Ébullition

vignette|Ébullition de l'eau dans un contenant chauffé par un brûleur. L’ébullition est la formation de bulles lors du changement violent d’un corps de l’état liquide vers l’état gazeux (une vaporisation rapide). Elle se produit lorsque la pression de vapeur saturante est égale ou supérieure à la pression du liquide : les bulles de vapeur formées au fond du récipient deviennent stables et peuvent donc remonter à la surface. Par définition, la pression de vapeur saturante est la pression à laquelle la vapeur d'un corps est en équilibre thermodynamique avec la phase liquide de ce même corps. Tant que la température est inférieure à la température de changement de phase, la pression au sein du liquide est supérieure à la pression de vapeur saturante, donc à la pression pour laquelle les deux phases du corps peuvent coexister en équilibre thermodynamique. Une hypothétique bulle de vapeur d'eau au sein du liquide serait donc automatiquement retransformée en liquide. Ce n'est que lorsque la température de changement de phase est atteinte qu'une bulle de vapeur peut exister durablement au sein du liquide. La différence de tension de surface entre la phase liquide et la phase vapeur engendre une surpression à l'intérieur des bulles. Cette surpression dépend très fortement de la taille de la bulle. Plus la bulle est petite, plus la pression à l'intérieur de celle-ci est grande. Ce phénomène empêche la formation de nouvelles bulles. Sur une surface parfaitement lisse, il serait théoriquement impossible de parvenir à la formation de bulles. Dans la réalité, il existe toujours des rugosités ou des poussières qui vont permettre la « naissance » d'une bulle. C'est ce que l'on appelle les sites de nucléations (exemple : dans une coupe de champagne il n'est pas rare de voir que les bulles se forment à des endroits précis du verre, et non sur toute la surface de celui-ci). Une fois qu'une bulle est apparue, il est plus facile pour le liquide de se vaporiser en augmentant la taille de celle-ci plutôt qu'en faisant naître une nouvelle bulle.