Combien consomme une RaspberryPi...

...dans d'autres grandeurs physique

a marqué ce sujet comme résolu.

Sinon j'ai juste fait le calcul automobile. Mais si tu veux le faire pour ta voiture hésite pas (en prenant en compte le mix electicite/carburant fossile que tu utilises…)

Eskimon

Je consomme à peu de choses près la même chose que toi (entre 5 et 6 L/100km en moyenne), donc je pense pas que la différence soit énorme.

Par contre sur une voiture plus moderne (type Tesla Model S ou Toyota Mirai) je serais curieux de voir le rendement des moteurs…

Fort bien : sachant que selon cette présentation la chaleur spécifique des pâtes est de 44.4 kJ kg-1 K-1

pierre_24

Objection ! J’ai lu la source et le mec dit clairement qu’il s’est trompé quelque part puisque ça met en gros un facteur dix à l’eau qui est l’élément chimique avec la meilleur chaleur spécifique que l’on connaisse.

De toute manière la plus grande perte d’énergie dans l’histoire c’est l’eau balancé lors de l’égouttage. On ramène de l’eau (chaleur spécifique de 4.186 kJ kg-1 K-1) à 100°C à température ambiante, donc il faut une masse de :

$$Q = m\,c\,\Delta{T} \Leftrightarrow m = \frac{Q}{c\,\Delta{T}} = \frac{44.5×10^6}{4.186×75} \approx 142\,000 \text{kg d’eau} $$

Donc si on récupère l’eau, disons 0.5L1, par plâtré de pâte, ça nous amène à 284 000 séance d’égouttage. Ce qui n’est pas si loin du résultat de pierre_24 au final.


  1. et en considérant un volume massique de 1 ce qui n’est pas tout à fait vrai pour l’eau salé mais bon, ça passe. 

+2 -0

Pour continuer dans les précisions, le résultat de Rockaround sur les bananes souffre d’un grave défaut pratique.

Sinon, 233 bananes. Ou plus exactement, l'énergie de désintégration émise par le K-40 contenu dans 233 bananes.

Rockaround

Le calcul est tout à fait correcte, mais le temps de demi-vie du potassium 40 est de 1.3 milliard d’années, je ne suis pas sur d’avoir ce genre de patience. Qu’a cela ne tienne, avec un stock de 233 milliards de bananes on peut faire fonctionner le petit RPi en autonomie.


D’ailleurs pour ceux qui s’amusent de ce genre d’exercice mariant des estimations, deux trois calcul physique et de l’absurde, je ne peux que trop vous conseiller xkcd what if?.

+3 -0

Fort bien : sachant que selon cette présentation la chaleur spécifique des pâtes est de 44.4 kJ kg-1 K-1

pierre_24

Objection ! J’ai lu la source et le mec dit clairement qu’il s’est trompé quelque part puisque ça met en gros un facteur dix à l’eau qui est l’élément chimique avec la meilleur chaleur spécifique que l’on connaisse.

De toute manière la plus grande perte d’énergie dans l’histoire c’est l’eau balancé lors de l’égouttage. On ramène de l’eau (chaleur spécifique de 4.186 kJ kg-1 K-1) à 100°C à température ambiante, donc il faut une masse de :

$$Q = m\,c\,\Delta{T} \Leftrightarrow m = \frac{Q}{c\,\Delta{T}} = \frac{44.5×10^6}{4.186×75} \approx 142\,000 \text{kg d’eau} $$

Donc si on récupère l’eau, disons 0.5L1, par plâtré de pâte, ça nous amène à 284 000 séance d’égouttage. Ce qui n’est pas si loin du résultat de pierre_24 au final.

simbilou

Objection acceptée, j'ai effectivement mal fait mon travail et ai pas été jusqu'à la conclusion ;)


  1. et en considérant un volume massique de 1 ce qui n’est pas tout à fait vrai pour l’eau salé mais bon, ça passe. 

+0 -0

Personnellement je vous propose d'alimenter le Rpi avec l'énergie des collisions de protons produites dans le LHC.

Nos sommes en 2015, donc on considère des collisions à $14 TeV$.

Wikipédia nous indique "un peu plus de 600 millions de collisions enregistrables par seconde et par détecteur".

Il y a au total 6 détecteurs (on ne va pas faire de différence entre les grands et les petits), et chaque collision produit une énergie de 14 TeV, on a donc une énergie de collision enregistrable de :

$$600 000 000 \times 14 TeV/s \times 6 \approx 5.04 \times 10^{10} TeV/s = 8.07 kJ/s = 8075 W$$

Les collisions détectables du LHC sont donc capables d'alimenter à elles seules 5727 Rpi ; ou bien 1 heure 32 minutes de fonctionnement continu du LHC est capable d'alimenter, par ses collisions, un Rpi pendant une année.

