De nombreux professeurs de sciences effectuent une démonstration dans laquelle ils plongent des canettes scellées de coke et de coke diététique dans un réservoir d'eau. La canette de Coke coule immédiatement, tandis que la canette de Diet Coke flotte. Certains instructeurs ont adapté cette démonstration comme une expérience pour enseigner aux étudiants les principes de densité et de flottabilité. Les expériences permettent aux élèves de réaliser des mesures afin de trouver une explication scientifique au comportement observé.
Densité
La densité représente la relation entre la masse d'une substance et la quantité d'espace qu'elle occupe, c'est-à-dire son volume. Les scientifiques expriment normalement la densité en unités métriques de grammes par millilitre, ou g / mL. L'eau pure présente une densité de 1, 00 g / ml. La plupart des autres liquides présentent des densités comprises entre 0, 8 et 1, 3 g / ml.
Composition de coke
Le Coca Cola est principalement composé d'eau. Mais il contient également 39 g de sucres, principalement sous forme de sirop de maïs à haute teneur en fructose, ou HFCS. Le SHTF utilisé par Coca-Cola et la plupart des autres fabricants de boissons sans alcool présente une douceur relative de 160 par rapport à la douceur de base de 100 présentée par le saccharose ou le sucre de table. Cette échelle relative reflète la douceur perçue, ce qui signifie que le HFCS a un goût 1, 6 fois plus sucré qu'une quantité égale de saccharose. En conséquence, une boisson sucrée avec du HFCS nécessite moins d'édulcorant pour atteindre le niveau de douceur souhaité qu'une boisson sucrée avec du saccharose.
Composition de Diet Coke
Diet Coke contient un édulcorant artificiel: l'aspartame. L'aspartame présente une douceur perçue de 180 fois celle du sucre. Ou, pour une comparaison plus directe, l'aspartame présente une douceur 113 fois supérieure à celle du sirop de maïs riche en fructose. En conséquence, Diet Coke ne nécessite que 0, 35 grammes d'aspartame pour atteindre le même niveau de douceur que les 39 g de HFCS dans le coke.
Flottabilité
Le fait qu'un objet coule ou flotte dépend de sa flottabilité. Un objet placé dans l'eau exerce une force descendante sur l'eau. L'eau, cependant, repousse. Le principe d'Archimède stipule que la force de flottabilité exercée par l'eau ou tout autre fluide sur un objet est égale au poids de l'eau déplacée par l'objet. Si le poids de l'eau déplacée dépasse le poids de l'objet, l'objet flotte. Sinon, ça coule. Cela explique en partie pourquoi les navires métalliques flottent. Il explique également pourquoi la canette de Diet Coke coule. Parce que les deux bidons présentent des formes et des tailles identiques, ils déplacent des quantités égales d'eau lorsqu'ils sont immergés. Mais le fait que la canette de Coke coule signifie qu'elle doit peser plus que la quantité d'eau qu'elle déplace, alors que la canette de Diet Coke pèse moins.
Explication mathématique
Les canettes Diet Coke et Coke contiennent 12 onces liquides, ou 355 millilitres, de liquide. Les deux boissons sont principalement constituées d'eau. La principale différence réside dans l'édulcorant. Le coke contient environ 325 ml d'eau, avec une densité de 1, 0 g / ml, et 39 g de sucre. Le contenu de la boîte pèse donc 325 g + 39 g = 364 g. La boîte de Diet Coke ne contient cependant que 0, 3 g d'aspartame. Il est donc presque entièrement constitué d'eau et le contenu de la boîte pèse donc environ 355 g. Cette différence de poids rend la canette de Coca-Cola suffisamment flottante pour flotter. En termes de densité, la densité du Diet Coke est d'environ 1, 00 g / ml, la même que celle de l'eau. Le coke, cependant, présente une densité de 1, 03 g / ml.
