Mange videnskabslærere udfører en demonstration, hvor de nedsænker forseglede dåser koks og diætkoks i en tank med vand. Dåsen af koks synker straks, mens dåsen af koks flyder. Nogle instruktører har tilpasset denne demonstration som et eksperiment for at lære eleverne principperne om tæthed og opdrift. Eksperimenterne gør det muligt for studerende at foretage målinger, så de kan udtænke en videnskabelig forklaring på den observerede opførsel.
Massefylde
Tæthed repræsenterer forholdet mellem et stofs masse og den mængde plads, det optager, dvs. dets volumen. Forskere udtrykker normalt densitet i metriske enheder på gram pr. Ml eller g / ml. Rent vand udviser en densitet på 1, 00 g / ml. De fleste andre væsker udviser densiteter mellem 0, 8 og 1, 3 g / ml.
Sammensætning af koks
Coca Cola består for det meste af vand. Men den indeholder også 39 g sukker, primært i form af majsfrugt med høj fruktose eller HFCS. HFCS anvendt af Coca-Cola og de fleste andre læskedrikkeproducenter udviser en relativ sødme på 160 sammenlignet med baseline sødmen på 100 udstillet med saccharose eller bordsukker. Denne relative skala afspejler den oplevede sødme, hvilket betyder, at HFCS bogstaveligt talt smager 1, 6 gange sødere end en lige stor mængde saccharose. Som et resultat kræver en drink, der er sødt med HFCS, mindre sødemiddel for at opnå det ønskede niveau af sødme end en drink, der er sødet med saccharose.
Sammensætning af diætkoks
Diætkoks indeholder et kunstigt sødestof: aspartam. Aspartam udviser en opfattet sødme på 180 gange sukker. Eller, for en mere direkte sammenligning, udviser aspartam en sødme, der er 113 gange større end majssirup med høj fruktose. Som en konsekvens kræver Diet Coke kun 0, 35 gram aspartam for at opnå det 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 nedadrettet kraft på vandet. Vandet skubber imidlertid tilbage. Archimedes 'princip siger, at den drivende kraft, der udøves af vand eller anden væske på en genstand, er lig med vægten af det vand, som forskydes af genstanden. Hvis vægten af forskudt vand overstiger genstandens vægt, flyder objektet. Ellers synker det. Dette forklarer delvis, hvorfor metalskibe flyder. Det forklarer også, hvorfor dåsen af koks dræn. Da de to dåser har identiske former og størrelser, fortrænger de lige store mængder vand, når de er nedsænket. Men det faktum, at dåsen af koks synker, betyder, at den må veje mere end den mængde vand, den fortrænger, mens den dåse koksvægt vejer mindre.
Matematisk forklaring
Både diætkoks og koksdåser indeholder 12 væske oz. Eller 355 ml 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 i dåsen vejer derfor 325 g + 39 g = 364 g. Diætkoks indeholder imidlertid kun 0, 3 g aspartam. Den består derfor næsten udelukkende af vand, og dåseindholdet vejer derfor ca. 355 g. Denne forskel i vægt gør, at diætkoks er tilstrækkelig flydende til at flyde. Med hensyn til densitet er densiteten for diætkoks ca. 1, 00 g / ml, det samme som vand. Koks udviser imidlertid en densitet på 1, 03 g / ml.
