¿Por qué el coque y la dieta de coque flotan en el agua?
Muchos profesores de ciencias realizan una demostración en la que sumergen latas selladas de Coca-Cola y Diet Coca en un tanque de agua. La lata de Coca Cola se hunde de inmediato, mientras que la lata de Coca Cola de dieta flota. Algunos instructores han adaptado esta demostración como un experimento para enseñar a los estudiantes los principios de densidad y flotabilidad. Los experimentos les permiten a los estudiantes realizar mediciones para que puedan idear una explicación científica para el comportamiento observado.
Densidad
La densidad representa la relación entre la masa de una sustancia y la cantidad de espacio que ocupa, es decir, su volumen. Los científicos normalmente expresan la densidad en unidades métricas de gramos por mililitro, o g / ml. El agua pura exhibe una densidad de 1.00 g / mL. La mayoría de los otros líquidos exhiben densidades entre 0.8 y 1.3 g / mL.
Composición de Coca Cola
Coca Cola consiste principalmente en agua. Pero también contiene 39 g de azúcares, principalmente en forma de jarabe de maíz alto en fructosa o HFCS. El HFCS utilizado por Coca-Cola y la mayoría de los otros fabricantes de refrescos exhiben una dulzura relativa de 160 en comparación con la dulzura de referencia de 100 exhibida por la sacarosa o azúcar de mesa. Esta escala relativa refleja la dulzura percibida, lo que significa que el HFCS literalmente sabe 1.6 veces más dulce que una cantidad igual de sacarosa. Como resultado, una bebida endulzada con HFCS requiere menos edulcorante para lograr el nivel deseado de dulzura que una bebida endulzada con sacarosa..
Composición de Diet Coke
Diet Coke contiene un edulcorante artificial: el aspartamo. El aspartamo exhibe una dulzura percibida de 180 veces la del azúcar. O, para una comparación más directa, el aspartame exhibe un dulzor 113 veces mayor que el jarabe de maíz de alta fructosa. Como consecuencia, Diet Coke solo requiere 0,35 gramos de aspartamo para alcanzar el mismo nivel de dulzura que los 39 g de HFCS en Coca Cola.
Flotabilidad
Si un objeto se hunde o flota, depende de su flotabilidad. Un objeto colocado en el agua ejerce una fuerza hacia abajo sobre el agua. El agua, sin embargo, empuja hacia atrás. El principio de Arquímedes establece que la fuerza de flotación ejercida por el agua o cualquier otro fluido sobre un objeto es igual al peso del agua desplazada por el objeto. Si el peso del agua desplazada excede el peso del objeto, el objeto flota. De lo contrario, se hunde. Esto, en parte, explica por qué flotan los barcos de metal. También explica por qué la lata de Diet Coke se hunde. Debido a que las dos latas exhiben formas y tamaños idénticos, desplazan cantidades iguales de agua cuando se sumergen. Pero el hecho de que la lata de coque se hunda significa que debe pesar más que la cantidad de agua que desplaza, mientras que la lata de Diet Coke pesa menos.
Explicación matemática
Tanto las latas de Diet Coke como las de Coque contienen 12 onzas líquidas o 355 mililitros de líquido. Ambas bebidas consisten principalmente de agua. La principal diferencia radica en el edulcorante. El coque contiene aproximadamente 325 ml de agua, con una densidad de 1,0 g / ml y 39 g de azúcar. Por lo tanto, el contenido de la lata pesa 325 g + 39 g = 364 g. La lata de Diet Coke, sin embargo, contiene solo 0,3 g de aspartamo. Por lo tanto, consiste casi completamente en agua y, por lo tanto, el contenido de la lata pesa alrededor de 355 g. Esta diferencia de peso hace que la lata de Diet Coke sea suficientemente flotante para flotar. En términos de densidad, la densidad de Diet Coke es de aproximadamente 1.00 g / mL, igual que el agua. La Coca, sin embargo, exhibe una densidad de 1.03 g / mL.
