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
Chapitre 5
Exercices
L'atelier des apprentis
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1 Puissance solaire interceptée par la Lune
✔ Calculer la proportion de la puissance émise par le Soleil qui atteint la Terre
La Lune, seul satellite naturel de la Terre, reçoit l'essentiel de sa puissance de la part du Soleil. On la modélise par une boule de rayon R_\text{L}= 1 \,737 km. On considérera que la distance moyenne entre la Lune et le Soleil est égale à celle entre la Terre et le Soleil, soit D = 149{,}6 \times 10^6 km.
1. À l'aide d'un schéma, déterminez l'expression littérale de la proportion de la puissance émise par le Soleil reçue par la Lune.
2. Déterminez la valeur numérique. Comparez à celle obtenue pour la Terre, puis commentez.
La Lune, seul satellite naturel de la Terre, reçoit l'essentiel de sa puissance de la part du Soleil. On la modélise par une boule de rayon R_\text{L}= 1 \,737 km. On considérera que la distance moyenne entre la Lune et le Soleil est égale à celle entre la Terre et le Soleil, soit D = 149{,}6 \times 10^6 km.
1. À l'aide d'un schéma, déterminez l'expression littérale de la proportion de la puissance émise par le Soleil reçue par la Lune.
Dépliez pour dessiner le schéma
2. Déterminez la valeur numérique. Comparez à celle obtenue pour la Terre, puis commentez.
Doc.
La Terre vue depuis la Lune, toutes deux éclairées par le Soleil.
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2 La température du sol lunaire
✔ Expliquer qualitativement l'influence de différents facteurs sur la température lunaire.
Les températures du sol lunaire fluctuent entre -170 °C et 130 °C. Une étude américaine récente estime que la température moyenne du sol lunaire calculée sur plusieurs lunaisons s'établit à 271 K, soit -2 °C. La Lune n'a pas d'atmosphère et l'albédo du sol lunaire est de 0,11, soit environ trois fois moins que celui de la Terre.
1. Le sol lunaire absorbe-t-il une part du rayonnement solaire reçu plus grande ou plus petite que la Terre ? Justifiez.
2. Comment expliquer les grandes fluctuations de température ainsi que la température moyenne plus faible du sol que celle de la Terre qui est de 15 °C environ ?
Les températures du sol lunaire fluctuent entre -170 °C et 130 °C. Une étude américaine récente estime que la température moyenne du sol lunaire calculée sur plusieurs lunaisons s'établit à 271 K, soit -2 °C. La Lune n'a pas d'atmosphère et l'albédo du sol lunaire est de 0,11, soit environ trois fois moins que celui de la Terre.
1. Le sol lunaire absorbe-t-il une part du rayonnement solaire reçu plus grande ou plus petite que la Terre ? Justifiez.
2. Comment expliquer les grandes fluctuations de température ainsi que la température moyenne plus faible du sol que celle de la Terre qui est de 15 °C environ ?
Doc.
La face cachée de la Lune sur laquelle le module chinois Chang'e 4 s'est posé en janvier 2019.
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3 Influence de l'humidité de l'atmosphère sur le bilan radiatif terrestre
✔ Expliquer qualitativement l'influence des différents facteurs sur la température terrestre moyenne
Doc. 1
Carte mondiale de l'humidité relative dans la basse atmosphère.
Doc. 2
Carte mondiale du rayonnement infrarouge moyen sortant.
Questions
À l'aide de vos connaissances et de l'exploitation du document proposé, montrez l'influence de l'humidité de l'atmosphère dans le bilan radiatif de la Terre.Rappel : la vapeur d'eau est un gaz à effet de serre.
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AUn des problèmes posés par la fonte des glaces
✔ Raisonner à partir de ses connaissances.
L'albédo de la Terre peut se diviser en deux parties : l'albédo de l'atmosphère (albédo moyen estimé à 0,25, considéré comme constant dans cet exercice) et l'albédo des surfaces, dont la valeur varie très fortement.
1890
2010
1. La fonte des glaces est un phénomène observé depuis quelques dizaines d'années et qui tend à s'accélérer, notamment aux pôles. Que deviennent les surfaces qui disparaissent ?
2. À l'aide du document, déduisez la manière dont évolue l'albédo moyen des surfaces terrestres au cours du temps.
3. À l'aide de la définition de l'albédo, déterminez l'évolution de la fraction de la puissance solaire absorbée par la Terre au cours du temps.
4. Concluez sur l'influence de la fonte des glaces sur le réchauffement climatique.
L'albédo de la Terre peut se diviser en deux parties : l'albédo de l'atmosphère (albédo moyen estimé à 0,25, considéré comme constant dans cet exercice) et l'albédo des surfaces, dont la valeur varie très fortement.
Doc. 1
Albédo de quelques surfaces terrestres.
| Surface | Albédo |
| Océan | 0,05-0,10 |
| Forêt/sol sombre | 0,05-0,20 |
| Glace | 0,60 |
| Neige fraîche | 0,90 |
Doc. 2
Évolution de la Mer de Glace (Haute-Savoie) entre 1890 et 2010.
1. La fonte des glaces est un phénomène observé depuis quelques dizaines d'années et qui tend à s'accélérer, notamment aux pôles. Que deviennent les surfaces qui disparaissent ?
2. À l'aide du document, déduisez la manière dont évolue l'albédo moyen des surfaces terrestres au cours du temps.
3. À l'aide de la définition de l'albédo, déterminez l'évolution de la fraction de la puissance solaire absorbée par la Terre au cours du temps.
4. Concluez sur l'influence de la fonte des glaces sur le réchauffement climatique.
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