如果水吸收到了超過需要達(dá)到沸點(diǎn)的熱量，就會(huì)蒸發(fā)成氣態(tài)的蒸汽。然而，并非所有的蒸汽都是相同的。蒸汽的性能很大程度上取決于它的壓力和溫度。

水與蒸汽：壓力-溫度之間的關(guān)系

當(dāng)水被加熱到沸點(diǎn)（顯熱）后，將會(huì)吸收更多的熱量（潛熱）來蒸發(fā)，從而形成干蒸汽。如果這種蒸汽再被加熱到熱飽和點(diǎn)以上，它就變成了過熱蒸汽（顯熱）。

飽和蒸汽

上圖的黑色曲線表示飽和蒸汽溫度和壓力之間的關(guān)系，在這個(gè)關(guān)系中蒸汽（氣態(tài)）和水（液態(tài)）可以共存。換句話說，水的氣化率等于凝結(jié)率。

利用飽和蒸汽加熱

飽和蒸汽具有很多優(yōu)點(diǎn)，特別是在100°C （212 ° F）及以上的溫度下，這使得它成為了出色的熱源，其中的一些優(yōu)點(diǎn)如下：

使用飽和蒸汽加熱產(chǎn)品必須牢記以下幾點(diǎn)：

1. 如果在加熱過程中如果不使用干飽和蒸汽可能會(huì)造成產(chǎn)品加熱效率降低，和常識(shí)相反的是，鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽往往都不是干蒸汽，而是包含著一些沒有完全蒸發(fā)的水分子的濕蒸汽。
2. 熱輻射的熱量損失使得一些蒸汽凝結(jié)，因此濕蒸汽會(huì)更加潮濕，并且形成冷凝水。因此，必須在管道適當(dāng)?shù)牟课话惭b疏水閥從而將冷凝水排出。
3. 重的冷凝水會(huì)從蒸汽中落下并且被管道底部的疏水閥排出，但是夾帶著小水滴的濕蒸汽還是會(huì)降低產(chǎn)品的換熱效率。因此，必須在管道的某些部位安裝汽水分離器。
4. 由于蒸汽在管道中的摩擦等會(huì)造成壓力的損失，因此也會(huì)導(dǎo)致蒸汽溫度的相應(yīng)損失。

濕蒸汽

鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽是最常見的濕蒸汽產(chǎn)生形式，它生產(chǎn)出的蒸汽中會(huì)夾帶沒有完全蒸發(fā)的水分子，從而產(chǎn)生潮濕的蒸汽。即使是最好的鍋爐生產(chǎn)出的蒸汽一般也有3%～5%的濕度。由于水是以接近飽和狀態(tài)的情況下蒸發(fā)的，因此水都是以霧氣和漂浮的小水滴形式存在的，它會(huì)夾雜在上升的蒸汽之中，這也就是為什么我們要使用汽水分離器來將蒸汽中的水份排除。

過熱蒸汽

如果蒸汽在超過了濕蒸汽和飽和蒸汽的溫度下繼續(xù)加熱，就會(huì)產(chǎn)生過熱蒸汽。它具有比飽和蒸汽更高的溫度和更低的密度。過熱蒸汽一般應(yīng)用于推動(dòng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等，而非通常的傳熱設(shè)備。

利用過熱蒸汽驅(qū)動(dòng)渦輪的優(yōu)勢。

1. 為了保證驅(qū)動(dòng)設(shè)備不會(huì)因?yàn)槔淠軗p，因此一般使用過熱蒸汽。
2. 為了提高熱效率和工作能力，例如：在低壓蒸汽下的過熱度達(dá)到極大的比容，甚至真空的情況。

供給和排放時(shí)都使用過熱蒸汽有個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)就是在蒸汽驅(qū)動(dòng)設(shè)備的時(shí)候不會(huì)產(chǎn)生冷凝水，這樣就能有效的避免由于碳酸侵蝕和腐蝕設(shè)備的危險(xiǎn)。此外，汽輪機(jī)的理論熱效率是和其出口和入口的焓值相關(guān)聯(lián)的。因此提高了過熱蒸汽的壓力就等于提高汽輪機(jī)入口方向的焓值，從而有效提供了熱效率。

利用過熱蒸汽加熱的缺點(diǎn)

由于這些原因，在熱交換器中，飽和蒸汽比過熱蒸汽更適合作為熱源。另外一方面來看，它還具另外一個(gè)優(yōu)勢，高溫蒸氣可以在無氧環(huán)境下作為一個(gè)直接加熱源。過熱蒸汽在食品加工行業(yè)方面，例如烹煮、烘干等的相關(guān)應(yīng)用研究也在進(jìn)行中。

超臨界水

超臨界水顧名思義就是指超越了臨界點(diǎn)的水：22.1MPa，374℃（3208 psia，705°F）。在臨界點(diǎn)上，蒸汽的潛熱為零。而且它的比容無論是在液體或是氣體都是一樣的。也就是說，水在超過了臨界點(diǎn)的的壓力和溫度的情況下既不是液體也不是氣體。 超臨界水是發(fā)電廠為了得到更高的效率而用來驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)的介質(zhì)。超臨界水還具有氣體和液體的兩種特性，并且它非常的適宜作為化學(xué)溶劑，目前，超臨界水的研究也正在不斷的進(jìn)行之中。

不同種類的水

1. 非飽和水：水是地球上最常見的物質(zhì)。人體的70%都是水。在液態(tài)的水中，氫鍵將水分子鏈接在一起。因此，非飽和水具有緊湊致密且穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

   

2. 飽和蒸汽：飽和蒸汽分子是無色的。當(dāng)飽和蒸汽從管道中被排放至大氣，熱量被傳遞到了空氣中，部分的水就會(huì)凝結(jié)成白色的霧氣（微小的水滴），這就是濕蒸汽。 在一個(gè)蒸汽系統(tǒng)中，從疏水閥直接排出的白色霧氣常常被誤認(rèn)為是飽和蒸汽（生蒸汽），但實(shí)際上它是閃蒸氣。這兩者之間顯著的區(qū)別就是：飽和蒸汽是無色的，而在管道末端出現(xiàn)的閃蒸氣能瞬間產(chǎn)生一些小水滴。

3. 過熱蒸汽：只要保持過熱的狀態(tài)，過熱蒸汽即使接觸到大氣導(dǎo)致溫度下降，也不會(huì)立刻凝結(jié)。因此，它不會(huì)產(chǎn)生白色的霧氣。過熱蒸汽能比相同壓力的飽和蒸汽儲(chǔ)存更多的熱量，其分子運(yùn)動(dòng)更迅速，因此它的密度更低（即它具有較大的比容）。

4. 超臨界水：因?yàn)樗炔皇菤怏w也不是液態(tài)，所以難以用肉眼去觀察它的存在形式。通常這被認(rèn)為這是一種接近氣體，而密度更接近于液體的一種分子運(yùn)動(dòng)。