E3C première, le soleil source de vie sur terre.

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Partie 1. Le rayonnement solaire.
La relation entre la température en degré Celsius θ (°C) et la température absolue T en Kelvin (K) est : T(K) = 273 + q(°C)
Le Soleil peut être modélisé par un corps noir, qui émet un rayonnement thermique correspondant à une température d’environ 5800 K.
La loi de Wien est la relation entre la température de surface T d’un corps et la longueur d’onde lmax au maximum d’émission :
lmax × T = 2,90 ×10-3 m.K avec T en Kelvin et lmax en m.
1- Déterminer approximativement, la valeur de la longueur d’onde correspondant au maximum d’intensité du rayonnement solaire hors
atmosphère ?

2- Justifier par un calcul que dans l’hypothèse où le soleil est modélisé par un corps noir, sa température de surface est voisine de 5800 K.
2,90 10-3 /(500 10-9) = 5800 K.
3- Définir, l’albédo terrestre à l’aide de vos connaissances.
L'albédo terrestre correspond à la partie du rayonnement solaire réfléchi par l'atmosphère et par le sol terrestre, soit environ 30 %..
4- Montrer que le bilan énergétique à la surface de la Terre est équilibré, autrement dit que la puissance que la Terre reçoit est égale à celle qu’elle fournit à l’extérieur. Montrer que cela est également le cas pour le système global Terre-atmosphère.
La terre reçoit par m2 une puissance égale à 168 W (rayonnement solaire ) et 324 W ( venant de l'atmosphère)  Total reçu : 492 W.
Les pertes thermiques du sol étant égales à 392 W m-2, le bilan énergétique de la surface est équilibré.
Le système global terre + atmosphère reçoit 342 W m-2 ( rayonnement solaire).
77 W m-2 sont réfléchis par l'atmosphère ;
30 W m-2 sont réfléchis par la surface terrestre ; 195 W m-2 sont émis par l'atmosphère  et 40 W m-2 correpondent au rayonnement terrestre non absorbé.  Total : 342 W m-2. Le bilan énergétique du système terre + atmosphère est équilibré.

Partie 2. La conversion de l’énergie solaire.
5- Pour chacune des propositions suivantes (5.1 à 5.3), indiquer la bonne réponse.
5-1- Ces différents spectres nous permettent alors :
a- de déterminer la température de la plante.
b- d’en déduire la composition chimique des pigments.
c- d’en déduire les longueurs d’ondes absorbées par chaque pigment photosynthétique.
Vrai.
d- d’en déduire la quantité de chaque pigment.

5-2- Dans la cellule, l’énergie solaire captée par les pigments photosynthétiques :
a- permet la synthèse de la matière minérale.
b- permet la synthèse de la matière organique.
Vrai.
c- permet la consommation de matière organique.
d- permet la consommation de dioxygène.

5-3- L’être humain est dépendant de l’énergie solaire utilisée par les plantes pour son fonctionnement car, en présence de lumière et lors de la photosynthèse, les plantes produisent :
a- matière organique et O2 . Vrai.
b- matière organique et CO2 .
c- matière minérale et O2 .
d- matière minérale et CO2.



  

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