BTU (UNITATE TERMICĂ): ECHIVALENȚE, UTILIZĂRI, EXEMPLE - FIZIC - 2025

BTU este acronimul pentru British Thermal Unit, care se traduce în engleză Thermal Unit. Este o unitate folosită în transferul de căldură care a început să apară în textele inginerești spre sfârșitul secolului XIX.

Următoarea este una dintre definițiile pentru această unitate: 1 BTU este cantitatea de căldură necesară pentru a schimba temperatura unui kilogram de apă la 60ºF la presiunea atmosferică cu un grad Fahrenheit. O altă definiție utilizată în industria petrolieră stabilește această temperatură la 59ºF.

Acum, energia - de orice fel - este o cantitate care are multe posibilități în ceea ce privește unitățile de a o măsura. Deși în Sistemul Internațional de Unități SI este joula sau joule, în multe domenii, ca toate cele legate de electricitate, încălzire și răcire, se preferă altora.

Conversii BTU-alte unități

Mai jos sunt conversiile de top de la BTU la alte unități de energie utilizate frecvent:

Tabelul 1. Factorii de conversie BTU

Pentru a converti o sumă dată din BTU în oricare dintre unitățile afișate, pur și simplu înmulțiți suma cu factorul de conversie listat. Și dacă ceea ce doriți este să transformați dintr-o unitate în BTU, divizați după acel factor.

Aplicații

BTU este o unitate folosită pe scară largă în aparate de aer condiționat și încălzitoare. Sursa: Pixabay.

Energia în numeroasele ei forme este ceea ce în cele din urmă conduce umanitatea. Deci nu este surprinzător câte unități au fost create pe măsură ce cunoștințele au crescut din ce în ce mai mult.

Pe de o parte, se întâmplă că joula este o unitate destul de mică pentru energie sau căldură, iar pe de altă parte, există unități de măsură care sunt înrădăcinate profund în zona transferului de căldură, cum ar fi caloriile și BTU în sine.

-În prezent BTU este încă utilizat în tot ceea ce se referă la sisteme de încălzire, sobe, cuptoare, refrigerare și aer condiționat. Apare frecvent în manualele de exploatare și întreținere ale unor astfel de echipamente.

-De asemenea, în Statele Unite, BTU este utilizat pentru a exprima prețul gazelor naturale, al energiei electrice, al kerosenului și al altor combustibili (în dolari pe milion BTU). De exemplu, în Statele Unite, prețul energiei electrice variază în jurul valorii de 39 dolari pe milion BTU, potrivit unor surse ale Administrației SUA pentru Informații Energetice.

-În uzinele electrice, eficiența transformării căldurii în energie electrică este exprimată în BTU.

BTU-oră și RT ca măsură a puterii

Și mai frecvent este să exprimați consumul de BTU-uri pe unitatea de timp, care este putere. În acest caz apare ca BTU / h sau cu inițialele BTUH. Această unitate este utilizată într-o varietate de industrii și chiar consumatori din țările în care sistemul metric este un standard, recunosc aceste acronime ca fiind distincte în echipamentele de climatizare.

Tabelul 2. Factorii de conversie BTU / h

* RT înseamnă ton de refrigerare sau tonă de refrigerare, o unitate de putere folosită pentru a specifica puterea pentru frigidere și frigidere. Nu are legătură cu tonul metric utilizat pentru măsurarea masei și este egal cu 1000 kg.

Un RT este echivalent cu căldura latentă absorbită în topirea unei tone scurte de gheață pură într-o zi, care este de 12.000 BTU / oră. Tonul scurt sau tonul scurt valorează ceva mai mult decât tonul metric: 1.10231 ori.

Sistemele de climatizare central sunt exprimate în RT. De exemplu, unul cu un compresor 2 RT poate elimina 24.000 BTU din aer în 1 oră.

Exemple

Următoarele exemple și exerciții utilizează BTU.

Încălzirea sau răcirea unei camere

Când cumpărați o sobă (încălzitor) sau un aparat de aer condiționat, există multe alternative pe piață. Următoarea procedură ajută la alegerea celor mai potrivite echipamente pentru aer condiționat, în funcție de dimensiunile acestuia:

-Lățimea măsurii a, lungimea l și înălțimea h a camerei.

