Molti insegnanti di scienze eseguono una dimostrazione in cui immergono lattine sigillate di Coca-Cola e Diet Coke in un serbatoio d'acqua. La lattina di Coca-Cola affonda immediatamente, mentre la lattina di Diet Coke galleggia. Alcuni istruttori hanno adattato questa dimostrazione come un esperimento per insegnare agli studenti i principi della densità e dell'assetto. Gli esperimenti consentono agli studenti di condurre misurazioni in modo che possano escogitare una spiegazione scientifica per il comportamento osservato.
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Densità
La densità rappresenta la relazione tra la massa di una sostanza e la quantità di spazio che occupa, i. e., il suo volume. Gli scienziati normalmente esprimono la densità in unità metriche di grammi per millilitro, o g / ml. L'acqua pura presenta una densità di 1 00 g / ml. La maggior parte degli altri liquidi presenta densità comprese tra 0,8 e 1,3 g / ml.
Composizione di Coca Cola
La Coca Cola consiste principalmente di acqua. Ma contiene anche 39 g di zuccheri, principalmente sotto forma di sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio o HFCS. Gli HFC utilizzati da Coca-Cola e dalla maggior parte dei produttori di bibite analcoliche presentano una dolcezza relativa di 160 rispetto alla dolcezza di base di 100 esposti da saccarosio o zucchero da tavola. Questa scala relativa riflette la dolcezza percepita, il che significa che HFCS assaggia letteralmente 1. 6 volte più dolce di una quantità uguale di saccarosio. Di conseguenza, una bevanda addolcita con HFCS richiede meno dolcificante per raggiungere il livello desiderato di dolcezza rispetto a una bevanda addolcita con saccarosio.
Composizione di Diet Coke
Diet Coke contiene un dolcificante artificiale: l'aspartame. L'aspartame mostra una dolcezza percepita di 180 volte quella dello zucchero. Oppure, per un confronto più diretto, l'aspartame mostra una dolcezza 113 volte maggiore dello sciroppo di mais ad alto fruttosio. Di conseguenza, Diet Coke richiede solo 0,3 grammi di aspartame per ottenere lo stesso livello di dolcezza dei 39 g di HFC in Coca-Cola.
Galleggiabilità
Se un oggetto affonda o galleggia dipende dalla sua galleggiabilità. Un oggetto posto nell'acqua esercita una forza verso il basso sull'acqua. L'acqua, tuttavia, respinge. Il principio di Archimede afferma che la forza di galleggiamento esercitata dall'acqua o da qualsiasi altro fluido su un oggetto è uguale al peso dell'acqua spostata dall'oggetto. Se il peso dell'acqua spostata supera il peso dell'oggetto, l'oggetto galleggia. Altrimenti, affonda. Questo, in parte, spiega perché le navi metalliche galleggiano. Spiega anche perché la lattina di Diet Coke affonda. Poiché le due lattine presentano forme e dimensioni identiche, spostano uguali quantità di acqua quando sono immerse. Ma il fatto che la lattina di Coca-Cola affonda significa che deve pesare più della quantità di acqua che sposta, mentre la lattina di Diet Coke pesa di meno.
Spiegazione matematica
Sia la lattina Diet Coke che la lattina contengono 12 once fluide., o 355 millilitri, di liquido. Entrambe le bevande sono costituite principalmente da acqua. La differenza principale sta nel dolcificante. Il coke contiene circa 325 ml di acqua, con una densità di 1. 0 g / ml e 39 g di zucchero. Il contenuto della lattina quindi pesa 325 g + 39 g = 364 g. La lattina di Diet Coke, tuttavia, contiene solo 0,3 g di aspartame. Consiste quindi quasi interamente di acqua e il contenuto della scatola pesa quindi circa 355 g. Questa differenza di peso rende la lattina di Diet Coke sufficientemente galleggiante per galleggiare. In termini di densità, la densità di Diet Coke è circa 1,00 g / ml, lo stesso dell'acqua. La Coca-cola, tuttavia, presenta una densità di 1,0 g / ml.
