Suvning fazaviy diagrammasida suyuqlik holatidan gazsimon holatga fazaviy o‘tishni ifodalovchi egri chiziq «to‘yinish chizig‘i» deb ataladi. U ikkita chegaraviy nuqta bilan chegaralangan: uchlama nuqta, unda erish, qaynash va sublimatsiya chiziqlari tutashadi hamda kritik nuqta, unda suyuq va gazsimon fazalar orasidagi chegara yo‘qoladi.

Qaynayotgan suyuqlikda harorat muayyan tarzda taqsimlanadi: qizdirilayotgan sirtlar yaqinida (idish devorlarida, quvurlarda va hokazo) suyuqlik sezilarli darajada ortiqcha qiziydi ${\displaystyle T>T_S}$. Ortiqcha qizish darajasi suyuqlikning o‘zi hamda u bilan chegaradosh qattiq sirtlarning bir qator fizik-kimyoviy xossalariga bog‘liq. Eritilgan gazlardan (havodan) yaxshilab tozalangan suyuqliklarni maxsus ehtiyot choralariga rioya qilgan holda, qaynatmasdan turib o‘nlab darajaga ortiqcha qizdirish mumkin. Bunday o‘ta qizigan suyuqlik nihoyat qaynay boshlaganda jarayon juda shiddatli kechib, portlashni eslatadi. Qaynash suyuqlikning sachrashi, gidravlik zarbalar, ba’zan esa idishlarning yemirilishi bilan kechadi. Ortiqcha qizish issiqligi bug‘ hosil bo‘lishiga sarflanadi, shu sabab suyuqlik o‘zi bilan muvozanatda bo‘lgan to‘yingan bug‘ haroratigacha tez soviydi. Toza suyuqlikni qaynatmasdan sezilarli darajada ortiqcha qizdirish mumkinligi dastlabki juda kichik pufakchalar (murtaklar) paydo bo‘lishining qiyinligi bilan izohlanadi: suyuqlik molekulalari o‘rtasidagi kuchli o‘zaro tortishish bunday pufakchalarning yuzaga kelishiga to‘sqinlik qiladi. Suyuqlik tarkibida erigan gazlar va turli mayda muallaq zarrachalar bo‘lsa, vaziyat boshqacha bo‘ladi. Bunday holatda hatto ozgina ortiqcha qizish (darajaning o‘ndan bir ulushlari) ham barqaror va sokin qaynashni yuzaga keltiradi, chunki bug‘ fazasining boshlang‘ich murtaklari vazifasini gaz pufakchalari va qattiq zarrachalar bajaradi. Bug‘ hosil bo‘lishining asosiy markazlari qizdirilayotgan sirtdagi gaz adsorbsiyalangan juda mayda g‘ovaklar, shuningdek, suyuqlikning sirt bilan molekulyar yopishishini kamaytiruvchi turli notekisliklar, qo‘shilmalar va qatlamlar mavjud nuqtalardir.

Hosil bo‘lgan pufakcha faqat uning ichidagi bug‘ bosimi tashqi bosim, pufakcha ustidagi suyuqlik qatlamining bosimi hamda kapillyar bosim yig‘indisidan biroz yuqori bo‘lgandagina o‘sadi. Bu kapillyar bosim pufakcha sirtining egriligi bilan bog‘liq. Pufakcha ichida zarur bosim hosil bo‘lishi uchun bug‘ va u bilan issiqlik muvozanatida turgan atrofdagi suyuqlik harorati to‘yinish haroratidan yuqori bo‘lishi kerak ${\displaystyle T_S}$.

Qaynash faqat doimiy bosimda suyuqlikni qizdirish orqali sodir bo‘lmaydi. Tashqi bosimni haroratni o‘zgartirmagan holda kamaytirish ham suyuqlikning ortiqcha qizishi va qaynashiga olib kelishi mumkin (to‘yinish harorati pasaygani sababli). Xususan, kavitatsiya — suyuqlik bosimi pasaygan joylarda (masalan, kemaning eshkak vinti ortidagi uyurma sohada) bug‘ bo‘shliqlari hosil bo‘lishi shu bilan izohlanadi.

