Много учители по природни науки изпълняват демонстрация, в която потапят запечатани кутии от коксови и диетични коксове в резервоар с вода. Консервата на колата незабавно потъва, докато платформата за диетична кола се излива. Някои инструктори са приспособили тази демонстрация като експеримент, за да преподават на учениците принципите на плътност и плавателност. Експериментите позволяват на учениците да извършват измервания, така че да могат да измислят научно обяснение за наблюдаваното поведение.
плътност
Плътността представлява връзката между масата на веществото и количеството пространство, което той заема, т.е. неговия обем. Учените обикновено изразяват плътност в метрични единици в грамове на милилитър или g / mL. Чистата вода показва плътност от 1,00 g / mL. Повечето други течности показват гъстота между 0.8 и 1.3 g / mL.
Състав на кокса
Кока Кола се състои предимно от вода. Но съдържа и 39 грама захари, предимно под формата на сироп от царевица с високо съдържание на фруктоза или HFCS. HFCS, използван от Coca-Cola и повечето други производители на безалкохолни напитки, показва относителна сладост от 160 в сравнение с базовата сладост от 100, показвана от захарозата или захарта на маса. Тази относителна скала отразява възприеманата сладост, което означава, че HFCS буквално вкусва 1,6 пъти по-сладко от равно количество захароза. В резултат на това, една напитка, подсладена с HFCS, изисква по-малко подсладител, за да се постигне желаното ниво на сладост, отколкото напитка, подсладена със захароза.
Състав на диетичната кокс
Диетичният кокс съдържа изкуствен подсладител: аспартам. Аспартамът проявява сладост, която е 180 пъти по-голяма от тази на захарта. Или, за по-директно сравнение, аспартамът проявява сладост, 113 пъти по-голяма от сироп от царевица с високо съдържание на фруктоза. Вследствие на това, диетичната кола изисква само 0.35 грама аспартам, за да постигне същото ниво на сладост като 39 грама HFCS в кока-кола.
плавателност
Дали обект потъва или плува зависи от неговата плаваемост. Обект, поставен във вода, упражнява сила надолу върху водата. Водата обаче се отдръпва. Принципът на Архимед заявява, че плаващата сила, упражнявана от вода или всяка друга течност върху обект, е равна на теглото на водата, изместена от обекта. Ако теглото на разместената вода надвишава теглото на обекта, обектът се плува. В противен случай тя потъва. Това, отчасти, обяснява защо металните кораби плават. Тя също така обяснява защо кутията на диетичната кокс потъва. Тъй като двете кутии имат идентични форми и размери, те изместват еднакви количества вода, когато са потопени. Но фактът, че кутията на кокса потъва, означава, че тя трябва да претегля повече от количеството вода, която премества, докато кутията на диетичния кокс тежи по-малко.
Математическо обяснение
Както диетата кокс, така и коксовите кутии съдържат 12 течности, или 355 милилитра течност. И двете напитки се състоят основно от вода. Основната разлика е в подсладителя. Коксът съдържа около 325 ml вода с плътност 1,0 g / ml и 39 g захар. Съдържанието на кутията следователно може да тежи 325 g + 39 g = 364 g. Контейнерът за диетична кола обаче съдържа само 0.3 g аспартам. Поради това тя се състои почти изцяло от вода и съдържанието на кутията следователно тежи около 355 грама. Тази разлика в теглото прави контейнера за диетичен кокс достатъчно плавен, за да плава. По отношение на плътността, плътността на диетичния кокс е приблизително 1,00 g / mL, същата като водата. Коксът обаче има плътност от 1.03 g / mL.
