Measures of PowerThe watt and the B

Measures of Power

The watt and the BTU/hr are both measures of power. They measure the rate of energy Row per unit of time. To four significant digits, the con­ version factor is

1 W = 3.412 BTU/hr



Example 5 Electric Water Heater (BTU and kW)

An electric water heater has a heating element that is immersed in the water and thereby transfers essentially all of its electric power into heat. If the capacity of a water heater is expressed as a recovery factor of 40 gallons per hour (at a 90oF temperature difFerence), how much electric power will the water heater require?



Solution


Using the methods of Example 1, we can calculate the power output of the water heater in BTU/hr. We use the fact that one gallon of water weighs 8.34 pounds. In one hour, the 40 gallons raised 90°F gains heat energy amounting to


40 (gal) X 8.34 (lb./gal) X 90 (oF)= 30,024 BTU



TI1erefore, the water heater's output rate in that hour was 30,024 BTU/hr. Convert this to watts by dividing it by 3.412 BTU/hr/W:

30,024BTU I hr
------=8,799.5W.
3.412BTU I hr I W


Thus, when the electric water heater is heating cold water, it will draw power at a rate of aln1ost 9 kW. That is like running nine hair dryers at the same time.



The Human Body as a Heat Generator

The common unit for heat energy in Britain and America is the BTU, but we noted in the previous section (after Example 2) that the metric version of the BTU is the kilocalorie or food calorie, and the conversion rate is 1 kCal = 3.9657 BTU. Anyone who has tried to diet knows about food calories. What does the burning of calories in the human body tell us about ourselves as generators of heat? As a point of reference, here are two facts:


• A human at rest burns 70 food calories per hour.

• A human walking briskly burns 350 calories per hour.



Example 6 The Human Furnace

A light bulb typically uses 60, 75, or 100 W of power, and all of that energy ends up heating its environn1ent. How does a person at rest con1- pare to a light bulb? In other words, hoV 1nany Vatts is 70 kCal!hr?



Solution

From the conversion factor stated previously, we see that 1 kCal/hr =
3.9657 BTU/hr, and fron1 the table of power conversion factors on page 37, 1 BTU/hr = 0.000293 kW or 0.293 W, so 70 kCal/hr = 70 X
3.9657 X 0.293 = 81.3 W So a person at rest generates about as much
heat as a light bulb.



Automotive Technologies (Horsepower)

It is a quaint nod to history that in the Anglo-American system we continue to use the horsepower as a measure of the power output of automobile engines. The horsepower (HP) was originally defined in terms of the ability of horses to raise water from a well or coal from a mine, there are now several varying definitions of the horsepower depending on the context of the application. The mechanical and hydraulic horsepower, although differing slightly, are each close to
345.7 W. The electrical horsepower is defined to be 346 W exactly. The
metric horsepower is 735.5 w, and to really confuse matters, the boiler horsepower is 9,809.5 W. 1
Common automobile engines are typically powered in the range of
100 to 400 HP. The 014 T0yota Prius has a systetn po¥rer, including both the gasoline engine and the battery, of 134 HP. A 2014 Infiniti QX80 sports-utility vehicle has 400 HP.



Unit Conversion Table for Power Measures

In the examples of this chapter, we have seen the use of the BTU/hr, the watt (or kilovlatt) and the horsepower as units of power. TI1e factors th t convert one unit to another are shown in Table 2.7.
TI1e numbers in the table correspond to the column measure divided

by the row measure. For example, the table shows that the ratio of HP/ kW = 1.341, meaning 1 HP = 1.341 kW.TI1is shows that the HP and the kW are of nearly the same tnagnitude as measures of power.
The table also shows that 1 BTU/hr is a very small amount of power relative to the HP and kW, because it takes 3,412 B fU/hr to equal
1 kW