Suyuqlikning tanlangan harorati (masalan, T1) uchun P–V diagrammasida qaynash boshlanishi holatining nuqtasi ${\displaystyle a}$ muayyan termodinamik o‘zgaruvchilar juftligi, ya’ni aniq termodinamik holat bilan tavsiflanadi. Qaynash davomida harorat va bosim doimiy bo‘lib qoladi, bunda bug‘ miqdori ortgan sari muhitning o‘rtacha zichligi kamayadi, solishtirma hajmi esa mos ravishda ortadi. Butun suyuqlik bug‘langach, yangi termodinamik holatga erishiladi ${\displaystyle c}$. Yuqoriroq harorat qiymatini olsak, qaynashning boshlanishi solishtirma hajmi kattaroq bo‘lgan termodinamik holat ${\displaystyle a^{\prime }}$ bilan, suyuqlikning ${\displaystyle c^{\prime }}$ bug‘ga to‘liq aylanish holati esa solishtirma hajmi kichikroq bo‘lgan holat bilan tavsiflanadi. Harorat oshgan sari to‘yinish chizig‘idagi suyuqlik va bug‘ solishtirma hajmlari orasidagi farq kamayadi, kritik nuqta haroratiga yetganda esa yo‘qoladi. Qaynash jarayonida muhit termodinamik holatining o‘zgarishi bug‘ hosil bo‘lishining solishtirma issiqligi ${\displaystyle r}$ bilan tavsiflanadi. Bu kattalik suyuqlikning birlik massasini to‘liq bug‘lantirish uchun zarur issiqlik miqdoriga teng (ko‘plab manbalarda r noto‘g‘ri ravishda bug‘lanishning yashirin issiqligi deb yuritiladi. Aslida esa bug‘lanishning yashirin issiqligi solishtirma bug‘lanish issiqligining bir qismi bo‘lib, suyuqlik ichki energiyasining o‘zgarishini tavsiflaydi va uning mikrozarrachalari orasidagi masofani oshirishga sarflanadi. Bunda suyuqlik harorati ko‘tariladi, ammo ko‘zga ko‘rinadigan o‘zgarish sodir bo‘lmaydi. Bug‘lanishning yashirin issiqligini TS va PV diagrammalarida qaynash jarayoni ostidagi yuzalarni ayirish orqali aniqlash mumkin)

${\displaystyle r=i_c-i_a}$ yoki ${\displaystyle r=T_S(s_c-s_a)}$,

bu yerda ${\displaystyle i}$ — entalpiya, ${\displaystyle s}$ — entropiya, indeks ${\displaystyle a}$ — qaynash boshlanishidagi holatni, ${\displaystyle c}$ — to‘yingan bug‘ holatini bildiradi.

Bug‘ davriy ravishda paydo bo‘lib, kattalashib boradigan pufakchalar shaklida hosil bo‘ladigan jarayon pufakchali qaynash deyiladi. To‘liq avj olmagan pufakchali qaynashda suyuqlik ichida (odatda idish devorlarida yoki tubida) bug‘ bilan to‘lgan pufakchalar paydo bo‘ladi. Suyuqlik pufakchalar ichiga jadal bug‘lanishi natijasida ular o‘sib, yuqoriga ko‘tariladi va bug‘ suyuqlik ustidagi bug‘ fazasiga chiqadi. Bunda devor yaqinidagi qatlamda suyuqlik biroz ortiqcha qizigan holatda bo‘ladi, ya’ni uning harorati nominal qaynash haroratidan oshadi. Oddiy sharoitda bu farq katta emas (taxminan bir daraja).

Suyuqlikning ortiqcha qizishi shunday tushuntiriladi: keyinchalik o‘zi o‘sib bora oladigan dastlabki, eng kichik pufakchani hosil qilish uchun muayyan energiya talab etiladi. Bu energiya sirt tarangligi bilan belgilanadi. Yetarli energiya to‘planmaguncha juda mayda pufakchalar paydo bo‘lib, sirt tarangligi kuchlari ta’sirida yana yo‘qoladi va qaynash sodir bo‘lmaydi.

Pufakchali qaynash rivojlangan (bug‘ hosil bo‘lish markazlari ko‘p bo‘lsa) va rivojlanmagan (bunday markazlar kam bo‘lsa) bo‘lishi mumkin.

Pufakchali qaynashda bug‘ pufakchalarining devor yaqinidagi qatlamdan oqimning markaziy qismiga ko‘chishi muhim rol o‘ynaydi. Shu tufayli qaynayotgan suyuqlikka issiqlik uzatish samaradorligi ortadi — ushbu rejimga issiqlik berish koeffitsiyentlarining yuqori bo‘lishi xosdir.

