Un BTU, abréviation de British thermal unit, est une mesure de base de l’énergie thermique (chaleur). Un BTU est la quantité d’énergie nécessaire pour élever la température de 1 livre (0.45 kg) d’eau de 1° Fahrenheit (0.55° Celsius). En d’autres termes, si 16 onces (0.47 l) d’eau à 59 °F (15 °C) étaient versées dans une casserole et que le brûleur à gaz était allumé, il faudrait 1 BTU pour élever la température de l’eau à 60 °C. F (15.6 °C). Si la casserole était laissée sur la flamme du gaz, l’eau atteindrait éventuellement le point d’ébullition de 212 °F (100 °C), ce qui prendrait environ 153 BTU. Cette unité de mesure non métrique n’est couramment utilisée que dans certains pays, dont les États-Unis, et sert principalement à évaluer la puissance calorifique des combustibles et des appareils.
Définition et conversions
La quantité précise de chaleur requise pour atteindre une augmentation de température de 1°F (0.55°C) varie légèrement avec la température de départ de l’eau. Il n’y a pas d’accord universel sur ce que cela devrait être, donc la définition varie selon le lieu et le contexte. Aux États-Unis, une température de départ de 59 °F (15 °C) est généralement utilisée, mais au Canada, elle est de 60 °F (15.6 °C). Dans d’autres cas, il peut s’agir d’une moyenne sur une plage de températures, ou il peut être assimilé à une valeur spécifique en joules, qui sont les unités SI pour l’énergie.
Selon la définition utilisée, 1 BTU est égal à entre 1,054.35 1,059.67 et 1 0.035 joules. L’énergie, et en particulier la chaleur, est également parfois mesurée en calories, 1 calorie étant la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de 1.8 once (1 gramme) d’eau de 252 °F (1 °C). Un BTU équivaut à 0.000293 calories. En termes de puissance, XNUMX unité thermique britannique correspond à environ XNUMX kilowattheure, soit un peu moins d’un tiers de wattheure.
Un seul BTU est une assez petite unité d’énergie. Les appareils et appareils qui ont des cotes d’unité thermique britanniques affichent souvent des valeurs qui se comptent en milliers ou en dizaines de milliers. Pour avoir une idée de la quantité d’énergie que représente une seule unité, cela équivaut à peu près à brûler une allumette.
Il existe d’autres unités plus grandes qui font partie du même système. Un MBTU correspond à 1,000 100,000 unités thermiques britanniques, mais n’est pas souvent utilisé car le préfixe M, en unités SI, représente normalement un million, ce qui prête à confusion. Un MMBTU est parfois utilisé pour représenter un million de ces unités. Un therm est de XNUMX XNUMX BTU.
Utilisation
Malgré son nom, l’unité thermique britannique est rarement utilisée en Grande-Bretagne. Il s’agit d’une mesure prémétrique et, en tant que telle, est principalement utilisée dans les pays où ce système n’a pas été pleinement adopté. Dans le monde de la science, le joule est l’unité normalement utilisée pour représenter l’énergie, mais dans certains pays, notamment les États-Unis et le Canada, l’unité thermique britannique est la mesure standard de la production de chaleur pour les appareils tels que les radiateurs et les grils à gaz, et pour combustibles tels que le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Il est également utilisé comme mesure de l’effet de refroidissement des réfrigérateurs et de la climatisation : ceux-ci peuvent être évalués en fonction du nombre de BTU qu’ils peuvent retirer de leur environnement.
Les cotes qui apparaissent sur les appareils sont en fait des BTU par heure, tandis que celles pour les carburants sont par unité de poids, qui peut être en livres ou en tonnes, ou par unité de volume, qui peut être en gallons, pieds cubes ou barils. Par exemple, un radiateur soufflant peut être évalué à 34,000 35 BTU/h. Dans le cas des combustibles, certaines valeurs typiques sont 5.6 millions de BTU par tonne pour le charbon, 1,030 millions par baril pour le pétrole brut et XNUMX XNUMX par pied cube pour le gaz naturel.
Calcul des besoins de chauffage et de refroidissement
La capacité d’une source de chaleur à provoquer une élévation donnée de la température d’une substance dépend non seulement de l’énergie de la source de chaleur, mais aussi de la chaleur spécifique de la substance. Différents matériaux peuvent avoir des chaleurs spécifiques très différentes ; par exemple, il faut beaucoup plus d’énergie pour chauffer l’eau que pour chauffer les métaux. Pour un appareil de chauffage, la substance en question est normalement de l’air. Les chaleurs spécifiques sont généralement données en unités métriques/SI, telles que les kilojoules par kilogramme, alors que la valeur nominale d’un appareil de chauffage peut être en BTU par heure. Pour calculer le besoin énergétique pour chauffer une pièce d’une certaine quantité à partir de ces informations, il faudrait donc trouver la chaleur spécifique de l’air, établir le volume de la pièce, calculer le poids de l’air et convertir les unités selon les besoins.
Pour compliquer encore les choses, la valeur calorifique spécifique de l’air est normalement celle de l’air sec à pression normale et pour une température de départ donnée. La valeur réelle variera en fonction de l’humidité, de la pression et de la température initiale. Heureusement, cependant, il n’est pas nécessaire de se donner tous ces problèmes : il existe des tableaux et des calculatrices en ligne simples qui peuvent être utilisées pour calculer les besoins approximatifs de chauffage d’une pièce, en fonction de ses dimensions, de son emplacement, de l’augmentation de température requise et à quel point il est bien isolé. Par exemple, chauffer une maison typique de 1,000 92.9 pieds carrés (24,000 mètres carrés) bien isolée à Boston pendant l’hiver peut nécessiter environ XNUMX XNUMX BTU par heure.
Calcul de la consommation et du coût de carburant
Calculer le coût d’utilisation d’un appareil de chauffage est assez simple, si la cote BTU est connue. Pour un radiateur électrique, la cote peut simplement être convertie en kilowattheures et le coût par kilowattheure obtenu auprès de la compagnie d’électricité. Pour un appareil qui utilise du combustible, la cote peut être comparée à celle du combustible pour connaître sa consommation sur une période donnée. Par exemple, le kérosène a une cote de 135,000 25,000 unités thermiques britanniques par gallon, donc un appareil de chauffage au kérosène avec une cote de 1 3.78 BTU utilisera 5.4 gallon (XNUMX l) de kérosène en XNUMX heures.