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Enseignement scientifique 1re

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Le coin des experts




C
Les variations saisonnières selon les villes

Traduire des informations sous forme graphique

Version initiale (le repaire des initiés exercice 3) ici.


Ville Latitude Durée de la journée au solstice d'été Hauteur du soleil à midi au solstice d'été Durée de la journée au solstice d'hiver Hauteur du Soleil à midi au solstice d'hiver
Lille
50° 38' 16 h 15 min 62,8° 7 h 45 min 15,9°
Paris
48° 50' 15 h 48 min 64,6° 8 h 02 min 17,7°
Dijon 47° 19' 15 h 44 min 66,1° 8 h 16 min 19,2°
Lyon
45° 46' 15 h 32 min 67,7° 8 h 28 min 20,8°
Bordeaux
44° 50' 15 h 24 min 68,6° 8 h 36 min 21,7°
Marseille
43° 17' 15 h 13 min 70,2 ° 8 h 47 min 23,3°
Ajaccio
41° 55' 15 h 03 min 71,5 ° 8 h 57 min 24,6°
Tableau de relevés de certains paramètres d’ensoleillement dans différentes villes françaises.

Questions

On cherche à comprendre l’effet de la latitude sur la réception d’énergie solaire en France, à différents moments de l’année.

1. Représenter graphiquement les paramètres de façon à faciliter la lecture des résultats pour répondre à la problématique.

Lancer le module Geogebra


2. Commentez les résultats et répondez à la problématique de départ.

9
La loi de Stefan-Boltzmann

Saisir des informations et les mettre en relation


carte d'identité du soleil


Rayon équatorial : 6,955×1056\text{,}955 \times 10^{5} km
Circonférence équatoriale : 4,379×1064\text{,}379 \times 10^{6} km
Masse : 1,989×10301\text{,}989 \times 10^{30} kg
Densité : 1,4091\text{,}409 g·cm-3
3
Carte d’identité du Soleil.

Propriétés géométriques d’une sphère.
1
Propriétés géométriques d’une sphère.

La loi de Stefan-Boltzmann permet de calculer la puissance surfacique émise par un astre en fonction de sa température de surface. Cette loi, accompagnée de la loi de Wien et de l’information du rayon de l’astre, permet aux astrophysiciens de calculer la puissance du rayonnement émis par les étoiles.
La loi de Stefan-Boltzmann s’écrit sous la forme :

P surface =σT4P_{\text { surface }}=\sigma \cdot T^{4}TT est la température de surface en kelvin (K).

PP est la puissance surfacique en W·m-2 et
σ=5,67×108\sigma=5\text{,}67 \times 10^{-8} W·m-2·K-1.

On peut trouver la puissance de rayonnement de l’étoile en multipliant la puissance surfacique par la surface de l’étoile.

On rappelle la loi de Wien, s’appliquant à un corps noir de température de surface TT et de longueur d’onde d’émission maximale λmax\lambda_{\max } :
k Wien =2,898×103 k_{\text { Wien }}=2\text{,}898 \times 10^{-3} m·K


Questions


1. En considérant le Soleil comme un corps noir, calculez sa température de surface.



2. À l’aide de la loi de Stefan-Boltzmann, calculez la puissance surfacique du rayonnement solaire.


3. Déduisez des calculs précédents et de l’énoncé la puissance du rayonnement solaire. Comparez la valeur obtenue avec celle donnée dans l’activité 1.

Spectre d’émission du Soleil.
2
Spectre d’émission du Soleil.

10
Des ensoleillements journaliers différents

Interpréter des résultats et en tirer des conclusions. Identifier des outils et les mettre en oeuvre dans une démarche scientifique

Version initiés (B) ici.


Définitions des paramètres utilisés pour construire un diagramme cylindrique.

Un diagramme solaire cylindrique est une représentation graphique permettant de visualiser la trajectoire du Soleil au cours du temps en un point donné.

1
Définitions des paramètres utilisés pour construire un diagramme cylindrique.

Nîmes (France) et Uccle (Belgique) sont deux villes ayant la même longitude mais des latitudes différentes. On cherche à comparer les ensoleillements de ces deux villes.


Questions

1. Expliquez l’intérêt de la construction d’un diagramme solaire cylindrique dans la compréhension de l’ensoleillement d’un point à la surface de la Terre. Comment relier ce diagramme à la puissance de l’énergie solaire reçue en surface ?


2. Pour la commune d’Uccle, décrivez l’évolution de l’ensoleillement au cours de l’année. Expliquez l’évolution de la hauteur solaire à partir de vos connaissances sur la position de la Terre par rapport au Soleil au cours des saisons.


3. Procédez de même pour la ville de Nîmes.


4. Proposez une méthode pour utiliser ce mode de représentation dans la comparaison des ensoleillements à des latitudes différentes.

Comparaison des constituants membranaires d’une mitochondrie, d’une cellule eucaryote et d’une bactérie.
3
Comparaison des constituants membranaires d’une mitochondrie, d’une cellule eucaryote et d’une bactérie.

Diagramme solaire cylindrique pour la commune d’Uccle (Belgique).
2
Observations au MET d’une mitochondrie avec schéma interprétatif.
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