W wyniku podgrzewania mleko znalazło się w stanie metastabilnym, było przegrzane. Na czym polega zjawisko przegrzania? Zobrazujmy to na przykładzie wody.

Jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że woda zaczyna wrzeć w temperaturze 100 °C. By proces wrzenia mógł zajść, oprócz odpowiedniej temperatury, potrzebne jest również jakieś małe zaburzenie, które wytrąci cząsteczki wody z równowagi. To znaczy, jeżeli wyobrazimy sobie podgrzewanie wody bez jej zaburzania (o tym co może być zaburzeniem za chwilę) to okaże się, że możemy jej temperaturę podnieść bez wrzenia powyżej 100 °C. Jak to się dzieje?

By zrozumieć to zjawisko musimy prześledzić trochę dokładniej na czym polega proces wrzenia. Jeżeli podgrzewamy wodę to powstają w jej wnętrzu bąbelki pary wodnej. Im wyższa jest temperatura, tym wyższe w takim bąbelku panuje ciśnienie. Z drugiej strony, ciśnienie panujące w wodzie (w dobrym przybliżeniu po prostu ciśnienie atmosferyczne) oraz napięcie powierzchniowe wody ściskają bąbelek. Zazwyczaj napięcie powierzchniowe wody odgrywa małą rolę i proces wrzenia zachodzi, gdy ciśnienie pary wodnej przeważy nad ciśnieniem atmosferycznym. Przy normalnym ciśnieniu dzieje się to w temperaturze 100 °C.

Czasami jednak napięcie powierzchniowe jest istotne. Gdy tak się dzieje, ciśnienie pary wodnej wewnątrz bąbelka jest zbyt słabe nawet w temperaturze 100 °C i woda nie wrze. By efekt napięcia powierzchniowego był istotny, ciecz musi być odpowiednio jednorodna oraz nie może drgać czy w inny sposób być zaburzona, na przykład przez włożenie łyżeczki czy wrzucenie kostki cukru. Zaburzenie lub niejednorodność powodują zmniejszenie napięcia powierzchniowego, co powoduję, że bąbelek zaczyna rosnąć. Parę takich pojedynczych rosnących bąbelków przemieszczających się przez ciecz zaburza inne bąbelki i powoduję reakcję kaskadową. Kolejne bąbelki zaczynają rosnąć i ciecz zaczyna nagle wrzeć.

Na koniec warto wspomnieć, że ciecz może być nie tylko przegrzana, ale również przechłodzona, o czym można przeczytać tutaj.