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  Courbe de température de l'espace

 


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Auteur Sujet :

Courbe de température de l'espace

n°49013602
technman
Posté le 15-03-2017 à 15:11:51  profilanswer
 

Bonjour,
 
une petite question comme ça, très simple mais dont je ne parviens pas à trouver la réponse sur internet.
 
Quelle est la température de l'espace à la distance de 1UA du soleil (autrement dit quelle est la température de l'espace dans laquelle la terre baigne ?)
 
Ne me répondez pas -270°C ou 3 kelvins il s'agit de la température moyenne de l'univers.
 
Et idéalement je cherche un graphique montrant la courbe de température au fur et à mesure que l'on s'éloigne du soleil... pareil, impossible de trouver...
 
Merci pour votre aide  
 
 ;)

mood
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Posté le 15-03-2017 à 15:11:51  profilanswer
 

n°49021357
epsiloneri​dani
Modérateur
Posté le 16-03-2017 à 07:57:28  profilanswer
 

En gros ta question c'est de dire à quelle température s'équilibre un objet placé à une distance donnée du Soleil ?
 
J'aurais tendance à dire que ça va dépendre de sa couleur mais je me trompe peut-être

n°49021418
Z_cool
HFR profile rating:⭐⭐⭐⭐
Posté le 16-03-2017 à 08:13:05  profilanswer
 

epsiloneridani a écrit :


J'aurais tendance à dire que ça va dépendre de sa couleur mais je me trompe peut-être


couleur, ensoleillement (face caché ou exposé),  matière (certain en-magazine la chaleur, la ou d'autre la rejete), atmosphère (effet de serre ), ....


---------------
#mais-chut
n°49021676
jean pierr​e
Posté le 16-03-2017 à 08:58:13  profilanswer
 

:o voir si des fois l'activitée solaire n'a pas une certaine importance


---------------
Jean Pierre
n°49022633
technman
Posté le 16-03-2017 à 10:19:07  profilanswer
 

De ce que je lit la réponse n'a pas l'air évidente... vu que l'espace est vide ou presque vide la question serait (elle aussi?) un peu vide de sens ?
 
Pourtant on parle bien de température moyenne de l'univers (3K), je pensais donc qu'on pouvait établir une température en fonction du lieu dans l'espace...
 
Est ce que la température 3K est calculée uniquement sur la base de la densité de matière (et d'énergie electromagnétique ?) de l'univers (quelques atomes par m3 il me semble), mais là encore la densité n'est pas la même que l'on soit dans le système solaire interne ou au milieu de l'espace intergalactique....
 
Bref, je ne comprends rien, aidez moi :P
 
PS: pour la question initiale je faisais allusion à une exposition directe au soleil (et pas dans l'ombre).

n°49022943
bongo1981
Posté le 16-03-2017 à 10:43:37  profilanswer
 

Les 3K c'est la température du rayonnement fossile cosmologique, le CMB. En fait celui-ci a un spectre de corps noir (je pense que c'est le spectre qui est le plus proche d'un spectre de corps noir théorique), et en détectant son pic d'émission, on arrive à trouver la température d'un corps noir qui émettrait ce rayonnement (loi de déplacement de Wien).
 
 
https://www.astronomes.com/i0_histoire/wien.png
Spectre de corps noir
 
Loi de Planck en fréquence : https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/68a59c8b01cfe0ad5fb13505858fbc3cb18c93f7
 
Loi de Planck en longueur d'onde : https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ae4b36e34d1b5e35667b8683fa800f3f09d76f72
 
https://media4.obspm.fr/public/AMC/pages_fdc/spectre_CMB2.jpg
Spectre du CMB (c'est pas en longueur d'onde, mais en fréquence)
 
Pour ce qui est de la température à une distance donnée du soleil, on peut considérer le soleil comme un corps noir et considérer le flux d'énergie émis par le soleil. Cependant, la température en un point de l'espace n'est pas définie, mais si on considère un objet test, la température n'est pas non plus définie puisque cela dépend de l'albedo (combien de rayonnement un corps test absorberait, et combien il renvoie dans l'espace sans la transformer en chaleur).
 
Si tu veux tu peux essayer de trouver la température d'un corps noir situé à cette distance, et ce qu'il reçoit du soleil (quelque chose comme 1 300 W /m² quelque chose comme ça) est intégralement absorbé et transformé en chaleur.
Donc pour que ce corps soit en équilibre thermodynamique avec le rayonnement reçu, et bien il doit rayonner un spectre de corps noir dont le flux total est 1 000 W/m².
 
En intégrant l'énergie totale sur toutes les fréquences, la loi de Planck donne la loi de Stefan qui donne en fonction du flux, la température de corps noir, et tu peux t'amuser à faire ça à la distance que tu veux puisque le flux rayonné diminue avec la carré de la distance.
 
 
 
En prenant les valeurs de constante solaire mesurée ou théorique :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Constante_solaire
 
Et en appliquant la loi de Stefan :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Const [...] -Boltzmann
 
J'obtiens ces températures :
- Mercure : 682 K
- Vénus : 485 K
- Terre : 393 K
- Mars : 320 K
- Jupiter : 172 K
- Saturne : 115 K
- Uranus : 88 K
- Neptune : 71 K
 
Ca c'est en supposant un albédo de 0 (on absorbe tout).
Pour la terre, on voit qu'on obtiendrait 120°C, ce qui est évidemment trop chaud, mais pas faux, puisque la terre n'a pas un albedo de 0. En tout cas, ça serait la température maximale pour la terre.
 
