Muchos maestros de ciencias realizan una demostración en la cual sumergen latas selladas de Coca-Cola y Coca-Cola Light en un tanque de agua. La lata de Coca-Cola se hunde inmediatamente, mientras que la lata de Coca-Cola Light flota. Algunos instructores han adaptado esta demostración como un experimento para enseñar a los estudiantes los principios de densidad y flotabilidad. Los experimentos permiten a los estudiantes realizar mediciones para que puedan idear una explicación científica del 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 se compone principalmente de agua. Pero también contiene 39 g de azúcares, principalmente en forma de jarabe de maíz con alto contenido de fructosa o JMAF. El JMAF utilizado por Coca-Cola y la mayoría de los otros fabricantes de refrescos exhibe una dulzura relativa de 160 en comparación con la dulzura de base de 100 exhibida por sacarosa o azúcar de mesa. Esta escala relativa refleja la dulzura percibida, lo que significa que el JMAF literalmente sabe 1, 6 veces más dulce que una cantidad igual de sacarosa. Como resultado, una bebida endulzada con JMAF requiere menos edulcorante para alcanzar el nivel deseado de dulzura que una bebida endulzada con sacarosa.
Composición de Coca-Cola Light
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 aspartamo exhibe una dulzura 113 veces mayor que el jarabe de maíz alto en fructosa. Como consecuencia, Diet Coke solo requiere 0, 35 gramos de aspartamo para lograr el mismo nivel de dulzura que los 39 g de JMAF 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 Coca-Cola Light se hunde. Debido a que las dos latas exhiben formas y tamaños idénticos, desplazan cantidades iguales de agua cuando están sumergidas. Pero el hecho de que la lata de Coca-Cola se hunda significa que debe pesar más que la cantidad de agua que desplaza, mientras que la lata de Coca-Cola Light pesa menos.
Explicación Matemática
Tanto la Coca-Cola Light como las latas de Coca-Cola contienen 12 onzas líquidas, o 355 mililitros, de líquido. Ambas bebidas consisten principalmente en 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. El contenido de la lata pesa 325 g + 39 g = 364 g. La lata de Coca-Cola Light, sin embargo, contiene solo 0.3 g de aspartamo. Por lo tanto, se compone casi por completo de agua y el contenido de la lata pesa aproximadamente 355 g. Esta diferencia de peso hace que la lata de Coca-Cola Light sea lo suficientemente flotante como para flotar. En términos de densidad, la densidad de Coca-Cola Light es aproximadamente 1, 00 g / ml, lo mismo que el agua. La Coca-Cola, sin embargo, exhibe una densidad de 1.03 g / mL.
