010 Btu e 1070 Btu, dependendo da qualidade, quando queimado)
Como uma aproximação grosseira, 1.000 pés cúbicos (28 m³) dos rendimentos de gás natural ≈ 1))Btu ? 1 GJ.
Para conversão de preço de gás natural 1000 m³ ≈ 36,9 milhões Btu e 1))Btu ? 27,1 m³

BTU/h

A unidade SI de potência para sistemas de aquecimento e refrigeração é o watt. Btu por hora (Btu/h) às vezes é usado na América do Norte e no Reino Unido - este último principalmente para ar condicionado, embora "Btu/h" às vezes é abreviado para apenas "Btu". MBH—milhares de Btus por hora—também é comum.

1 W é aproximadamente 3.412142 Btu/h
1.000. Btu/h é aproximadamente 0,2931 kW
1 hp é aproximadamente 2,544 Btu/h

Unidades associadas

1 tonelada de arrefecimento, uma unidade comum em aplicações de refrigeração e ar condicionado norte-americana, é 12.000 Btu/h (3.52 kW). É a taxa de transferência de calor necessária para congelar 1 tonelada curta (907 kg) de água no gelo em 24 horas.
Nos Estados Unidos e no Canadá, o valor R que descreve o desempenho do isolamento térmico é tipicamente citado no grau quadrado Fahrenheit horas por unidade térmica britânica (ft²°⋅F⋅h/Btu). Para um pé quadrado do isolamento, um BTU por hora de fluxos de calor através do isolador para cada grau de diferença de temperatura através dele.
1 O quê? é definido nos Estados Unidos e na União Europeia como 100.000 BTU, mas os EUA usam o BTU_{59 °F} enquanto a UE utiliza a BTU_{- Sim.}. Os regulamentos do Reino Unido foram alterados para substituir as regras com efeitos a partir de 1 de Janeiro de 2000. A partir de 2013 o tema ainda é usado em preços de gás natural no Reino Unido.
1 quad (curto para quadrillion Btu) é 10¹⁵Btu, que é cerca de 1 exajoule (1.055×10.^18.JJ). Os quadris são usados nos Estados Unidos para representar o consumo anual de energia de grandes economias: por exemplo, a economia dos EUA usou 99,75 quads em 2005. Um quad/ano é cerca de 33,43 gigawatts.

O Btu não deve ser confundido com a Board of Trade Unit (BTU), um sinônimo obsoleto no Reino Unido para quilowatt-hora (1 kW⋅h ou 3.412 Btu).

O Btu é freqüentemente usado para expressar a eficiência de conversão de calor em energia elétrica em usinas de energia. Os números são citados em termos da quantidade de calor em Btu necessária para gerar 1 kW⋅h de energia elétrica. Uma usina de energia movida a carvão típica funciona a 10.500 Btu/kWh (3,1 kWh/kWh), uma eficiência de 32–33%.

A unidade de calor centígrado (CHU) é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma libra de água em um grau Celsius. É igual a 1,8 BTU ou 1.899 joules. Em 1974, esta unidade era "ainda às vezes usada" no Reino Unido como uma alternativa ao BTU.

Outra unidade herdada para energia no sistema métrico é a caloria, que é definida como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grama de água em um grau Celsius.

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