水の沸騰について

すみません。高校化学の質問です。
水を加熱して、蒸発熱を吸収させて、水分子間の結合（分子間力）が水全体で完全に切れた状態で、ちょうど水表面にかかる外圧（普通は大気圧）と釣り合うという理解で良いのでしょうか？
つまり、容器内の水全体で蒸発熱の吸収により、分子間の結合が全て切れているので、そのタイミングで外からの圧力に釣り合うので、液体の表面だけでなく、液体内部含めて、あらゆるところから気化が起こり始める。
（温度でいうと、それが沸点。）

このような理解で良いでしょうか？

水分子間の結合が全て切れたタイミングで、大気圧と釣り合うことになるのかな？という疑問に至りました。
もしそうだとしたら、何でそうなるのでしょう？

No.1 回答者： kantansi 回答日時： 2023/04/02 15:28

水を加熱し蒸発させると、水の分子が液体の表面から脱出し、水蒸気となります。

この際、水分子間の結合は一部切れますが、全ての結合が切れるわけではありません。液体の中にはまだ水分子が残っています。

液体の中に残った水分子も常に蒸発しようとしますが、液体表面に達する前に再び液体中に戻ってしまいます。このように、液体中の水分子も蒸発と凝縮が逆になりながら繰り返されますが、全体的には液体中から蒸発する量と液体中に戻る量が釣り合っています。この状態を平衡状態といいます。

液体の表面にある水分子は、液体内部の水分子と比べて表面に出るためのエネルギーが高いため、液体表面から優先的に蒸発します。また、液体表面にある水分子が蒸発すると、その分液体中から表面に水分子が補充されます。このようなプロセスが液体の表面で起こっているため、液体表面からの蒸発が比較的大きくなります。

蒸発熱を加えることで、液体内部の水分子も液体表面の水分子と同じように蒸発しやすくなります。しかし、液体表面の水分子が蒸発し続けることで、液体中に水分子が戻る量も増えていきます。最終的には、液体中から蒸発する量と液体中に戻る量が釣り合い、液体の蒸発が止まる状態になります。この状態が沸騰状態であり、液体中の水分子が全て蒸発した状態ではありません。液体中にはまだ水分子が残っています。