BTU (UNITÉ THERMIQUE): ÉQUIVALENCES, UTILISATIONS, EXEMPLES - PHYSIQUE - 2025

BTU est l'acronyme de British Thermal Unit, qui se traduit en anglais Thermal Unit. C'est une unité utilisée dans le transfert de chaleur qui a commencé à apparaître dans les textes d'ingénierie vers la fin du 19ème siècle.

Voici l'une des définitions de cette unité: 1 BTU est la quantité de chaleur requise pour modifier la température d'une livre d'eau à 60 ° F à la pression atmosphérique d'un degré Fahrenheit. Une autre définition utilisée dans l'industrie pétrolière établit cette température à 59 ° F.

Or, l'énergie - de toute nature - est une quantité qui a de nombreuses possibilités en termes d'unités pour la mesurer. Bien que dans le Système international d'unités SI ce soit le joule ou joule, dans de nombreux domaines, comme tous ceux liés à l'électricité, au chauffage et au refroidissement, la préférence est donnée à d'autres.

Conversions BTU-autres unités

Vous trouverez ci-dessous les principales conversions de BTU en d'autres unités d'énergie fréquemment utilisées:

Tableau 1. Facteurs de conversion BTU

Pour convertir un montant donné de BTU à l'une des unités affichées, multipliez simplement le montant par le facteur de conversion indiqué. Et si vous voulez transformer n'importe quelle unité en BTU, divisez par ce facteur.

Applications

Le BTU est une unité largement utilisée dans les climatiseurs et les appareils de chauffage. Source: Pixabay.

L'énergie sous ses nombreuses formes est finalement ce qui anime l'humanité. Il n'est donc pas surprenant de constater le nombre d'unités créées à mesure que les connaissances se développaient de plus en plus.

D'une part, il arrive que le joule soit une unité assez petite d'énergie ou de chaleur, et d'autre part, il existe des unités de mesure profondément enracinées dans le domaine du transfert de chaleur, comme la calorie et le BTU lui-même.

-Actuellement, le BTU est toujours utilisé dans tout ce qui concerne les systèmes de chauffage, les cuisinières, les fours, la réfrigération et la climatisation. Il apparaît fréquemment dans les manuels d'utilisation et d'entretien de ces équipements.

-Aussi aux États-Unis, le BTU est utilisé pour exprimer le prix du gaz naturel, de l'électricité, du kérosène et d'autres combustibles (en dollars par million de BTU). Par exemple, aux États-Unis, le prix de l'électricité varie autour de 39 $ par million de BTU, selon des sources de la US Energy Information Administration.

-Dans les centrales électriques, l'efficacité de conversion de la chaleur en énergie électrique est exprimée en BTU.

BTU-heure et RT comme mesure de la puissance

Il est encore plus fréquent d'exprimer la consommation de BTU par unité de temps, qui est la puissance. Dans ce cas, il apparaît en BTU / h ou avec les initiales BTUH. Cette unité est utilisée dans une variété d'industries et même les consommateurs dans les pays où le système métrique est une norme reconnaissent ces acronymes comme distinctifs dans les équipements de climatisation.

Tableau 2. Facteurs de conversion BTU / h

* RT signifie tonne de réfrigération ou tonne de réfrigération, une unité de puissance utilisée pour spécifier la puissance des réfrigérateurs et des réfrigérateurs. Il n'est pas lié à la tonne métrique utilisée pour mesurer la masse et est égal à 1000 kg.

Un RT équivaut à la chaleur latente absorbée lors de la fusion d'une courte tonne de glace pure en une journée, soit 12 000 BTU / h. La tonne courte ou la tonne courte vaut quelque chose de plus que la tonne métrique: 1 10231 fois.

Les systèmes de climatisation centrale sont exprimés en RT. Par exemple, un avec un compresseur 2 RT peut retirer 24 000 BTU de l'air en 1 heure.

Exemples

Les exemples et exercices suivants utilisent le BTU.

