Mange naturfaglærere utfører en demonstrasjon der de fordypet forseglede bokser med cola og diet coke i en vannkasse. Coke-boksen synker umiddelbart, mens boksen med Diet Coke flyter. Noen instruktører har tilpasset denne demonstrasjonen som et eksperiment for å lære elevene prinsippene om tetthet og oppdrift. Eksperimentene lar elevene utføre målinger slik at de kan finne en vitenskapelig forklaring på den observerte atferden.
tetthet
Tetthet representerer forholdet mellom stoffets masse og mengden plass det opptar, dvs. volumet. Forskere uttrykker normalt tetthet i metriske enheter på gram per milliliter, eller g / ml. Rent vann utviser en tetthet på 1, 00 g / ml. De fleste andre væsker har tettheter mellom 0, 8 og 1, 3 g / ml.
Sammensetning av koks
Coca Cola består stort sett av vann. Men den inneholder også 39 g sukker, først og fremst i form av høyfruktose maissirup, eller HFCS. HFCS brukt av Coca-Cola og de fleste andre brusprodusentprodusenter utviser en relativ sødme på 160 sammenlignet med baseline sweetness på 100 utstilt av sukrose eller bordsukker. Denne relative skalaen reflekterer opplevd sødme, noe som betyr at HFCS bokstavelig talt smaker 1, 6 ganger søtere enn en lik mengde sukrose. Som et resultat krever en drink søtet med HFCS mindre søtningsmiddel for å oppnå det ønskede nivå av sødme enn en drink søtet med sukrose.
Sammensetning av diettkoks
Kostholdskoks inneholder et kunstig søtningsmiddel: aspartam. Aspartam har en opplevd sødme på 180 ganger sukker. Eller, for en mer direkte sammenligning, viser aspartam en sødme som er 113 ganger større enn maisirup med høy fruktose. Som en konsekvens krever Diet Coke bare 0, 35 gram aspartam for å oppnå samme nivå av sødme som 39 g HFCS i Coke.
oppdrift
Om en gjenstand synker eller flyter avhenger av dens oppdrift. En gjenstand plassert i vann utøver en nedadgående kraft på vannet. Vannet skyver imidlertid tilbake. Archimedes 'prinsipp sier at den flytende kraften som utøves av vann eller annen væske på en gjenstand, er lik vekten på vannet som forskyves av gjenstanden. Hvis vekten på fortrengt vann overstiger vekten til gjenstanden, flyter gjenstanden. Ellers synker det. Dette forklarer delvis hvorfor metallskip flyter. Det forklarer også hvorfor boksen med Diet Coke synker. Fordi de to boksene har identiske former og størrelser, fortrenger de like store mengder vann når de er nedsenket. Men det faktum at boksen med koks synker betyr at den må veie mer enn mengden vann den fortrenger, mens boksen med dietkoks veier mindre.
Matematisk forklaring
Både dietcoke- og cola-bokser inneholder 12 væske oz, eller 355 ml væske. Begge drikkevarer består hovedsakelig av vann. Den primære forskjellen ligger i søtstoffet. Koks inneholder omtrent 325 ml vann, med en tetthet på 1, 0 g / ml, og 39 g sukker. Innholdet i boksen veier derfor 325 g + 39 g = 364 g. Boksen med diett koks inneholder imidlertid bare 0, 3 g aspartam. Den består derfor nesten utelukkende av vann og innholdet i boksen veier derfor omtrent 355 g. Denne forskjellen i vekt gjør at boksen med dietkoks er tilstrekkelig oppdrift til å flyte. Når det gjelder tetthet, er tettheten av Diet Coke omtrent 1, 00 g / ml, det samme som vann. Koks utviser imidlertid en tetthet på 1, 03 g / ml.
