水蒸汽的发生过程

       物质由液态转变为气态的过程称为汽化。一共有两种汽化方式，其一是蒸发，具体指汽化过程发生在液体表面这一现象；其二是沸腾，指汽化过程在液体表面及内部同时发生这一现象。

       蒸发可发生在任意温度的环境里，沸腾并不如此，被加热的水总是需要达到沸点（水在相应压力下所对应的饱和温度）之后方才发生沸腾现象。

       不论我们将蒸汽用来作为动力或加热源抑或用于加湿，都需要深入了解蒸汽的发生过程。通常，当我们在介绍蒸汽的定压发生过程时，常使用一带有可移动活塞的密闭空间来说明该过程。

                  图1  水蒸汽的定压发生过程

       上图形象地反映了水蒸汽的定压发生过程，描绘了从过冷水（即未饱和水）直至过热蒸汽的完整经过。

                                     图2 水蒸汽定压发生过程的温熵（T-S）图

       从未饱和水状态至饱和水状态（1到1’)这一过程之中，水的温度渐渐升高且体积也增大，这段过程中吸热量被定义为上图中的ql（显热）。而在接下来的过程（从饱和水状态至干饱和蒸汽状态）之中，水的温度保持不变，可是焓值、体积一直变大，这段过程中吸热量被定义为上图中的r（潜热）。达到干饱和蒸汽状态之后，继续加热便是过热蒸汽状态了，蒸汽温度（焓值）上升、体积更快地变大。

       过热蒸汽便是我们通常用于汽轮发电机组中的动力蒸汽，同时，微过热蒸汽与干饱和蒸汽是通常用于加热、加湿目的的工业蒸汽。

注：为了介绍得更加清晰、准确，有必要先强调一下饱和概念。饱和反映的是一种动态平衡，即是说液体分子脱离其表面的速度等于气体分子回到液体中的凝结速度。其中凝结速度是取决于蒸汽压力的，而处于饱和状态中的汽、液温度均相同，如此，一定的饱和压力对应于一定的饱和温度，反之，亦成立。