L'acqua bolle quando raggiunge il punto di ebollizione, che a livello del mare è di 100°C. A questa temperatura, l'energia termica è sufficiente a rompere i legami tra le molecole d'acqua, permettendo loro di passare dallo stato liquido a quello gassoso. Le bolle di vapore acqueo formate salgono in superficie e si liberano nell'aria. La pressione atmosferica gioca un ruolo cruciale in questo processo. Il punto di ebollizione dell'acqua varia con la pressione: a altitudini elevate, dove la pressione atmosferica è inferiore, l'acqua bolle a temperature più basse. Ad esempio, in montagna, l'acqua può bollire a circa 90°C o anche meno, a seconda dell'altitudine specifica. Questo fenomeno si verifica perché la pressione atmosferica ridotta significa che le molecole d'acqua richiedono meno energia per trasformarsi in vapore.

Al contrario, in condizioni di alta pressione, come in una pentola a pressione, il punto di ebollizione dell'acqua aumenta. In una pentola a pressione, l'acqua può bollire a temperature ben superiori ai 100°C, il che permette una cottura più rapida dei cibi. Questo avviene perché l'aumento della pressione atmosferica sopra l'acqua richiede che le molecole d'acqua raggiungano un'energia maggiore per poter superare la pressione esercitata su di esse e passare allo stato di vapore. L'importanza della pressione è evidente anche in altre applicazioni pratiche e scientifiche. Ad esempio, la conoscenza del punto di ebollizione in diverse condizioni di pressione è essenziale nella distillazione e in altre tecniche chimiche.

Quando inizi a far bollire l'acqua, le bolle che vedi sono essenzialmente bolle d'aria. Tecnicamente, queste bolle sono formate dai gas disciolti che escono dalla soluzione; quindi, se l'acqua si trova in un'atmosfera diversa, le bolle consisterebbero di quei gas. In condizioni normali, le prime bolle sono principalmente azoto e ossigeno con un po' di argon e anidride carbonica. Continuando a riscaldare l'acqua, le molecole acquisiscono abbastanza energia per passare dalla fase liquida a quella gassosa, formando bolle di vapore acqueo. Quando l'acqua è in ebollizione vigorosa, le bolle sono interamente vapore acqueo.