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วัดพลังงานวัตต์และ BTU/hr มีทั้งมาตรการพลังงาน พวกเขาวัดอัตราพลังงานแถวต่อหน่วยเวลา สี่หลัก ตัวรุ่นคอนคือ1 วัตต์ = 3.412 BTU/hrตัวอย่างที่ 5 ไฟฟ้าเครื่องทำน้ำอุ่น (BTU และกิโลวัตต์)ฮีตเตอร์ไฟฟ้าน้ำการมีองค์ประกอบของความร้อนที่แช่อยู่ในน้ำ และทำโอนเป็นของไฟฟ้าทั้งหมดเป็นความร้อน ถ้ากำลังการผลิตของเครื่องทำน้ำอุ่นที่จะแสดงเป็นตัวกู้ 40 แกลลอนต่อชั่วโมง (ที่ความแตกต่างอุณหภูมิ 90oF), จำนวนไฟฟ้าเครื่องทำน้ำอุ่นต้อง โซลูชั่นใช้วิธีการเช่น 1 เราสามารถคำนวณผลผลิตพลังงานของเครื่องทำน้ำอุ่นใน BTU/hr เราใช้ความจริงแกลลอนที่หนึ่งของน้ำมีน้ำหนัก 8.34 ปอนด์ ในหนึ่งชั่วโมง แกลลอน 40 ขึ้นพลังงานความร้อน 90° F กำไรเกิน40 (gal) 8.34 X (ปอนด์/gal) X 90 (ของ) = 30,024 BTUTI1erefore อัตราการแสดงผลของเครื่องทำน้ำในชั่วโมงที่ 30,024 BTU/ชั่วโมง แปลงนี้วัตต์ โดยหารด้วย 3.412 BTU/hr/ไร w:30, 024BTU ผม hr--=8, 799.5W3.412BTU ฉันชั่วโมงฉัน Wดังนั้น เมื่อฮีตเตอร์น้ำไฟฟ้าเป็นความร้อนน้ำเย็น มันจะดึงพลังในอัตรา aln1ost 9 kW ที่เป็นเช่นการใช้เครื่องเป่าผมเก้าในเวลาเดียวกันร่างกายมนุษย์ โดยกำเนิดความร้อนหน่วยสำหรับพลังงานความร้อนในสหราชอาณาจักรและอเมริกาทั่วไปคือ BTU แต่เราตั้งข้อสังเกตในส่วนก่อนหน้านี้ (หลังจากตัวอย่าง 2) ว่า รุ่น BTU วัดเป็นแคลอรี่ kilocalorie หรืออาหาร และอัตราแลกเปลี่ยนคือ 1 กิโลแคลอรี = 3.9657 BTU ใครที่ได้ลองอาหารรู้เกี่ยวกับแคลอรี่อาหาร การเผาผลาญแคลอรี่ในร่างกายมนุษย์บอกอะไรเราเกี่ยวกับตนเองเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าความร้อนบ้าง เป็นจุดอ้างอิง นี่คือข้อเท็จจริงสอง:• A มนุษย์ที่เหลือเผาไหม้แคลอรี่อาหาร 70 ชั่วโมงBriskly • A มนุษย์เดินเผา 350 แคลอรี่ต่อชั่วโมงตัวอย่าง 6 เตามนุษย์หลอดไฟโดยทั่วไป ใช้ 60, 75, 100 W ของพลังงาน และทั้งหมดของพลังงานที่สิ้นสุดค่าความร้อนของ environn1ent ว่าคนที่เหลือ con1 ไม่ pare กับหลอดไฟ ในคำอื่น ๆ hoV 1nany Vatts คือ 70 กิโลแคลอรี่! ชั่วโมง โซลูชั่นจากปัจจัยการแปลงที่ระบุก่อนหน้านี้ เราเห็นว่า 1 กิโลแคลอรี่/ชั่วโมง =3.9657 BTU/hr และ fron1 ของการแปลงพลังงานปัจจัยหน้า 37, 1 BTU/hr = 0.000293 กิโลวัตต์หรือ 0.293 W ดังนั้น 70 กิโลแคลอรี่/ชั่วโมง = 70 X3.9657 x 0.293 = 81.3 W ดังนั้นคนที่เหลือสร้างเกี่ยวกับมากที่สุดความร้อนเป็นหลอดไฟเทคโนโลยียานยนต์ (แรงม้า)จึงพยักหน้าแปลกตาไปว่า ในระบบ Anglo-American เรายังคงใช้แรงม้าเป็นหน่วยวัดของผลผลิตพลังงานของเครื่องยนต์รถยนต์ประวัติศาสตร์ แรงม้า (HP) ถูกกำหนดในแง่ของความสามารถของม้า การยกน้ำจากบ่อถ่านหินจากเหมืองเดิม ขณะนี้มีหลายคำนิยามที่แตกต่างกันของแรงม้าขึ้นอยู่กับบริบทของ แรงม้า และเครื่องจักรกลไฮโดรลิค แม้ว่าแตกต่างกันเล็กน้อย ห้องละ345.7 W. แรงม้าไฟฟ้าถูกกำหนดให้เป็น 346 W ว่า ที่วัดแรงม้า 735.5 w และจริง ๆ สับสนเรื่อง แรงม้าหม้อไอน้ำ ปริมาณ 1 9,809.5เครื่องยนต์รถยนต์ทั่วไปจะขับเคลื่อนในช่วงปกติ100 ถึง 400 HP 014 T0yota Prius การ systetn po ¥ rer รวมทั้งเครื่องยนต์เบนซินและแบตเตอรี่ ของ 134 HP ได้ รถกีฬายูทิลิตี้ 2014 Infiniti QX80 ได้ 400 HPตารางแปลงหน่วยการวัดพลังงานในตัวอย่างของบทนี้ เราได้เห็นการใช้ของ BTU/hr วัตต์ (หรือ kilovlatt) และแรงม้าเป็นหน่วยของพลังงาน TI1e ปัจจัย th t แปลงหน่วยอื่นจะแสดงอยู่ในตาราง 2.7หมายเลข TI1e ในตารางตรงกับวัดคอลัมน์แบ่งโดยวัดแถวนั้น ตัวอย่าง ตารางแสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนของ HP / kW = 1.341 ความหมาย 1 HP = 1.341 kW.TI1is แสดงให้เห็นว่า HP และ kW มีเกือบ tnagnitude เดียวกันเป็นหน่วยวัดของพลังงานตารางแสดง 1 BTU/hr จำนวนพลังงานเทียบกับ HP และ kW ขนาดเล็กมากเนื่องจากใช้ 3,412 B ฟู/hr ให้เท่ากับ1 กิโลวัตต์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

