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Et dans la réalité ?

 

Un exemple d'activité B2I :  

  (Les réponses sont données en couleur)

 

  • Objectifs : introduction de l'effet de serre et réflexion sur les limites d'un modèle.
  • Objectif B2I Lycée : 3.4) Je sais utiliser ou créer des formules pour traiter des données.

 

 


Si l'on considère que les planètes du système solaire se comportent comme des corps noirs, leurs températures moyennes de surface (en Kelvins) peuvent être calculée à partir de la relation suivante :

formule_flo3.jpg où A est l'albédo moyen de la planète et a sa distance moyenne au Soleil en u.a. Pour la démonstration complète, cliquez ici.

 

  1. A l'aide d'un tableur, créer une feuille de calcul pour compléter le tableau suivant  :

 

 

Distance au Soleil a

(en U.A)

Albédo A

(sans unité)

Température de surface moyenne calculée

(en K)

Température de surface moyenne calculée

(en °C)

Température de surface moyenne mesurée

(en K)

Tempértaure de surface moyenne mesurée

(en °C)

Ecart absolu

Mercure 0.38 0.06     440    
Vénus 0.72 0.7     737    
Terre 1 0.3     288    
Mars 1.5 0.15     210    
Jupiter 5.2 0.52     165    
Saturne 9.54 0.47     134    
Uranus 19 0.51     76    
Neptune 30 0.41     53    

 

Vous pouvez télecharger la feuille de calcul Open Office préprogrammée, en cliquant ici.

 

On obtient le tableau suivant :

Temperature_surface_planetes5.jpg

 On peut alors tracer les courbes suivantes :

courbe_temperature.jpg

  1. Que remarquez-vous ? Le modèle choisi est-il correct ?
 

Visiblement notre modèle n'est pas parfait, il y a des cas où les valeurs calculées correspondent assez bien aux valeurs mesurées. C'est le cas pour Mercure et pour Mars. Pour les autres planètes telluriques, en particulier pour Vénus et la Terre, le modèle doit être perfectionné.

 

  1. Comment perfectionner notre modèle ?
 

Vénus et la Terre sont des planètes telluriques comportant une atmosphère. Il faut prendre en compte l'effet de serre On peut alors proposer plusieurs pistes de réflexion :

  • Pour introduire l'effet de serre, on peut réaliser les petites expériences suivantes (cliquer ici) ;
  • On peut reprendre la démonstration théorique en introduisant de nouveaux paramètres ce qui nous permet de perfectionner le modèle et d'affiner le calcul (cliquer ici) ;
  • On peut également utiliser un modèle mathématique VENSIM permettant d'étudier l'influence du facteur "effet de serre"  (cliquer ici).
 
 

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