1ES Thème 2

Activité Chapitre 2-2 :

La Terre reçoit de l’énergie de son étoile, le Soleil. C’est la troisième planète la plus proche du Soleil après Mercure et Vénus. La Terre est à une distance de 150 millions de kilomètres du Soleil et son rayon est de 6371 Km. Problème : Quelle est la quantité d’énergie reçue par la Terre ? CONSIGNE : Sous la forme d’une présentation orale et à l’aide des documents, expliquez les calculs qui permettent de répondre au problème.

Document 1 : Calcul de la puissance surfacique reçue par la Terre (prise en compte de la distance Terre-Soleil) La surface du Soleil émet un rayonnement de puissance totale : PSoleil = 3,87. 1026 W Le rayonnement solaire est émis uniformément à partir de la surface du soleil et se propage dans toutes les directions de l’espace. Il se répartit sur la sphère de rayon dTS (distance Terre-Soleil). La surface d’une sphère se calcule en utilisant la formule : 4pR2 La puissance surfacique (PSurfacique) reçue par la terre est la puissance reçue par une surface de 1 m2 sur une sphère céleste située à la distance Terre-Soleil (unité W. m-2) : on parle aussi de « Constante Solaire ».

P surfacique = 𝐏#$%&'%𝐒𝐮𝐫𝐟𝐚𝐜𝐞#/0è2&3é%&#5&6&278$96:;

Document 2 : Graphique présentant les constantes solaires des 8 planètes du système solaire en fonction de la distance au Soleil

Document 3 : Calcul de la puissance totale reçue par la Terre (prise en compte du rayon de la Terre) Seuls les rayons qui traversent le disque imaginaire de rayon égal à celui de la Terre (RT) traversent la Terre.

P totale reçue par la Terre = P Surfacique x Surface du disque de rayon terrestre Sachant que le calcul de la surface d’un disque est pR2

Document 4 : Tableau récapitulatif des puissances reçues par les différentes planètes du système solaire

Document 5 : Calcul de la puissance moyenne reçue par la terre par unité de surface (prise en compte de la surface sphérique de la terre) Pour connaître, non pas la puissance totale reçue par la terre, mais la puissance moyenne reçue par la terre par m2

(hors atmosphère) : On prend en compte la surface de la sphère terrestre.

P moyenne reçue = 𝐏5$57%&𝐒𝐮𝐫𝐟𝐚𝐜𝐞6&%7#/0è2&5&22&#52&