En espérant que ça réponde à ta question.
 
edit : ah ben en fait si ça doit répondre à ta question :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_d [...] an.C3.A8te


Message édité par bongo1981 le 16-03-2017 à 11:38:18
n°49024281
F_lanker
Posté le 16-03-2017 à 12:20:13  profilanswer
 

Tiens, si tu lis l'anglais:
http://sciencing.com/temperatures- [...] 20254.html
cela résume pas mal les differents points abordés.

n°49031587
technman
Posté le 16-03-2017 à 22:00:31  profilanswer
 

Bongo, merci tout d'abord pour la qualité et la précision de la réponse, je n'en attendait pas tant, merci !
 
Néanmoins je n'en comprends pas toute la portée (équations, lois de Stefan et de Planck).
 
Si je comprends bien, pour le soleil, étant donné la proximité, c'est surtout l'albédo de l'objet qui va dépendre de sa température. 120°C pour un albédo de 0 à la distance de la terre. Si l'albédo était de 1, de combien serait-il ? (dsl tu m'as sans doute apporté la possibilité de faire le calcul, mais je ne me sens pas de me lancer plus dans sa compréhension).
 
Pour ce qui est du rayonnement CMB à 3k, est ce qu'on obtiendrais des chiffres très différents en fonction que l'albédo soit proche de 0 ou proche de 1 ?
 
;-)

n°49035872
bongo1981
Posté le 17-03-2017 à 11:22:51  profilanswer
 

technman a écrit :

Si l'albédo était de 1, de combien serait-il ?

Un albédo de 1 n'est pas possible en pratique, même si ton objet renvoie de la lumière (disons miroir parfait dans le spectre du visible), cet objet va de toute façon absorber dans l'infrarouge.
 
Donc dans le cas où ton objet idéalisé a un albedo de 1, ça veut dire qu'il n'absorbe pas d'énergie lumineuse de son environnement, alors il ne peut que refroidir... donc température asymptotiquement proche du zéro absolu.
Mais en pratique c'est impossible, tout corps absorbe une partie des radiations (dans la vibration des liaisons atomiques, dans la rotation des molécules etc... donc forcément dans l'infrarouge, les micro-ondes et les ondes radio).

technman a écrit :

Pour ce qui est du rayonnement CMB à 3k, est ce qu'on obtiendrais des chiffres très différents en fonction que l'albédo soit proche de 0 ou proche de 1 ?
 
;-)

Bah entre 3K et 0 K...


Message édité par bongo1981 le 17-03-2017 à 11:29:10
n°49036422
epsiloneri​dani
Modérateur
Posté le 17-03-2017 à 11:53:04  profilanswer
 

De toute façon un système passif exposé uniquement au rayonnement CMB devrait s'équilibrer à 3K quel que soit son albedo, non ?

mood
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Posté le 17-03-2017 à 11:53:04  profilanswer
 

n°49039715
bongo1981
Posté le 17-03-2017 à 16:03:24  profilanswer
 

S'il absorbe même pas le CMB (albédo de 1), avec quoi il échangerait de l'énergie ?

n°49040476
epsiloneri​dani
Modérateur
Posté le 17-03-2017 à 16:45:03  profilanswer
 

bongo1981 a écrit :

S'il absorbe même pas le CMB (albédo de 1), avec quoi il échangerait de l'énergie ?


 
Je ne veux pas dire de bêtise mais un CMB de 1 c'est physiquement impossible ? Parce que techniquement si un objet émet des IR, ça veut dire que l'interaction suivante est possible :
 
Objet excité ----> Objet pas excité + photon IR
 
Et si cette réaction est possible, la réaction inverse l'est également. Après je ne sais pas si on peut considérer le CMB comme un corps noir mais si c'est le cas on se retrouve avec deux corps noirs interagissant l'un avec l'autre en échangeant des IR et ça s'équilibrera quand ils auront la même température.
 
Après je suis nettement en dehors de ma sphère de compétence donc je dis peut-être des bêtises [:cosmoschtroumpf]

n°49040684
bongo1981
Posté le 17-03-2017 à 17:00:59  profilanswer
 

epsiloneridani a écrit :


 
Je ne veux pas dire de bêtise mais un CMB albédo de 1 c'est physiquement impossible ? Parce que techniquement si un objet émet des IR, ça veut dire que l'interaction suivante est possible :
 
Objet excité ----> Objet pas excité + photon IR
 
Et si cette réaction est possible, la réaction inverse l'est également. Après je ne sais pas si on peut considérer le CMB comme un corps noir mais si c'est le cas on se retrouve avec deux corps noirs interagissant l'un avec l'autre en échangeant des IR et ça s'équilibrera quand ils auront la même température.
 
Après je suis nettement en dehors de ma sphère de compétence donc je dis peut-être des bêtises [:cosmoschtroumpf]


Ah oui mais il faut lire l'intégralité du poste (et en particulier ce message http://forum.hardware.fr/hfr/Discu [...] #t49035872 ), pour voir qu'on dit exactement la même chose.


Message édité par bongo1981 le 17-03-2017 à 17:01:50

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