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Esprit critique
Une longue histoire de la matière
Ch. 1
Les éléments chimiques
Ch. 2
Les cristaux, des édifices ordonnés
Ch. 3
Une structure complexe : la cellule
Le Soleil, notre source d'énergie
Ch. 4
Le rayonnement solaire
Ch. 5
Le bilan radiatif terrestre
Ch. 6
Énergie solaire, photosynthèse et nutrition
Ch. 7
Énergie solaire et humanité
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
Son et musique, porteurs d'information
Ch. 11
Son et musique
Ch. 12
Le son, une information à coder
Ch. 13
Entendre et protéger son audition
Projet expérimental et numérique
Livret Maths
Annexes
Chapitre 5
Exercices
Zone d'échauffement
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| Activités | Exercices | |
|---|---|---|
| , | ||
| , | , |
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QCU
Pour chacune des phrases suivantes, choisissez l'unique bonne réponse.
1. La proportion de la puissance totale émise
par le Soleil qui est interceptée par une planète :
2. La Terre intercepte la puissance rayonnée par le Soleil qui traverse la surface :
3. L'albédo de la Terre :
4. La puissance solaire interceptée par la Terre valant P_i et l'albédo moyen de la Terre valant \alpha, la puissance reçue par l'atmosphère, les océans et les continents vaut :
5. Le rayonnement reçu par la surface terrestre de la part de l'atmosphère :
2. La Terre intercepte la puissance rayonnée par le Soleil qui traverse la surface :
3. L'albédo de la Terre :
4. La puissance solaire interceptée par la Terre valant P_i et l'albédo moyen de la Terre valant \alpha, la puissance reçue par l'atmosphère, les océans et les continents vaut :
5. Le rayonnement reçu par la surface terrestre de la part de l'atmosphère :
6. La Terre, chauffée, émet des rayonnements :
7. La Terre reçoit une puissance moyenne :
8. L'atmosphère :
9. L'albédo atteint une valeur minimale sur une surface :
7. La Terre reçoit une puissance moyenne :
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8. L'atmosphère :
9. L'albédo atteint une valeur minimale sur une surface :
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Les puissances et puissances surfaciques
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Exercice 1
La puissance surfacique solaire P_s reçue à une distance D du Soleil est donnée par :
\begin{array}{l|l}
& P_{\mathrm{s}}: \text { puissance surfacique }\left(\mathrm{W} \cdot \mathrm{m}^{-2}\right) \\
P_{\mathrm{s}}=\frac{P}{4 \pi \cdot D^2} & P: \text { puissance émise par le Soleil égale à } 3,826 \times 10^{26} \mathrm{~W} \\
& D \text { : distance au Soleil (m) } \\
\end{array}
1. Repérez l'unique paramètre ayant une influence sur P_s.
2. Calculez les puissances surfaciques P_s du rayonnement solaire atteignant la Terre (D=1,5 \times 10^{11} \mathrm{~m}) et Jupiter (D=7,78 \times 10^{11} \mathrm{~m}).
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Exercice 2
La Terre émet un rayonnement infrarouge de puissance surfacique égale à 390 \mathrm{~W} \cdot \mathrm{m}^{-2} et a un rayon R_T=6,37 \times 10^6 \mathrm{~m}.
Sachant que l'aire d'une sphère de rayon R est donnée par la formule 4 \pi \cdot R^2, calculez la puissance totale émise par la Terre par rayonnement infrarouge.
Sachant que l'aire d'une sphère de rayon R est donnée par la formule 4 \pi \cdot R^2, calculez la puissance totale émise par la Terre par rayonnement infrarouge.
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L'albédo
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Exercice 3
La Lune a un albédo \alpha=0,11 . La puissance solaire surfacique arrivant à la Lune est égale à P_{\mathrm{s}}=340 \mathrm{~W} \cdot \mathrm{m}^{-2}\text{.}
Calculez la puissance solaire P_r réfléchie par la Lune.
Calculez la puissance solaire P_r réfléchie par la Lune.
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Exercice 4
Saturne se situe bien plus loin du Soleil que la Terre. Ainsi, la puissance solaire surfacique reçue par Saturne est plus faible \left(P_{\mathrm{s}}=3,8 \mathrm{~W} \cdot \mathrm{m}^{-2}\right). Une partie de cette puissance est réfléchie et égale à P_r=1,3 \mathrm{~W} \cdot \mathrm{m}^{-2}\text{.} Calculer l'albédo \alpha de Saturne.
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Exercice 5
Mercure a un albédo égal à \alpha=0,068 ce qui entraîne la réflexion d'une puissance surfacique P_r=154 \mathrm{~W} \cdot \mathrm{m}^{-2}.
Calculez la puissance solaire surfacique P_s arrivant sur Mercure.
Calculez la puissance solaire surfacique P_s arrivant sur Mercure.
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L'effet de serre
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Exercice 6
Certains gaz de l'atmosphère peuvent capter le rayonnement infrarouge émis par la Terre pour ensuite le réémettre dans toutes les directions. Ainsi, une partie du rayonnement est renvoyée vers la Terre, entraînant une élévation de la température de sa surface.
1. Citez deux gaz à effet de serre.
2. Réalisez un schéma décrivant l'effet de serre.
1. Citez deux gaz à effet de serre.
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Exercice 7
Tout phénomène compris, l'atmosphère reçoit une puissance surfacique de 520 W·m-2. Elle réémet tout autant, sachant que 200 W·m-2 sont renvoyés vers l'espace.
1. Déterminez la puissance surfacique renvoyée vers la surface terrestre par l'atmosphère.
2. Précisez le nom du phénomène mettant en jeu ces échanges.
1. Déterminez la puissance surfacique renvoyée vers la surface terrestre par l'atmosphère.
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Le bilan radiatif de la Terre
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Exercice 8
La surface terrestre reçoit 170 W·m-2 en rayonnement solaire et 320 W·m-2 en rayonnement venant de l'atmosphère.
Déduisez-en la puissance surfacique émise par la Terre pour que sa température de surface reste constante.
Déduisez-en la puissance surfacique émise par la Terre pour que sa température de surface reste constante.
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Exercice 9
Au sommet de l'atmosphère, on mesure une puissance surfacique arrivant du Soleil de 340 W·m-2. On mesure aussi une puissance surfacique de 40 W·m-2 venant de la surface terrestre et de 200 W·m-2 venant de l'atmosphère elle-même.
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Justifiez que la puissance solaire réfléchie par la Terre à cause du phénomène de l'albédo est de 100 W·m-2.
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