Issiqlik oqimi muayyan kritik qiymatgacha oshganda ayrim pufakchalar qo‘shilib, idish devori yonida yaxlit bug‘ qatlamini hosil qiladi. Bu qatlam vaqti-vaqti bilan suyuqlik hajmiga yorib kiradi. Bunday rejim pardali qaynash deyiladi.

Bu rejimda qizdirilayotgan sirtdan suyuqlikka issiqlik uzatilishi keskin kamayadi (bug‘ pardasi issiqlikni suyuqlikdagi konveksiyaga qaraganda yomonroq o‘tkazadi). Natijada qizdirilayotgan sirtning harorati sezilarli ko‘tarilishi mumkin (qaynash egri chizig‘idagi C–E chiziq). Shu bilan birga, qizdirilayotgan sirt harorati doimiy bo‘lganda ham pardali qaynash rejimida issiqlik uzatilishi yomonlashgani uchun devordan suyuqlikka o‘tadigan issiqlik oqimi kichik bo‘ladi. Pardali qaynashni qizigan plita ustidagi suv tomchisi misolida kuzatish mumkin.

Pardali qaynashda bug‘ pardasining katta termik qarshiligi sababli qizdiruvchi sirtdan qaynayotgan suvga issiqlik berilishi sust bo‘ladi va bu holat issiqlik berish koeffitsiyentining kichik qiymatlari bilan tavsiflanadi.

Sirtdan qaynayotgan suvga uzatiladigan issiqlik oqimini devor bilan suyuqlik orasidagi haroratlar farqiga aniq bog‘lash mumkin:

${\displaystyle q_S=f(T_C-\overline{T_F})}$, bu yerda ${\displaystyle q_S}$ — issiqlik oqimi, ${\displaystyle T_C}$ — devor harorati, ${\displaystyle \overline{T_F}}$ suyuqlikning o‘rtacha harorati.

Bu bog‘lanish qizdirilayotgan sirtdan suyuqlikka issiqlik berilishini ifodalaydi va qaynash egri chizig‘i deb ataladi.

Beshta xarakterli sohani ajratish mumkin:

1. Boshlanishdan ${\displaystyle A}$ nuqtasigacha. Konveksiya sohasi;
2. Nuqtalar ${\displaystyle A}$ va ${\displaystyle B}$ oralig‘ida. Rivojlanmagan pufakchali qaynash sohasi. Hosil bo‘layotgan pufakchalarning oqim markaziga ko‘chishi tufayli issiqlik almashinuvi jadallashadi;
3. Nuqtalar ${\displaystyle B}$ va ${\displaystyle C}$ oralig‘ida. Rivojlangan pufakchali qaynash sohasi. Pufakchalar oqim markaziga ko‘chishi hisobiga issiqlik almashinuvi juda jadal kechadi. Pufakchalar zichligi oshgan sari bu jarayon ham kuchayadi;
4. Nuqtalar ${\displaystyle C}$ va ${\displaystyle D}$ oralig‘ida. Beqaror pardali qaynash sohasi. Devor yaqinida alohida pufakchalarning «qo‘shilishi» bilan tavsiflanadi. Bug‘ hosil bo‘lish markazlari kamayishi va qizdirilayotgan sirt yonida bug‘ pardasi qalinlashishi tufayli issiqlik berilishi pasayadi;
5. Shu ${\displaystyle D}$ nuqtadan keyin. Barqaror pardali qaynash sohasi. Qizdirilayotgan sirt yaxlit bug‘ pardasi bilan qoplanishi va natijada issiqlik berilishi kamligi bilan tavsiflanadi.

Mazkur egri chiziqni qizdiruvchi devor haroratini ${\displaystyle T_C}$ oshirib, uni doimiy ushlab turish orqali olish mumkin. Bunda ${\displaystyle T_C}$ ortgan sari qaynashning beshta sohasi ketma-ket almashadi.

