水蒸汽

　　由水或冰轉變成的氣態物質，是一種實際氣體。它是機械、化工、冶金等工業部門中最常用的工質之一。

　　飽和狀態　將水置於抽盡空氣的密封容器中，就會有分子從水面逸出，同時又有分子從蒸汽空間返回水中。在同一時間內，如逸出與返回水中的分子數量相同，達到動平衡，水和水蒸汽便處於飽和狀態，並分別稱為飽和水和飽和水蒸汽，相應的壓力和溫度分別稱為飽和壓力和飽和溫度。飽和溫度越高，飽和壓力也越高。<

　　水和水蒸汽圖表　水蒸汽不能用理想氣體狀態方程描述。為計算方便，常將其熱力性質制成圖和表。圖、表中規定三相點的飽和水的內能和熵值為零，焓值也接近零。水和水蒸汽圖有：壓溫圖、壓容圖、溫熵圖和焓熵圖。

水和水蒸汽表有兩種：飽和水蒸汽表，未飽和水和過熱蒸汽表。

　　① 壓-溫圖：用以表示水的三相狀態之間的關系。圖1中蒸發線表示水-汽兩相共存的平衡飽和狀態的集合，溶化線和升華線分別表示冰-水和冰-汽的平衡飽和狀態的集合。三條飽和曲線把水的存在形式劃分為冰、水、汽三個區域。蒸發線的頂點C稱為臨界點。超過臨界壓力時，液相與氣相的互相轉變過程便是連續的，沒有兩相共存的情況。水的臨界壓力p₀＝22.1287兆帕，臨界溫度T₀＝647.3K。在三相點T上，冰、水和水蒸汽三相處於動平衡狀態。水的三相點壓力p_T＝610.76帕，溫度T_T＝273.16K。

　　② 壓-容圖：水蒸汽的狀態及其變化過程可用水的壓容圖表示。圖2中，a₀a′a″a線表示在一定壓力下水蒸汽的形成過程線，AT為冰水共存的飽和水線，AT左側為固相的冰區；TC為水汽共存的飽和水線，AT和TC線之間為液相的水區；CV為幹飽和蒸汽線，TC和CV線之間為水和蒸汽兩相共存的濕蒸汽區，用幹度x表示每千克濕蒸汽中所含幹飽和蒸汽量；CV線右側表示過熱蒸汽區。

　　③ 溫-熵圖：分析水蒸汽的熱力過程或熱力循環時常使用溫熵圖。圖3中，TC為飽和水線，CV為幹飽和蒸汽線，根據比熵的定義，定壓過程線a₀a′a″a下面的面積表示在可逆的定壓過程中每千克水的吸熱量。其中a₀a′線下的面積表示在該壓力下將未飽和的水加熱至飽和水所需要的熱量q_L，a′a″線下的面積表示汽化過程的吸熱量，即汽化潛熱γ，a″a表示由飽和蒸汽轉變為過熱蒸汽的加熱量q_S。

　　④ 焓-熵圖：在蒸汽動力工程的計算中使用焓熵圖更為方便。圖4中，CV為飽和曲線，C為臨界點，飽和曲線下側為濕蒸汽區，上側為過熱蒸汽區。在濕蒸汽區中畫有定幹度線和定壓線（這時即定溫線），在過熱蒸汽區中分別畫出定壓線和定溫線。