Daugelis gamtos mokslų mokytojų demonstruoja demonstraciją, kurioje panardina sandarias kokso ir dietinio kokso skardines į vandens baką. Kokso skardinė iškart krinta, o Dietinio kokso skardinė plūduriuoja. Kai kurie instruktoriai pritaikė šią demonstraciją kaip eksperimentą, kad išmokytų studentus tankio ir plūdrumo principus. Eksperimentai leidžia studentams atlikti matavimus, kad jie galėtų suprojektuoti stebimo elgesio mokslinį paaiškinimą.
Tankis
Tankis parodo ryšį tarp medžiagos masės ir jos užimamo erdvės kiekio, ty jos tūrio. Paprastai mokslininkai išreiškia tankį gramų mililitre metriniais vienetais arba g / ml. Gryno vandens tankis yra 1, 00 g / ml. Daugelio kitų skysčių tankis yra nuo 0, 8 iki 1, 3 g / ml.
Kokso sudėtis
„Coca Cola“ daugiausia sudaro vanduo. Tačiau jame taip pat yra 39 g cukraus, visų pirma didelio fruktozės kukurūzų sirupo arba HFCS pavidalu. „Coca-Cola“ ir daugelio kitų gaiviųjų gėrimų gamintojų naudojamas HFCS santykinis saldumas yra 160, palyginti su pradiniu 100 saldumo, kurį rodo sacharozė arba stalo cukrus. Ši santykinė skalė atspindi suvokiamą saldumą, o tai reiškia, kad HFCS pažodžiui skonis 1, 6 karto saldesnis nei lygus sacharozės kiekis. Dėl to gėrimui, pasaldintam HFCS, reikia mažiau saldiklio, kad būtų pasiektas norimas saldumo lygis, nei gėrimui, pasaldintam sacharoze.
Dietinio kokso sudėtis
„Diet Coke“ sudėtyje yra dirbtinio saldiklio: aspartamo. Aspartamas rodo, kad saldumas yra 180 kartų didesnis už cukrų. Arba, kad būtų tiesioginis palyginimas, aspartamo saldumas yra 113 kartų didesnis nei didelio fruktozės kukurūzų sirupo. Todėl norint pasiekti tokį patį saldumo lygį, koks yra 39 g HFCS, „Diet Coke“ reikia tik 0, 35 g aspartamo.
Plūdrumas
Tai, ar objektas nuskendo, ar plūduriuoja, priklauso nuo jo plūdrumo. Į vandenį įdėtas daiktas į vandenį nukreipia žemyn nukreiptą jėgą. Tačiau vanduo stumia atgal. Archimedo principas teigia, kad vandens ar bet kokio kito skysčio į objektą nukreipta plūdrioji jėga yra lygi objekto išstumto vandens svoriui. Jei išstumto vandens svoris viršija objekto svorį, objektas plūduriuoja. Priešingu atveju jis nuskendo. Iš dalies tai paaiškina, kodėl plūduriuoja metaliniai laivai. Tai taip pat paaiškina, kodėl „Diet Coke“ skardinė krinta. Kadangi abi skardinės yra vienodos formos ir dydžio, panardinant jos išstumia vienodą kiekį vandens. Bet tai, kad kokso skardinė kriaukle reiškia, kad ji turi sverti daugiau nei išstumiamo vandens kiekis, tuo tarpu Dietos kokso skardinė sveria mažiau.
Matematinis paaiškinimas
Tiek „Diet Coke“, tiek kokso skardinėse yra 12 skysčių uncijų arba 355 mililitrų skysčio. Abu gėrimai daugiausia susideda iš vandens. Pagrindinis skirtumas yra saldiklis. Koke yra apie 325 ml vandens, kurio tankis yra 1, 0 g / ml, ir 39 g cukraus. Taigi skardinės turinys sveria 325 g + 39 g = 364 g. Tačiau „Diet Coke“ skardinėje yra tik 0, 3 g aspartamo. Taigi jį beveik visiškai sudaro vanduo, todėl skardinės turinys sveria apie 355 g. Šis svorio skirtumas leidžia dietinio kokso skardinę pakankamai plūduriuoti. Dietinio kokso tankis yra maždaug 1, 00 g / ml, toks pats kaip ir vandens. Tačiau kokso tankis yra 1, 03 g / ml.
