Mnoho učitelů vědy předvádí demonstraci, ve které ponořují utěsněné plechovky koksu a dietního koksu do nádrže s vodou. Plechovka koksu okamžitě klesá, zatímco plechovka Diet Coke se vznáší. Někteří instruktoři tuto ukázku přizpůsobili jako experiment, aby naučil studenty o principu hustoty a vztlaku. Pokusy umožňují studentům provádět měření tak, aby mohly navrhnout vědecké vysvětlení pozorovaného chování.
Hustota
Hustota představuje vztah mezi hmotností látky a množstvím místa, které zaujímá, tj. Její objem. Vědci obvykle vyjadřují hustotu v metrických jednotkách gramů na mililitr nebo g / ml. Čistá voda vykazuje hustotu 1,00 g / ml. Většina jiných tekutin vykazuje hustotu mezi 0,8 a 1,3 g / ml.
Složení koksu
Coca Cola se skládá převážně z vody. Obsahuje ale také 39 g cukrů, především ve formě kukuřičného sirupu s vysokým obsahem fruktózy nebo HFCS. HFCS, které používají Coca-Cola a většina ostatních výrobců nealkoholických nápojů, vykazuje relativní sladkost 160 v porovnání s výchozí sladkostí 100, kterou vykazuje sacharóza nebo stolní cukr. Tato relativní stupnice odráží vnímanou sladkost, což znamená, že HFCS doslova chutná 1,6krát sladší než stejné množství sacharózy. Výsledkem je, že nápoj sladěný s HFCS vyžaduje méně sladidla k dosažení požadované úrovně sladkosti než nápoj oslazený sacharózou.
Složení dietního koksu
Dietní koks obsahuje umělé sladidlo: aspartam. Aspartam vykazuje vnímanou sladkost 180 krát větší než cukr. Nebo pro přímé srovnání, aspartam vykazuje sladkosti 113 krát vyšší než kukuřičný sirup s vysokým obsahem fruktózy. V důsledku toho dieta Coke vyžaduje pouze 0,35 gramu aspartamu, aby bylo dosaženo stejné úrovně sladkosti jako 39 gramů HFCS v koksu.
Vztlak
To, zda se objekt potápí nebo plová, závisí na jeho vztlaku. Objekt umístěný ve vodě působí na vodu směrem dolů. Voda se však odtáhne zpět. Archimedův princip uvádí, že vznášející se síla působící na objekt nebo objekt, která je vyvíjena vodou nebo jinou tekutinou, se rovná hmotnosti vody přemístěné předmětem. Pokud hmotnost přemístěné vody přesahuje hmotnost objektu, objekt se vznáší. Jinak to klesá. To částečně vysvětluje, proč kovové lodě vznášejí. To také vysvětluje, proč se plechovka Diet Coke potápí. Vzhledem k tomu, že obě plechovky vykazují shodné tvary a velikosti, přemísťují při ponoření stejné množství vody. Ale skutečnost, že plechovka koksů klesá, znamená, že musí vážit více než množství vody, kterou přemístí, zatímco plechovka dietního koksu váží méně.
Matematické vysvětlení
Kovové a koksové nádoby obsahují 12 tekutých ozámen nebo 355 mililitrů. Obě nápoje jsou složeny převážně z vody. Hlavní rozdíl spočívá v sladidlech. Koks obsahuje asi 325 ml vody s hustotou 1,0 g / ml a 39 g cukru. Obsah může proto vážit 325 g + 39 g = 364 g. Plechovka Diet Coke však obsahuje pouze 0,3 g aspartamu. Proto se skládá téměř téměř z vody a obsah plechovky tedy váží asi 355 g. Tento rozdíl v hmotnosti činí plechovku Diet Coke dostatečně vzrůstající. Z hlediska hustoty je hustota dietního koksu zhruba 1,00 g / ml, stejně jako voda. Koks má však hustotu 1,03 g / ml.
