De ce cocsul de cocs și coca-ul de dietă plutesc în apă?

Mulți profesori de știință efectuează o demonstrație în care îmbracă cutii de Coke și Coke dieta închise etanș într-un rezervor de apă. Paharul de Coca se scufunda imediat, în timp ce cutia de Coca-Diet pluteste. Unii instructori au adaptat această demonstrație ca pe un experiment pentru ai învăța pe elevi despre 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 substanței și cantitatea de spațiu pe care o ocupă, adică volumul acesteia. Oamenii de știință exprimă în mod normal densitate în unități metrice de grame pe mililitru sau g / ml. Apa pură prezintă o densitate de 1,00 g / ml. Cele mai multe alte lichide prezintă densități între 0,8 și 1,3 g / ml.

Compoziția cocsului

Coca Cola constă în mare parte din apă. Dar conține, de asemenea, 39 g de zaharuri, în special sub formă de sirop de porumb cu conținut ridicat de fructoză sau HFCS. HFCS utilizat de Coca-Cola și majoritatea celorlalți producători de băuturi răcoritoare prezintă o dulce relativă de 160 în comparație cu dulceața inițială de 100 de produse expuse de zaharoză sau zahăr de masă. Această scală relativă reflectă dulceața percepută, ceea ce înseamnă că HFCS are un gust literal de 1,6 ori mai dulce decât o cantitate egală de zaharoză. Ca rezultat, 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

Cocaina pentru dietă conține un îndulcitor artificial: aspartam. Aspartamul prezintă o dulceată percepută de 180 ori mai mare decât cea a zahărului. Sau, pentru o comparație mai directă, aspartamul prezintă o dulce de 113 ori mai mare decât siropul de porumb de fructoză. Ca o consecință, Coke dieta necesită doar 0,35 grame de aspartam pentru a atinge același nivel de dulcețimea cu 39 de grame de HFCS în cocs.

Flotabilitate

Indiferent dacă un obiect se scufunda sau plutește, depinde de flotabilitatea acestuia. Un obiect plasat în apă exercită o forță descendentă asupra apei. Apa, totuși, împinge înapoi. Principiul lui Archimedes afirmă că forța flotantă exercitată de apă sau de orice alt fluid pe un obiect este egală cu greutatea apei deplasate de obiect. Dacă greutatea apei deplasate depășește greutatea obiectului, obiectul plutește. Altfel, se scufunda. Acest lucru, în parte, explică de ce plutesc navele metalice. De asemenea, explică de ce cana de Coke Diet se scufunda. Deoarece cele două cutii prezintă forme și dimensiuni identice, ele deplasează cantități egale de apă când sunt scufundate. Dar faptul că o cutie de chiuvete înseamnă că trebuie să cântărească mai mult decât cantitatea de apă pe care o elimină, în timp ce cutia de cocă dietetică cântărește mai puțin.

Explicații matematice

Ambele recipiente de Coke Diet and Coke conțin 12 oz lichid sau 355 mililitri de lichid. Ambele băuturi constau în principal din apă. Diferența principală constă în îndulcitor. Cocaina conține aproximativ 325 ml de apă, cu o densitate de 1,0 g / ml și 39 g de zahăr. Prin urmare, conținutul poate să cântărească 325 g + 39 g = 364 g. Cutia de diete Coke conține totuși doar 0,3 g de aspartam. Prin urmare, acesta constă aproape în întregime din apă, iar conținutul canistrului, prin urmare, cântărește aproximativ 355 g. Această diferență de greutate face ca recipientul Diet Coke suficient de plutitor să plutească. Din punct de vedere al densității, densitatea cocsului dietetic este de aproximativ 1,00 g / ml, la fel ca apa. Cocaina, totuși, prezintă o densitate de 1,03 g / ml.