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Bilans terrestres

Posté par
Lola262626
25-10-21 à 19:03

Bonjour j'aurais besoin d'aide pour ce travail noté s'il vous plaît.
Les questions sont les suivantes:

1. Faites un bilan des puissances par unité de surface des rayonnements qui arrivent et qui repartent du système Terre-atmosphère.
2. Faites un bilan des puissances par unité de surface des rayonnements qui arrivent et qui repartent de l'atmosphère.
3. Faites un bilan des puissances par unité de surface des rayonnements qui arrivent et qui repartent de la surface terrestre.
4. Déterminez alors si la Terre est en régime permanent ou transitoire et comment évolue sa température.

Merci infiniment

Bilans terrestres

Posté par
gbm Webmaster
re : Bilans terrestres 25-10-21 à 19:24

Bonsoir,

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q01 - Que dois-je faire avant de poster une question ?



Où sont tes pistes de réflexion pour qu'on puisse démarrer un échange constructif ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 25-10-21 à 19:24

Bonsoir,

Qu'est-ce qui te bloque?

Par ex. pour la 2e question, dapres les fleches sur le schema, quelles sont les energies (par m2) absorbées
par l'atmosphere ?
Et les energies émises par l'atmosphere (vers l'exterieur) ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 25-10-21 à 19:25

Bonsoir gbm, ex aequo !!!

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 25-10-21 à 20:50

krinn

krinn @ 25-10-2021 à 19:24

Bonsoir,

Qu'est-ce qui te bloque?

Par ex. pour la 2e question, dapres les fleches sur le schema, quelles sont les energies (par m2) absorbées
par l'atmosphere ?
Et les energies émises par l'atmosphere (vers l'exterieur) ?


Bonsoir,
Je ne sais pas si je dois utiliser la formule suivante:
Psurfaicique: P rayonnements(W)/ S(m²)=
(ou faire d'autres calculs)
Ou simplement citer ce que je vois. Par exemple pour la question 2, les énergies qui arrivent vers l'atmosphère sont:
Soleil= 79 W/m², Sol: 84 W/m² et 20 W/m², infrarouge:  358 W/m²
Et ceux qui repartent vers l'extérieur sont les infrarouges: 199 W/m²

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 25-10-21 à 20:52

Lola262626 @ 25-10-2021 à 20:50

krinn
krinn @ 25-10-2021 à 19:24

Bonsoir,

Qu'est-ce qui te bloque?

Par ex. pour la 2e question, dapres les fleches sur le schema, quelles sont les energies (par m2) absorbées
par l'atmosphere ?
Et les energies émises par l'atmosphere (vers l'exterieur) ?


Bonsoir,
Je ne sais pas si je dois utiliser la formule suivante:
Psurfaicique: P rayonnements(W)/ S(m²)=
(ou faire d'autres calculs)
Ou simplement citer ce que je vois. Par exemple pour la question 2, les énergies qui arrivent vers l'atmosphère sont:
Soleil= 79 W/m², Sol: 84 W/m² et 20 W/m², infrarouge:  358 W/m²
Et ceux qui repartent vers l'extérieur sont les infrarouges: 199 W/m²


P surfacique* pardon

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 25-10-21 à 21:05

Ah, cette obsession pour les formules (magiques) !
On donne deja des puissances surfaciques sur la figure pas besoin de se compliquer la vie ...

Cest presque ca, mais il manque qqchose dans ton bilan pour l'atmosphere.

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 25-10-21 à 21:20

krinn @ 25-10-2021 à 21:05

Ah, cette obsession pour les formules (magiques) !
On donne deja des puissances surfaciques sur la figure pas besoin de se compliquer la vie ...

Cest presque ca, mais il  manque qqchose dans ton bilan pour l'atmosphere.


Que les  rayonnements infrarouges sont égals à 199+40= 239 W/m2

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 25-10-21 à 21:32

Attention, les 40 W/m2 proviennent du sol , pas de l'atmosphere

En revanche l'atmosphere emet des infrarouges vers ...

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 25-10-21 à 21:47

krinn @ 25-10-2021 à 21:32

Attention, les 40 W/m2 proviennent du sol , pas de l'atmosphere

En revanche l'atmosphere emet des infrarouges vers ...


Vers le sol: 342 W/m2

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 25-10-21 à 21:52

Oui
Quand on fait le bilan energetique d'un systeme, on compte ce qui entre dans le systeme et ce qui sort du systeme

Donc
2) quel est le bilan energetique (par m2) pour l'atmosphere?

