Calcul amusant notamment pour les astronomes

[Rami]

.

[seba]

Tu te focalises sur la puissance, mais c'est variable et ça ne dit rien sur la quantité d'énergie disponible. Plus tu vas tirer d'énergie (donc de puissance) d'une source donnée, plus son autonomie sera courte, que ce soit une étoile, une batterie ou un corps humain. C'est quoi la durée de vie de ton tas de fumier, par rapport aux 10 milliards d'années de vie du Soleil ? La puissance que tu donnes pour la métabolisme humain, c'est au repos ou en activité physique ?

On peut s'intéresser à la puissance sans tenir compte de la source d'énergie, de la durée, etc. Non ?
Watt a bien comparé la puissance de ses machines à la puissance des chevaux.
Le métabolisme humain, j'ai précisé métabolisme basal, c'est-à-dire sans rien faire.

Une batterie auto 12V sur laquelle on branche une petite led va donner moins de 1 watt. En régime habituel sur l'auto, on tire quelques ampères de la batterie, soit entre 50 et 100 watts. Si tu la mets en court-circuit avec un bout de fil de cuivre (à ne pas faire !), tu vas en tirer plus de 10000 watts. Dans le cas 1, en l'absence de recharge elle peut tenir des semaines, dans le cas 2 quelques heures, dans le cas 3 très peu de temps (le temps que ça explose ou que le fil fonde comme un fusible). Soit un rapport de plus de 10000 entre le cas 1 et le cas 3. Tu choisis quel cas, pour calculer la puissance de ta batterie par unité de volume ou de masse ? 

On s'en fiche, mon filament en régime normal c'est 53 watts, ce qui est la donnée qui m'intéresse pour les calculs.
Ca pourrait être plus, ça pourrait être moins, mais là c'est 53 watts.
Tu te poses des questions qui n'ont aucun rapport avec les données du problème.

j'aurais dit que la température était plutôt liée à la masse qu'au volume (une géante rouge est bien plus volumineuse que le soleil mais elle est plus froide), enfin bon...En tout cas je note les 4 chiffres significatifs sur la puissance, très fort vu l'incertitude sur la taille de la zone centrale de fusion thermonucléaire (une conversion à partir d'unités anglo-saxonnes peut-être ?) 

Ca donne déjà un ordre de grandeur.
En tout état de cause, la puissance produite par un mètre cube au centre du soleil est de l'ordre de quelques dizaines de watts.

[Nikojorj]

On peut s'intéresser à la puissance sans tenir compte de la source d'énergie, de la durée, etc. Non ?

Une puissance dépend des processus qui la produisent et de la source alors qu'une quantité d'énergie ne dépend guère que de la source : tu rajoutes une variable, ce qui fait que la comparaison prend l'eau.

[Oleg]

Le métabolisme humain, j'ai précisé métabolisme basal, c'est-à-dire sans rien faire.

Moi j'aime bien ces calculs qui fleurent bon l'époque des problèmes de trains et de robinets !
J'ajouterais qu'un bonhomme qui ne dissipe que 70 W est, soit endormi, soit un yogi de haut niveau : il n'aurait besoin que de 1445 Kcal / jour (une Kcal = 4185,5 J). On considère généralement qu'un adulte sédentaire a plutôt besoin de 2200 Kcal par jour, ce qui représente une puissance de 107 W.

[seba]

Une puissance dépend des processus qui la produisent et de la source alors qu'une quantité d'énergie ne dépend guère que de la source : tu rajoutes une variable, ce qui fait que la comparaison prend l'eau.

Donc on ne peut pas comparer par exemple les puissances d'une voiture thermique et d'une voiture électrique ?

[seba]

Moi j'aime bien ces calculs qui fleurent bon l'époque des problèmes de trains et de robinets !
J'ajouterais qu'un bonhomme qui ne dissipe que 70 W est, soit endormi, soit un yogi de haut niveau : il n'aurait besoin que de 1445 Kcal / jour (une Kcal = 4185,5 J). On considère généralement qu'un adulte sédentaire a plutôt besoin de 2200 Kcal par jour, ce qui représente une puissance de 107 W.

Le métabolisme de base (MB), ou métabolisme basal, correspond aux besoins énergétiques « incompressibles » de l'organisme, c'est-à-dire la dépense d'énergie minimum quotidienne permettant à l'organisme de survivre.
Donc, effectivement, en état de repos.

