Когда вода в кастрюле начинает кипеть, то на дне кастрюли образуются пузырьки, которые поднимаются к верху. Откуда они?

Надо отличать в этом процесс одно от другого.
В начале нагревания тоже возможно выделение пузырьков - это газы, растворённые в воде, например, кислород, которым дышат рыбы.

В начале кипения в областях где кастрюля погорячее и вода погорячее, на границе воды начинается процесс парообразования, то есть молекулы воды получают такую кинетическую энергию и скорость, что способны выйти за пределы границы жидкости, преодолеть поверхностное натяжение и внешнее давление. Но так как им выйти некуда, то после удара они отскакивают от стенки или днища кастрюли, и у них хватает энергии отбросить соседние молекулы жидкости внутрь кастрюли. В этом пространстве образуется газовый пузырь, пар. Жидкость его обволакивает, поскольку существуют силы поверхностного натяжения. Пузырёк слегка приплюснут сверху, но температура повышается выше 100 градусов (при повышенном давлении) , количество пара в пузырьке растет, растёт подъёмная сила, пузырёк вытягивается вверх, его кривизна уменьшается, а внизу давление воды большое и вода поверхностным натяжением и давлением у дна подсекает пузырь, он отрывается и всплывает.
При полном прогреве дна мелкие пузыри растут густо и быстро сливаются в крупные. Оторвавшись и быстро всплывая они попадают в область холодной воды и моментально охлаждаются, пар конденсируется, давление в пузыре падает и он схлопывается со щелчком, слышно сильное шипение, оно сильнее чем при бурном кипении. Это процесс называется кавитацией.
Мощные электрические чайники ревут, как ракетные двигатели, и трясутся.

Затем, когда вода прогрелась почти до 100 градусов, пузыри не успевают полностью охладиться и выходят на поверхность. (В этот момент пузыри могут при всплытии уменьшаться в размерах в глубокой кастрюле, а не увеличиваться. Это зависит от давления и вязкости жидкости. ) Внизу кавитация в горячей жидкости прекратилась, шум снизился, кавитация на поверхности - от малого числа пузырей. Затем и на поверхности вода хорошо перемешивается и равномерно прогревается до 100 гр. , кавитация заканчивается, слышен только плеск

Наконец, при очень сильном нагреве греется уже не вода, а пар, не успевший оторваться от дна, в вода прорывается к днищу сверху порциями.

в какое состояние переходит вода при температуре выше температуры кипения?

Внизу кастрюли приток тепла. Там происходит интенсивное парообразование, то есть кипение. Это все будет продолжаться пока вся вода не выкипит. Вывод? Внутри этих пузырьков - водяной пар.

2014-08-16 09:09

Это газы растворённые в воде, точно так же образуются пузырьки в газированной воде