Nước sôi khi nhiệt năng trong nước, là một dạng động năng làm cho các phân tử nước chuyển động xung quanh, vượt quá độ bền của các liên kết hydro giữa các phân tử, khiến chúng tách ra khỏi phân tử khác. các phân tử. Sự phá vỡ liên kết giữa các phân tử nước này tiêu thụ bất kỳ năng lượng nhiệt bổ sung nào được thêm vào, do đó nước ở nhiệt độ sôi không tăng nhiệt độ cho đến khi quá trình chuyển pha hoàn tất. Trong điều kiện bình thường, phần lớn hơi nước gần như ngay lập tức chuyển thành hơi nước, thực chất bao gồm các giọt nước lỏng vì nó đã rời khỏi nguồn nhiệt.
Nhiệt không phải là yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến sự sôi. Nước được giữ ở trạng thái lỏng không chỉ bởi các liên kết hydro giữa các phân tử mà còn bởi áp suất khí quyển. Nếu áp suất lên nước giảm, sự bay hơi sẽ tăng lên vì điều này làm giảm lực giữ các phân tử tại chỗ. Nếu áp suất đủ thấp, nước thậm chí sẽ sôi ở nhiệt độ phòng.
Sự sôi là hình thức bay hơi khắc nghiệt nhất, nhưng sự bay hơi của nước là không đổi, vì các phân tử riêng lẻ sẽ tách ra khỏi chất lỏng thông qua các chuyển động ngẫu nhiên. Thật vậy, các phân tử nước ngẫu nhiên thoát ra ở trạng thái khí ngay cả từ băng, và quá trình này được gọi là thăng hoa.