L'effet de serre 1ère S

[sweety07]

Bonjour,
J'ai un exercice à faire en physique, j'ai fait quelques questions mais il y en a qui me posent un peu problème.
Je voudrais bien que vous me corrigez et que vous m'aidiez un peu pour les deux dernières questions.
Voilà l'exo:
"L'atmosphère et le sol terrestre sont l'objet de nombreux transferts énergétiques. Pour traiter de ces transferts d'énergie continus, on utilise les puissances surfaciques (puissance par mètre carré).
La principale source d'énergie est le soleil. Le sol terrestre reçoit par mètre carré 170 W de rayonnement solaire, l'atmosphère 90 W.
Le sol cède par mètre carré 20 W par rayonnement infrarouge vers l'espace (rayonnement qui n'est pas absorbé par l'atmosphère), 390 W par rayonnement infrarouge absorbé par l'atmosphère (principalement par le CO2 et l'eau) et 100 W par conduction thermique vers l'atmosphère.
L'atmosphère terrestre dissipe par mètre carré 240 W vers l'espace et 340 W vers le sol par rayonnement infrarouge."

Questions:
1) Quels sonts les systèmes en interaction ?
2) Schématiser chacun de ces systèmes et représenter les transferts d'énergie (par des flèches donnant le sens du transfert)
3) Faire le bilan énergétique pour le sol terrestre (pour une seconde et par mètre carré)
4) Même question pour l'atmosphère.

Réponses:
1) Les systèmes en interaction sont l'atmosphère, la Terre (le sol), le soleil et l'espace.
2)Pour cette question j'ai fait un schéma représentant les différents systèmes du 1) et dessiné des flèches représentant les différents transferts d'energie énoncés dans le texte de l'exo en mettant le nombre de Watt que chacun reçoit, le type de transferts (rayonnement solaire ou infrarouge, conduction thermique).
3) et 4) Pour ces deux dernières questions, je ne suis pas sûre en fait de mon bilan énergétique ; est-ce qu'il faut additionner tout ce que reçoit le sol terrestre et l'atmosphère ? Et comment convertir le bilan énergétique en secondes par mètre carré ?

Merci d'avance pour votre aide !

[Dominique Lefebvre]

3) Faire le bilan énergétique pour le sol terrestre (pour une seconde et par mètre carré)
4) Même question pour l'atmosphère.

3) et 4) Pour ces deux dernières questions, je ne suis pas sûre en fait de mon bilan énergétique ; est-ce qu'il faut additionner tout ce que reçoit le sol terrestre et l'atmosphère ?

D'après toi, qu'est-ce qu'un bilan?
Il faut tenir compte de ce que chaque composant du système reçoit et émet.
Une chose triviale mais qui va mieux en le disant : ton bilan doit être nul. L'énergie ne disparait pas comme ça....

Et comment convertir le bilan énergétique en secondes par mètre carré ?

C'est quoi ta question, précisément?

[sweety07]

bien. je suis d'accord, mon bilan est nul . mais ensuite il faut que j'explique comment l'énergie disparait ? On me dit que c'est par rayonnement solaire etc... est-ce que je dois reprendre ces informations et dire que c'est comme cela que l'energie se dissipe ?

pour la seconde partie de ma question en fait je ne sais pas comment mettre le bilan énergétique du sol terrestre et de l'atmosphère pour une seconde et par mètre carré comme on me le demande dans la consigne.

[Dominique Lefebvre]

bien. je suis d'accord, mon bilan est nul . mais ensuite il faut que j'explique comment l'énergie disparait ?

Eh, l'énergie ne disparaît jamais!!! Du moins pas dans ce genre de physique..

On me dit que c'est par rayonnement solaire etc... est-ce que je dois reprendre ces informations et dire que c'est comme cela que l'energie se dissipe ?

Une part de l'énergie de rayonnement reçue par le sol, l'océan et l'atmosphère est ré-émise sous forme de rayonnement (de longueur d'onde différente).

[sweety07]

ok. Je dois donc dire dans ces deux dernières questions que leur bilan énergétique est nul et que l'énergie et ré-émise sous forme de rayonnement infrarouge (de longueur d'onde différente de celle du rayonnement solaire) ou par conduction thermique.
C'est tout ?

[Dominique Lefebvre]

ok. Je dois donc dire dans ces deux dernières questions que leur bilan énergétique est nul et que l'énergie et ré-émise sous forme de rayonnement infrarouge (de longueur d'onde différente de celle du rayonnement solaire) ou par conduction thermique.
C'est tout ?

C'est l'idée. Faire le bilan est un peu plus compliqué!
Si l'on néglige l'énergie thermique dégagée par la Terre, la seule source d'énergie est le rayonnement solaire.
As-tu répertorié toutes les devenirs de cette énergie : absorption par l'atmosphère, le sol, les océans. Ré-émission par l'atmosphère (vers le sol et vers l'espace), le sol, les océans, etc..
Je te fais grâce des zones glacées, qui ne sont ni du sol ni de l'océan )

[Dominique Lefebvre]

Je t'envoie par mail un document qui peut t'aider dans ta réflexion. regarde les pages 20 et 21...

[sweety07]

ok .. en fait on ne l'avais jamais fait auparavant en classe. Mais pour résumer, il faut que je fasse en fait le trajet de l'énergie depuis le rayonnement solaire jusqu'a sa ré-émission pour le sol terrestre en 3) puis pour l'atmosphère en 4).
En ce qui concerne les océan etc... je n'ai aucune infos.
Enfin l'indication "pour une seconde et par mettre carré dans la consigne ne me servira pas à grand chose vu que le bilan énergétique sera nul dan les deux cas ?

[sweety07]

mon ordinateur ne peut pas lire les documents que vous m'avez envoyé je crois que c'est parce que j'ai Word 2003. Bon ce n'est par grave je me débrouillerai avec ce que vous m'avez dit.

[Dominique Lefebvre]

mon ordinateur ne peut pas lire les documents que vous m'avez envoyé je crois que c'est parce que j'ai Word 2003. Bon ce n'est par grave je me débrouillerai avec ce que vous m'avez dit.

Non c'est un document pdf. Il te suffit de charger Acrobat reader, ce qui te sera utile pour lire bon nombre de documents sur le net!

[sweety07]

ok d'accord.
euh au fait l'indication "pour une seconde et par mettre carré" dans la consigne ne me servira pas à grand chose vu que le bilan énergétique sera nul dan les deux cas ?

[Dominique Lefebvre]

ok d'accord.
euh au fait l'indication "pour une seconde et par mettre carré" dans la consigne ne me servira pas à grand chose vu que le bilan énergétique sera nul dan les deux cas ?

le bilan sera nul mais pas ses termes! Ce sont les différents termes que tu dois exprimer dans les unités demandées : d'une part ce que le sol reçoit et d'autre part ce qu'il émet (par convection ou conduction). Dire que le bilan est nul revient à dire que le sol traite (ré-émission, transfert par conduction) autant d'énergie qu'il en reçoit..).
Ce qui est intéressant dans l'étude de l'effet de serre, c'est l'énergie ré-émise vers l'atmosphère par rayonnement.

[sweety07]

d'accord pour le mettre carré c'est déja dan la consigne mais comment le mettre en seconde ??