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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
Thème 2
Objectif Bac
Exercices avec des coups de pouce méthode
Préparation aux épreuves communes de contrôle continu
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Exercice 2Albédo, fonte des banquises et réchauffement climatique ?
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ÉnoncéCalculatrice autorisée
Une des conséquences les plus spectaculaires du réchauffement climatique est la fonte rapide de la banquise. Or, cela peut accélérer le réchauffement climatique. Quels sont les mécanismes qui expliquent ce phénomène ?
L'albédo sur Terre fluctue selon la nature du sol ou de la couverture nuageuse
Doc. 1
L'albédo
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Doc. 2
Évolution de l'épaisseur de la banquise
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Doc. 3
Loi de Stefan-BoltzmanUn corps à une température T émet une puissance de
rayonnement surfacique :
où L est exprimé en W·m‑2, T en kelvin et \sigma=5{,}670 \times 10^{-8} W·m‑2·K‑4.
L=\sigma \cdot T^{4}
où L est exprimé en W·m‑2, T en kelvin et \sigma=5{,}670 \times 10^{-8} W·m‑2·K‑4.
1. Sachant que la température la surface du Soleil est de 5 570 K, calculer la puissance du rayonnement solaire LS.
2. Sachant que la puissance solaire en haut de l'atmosphère terrestre est de 1 360 W·m‑2, calculer la proportion d'énergie émise par le Soleil qui atteint la Terre.
2. Sachant que la puissance solaire en haut de l'atmosphère terrestre est de 1 360 W·m‑2, calculer la proportion d'énergie émise par le Soleil qui atteint la Terre.
3. En prenant en compte la forme sphérique de la Terre, la puissance surfacique moyenne reçue de la part du Soleil vaut 340 W·m-2. Connaissant l'albédo moyen terrestre, déterminer la puissance par mètre carré absorbée par la Terre.
4. En quoi la fonte accélérée de la banquise observée depuis quelques années peut-elle provoquer une accélération du réchauffement climatique ?
4. En quoi la fonte accélérée de la banquise observée depuis quelques années peut-elle provoquer une accélération du réchauffement climatique ?
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1. Utiliser le .
2. Il faut utiliser le résultat de la première question. Exprimer le résultat sous forme de pourcentage.
3. Énergie absorbée = énergie reçue - énergie réémise.
4. Comparer les valeurs des albédos sur le .
2. Il faut utiliser le résultat de la première question. Exprimer le résultat sous forme de pourcentage.
3. Énergie absorbée = énergie reçue - énergie réémise.
4. Comparer les valeurs des albédos sur le .
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Exercice 3Une base scientifique au pôle Nord
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ÉnoncéCalculatrice autorisée
Une équipe de scientifiques souhaiterait installer une base scientifique au pôle Nord. Pour ses besoins énergétiques, on étudie la possibilité d'installer des panneaux solaires. La solution est-elle adaptée pour la station ?
Le tracé correspond à des mesures prises le 15 de chaque mois entre avril et septembre.
Doc. 1
Diagramme solaire cylindrique au pôle Nord
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Doc. 2
Éclairement et hauteur du Soleil
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Doc. 3
Angle des rayons solaires aux solstices
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Doc. 4
Caractéristiques des panneaux solaires
La puissance maximale des panneaux solaires prévus pour la base est P_{\max }=150 W·m-2. Cette valeur est obtenue pour un éclairement maximal, on peut supposer qu'elle varie proportionnellement à celui-ci. La puissance effective d'un panneau solaire d'une surface d'un mètre carré est donc : P_{\text { eff }}=E \cdot P_{\max } où E est
la fraction de l'éclairement maximal.
1. Le Soleil est-il visible tous les mois de l'année au
pôle Nord ? Justifier à l'aide du pourquoi les mois d'octobre à mars n'apparaissent pas dans le
diagramme solaire du .
2. Démontrer que la puissance maximale qu'un panneau solaire au pôle Nord d'une surface de 1 mètre carré peut fournir est P =60 W.
2. Démontrer que la puissance maximale qu'un panneau solaire au pôle Nord d'une surface de 1 mètre carré peut fournir est P =60 W.
3. Pour chauffer leur dortoir, les scientifiques ont besoin
d'un radiateur d'une puissance de 1 700 W. Déterminer le nombre de panneaux solaires de 1 m2 nécessaires pour fournir cette puissance ?
4. Rédiger un paragraphe justifiant pourquoi il n'est pas pertinent d'alimenter la station uniquement grâce à des panneaux solaires.
4. Rédiger un paragraphe justifiant pourquoi il n'est pas pertinent d'alimenter la station uniquement grâce à des panneaux solaires.
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1. Le permet de justifier la différence majeure entre été et hiver au pôle Nord.
2. Le indique la hauteur angulaire du Soleil l'été. Il faut alors exploiter les .
3. Le nombre de panneaux est proportionnel à la puissance fournie.
2. Le indique la hauteur angulaire du Soleil l'été. Il faut alors exploiter les .
3. Le nombre de panneaux est proportionnel à la puissance fournie.
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