E3C
première, température moyenne de la surface de la terre.
En
poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation
de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres
d’intérêts.
.
.
|
|
La
Terre reçoit l’essentiel de son énergie du soleil. Cette énergie
conditionne sa température de surface.
1- Préciser le
phénomène physique à l’origine de l’énergie dégagée par le soleil.
Réactions de fussion nucléaire ; l'hydrogène se transforme en hélium.
2- Calculer la
masse solaire transformée chaque seconde en énergie, sachant que la
puissance rayonnée par le soleil a pour valeur 3,9×1026 W.
Donnée : vitesse de la lumière dans le vide c = 3,0×108 m·s–1.
E = Dm c2 ; Dm = E / c2
= 3,9 1026 / (3 108)2
=4,33 109 kg s-1
3- L’étude du spectre du rayonnement
émis par le Soleil, que l’on peut modéliser comme un spectre de corps
noir, permet de déterminer la température de la surface du Soleil.
3-a- Déterminer les
longueurs d’ondes correspondant au maximum d’émission pour les
températures de 4000, 5000 et 6000 K. Décrire qualitativement
l’évolution de la longueur d’onde au maximum d'émission en fonction de
la température du corps.
à 6000 K, lmax = 500 nm ; à 5000 K, lmax = 600 nm ; à 4000 K, lmax = 700 nm ;
lmax augmente lorsque la température du corps diminue.
3-b-
Justifier à partir de la valeur de la longueur d’onde d’émission
maximale du spectre solaire que la température du Soleil est comprise
entre 5500 K et 6000 K.
lmax ~500 nm ; T ~ 5800 K.
3-c-
La température de surface du Soleil peut être déterminée plus
précisément à partir de la loi de Wien. Cette loi permet de déterminer
la température d’un corps noir à partir de la longueur d’onde lmax de son maximum d’émission par la relation suivante.
En considérant que le Soleil se comporte comme un corps noir, déterminer sa température de surface T à partir de la loi de Wien.
Loi de Wien : lmax × T = 2,90 ×10-3 m.K ; T = 2,90 10-3 /(500 10-9) =5800 K.
4-a-
Sachant que l’albedo terrestre est en moyenne égal à 0,30 et que la
puissance surfacique transportée par la lumière solaire vers la Terre
est en moyenne de 342 W·m-2, calculer la puissance surfacique solaire moyenne absorbée par le sol terrestre.
342 x(1-0,30) ~ 239 W m-2.
4-b- Préciser, en
justifiant la réponse, si une augmentation de l’albedo terrestre
conduirait à une augmentation ou une diminution de la température
moyenne à la surface de la Terre.
Une
augmentation de l’albedo terrestre conduirait à une diminution de la
puissance surfacique absorbée par le sol terrestre. La température
moyenne de surface de la terre diminuerait.
|