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bts tp 1982
On néglige les échanges thermiques par convection et conduction ainsi que l'influence de l'air ambiant.
Le soleil est assimilé à une source ponctuelle rayonnant uniformément dans tout l'espace. L'intensité énergétique de cette source est I = 30.10-24 W.sr-1.
1) On appelle constante solaire, la puissance reçue par mètre carré de paroi placée perpendiculairement à la direction du rayonnement à la limite supérieure de l'atmosphère. Calculer cette constante solaire.
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2) Après traversée de l'atmosphère, cette puissance n'est plus que de 1 kW. un capteur plan, assimilé à un corps noir reçoit ce rayonnement sous une incidence normale. La face arrière du capteur est revêtue d'un isolant parfait.
Quelle est la température d'équilibre du capteur ?
3) A quelle longueur d'onde le capteur émet-il le maximum d'énergie ?
Quel est le nom donné au rayonnement ayant cette longueur d'onde ?
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4) Ce capteur est maintenant recouvert d'une paroi en verre. On admettra que le verre utilisé est parfaitement transparent au rayonnement solaire et parfaitement opaque au rayonnement infra-rouge.
Quelle est la nouvelle température d'équilibre du corps noir ?
Données :
Distance terre-soleil : 1,5.1011
m.
Constante de Stefan : 5,67.10-8 S.I
Loi de Wien : lmax.T
= 2,9.10-3 S.I.
DEUXIEME EXERCICE
Une source sonore est placée à la surface d'un lac. Elle émet ainsi, dans l'air, par ondes sphériques, au-dessus d'une surface que l'on considèrera parfaitement réverbérante (réfléchissante en acoustique).
On suppose que la propagation se fait sans transformation d'énergie en chaleur. On rappelle la valeur de référence du niveau d'intensité :
I0 = 10-12 W/m2
Dans ces conditions, la source crée à 10 mètres, un niveau sonore :
LI = 70 dB
On demande :
1 - La puissance de la source.
2 - Les niveaux sonores respectivement à 20 m, à 100 m.
3 - La distance à laquelle cette source est audible si le niveau sonore ambiant est 30 dB.
