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unidad térmica británica

La unidad térmica británica ( Btu ) es una medida de calor , que es una forma de energía . Originalmente se definió como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatur...

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La unidad térmica británica ( Btu ) es una medida de calor , que es una forma de energía . Originalmente se definió como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit . También forma parte del sistema de unidades de Estados Unidos . [ 1 ] La unidad del SI para la energía es el julio (J) ; una Btu equivale a aproximadamente 1055  J (con variaciones entre 1054 y 1060 J según la definición específica de Btu; véase más abajo).

Aunque en el ámbito científico las unidades de calor suelen sustituirse por unidades de energía, todavía se utilizan en algunos campos. Por ejemplo, en Estados Unidos, el precio del gas natural se cotiza en dólares por cada unidad de gas natural que, al quemarse, produciría 1 millón de Btu (1 "MMBtu") de energía calorífica. [ 2 ] [ 3 ]

Definiciones

Originalmente, una Btu se definió como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua líquida en un grado Fahrenheit a una presión constante de una atmósfera . [ 4 ] Existen varias definiciones diferentes de la 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 julios) depende ligeramente de la temperatura inicial del agua. Como se observa en la tabla a continuación, las definiciones de la Btu basadas en diferentes temperaturas del agua varían hasta en un 0,5 %.

Prefijos

Las unidades de kBtu se utilizan en el seguimiento del consumo energético de los edificios y en el dimensionamiento de los sistemas de calefacción. El Índice de Uso de Energía (EUI) representa kBtu por pie cuadrado de superficie habitable climatizada. "k" significa 1000. [ 11 ]

La unidad MBtu se utiliza en la industria del gas natural y otras industrias para indicar 1000 Btu. [ 12 ] [ 13 ] Sin embargo, existe una ambigüedad, ya que el sistema métrico (SI) utiliza el prefijo "M" para indicar " Mega- ", un millón (1.000.000). Aun así, "MMBtu" se utiliza a menudo para indicar un millón de Btu, particularmente en la industria del petróleo y el gas. [ 14 ]

Los analistas de energía acostumbrados a la métrica "k" (' kilo- ') para 1000 son más propensos a usar MBtu para representar un millón, especialmente en documentos donde M representa un millón en otras unidades de energía o costo, como MW, MWh y $. [ 15 ]

La unidad « termia » se utiliza para representar 100 000 Btu. [ 12 ] Un decatermia es 10 termias o un millón de Btu. La unidad «cuatrillón» se utiliza comúnmente para representar un cuatrillón (10¹⁵ ) de Btu. [ 14 ]

Conversiones

Una Btu es aproximadamente:

Una Btu se puede aproximar al calor producido al quemar una sola cerilla de madera o a la cantidad de energía necesaria para levantar un peso de una libra (0,45 kg) a 237 m (778 pies) . [ 16 ]  

Factores de conversión de Btu

Para efectos de energía del sitio , se aplican los siguientes factores de conversión: [ 17 ]

  • Electricidad: 3412 Btu/kilovatio-hora
  • Gas natural: 1.031 Btu/pie cúbico
  • Gasóleo n.º 1: 135.000 Btu/galón
  • Queroseno : 135.000 Btu/galón
  • Gasóleo n.º 2: 138.690 Btu/galón
  • GLP ( propano ): 91.330 Btu/galón
  • Leña: 20 millones de Btu/cordón

Para gas natural

  • En la fijación de precios del gas natural , la definición canadiense es que1.000.000  Btu ≡1,054 615  GJ . [ 18 ]
  • El contenido energético (poder calorífico alto o bajo) de un volumen de gas natural varía según su composición, lo que significa que no existe un factor de conversión universal de energía a volumen. Un pie cúbico (28 litros) de gas natural promedio produce aproximadamente 1030  Btu (entre 1010  Btu y 1070  Btu, según la calidad, al quemarse).
  • Como aproximación burda, 1000 pies cúbicos (28 m³) de gas natural producen ≈ 1.000.000  Btu ≈1  GJ .
  • Para la conversión de precios del gas natural1.000  m³ ≈ 36,9  millones de  Btu y1.000.000  Btu ≈27,1  m 3

Btu/h

La unidad del SI de potencia para sistemas de calefacción y refrigeración es el vatio . En Norteamérica y el Reino Unido se utiliza a veces la btu por hora (Btu/h), principalmente para aire acondicionado, aunque a veces se abrevia como "Btu". [ 19 ] También es común la mBh (miles de Btu por hora). [ 20 ]

  • 1 W es aproximadamente 3,412142 Btu/h [ 21 ] 
  • 1000 Btu/h son aproximadamente 0,2931 kW . 
  • 1  hp equivale aproximadamente a 2544 Btu/h. 

