à la recherche de la constante solaire

[E.T.]

salut, je suis un nouveau membre dans votre forum,où j'espère trouver des repences sur quelques questions , s'échanger les connaissances, tout d'abord j'aime bien savoir si quelqu'un peut m'aider à trouver les différentes mèthodes de calcule de la constante solaire, je prèpare un TP pour des jeunes mais dans ce TP j'ai trouvè des problèmes et merci d'avance:god2:. :

[sunfish22]

salut, je suis un nouveau membre dans votre forum,où j'espère trouver des reponces sur quelques questions , s'échanger les connaissances, tout d'abord j'aime bien savoir si quelqu'un peut m'aider à trouver les différentes mèthodes de calcul de la constante solaire, je prépare un TP pour des jeunes mais dans ce TP j'ai trouvé des problèmes et merci d'avance:god2:. :

Bonjour,

 

Je connais 2 méthodes.

 

1) La méthode de calcul classique à partir de la mesure de température de couleur de la photosphère et de l'application de la loi de Stefan

 

T = 5780 K

Constante Sigma = 5,67 W m-2 K-4

Surface du Soleil : 6 10^18 m2

Surface d’une sphère ayant 1 UA de rayon : 2,8 10^23 m2

 

L’energie rayonnée par le Soleil est de Sigma * T^4 = 63,3 Mw/m2.

L’energie totale rayonnée par le Soleil est de 63,3 Mw m-2 * Surface du Soleil = 3,85 10^26 w

L’energie recue au niveau de l’orbite terrestre à 1 UA du Soleil est de 3,85*10^26 / surface d’une sphère à 1 UA du soleil = 1368 w/m2 (9 KW au niveau de Mercure, moins de 1w au niveau de Pluton)

 

2) La méthode de mesure à l'aide d'un calorimètre (genre Pyrhéliomètre de Pouillet)

 

Principe : Mesurer l’élévation de température d’un cylindre de métal exposé au soleil pendant une durée chronométrée. Le cylindre de métal doit rester perpendiculaire au rayonnement du Soleil et être isolé pour éviter les déperditions de chaleur.

 

Le delta de quantité de chaleur accumulée par le cylindre de métal, en joules = masse du cylindre * c (chaleur massique du métal) * delta Température .

 

Par exemple, pour l’alu, la chaleur massique c = 0,920 Joules par kg kelvin.

 

Il faut ensuite ramener la mesure en joules par m2 puis en w/m2 en divisant pas le temps de mesure en secondes.

 

Par exemple, nous avions fait une mesure lors d’une manip animée par Roger Marical de la SAF avec un cylindre d’alu de 109g (Diamètre 5cm, hauteur 2cm). Nous avions obtenu une élévation de température de 10,4°K en 10mn. Cela faisait 1043 joules, soit 886w/m2 pour ce cylindre de 5cm de diamètre.

 

Ensuite pour retrouver la constante solaire, il faut appliquer un coefficient qui tient compte de la distance zénithale du Soleil, et de la qualité de ciel au moment de la mesure.

 

Pour un ciel bleu foncé (ciel de Valdrome en altitude) avec une distance zénithale de 40° le coefficient est de 1,5 (je peux fournir les valeurs de l’abaque pour ciel bleu foncé / moyen / laiteux, et pour une distance zénithale variant de 25° à 70°)

 

886 w/m2 * 1,5 = 1329 w/m2 , moins de 5% d'erreur, ce qui est assez inespéré pour une mesure sur table avec du matériel très simple (Palet en alu, tuyau PVC, rapporteur d'angle d'écolier, orientation manuelle vers le soleil, thermomètre électronique, montre)

 

Conception atelier et matériel : Roger Marical (SAF)

 

 

 

Après, il y a aussi les radiomètres, mais je ne connais point !

 

Le célèbre radiomètre de Crookes :

 

Et aussi les radiomètres à cavité de Soho, Instrumentation VIRGO : DIARAD et PMO6V .... (mesures de variations de 0,1%, impossible à mesurer depuis le sol)

 

 

 

Jean

[E.T.]

merci ppur l'explication mais il n y a t il pas autre mèthodes plus simple, en utulisant de l'eau ???

[sunfish22]

Bonsoir,

 

Plus simple dans le sens manip plus facile à réaliser ou calculs moins compliqués ?

 

Le pyrhéliomètre de Pouillet utilise de l'eau, mais au final c'est la même manip que mon 2eme exemple, l'eau est orientée perpendiculairement aux rayons solaires.

 

http://web.lmd.jussieu.fr/~jldufres/publi/2008/Dufresne-lameteo-2008.pdf

 

Il y a peut etre une manip réalisable avec une simple bassine d'eau chauffée au Soleil ? Mais après, pour en déduire la Constante solaire je ne connais pas le détail, désolé.

 

Tu as cherché sur le web ?

 

Jean