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Températures Des Planètes



  1. #1
    seconde10

    Températures Des Planètes


    ------

    Bjr a tous!!
    je dois rendre un travail sur les facteurs responsables des diffèrences de températures entre les planètes du système solaire et je bloque un peu.. Si quelqu' un posséde des infos sur ce sujet je les acceuillerai avec plaisir

    Merci d' avance.

    -----

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  3. #2
    deep_turtle

    Re : Températures Des Planètes

    Bonjour,

    Il faudrait que tu précises le niveau auquel tu voudrais qu'on réponde...

    Je me lance quand même. Tous les corps émettent un rayonnement, et ce en quantité d'autant plus importante que leur température est élevée. La température de la plupart des planètes peut se calculer en considérant que la planète est en équilibre thermique, c'est-à-dire qu'elle reçoit autant d'énergie du Soleil que ce qu'elle émet du fait de sa température à elle.

    La puissance émise (l'énergie émise par seconde) est reliée à la température par

    où je te laisse chercher le coefficient de proportionnalité.

    Si on connait la température du Soleil (5800 K), on peut alors calculer pour chaque planète l'énergie reçue depuis le Soleil (ça dépend de la distance planète-Soleil et du rayon de la planète elle-même), l'énergie émise par la planète (ça dépende la taille de la planète et de sa température) en fonction de la température T recherchée, et écrire l'égalité entre ces deux quantités !

    ça marche assez bien, disons que ça donne le bon ordre de grandeur pour la plupart des planètes. Après on peut essayer de faire mieux et prendre en compte d'autres effets (par exemple l'effet de serre dû à la présence d'une atmosphère, ou l'énergie libérée par contraction de la planète, comme pour Jupiter).
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

  4. #3
    mariposa

    Re : Températures Des Planètes

    Citation Envoyé par deep_turtle Voir le message
    Bonjour,

    Il faudrait que tu précises le niveau auquel tu voudrais qu'on réponde...

    Je me lance quand même. Tous les corps émettent un rayonnement, et ce en quantité d'autant plus importante que leur température est élevée. La température de la plupart des planètes peut se calculer en considérant que la planète est en équilibre thermique, c'est-à-dire qu'elle reçoit autant d'énergie du Soleil que ce qu'elle émet du fait de sa température à elle.

    La puissance émise (l'énergie émise par seconde) est reliée à la température par

    où je te laisse chercher le coefficient de proportionnalité.

    Si on connait la température du Soleil (5800 K), on peut alors calculer pour chaque planète l'énergie reçue depuis le Soleil (ça dépend de la distance planète-Soleil et du rayon de la planète elle-même), l'énergie émise par la planète (ça dépende la taille de la planète et de sa température) en fonction de la température T recherchée, et écrire l'égalité entre ces deux quantités !

    ça marche assez bien, disons que ça donne le bon ordre de grandeur pour la plupart des planètes. Après on peut essayer de faire mieux et prendre en compte d'autres effets (par exemple l'effet de serre dû à la présence d'une atmosphère, ou l'énergie libérée par contraction de la planète, comme pour Jupiter).
    Bonjour,
    .
    Cà marche même très bien. Il faut surtout ne pas oublier de prendre en compte l'énergie réfléchie sur toutes les couches atmosphèriques. Par contre l'effet de serre est pris en compte, ce n'est qu'une forme de redistribution d'énergie interne au corps.
    .
    Par contre s'il existe une source interne comme la contraction d'une planète il faut en tenir compte.
    .
    Je ne savois pas que Jupiter se contractait. Pourrais-tu nous en dire plus?
    .
    Merci.

  5. #4
    deep_turtle

    Re : Températures Des Planètes

    Par contre l'effet de serre est pris en compte
    Non, car la formule qui relie P à T n'est valable que pour un corps noir. Or la présence d'une atmosphère qui fait effet de serre complique le problème, en absorbant davantage l'infrarouge que la lumière visible. Il faut alors considérer une planète constituée de deux éléments, la surface et l'atmosphère, et faire un bilan détaillée (si l'on s'intéresse à la température de la surface, comme c'est souvent le cas).