Le bolle di vapore acqueo iniziano a formarsi nei siti di nucleazione, che spesso sono piccole bolle d'aria; quindi, all'inizio dell'ebollizione, le bolle sono una miscela di aria e vapore acqueo. Sia le bolle d'aria che quelle di vapore acqueo si espandono mentre salgono perché c'è meno pressione che le comprime. Puoi vedere questo effetto più chiaramente se soffi bolle sott'acqua in una piscina: le bolle diventano molto più grandi quando raggiungono la superficie. Le bolle di vapore acqueo iniziano a formarsi più grandi man mano che la temperatura aumenta perché più liquido si trasforma in gas. Sembra quasi che le bolle provengano dalla fonte di calore. Mentre le bolle d'aria salgono e si espandono, a volte le bolle di vapore si restringono e scompaiono mentre l'acqua passa dallo stato gassoso a quello liquido. I due luoghi in cui puoi vedere le bolle restringersi sono sul fondo di una pentola appena prima che l'acqua inizi a bollire e sulla superficie superiore. Sulla superficie superiore, una bolla può rompersi e rilasciare il vapore nell'aria, oppure, se la temperatura è abbastanza bassa, la bolla può restringersi. La temperatura sulla superficie dell'acqua bollente può essere più bassa rispetto al liquido sottostante a causa dell'energia assorbita dalle molecole d'acqua quando cambiano fase.Se lasci raffreddare l'acqua bollita e poi la fai ribollire immediatamente, non vedrai formarsi bolle di gas disciolto perché l'acqua non ha avuto il tempo di dissolvere i gas. Questo può rappresentare un rischio per la sicurezza perché le bolle d'aria interrompono la superficie dell'acqua abbastanza da prevenire un'ebollizione esplosiva (surriscaldamento). Puoi osservare questo fenomeno con l'acqua riscaldata al microonde. Se fai bollire l'acqua abbastanza a lungo da far uscire i gas, lasci raffreddare l'acqua e poi la fai ribollire immediatamente, la tensione superficiale dell'acqua può impedire al liquido di bollire anche se la sua temperatura è abbastanza alta. In tal caso, urtare il contenitore può portare a un'ebollizione improvvisa e violenta!Un malinteso comune è che le bolle siano fatte di idrogeno e ossigeno. Quando l'acqua bolle, cambia fase, ma i legami chimici tra gli atomi di idrogeno e ossigeno non si rompono. L'unico ossigeno presente in alcune bolle proviene dall'aria disciolta. Non c'è gas idrogeno.Le bolle di vapore acqueo iniziano a formarsi nei siti di nucleazione, che spesso sono piccole bolle d'aria; quindi, all'inizio dell'ebollizione, le bolle sono una miscela di aria e vapore acqueo. Sia le bolle d'aria che quelle di vapore acqueo si espandono mentre salgono perché c'è meno pressione che le comprime. Puoi vedere questo effetto più chiaramente se soffi bolle sott'acqua in una piscina: le bolle diventano molto più grandi quando raggiungono la superficie. Le bolle di vapore acqueo iniziano a formarsi più grandi man mano che la temperatura aumenta perché più liquido si trasforma in gas. Sembra quasi che le bolle provengano dalla fonte di calore.Mentre le bolle d'aria salgono e si espandono, a volte le bolle di vapore si restringono e scompaiono mentre l'acqua passa dallo stato gassoso a quello liquido. I due luoghi in cui puoi vedere le bolle restringersi sono sul fondo di una pentola appena prima che l'acqua inizi a bollire e sulla superficie superiore. Sulla superficie superiore, una bolla può rompersi e rilasciare il vapore nell'aria, oppure, se la temperatura è abbastanza bassa, la bolla può restringersi. La temperatura sulla superficie dell'acqua bollente può essere più bassa rispetto al liquido sottostante a causa dell'energia assorbita dalle molecole d'acqua quando cambiano fase.Se lasci raffreddare l'acqua bollita e poi la fai ribollire immediatamente, non vedrai formarsi bolle di gas disciolto perché l'acqua non ha avuto il tempo di dissolvere i gas. Questo può rappresentare un rischio per la sicurezza perché le bolle d'aria interrompono la superficie dell'acqua abbastanza da prevenire un'ebollizione esplosiva (surriscaldamento). Puoi osservare questo fenomeno con l'acqua riscaldata al microonde. Se fai bollire l'acqua abbastanza a lungo da far uscire i gas, lasci raffreddare l'acqua e poi la fai ribollire immediatamente, la tensione superficiale dell'acqua può impedire al liquido di bollire anche se la sua temperatura è abbastanza alta. In tal caso, urtare il contenitore può portare a un'ebollizione improvvisa e violenta!Un malinteso comune è che le bolle siano fatte di idrogeno e ossigeno. Quando l'acqua bolle, cambia fase, ma i legami chimici tra gli atomi di idrogeno e ossigeno non si rompono. L'unico ossigeno presente in alcune bolle proviene dall'aria disciolta. Non c'è gas idrogeno.

L'acqua fredda bolle più velocemente di quella calda. Falso. L'acqua fredda impiega più tempo a raggiungere il punto di ebollizione rispetto a quella calda. Tuttavia, è consigliabile usare acqua fredda per cucinare poiché contiene meno minerali disciolti dalle tubature, che possono alterare il sapore del cibo.

‍L'acqua che è stata congelata o precedentemente bollita bolle più velocemente. Falso. Anche se il congelamento o l'ebollizione rimuove i gas disciolti, l'effetto sulla temperatura di ebollizione è trascurabile.

‍Il sale aumenta il punto di ebollizione dell'acqua. Vero, ma solo leggermente. La quantità di sale comunemente usata in cucina altera il punto di ebollizione di meno di un grado.

‍Una pentola sorvegliata non bolle mai. Falso. Tuttavia, è una metafora per indicare che quando si aspetta qualcosa con ansia, sembra che ci voglia più tempo.

‍L'alcol evapora completamente durante la cottura. Falso. Anche dopo tre ore di cottura, rimane circa il 5% dell'alcol iniziale. Cucinare con il coperchio può far aumentare questa percentuale fino a dieci volte.

‍Sul sale e sulla nucleazione: Aggiungere una manciata di sale all'acqua quasi bollente sembra farla bollire rapidamente perché introduce molti siti di nucleazione, piccoli punti dove si formano le bolle di vapore.

Altri esempi di nucleazione: Come le bolle in un bicchiere di champagne si formano da punti specifici a causa di graffi microscopici o particelle di polvere, le bolle in una pentola d'acqua bollente si formano su imperfezioni o impurità.