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Problème
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32
Distance d’une étoile visible à l’oeil nu

APP : Extraire l'information utile
COM : Rédiger correctement une résolution d'exercice

Pour qu’un œil puisse détecter une source de lumière ponctuelle de longueur d’onde 500 nm, au moins 25 photons par seconde doivent passer par la pupille.

À l’aide des données et du doc. ci‑contre, donner la distance maximale (en a.l.), à laquelle se trouve une étoile de même type que le Soleil, visible à l’oeil nu. On supposera que toute la lumière émise par l’étoile a une longueur d’onde de 500 nm.
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Données

  • Constante de Planck : J·s
  • Célérité de la lumière dans le vide : m·s-1
  • Conversion d’unités : a.l. m
  • Puissance rayonnée par le Soleil : W
  • Expression de la surface d’une sphère de rayon  :

Pupille d’un œil

La pupille est le rond noir au centre de l’iris. Il s’agit d’un trou, dont le diamètre varie entre 2 mm et 8 mm en fonction de la luminosité. Son mécanisme est comparable à celui d’un diaphragme : la pupille se dilate en cas d’obscurité et se contracte si la lumière est forte.

œil

Supplément numérique

Découvrez quel est le nombre d'étoiles visibles à l'œil nu en cliquant ici.

Retour sur la problématique du chapitre


33
Maisons autonomes

VAL : Faire preuve d'esprit critique
RAI/MOD : Utiliser avec rigueur le modèle de l'énergie

1. Déterminer approximativement l’irradiation solaire moyenne reçue annuellement à Perpignan et au Havre.


2. Calculer l’énergie lumineuse reçue en une année par un panneau solaire de dimensions mm mm installé à Perpignan. Même question pour ce panneau installé au Havre.


3. On considère que le rendement d'un panneau utilisé est de 10 % quelque soit l’intensité du rayonnement solaire reçu par le panneau.
Déterminer le nombre de panneaux permettant de produire l'énergie électrique nécessaire à un ménage se chauffant entièrement à l'électrique, à Perpignan et au Havre.


4. Même question pour un ménage qui n’utiliserait aucun chauffage électrique et optimiserait ses équipements électriques (classe A+++).


5. À l’aide des réponses précédentes et de recherches supplémentaires, indiquer les avantages et les inconvénients des panneaux photovoltaïques.
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Doc. 1
Irradiation solaire en France
PC - chapitre 20 - Effet photoélectrique et enjeux énergétiques - exercice 33 - Irradiation solaire en France

Doc. 2
Consommation moyenne par an
En 2015, un ménage consommait en moyenne kW·h d’énergie électrique par an. Cette consommation pouvait être divisée par deux si tous les équipements étaient de classe A+++.
À cela, il fallait ajouter une consommation de kW·h pour une maison possédant chauffage et chauffe‑eau électrique.
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