-Calculează volumul folosind formula V = a × l × h

-Divizați rezultatul cu 2 și apoi înmulțiți-l cu 1000

-Rezultatul indică cel mai potrivit BTU / h pentru dimensiunea spațiului, de aceea trebuie ales cel mai apropiat dispozitiv cu BTU / h.

Procedura de mai sus este o estimare bună presupunând că există 1 sau 2 persoane în cameră.

Figura 2. Pentru a optimiza costurile, este necesar să alegeți cel mai potrivit încălzitor în funcție de dimensiunea spațiului de încălzit. Sursa: Pixabay.

Exerciții rezolvate

Exercitiul 1

Găsiți BTU / h necesar pentru aer condiționat o cameră ale cărei dimensiuni sunt:

-4,0 metri lățime

-3,0 metri înălțime

-10 metri lungime

Soluţie

Volumul acestui spațiu este V = 4,0 x 3,0 x 10 m ³ = 120 m ³ . Jumătate din această valoare este 60 și multiplicarea acesteia cu 1000 dă 60000. În continuare, trebuie să găsiți o echipă care specifică valoarea cea mai apropiată de 60.000 BTU / h.

Cu cât BTU / hr este mai mare, cu atât dimensiunea și costul echipamentului sunt mai mari, precum și consumul de energie electrică. Așadar, cumpărarea celei mai mari echipe nu dă întotdeauna cel mai bun rezultat.

Un alt detaliu de luat în considerare este eficiența: toate echipamentele au nevoie de energie pentru a funcționa (de intrare) și pentru a o transforma în lucru (de ieșire). Eficiența este coeficientul dintre ieșire (intrare) și intrare (ieșire), care nu este niciodată egală cu 1, deoarece apar întotdeauna pierderi.

Climatizatoarele generale sunt de obicei între 3.000 și 1.800.000 BTU / oră. Dar echipamentele casnice sunt aproape întotdeauna clasificate astfel:

-Laptative: 8.000 - 12.000 BTU

-Sistem de plită: 9.000 - 36.000 BTU

-Acondiționat aer condiționat: 3.000 - 25.000 BTU

Exercițiul 2

Un aparat de aer condiționat cu geam are 5000 BTU / h și doriți să-i calculați puterea în kilowati. Dacă computerul este pornit timp de 6 ore, care va fi consumul său de energie în joules?

Soluţie

Tabelul 2 arată factorul de conversie: 1 BTU / h = 0,00029307107 kilowati, operația care trebuie efectuată este:

5000 x 0.00029307107 kilowati = 1.470 kilowati.

În ceea ce privește consumul de energie în joule, în primul rând, cantitatea anterioară este transformată în wați prin înmulțirea cu 1000:

1.470 kilowati = 1470000 wați.

Și din moment ce puterea este energie pe unitate de timp, înmulțiți acest rezultat cu 6 ore, exprimat în secunde:

6 ore = 6 x 3600 secunde = 21600 secunde

Energie consumată = 1470000 wați x 21600 secunde = 3,18 x 10 ¹⁰ joule.

Este un număr destul de mare: nu mai puțin de 318, urmate de 8 zerouri. După cum am menționat anterior, joula este o unitate destul de mică și, în această privință, angajarea BTU înseamnă a lucra cu cifre mai mici, mai ușor de gestionat.

Referințe

1. Aparat compact. Aer condiționat BTU: Ce sunt și ce înseamnă? Recuperat de la: learn.compactappliance.com.
2. Casă esențială și grădină. Ce este BTU ?. Recuperat de la: essentialhomeandgarden.com.
3. Ce este un BTU într-un aparat de aer condiționat și cum se calculează dimensiunea corectă? Recuperat de la: samsung.com.
4. Administrația informațiilor energetice din SUA FAQS. Recuperat din: eia.gov.
5. Wikipedia. Unitatea termică britanică, recuperată de la: en.wikipedia.org.