Mange videnskabslærere udfører en demonstration, hvor de sænker forseglede dåser af koks og kostkoks i en vandtank. Koksens kande synker straks, mens kanen af kostkoks flyder. Nogle instruktører har tilpasset denne demonstration som et eksperiment for at lære eleverne principperne om tæthed og opdrift. Eksperimenterne giver eleverne mulighed for at foretage målinger, så de kan udtænke en videnskabelig forklaring på den observerede adfærd.
Massefylde
Tæthed repræsenterer forholdet mellem et stofs masse og mængden af plads det optager, dvs. dets volumen. Forskere udtrykker normalt tæthed i metriske enheder gram pr. Milliliter eller g / ml. Rent vand udviser en tæthed på 1,00 g / ml. De fleste andre væsker udviser tætheder mellem 0,8 og 1,3 g / ml.
Sammensætning af cola
Coca Cola består hovedsagelig af vand. Men det indeholder også 39 g sukkerarter, primært i form af majsstivelse med høj fructose eller HFCS. HFCS'en, der anvendes af Coca-Cola og de fleste andre læskedrikproducenter, udviser en relativ sødme på 160 sammenlignet med baseline sødheden på 100 udstillet af saccharose eller bordsukker. Denne relative skala afspejler opfattet sødme, hvilket betyder, at HFCS smager bogstaveligt 1,6 gange sødere end en tilsvarende mængde saccharose. Som følge heraf kræver en søde søde drink med HFCS mindre sødemiddel for at opnå det ønskede niveau af sødme end en drink sødet med saccharose.
Sammensætning af kostkoks
Kostkoks indeholder et kunstigt sødemiddel: aspartam. Aspartam udviser en opfattet sødme på 180 gange så meget som sukker. Eller for en mere direkte sammenligning udviser aspartam en sødme 113 gange større end høj fructose majssirup. Som følge heraf kræver Diet Coke kun 0,35 gram aspartam for at opnå samme niveau af sødme som 39 g HFCS i Coke.
opdrift
Om en genstand synker eller flyder afhænger af dens opdrift. En genstand placeret i vand udøver en nedadgående kraft på vandet. Vandet skubber dog tilbage. Archimedes 'princip siger, at den flydende kraft, der udøves af vand eller anden væske på en genstand, er lig med vægten af det vand, der forskydes af objektet. Hvis vægten af fordrevne vand overstiger vægten af objektet flyder objektet. Ellers synker det. Dette forklarer delvis, hvorfor metalskibe flyder. Det forklarer også hvorfor kanen af Diet Coke synker. Fordi de to dåser udviser identiske former og størrelser, forskyder de lige store mængder vand, når de er nedsænket. Men det faktum, at kanen af Coke dræn betyder, at den skal veje mere end mængden af vand det fortrænger, mens dåsen af Diet Coke vejer mindre.
Matematisk forklaring
Både Diet Coke og Coke dåser indeholder 12 væske oz., Eller 355 milliliter, af væske. Begge drikkevarer består primært af vand. Den primære forskel ligger i sødestoffet. Koks indeholder ca. 325 ml vand med en densitet på 1,0 g / ml og 39 g sukker. Indholdet af dåsen kan derfor veje 325 g + 39 g = 364 g. Beholderen af kostkoks indeholder dog kun 0,3 g aspartam. Det består derfor næsten udelukkende af vand, og dåserens indhold vejer således ca. 355 g. Denne forskel i vægt gør kanen af Diet Coke tilstrækkeligt flydende til at flyde. Med hensyn til tæthed er tætheden af kostkoks ca. 1,00 g / ml, det samme som vand. Koksen udviser imidlertid en densitet på 1,03 g / ml.
