Сюрприз із содою

Яка з ваших улюблених газованих напоїв потоне, а які газовані напої будуть плавати? Це найкраща щільність!

Я пам’ятаю, як у дитинстві пірнав на дно басейну, щоб дістати невідкриті банки з содою. Ні, хтось випадково не впустив банки з содою в басейн. Натомість, наші батьки кидали у басейн невідкриті банки з содою як гру четвертого липня або в будь-який час, коли вони хотіли зайняти нас. Якщо добре подумати, я не впевнений, чому ми продовжували розбирати банки, але ми це зробили. Отже, виходячи зі свого особистого досвіду, я знав, що невідкриті банки з содою тонуть у воді. . . поки я не побачив свою першу банку з газованою водою. Чому одні банки соди плавають, а інші тонуть?

SICK Science® є зареєстрованою торговою маркою Steve Spangler, Inc. Усі права захищені.

Матеріали експерименту

Асортимент нерозкритих банок з газованою водою (дієтичні, звичайні, фірмові, загальні) Примітка: Використовуйте стандартні банки по 12 унцій. Міні-банки не будуть працювати.

Велика, глибока ємність з водою, як 5-галонне відро або акваріум

Експериментальне відео

Експериментуйте

Задайте своїй аудиторії запитання: "Чи може ця банка звичайної газованої води плавати чи тонути у відрі з водою?" Зібравши відповідь усіх, помістіть банку звичайної соди у воду і зауважте, що вона опускається на дно.

Візьміть банку з дієтичною содою і поставте те саме питання. Обов’язково зверніть увагу на той факт, що банки мають абсолютно однаковий розмір і форму і містять однакову кількість рідини (порівняйте кількість мілілітрів - можливо, 355 мл). Помістіть банку з дієтичною содою у воду. Це пливе! Похитайте банку з боку в бік, щоб показати аудиторії, що під дном немає бульбашок. Він все ще пливе. Чому?

Нехай ваша група експериментує з різними видами соди. Чому дієтичні газовані напої плавають, а звичайні газовані напої тонуть, незалежно від марки?

Як це працює

Ця демонстрація - чудовий спосіб дізнатись про щільність. Ви можете визначити, наскільки щільним є об’єкт, використовуючи рівняння щільності: Щільність = Маса, поділена на Об’єм. Щільність води становить 1,0 грама на мілілітр. Будь-який предмет, щільність якого перевищує 1,0 г/мл, потоне, а будь-який об’єкт з щільністю менше 1,0 г/мл буде плавати.

Давайте розглянемо змінні. Гучність означає, скільки місця займає об’єкт. Для рідин об'єм зазвичай вимірюється в літрах (л) або мілілітрах (мл). Порівнюючи різні банки з содою, ви, мабуть, помітили, що в банках міститься однакова кількість рідини (355 мл). Оскільки банки з содою, використані для цього експерименту, мають однаковий об’єм, єдиною змінною, яку залишилось врахувати у рівнянні щільності, є маса. Щоб щільність змінювалася, маса повинна змінюватися. . . і це робить!
Якщо дієту та звичайну газовану банку поставити за шкалою подвійного балансу, швидко стає зрозумілим, що звичайна сода важча (або має більшу масу), ніж дієтична сода. Маса стосується того, скільки речовини існує в об’єкті, і для цілей нашого експерименту маса вимірюється в грамах.

Що всередині банки звичайної соди робить її набагато важчою, ніж дієтична? Порівнюючи список інгредієнтів обох банок, ви бачите, що банка звичайної газованої води містить близько 150 калорій, тоді як дієтична сода містить 0 калорій. Усі ці калорії надходять з одного місця. . . цукор! Дієтичні газовані напої зазвичай містять аспартам, штучний підсолоджувач, тоді як звичайні газовані напої використовують цукор. Погляньте на харчову інформацію на бічній стороні банок. Зверніть увагу, скільки цукру є в звичайній соді (дивіться під вуглеводами). Більшість звичайних газованих напоїв містять від 39 до 43 грамів цукру. Це додана маса, чому банки звичайної соди тонуть у воді.

Отже, скільки коштує 40 грамів цукру? Якщо ви зайдете до ресторану і замовите чай, деякі люди додають два-три пакети цукру (добре, деякі люди розмішують шість пакетів цукру, але ми говоримо про пересічну людину). Скільки пакетів цукру складають 40 грам? Звичайно, не кожна упаковка цукру однакова, але невелике дослідження опублікованої харчової інформації з ресторанів швидкого харчування в США показало, що пакет містить близько 4 грамів цукру, а ці 4 грами цукру мають 15 калорій. Це означає, що в банку звичайної соди міститься близько десяти пакетів цукру, що становить 150 калорій. Це багато цукру!

Тож щільність соди насправді залежить від того, скільки цукру або підсолоджувача використовується. 40 грам цукру, додані в банку звичайної соди, змушують її западати, а відносно незначна кількість штучного підсолоджувача, що використовується в дієтичній соді, має незначний вплив на масу, дозволяючи банку плавати.

Візьміть це далі

Спробуйте експеримент ще раз, використовуючи солону воду. Чи відрізняються ваші результати? Що робити, якщо продовжувати додавати сіль? Скільки солі потрібно додати перед зміною результатів?
Подумайте про зміну температури води або температури банок. Чи впливає будь-яка із цих змін на результати?

Примітка: Якщо балон звичайної газованої води плаває, під дном банки може бути повітряний міхур. Нахиліть банку вбік, щоб звільнити кишеню повітря, що потрапила під банку.