Mulți profesori de știință efectuează o demonstrație în care scufundă cutii sigilate de Coca-Cola și Dietă Coca-Cola într-un rezervor de apă. Băutul de Coca se scufundă imediat, în timp ce cutia de Coke dietetică plutește. Unii instructori au adaptat această demonstrație ca un experiment pentru a învăța studenții principiile densității și flotabilității. Experimentele permit studenților să efectueze măsurători, astfel încât să poată elabora o explicație științifică pentru comportamentul observat.
Densitate
Densitatea reprezintă relația dintre masa unei substanțe și cantitatea de spațiu pe care o ocupă, adică volumul acesteia. Oamenii de știință exprimă în mod normal densitatea în unități metrice de grame pe mililitru sau g / ml. Apa pură are o densitate de 1, 00 g / ml. Majoritatea altor lichide prezintă densități cuprinse între 0, 8 și 1, 3 g / ml.
Compoziția cocsului
Coca Cola constă în mare parte din apă. Dar, de asemenea, conține 39 g de zaharuri, în principal sub formă de sirop de porumb cu fructoză ridicată sau HFCS. HFCS utilizat de Coca-Cola și de majoritatea celorlalți producători de băuturi răcoritoare prezintă o dulceață relativă de 160 în comparație cu dulceața de bază de 100 expuse de zaharoză sau zahăr de masă. Această scară relativă reflectă dulceața percepută, ceea ce înseamnă că HFCS are literalmente un gust de 1, 6 ori mai dulce decât o cantitate egală de zaharoză. Ca urmare, o băutură îndulcită cu HFCS necesită mai puțin îndulcitor pentru a atinge nivelul dorit de dulceață decât o băutură îndulcită cu zaharoză.
Compoziția dietei Coke
Diet Coke conține un îndulcitor artificial: aspartam. Aspartamul prezintă o dulceață percepută de 180 de ori mai mare decât zahărul. Sau, pentru o comparație mai directă, aspartamul prezintă o dulceață de 113 ori mai mare decât siropul de porumb cu fructoză mare. În consecință, Diet Coke necesită doar 0, 35 grame de aspartam pentru a atinge același nivel de dulceață ca și 39 g de HFCS în Coca-Cola.
Plutire
Dacă un obiect se scufundă sau plutește depinde de flotabilitatea acestuia. Un obiect plasat în apă exercită o forță descendentă asupra apei. Apa, însă, se împinge înapoi. Principiul lui Arhimede afirmă că forța flotantă exercitată de apă sau de orice alt fluid asupra unui obiect este egală cu greutatea apei deplasate de obiect. Dacă greutatea apei deplasate depășește greutatea obiectului, obiectul plutește. Altfel, se scufundă. Acest lucru explică, în parte, de ce plutesc navele metalice. De asemenea, explică de ce se scufundă conserva Coke Diet. Deoarece cele două cutii prezintă forme și dimensiuni identice, acestea deplasează cantități egale de apă atunci când sunt scufundate. Dar faptul că conservele de Coke se scufundă înseamnă că trebuie să cântărească mai mult decât cantitatea de apă pe care o deplasează, în timp ce cutia de Coke dietetică cântărește mai puțin.
Explicație matematică
Atât conservele Diet Coke, cât și Coke-ul conțin 12 oz fluid, sau 355 mililitri, de lichid. Ambele băuturi constau în principal din apă. Diferența principală constă în îndulcitor. Coca conține aproximativ 325 ml apă, cu o densitate de 1, 0 g / ml și 39 g zahăr. Prin urmare, conținutul cutiei poate cântări 325 g + 39 g = 364 g. Totuși, conservele de Coke Diet conțin doar 0, 3 g de aspartam. Prin urmare, constă aproape în totalitate din apă și conținutul conservei cântărește, așadar, aproximativ 355 g. Această diferență de greutate face ca cutia de Coke Diet să fie suficient de flotantă pentru a pluti. În ceea ce privește densitatea, densitatea Coke Diet este de aproximativ 1, 00 g / ml, la fel ca apa. Coca, cu toate acestea, prezintă o densitate de 1, 03 g / ml.
