Tháp Eiffel, biểu tượng nổi tiếng của Paris, không chỉ thu hút du khách bởi vẻ đẹp kiến trúc mà còn bởi những hiện tượng thú vị liên quan đến sự thay đổi kích thước của nó theo mùa. Vào mùa hè, khi nhiệt độ tăng cao, tháp Eiffel có thể cao hơn thiết kế ban đầu đến hàng chục centimet. Điều này khiến nhiều người đặt câu hỏi: Tại sao lại như vậy?
Tháp Eiffel, ban đầu được gọi là Tour de 300 mètres, được thiết kế bởi các kỹ sư Maurice Koechlin và Émile Nougier dưới sự giám sát của Gustave Eiffel. Tuy nhiên, trong những tháng hè, tháp không chỉ giữ nguyên chiều cao mà còn có thể tăng thêm chiều cao do hiện tượng giãn nở nhiệt.
Được xây dựng để kỷ niệm 100 năm Cách mạng Pháp, tháp Eiffel được làm từ sắt rèn, một vật liệu có khả năng chịu áp lực cao, cho phép tạo ra một cấu trúc lớn nhưng vẫn nhẹ và an toàn trước gió. Cấu trúc lưới tam giác của tháp giúp nó có thể giãn nở và co lại theo chiều dọc khi nhiệt độ thay đổi, một hiện tượng được gọi là giãn nở nhiệt.
Sắt rèn có hệ số giãn nở khoảng 12×10⁻⁶ (°C)⁻¹, có nghĩa là một thanh sắt dài một mét sẽ giãn nở thêm 12×10⁻⁶ mét khi nhiệt độ tăng thêm một độ. Mặc dù con số này có vẻ nhỏ, nhưng khi áp dụng cho chiều cao 300 mét của tháp, sự giãn nở này có thể tạo ra sự khác biệt đáng kể.
Paris có nhiệt độ mùa đông có thể xuống dưới -20⁰C và mùa hè có thể lên tới 40⁰C. Thêm vào đó, dưới ánh nắng mặt trời, kim loại có thể nóng lên đến 60⁰C hoặc 70⁰C. Điều này có nghĩa là một thanh kim loại dài 300 mét có thể giãn nở lên đến 36 cm khi nhiệt độ tăng cao, tạo ra sự khác biệt rõ rệt.
Hơn nữa, do ánh sáng mặt trời chiếu vào một mặt của tháp, một bên sẽ giãn nở nhiều hơn so với bên còn lại, dẫn đến một đường cong nhẹ trong cấu trúc. Các chuyên gia ước tính rằng tháp Eiffel có thể cao hơn từ 12 đến 15 cm giữa những ngày lạnh nhất của mùa đông và những ngày nóng nhất của mùa hè. Do đó, tháp Eiffel không chỉ là một biểu tượng của Paris mà còn là một chiếc nhiệt kế khổng lồ, phản ánh sự thay đổi của thời tiết.
An Khang