Unidades asociadas

  • Una tonelada de refrigeración , una unidad común en las aplicaciones de refrigeración y aire acondicionado de Norteamérica, equivale a 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 Estados Unidos y Canadá, el valor R que describe el rendimiento del aislamiento térmico se suele expresar en grados Fahrenheit por pie cuadrado por unidad térmica británica (ft² ⋅ °F⋅h/Btu). Por cada pie cuadrado de aislamiento, fluye un Btu por hora a través del aislante por cada grado de diferencia de temperatura.
  • En Estados Unidos, 1 termia  se define como 100 000 Btu según la definición de Btu a 59  °F . En la UE, se incluyó en 1979 con la definición de BTU IT y se planeó su eliminación como unidad comercial legal para 1994. [ 22 ] Las regulaciones del Reino Unido se modificaron para reemplazar las termias por julios a partir del 1 de enero de 2000. [ 23 ] A partir de 2013La termia todavía se utilizaba en la fijación de precios del gas natural en el Reino Unido. [ 24 ]
  • 1 quad (abreviatura de cuatrillón  de Btu) es 10 15  Btu, que es aproximadamente 1 exajulio (1,055 × 10 18  J ). Los quads se utilizan en Estados Unidos para representar el consumo energético anual de las grandes economías: por ejemplo, la economía estadounidense consumió 99,75 quads en 2005. [ 25 ] Un quad/año equivale a unos 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 ).  

La Btu se utiliza a menudo para expresar la eficiencia de conversión de calor en energía eléctrica en centrales eléctricas. Las cifras se citan en términos de la cantidad de calor en Btu necesaria para generar 1  kW·h de energía eléctrica. Una central eléctrica típica de carbón funciona a 10 500 Btu/kWh (3,1 kWh/kWh) , con una eficiencia del 32-33%. [ 26 ]  

La unidad de calor centígrado (UCC) es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra (0,45 kg) de agua en un grado Celsius . Equivale a 1,8 Btu o 1899 julios. [ 27 ] En 1974, esta unidad todavía se utilizaba ocasionalmente en el Reino Unido como alternativa a la Btu. [ 28 ]  

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 . [ 29 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ 4,184 × 453,59237 × ⁠ 5 / 9 ⁠
  2. ↑ 4,1868 × 453,59237 × 5 / 9

