Какие явления наблюдаются в жидкости перед тем, как она начинает кипеть?

Коротко: перед тем как жидкость закипит, вы увидите дегазацию, конвекцию, зарождение и схлопывание паровых пузырьков на стенках и в объёме, усиливающееся “шипение” и резкое нарастание пароотдачи у поверхности. Чуть подробнее по этапам.

1. Выделение растворённых газов (дегазация)
   При нагреве растворимость газов падает, и на стенках/дне появляются мельчайшие пузырьки воздуха. Они отрываются, всплывают и часто исчезают ещё до поверхности — растворяются обратно. Это первые «искорки» пузырьков, когда до кипения ещё далеко.

2. Конвекционные потоки
   Из-за температурной стратификации тёплые слои поднимаются вверх, холодные опускаются вниз. Видны «дорожки» и завихрения, иногда вода кажется слегка мутноватой от множества микропузырьков и частиц.

3. Зарождение паровых пузырьков в «центрах кипения»
   С ростом температуры давление насыщенного пара увеличивается. В микронеровностях дна, на накипи, рисках стекла, крошечных пузырьках воздуха появляются зачатки паровых пузырей. Они растут, отрываются и поднимаются. Пока общее давление пара внутри пузыря меньше внешнего, многие из них схлопываются в толще воды — отсюда характерное тихое потрескивание/шум.

4. Усиление пузырькообразования и звука
   Чем ближе к точке кипения, тем больше и стабильнее пузырьки: они уже чаще доходят до поверхности. Шум усиливается, местами слышны «клики» — это схлопываются крупные пузыри, не выдержав внешнего давления в более холодных слоях.

5. Пар над поверхностью
   Испарение идёт всегда, но перед кипением над жидкостью заметно нарастает «дымка» пара, особенно над местами, где на поверхность выходят целые «дорожки» пузырей.

6. Особые случаи: задержка кипения и «вскипание рывком»
   В очень чистой воде и на идеально гладких стенках мало центров кипения. Жидкость может перегреться выше нормальной точки кипения, внешних признаков почти нет — и при малейшем возмущении (бросили кристаллик соли, чиркнули ложкой) происходит резкий бурный выброс пузырьков («вскипание»). Накипь, крошки, деревянная палочка, «кипятильные камни» наоборот стабилизируют процесс — дают центры зарождения и делают закипание равномерным.

7. Что говорит физика
   Кипение начинается, когда давление насыщенного пара при данной температуре сравняется с внешним давлением: тогда образующиеся паровые полости перестают схлопываться и устойчиво прорываются к поверхности. До этого момента вы наблюдаете лишь локальные, кратковременные пузырьки и усиливающееся движение жидкости.

Бытовые «стадии» у чайников и поваров описывают то же самое: «рыбий глаз» (редкие крупные пузыри от дна), «жемчужный ключ» (много мелких устойчивых пузырьков дорожками), «белый ключ» (почти непрерывный выход пузырей и заметный пар) — и уже следом полноценное бурное кипение.