Problématique : Quels facteur(s) conditionne(nt) la présence
d’eau liquide sur une planète ?
Correction du TP
Rappel de collège : …………………………………………………………………………………………………………………………………...
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Hypothèse : La température sur Terre dépend de l’apport de chaleur
provenant du Soleil.
Expérience : On modélise la lumière du Soleil, source de chaleur, par
une lampe que l’on recule progressivement d’un capteur de lumière.
Résultats : Graphe de l’évolution de l’éclairement en fonction de la
distance de la source lumineuse.
Interprétation : La lumière diminue en s’éloignant de la source. Dans
les premiers cm, la diminution est brutale ; le niveau de lumière
passe de 1 à 0,16 dans les 20 premiers cm. Puis au-delà de ces 20
cm, la luminosité diminue progressivement et est presque nulle au bout de 100 cm. La lumière est de moins en
moins concentrée en s’éloignant de la source. Elle est dispersée avec la distance.
Conclusion : La chaleur apportée par le Soleil est très forte à proximité mais diminue rapidement. Il faut donc
être plutôt proche du Soleil pour envisager qu’il y ait de l’eau liquide sur une planète. Trop proche, il fait trop
chaud. Au-delà d’une certaine distance, la température est trop faible l’eau est à l’état solide.
Constat : Sur Vénus, la température est de 470°C alors qu’étant donné sa distance au Soleil, il devrait faire
environs 30°C. Sur la Terre, la température est de 15°C, alors qu’il fait – 18°C sur la Lune. La Terre et Vénus
possèdent une atmosphère contenant du CO2 ; la Lune n’en a pas.
Hypothèse : L’atmosphère et le CO2 qu’elle contient réchauffe la
planète.
Expérience : On utilise 3 thermomètres. Le 1er est dans un tube
contenant exclusivement du CO2 (modélisant Vénus et son
atmosphère qui contient 95% de CO2), le 2ème est dans un tube
contenant l’air de la pièce (modélisant la Terre et son atmosphère),
le dernier est à l’air libre. Les 3 milieux sont éclairés par une lampe
chauffante représentant la chaleur du Soleil.
Résultats : Graphe de la température selon le milieu.
Interprétation : On constate que la température évolue différemment selon le milieu. Dans l’air de la pièce
(milieu 3), la température a augmenté de 1°C pendant l’expérience (de 23 à 24°C). Dans le tube avec l’air de la
pièce (milieu 2), la température a plus augmenté. Elle est passée de 23,6 à 25,1°C soit une augmentation de
1,5°C. La chaleur délivrée par la lampe est contenue par les parois du tube alors que précédemment, elle se
dispersait dans la pièce. Dans le tube contenant du CO2, le gain de température est de 1,9°C (de 23,4 à 25,3°C).
Le CO2 a visiblement un effet qui augmente la chaleur retenue par les parois du tube.
Conclusion : La présence d’une atmosphère, comme les parois du tube retiens la chaleur fournie par le Soleil. Le
CO2 augmente cet effet. Cela s’appelle l’effet de serre.