Referencias

  1. ↑ En una breve nota, Woledge señala que el término técnico real "unidad térmica británica" aparentemente se originó en los Estados Unidos y posteriormente fue adoptado en Gran Bretaña. Véase Woledge, G. (30 de mayo de 1942). "Historia de la unidad térmica británica" . Nature . 149 (149): 613. Bibcode : 1942Natur.149..613W . doi : 10.1038/149613c0 . S2CID 4104904 . 
  2. ↑ "Precio al contado del gas natural en Henry Hub" . Administración de Información Energética de EE. UU. Archivado del original el 1 de agosto de 2017.
  3. 1 2 La Btu utilizada en la fijación de precios del gas natural estadounidense es "la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 libra avoirdupois de agua pura de 58,5 a 59,5 °F (14,7 a 15,3 °C) a una presión constante de 14,73 libras por pulgada cuadrada". Véase "Capítulo 220: Futuros de gas natural Henry Hub" (PDF) . NYMex Rulebook . New York Mercantile Exchange (NYMex). Archivado (PDF) del original el 10 de noviembre de 2016. Recuperado el 6 de enero de 2017 .  
  4. 1 2 3 Smith, JM; Van Ness, HC; Abbott, MM (2003). Introducción a la termodinámica de la ingeniería química . BI Bhatt (adaptación) (6.ª ed.). Tata McGraw-Hill Education. pág. 15. ISBN   0-07-049486-X.
  5. 1 2 La libra equivale a 453,59237 gramos por definición; véase el «Apéndice C del Manual 44 del NIST, Especificaciones, tolerancias y otros requisitos técnicos para dispositivos de pesaje y medición, Tablas generales de unidades de medida» (PDF) . Oficina Nacional de Estándares de los Estados Unidos. pág. C-12. Archivado del original (PDF) el 26 de noviembre de 2006. Un grado Fahrenheit es exactamente 5/9 de un grado Celsius por definición.
  6. ↑ Thompson, Ambler; Taylor, Barry N. «Guía para el uso del Sistema Internacional de Unidades (SI), edición de 2008» (PDF) . Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). pág. 58. Archivado (PDF) del original el 3 de junio de 2016. Publicación especial 811 del NIST.
  7. 1 2 Sørensen, Bent (2008). Renewable Energy Focus e-Mega Handbook . Academic Press. pág. 5. ISBN  9780123747068.
  8. ↑ Koch, Werner (2013). Tablas de vapor VDI (4.ª ed.). Springer. pág. 8. ISBN   9783642529412.Publicado bajo los auspicios de Verein Deutscher Ingenieure (VDI).
  9. ↑ Cardarelli, Francois (2012). Conversión de unidades científicas: una guía práctica para la metrificación . MJ Shields (traducción) (2.ª ed.). Springer. p. 19. ISBN   9781447108054.
  10. ↑ BS 350:Parte 1:1974 Factores de conversión y tablas, Parte 1. Base de las tablas. Factores de conversión . British Standards Institution. 1974. pág. 59. 
  11. ↑"VOLUNTARY BUILDING ENERGY PERFORMANCE SCORE SYSTEMS". Oregon Secretary of State Administrative Rules.
  12. 12"What are Mcf, Btu, and therms? How do I convert prices in Mcf to Btus and therms?". U.S. Energy Information Administration. 6 April 2016. Archived from the original on 25 December 2016. Retrieved 30 December 2016.
  13. ↑Price, Gary D. (2014). Power Systems and Renewable Energy: Design, Operation, and Systems Analysis. Momentum Press. p. 98. ISBN 9781606505717.
  14. 12"Energy Units". American Physical Society. Archived from the original on 31 December 2016. Retrieved 26 December 2016.
  15. ↑Cook, Warren C (2018): https://betterbuildingssolutioncenter.energy.gov/sites/default/files/attachments/Home%20Energy%20Score%20Report%20Example.pdfhttps://www.oregon.gov/energy/Data-and-Reports/Documents/BER-Chapter-1-Energy-Numbers.pdf
  16. ↑Ristinen, Robert A.; Kraushaar, Jack J. (2006). Energy and the Environment. John Wiley & Sons. pp. 13–14. ISBN 978-0-471-73989-0.
  17. ↑"Btu conversion factors". Energy Dictionary. Archived from the original on 30 August 2025. Retrieved 15 September 2025.
  18. ↑"Energy Measurements". Government of Alberta Province. Archived from the original on 20 January 2017. Retrieved 7 January 2017.
  19. ↑Ken Matesz (2010). Masonry Heaters: Designing, Building, and Living with a Piece of the Sun. Chelsea Green Publishing. p. 148.
  20. ↑Arimes, Tom (1994). HVAC and chemical resistance handbook for the engineer and architect : a compilation. Lexington, Ky.: BCT. p. 11-12. ISBN 0-9640967-0-6. OCLC 32314774.
  21. ↑"2009 ASHRAE Handbook – Fundamentals (I-P Edition)". American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc. Archived from the original on 17 October 2015. Retrieved 21 September 2015.
  22. ↑ «Directiva del Consejo de 20 de diciembre de 1979 relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados miembros sobre unidades de medida y por la que se deroga la Directiva 71/354/CEE (80/181/CEE)» . Consultado el 25 de octubre de 2024 .
  23. ↑ "Reglamento sobre unidades de medida de 1995" . Consultado el 7 de noviembre de 2019 .
  24. ↑ "El mercado mayorista de gas de Gran Bretaña" . Oficina de Mercados de Gas y Electricidad . Archivado del original el 30 de septiembre de 2013. Consultado el 13 de enero de 2013. El mercado mayorista de gas en Gran Bretaña tiene un precio único para el gas, independientemente de su procedencia. Este precio se denomina Precio Nacional de Equilibrio (NBP, por sus siglas en inglés) y suele expresarse por termia de gas.
  25. ↑ Husher, John Durbin (2009). Crisis del siglo XXI: ¡A perforar! El año 2020 se acerca rápidamente . iUniverse. pág. 376. ISBN  9781440140549OCLC 610004375​​ .
  26. ↑ Bellman, David K., ed. (18 de julio de 2007). "Eficiencia de la generación eléctrica" ​​(PDF) . Consejo Nacional del Petróleo (NPC). Archivado del original (PDF) el 20 de noviembre de 2008. Recuperado el 30 de marzo de 2012 .Documento de trabajo del estudio global de petróleo y gas de la NPC.
  27. ↑ "Unidad de calor centígrado" . Archivado del original el 25 de diciembre de 2016. Consultado el 10 de febrero de 2017 .
  28. ↑ BS 350: Parte 1:1974 - Factores de conversión y tablas; Parte 1. Base de tablas, Factores de conversión . British Standards Institution. 1974. pág. 59. 
  29. ↑ Hargrove, James L. (2007). "¿Sugiere la historia de las unidades de energía alimentaria una solución a la 'confusión de las calorías'?" . Nutrition Journal . 6 : 44. doi : 10.1186/1475-2891-6-44 . PMC 2238749 . PMID 18086303 .  
  • "Reglamento sobre unidades de medida de 1995" . www.legislation.gov.uk . HMSO . 13 de julio de 1995. Consultado el 23 de febrero de 2018 .
  • "Gas natural: una introducción" . www.nrcan.gc.ca . Recursos Naturales de Canadá . 27 de noviembre de 2015. Archivado del original el 24 de febrero de 2018. Consultado el 23 de febrero de 2018 .
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