    Je ne savois pas que Jupiter se contractait. Pourrais-tu nous en dire plus?
    J'y reviendrai, on me dit que le repas est prêt...
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

  6. #5
    mariposa

    Re : Températures Des Planètes

    Citation Envoyé par deep_turtle Voir le message
    Non, car la formule qui relie P à T n'est valable que pour un corps noir. Or la présence d'une atmosphère qui fait effet de serre complique le problème, en absorbant davantage l'infrarouge que la lumière visible. Il faut alors considérer une planète constituée de deux éléments, la surface et l'atmosphère, et faire un bilan détaillée (si l'on s'intéresse à la température de la surface, comme c'est souvent le cas).
    .
    Pour moi l'atmosphère fait partie du corps et la température est la température de surface effective (cad vu comme un corps noir) de la haute atmosphère. Pour la Terre çà donne -18°C.

    J'y reviendrai, on me dit que le repas est prêt...
    .
    Bon appétit

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    deep_turtle

    Re : Températures Des Planètes

    Bon appétit
    Merci !

    Alors pour Jupiter, lorqu'on fait le bilan énergétique des rayonnements observés, on se rend compte que la planète rayonne plus d'énergie que ce qu'elle reçoit, de manière significative. D'autre part (enfin non, c'est relié), la température de surface est plus importante que celle qu'on calcule en faisant le bilan "bête".

    Ce phénomène semble bien compris, c'est la planète gazeuse qui se contracte en libérant de l'énergie gravitationnelle sous forme thermique.
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

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  10. #7
    seconde10

    Re : Températures Des Planètes

    Merci beaucoup pour ces infos! Mais pour un élève de seconde c'est assez complexe ...
    Prenons l' exemple Mercure - Vénus.
    La ' logique' ( une personne ne connaisant rien a l' astronomie ) Penserait que comme Mercure est plus proche du soleil que Vénus sa température au sol serait plus chaude ce qui n'est pas le cas...
    Donc si vous pourriez juste m' éclairer sur ce cas la...
    Et me donnait des idées d' hypothèses a utiliser pour cette question:
    Quelles sont les facteurs responsables des diiférences de température entre les planètes du système solaire?
    ( aprés avoir mis en évidence le problème soulevé par l' étude des documents fournis ( Ce sont deux documents l' un donnant l' ordre de distribution des planetes par rapport au soleil et l' autre la température au sol des planètes en fonction de leur distance au soleil d' où la question Mercure - Vénus... )vous réaliserez un travail de recherche documentaire afin de proposer une ou plusieur hypothèses permettan de résoudre le probléme.
    Ds un second temps, vous proposerez des activités ( experiences, analyse de données, modélisations..)qui permettraient de tester vos hypothéses...

    Donc en aucun cas je vous demande de realiser mon travail mais de me donner quelqeus indications parce que la moi... ( trop de directions possibles ( peur de me planter ) Merci encore

  11. #8
    mariposa

    Re : Températures Des Planètes

    Citation Envoyé par deep_turtle Voir le message
    Merci !

    Alors pour Jupiter, lorqu'on fait le bilan énergétique des rayonnements observés, on se rend compte que la planète rayonne plus d'énergie que ce qu'elle reçoit, de manière significative. D'autre part (enfin non, c'est relié), la température de surface est plus importante que celle qu'on calcule en faisant le bilan "bête".

    Ce phénomène semble bien compris, c'est la planète gazeuse qui se contracte en libérant de l'énergie gravitationnelle sous forme thermique.
    .
    Merci pour ta réponse. Je suis surpris car j'aurais pu croire à "vue de nez" que Jupiter était en équilibre mécanique "rapidement".

    Je suppose que l'on a du écrire une équation d'évolution de la cinétique de contraction, ce qui ne me parait pas difficile. Aurais-tu une référence, ou tout simplement rapporter la loi d'évolution?

  12. #9
    mariposa

    Re : Températures Des Planètes

    Citation Envoyé par seconde10 Voir le message
    Merci beaucoup pour ces infos! Mais pour un élève de seconde c'est assez complexe ...
    Prenons l' exemple Mercure - Vénus.
    La ' logique' ( une personne ne connaisant rien a l' astronomie ) Penserait que comme Mercure est plus proche du soleil que Vénus sa température au sol serait plus chaude ce qui n'est pas le cas...
    Donc si vous pourriez juste m' éclairer sur ce cas la...
    Et me donnait des idées d' hypothèses a utiliser pour cette question:
    Quelles sont les facteurs responsables des diiférences de température entre les planètes du système solaire?
    ( aprés avoir mis en évidence le problème soulevé par l' étude des documents fournis ( Ce sont deux documents l' un donnant l' ordre de distribution des planetes par rapport au soleil et l' autre la température au sol des planètes en fonction de leur distance au soleil d' où la question Mercure - Vénus... )vous réaliserez un travail de recherche documentaire afin de proposer une ou plusieur hypothèses permettan de résoudre le probléme.
    Ds un second temps, vous proposerez des activités ( experiences, analyse de données, modélisations..)qui permettraient de tester vos hypothéses...