Issiqlik oqimini oshirib, doimiy saqlab turilganda esa qaynash rejimlarining almashish tartibi boshqacha bo‘ladi. Dastlab qaynamayotgan suyuqlikdagi konveksiya rejimi ( ${\displaystyle A}$ nuqtasigacha), sirtqi qaynash ( ${\displaystyle A}$ va ${\displaystyle B}$ nuqtalari orasida) hamda rivojlangan pufakchali qaynash ( ${\displaystyle B}$ va ${\displaystyle C}$ nuqtalari orasida) ketma-ket almashadi. Issiqlik oqimi yanada oshirilganda qizdirilayotgan sirt tezda bug‘ pardasi bilan qoplanadi ( ${\displaystyle C}$ nuqtadan ${\displaystyle E}$ nuqtagacha). Bu harorat ko‘tarilishi bilan kechadi va qisqa vaqt o‘tib, statsionar holatga erishilgach, qaynash devor haroratining yuqoriligi bilan tavsiflanadi ( ${\displaystyle H}$ nuqtadan keyin). Bu hodisa issiqlik berish inqirozi deb ataladi. Haroratning keskin ko‘tarilishi boshlanadigan issiqlik oqimi ${\displaystyle q_{S1}}$ ( ${\displaystyle C}$-${\displaystyle E}$) birinchi kritik issiqlik oqimi yoki ko‘pincha shunchaki kritik issiqlik oqimi deyiladi.

Agar ${\displaystyle H}$ nuqtaga yetgach issiqlik oqimi kamayishni boshlasa, pardali qaynash rejimi ${\displaystyle D}$ nuqtasigacha saqlanadi. Issiqlik oqimi bundan keyin ham kamayganda pardali rejim pufakchali qaynashga almashadi ( ${\displaystyle D}$ nuqtadan ${\displaystyle F}$ nuqtagacha) va qizdirilayotgan sirt harorati tez tushadi. Pardali rejim pufakchali rejimga o‘tadigan issiqlik oqimi ${\displaystyle q_{S2}}$ ( ${\displaystyle D}$-${\displaystyle F}$) ikkinchi kritik issiqlik oqimi deb ataladi.

Hozirgi energetika va raketa texnikasidagi ko‘plab issiqlik almashinish qurilmalarida qizdirilayotgan sirtdan olib ketilishi kerak bo‘lgan issiqlik oqimi belgilangan bo‘lib, ko‘pincha issiqlik beruvchi sirtning harorat rejimiga deyarli bog‘liq emas. Masalan, qozon agregatining yonish kamerasida joylashgan ekran quvurlarining tashqi sirtiga issiqlik asosan yonish bo‘shlig‘idan kelayotgan nurlanish orqali uzatiladi. Tushayotgan nurlanish oqimi quvurlar sirtining harorati o‘txonadagi qizigan yonish mahsulotlari haroratidan ancha past bo‘lib turguncha, amalda unga bog‘liq bo‘lmaydi. Shunga o‘xshash holat raketa dvigatellari kanallarida, issiqlik ajratuvchi elementlar (TVELlar) ichida, yadro reaktorining faol zonasida ham kuzatiladi; bu yerda yadro reaksiyasi natijasida issiqlik doimiy ajralib turadi. Qaynash — muayyan haroratda suyuqlikning butun hajmida bug‘ pufakchalari hosil bo‘lishi bilan kechadigan, suyuqlikning bug‘ga jadal aylanish jarayonidir.

Agar biror sabab bilan issiqlik oqimi kritik qiymatdan ${\displaystyle q_{S1}}$ oshsa, pufakchali qaynash tezda pardali qaynashga o‘tadi va qizdirilayotgan sirt harorati juda yuqori qiymatlarga yetadi. Bu sirtning kuyib shikastlanishiga olib kelishi mumkin. Pufakchali qaynash rejimini va dastlabki haroratlarni tiklash uchun issiqlik oqimini quyidagi qiymatgacha kamaytirish zarur: ${\displaystyle q_{S2}}$.

Majburiy konveksiya sharoitidagi qaynashning bir qator o‘ziga xos xususiyatlari bor. Ulardan eng muhimi — oqim xususiyatlarining ${\displaystyle q_S=f(T_C-\overline{T_F})}$ bog‘lanishga ta’siridir. Ayniqsa suyuqlik oqimining massaviy tezligi ${\displaystyle \overline{\rho w}}$ va bug‘ miqdori ${\displaystyle x}$ kuchli ta’sir qiladi. Quvur ichida harakatlanayotgan suyuqlik barqaror qaynaganda muhit parametrlari (birinchi navbatda bug‘ miqdori) oqim yo‘nalishi bo‘ylab o‘zgaradi. Shu bilan birga oqish rejimlari hamda issiqlik berilishi ham almashadi.

