Cuando la temperatura del agua alcanza los $100\ ^\circ \mathrm{C}$, las moléculas se emocionan tanto que los átomos de hidrógeno pierden los enlaces con el átomo de oxígeno y por lo tanto el agua comienza a convertirse en gas. Entiendo eso, pero a temperatura ambiente ($23\ ^\circ \mathrm{C}$), ¿no hay excitación en los átomos o sí la hay?
Respuestas
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Primero, creo que debo dejar claro que cuando el agua hierve, los enlaces en la molécula de agua que unen el átomo de hidrógeno y oxígeno no se rompen. Durante la ebullición, son los enlaces intermoleculares del agua los que se rompen, es decir, los enlaces que unen las moléculas de agua entre sí.
A temperatura ambiente, hay evaporación (no lo llamaría excitación). Esto se debe a que hay unas cuantas moléculas de agua que logran reunir suficiente energía para escapar del gran cuerpo de moléculas y evaporarse en el aire.
Esto se puede explicar a través de un gráfico que representa la distribución de velocidad entre las moléculas de agua, elaborado por Maxwell y Boltzmann.
Como probablemente puedas ver, hay muchas moléculas de agua con menor energía cinética que con mayor energía cinética. Aquellas que tienen mayor energía cinética son las que logran romper la superficie del agua para convertirse en vapor.
Incluso a bajas temperaturas, hay algunas moléculas de agua que tienen suficiente energía para escapar, por eso la evaporación en el agua puede ocurrir a cualquier temperatura (sí, incluso si el agua está congelada).
Cuando la temperatura aumenta, hay más moléculas con mayor energía cinética y, por lo tanto, más agua puede evaporarse.
Espen
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Para agregar a la respuesta de Jerry, la cantidad de evaporación del agua también depende de la presión.
De hecho, una forma de definir el punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor es igual a la presión atmosférica. Por lo tanto, en realidad puedes hervir agua a temperatura ambiente.