มาตรการของพาวเวอร์วัตต์และบีทียู / ชมมาตรการทั้งสองของการใช้พลังงาน พวกเขาวัดอัตราแถวพลังงานต่อหน่วยของเวลา ถึงสี่เลขนัยสำคัญปัจจัยรุ่นนักโทษเป็น1 W = 3.412 บีทียู / ชมตัวอย่างที่5 เครื่องทำน้ำอุ่นไฟฟ้า (บีทียูและกิโลวัตต์) เครื่องทำน้ำอุ่นไฟฟ้ามีองค์ประกอบความร้อนที่แช่อยู่ในน้ำและจึงโอนหลักทั้งหมดของการใช้พลังงานไฟฟ้า เป็นความร้อน ถ้าความจุของเครื่องทำน้ำอุ่นจะแสดงเป็นปัจจัยการฟื้นตัวของ 40 แกลลอนต่อชั่วโมง (ที่อุณหภูมิ 90oF ความแตกต่าง) วิธีการใช้พลังงานไฟฟ้ามากเครื่องทำน้ำอุ่นจะต้อง? โซลูชั่นการใช้วิธีการของตัวอย่างที่ 1 เราสามารถคำนวณการส่งออกพลังงาน ของเครื่องทำน้ำอุ่นในบีทียู / ชม เราใช้ความจริงที่ว่าหนึ่งแกลลอนน้ำน้ำหนัก 8.34 ปอนด์ ในหนึ่งชั่วโมง 40 แกลลอนยก 90 ° F ได้รับพลังงานความร้อนจำนวน40 (แกลลอน) X 8.34 (ปอนด์ / แกลลอน) X 90 (จาก) = 30,024 บีทียูTI1erefore อัตราการส่งออกเครื่องทำน้ำอุ่นในเวลานั้นเป็น 30,024 บีทียู / ชั่วโมง แปลงนี้เพื่อวัตต์โดยหารด้วย 3.412 บีทียู / ชั่วโมง / W: 30,024BTU ฉันชม. ------ = 8,799.5W 3.412BTU ฉัน IW ชั่วโมงดังนั้นเมื่อเครื่องทำน้ำอุ่นร้อนน้ำเย็นก็จะดึงพลังงานในอัตรา aln1ost 9 กิโลวัตต์ ที่เป็นเหมือนการทำงานเก้าเครื่องเป่าผมในเวลาเดียวกัน. ร่างกายมนุษย์เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าความร้อนหน่วยที่พบบ่อยสำหรับพลังงานความร้อนในอังกฤษและอเมริกาเป็นบีทียู แต่เราตั้งข้อสังเกตในส่วนก่อนหน้า (หลังจากตัวอย่างที่ 2) ว่ารุ่นตัวชี้วัดของ บีทียูเป็นแคลอรี่หรืออาหาร kilocalorie และอัตราการแปลงเป็น 1 กิโลแคลอรี = 3.9657 บีทียู ทุกคนที่ได้พยายามที่จะรับประทานอาหารที่รู้เกี่ยวกับอาหารแคลอรี่ สิ่งที่ไม่เผาไหม้ของแคลอรี่ในร่างกายมนุษย์ที่บอกเราเกี่ยวกับตัวเองเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากความร้อน? ในฐานะที่เป็นจุดอ้างอิงที่นี่มีสองข้อเท็จจริง: •มนุษย์ที่เหลือไหม้ 70 แคลอรี่อาหารต่อชั่วโมง. •เดินของมนุษย์เหยงเผาผลาญ 350 แคลอรี่ต่อชั่วโมง. ตัวอย่างที่ 6 มนุษย์เตาหลอดไฟมักจะใช้60, 75, 100 W ของอำนาจและทั้งหมดของพลังงานที่จบลงด้วยความร้อนของ environn1ent คนที่เหลืออย่างไร con1- ตัดไปยังหลอดไฟ? ในคำอื่น ๆ โฮ V 1nany Vatts คือ 70 กิโลแคลอรี! ชั่วโมง? โซลูชั่นจากปัจจัยการแปลงที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้เราจะเห็นว่า 1 กิโลแคลอรี / ชม = 3.9657 บีทียู / ชมและ fron1 ตารางปัจจัยการแปลงพลังงานในหน้า 37, 1 บีทียู / ชม = 0.000293 กิโลวัตต์หรือ 0.293 W ดังนั้น 70 กิโลแคลอรี / ชม = 70 X 3.9657 X 0.293 = 81.3 W ดังนั้นคนที่เหลือสร้างประมาณมากที่สุดเท่าที่ความร้อนเป็นหลอดไฟ. เทคโนโลยียานยนต์ (แรงม้า) มันเป็นพยักหน้าแปลกตาไป ประวัติศาสตร์ที่อยู่ในระบบแองโกลอเมริกันที่เรายังคงใช้แรงม้าเป็นมาตรการของการส่งออกพลังงานของเครื่องยนต์รถยนต์ แรงม้า (HP) ถูกกำหนดเดิมในแง่ของความสามารถของม้าที่จะยกระดับน้ำจากบ่อน้ำหรือถ่านหินจากเหมืองที่มีอยู่ในขณะนี้คำนิยามที่แตกต่างกันหลายแรงม้าขึ้นอยู่กับบริบทของการประยุกต์ใช้ แรงม้ากลและไฮดรอลิแม้ว่าจะแตกต่างกันเล็กน้อยแต่ละใกล้กับ345.7 W. แรงม้าไฟฟ้าจะถูกกำหนดให้เป็น 346 W ว่า แรงม้าตัวชี้วัดคือ 735.5 W, และจริงๆสับสนเรื่องแรงม้าหม้อไอน้ำเป็น 9,809.5 ดับเบิลยู 1 เครื่องยนต์รถยนต์ทั่วไปจะขับเคลื่อนโดยทั่วไปในช่วง100-400 HP 014 T0yota พรีอุสมี systetn โพ¥ RER รวมทั้งเครื่องยนต์เบนซินและแบตเตอรี่ 134 HP 2014 Infiniti QX80 ยานพาหนะกีฬายูทิลิตี้มี 400 HP. ตารางแปลงหน่วยสำหรับมาตรการพลังงานในตัวอย่างของบทนี้เราได้เห็นการใช้งานของบีทียู / ชมที่วัตต์ (หรือ kilovlatt) และแรงม้าเป็นหน่วยของพลังงาน ปัจจัย TI1e ณ ทีแปลงหน่วยหนึ่งไปยังอีกที่แสดงในตารางที่ 2.7. หมายเลข TI1e ในตารางที่สอดคล้องกับตัวชี้วัดคอลัมน์แบ่งออกโดยวัดแถว ตัวอย่างเช่นตารางแสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนของ HP / กิโลวัตต์ = 1.341, ความหมาย 1 HP = 1.341 kW.TI1is แสดงให้เห็นว่า HP และกิโลวัตต์มีเกือบ tnagnitude เดียวกับมาตรการของการใช้พลังงาน. ตารางยังแสดงให้เห็นว่า 1 บีทียู / ชมเป็นจำนวนเงินที่น้อยมากของพลังงานเทียบกับ HP และกิโลวัตต์เพราะมันใช้เวลา 3,412 B Fu / ชมเท่ากับ1 กิโลวัตต์