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Mesure de la constante solaire

Posté par
CRonaldo51
02-04-08 à 18:43

Bonjour à tous,

J'ai cette exercice et j'ai quelques difficultés à le faire donc si quelqu'un peut m'avancer ca serait très sympa de sa part

Le dipositif suivant permet de mesurer l'energie reçue par unité de surface exposée au rayonnement solaire direct.

Le système est constitué d'un bloc de laiton de masse m placé dans la cavité d'un bloc de polystyrène expansé. Les parois de cette cavité et le bloc de laiton sont peints en noir. La cavité est fermée par un plaque de verre de surface S. Une sonde insérée dans le bloc de laiton permet de mesurer la température de celui-ci

A) Protocole
1) A l'heure de l'experience, mesurer la valeur de l'angle alpha que font les rayons du Soleil avec l'horizontale, par exemple à l'aide d'un bâton.
a)Effectuer un schéma de l'expérience réalisée.
b) Quelles mesures faut il effectuer pour déterminer l'angle alpha?
2)Placer un cache sombre sur la plaque de verre et régler l'appareil de telle façon que la plaque soit perpendiculaire aux rayons du Soleil.
a) Proposer une méthode pour positionner le dispositif.
b)Faire un schéma de l'expérience
3) Enlever le cache et relever la température thêta du bloc de laiton en fonction du temps t on obtient le tableau suivant. Faire la courbe représentant l'évolution de la température en fonction du temps

B)Exploitations des résultats
On peut considérer que, sur quelques minutes, la position du Soleil n'a pas varié.
Données:
-capacité thermique massique du laiton c=370J.kg-1.°C-1
-masse bloc de laiton m=238g
-surface de la vitre S=18cm^2
1)a)Quel est le rôle de la plaque de verre? Du polystyrène expansé?
b)Pourquoi au début de l'expérience la température varie t-elle peu?
2)a) Dans la zone linéaire de la corube, déterminer le coefficient directeur de la droite
b) en déduire l'augmentation de température du bloc de laiton par seconde
3)a) Exprimer la variation, par seconde, de l'énergie interne U de laiton en fonction de sa capacité thermique massique c, de sa masse m et de la variation de température
b) Calculer sa valeur
4) Faire un inventaire des échanges d'énergie du dispositif avec l'extérieur.
5) Quelle est la quantité d'énergie transféré par seconde par le rayonnement solaire si on admet que le système est pratiquement isolé thermiquement;
6)En déduire la valeur de la puissance rayonnante transférée P exprimée en W.m-2, sur la plaque de verre

Je pose juste après mes réponses

Mesure de la constante solaire

Posté par
CRonaldo51
re : Mesure de la constante solaire 02-04-08 à 18:52

A)
1)a Ben le schéma j'aurais fait le même que celui qu'il y a dans l'énoncé non?

b)Il faut mesurer la distance Soleil- dispositif (hypoténuse) et Soleil-horizontale (côté adjacant) et après on fait cos alpha = adjacant/hypoténuse
C'est ça?

2)a) Je sais pas
b) J'aurais juste rajouté un cache sur la plaque de verre??

3) La courbe c'est bon

B)
1)a) La plaque de verre permet de chauffé le dispositif. Le polystyrène expansé permet d'eviter que le dispositif ne chauffe de trop. 5j'en sais rien mais j'ai essayé de trouver quelque chose)

b)...

2)a) delta y/ delta x = yb-ya/xb-xa=0,3/1
Le coefficien directeur est de  0,3
b)0,3/60=0,005 la variation de température est de 0,005°C par seconde

3) A partir de la je sèche complétement
4)
5) ...
6) Merci de m'aider

Posté par
Coll Moderateur
re : Mesure de la constante solaire 03-04-08 à 12:04

Bonjour,

Réponse à la question 2b : 0,005 °C.s-1 : d'accord !

On reprend le reste ?

Comment fais-tu, avant de sortir le dispositif au Soleil, pour mesurer l'angle entre les rayons solaires et un plan horizontal ? L'énoncé propose une méthode et te demande quelques détails.
La connaissance de cet angle permettra de régler le dispositif avant de l'exposer au Soleil et donc d'améliorer la mesure.

Posté par
CRonaldo51
re : Mesure de la constante solaire 03-04-08 à 17:53

Il faut savoir où se situe le soleil pour savoir l'angle qu'il forme avec l'horizontale non?

Si la 2)b) est bonne j'en déduis que la 2)a) aussi non?

Posté par
CRonaldo51
re : Mesure de la constante solaire 04-04-08 à 07:14

C'est bon c'est pas grave un ami viens de m'expliquer

Posté par
Coll Moderateur
re : Mesure de la constante solaire 04-04-08 à 08:00

As-tu fini ? Veux-tu poster tes réponses ? As-tu encore besoin d'aide ?

Cet exercice est intéressant. Ce serait une bonne idée que tu postes les réponses. Je les vérifierai.



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