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 25-10-21 à 22:31

krinn @ 25-10-2021 à 21:52

Oui
Quand on fait le bilan energetique d'un systeme, on compte ce qui entre dans le systeme et ce qui sort du systeme

Donc
2) quel est le bilan energetique (par m2) pour l'atmosphere?


Le bilan énergétique est:
Puissance réfléchie + diffusé= (79+84+20+358)+(199+342)= 1.082 W/m2
Dont:  79  W/m2 provient du rayonnement solaire, 84+20= 104 W/m2proviennent du sol, des infrarouges aussi diffusé par le sol : 358 W/m2. Puis l'énergie diffusée 199+342= 541 W/m2   dont 199 W/m2  est diffusé par l'atmosphère vers l'extérieur et 342 W/m2 vers le sol

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 25-10-21 à 22:44

Lola262626 @ 25-10-2021 à 22:31

krinn @ 25-10-2021 à 21:52

Oui
Quand on fait le bilan energetique d'un systeme, on compte ce qui entre dans le systeme et ce qui sort du systeme

Donc
2) quel est le bilan energetique (par m2) pour l'atmosphere?


Le bilan énergétique est:
Puissance réfléchie + diffusé= (79+84+20+358)+(199+342)= 1.082 W/m2
Dont:  79  W/m2 provient du rayonnement solaire, 84+20= 104 W/m2proviennent du sol, des infrarouges aussi diffusé par le sol : 358 W/m2. Puis l'énergie diffusée 199+342= 541 W/m2   dont 199 W/m2  est diffusé par l'atmosphère vers l'extérieur et 342 W/m2 vers le sol


Et est-ce que pour la première question je dois faire pareil sauf que je ne dois pas tenir compte des rayonnements solaires(79 et 160)?

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 25-10-21 à 23:24

Attention!

2) Le bilan énergétique de l'atmosphere est:
Puissance réfléchie recue (=absorbée) : 79+84+20+358 = 541 W/m2
Puissance émise (=diffusée) : 199+342= 541 W/m2

Donc le bilan est 541 - 541 = 0
(bilan equilibré)

Energie recue: 541 W/m2, dont
79 W/m2 provient du rayonnement solaire, 84+20= 104 W/m2proviennent du sol, des infrarouges aussi diffusé par le sol : 358 W/m2.

Puis l'énergie diffusée 199+342= 541 W/m2 dont 199 W/m2 est diffusé par l'atmosphère vers l'extérieur (dans l'espace) et 342 W/m2 vers le sol

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 00:16

krinn @ 25-10-2021 à 23:24

Attention!

2) Le bilan énergétique de l'atmosphere est:
Puissance réfléchie recue (=absorbée) : 79+84+20+358 =  541 W/m2
Puissance émise (=diffusée) : 199+342= 541 W/m2

Donc le bilan est 541 - 541 = 0
(bilan equilibré)

Energie recue: 541 W/m2, dont
  79  W/m2 provient du rayonnement solaire, 84+20= 104 W/m2proviennent du sol, des infrarouges aussi diffusé par le sol : 358 W/m2.

Puis l'énergie diffusée 199+342= 541 W/m2   dont 199 W/m2  est diffusé par l'atmosphère vers l'extérieur (dans l'espace) et 342 W/m2 vers le sol


Merci beaucoup

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 08:49


Citation :
Et est-ce que pour la première question je dois faire pareil sauf que je ne dois pas tenir compte des rayonnements solaires(79 et 160)?


Si, il faut en tenir compte puisque les radiations solaires proviennent de l'exterieur.

Dans la 1ere question il faut faire bien attention à la definition du systeme: on considere l'ensemble {terre + atmosphere}
donc il ne faut considerer que les echanges de ce systeme avec l'exterieur (cad ici l'espace et le soleil) , on ne tient pas compte des echanges interieurs au systeme (entre le sol et l'atmosphere)

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 09:46

krinn @ 26-10-2021 à 08:49


Citation :
Et est-ce que pour la première question je dois faire pareil sauf que je ne dois pas tenir compte des rayonnements solaires(79 et 160)?


Si, il faut en tenir compte puisque les radiations solaires proviennent de l'exterieur.

Dans la 1ere question il faut faire bien attention à la definition du systeme: on considere l'ensemble {terre + atmosphere}
donc il ne faut considerer que les echanges de ce systeme avec l'exterieur (cad ici l'espace et le soleil) , on ne tient pas compte des echanges interieurs au systeme (entre le sol et l'atmosphere)


D'accord donc le bilan énergétique de la terre-atmosphere est:
Puissance absorbée: 79+160=239 W/m2
Puissance émise : 40+199=239 W/m2

Donc le bilan est 239-239=0
Le bilan est equilibré.

