Много учители по наука провеждат демонстрация, в която потапят запечатани консерви от кокс и диетичен кокс в резервоар с вода. Консервът на кока веднага потъва, докато консервната кутия на диета кокс плава. Някои инструктори са адаптирали тази демонстрация като експеримент, за да научат учениците на принципите на плътност и плавност. Експериментите позволяват на учениците да провеждат измервания, така че да могат да измислят научно обяснение за наблюдаваното поведение.
плътност
Плътността представлява връзката между масата на веществото и количеството пространство, което заема, т.е. обемът му. Учените обикновено изразяват плътността в метрични единици грам на милилитър или g / mL. Чистата вода има плътност от 1, 00 g / mL. Повечето други течности имат плътност между 0, 8 и 1, 3 g / ml.
Състав на кокса
Кока кола се състои предимно от вода. Но също така съдържа 39 g захари, предимно под формата на високофруктозен царевичен сироп или HFCS. HFCS, използван от Coca-Cola и повечето други производители на безалкохолни напитки, показва относителна сладост от 160 в сравнение с изходната сладост на 100, изложени от захароза или трапезна захар. Тази относителна скала отразява възприеманата сладост, което означава, че HFCS буквално има вкус 1, 6 пъти по-сладък от равно количество захароза. В резултат на това напитката, подсладена с HFCS, изисква по-малко подсладители, за да се постигне желаното ниво на сладост, отколкото напитка, подсладена със захароза.
Състав на диетичен кокс
Диетичният кокс съдържа изкуствен подсладител: аспартам. Аспартамът показва възприемана сладост 180 пъти по-голяма от захарта. Или за по-директно сравнение, аспартамът показва сладост, 113 пъти по-голяма от царевичен сироп с висок фруктоза. В резултат на това диетичният кокс изисква само 0, 35 грама аспартам, за да постигне същото ниво на сладост като 39 г HFCS в кокса.
плавателност
Дали даден предмет потъва или плава, зависи от плаваемостта му. Предмет, поставен във вода, упражнява низходяща сила върху водата. Водата обаче изтласква назад. Принципът на Архимед гласи, че плаващата сила, упражнена от вода или друга течност върху даден обект, е равна на теглото на водата, изместена от обекта. Ако теглото на изместената вода надвишава теглото на обекта, обектът плава. В противен случай потъва. Това отчасти обяснява защо металните кораби плават. Това обяснява и защо консервата на диетичния кокс потъва. Тъй като двете кутии имат идентични форми и размери, те изместват равни количества вода, когато са потопени. Но фактът, че кутията на кока потъва означава, че трябва да тежи повече от количеството вода, което измества, докато консервната кутия на диетичния кокс тежи по-малко.
Математическо обяснение
И консервните кутии за диета и кокс съдържат 12 течности или 355 милилитра течност. И двете напитки се състоят предимно от вода. Основната разлика се крие в подсладителя. Коксът съдържа около 325 мл вода, с плътност 1, 0 г / мл и 39 г захар. Следователно съдържанието на консервата може да тежи 325 g + 39 g = 364 g. Консервата на диетичен кокс обаче съдържа само 0, 3 г аспартам. Следователно той се състои почти изцяло от вода и следователно съдържанието на консервата тежи около 355 g. Тази разлика в теглото прави кутията на Диетичен кокс достатъчно жизнена, за да плава. По отношение на плътността, плътността на диетичния кокс е приблизително 1, 00 g / mL, същата като водата. Коксът обаче има плътност 1, 03 g / mL.
