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 cm, điều này khiến nhiều người không khỏi ngạc nhiên.
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, vào 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 cho Triển lãm Thế giới năm 1889 nhằm kỷ niệm 100 năm Cách mạng Pháp, tháp Eiffel được làm từ sắt rèn, một vật liệu có khả năng chịu áp lực cao. Cấu trúc lưới tam giác của tháp cho phép nó trở nên nhẹ và an toàn trước lực gió. Khi nhiệt độ tăng, toàn bộ cấu trúc tháp sẽ giãn nở, chủ yếu theo chiều dọc, dẫn đến sự gia tăng chiều cao.
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 dài lớn như tháp Eiffel, sự giãn nở này trở nên đáng kể.
Tháp Eiffel cao 300 m, và với dải nhiệt độ từ -20⁰C vào mùa đông đến khoảng 40⁰C vào mùa hè, sự thay đổi nhiệt độ có thể tạo ra sự giãn nở đáng kể. Dưới ánh nắng mặt trời, kim loại có thể nóng lên đến 60⁰C hoặc 70⁰C, làm tăng thêm sự giãn nở.
Ví dụ, nếu một thanh kim loại dài 100 m giãn nở thêm 0,12 m khi nhiệt độ tăng 100 độ, thì thanh dài 300 m sẽ giãn nở thêm 0,36 m, tức là 36 cm. Điều này tạo ra sự khác biệt rõ rệt trong chiều cao của tháp.
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, tạo ra một đường cong nhẹ. 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. Vì vậy, 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 (Theo Conversation)