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 10:31

Oui, tb

Une question:
a quoi correspondent les 101 W/m2 representés sur le dessin et provenant du soleil ?

Et pourquoi n'apparaissent-ils pas dans le bilan ?

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 11:12

krinn @ 26-10-2021 à 10:31

Oui, tb

Une question:
a quoi correspondent  les 101 W/m2 representés sur le dessin et provenant du soleil ?

Et pourquoi n'apparaissent-ils pas dans le bilan ?


Je pense que les rayonnements 101 W/m2 font partis des 340 W/m2 dont 79 vers l'atmosphère et 160 vers le sol provenant  du soleil et les 101 sont les rayonnements qui réparent dans l'espace . Ils n'apparaissent pas dans le bilan car ils sont retenus par l'espace grâce à l'effet de serre et que donc seule une partie de la puissance émise par le soleil atteint la surface de la Terre.

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 11:53


Citation :
Je pense que les rayonnements 101 W/m2 font partis des 340 W/m2 dont 79 vers l'atmosphère et 160 vers le sol provenant du soleil et les 101 sont les rayonnements qui repartent dans l'espace


Oui, les 101 W/m2 representent la partie des radiations solaires recues mais reflechies par l'atmosphere vers l'espace ( par les nuages notamment) et donc NON absorbées.

.
Citation :
Ils n'apparaissent pas dans le bilan car ils sont retenus reflechis dans l'espace (donc non absorbés) grâce à l'effet de serre (NON, ca n'a rien à voir, c'est juste la reflexion d'ondes lumineuses, comme des reflets dans une vitre) et que donc seule une partie de la puissance émise par le soleil atteint la surface de la Terre ou est aborbee par l'atmosphere


L'effet de serre a lieu entre le sol et l'atmosphere car le sol réémet essentiellement des infrarouges qui sont captés (en partie) par l'atmosphere qui les renvoie a son tour (en partie) vers le sol.

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 12:36

krinn @ 26-10-2021 à 11:53


Citation :
Je pense que les rayonnements 101 W/m2 font partis des 340 W/m2 dont 79 vers l'atmosphère et 160 vers le sol provenant  du soleil et les 101 sont les rayonnements qui repartent dans l'espace


Oui, les 101 W/m2 representent la partie des radiations solaires recues mais  reflechies par l'atmosphere vers l'espace ( par les nuages notamment) et donc NON absorbées.

.
Citation :
Ils n'apparaissent pas dans le bilan car ils sont retenus reflechis dans  l'espace (donc non absorbés)  grâce à l'effet de serre (NON, ca n'a rien à voir, c'est juste la reflexion d'ondes lumineuses, comme des reflets dans une vitre)  et que donc seule une partie de la puissance émise par le soleil atteint la surface de la Terre ou est aborbee par l'atmosphere


L'effet de serre a lieu entre le sol et l'atmosphere car le sol réémet essentiellement des infrarouges qui sont captés (en partie) par l'atmosphere qui les renvoie a son tour (en partie) vers le sol.


Merci beaucoup

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 13:13

Lola262626 @ 26-10-2021 à 12:36

krinn @ 26-10-2021 à 11:53


Citation :
Je pense que les rayonnements 101 W/m2 font partis des 340 W/m2 dont 79 vers l'atmosphère et 160 vers le sol provenant  du soleil et les 101 sont les rayonnements qui repartent dans l'espace


Oui, les 101 W/m2 representent la partie des radiations solaires recues mais  reflechies par l'atmosphere vers l'espace ( par les nuages notamment) et donc NON absorbées.

.
Citation :
Ils n'apparaissent pas dans le bilan car ils sont retenus reflechis dans  l'espace (donc non absorbés)  grâce à l'effet de serre (NON, ca n'a rien à voir, c'est juste la reflexion d'ondes lumineuses, comme des reflets dans une vitre)  et que donc seule une partie de la puissance émise par le soleil atteint la surface de la Terre ou est aborbee par l'atmosphere


L'effet de serre a lieu entre le sol et l'atmosphere car le sol réémet essentiellement des infrarouges qui sont captés (en partie) par l'atmosphere qui les renvoie a son tour (en partie) vers le sol.


