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Le soleil

Posté par
argentine
17-03-16 à 16:28

Bonjour, j'aurai besoin d'aide sur cet exercice:

Doc 1:
L'énorme quantité d'énergie rayonnée, donc perdue, par le Soleil suppose évidemment qu'il existe à l'intérieur un « fourneau » qui fonctionne de manière intense t incessante. Il n'a pas été facile d'en identifier la nature ! Au XXème siècle, divers modèles sont discutés, notamment par l'Anglais lord Kelvin qui montre que l'énergie gravitationnelle résultant de l'effondrement de la matière est très faible et, une fois convertie
en chaleur, ne permet pas d'expliquer la température du cœur du Soleil. En 1938, les physiciens Carl Von Weizsäcker et Hans Bethe font une toute autre analyse : selon eux, des réactions thermonucléaires à l'œuvre dans les profondeurs de l'étoile constitueraient le moteur de la machine solaire. Ils envisagent la réaction nucléaire globale suivante :

Le seul vrai obstacle est d'ordre thermique : il faut que le milieu soit porté à des températures très élevées pour vaincre la répulsion entre les protons.
D'après l'équation précédente, le Soleil est une source de neutrinos : 0νe 0 . Ces particules ont de curieuses propriétés : elles sont électriquement neutres et de masse presque nulle. Elles sont de véritables « passe-murailles » : une sur un million seulement interagit avec la matière. De plus, il existe existe existe 3 types de neutrinos (les physiciens disent 3 « saveurs ») : les neutrinos électroniques, les neutrinos
tauiques 0ντ 0 et les neutrinos muoniques 0 0ν mais ils ont la fâcheuse tendance à se transformer les uns en les autres au cours de leurs déplacements. Bref, on comprend que leur détection relève d'une véritable épopée scientifique !
Doc 3:
Les 4 interactions fondamentales sont :
- L'interaction électromagnétique
- L'interaction gravitationnelle
- L'interaction nucléaire forte
- L'interaction nucléaire faible


Questions
1. Quelle est la nature de la réaction nucléaire proposée par les physiciens Carl Von Weizsäcker et Hans Bethe pour expliquer le rayonnement du Soleil (fusion, fission, radioactivité , , ,…) ?
2. Expliquer pourquoi les protons se repoussent naturellement les uns les autres.
3. Donner l'ordre de grandeur de la température minimale à atteindre pour que la réaction thermonucléaire au cœur du Soleil soit possible.
4. Les neutrinos 0νe 0 sont qualifiés de particules « passe-murailles » car ils interagissent très peu avec les autres particules. En vous aidant des documents, donnez le nom des interactions fondamentales qui n'agissent pas lorsque les neutrinos rencontrent la matière et qui explique le fait qu'ils peuvent facilement traverser la Terre.
5. Calculer l'énergie libérée par la réaction nucléaire proposée par les physiciens Carl Von Weizsäcker et Hans Bethe en joule puis en MeV.
La puissance totale rayonnée par le Soleil dans l'espace est de : P = 3,9 10^26 W.
6. Calculer la perte de masse Δm (kg) que subie le Soleil chaque seconde.
7. L'âge du Soleil est estimé à environ 4,5 milliards d'années. Quelle masse a-t-il perdue depuis qu'il rayonne (si l'on suppose que la puissance rayonnée est restée constante) ?
8. Estimer la durée de vie du Soleil en année s'il continue de rayonner l'énergie au même rythme.

Données :
Tableau:
                                     1                                                        0-                                      0
                                     1ρ                  He 2                       +1e                                   0ve
Masse (u)        1,0073         4,0026              5,49 x 10^-4                      ≈ 0

▶ M Soleil = 2,0 x 10^30 kg, Célérité de la lumière dans le vide : c = 2,99793 x 10^8 m.s-1
▶ Correspondance entre les kelvins K et les degrés Celsius °C : 0°C = 273,15 K
▶ Unité de masse atomique : 1 u = 1,66054 x 10^-27 kg, Electron volt : 1 eV = 1,60218 x 10^-19 J
▶ P(watt) = E( joule)/t (seconde)


Ce que j ai repondu:
1) La nature est thermique d apres  les physiciens Carl Von Weizsäcker et Hans
Bethe
2) Les protons se repoussent entre eux car vu qu ils sont de charge identique, la force electromagnetique est de type repulsive
3) 10^7 ( je suis pas sure parce que sur le graphique de l ennonce c est tres lisible)
4) interractions faible et gravitationnelle (je ne suis pas sure)
5) j ai un doute sur la formule a utiliser P=E/t ou Eliberee =ImI*c^2  
6) je sais pas
7) perdue
8)perdue

Merci

Le soleil

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Le soleil 18-03-16 à 09:07

Salut !

1) oui
2) ok
3) je ne vois pas ton graphique. Unité ?
4) ok
5) tu peux y aller directement avec cette formule oui
6) tu dois avoir une formule dans ton cours

Posté par
J-P
re : Le soleil 18-03-16 à 10:00

6)

La puissance totale rayonnée par le Soleil dans l'espace est de : P = 3,9 10^26 W.
--> Energie fournie par le Soleil en 1 s : E = 3,9 10^26 J

E = - delta m * c² (du génial Albert)
3,9.10^26 = - delta m * (3.10^8)²
delta m = - 4,33.10^9 kg
-----
7)

Nombre de secondes en 4,5 milliards d'années : N = 4,5.10^9 * 365,25 * 24 * 3600 = 1,42.10^17

--> Perte de masse du Soleil depuis qu'il rayonne: 4,33.10^9 * 1,42.10^17 = 6,2.10^26 kg
-----
8)

Attention au piège ...

Penser à répondre d'abord à :
Quel pourcentage de la masse est transformée en énergie ... ?
-----
Sauf distraction.  

Posté par
argentine
re : Le soleil 18-03-16 à 18:30

pour la 5 je dois utiliser laquelle de formule paece que avec P=E/t ca nous donne l energie mais pas l energie libérée et avec l autre c est pas possible parce qu on a pas Idelta mI  

Posté par
J-P
re : Le soleil 19-03-16 à 10:12

5)

Delta m = m(He4) + 2.m(e) - 4.m(p)
Delta m = 4,0026 + 2*5,49.10^-4 - 4*1,0073 = -0,025502 u = -4,2347.10^-29 kg
E = Delta m * c² = -4,2347.10^-29 * (2,99793.10^8)² = -3,806.10^-12 J = -23,76 MeV
-----
Sauf distraction.  



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