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premi�re, temp�rature moyenne de la surface de la terre.
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d’int�r�ts.
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La
Terre re�oit l’essentiel de son �nergie du soleil. Cette �nergie
conditionne sa temp�rature de surface.
1- Pr�ciser le
ph�nom�ne physique � l’origine de l’�nergie d�gag�e par le soleil.
R�actions de fussion nucl�aire ; l'hydrog�ne se transforme en h�lium.
2- Calculer la
masse solaire transform�e chaque seconde en �nergie, sachant que la
puissance rayonn�e par le soleil a pour valeur 3,9�1026 W.
Donn�e : vitesse de la lumi�re 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’�tude du spectre du rayonnement
�mis par le Soleil, que l’on peut mod�liser comme un spectre de corps
noir, permet de d�terminer la temp�rature de la surface du Soleil.
3-a- D�terminer les
longueurs d’ondes correspondant au maximum d’�mission pour les
temp�ratures de 4000, 5000 et 6000 K. D�crire qualitativement
l’�volution de la longueur d’onde au maximum d'�mission en fonction de
la temp�rature du corps.
� 6000 K, lmax = 500 nm ; � 5000 K, lmax = 600 nm ; � 4000 K, lmax = 700 nm ;
lmax augmente lorsque la temp�rature du corps diminue.
3-b-
Justifier � partir de la valeur de la longueur d’onde d’�mission
maximale du spectre solaire que la temp�rature du Soleil est comprise
entre 5500 K et 6000 K.
lmax ~500 nm ; T ~ 5800 K.
3-c-
La temp�rature de surface du Soleil peut �tre d�termin�e plus
pr�cis�ment � partir de la loi de Wien. Cette loi permet de d�terminer
la temp�rature d’un corps noir � partir de la longueur d’onde lmax de son maximum d’�mission par la relation suivante.
En consid�rant que le Soleil se comporte comme un corps noir, d�terminer sa temp�rature de surface T � 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 �gal � 0,30 et que la
puissance surfacique transport�e par la lumi�re solaire vers la Terre
est en moyenne de 342 W�m-2, calculer la puissance surfacique solaire moyenne absorb�e par le sol terrestre.
342 x(1-0,30) ~ 239 W m-2.
4-b- Pr�ciser, en
justifiant la r�ponse, si une augmentation de l’albedo terrestre
conduirait � une augmentation ou une diminution de la temp�rature
moyenne � la surface de la Terre.
Une
augmentation de l’albedo terrestre conduirait � une diminution de la
puissance surfacique absorb�e par le sol terrestre. La temp�rature
moyenne de surface de la terre diminuerait.
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