Ha je suis tout à fait d'accord, mais je l'ai précisé que je considérais toute l'énergie disponible si tout le potassium se désintégrait. Je fais aussi l'approximation des 100% d'énergie récupérés aussi, et celle du demi-gramme de K dans une banane moyenne. Du coup, au vu de ces approximations, je me suis aussi autorisé quelques arrondis dans les calculs.

Si maintenant on considère la demi-vie de 1.248 milliard d'années, on obtient N(t=1an)/N0=0.9999999994. On a donc une fraction de 5.554E-10 des atomes de K-40 qui vont se désintégrer un an un. On passe de 233 bananes à 419.5 milliards de bananes fraiches tous les ans.

Je pense qu'il y a une erreur ici :

Ma voiture consomme en régime mixte 6 litres pour 100 kilomètres. Pour faire 100 kilomètres je vais donc utiliser

$6 \;L$ au $100 \;km = 0.06 \;L/km$. $ \frac{0.06\;L/km}{755\;L} = \frac{0.06}{755} km^{-1} $ Il y a une erreur de dimension.

Par contre, si on fait $ \frac{755 \; L}{0.06 \; L/km} = 12583,33... km $
Donc avec $755 \;L$, tu fais $12583,33.. \;km$. Et 755 L d'essence correspond à une tonne d'essence, soit 12188kWh d'après tes données.

Mais ça ne donne pas trop ce qu'on veut. On peut diviser les 12188kWh par la consommation d'un Rpi en une année (donc kwh/an comme unité), ça nous donne le nombre d'années $(\frac{[kWh]}{[kWh][an]^{-1}} = \frac{1}{[an]^{-1}} = [an])$ de fonctionnement du Rpi que permettra 755 L d'essence (et donc la consommation de ta voiture pendant 12800 km).

Mais vu qu'il y a probablement de l'obsolescence programmée, de toute façon ton Rpi ne tiendra pas plus de quelques années ^^

+0 -0

Du coup j'ai regardé le calcul. Ce n'est pas une tonne d'essence qui représente 755 l, mais 1000 l qui représentent 755 kg.

Il te faut 12.36 kWh pour le RPi, 1 kg d'essence t'en donne 12.19 (d'après tes données). Du coup il te faut 1.014 kg, soit 0.766 l.

Tu fais 100 km avec 6 l, du coup du peut faire 0.766/6*100=12.76 km. T'es presque tombé sur le bon résultat, malgré quelques erreurs :p

Un truc facile, calculer la vélocité nécessaire à un loup pour alimenter une RPi pendant 1 an:

Données de référence :

$E_c = 44,5 MJ$

$m = 60kg$

(IRL, la vitesse maximale d'un loup est de 16,67 mètres par seconde)

Trouvons donc la vitesse nécessaire:

$E_c = 0,5 \times mv^2$

$44 500 000 = 0,5 \times 60 \times v^2$

$44 500 000 = 30 \times v^2$

$\dfrac{44500000}{30} = v^2$

$\sqrt{1483333,34} = v$

$1217,93 m/s = v$

En convertissant, un loup devrait parcourir 105 229 kilomètres par jour pour alimenter une RPi pendant 1 an.

/me regarde ses pattes

Tin' ça fait une trotte. :'(

+6 -0

Le calcul est bon, la conclusion me semble par contre douteuse ;) Le nombre de km parcourus par le loup ne devrait pas dépendre de la durée.

L'énergie cinétique telle que calculée ici veut dire que si tu arrêtes un loup qui va à 1217.93 m/s, et que tu récupères 100% de l'énergie dissipée pendant le choc, tu peux alimenter le RPi pendant un an. Par contre le loup sera dans un sale état…

Ce que tu peux calculer par contre est la taille de la meute lancée à pleine vitesse qui a besoin de s'arrêter en cédant son énergie cinétique pour alimenter le RPi.

C'est pas une conclusion, l'info est franchement optionnelle et n'a pas de lien avec la question posée de base (la vélocité nécessaire). Ici ce n'est qu'une simple conversion. Il serait effectivement dans un piètre état mais comme il s'agit probablement d'un loup olympien, il est tranquille. :D

+0 -0

Puisqu'on est dans les bestioles, un renard moyen (sans combinaison spatiale) pèse 7 kg et court à une vitesse de 13 km/h en longue distance, 55 km/h en pointe.

