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英国熱量単位 （Btu ）は、エネルギーの一形態である熱の測定単位です。元々は、1ポンドの水の温度を1華氏度上げるために必要な熱量として定義されました。また、米国慣用単位の一部でもあります。[1]エネルギーのSI単位はジュール（J）です。1 Btuは約1,055 Jに相当します（BTUの具体的な定義に応じて1,054 ～ 1,060 Jの範囲で変動します。下記参照）。
科学研究においては熱の単位はエネルギーの単位に置き換えられることが多いが、一部の分野では依然として使用されている。例えば、米国では天然ガスの価格は、燃焼すると100万Btu（1「MMBtu」）の熱エネルギーを生み出す天然ガスの量当たりのドルで表示される。[2] [3]
定義
Btuはもともと、1気圧の一定圧力下で1ポンドの液体の水の温度を華氏1度上げるために必要な熱量として定義されていました。[4] Btuには、わずかに異なるいくつかの異なる定義があります。これは、特定の量の熱（エネルギー単位、通常はジュールで計算）の追加による水塊の温度変化が、水の初期温度にわずかに左右されるという事実を反映しています。下の表に示すように、異なる水温に基づくBtuの定義は最大0.5％異なります。
接頭辞
kBtuの単位は、建物のエネルギー使用量の追跡と暖房システムの規模決定に使用されます。エネルギー使用指数（EUI）は、空調された床面積の平方フィートあたりのkBtuを表します。「k」は1,000を表します。[11]
Mbtuという単位は、天然ガスやその他の産業では1,000 Btuを表すのに使われています。[12] [13]しかし、メートル法（SI）では「メガ」、つまり100万（1,000,000）を表すのに接頭辞「M」が使われているという曖昧さがあります。それでも、特に石油・ガス産業では100万Btuを表すのに「MMbtu」がよく使われています。[14]
1,000を表す単位として「k」（キロ）を使用することに慣れているエネルギーアナリストは、特にMW、MWh、$などの他のエネルギー単位やコスト単位でMが100万を表す文書では、100万を表すのにMBtuを使用する可能性が高くなります。[15]
単位「サーム」は100,000 Btuを表すのに使われます。[12]デカサームは10サームまたは100万Btuです。単位「クアッド」は1千兆（10 15）Btuを表すのによく使われます。[14]
コンバージョン
1 Btu はおよそ次のようになります。
- 1.0551 kJ (キロジュール)
- 0.2931 W⋅h (ワット時)
- 252.2 cal (カロリー)
- 0.2522 kcal（キロカロリー）
- 25,031 ～ 25,160 ft⋅pdl (フィートポンド)
- 778.2 ft⋅lbf (フィートポンド力)
- 5.40395 (lbf/in 2 )⋅ft 3
1Btuは、1本の木製マッチを燃やしたときに発生する熱量、または1ポンド（0.45kg）の重りを778フィート（237m）持ち上げるのに必要なエネルギー量と概算できます。[16]
天然ガスの場合
- 天然ガスの価格設定において、カナダの定義は1,000,000 Btu ≡1.054 615 GJ . [17]
- 天然ガスの体積あたりのエネルギー含有量（高発熱量または低発熱量）は天然ガスの組成によって異なるため、エネルギーから体積への普遍的な変換係数は存在しません。平均的な天然ガス 1 立方フィート（28 リットル）は、燃焼時に ≈ 1,030 Btu （品質に応じて 1,010 Btu から 1,070 Btu の間）を生成します。
- 大まかな概算では、1,000立方フィート（28 m 3）の天然ガスから得られる量は≈1,000,000 Btu ≈1GJ。
- 天然ガス価格換算1,000 m 3 ≈ 3690万Btuおよび1,000,000 Btu ≈27.1立方メートル
BTU/時
暖房および冷房システムの電力のSI単位はワットです。北米と英国では、 Btu /h （Btu/h）が使用されることがあります。英国では主に空調に使用されますが、「Btu/h」は単に「Btu」と省略されることもあります。 [18] MBH（1時間あたりの1000 Btu）も一般的です。[19]
- 1Wは約3.412142Btu/hである[20]
- 1,000 Btu/hは約0.2931 kWです。
- 1馬力は約2,544 Btu/h
関連ユニット
- 北米の冷蔵・空調設備でよく使われる単位である1トンの冷却は、12,000 Btu/h (3.52 kW) です。これは、24 時間で 1 ショートトン (907 kg) の水を氷にするのに必要な熱伝達率です。
- 米国とカナダでは、断熱材の性能を表すR 値は、通常、英国熱量単位あたりの平方フィート華氏度時間 (ft 2 ⋅°F⋅h/Btu) で示されます。断熱材 1 平方フィートの場合、断熱材全体の温度差 1 度につき、1 Btu/時間の熱が断熱材を流れます。
- 1サームは、米国ではBtu 59 °Fの定義を使用して100,000 Btuと定義されています。EUでは、1979年にBTU ITの定義とともにリストされ、1994年までに法定取引単位として廃止される予定でした。[21]英国の規制は、2000年1月1日からサームをジュールに置き換えるように改正されました。 [22] 2013年現在、[アップデート]サームは英国で天然ガスの価格設定にまだ使用されています。[23]
- 1クワッド（1兆 Btuの略）は10 15 Btuで、約1エクサジュール（1.055 × 10 18 J）。米国では、大規模経済の年間エネルギー消費量を表すためにクワッドが使用されています。たとえば、米国経済は2005年に99.75クワッドを使用しました。[24] 1クワッド/年は約33.43ギガワットです。
Btu を、キロワット時 (1 kW⋅h または 3,412 Btu) の英国における旧式の同義語である Board of Trade Unit (BTU)と混同しないでください。
Btuは、発電所における熱から電気エネルギーへの変換効率を表すためによく使用されます。数値は、1kW⋅hの電気エネルギーを生成するために必要な熱量をBtuで表したものです。典型的な石炭火力発電所は10,500 Btu/kWh（3.1 kWh/kWh）で稼働しており、効率は32～33%です。[25]
摂氏熱量単位（CHU）は、1ポンドの水の温度を1 ℃上げるのに必要な熱量である。これは1.8 Btuまたは1,899ジュールに等しい。[26] 1974年、この単位はイギリスでBtuの代替として「まだ時々使用されていた」。[27]
メートル法におけるエネルギーのもう一つの伝統的な単位はカロリーであり、これは1グラムの水の温度を1 ℃上げるのに必要な熱量として定義されます。[28]
参照
注記
- ^ 4.184 × 453.59237 × 5/9
- ^ 4.1868 × 453.59237 × 5 ⁄ 9
参考文献
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