Et comme en 24h un homme a un certain nombre d'activités, les besoins énergétiques sont supérieurs aux métabolisme basal.

[Nikojorj]

Donc on ne peut pas comparer par exemple les puissances d'une voiture thermique et d'une voiture électrique ?

Avec les nuages? Si, on peut.

[seba]

Avec les nuages? Si, on peut.

Tu bottes en touche.
D'après ce que tu as écrit, on ne peut pas comparer les puissances d'une voiture thermique et d'une voiture électrique.

La puissance de deux systèmes quelconques peut toujours être comparée, bien sûr.
Ce que tu as écrit plus haut n'a aucun sens.

Une puissance dépend des processus qui la produisent et de la source alors qu'une quantité d'énergie ne dépend guère que de la source : tu rajoutes une variable, ce qui fait que la comparaison prend l'eau.

[Nikojorj]

La puissance de deux systèmes quelconques peut toujours être comparée, bien sûr.

Peut-être, mais qu'est-ce que tu veux en déduire?

[seba]

Peut-être, mais qu'est-ce que tu veux en déduire?

Comme je l'ai écrit au départ, avec leurs densités de puissances respectives, comment expliquer les températures du soleil et du filament ?
C'est simplement une affaire de calcul (entre autres de surface dissipative par rapport au volume).
Mais toi ou d'autres intervenants ont juste tourné autour du pot.

[Nikojorj]

Quand tu grossis un truc, son volume croit au cube et sa surface au carré, comme suggéré au 2e message.

[seba]

Quand tu grossis un truc, son volume croit au cube et sa surface au carré, comme suggéré au 2e message.

En partie oui.
La forme joue aussi (un filament a beaucoup plus de surface qu'une sphère de même volume).

[egtegt²]

En partie oui.
La forme joue aussi (un filament a beaucoup plus de surface qu'une sphère de même volume).

La différence est à mon avis sans grande importance, ça donne au final une différence d'un ordre de grandeur, ce qui semble important mais est probablement du même ordre que la précision des calculs

La différence s'explique avant tout par la différence d'échelle, si le soleil avait une forme de filament, le problème serait plus ou moins le même.

[seba]

La différence est à mon avis sans grande importance, ça donne au final une différence d'un ordre de grandeur, ce qui semble important mais est probablement du même ordre que la précision des calculs

La différence s'explique avant tout par la différence d'échelle, si le soleil avait une forme de filament, le problème serait plus ou moins le même.

Oui c'est exact.
Le filament a une surface multipliée par 30 environ par rapport à une sphère de même volume, ce qui est peu de chose par rapport à la différence d'échelle.

[astrophoto]

au-delà des viles moqueries dont seba fait l'objet, il faut finalement lui rendre hommage pour une découverte scientifique majeure : le soleil n'est pas en forme de filament. Au prochain épisode : le soleil est-il en forme de banane ?

Donc on ne peut pas comparer par exemple les puissances d'une voiture thermique et d'une voiture électrique ?

mais de quelle puissance on parle ? De celle à bas régime ou à haut régime ? bon, supposons que ce soit la puissance max. Par exemple, la voiture thermique A a une puissance (max) de 150 chevaux, supérieure à celle de la voiture électrique B qui fait 100 chevaux. Peut-on en déduire que A a plus de couple que B ? Non. Une meilleure accélération départ arrêté ? Non plus. Une vitesse max plus élevée ? Hé non. Une meilleure autonomie ? Encore moins. Une plus grande consommation d'énergie au km ? Pas plus.

On a comparé une caractéristique de même nature sur des objets de même famille. Mais que peut-on en déduire comme conclusion ? Aucune. Cela va-t-il aider un acheteur pour faire son choix ? Non. Bref, quel sens peut bien avoir cette comparaison ? On a juste comparé 150 avec 100 et déduit que 150 était supérieur à 100, avec ça on est content 

[seba]

au-delà des viles moqueries dont seba fait l'objet, il faut finalement lui rendre hommage pour une découverte scientifique majeure : le soleil n'est pas en forme de filament. Au prochain épisode : le soleil est-il en forme de banane ?

mais de quelle puissance on parle ? De celle à bas régime ou à haut régime ? bon, supposons que ce soit la puissance max. Par exemple, la voiture thermique A a une puissance (max) de 150 chevaux, supérieure à celle de la voiture électrique B qui fait 100 chevaux. Peut-on en déduire que A a plus de couple que B ? Non. Une meilleure accélération départ arrêté ? Non plus. Une vitesse max plus élevée ? Hé non. Une meilleure autonomie ? Encore moins. Une plus grande consommation d'énergie au km ? Pas plus.

