Багато викладачів науки проводять демонстрацію, в яку занурюють герметичні банки коксу та дієтичного коксу в ємність з водою. Банка коксу опускається одразу, тоді як банка дієтичного коксу пливе. Деякі викладачі адаптували цю демонстрацію як експеримент, щоб навчити учнів принципам щільності та плавучості. Експерименти дозволяють студентам проводити вимірювання, щоб вони могли розробити наукове пояснення спостережуваної поведінки.
Щільність
Щільність являє собою залежність між масою речовини та кількістю простору, який вона займає, тобто її об'ємом. Вчені зазвичай виражають щільність в метричних одиницях грам на мілілітр, або г / мл. Чиста вода виявляє щільність 1, 00 г / мл. Більшість інших рідин мають щільність між 0, 8 та 1, 3 г / мл.
Склад коксу
Кока-кола складається здебільшого з води. Але він також містить 39 г цукрів, насамперед у вигляді високофруктозного кукурудзяного сиропу, або HFCS. HFCS, використовуваний Coca-Cola та більшістю інших виробників безалкогольних напоїв, демонструє відносну солодкість 160, порівняно з базовою солодкістю 100, виставленою сахарозою або столовим цукром. Ця відносна шкала відображає сприйняту солодкість, а це означає, що HFCS буквально має смак в 1, 6 рази солодший, ніж рівна кількість сахарози. В результаті напою, підсолодженому HFCS, потрібно менше підсолоджувача для досягнення бажаного рівня солодкості, ніж напій, підсолений цукрозою.
Склад дієтичного коксу
Дієтичний кокс містить штучний підсолоджувач: аспартам. Аспартам проявляє солодкість у 180 разів, ніж цукор. Або, для більш прямого порівняння, аспартам виявляє солодкість у 113 разів більше, ніж кукурудзяний сироп з високим вмістом фруктози. Як наслідок, дієтичному коксу потрібно лише 0, 35 грама аспартаму для досягнення такого ж рівня солодкості, як 39 г HFCS в коксі.
Плавучість
Чи тоне, чи пливе предмет, залежить від його плавучості. Об'єкт, поміщений у воду, чинить силу вниз на воду. Вода, проте, відштовхується назад. Принцип Архімеда стверджує, що плаваюча сила, яку чинить на об'єкт вода або будь-яка інша рідина, дорівнює вазі води, витісненої об'єктом. Якщо вага витісненої води перевищує вагу предмета, об’єкт пливе. В іншому випадку він тоне. Це частково пояснює, чому металеві кораблі плавають. Це також пояснює, чому балончик дієтичного коксу тоне. Оскільки дві банки мають однакові форми і розміри, вони витісняють рівну кількість води при зануренні. Але той факт, що банка коксового потоку означає, що вона повинна важити більше, ніж кількість води, яку вона витісняє, тоді як банка дієтичного коксу важить менше.
Математичне пояснення
Як дієтичний кокс, так і коксовий балончик містять 12 рідких унцій або 355 мілілітрів рідини. Обидва напої складаються переважно з води. Основна відмінність полягає в підсолоджувачі. Кокс містить близько 325 мл води з щільністю 1, 0 г / мл і 39 г цукру. Тому вміст банки може важити 325 г + 39 г = 364 г. Банка дієтичного коксу, однак, містить лише 0, 3 г аспартаму. Тому він майже повністю складається з води, тому вміст банки важить близько 355 г. Ця різниця у вазі робить балончик дієтичного коксу досить плавучим для плавання. За щільністю щільність дієтичного коксу становить приблизно 1, 00 г / мл, така ж, як і вода. Однак кокс виявляє щільність 1, 03 г / мл.
