@ 2016.01.07 , 19:29

为什么罐装健怡可乐会浮在水上?

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Mark K. 童鞋提问:易拉罐装的健怡可口可乐会浮水面,而普通可口可乐却不会。易拉罐大小一样,根据包装说明,里面的液体也一样多。为什么会这样呢?

一个有趣的小事实:如果将易拉罐装的可口可乐丢水池里,它会沉下去。但是如果把易拉罐装的健怡可乐丢同一个水池里,它会浮起来。

乍一看,这个问题好像不符合物理规则,一样大小,溶液一样多的两罐东西这么会一沉一浮呢。当然,上过物理课的人可能还记得,一个物体要浮着,那么该物的排开的液体重量应该大于自身重量。(#复习一个小知识——浮力定律(阿基米德原理):物体在液体中所获得的浮力,等于物体所排出液体的重量。)

你还可能会回忆起来,最早使用密度的科学家是古希腊数学家阿基米德,当时锡拉库扎国王让阿基米德帮忙判断他的王冠,是否是用他所提供给工匠的纯金打制而成。国王怀疑珠宝商偷斤少量,把他提供的金子偷换成了银,但是又无法证明,总不能把王冠熔了,拿去跟金子比吧。王可不是这么当的,为难的问题可以甩给别人,而这个别人正好是阿基米德。

最终,阿基米德想到了一个测量方法,将皇冠和等重的金条放进水里,测定两者排出的水量。如果皇冠是由密度低于纯金的材料打造的,那么它排出的水量将会大于金条。很多人都知道这个故事:阿基米德是在跳进浴缸洗澡时,看到溢出的水,而想出的这个办法。不过,因为著名的罗马学者 Vitruvius,在阿基米德死后两个世纪,阿基米德洗澡和想出测定方法的事情,都被误认为是虚构的。

总之,阿基米德发现了这么个定理:如果固体比浸泡它的液体轻,那么该固体将会因为自身重量与排开的液体重量的量差而上浮。

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回归正题,令罐装健怡可乐浮在水面上,而罐装普通可乐下沉的奥秘就是——糖。尽管两种可乐里装的液体体积一样,两个易拉罐也是一样的,但普通可乐的构成材料肯定密度更大。事实上,一罐12盎司(约355ml)的可口可乐质量更大,是因为其中含有39克糖,与之相比,一罐健怡可乐里甜味剂只有125毫克。两中罐装可乐的这点区别会导致,两者的总质量处在纯水平均密度的两侧。因此,一种会浮在水面上,另一种则会下沉。

本文译自 todayifoundout,由译者 大脑袋 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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