Chauffage ou refroidissement d'une pièce

Lors de l'achat d'un poêle (appareil de chauffage) ou d'un climatiseur, il existe de nombreuses alternatives sur le marché. La procédure suivante permet de choisir l'équipement le plus adapté à la climatisation d'un espace, en fonction de ses dimensions:

-Mesurer la largeur a, la longueur l et la hauteur h de la pièce.

-Calculer le volume en utilisant la formule V = a × l × h

-Divisez le résultat par 2 puis multipliez-le par 1000

-Le résultat indique le BTU / h le plus approprié pour la taille de cet espace, donc le périphérique le plus proche avec BTU / h doit être choisi.

La procédure ci-dessus est une bonne estimation en supposant qu'il y a 1 ou 2 personnes dans la salle.

Figure 2. Pour optimiser les coûts, il est nécessaire de choisir le radiateur le plus adapté en fonction de la taille de l'espace à chauffer. Source: Pixabay.

Exercices résolus

Exercice 1

Trouvez le BTU / h requis pour climatiser une pièce dont les dimensions sont:

-4,0 mètres de large

-3,0 mètres de haut

-10 mètres de long

Solution

Le volume de cet espace est V = 4,0 x 3,0 x 10 m ³ = 120 m ³. La moitié de cette valeur est de 60 et la multiplication par 1000 donne 60000. Ensuite, vous devez trouver une équipe qui spécifie la valeur la plus proche de 60 000 BTU / h.

Plus le BTU / h est élevé, plus la taille et le coût de l'équipement ainsi que sa consommation d'énergie électrique sont élevés. Donc, acheter la plus grande équipe ne donne pas toujours le meilleur résultat.

Un autre détail à considérer est l'efficacité: tout équipement a besoin d'énergie pour fonctionner (entrée) et la convertir en travail (sortie). L'efficacité est le quotient entre la sortie (entrée) et l'entrée (sortie), qui n'est jamais égal à 1, car des pertes se produisent toujours.

Les climatiseurs généraux sont généralement compris entre 3 000 et 1 800 000 BTU / h. Mais l'équipement ménager est presque toujours classé comme ceci:

-Ordinateurs portables: 8 000 - 12 000 BTU

-Système divisé: 9000 - 36000 BTU

-Climatiseur de fenêtre: 3000 - 25000 BTU

Exercice 2

Un climatiseur de fenêtre a 5000 BTU / h et vous voulez calculer sa puissance en kilowatts. Si l'ordinateur est allumé pendant 6 heures, quelle sera sa consommation électrique en joules?

Solution

Le tableau 2 montre le facteur de conversion: 1 BTU / h = 0,00029307107 kilowatts, l'opération à effectuer est:

5000 x 0,00029307107 kilowatts = 1,470 kilowatts.

Concernant la consommation d'énergie en joules, d'abord la quantité précédente est transformée en watts en multipliant par 1000:

1470 kilowatts = 1470000 watts.

Et comme la puissance est énergie par unité de temps, multipliez ce résultat par 6 heures, exprimé en secondes:

6 heures = 6 x 3600 secondes = 21600 secondes

Énergie consommée = 1470000 watts x 21600 secondes = 3,18 x 10 ¹⁰ joules.

C'est un nombre assez grand: pas moins de 318 suivis de 8 zéros. Comme mentionné précédemment, le joule est une unité assez petite et à cet égard, utiliser le BTU signifie travailler avec des chiffres plus petits et plus faciles à gérer.

Références

1. Appareil compact. BTU de climatisation: que sont-ils et que signifient-ils? Récupéré de: learn.compactappliance.com.
2. Maison et jardin essentiels. Qu'est-ce que BTU?. Récupéré de: essentialhomeandgarden.com.
3. Qu'est-ce qu'un BTU dans un climatiseur et comment calculer la bonne taille? Récupéré de: samsung.com.
4. Administration américaine de l'information sur l'énergie. FAQ. Récupéré de: eia.gov.
5. Wikipédia. British Thermal Unit Récupéré de: en.wikipedia.org.