Wielu nauczycieli nauki wykonuje demonstrację, w której zanurzają zamknięte puszki coli i dietetycznej coli w zbiorniku z wodą. Puszka Coca-Coli natychmiast się zatapia, a puszka dietetycznej coli płynie. Niektórzy instruktorzy zaadaptowali tę demonstrację jako eksperyment do nauczania studentów zasad gęstości i pływalności. Eksperymenty pozwalają uczniom przeprowadzać pomiary, aby mogli opracować naukowe wyjaśnienie obserwowanych zachowań.
Gęstość
Gęstość reprezentuje związek między masą substancji a ilością zajmowanej przez nią przestrzeni, tj. Jej objętością. Naukowcy zwykle wyrażają gęstość w jednostkach metrycznych w gramach na mililitr lub g / ml. Czysta woda wykazuje gęstość 1,00 g / ml. Większość innych cieczy wykazuje gęstość między 0,8 a 1,3 g / ml.
Skład koksu
Coca Cola składa się głównie z wody. Ale zawiera również 39 g cukrów, głównie w postaci syropu kukurydzianego o wysokiej zawartości fruktozy lub HFCS. HFCS stosowany przez Coca-Colę i większość innych producentów napojów bezalkoholowych wykazuje względną słodkość wynoszącą 160 w porównaniu do wyjściowej słodkości 100 wykazywanej przez sacharozę lub cukier stołowy. Ta względna skala odzwierciedla postrzeganą słodkość, co oznacza, że HFCS dosłownie smakuje 1,6 razy słodszy niż taka sama ilość sacharozy. W rezultacie napój słodzony HFCS wymaga mniejszej ilości substancji słodzącej, aby osiągnąć pożądany poziom słodyczy niż napój słodzony sacharozą.
Skład dietetycznej coli
Diet Coke zawiera sztuczny słodzik: aspartam. Aspartam wykazuje odczuwalną słodkość 180 razy większą od cukru. Albo, dla bardziej bezpośredniego porównania, aspartam wykazuje słodkość 113 razy większą niż syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy. W związku z tym Diet Coke wymaga tylko 0,35 g aspartamu, aby osiągnąć taki sam poziom słodyczy jak 39 g HFCS w koksu.
Pławność
To, czy obiekt zatonie, czy pływa, zależy od jego pływalności. Obiekt umieszczony w wodzie wywiera siłę skierowaną w dół na wodę. Woda jednak odpycha. Zasada Archimedesa stwierdza, że siła wyporu wywierana przez wodę lub jakikolwiek inny płyn na obiekt jest równa masie wody przemieszczanej przez obiekt. Jeśli ciężar wypartej wody przekracza ciężar obiektu, obiekt unosi się. W przeciwnym razie tonie. To częściowo wyjaśnia, dlaczego statki metalowe pływają. Wyjaśnia również, dlaczego puszka dietetycznego coli tonie. Ponieważ obie puszki mają identyczne kształty i rozmiary, wypierają równe ilości wody po zanurzeniu. Ale fakt, że puszka po Coca-Cola tonie, oznacza, że musi ważyć więcej niż ilość wyparowanej wody, podczas gdy puszka dietetycznej coli waży mniej.
Matematyczne wyjaśnienie
Zarówno koks dietylu, jak i koks zawierają 12 uncji płynu lub 355 mililitrów płynu. Oba napoje składają się głównie z wody. Podstawowa różnica polega na słodziku. Koks zawiera około 325 ml wody, o gęstości 1,0 g / ml i 39 g cukru. Zawartość puszki waży zatem 325 g + 39 g = 364 g. Puszka Diet Coke zawiera jednak tylko 0,3 g aspartamu. Składa się zatem prawie w całości z wody, dlatego zawartość puszki waży około 355 g. Ta różnica w wadze sprawia, że puszka z colą dietetyczną jest wystarczająco pławna, by unosić się na powierzchni. Pod względem gęstości gęstość Koksu Dietetycznego wynosi około 1,00 g / ml, tak samo jak woda. Koks jednak wykazuje gęstość 1,03 g / ml.
