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液体から気体への変化は[[相転移#第一種相転移|相転移]]と呼ばれる現象であり、液体中に全く気体部分が存在しないと過熱状態と呼ばれる[[準安定状態]]を形成する。この状態において何らかの物理的刺激により液体中に気体の微小部分(微小気泡)が発生すると一気に液体から気体へ相転移が発生し全体に波及する。気体化により物質の体積は千倍程度に増大するため過熱状態にあった液体は容器から一気に噴き出すことになる。この現象は突沸と呼ばれる。
水などを[[やかん]]で加熱する場合は、水は空気などを溶解させやすいために沸点付近で溶けきらなくなった気体の微小気泡が先に発生しそれ相転移の核となるため比較的突沸は起こりにくい。同じく水を電子レンジで加熱した場合は一気に温度をあげることとなり、溶けた気体も過飽和のまま微小気泡は発生せず過熱状態となるため、容易に突沸を引き起こすことができる。
したがって、突沸を防ぐには液体中に常に微細気泡を存在させればよい。たとえば攪拌しながら加熱すれば水面の巻き込みや回転子の摩擦で容易に気泡が発生するので突沸を防ぐことができる。攪拌できない場合は気体を含んだ毛細管を入れておけばよい。(たとえば沸点測定の場合は毛細管の先端から連続的に沸騰の気泡が発生する温度を測定する。すなわち毛細管の先端で沸騰が発生しているのである)
毛細管の内面が完全に濡れて気泡が失われてしまうと突沸を防ぐ機能が失われてしまうために気泡を含んだ微細孔を多数もつ素材が利用される。一般には素焼の小片などが利用され、沸騰石と呼ばれる。あるいはガラスに空気を練
沸騰石であっても、一度火を落として温度を下げてしまうと気体部分の蒸気が液化して微細管の中に液体を引き込んで表面の気泡が失われてしまうため沸騰石の性質を失ってしまう。したがって、温度を下げ沸騰を停止させたら加熱する前に新しい沸騰石を追加する必要があるし、一度使用した沸騰石は微細孔が濡れたりふさがっていたりするので再使用してはならない。また、過熱状態において沸騰石を投入すると逆に突沸を誘発するのでそのようなことは行ってはならない。
==材質==
内部に多数の孔があり、ここに閉じこめられた気泡が沸騰の核になって突沸を防ぐ。溶かして気泡を混ぜ込んだ[[ガラス]]が用いられたり、直径1mm程の[[素焼き]]の粒が市販されているが、投入先の液体の性質を損なったり、液体によって沸騰石自体が分解されるおそれがない多孔質のものであれば、基本的に材質は問われない。実験の精密さを求めないのであれば、[[割り箸]]などでも代用可能な場合がある。[[コーヒー]]を淹れる[[サイフォン]]では多くの場合鉄の[[鎖]]が使われている。
==関連項目==
*[[沸騰]]
*[[毛細管]]
*[[過冷却]]
{{Chem-stub|ふつとうせき}}
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