Usuário(a):StarFighterEAMTS/BTU (British Thermal Unit ou Unidade Térmica Britânica)

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A Unidade Térmica Britânica ( British Thermal Unit - Btu ou BTU ) é uma unidade tradicional de calor; é definido como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma libra (exatamente 0,45359237 kg) de água em um grau Fahrenheit . Também faz parte das unidades usuais dos Estados Unidos . [1] Sua correspondente 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 . [2] Sabe-se agora que o calor é equivalente a energia, para a qual a unidade no SI (Sistema Internacional) é o joule ; um BTU é de cerca de 1055 joules. Enquanto unidades de calor são muitas vezes substituídas por unidades de energia em trabalhos científicos, elas ainda são usadas em muitos campos. Como exemplos, nos Estados Unidos, o preço do gás natural é cotado em dólares por milhão de BTUs. [3] [4]

Definições[editar | editar código-fonte]

Um BTU era originalmente definido como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 avoirdupois libra de água líquida em 1 grau Fahrenheit a pressão constante de uma atmosfera . [5] Existem várias definições diferentes do BTU que, como é conhecido agora, diferirem 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 visto na tabela abaixo, as definições do BTU baseadas em diferentes temperaturas da água variam em até 0,5%. [ <span title="This claim needs references to reliable sources. (January 2017)">citação necessário</span> ]

Variante Energia (J) Notas
Termoquímico ≈   1054,3503 Originalmente, o BTU termoquímico era definido como o calor necessário para elevar a temperatura de uma libra de água do ponto de congelamento até o ponto de ebulição dividido pela diferença de temperatura (180 °F). O similar no SI, a caloria termoquímica foi definida como o calor necessário para elevar a temperatura de um grama de água do congelamento para a ebulição dividido pela diferença de temperatura em graus Celsius (100 °C). A International Standards Organization (Organização Internacional de Padrões) agora redefine a caloria termoquímica exatamente como 4.184 J. [5] O BTU termoquímico é então definido usando as conversões de gramas para libras e de Celsius para Fahrenheit. [6]
59 °F (15,0 °C) ≈   1054,80 [7] Usado para preços de gás natural nos EUA. [4]
60 °F (15,6 °C) ≈   1054,68 [8] Principalmente canadense .   [ <span title="This claim needs references to reliable sources. (January 2017)">citação necessário</span> ][ <span title="This claim needs references to reliable sources. (January 2017)">citação necessário</span> ]
39 °F (3,9 °C) ≈   1059,67 [8] Utiliza o valor calórico da água na sua densidade máxima (4 °C (39,2 °F) ).   [ <span title="This claim needs references to reliable sources. (January 2017)">citação necessário</span> ]
IT = 1055.05585 Um esforço inicial para definir as 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 de Vapor. Essas conferências originalmente adotaram a definição simplificada de que 860 calorias "IT" correspondiam exatamente a 1 watt-hora internacional ( que não é o mesmo que um watt-hora moderno). Esta definição acabou se tornando a afirmação de que 1 caloria TI é exatamente 4.1868 Joules. [5] [9] O BTU é então calculado a partir das calorias, como é feito para as definições termoquímicas do BTU e da caloria. [6]
ISO ≡   1055,06 Norma internacional ISO 31-4 em Quantidades e unidades - Parte 4: Calor . [10] Este valor usa o calorias de IT e é arredondado para uma precisão realista.

Prefixos[editar | editar código-fonte]

As unidades kBtu são usadas no dimensionamento do uso de energia e do sistema de aquecimento. Índice de Uso de Energia (EUI, do inglês 'Energy Use Index') representa kBtu por pé quadrado de área de piso condicionado. "k" significa 1.000.

As unidades MBtu e MMBtu são usadas, entre outras indústrias, na indústria de gás natural para indicar 1.000 e 1.000.000 BTUs, respectivamente. [11] [12] Há uma ambiguidade em que o sistema métrico usa o prefixo "M" para indicar um milhão (1.000.000), e "MBtu" também é usado para indicar um milhão de BTUs. [13] Por causa dessa ambiguidade, alguns autores deixaram de usar a unidade 'MBtu'. [12]

Analistas de energia acostumados com a métrica "k" para 1.000 são mais propensos a usar MBtu para representar um milhão Btu, especialmente em artigos e textos onde M representa um milhão em outras unidades de energia ou custo, como MW, MWh e $.