Merci beaucoup


Pour la troisième question j'ai trouvé:

Puissance absorbée : 160+342=502 W/m2
Puissance émise: 20+84+358+40= 502 W/m2
Donc le bilan est 502-502= 0 et le bilan est équilibré.

Pour la quatrième question, je pense que la Terre est un régime permanent car la valeur est constante et elle ne varie pas. Mais je ne sais pas comment faire pour l'évolution de sa température.

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 13:52

le bilan des échanges d'énergie de la Terre avec l'exterieur (par m2) est nul (cad que le systeme réémet tout ce qu'il absorbe), donc son énergie interne .....
et donc sa temperature (moyenne) ....

Le systeme est donc en regime ....

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 14:05

krinn @ 26-10-2021 à 13:52

le bilan des échanges d'énergie de la Terre  avec l'exterieur  (par m2) est nul (cad que le systeme réémet  tout ce qu'il absorbe), donc son énergie interne .....
et donc sa temperature (moyenne) ....

Le systeme  est donc en regime ....


le bilan des échanges d'énergie de la Terre avec l'exterieur (par m2) est nul (cad que le systeme réémet tout ce qu'il absorbe), donc son énergie interne est nulle aussi(?)
et donc sa temperature (moyenne)  est constante.

Le systeme est donc en regime permanent.

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 14:36

Non, l'energie interne n'est pas nulle, il y a enormement d'energie contenue dans la Terre, rien que du fait de sa temperature moyenne.

Est-ce que tu as vu le 1er principe de la thermodynamique ?

Que vaut U quand le bilan des echanges thermiques d'un systeme est nul ?
(et qu'il n y a aucun travail en jeu)

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 14:51

krinn @ 26-10-2021 à 14:36

Non, l'energie interne n'est pas nulle, il y a enormement  d'energie contenue dans la Terre, rien que du fait de sa temperature moyenne.

Est-ce que tu as vu le 1er principe de la thermodynamique ?

Que vaut U quand le bilan des echanges thermiques d'un systeme est nul ?
(et qu'il n y a aucun travail en jeu)


Non on a pas pu le faire à cause de l'absence du prof(de deux semaines)

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 17:55

Es-tu en 1ère ou en Tale ?
Car cet exo est en fait de niveau terminale, si je ne me trompe.

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 19:24

krinn @ 26-10-2021 à 17:55

Es-tu en 1ère ou en Tale  ?
Car cet exo est en fait de niveau terminale, si je ne me trompe.


Je suis en première

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 19:55

Oui, effectivement , en 1ere le bilan radiatif terrestre est au programme en enseignement scientifique.

Tu as dû voir en cours que si le bilan energetique est nul (tout ce qui est absorbé est réémis par le systeme) alors la temperature du systeme est constante (regime permanent).

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 26-10-21 à 21:50

krinn @ 26-10-2021 à 19:55

Oui, effectivement , en 1ere le bilan radiatif terrestre est au programme en enseignement scientifique.

Tu as dû voir en cours que si le bilan energetique est nul (tout ce qui est absorbé est réémis par le systeme) alors la temperature du systeme est  constante (regime permanent).


Oui et est-ce que ça a un lien avec l'équilibre dynamique ?

Et merci beaucoup de m'avoir aidée!

Posté par
krinn Correcteur
re : Bilans terrestres 27-10-21 à 10:01

oui, régime permanent et équilibre dynamique sont synonymes. Le système n'est pas isolé (puisqu'il y a des échanges d'énergie avec l'extérieur) mais malgré tout, au bout d'un certain temps, la température du système se stabilise (en moyenne ici) car le bilan énergétique est nul : on dit alors que le système est en régime permanent (ou encore qu'il a atteint un "équilibre dynamique").

(remarque: dans d'autres systèmes, c'est une autre grandeur qui peut se stabiliser en régime permanent, comme la pression ou la vitesse par ex.)

Posté par
Lola262626
re : Bilans terrestres 27-10-21 à 11:15

krinn @ 27-10-2021 à 10:01

oui,  régime permanent  et équilibre dynamique sont synonymes. Le système n'est pas isolé (puisqu'il y a des échanges d'énergie  avec l'extérieur) mais malgré tout, au bout d'un certain temps, la température du système se stabilise (en moyenne ici) car le bilan énergétique est nul : on dit alors que le système est en régime permanent (ou encore qu'il a atteint un "équilibre dynamique").

(remarque: dans d'autres systèmes, c'est une autre grandeur qui peut se  stabiliser en régime permanent, comme la pression ou la vitesse par ex.)


D'accord je comprends mieux maintenant,  merci.



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