Enseignement scientifique SVT - Énergie solaire et solstices

Grâce à ton prof de soutien scolaire en ligne, ce cours complet d'Enseignement scientifique SVT niveau première t'en dit plus sur l'énergie solaire et les solstices.

Énoncé de cet exercice Enseignement scientifique SVT 1ere

Un faisceau de lumière de 1 m2 de section amène 1400 W au sommet de l'atmosphère. A la verticale de Dijon, ce faisceau éclaire une surface de 2,9 m2 à midi au solstice d'hiver et de 1,1 m2 à midi au solstice d'été.

1) A partir du document 1, indiquez les raisons qui font que ES est très inférieure à E0.

Enseignement scientifique SVT niveau première 1ere - Énergie solaire et solstices

Document 1. La traversée de l'atmosphère par le rayonnement solaire. Seule une partie de la lumière en provenance du soleil parvient jusqu'au sol. E0 = énergie incidente hors atmosphère; ER = énergie réfléchie; EA = énergie absorbée; ES = énergie reçue au niveau du sol.

2) Expliquez l'absorption plus importante de l'énergie solaire au solstice d'hiver à partir du document 2.

Quelle énergie solaire arrive au sol lors des deux solstices ?

3) Calculez l'énergie parvenant sur une surface de 1 m2 au sommet de l'atmosphère lors de chaque solstice.

4) Déduisez de la question précédente et à l'aide du document 3, l'énergie parvenant au niveau du sol ainsi que l'énergie absorbée par l'atmosphère.

Document 3. Proportion des différentes énergie arrivant sur la Terre aux deux solstices.

Hauteur du soleil au-dessus de l'horizon
Solstice d'hiver: 20°, le 21/12 à midi
Solstice d'été: 66°, le 21/06 à midi
ER puissance réfléchie (en % de E0)
15%
6%
EA, puissance absorbée (en % de E0)
23%
18%
ES puissance reçue au niveau du sol (en % de E0)
62%
76%

Réponses et corrigé complet du sujet

1) L'atmosphère réfléchit une part de l'énergie incidente et en absorbe une autre. 

Donc ES = E0 - ER - EA.

2) Au solstice d'hiver, le rayon lumineux de 1 m2 traverse une surface de 2,9 m2 d'atmosphère du fait du faible angle d'incidence (20°: doc. 3) contre 1,1 m2 au solstice d'été. Cette plus grande surface d'atmosphère traversée en hiver absorbe donc plus d'énergie.

3) En hiver E0 = 1400/2,9 = 482,8 W/m2

En été E0 = 1400/1,1 = 1272,8 W/m2

4) Au solstice d'hiver ES= 0,62 x 482,8 = 299,3 W/m2  et EA= 0,23 x 482,8 = 111 W/m2

Au solstice d'été ES= 0,76 x 1272,8 = 967,3 W/m2   et EA= 0,18 x 1272,8 = 229,1 W/m2

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