Videnskab.dk - Automatisk oplæsning

Eiffeltårnet bliver højere hver sommer - her er forklaringen


Listen Later

Den struktur, vi i dag kender som Eiffeltårnet, blev oprindeligt kaldt Tour de 300 mètres - det 300 meter høje tårn.
Navnet, som blev foreslået af ingeniørerne Maurice Koechlin og Émile Nougier til Gustave Eiffel, som stod i spidsen for opførelsen, afslørede en ambition om at skabe noget enestående - en teknologisk bedrift, der ville sætte ny rekord i højde.
Men når temperaturen stiger i sommermånederne, vokser Eiffeltårnet faktisk sig højere end sin oprindelige størrelse.
Eiffeltårnet blev opført i anledning af Exposition Universelle, som var en verdensudstilling, der blev afholdt i Paris fra 6. maj til 31. oktober 1889 for at markere 100-året for Den Franske Revolution.
Gustave Eiffel valgte at bygge tårnet i smedejern - et materiale, han kendte godt og havde haft gode erfaringer med i tidligere projekter.
Smedejern kan modstå stor belastning, hvilket muliggjorde opførelsen af et højt, men samtidig meget let tårn, som var modstandsdygtigt over for kraftig sidevind.
For at give en idé om, hvor let tårnet er, svarer dets vægt på 7.300 ton omtrent til vægten af den luftmængde, det indeholder - cirka 6.300 ton.
Eiffeltårnet var tænkt som et fremragende observationspunkt og som base for radiotransmission. Selve tårnet er en enorm trekantet gitterkonstruktion, som minder meget om Garabit-viadukten (som også er designet af Eiffels tegnestue) og jernbanebroen Forth Bridge i Skotland, som begge stammer fra samme periode.
Alle disse konstruktioner udvider sig, når materialets temperatur stiger. Men i modsætning til broer, som opfører sig mere komplekst, oplever Eiffeltårnet primært lodret udvidelse og sammentrækning som følge af temperaturændringer.
Dette fænomen kaldes termisk udvidelse.
Vi ved, at de fleste faste stoffer udvider sig, når temperaturen stiger, og trækker sig sammen, når den falder.
Det er fordi, den kinetiske energi af stoffets partikler bliver øget, når temperaturen stiger.
I faste stoffer, som metaller, manifesterer denne større energi sig som øgede vibrationer af atomerne, og den øgede vibration betyder, at den gennemsnitlige afstand mellem atomerne øges.
Forskellige typer faste stoffer udvider sig i forskellig grad ved temperaturændringer.
Det skyldes, at de har forskellig varmeudvidelseskoefficient, som beskriver, hvor meget et materiale udvider sig per grads temperaturstigning, og det skal ingeniørerne tage højde for. Keramik og glas udvider sig mindre end metaller, der igen udvider sig mindre end polymerer.
Så hvordan kan man beregne, hvor meget et fast stof bevæger sig? Når elementerne er lige - som det ofte er tilfældet i byggeri og anlæg, hvor bjælker og stænger dominerer - er bevægelsen proportional med tre parametre: elementets længde, temperaturændringen og materialets udvidelseskoefficient.
Mange keramiske materialer har typisk udvidelseskoefficienter fra 0,510 til 1,510 (°C), mens metaller ligger mellem 510 og 3010 (°C), og polymerer mellem 5010 og 30010 (°C).
Disse tal (som måske ser lidt mærkelige ud for de fleste) angiver, den forholdsvise udvidelse af et materiale, når temperaturen stiger med én grad Celsius.
Det materiale, der udvider sig mest, er polymerer, som udvider sig omtrent 10 gange mere end metaller, og metaller udvider sig 10 gange mere end keramik.
Smedejernet og stålelementerne, der blev brugt til Eiffeltårnet, har en koefficient på omkring 1210 (°C), hvilket betyder, at en jernstang på én meter udvider sig med 1210 meter, når temperaturen stiger med én grad.
Det er ikke mange mikrometer - og mindre end diameteren af et hårstrå.
Så har varme en mærkbar effekt på bygninger? Ja - og især når man tager højde for, at der er to andre parametre at overveje: elementets længde og det temperaturområde, det befinder sig i.
Længden kan være ganske betragtelig. Eiffeltårnet er 300 meter højt, men Garabit-viadukten er 565 meter lang, og Forth Bridge er over 2,5 kilometer lang.
I dag er der mange eksempel på endnu større lineære konstruktioner, og termisk udvidelse påvirker også jernbaneskinnerne,...
...more
View all episodesView all episodes
Download on the App Store

Videnskab.dk - Automatisk oplæsningBy Videnskab.dk