    Donc en aucun cas je vous demande de realiser mon travail mais de me donner quelqeus indications parce que la moi... ( trop de directions possibles ( peur de me planter ) Merci encore
    Coup de pouce.

    1- Ce qui compte d'abord c'est le diametre apparent des planetes. Cela veut dire que si une planete est 10 fois plus loin qu'une autre mais en même temps 10 fois plus grosse elle recevra la même quantité d'énergie provenant du soleil.
    .
    2- Lorsque les planétes possèdent une atmosphére il y a l'effet de serre. Cet effet de serre dépend fortement de la composition de l'atmosphère (mercure n'a pas d'atmosphère alors que venus a un atmosphère de CO2).
    .
    3- Il peut y avoir une source d'énergie interne. La principale est associée à la formation de la planète il y a 4,56 milliards d'année. L'énergie gravitationnelle se transforme en chaleur qui est ensuite évacuée par rayonnement. La Terre a aujourd'hui un petit résidu de chaleur a évacuer. Il y a également dans le manteau de la Terre de la radioactivité qui est également faible

  13. #10
    seconde10

    Re : Températures Des Planètes

    Merci pr toutes ces infos.
    Une petite question de plus.
    Quel serait l'ordre des températures des planetes si nous ne prenions en compte que le diamètre apparent des planetes
    ?

  14. #11
    invité576543
    Invité

    Re : Températures Des Planètes

    Bonjour,

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    1- Ce qui compte d'abord c'est le diametre apparent des planetes. Cela veut dire que si une planete est 10 fois plus loin qu'une autre mais en même temps 10 fois plus grosse elle recevra la même quantité d'énergie provenant du soleil.
    Si une "planète" (y compris les satellites) a un diamètre 10 fois plus grand, sa surface de capture de l'énergie solaire est 100 fois plus grande, mais sa surface radiative est aussi 100 fois plus grande. Comme toutes les planètes sont quasi sphériques, le rapport surface de capture sur surface radiative est à peu près le même. En conséquence, le diamètre de l'astre (absolu ou apparent) n'intervient pas beaucoup pour la température.

    3- Il peut y avoir une source d'énergie interne. La principale est associée à la formation de la planète il y a 4,56 milliards d'année. L'énergie gravitationnelle se transforme en chaleur qui est ensuite évacuée par rayonnement. La Terre a aujourd'hui un petit résidu de chaleur a évacuer. Il y a également dans le manteau de la Terre de la radioactivité qui est également faible
    Il me semblait que l'énergie résiduelle pouvrait être considérée nulle. Par contre, la radioactivité interne est source de chaleur, ainsi que la cristallisation du noyau: celle-ci entraîne une petite contraction qui résulte en une dissipation d'énergie gravitationnelle. (Il y a eu une discussion très informative sur ce forum il y a un an ou deux...)

    Cordialement,

  15. #12
    mariposa

    Re : Températures Des Planètes

    Citation Envoyé par mmy Voir le message
    Bonjour,



    Si une "planète" (y compris les satellites) a un diamètre 10 fois plus grand, sa surface de capture de l'énergie solaire est 100 fois plus grande, mais sa surface radiative est aussi 100 fois plus grande. Comme toutes les planètes sont quasi sphériques, le rapport surface de capture sur surface radiative est à peu près le même. En conséquence, le diamètre de l'astre (absolu ou apparent) n'intervient pas beaucoup pour la température.
    .
    Bonjour,

    Bonne remarque. Toutefois cela suppose qu'il ny ait pas de source interne de chaleur proportionnelle à r2 par exemple une source volumique en r3.

    Il me semblait que l'énergie résiduelle pouvrait être considérée nulle. Par contre, la radioactivité interne est source de chaleur, ainsi que la cristallisation du noyau: celle-ci entraîne une petite contraction qui résulte en une dissipation d'énergie gravitationnelle. (Il y a eu une discussion très informative sur ce forum il y a un an ou deux...)