On a comparé une caractéristique de même nature sur des objets de même famille. Mais que peut-on en déduire comme conclusion ? Aucune. Cela va-t-il aider un acheteur pour faire son choix ? Non. Bref, quel sens peut bien avoir cette comparaison ? On a juste comparé 150 avec 100 et déduit que 150 était supérieur à 100, avec ça on est content 

Puissance maxi bien sûr.
Il suffit de mesurer les puissances maxi (aux roues par  exemple).
Et pour comparer uniquement les puissances, le reste on s'en fiche.

Exactement comme pour mon problème : on compare la puissance volumique ou massique et c'est tout.
Ensuite il faut expliquer la différence de température, ce qui s'explique comme on l'a vu par la taille.
Ce que j'aurais aimé voir dans ce fil, c'est le calcul de la dissipation de la puissance mais je pense que c'est vraiment compliqué.

[egtegt²]

Puissance maxi bien sûr.
Il suffit de mesurer les puissances maxi (aux roues par  exemple).
Et pour comparer uniquement les puissances, le reste on s'en fiche.

Exactement comme pour mon problème : on compare la puissance volumique ou massique et c'est tout.
Ensuite il faut expliquer la différence de température, ce qui s'explique comme on l'a vu par la taille.
Ce que j'aurais aimé voir dans ce fil, c'est le calcul de la dissipation de la puissance mais je pense que c'est vraiment compliqué.

En fait non, je peux te dire qu'une voiture électrique de 100 kW est plus performante qu'une voiture thermique de 150 kW. La raison est très simple : la puissance de la voiture électrique est bien plus régulière sur la totalité de la plage d'utilisation. Avec ta voiture thermique tu ne seras que très rarement à une puissance réelle de 150 kW, bien souvent tu seras à une puissance de quelques dizaines de kW à des régimes où la voiture électrique sera plus puissante.

C'est juste pour expliquer le fait qu'on ne peut pas se contenter de comparer juste deux paramètres dans le vide, ça te donne un résultat mais ce résultat n'a aucune portée pratique. Il faut d'abord définir ce qui t'intéresse (par exemple l'accélération de 0 à 100 km/h) et ensuite étudier les paramètres sur toute la plage utilisée.

[seba]

En fait non, je peux te dire qu'une voiture électrique de 100 kW est plus performante qu'une voiture thermique de 150 kW. La raison est très simple : la puissance de la voiture électrique est bien plus régulière sur la totalité de la plage d'utilisation. Avec ta voiture thermique tu ne seras que très rarement à une puissance réelle de 150 kW, bien souvent tu seras à une puissance de quelques dizaines de kW à des régimes où la voiture électrique sera plus puissante.

C'est juste pour expliquer le fait qu'on ne peut pas se contenter de comparer juste deux paramètres dans le vide, ça te donne un résultat mais ce résultat n'a aucune portée pratique. Il faut d'abord définir ce qui t'intéresse (par exemple l'accélération de 0 à 100 km/h) et ensuite étudier les paramètres sur toute la plage utilisée.

Sans doute mais par exemple la puissance maxi aux roues conditionnera la vitesse maxi (pour le même modèle de voiture équipée en thermique et en électrique).
J'ai bien parlé de puissance maxi et pas, par exemple, à mi-régime.

Pour le soleil et le filament, je ne m'intéresse qu'au bilan production-dissipation qui expliquerait la température, ce qu'on peut très bien faire sans se soucier des aspects origine de la production, durée, etc.
A propos des étoiles, ces phénomènes sont étudiés et c'est assez complexe (différents modes de dissipation).
Pour le filament c'est sûrement assez complexe aussi car pour la dissipation par rayonnement on doit tenir compte de la forme du filament et c'est beaucoup plus compliqué que pour une sphère.

