Vì sao nước sôi lại có bong bóng nổi lên?

Thực ra nước sôi là sự sôi sùng sục. Đó là hiện tượng chuyển hóa nhanh và mạnh của một chất lỏng như nước sang thể khí khi đạt tới một nhiệt độ nhất định. Lúc ấy bề mặt chất lỏng sinh ra hóa hơi, gây thành bong bóng. Một mililit nước có thể biến thành 1600 mililit hơi nước.

Bạn cứ làm thử một thực nghiệm nhỏ: thổi hơi vào một que rỗng cắm trong ống nước, bong bóng liền xuất hiện ra trong nước. Chúng ta gọi không khí hình dạng quả cầu trong nước là bong bóng hơi.

Nếu bạn rót nước mát vào trong cốc pha lê rồi đặt dưới ánh nắng Mặt Trời quan sát, bạn sẽ thấy không khí hòa tan trong nước sẽ biến thành những bong bóng nhỏ, bám vào mặt trong của cốc pha lê.

Vì sao nhiệt độ nước không thay đổi dù tiếp tục được đun sôi?

Khi mới đun, nhiệt độ của nước sẽ không ngừng tăng lên. Tuy vậy khi nhiệt độ đạt tới 100 °C, thời điểm mà nước bắt đầu sôi, nhiệt độ được giữ nguyên bởi nhiệt được sử dụng để thay đổi trạng thái của nước chứ không phải để tăng nhiệt độ.

Như thế có nghĩa là, nguồn nhiệt mà ta dùng để đun nóng nước trong lọ có nhiệt độ là 100 °C và nó cũng chỉ có thể làm cho nước trong lọ đạt tới 100 °C mà thôi.

Khi ở 100 °C, nước là hỗn hợp của cả trạng thái lỏng và trạng thái khí, đây là thời điểm cân bằng giữa trạng thái lỏng và trạng thái khí. Chỉ cần đun nước ở trạng thái lỏng thì khi tăng thêm lửa hoặc tiếp tục duy trì nhiệt, sẽ làm cho nước từ trạng thái lỏng dần chuyển sang trạng thái khí. Nước cho dù ở trạng thái hỗn hợp khí hay lỏng, nhiệt độ khi sôi cũng không thể tăng cao hơn. Nên khi nước đã sôi mà càng tăng nhiệt độ với mục đích làm cho nước nóng hơn, thì ta chỉ nhận được kết quả nước càng cạn nhanh mà thôi!

Vì sao hơi nước gây bỏng nặng hơn nước sôi?

Nhiệt ẩn hóa hơi là năng lượng nhiệt cần thiết để chuyển sang một đơn vị khối lượng chất lỏng sang trạng thái khí ở áp suất khí quyển tại điểm sôi của nó.

Nước sôi chỉ chứa một lượng năng lượng nhiệt cần thiết để làm sôi nó. Tuy nhiên, vì hơi nước được hình thành từ nước sôi, nó vừa chứa lượng nhiệt của nước sôi, vừa chứa nhiệt ẩn hóa của hơi nước. Do đó, hơi nước có nhiều năng lượng nhiệt hơn, kết quả là gây bỏng nặng hơn nước sôi.