Muitos professores de ciências realizam uma demonstração em que imergem latas seladas de Coca e Diet Coke em um tanque de água. A lata de Coca imediatamente se afunda, enquanto a lata de Coca-Cola de Dieta flutua. Alguns instrutores adaptaram essa demonstração como um experimento para ensinar aos alunos os princípios da densidade e da flutuabilidade. Os experimentos permitem aos alunos realizar medições para que possam elaborar uma explicação científica para o comportamento observado.
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Densidade
A densidade representa a relação entre a massa de uma substância e a quantidade de espaço que ela ocupa, i. e., seu volume. Os cientistas normalmente expressam densidade em unidades métricas de gramas por mililitro, ou g / mL. A água pura exibe uma densidade de 1.00 g / mL. A maioria dos outros líquidos exibe densidades entre 0,8 e 1,3 g / mL.
Composição da Coca
A Coca Cola consiste principalmente na água. Mas também contém 39 g de açúcares, principalmente sob a forma de xarope de milho de alta frutose ou HFCS. O HFCS usado pela Coca-Cola e a maioria dos outros fabricantes de refrigerantes exibe uma doçura relativa de 160 em comparação com a doçura de linha de base de 100 exibida por sacarose ou açúcar de mesa. Esta escala relativa reflete a doçura percebida, o que significa que o HFCS, literalmente, prova 1. 6 vezes mais doce do que uma quantidade igual de sacarose. Como resultado, uma bebida adoçada com HFCS requer menos adoçantes para atingir o nível desejado de doçura do que uma bebida adoçada com sacarose.
Composição de Diet Coke
Diet Coke contém um edulcorante artificial: aspartame. O aspartame exibe uma doçura percebida de 180 vezes a de açúcar. Ou, para uma comparação mais direta, o aspartame exibe uma doçura 113 vezes maior que o xarope de milho de alta frutose. Como conseqüência, Diet Coke requer apenas 0. 35 gramas de aspartame para alcançar o mesmo nível de doçura que os 39 g de HFCS em Coca-Cola.
Buoyancy
Se um objeto afunda ou flutua depende da sua flutuabilidade. Um objeto colocado na água exerce uma força descendente sobre a água. A água, no entanto, empurra para trás. O princípio de Arquimedes afirma que a força flutuante exercida pela água ou qualquer outro fluido em um objeto é igual ao peso da água deslocada pelo objeto. Se o peso da água deslocada exceder o peso do objeto, o objeto flutua. Caso contrário, ele afunda. Isso, em parte, explica por que os navios de metal flutuam. Ele também explica por que a lata de Diet Coke afunda. Como as duas latas exibem formas e tamanhos idênticos, eles deslocam quantidades iguais de água quando submersas. Mas o fato de que a lata de Coke afunda significa que deve pesar mais do que a quantidade de água que desloca, enquanto a lata de Diet Coke pesa menos.
Explicação matemática
Tanto as latas de coca-cola e coca-cola de dieta contém 12 oz fluidas., ou 355 mililitros, de líquido. Ambas as bebidas consistem principalmente em água. A principal diferença reside no edulcorante. A Coca contém cerca de 325 mL de água, com uma densidade de 1. 0 g / mL e 39 g de açúcar. O conteúdo da embalagem pode, portanto, pesar 325 g + 39 g = 364 g. A lata de Diet Coke, no entanto, contém apenas 0,3 g de aspartame. Consiste, portanto, quase inteiramente em água e o conteúdo da lata pesa, portanto, cerca de 355 g. Esta diferença de peso torna a lata de Diet Coke suficientemente flutuante para flutuar. Em termos de densidade, a densidade de Diet Coke é aproximadamente 1. 00 g / mL, o mesmo que a água. A Coca, no entanto, exibe uma densidade de 1. 03 g / mL.
