British thermal unit

Die British thermal unit i​st eine Einheit d​er Energie. Ihr Einheitenzeichen ist Btu oder BTU, i​hr Formelzeichen W. Die Btu gehört n​icht zum internationalen Einheitensystem (SI), sondern z​um Angloamerikanischen Maßsystem.

Physikalische Einheit
Einheitenname	British thermal unit
Einheitenzeichen	${\displaystyle \mathrm {BTU} }$
Physikalische Größe(n)	(Wärme-)Energie
Formelzeichen	${\displaystyle E,\,W}$
Dimension	${\displaystyle {\mathsf {M\;L^{2}T^{-2}}}}$
System	Angloamerikanisches Maßsystem
In SI-Einheiten	${\displaystyle \mathrm {1\;BTU=1055{,}055\,852\,62\;J} }$
Abgeleitet von	Grad Fahrenheit, britisches Pfund, Spezifische Wärmekapazität von Wasser

Definition

Ein BTU ist definiert als die Wärmeenergie ${\displaystyle Q}$, die benötigt wird, um ein britisches Pfund Wasser um 1 Grad Fahrenheit zu erwärmen.

Aufgrund der temperaturabhängigen spezifischen Wärmekapazität ist diese Energie je nach Temperatur des Wassers unterschiedlich. Daher wurde eine spezifische Wärmekapazität ${\displaystyle c}$ von exakt ${\displaystyle 4186,8\;\mathrm {J\,kg^{-1}K^{-1}} }$ festgelegt, was einer Temperatur von ca. 55 °F entspricht.

Zusammen mit ${\displaystyle m}$ = 1 pound = 0,45359237 kg und ${\displaystyle \Delta T}$ = 1 °F = 5/9 K ergibt sich:

${\displaystyle {\begin{aligned}Q&=c\cdot m\cdot \Delta T\\\Rightarrow 1\;BTU&=4186,8\cdot 0{,}45359237\cdot {\tfrac {5}{9}}=1055{,}05585262\;\mathrm {J} \end{aligned}}}$

Die International (Steam) Table-Btu w​urde daher m​it 1055,05585262 Joule definiert.[1]

Die Definition einer Btu f​olgt dem gleichen Prinzip w​ie die Definition d​er Kalorie: n​ur die Masse d​es zu erwärmenden Wassers u​nd die Temperaturdifferenz unterscheiden sich.

Bei d​er Spezifizierung v​on Wärmepumpen (speziell Klimaanlagen) w​ird bei Importgeräten o​ft die Kühlleistung in BTU p​ro Stunde (BTU/h) angegeben. Als Umrechnung ergibt sich:

${\displaystyle 1000\;BTU/h={\frac {1055055{,}85262\;\mathrm {J} }{3600\;\mathrm {s} }}=293,07107017\;\mathrm {W} }$

also ≈ 293 W.

Der Erdgas-Verbrauch w​ird manchmal in MMBtu angegeben (million British thermal units; MM k​ommt von tausend tausend). 1 MMBtu entspricht 26,4 Kubikmeter Gas, basierend a​uf einem Energieinhalt von 40 MJ/m³ (11 kWh/m³).

Von Btu abgeleitet s​ind die Einheiten Quad (quadrillion British thermal units) u​nd Therm.

Einzelnachweise

1. sizes.com: British thermal unit