Ko‘p hollarda quvurdagi qaynashni soddalashtirib uchta sohaga ajratish mumkin (masalan, uzun quvurda kichik ${\displaystyle \overline{\rho w}}$ va ${\displaystyle q_S}$):

1. ekonomayzer qismi, unda suyuqlik qaynamasdan qiziydi (${\displaystyle A-B}$)
2. qaynash sohasi (bug‘lanish qismi), unda pufakchali qaynash yuz beradi ( ${\displaystyle B-C-D-E}$)
3. nam bug‘ning qurish sohasi, unda dispers oqim rejimi shakllanib, oqimning markaziy qismida qolgan namlik bug‘lanadi ( ${\displaystyle E-F-G}$)

Ushbu misolda qaynash xususiyatining o‘zgarishi va bunga bog‘liq qizdirilayotgan quvur devori harorati bilan suyuqlikning o‘rtacha haroratini batafsilroq ko‘rib chiqish mumkin. Bug‘ hosil qiluvchi quvurga qaynash haroratigacha yetmagan suyuqlik kiradi ( ${\displaystyle A}$ nuqta). Devor orqali beriladigan issiqlik oqimi ${\displaystyle q_S}$ doimiy bo‘lsa, suyuqlikning o‘rtacha harorati ${\displaystyle \overline{T_F}}$ va devor harorati ${\displaystyle T_C}$ chiziqli ravishda ortadi. Devor harorati to‘yinish harorati ${\displaystyle T_S}$ dan oshgan paytda qizdirilayotgan sirtda pufakchalar hosil bo‘la boshlashi mumkin. Shunday qilib, suyuqlikning o‘rtacha harorati to‘yinish haroratidan past bo‘lsa ham, devor yaqinidagi sohada qaynash boshlanadi ( ${\displaystyle B-C}$). Bu hodisa yetarlicha qizimagan suyuqlikning qaynashi deb ataladi. Bunday qaynash boshlangandagi entalpiyaviy bug‘ ulushining qiymati manfiy bo‘ladi ${\displaystyle x=x_{HK}}$. Suyuqlik to‘yinish haroratiga ${\displaystyle x=0}$ yetgach, butun hajm bo‘ylab pufakchali qaynash boshlanadi. Bu sohada suyuqlik jadal aralashadi, natijada issiqlik berish koeffitsiyentlari yuqori, haroratlar farqi esa kichik bo‘ladi.

Ikki fazali aralashma oqim bo‘ylab bug‘ ulushi yuqori bo‘lgan sohaga o‘tgani sari ikki fazali oqimning harakat rejimlari almashadi va muayyan bug‘ ulushida ${\displaystyle x=x_{KP}}$ issiqlik berish inqirozi yuz beradi: suyuqlik bilan sirt orasidagi kontakt uziladi va devor harorati oshadi ( ${\displaystyle E}$). Ko‘pincha qaynashdagi issiqlik berish inqirozi dispers-halqa shaklidagi oqim rejimidan ( ${\displaystyle D-E}$) dispers rejimga ( ${\displaystyle E-F-G}$) o‘tishdan iborat bo‘ladi. Bug‘ ulushi ortishi bilan tomchilardagi namlik miqdori kamayadi, oqim tezligi oshadi va issiqlik berilishi biroz yaxshilanadi (bunda devor sirtining harorati bir oz pasayadi, ( ${\displaystyle F-G}$)).

Agar suyuqlikning massaviy tezligi ${\displaystyle \overline{\rho w}}$ yoki issiqlik oqimi miqdori ${\displaystyle q_S}$ boshqacha bo‘lsa, quvur ichidagi qaynash xarakteri ham o‘zgarishi mumkin. Masalan, katta ${\displaystyle \overline{\rho w}}$ va ${\displaystyle q_S}$ qiymatlarida issiqlik almashinuvi inqirozi suyuqlik hali to‘yinish haroratigacha qizimagan bosqichdayoq yuzaga kelishi mumkin. Bunda pardali qaynash rejimi hosil bo‘ladi, oqim markazi esa to‘yinish haroratigacha qizimagan suyuqlik ustunidan iborat bo‘lib, quvur devoridan bug‘ pardasi bilan ajralgan bo‘ladi.