A unidade 'therm' é usada para representar 100.000 (ou 10 5 ) BTUs. [11] Um decatherm é 10 therms ou um MBtu (milhões de Btu). A unidade quad é comumente usada para representar um quatrilhão (10 15) BTUs. [13]

Conversões[editar | editar código-fonte]

Um Btu é aproximadamente:

Para gás natural[editar | editar código-fonte]

  • A avaliação para o preço do gás natural, a definição canadense é 1 MMBtu ≡ 1000000 Btu ≡ 1.054615 GJ [14]
  • A energia interna (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 um fator de conversão universal para o número de Btu em volume. 1 pé cúbico padrão de gás natural apresenta um rendimento médio de ≈ 1030 Btu (entre 1010 Btu e 1070 Btu, dependendo da qualidade, quando queimado)
  • Como uma aproximação grosseira, 1000 ft 3 de gás natural rende ≈ 1 MMBtu ≈ 1 GJ
  • Para conversão de preço de gás natural 1000 m3 ≈ 36,906 MMBtu e 1 MMBtu ≈ 27.096 m 3

Como uma unidade de potência/energia[editar | editar código-fonte]

Quando usada como unidade de energia para sistemas de aquecimento e resfriamento, Btu por hora (Btu / h) é a unidade correta, embora ela seja frequentemente abreviada para apenas "Btu". [15] MBH - milhares de Btus por hora - também é comum. [16]

  • 1 watt é aproximadamente 3,41214 Btu / h [17]
  • 1000 Btu / h é aproximadamente 293,1 W
  • 1 cavalo-vapor é aproximadamente 2544 Btu / h ou Falhou a verificação gramatical (erro de sintaxe): {\displaystyle <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mfrac><mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mn> <math>1 \over \sqrt{2}} </mn></mstyle><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><msqrt><mn> </mn></msqrt></mrow></mfrac></mrow> </math> </img> Btu/s

Unidades Associadas[editar | editar código-fonte]

  • 1 tonelada de resfriamento (em tradução livre), uma unidade comum em aplicações norte-americanas de refrigeração e ar condicionado, é definida como Predefinição:Convert/Btu/h . É a taxa de transferência de calor necessária para congelar 1 tonelada curta (907 kg) de água em 24 horas.
  • Nos EUA e no Canadá, o valor-R que descreve o desempenho do isolamento térmico é normalmente expresso em ft 2 ⋅ ° F⋅hr / Btu. O que significa que para um pé quadrado de isolamento, um BTU por hora de calor flui através do isolamento para cada grau de diferença de temperatura através dele.
  • 1 therm é definido nos Estados Unidos e na União Européia como 100.000 Btu - mas os EUA usam o Btu 59° F enquanto a UE usa o Btu IT . O therm é usado na avaliação de preço do gás natural no Reino Unido. [18]
  • 1 quad (abreviação para quatrilhão de Btu) é 10 15 Btu, que é cerca de 1 exajoule (1.055 J). Quads são usados nos Estados Unidos por representar o consumo anual de energia de grandes economias: por exemplo, o EUA usou 99,75 quads em 2005. [19] Um quad / ano é de cerca de 33,43 gigawatts.

O Btu não deve ser confundido com a Unidade da Junta Comercial (em inglês, Boar of Trade Unit - BOTU), que é uma quantidade muito maior de energia ( Predefinição:Convert/LoffAonDorSoff ).

