Enseignement scientifique 1re
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Thème 1 : Une longue histoire de la matière
Ch. 1
Les éléments chimiques
Ch. 2
Des édifices ordonnés : les cristaux
Ch. 3
Une structure complexe : la cellule
Thème 2 : Le Soleil, notre source d'énergie
Ch. 4
Le rayonnement solaire
Ch. 5
Le bilan radiatif terrestre
Ch. 6
Énergie solaire et photosynthèse
Ch. 7
Le bilan thermique du corps humain
Thème 3 : La Terre, un astre singulier
Ch. 8
La forme de la Terre
Ch. 9
L'histoire de l’âge de la Terre
Ch. 10
La Terre dans l’Univers
Thème 4 : Son et musique, porteurs d'information
Ch. 11
Le son, phénomène vibratoire
Ch. 12
Musique et nombres
Ch. 13
Le son, une information à coder
Ch. 14
Entendre la musique
Projet Experimental et Numérique
Livret Maths
Annexes
L'énergie solaire : du Soleil jusqu'à la Terre
Chapitre 5
Activité 2 - documentaire
L'énergie solaire : du Soleil jusqu'à la Terre
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Introduction
Le Soleil, alimenté en énergie par la fusion nucléaire en son cœur, émet en permanence à travers sa surface un rayonnement qui est transmis à l'ensemble du système solaire. Une partie seulement atteint notre planète.
Quelle fraction de la puissance émise par le Soleil est interceptée par la Terre ?
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- L'origine de l'énergie atteignant la Terre
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Documents
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Doc. 1Le rayonnement solaire
L'énergie solaire est émise à la surface du Soleil de
manière homogène dans toutes les directions de
l'espace.
La puissance totale traversant une surface sphérique centrée sur le Soleil reste constante quel que soit le rayon de la sphère. Cependant, plus le rayon de cette sphère grandit, plus sa surface est grande : la puissance qui traverse une même unité de surface (en W·m-2) est donc d'autant plus faible que l'on s'éloigne du Soleil. L'énergie solaire reçue par notre planète en haut de son atmosphère est appelée constante solaire et est mesurée par des satellites dans l'espace, en orbite terrestre.
La puissance totale traversant une surface sphérique centrée sur le Soleil reste constante quel que soit le rayon de la sphère. Cependant, plus le rayon de cette sphère grandit, plus sa surface est grande : la puissance qui traverse une même unité de surface (en W·m-2) est donc d'autant plus faible que l'on s'éloigne du Soleil. L'énergie solaire reçue par notre planète en haut de son atmosphère est appelée constante solaire et est mesurée par des satellites dans l'espace, en orbite terrestre.
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Doc. 2La Terre sur son orbite
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Doc. 3Une modélisation
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Questions
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1. On rappelle que la surface S d'une sphère de rayon R s'exprime : S=4 \pi R^{2}. Si l'on se place à la distance D du Soleil, sur quelle surface est répartie la puissance émise par le Soleil ?
2. Que cherche à modéliser Raphaëlle dans son expérience ? À quoi correspondent les différents éléments ?
3. Déduisez-en l'expression littérale de la surface interceptant le rayonnement solaire lorsqu'il parvient sur Terre.
4.
Effectuez l'application numérique (le rayon terrestre vaut R_\text{T}= 6 371 km).
2. Que cherche à modéliser Raphaëlle dans son expérience ? À quoi correspondent les différents éléments ?
3. Déduisez-en l'expression littérale de la surface interceptant le rayonnement solaire lorsqu'il parvient sur Terre.
4.
Synthèse
Déterminez l'expression littérale de la fraction du rayonnement solaire qui est interceptée par la Terre. On pourra montrer que cette grandeur s'exprime comme le quotient de deux surfaces. Effectuez l'application numérique (le rayon terrestre vaut R_\text{T}= 6 371 km).
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