Rayonnement solaire

[invite3d853944]

Bonjour,

j'ai deux question à vous posez sur lequelle je ne sais comment mis prendre pour y répondre :

Chaque seconde, le rayonnement solaire apporte à la surface de la terre, une énergie égale à 340 J.m^-2

1) calculer la quantité d'énergie arrivant annuellement sur toute la surface de la terre (donnée : rayon de la sphère terrestre Rt= 6400Km, aire surface R= 4*pi*R²)

2) comparer cette quantité d'énergie à la consommation mondiale annuelle d'énergie, soit 10^11 tec. conclure. (donnée 1tec=6*10^10 J)

merci d'avance
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[invitedbd456d8]

Eannuelle = 340 J/m^-2 * nb de seconde par an * surface de la Terre

PS: Cela ne marche que si le flux par seconde est calcule en moyenne sur toute la surface et sur le jour et la nuit...

PS:Ca vient d'ou cet exo???
Qu'est ce qui te genait?

[mamono666]

Bonjour,
Chaque seconde, le rayonnement solaire apporte à la surface de la terre, une énergie égale à 340 J.m^-2

ce n'est pas une energie, mais un flux d'energie

[invite3d853944]

c'est des exo que notre prof nous donne pour pas qui'on s'ennuit pendant les vacances

merci beaucoup

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3d853944]

je fais pas le raprochement de ce résultat avec la question numéro 2 !! quelqu'un peu me mettre sur la voie ?

[invitee6ea268a]

Bonour,
Je suis d'accord avec la reponse 2...

On dit que l'energie moyenne recue par la Terre par unité de temps et de surface est de 340 J/m².

L'aire de la Terre est 4.pi.r² (selon l'ennoncé) car c'est la formule donnant la surface d'une sphere de rayon r). Or, seule la moitié de la Terre est constament eclairée par le Soleil, il fazut donc considerer la moitié de la surface soit 2pi.r².

dans un an, il y a 365,25*24*60*60=31557600 s

Au total, la Terre aura recu une energie E=S.e.t = 2*pi*(64.10(5))²*340*31557600 = 2,76.10(24) J...

Calcul à verifier car ca me semble enorme mais la methode doit pas etre mauvaise.

Bon courage

[invite64c4b5da]

Bonjour,

l'aire de la Terre est 4.pi.r² (selon l'ennoncé) car c'est la formule donnant la surface d'une sphere de rayon r). Or, seule la moitié de la Terre est constament eclairée par le Soleil, il fazut donc considerer la moitié de la surface soit 2pi.r².

Attention, il ne faut pas oublier qu'en dehors de l'equateur la lumiere n'arrive pas perpendiculairement a la surface.... Un terrain de foot au poles est moins ensoleille qu'a l'equateur, il va donc falloir faire une petite integrale ou penser a une astuce.

[invitee6ea268a]

Oui, c'est vrai mais à cela onpeut repondre deux choses...
- d'abord, le flux recu pourrait etre unemoyenne qui prend en compte cet effet.
deuxièmememnt, l'ordre de grandeur de l'energie recu est 10(15) fois plus important que l'element de comparaison... cet effet est donc negligeable (pour cette application).

Dans l'absolu, il faudrait effectivement calculer une petite integrale.

[invite3d853944]

si on se contente de prendre dans l'absolu la valeur :

Au total, la Terre aura recu une energie E=S.e.t = 2*pi*(64.10(5))²*340*31557600 = 2,76.10(24) J...

comment pourrait-on la comparer avec la question 2, il s'agit surement là de dire que nous pourrions récupérer cette énergie, et qu'elle serait suffisante à nos besoins énergétique, soit 10^11 tec, qu'en pensez vous ?

[invité576543]

Au total, la Terre aura recu une energie E=S.e.t = 2*pi*(64.10(5))²*340*31557600 = 2,76.10(24) J...

4*pi, pas 2*pi. Mat B a déjà expliqué pourquoi.

De toute manière, ça se calcule facilement autrement, la constante solaire est de 1360 W/m², le rapport 4 est le rapport entre la surface d'une sphère de rayon r et celle d'un cercle de rayon r.

Cordialement,

[invitee6ea268a]

si lme 340j/m²& est une moyen,ne jour/nuit sur la totalité du globe, il faut prendre 4... Si il ne s'agit que de l'energie recue lorsque la surface est eclairée, c'est 2.

Et oui, il faut dire que c'est une energie enorme et que si on pouvait en recuperer une petite partie (disons 10(-8)%) avec un rendement minable (disons 1%) et ben on produirait encore beaucoup plus d'energie que ce que nous consommons...

Ca laisse reveur...

[invité576543]

si lme 340j/m²& est une moyen,ne jour/nuit sur la totalité du globe

C'est une moyenne jour/nuit sur la totalité du globe. La constante solaire se trouve partout dans la littérature ou le net.

Et oui, il faut dire que c'est une energie enorme et que si on pouvait en recuperer une petite partie (disons 10(-8)%) avec un rendement minable (disons 1%) et ben on produirait encore beaucoup plus d'energie que ce que nous consommons...

On en profite déjà bien plus qu'on ne le réalise. C'est ce qui maintient la température en surface, c'est ce qui est utilisé par tout le vivant ou presque et en particulier pour nos cultures, notre bois, notre papier; pour faire des nuages, faire couler les fleuves et les rivières, mettre de la neige dans les stations de ski, etc.

Si on détournait cette énergie à faire autre chose, on aurait quelques problèmes par ailleurs...

Il est plus intéressant de regarder les cas où elle est gâchée, là où elle est dégradée en thermique directement. C'est le cas principalement des déserts.

Prend la surface du Sahara par exemple:la lumière y tombant ne fait que repartir vers ciel profond, ou chauffer le sable. En ponctionner 10% ne nuirait pas à grand chose... Compte combien ça fait!

Cordialement,