    Cordialement,
    J'avais vu des chiffres que j'ai oublié. Il me semble que ça faisait 25% pour la chaleur résiduelle. Peu importe, relativement au rayonnement c'est hypernégligeable.

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  17. #13
    DonPanic

    Re : Températures Des Planètes

    Salut
    Citation Envoyé par mmy Voir le message
    Si une "planète" (y compris les satellites) a un diamètre 10 fois plus grand, sa surface de capture de l'énergie solaire est 100 fois plus grande, mais sa surface radiative est aussi 100 fois plus grande.
    hola, si une planète a un diamètre 10 fois plus grand, je te raconte pas quelle sera sa masse tu sais faire le calcul, elle sera à même de retenir une atmosphère nettement plus élevée, et cette atmosphère s'opposera nécessairement à sa capacité radiative,
    non ?

  18. #14
    mariposa

    Re : Températures Des Planètes

    Citation Envoyé par DonPanic Voir le message
    Salut

    hola, si une planète a un diamètre 10 fois plus grand, je te raconte pas quelle sera sa masse tu sais faire le calcul, elle sera à même de retenir une atmosphère nettement plus élevée, et cette atmosphère s'opposera nécessairement à sa capacité radiative,
    non ?
    .
    Cela ne changera rien a la remarque de mmy. En effet l'énergie capturée est proportionnelle au carré du rayon. l'énergie rayonnée est elle-même proportionnelle au carré du rayon. Comme l'atmosphère est en équilibre de rayonnement le rayon n'intervient.
    .
    Par contre le fait qu'une grosse planète retienne plus d'atmosphère augmentera considérablement l'effet de serre (a composition chimique identique).

  19. #15
    deep_turtle

    Re : Températures Des Planètes

    Salut,

    Citation Envoyé par mariposa
    Je suppose que l'on a du écrire une équation d'évolution de la cinétique de contraction, ce qui ne me parait pas difficile. Aurais-tu une référence, ou tout simplement rapporter la loi d'évolution?
    En fouillant rapidement il y a ça qui semble assez complet, mais sinon ça traîne un peu partout sur le net ou dans les bouquins sur la structure stellaire/planétaire.

    http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/np...39056964518996
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

  20. #16
    invité576543
    Invité

    Re : Températures Des Planètes

    Bonsoir,

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    .
    Par contre le fait qu'une grosse planète retienne plus d'atmosphère augmentera considérablement l'effet de serre (a composition chimique identique).
    En fait, la question d'origine est mal posée, une planète à plein de températures différentes.

    - La température visible de l'extérieur est celle du rayonnement: le régime étant stationnaire, cette température reflète le total de l'énergie absorbée venant de l'extérieur (Soleil principalement) et l'énergie émise en propre (radioactivité et contraction). L'ordre de grandeur de cette température est déterminée par la distance au Soleil.

    - La température de surface demande déjà à définir ce qu'est la surface! Si on prend la surface solide par exemple, plus de 60% de la surface de la Terre est à 4° C! Quand à la notion de surface pour les joviennes, on ne peut pas dire que c'est très clair...

    Si on prend l'interface la plus extérieure gaz/liquide ou gaz/solide, il faut encore distinguer les telluriques des joviennes. Dans le cas de Jupiter et autres joviennes, la température à l'interface gaz/? doit être plus influencée par l'énergie d'origine interne que par l'énergie solaire.

    - Enfin, la température sous la "surface" doit dépendre de pas mal de choses, dont le diamètre (à cause du rapport volume/surface), de la composition (Europe par exemple!), de la conduction thermique, des sources d'énergie, etc.

    Cordialement,

  21. #17
    DonPanic

    Re : Températures Des Planètes

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    .
    Cela ne changera rien a la remarque de mmy. En effet l'énergie capturée est proportionnelle au carré du rayon. l'énergie rayonnée est elle-même proportionnelle au carré du rayon. Comme l'atmosphère est en équilibre de rayonnement le rayon n'intervient.
    .
    Par contre le fait qu'une grosse planète retienne plus d'atmosphère augmentera considérablement l'effet de serre (a composition chimique identique).
    Plus une planète tellurique est massive, plus son volume est important par rapport à sa surface, CAD, plus elle est compacte, et moins sa capacité de rayonnement est importante, non ?

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