Donc, arrêter un renard en pleine course permet d'alimenter un Rpi pendant 32.4 secondes s'il était en vitesse de croisière, et 9 minutes et 40 secondes à pleine vitesse.

Il faut donc arrêter 975 013 renards courant à vitesse de croisière (ou 55 472 renards lancés à pleine vitesse) pour alimenter un Rpi pendant un an.

Du coup, calcul supplémentaire.

Le nombre de membres utilisés pour courir n'a pas d'importance. Du coup je vais baser mes calculs sur un humain du poids d'un loup. Apparemment, la vitesse n'est pas importance non plus, seul le poids l'est. Un homme de 60 kg qui parcourt 1 mile dépense 98.6 kcalories (les diététiciens utilisent calories à la place de kcal…). En unités plus conventionnelles, on en arrive à 256.4 kJ/km. On veut fournir 44.5 MJ. 44500/256.4=173.5.

Un loup qui parcourt 173.5 km brûle autant d'énergie qu'un RPi en consomme en un an. Sans compter d'accélération.

En tours de roue de hamster, en considérant un hamster de 40g, il va devoir parcourir 173.5/40*60000 = 260250 km. Une roue doit au moins faire 20 cm de diamètre pour respecter l'intégrité physique du hamster. Du coup un tour complet représente 62.8 cm. Il faut que le hamster fasse 41,4 millions de tours de roue, en considérant qu'il n'y a pas de frottements.

Bon, on peut aussi conclure que ça fait bien trop longtemps que j'ai fait de la physique pour être capable de sortir un résultat correcte du premier coup. Ça me fait peur. (mais le fait que mes collègues me mettait la pression pour aller manger ne m'a pas aidée).

Rockaround, j'ai pas compris ton raisonnement "baser mes calculs sur un humain du poids d'un loup. " puisqu'apparemment tu bases tes calculs sur le poids de l'humain mais fait la conclusion sur un loup, et a mon avis leur masse est bien différente…

Pour la roue du hamster, je pense qu'on peut sans rougir applique un coefficient d'au moins 0.90 pour le rendement de la roue (et encore, si cette dernière est sur roulement je pense, mais au point ou on en est on peut considerer le hamster comme etant un "hamster de compet' ").

Bref, $ 41.4/0.9 = 46 $ millions de tours de roue.

+0 -0

J'ai simplement dit ça parce que d'après wikipedia (oui, je sais, c'est pas une bonne source…), courir sur deux ou quatre membres est identique d'un point de vue énergétique. Et on a des données pour les humains, moins pour les quadrupèdes, du coup je me suis basé sur un homme du poids d'un loup.

Du coup j'ai regardé le calcul. Ce n'est pas une tonne d'essence qui représente 755 l, mais 1000 l qui représentent 755 kg.

Il te faut 12.36 kWh pour le RPi, 1 kg d'essence t'en donne 12.19 (d'après tes données). Du coup il te faut 1.014 kg, soit 0.766 l.

Tu fais 100 km avec 6 l, du coup du peut faire 0.766/6*100=12.76 km. T'es presque tombé sur le bon résultat, malgré quelques erreurs :p

Rockaround

J'ai dit quelque chose et fait le contraire à la ligne du dessous… Il faut 1.34 l, du coup ça donne 22.4 km… On va y arriver à un moment à le faire sans erreur d'inattention…

Considérons une fusée Saturn V (celle qui envoyé des Hommes sur le Lune).
Considérons plus particulièrement son premier étage composé de 5 moteurs F1 produisant une poussée de 600 tonnes chacun(ou plutôt : 6,91 MégaNewtons) pendant 159s.
L'énergie produite suffit à alimenter simultanément 24 503 000 RaspberryPi (durant 159s).
Ou encore 123 RaspeberryPi sur l'année (ça me paraît excessivement faible, j'ai dû me gourer quelque part).

Tiens, je pensais qu'on en avait parlé mais non…

Les apports journaliers recommandés conseillent, en considérant des adultes avec une activité physique modérée, de consommer 11300 kJ (2700 kCal) par jour pour les hommes et 8400 kJ (2000 kCal) par jour pour les femmes.

Donc, alimenter un Rpi pendant un an, c'est comme 3.94 jours d'AJR pour un homme ou 5.32 jours d'AJR pour une femme. Arrivé ici, je ne sais pas dire si le Rpi est particulièrement efficace, l'humain spécialement inefficace ou les deux. Quoiqu'il en soit, je doute que le Rpi fonctionne si on le branche à un steak.

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