なぜ、あふれてしまったのでしょうか。

質問

温かいミルクティーを飲もうと思って、冷えた紅茶に冷たい牛乳を注いで混ぜたものを電子レンジで熱々になるま温めました。
その後、沸騰しそう（もしくはしていたかもしれません）なミルクティーを取り出し、直後に砂糖を一杯入れたら、ぶわっと泡がたちカップからミルクティーがあふれ出てしまいました。
牛乳が原因かなと思うのですが、実際にはどのようなメカニズムであふれることになってしまったのでしょうか。もし、よろしければどなたか教えてください。よろしくお願いします。

回答No.1

hirokazu5 · ベストアンサー

液体が沸騰する温度になっても、実は沸騰しないことが多いのです。
何か固体を放り込むことによって、その固体の表面から沸騰が始まり、それが液体全体の沸騰に発展することが多いのです。

この場合、入れた砂糖が溶ける寸前までのわずかな間だけ固体であったため、その固体表面から沸騰が始まり、ついにはミルク全体が激しく沸騰（アワアワアワと溢れて）したと思われます。

お時間のあるときに「沸騰石」とかで検索して勉強されてみては？

お礼

とっても迅速な解答をどうもありがとうございました。

＞何か固体を放り込むことによって、その固体の表面から沸騰が始まり、それが液体全体の沸騰に発展することが多いのです。

つまり、過熱状態にあったミルクティーに砂糖という微小な固体が大量に加わったことで、気泡が生成する核を一気に大量に得て突沸したということですよね？？
イメージとしてはそんな感じがもやもやとあったのですが、ご解答いただいてすっきりしました。

できれば更に、なぜ過熱状態になってしまったのかも知りたいのですが、よろしければお願いします。表面張力とかの関係でしょうか。

回答No.3

hirokazu5

沸騰温度を超えてなお液体のままでいる過熱状態は、じつは当たり前のことです。
ただ、次の瞬間に沸騰してしまうことが多いのですけれど。

なぜ過熱が大変か。
それは、液体沸騰水が気体水蒸気に変わるときに、ちょっとしたハードルを越えなければならないからです。
「そのハードルを越えるのがめんどくさいから、沸騰の温度を超えてるけどまだ液体のままで良いや」って、液体が考えている……そう理解してください。
そこへ固体が入り込むと、そのハードルが突然低くなって、「なんだ、そんな低いハードルだったら越えちゃって、水蒸気に変身しちゃえ」という感じ。

きわめてお芝居的に書きましたので、正確さを若干欠いていることはご容赦ください。

お礼

どうもありがとうございました。

＞沸騰温度を超えてなお液体のままでいる過熱状態は、じつは当たり前のことです。
＞ただ、次の瞬間に沸騰してしまうことが多いのですけれど。

そうなのですね。過熱状態から沸騰状態とのタイムラグが日常ではとても微小な時間だから、普段は気づいていないということでしょうか。勉強になります。

過熱に関しては、蒸気圧状態の液体が砂糖が加わることで気泡の核生成サイトを得て突沸したという解釈で大丈夫でしょうか。

丁寧にお答えいただきありがとうございました。

補足

皆様、迅速な解答を本当にありがとうございました。
日常流していることを自分なりにもう一度調べ、考えるいいきっかけになりました。
感謝に代えてポイントをお贈りしたいのですが、３人の方が解答してくださったので、速い方から順に贈らせていただきます。３方全員にお礼できず、申し訳ありません。
本当にありがとうございました。

回答No.2

ymmasayan

「突沸」といわれる現象です。
やけどにご注意を。

参考URL：

http://forum.nifty.com/fchem/log/rika/2245_main.html

お礼

解答ありがとうございます。

やはり、突沸ですよね。
教えていただいたURLなどを見て自分でも調べてみたのですが、突沸したのは牛乳が紅茶がどうこうというよりも、「マイクロ波を発生させて対象の水分子を振動させ、その摩擦熱によって加熱する」という電子レンジの機構が大きな原因のようでした。

自分の調査不足の質問に対して解答していただき本当にどうもありがとうございました。