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Soleil à la montagne

Posté par
lafillebleue
10-04-20 à 11:40

Bonjour, j'ai cette question de QCM:  Vous êtes à la montagne en été. Il fait beau, le ciel est bleu et le soleil brille. Vous êtes à 3000 m d'altitude, le thermomètre indique 7°C à l'ombre et vous êtes en tee-shirt. Comment se fait-ce ?
Avec ces différentes propositions: (choix multiple)

1.Il y a plus de convection qu'ailleurs.
2.Il y a moins de convection qu'ailleurs.
3.Il y a plus de conduction qu'ailleurs.
4.Il y a moins de conduction qu'ailleurs.
5.Il y a plus de rayonnements qu'ailleurs.
6.Il y a moins de rayonnements qu'ailleurs.

Selon moi, ce serait la 2 et la 6 mais j'aimerai confirmation s'il vous plaît.

Posté par
lafillebleue
re : Soleil à la montagne 10-04-20 à 11:40

La 5 et 2 pardon

Posté par
vanoise
re : Soleil à la montagne 10-04-20 à 11:51

Bonjour
Peux-tu brièvement expliquer ton raisonnement ?

Posté par
lafillebleue
re : Soleil à la montagne 10-04-20 à 12:24

Plus de rayonnements car moins d'absorption
et pour le convection je ne sais pas trop

Posté par
vanoise
re : Soleil à la montagne 10-04-20 à 12:49

OK pour le rayonnement.
Pour la conduction et la convection, il faut penser au fait que l'air est moins dense en altitude (pression nettement plus faible). J'imagine que la comparaison avec la situation au niveau de la mer suppose l'absence de vent dans les deux lieux car le vent influence fortement la convection.  

Posté par
lafillebleue
re : Soleil à la montagne 10-04-20 à 13:52

Je n'ai pas très bien compris avec la comparaison de la mer.
Cela veut dire qu'il y a plus de convection dans les montages?

Posté par
vanoise
re : Soleil à la montagne 10-04-20 à 14:23

Le "qu'ailleurs" qui intervient dans toutes les questions doit, à mon avis, être interprété comme : "qu'à beaucoup plus faible altitude", au bord de la mère par exemple.
La masse volumique de l'air diminuant avec l'altitude les deux questions sont donc en fait :
- la conduction augmente-t-elle ou diminue-t-elle quand la masse volumique de l'air diminue ?
- la convection augmente-t-elle ou diminue-t-elle quand la masse volumique de l'air diminue ?

Posté par
lafillebleue
re : Soleil à la montagne 10-04-20 à 14:44

La convection augmente et la conduction diminue
êtes-vous d'accord?

Posté par
vanoise
re : Soleil à la montagne 10-04-20 à 15:08

La conductivité thermique de l'air diminue si la masse volumique diminue. OK pour ta réponse.
En revanche, la convection diminue aussi lorsque la masse volumique de l'air diminue.

Posté par
lafillebleue
re : Soleil à la montagne 10-04-20 à 15:14

Je suis étonnée puisque j'ai lu que "La convection est presque toujours plus forte en montagne qu'en plaine."

Posté par
vanoise
re : Soleil à la montagne 10-04-20 à 16:26

Citation :
"La convection est presque toujours plus forte en montagne qu'en plaine."

C'est vrai à grande échelle (étude météorologique), mais ici, quand on lit : "Vous êtes à 3000 m d'altitude, le thermomètre indique 7°C à l'ombre et vous êtes en tee-shirt", on peut supposer qu'il s'agit de comprendre qualitativement pourquoi, faiblement vêtue, en absence de vent, à faible température, une personne a plutôt chaud à 3000m d'altitude alors qu'en plaine, habillée de cette façon et à cette température, elle aurait très froid.
Il faut donc faire un bilan des puissances thermiques au niveau de la peau de la personne.
En montagne, la puissance thermique reçue par rayonnement est plus forte, la puissance thermique perdue par convection et la puissance thermique perdue par conduction sont plus faibles, toutes choses égales par ailleurs bien sûr.
L'étude de la convection est très délicate à étudier. On trouve sur le net des formules empiriques sur le phénomène de convection au niveau de la peau. La puissance thermique perdue pour une surface d'aire S est :

\Phi_{th}=h.S.\left(T_{peau}-T_{air}\right)
avec :

h=\left(9,6+31.v^{0,67}\right)\cdot\left(\frac{\rho}{\rho_{o}}\right)^{0,67}
où :
v : vitesse du vent
masse volumique de l'air à l'altitude et à la température de l'expérience
o : masse volumique de l'air dans les conditions normales de température et de pression.
Si diminue, h diminue donc la puissance thermique perdue par convection diminue.

Posté par
lafillebleue
re : Soleil à la montagne 10-04-20 à 20:37

Merci beaucoup de votre réponse détaillée.
Du coup la réponse est:
-Il y a plus de rayonnements qu'ailleurs.
-Il y a moins de convection qu'ailleurs.
-Il y a moins de conduction qu'ailleurs.

ou alors vous pensez qu'il faut seulement mettre: ll y a plus de rayonnements qu'ailleurs.

Posté par
vanoise
re : Soleil à la montagne 10-04-20 à 20:50

A ce que je comprends de l'énoncé : les trois réponses sont nécessaires.



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