[egtegt²]

La puissance maxi ne conditionnera la vitesse maxi que s'il y a un rapport de boîte qui permette d'atteindre cette vitesse maxi au bon régime moteur, si par exemple la boîte a été étagée pour privilégier l'accélération, il est tout à fait possible que la puissance maxi ne corresponde pas à la vitesse maxi. En fin de compte l'adage "comparaison n'est pas raison" se vérifie une fois encore

Pour la voiture électrique qui n'a pas de boîte de vitesse, la vitesse maxi correspond bien à la puissance maxi sauf erreur de ma part.

[seba]

Bon.
Si tu veux, l'unité de puissance permet de chiffrer la puissance de toutes sortes de phénomènes, aussi bien l'explosion d'une supernova que le métabolisme d'une cellule.
Peu importe l'origine et le devenir de cette puissance.
Toi et astrophoto cherchez de midi à quatorze heure à côté d'une question très simple.
Comme pour mes bagnoles : j'ai écrit qu'on pouvait comparer les puissances maxi aux roues et c'est tout, sans parler de performances, d'accélération ou de rapports de boîtes.
On peut mesurer la puissance maxi aux roues ou on ne peut pas ? Oui on peut. Et c'est tout.
Ou du moteur en bout d'arbre ? Oui on peut aussi, malgré l'origine différente de cette puissance.

[astrophoto]

En fin de compte l'adage "comparaison n'est pas raison" se vérifie une fois encore

ah, ça me fait plaisir de voir que je ne suis pas le seul à essayer de lui expliquer que ses comparaisons n'ont pas de sens (ce sont des comparaisons purement mathématiques - comparer deux nombres - et non physiques). Et déçu de voir qu'il ne veut pas le comprendre 

[seba]

ah, ça me fait plaisir de voir que je ne suis pas le seul à essayer de lui expliquer que ses comparaisons n'ont pas de sens (ce sont des comparaisons purement mathématiques - comparer deux nombres - et non physiques). Et déçu de voir qu'il ne veut pas le comprendre 

Justement je crois en la physique.
Et une puissance, c'est une puissance.

[pierre_restif]

Bonjour,

Justement je crois (...)

C'est peut-être là le problème.
Faire des calculs de puissance massique du Soleil est intéressant intellectuellement parlant, mais basé sur trop peu de savoirs. Les écarts de densité entre le centre, la surface, l'atmosphère de notre étoile sont grands. Et les écarts de température aussi, et ce de façon peu compréhensible actuellement (je vise ici le consensus scientifique global, pas un individu).
La puissance massique du filament d'ampoule intègre-t-elle la masse de la centrale nucléaire qui l'alimente ? Car je n'ai jamais vu un filament tout seul émettre de la lumière ou de la chaleur.
Même en bioluminescence, il faut un environnement pour générer, puis dissiper une énergie.
Prendre un paramètre isolé pour des calculs permet de faire des mathématiques. Et c'est louable. Par contre s'en servir pour expliquer le réel, c'est de la croyance.
René Descartes a écrit quelques pages qui, magie énergétique incluse, nous éclairent encore.
Bonne journée à tous !

[seba]

Bonjour,C'est peut-être là le problème.
Faire des calculs de puissance massique du Soleil est intéressant intellectuellement parlant, mais basé sur trop peu de savoirs. Les écarts de densité entre le centre, la surface, l'atmosphère de notre étoile sont grands. Et les écarts de température aussi, et ce de façon peu compréhensible actuellement.
La puissance massique du filament d'ampoule intègre-t-elle la masse de la centrale nucléaire qui l'alimente ? Car je n'ai jamais vu un filament tout seul émettre de la lumière ou de la chaleur.
Même en bioluminescence, il faut un environnement pour générer, puis dissiper une énergie.
Prendre un paramètre isolé pour des calculs permet de faire des mathématiques. Et c'est louable. Par contre s'en servir pour expliquer le réel, c'est de la croyance.
René Descartes a écrit quelques pages qui, magie énergétique incluse, nous éclairent encore.
Bonne journée à tous !

Pour le filament, c'est la puissance générée au sein du filament.
De toute façon, quantitativement on peut déjà trouver des éléments de réponse.
A savoir que par exemple, pour chaque mètre cube, pour dissiper la puissance, le soleil dispose de 4 milliardièmes de mètre carré et le filament de 200000 mètres carrés.
Avec ces chiffres on peut déjà se douter que le soleil va conserver la chaleur plus que le filament.

[pierre_restif]

Générée ou dissipée ?
J'ai du mal à imaginer le filament comme un producteur d'énergie.
Mais je n'ai pas tout compris...