O Btu é frequentemente usado para expressar a eficiência de conversão do calor em energia elétrica em usinas de energia. As quantidades são citadas em termos da quantidade de calor em Btu necessária para gerar 1 kWh de energia elétrica. Uma usina elétrica a carvão típica funciona a 10500  Btu/kWh, uma eficiência de 32 a 33%. [20]

A unidade de calor centígrado (em inglês, Centigrade Heat Unit - CHU) é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma libra de água em um grau Celsius. É igual a 1,8   BTU ou 1899 joules. [21] Esta unidade foi por vezes utilizada no Reino Unido como uma alternativa ao BTU, mas é agora obsoleta.

Veja também[editar | editar código-fonte]

Referências[editar | editar código-fonte]

  1. ↑ In a short note, Woledge notes that the actual technical term "British thermal unit" apparently originated in the United States, and was subsequently adopted in Great Britain. See «History of the British Thermal Unit». Nature. 149. Bibcode:1942Natur.149..613W. doi:10.1038/149613c0. (pede subscrição (ajuda)) 
  2. ↑ «Does the history of food energy units suggest a solution to 'Calorie confusion'?». Nutrition Journal. 6. doi:10.1186/1475-2891-6-44  Verifique data em: |arquivodata= (ajuda)
  3. ↑ «Henry Hub Natural Gas Spot Price» 
  4. ↑ a b The Btu used in US natural gas pricing is "the amount of heat required to raise the temperature of one (1) pound of avoirdupois pure water from fifty-eight and five tenths degrees (58.5) Fahrenheit to fifty-nine and five tenths degrees (59.5) Fahrenheit at a constant pressure of 14.73 pounds per square inch absolute." See «Chapter 220: Henry Hub Natural Gas Futures» (PDF). NYMex Rulebook 
  5. ↑ a b c Smith, J. M.; Van Ness, H. C.; Abbott, M. M. (2003). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. [S.l.: s.n.] ISBN 0-07-049486-X 
  6. ↑ a b The pound is now defined as 453.59237 grams; see «Appendix C of NIST Handbook 44, Specifications, Tolerances, and Other Technical Requirements for Weighing and Measuring Devices, General Tables of Units of Measurement» (PDF) [ligação inativa]  One degree Fahrenheit is now defined as exactly 5/9 of a degree Celsius.
  7. ↑ «Guide for the Use of the International System of Units (SI) 2008 Edition» (PDF)  NIST Special Publication 811.
  8. ↑ a b Sørensen, Bent (2008). Renewable Energy Focus e-Mega Handbook. [S.l.: s.n.] ISBN 9780123747068 
  9. ↑ Koch, Werner (2013). VDI Steam Tables. [S.l.: s.n.]  Published under the auspices of the Verein Deutscher Ingenieure (VDI).
  10. ↑ Cardarelli, Francois (2012). Scientific Unit Conversion: A Practical Guide to Metrication. [S.l.: s.n.] 
  11. ↑ a b «What are Mcf, Btu, and therms? How do I convert prices in Mcf to Btus and therms?» 
  12. ↑ a b Price, Gary D. (2014). Power Systems and Renewable Energy: Design, Operation, and Systems Analysis. [S.l.: s.n.] 
  13. ↑ a b «Energy Units» 
  14. ↑ «Energy Measurements» 
  15. ↑ Ken Matesz. Masonry Heaters: Designing, Building, and Living with a Piece of the Sun. [S.l.: s.n.] 
  16. ↑ «What is difference between BTU and MBH for house furnaces?». Home Improvement Stack Exchange 
  17. ↑ [«Archived copy» ? 2009 ASHRAE Handbook – Fundamentals (I-P Edition)]. (pp: 38.2). American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc
  18. ↑ «The GB gas wholesale market» 
  19. ↑ Husher, John Durbin (2009). Crises of the 21st Century: Start Drilling-The Year 2020 Is Coming Fast. [S.l.: s.n.] ISBN 9781440140549. OCLC 610004375 .
  20. ↑ Bellman (ed.). «Electric Generation Efficiency» (PDF)  Working Document of the NPC Global Oil & Gas Study.
  21. ↑ http://www.diracdelta.co.uk/science/source/c/e/centigrade%20heat%20unit/source.html#.WJ0QuB1AqFo Arquivado em 25 dezembro 2016 no Wayback Machine

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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