スチームとは
水蒸気 （すいじょうき）は、 水 が 気化 した 蒸気 。特に、 沸点 以上における水の 気体 状態を指すこともある（→過熱水蒸気、 臨界状態 は除く）。ただし沸点以下でも水は気体として存在でき、常圧において沸点以下の温度でも水は空気中にある一定量まで気化している（→ 蒸気圧 、 飽和水蒸気量 ）。空気中の水蒸気量、特に飽和水蒸気量に対する水蒸気量の割合を 湿度 という。
水蒸気は 無色 であり、目には見えない。よって、いわゆる 雲 は、水滴の集まりであり、水蒸気ではない。その他、 霧 （きり）、 靄 （もや）、 湯気 （ゆげ）など白く見えるものは、水蒸気ではなく水滴の小粒である。
なお、 湯気 は水蒸気がより温度の低い場で冷えて 凝結 し、水滴となったために白く見えるもの。日常的には湯気と水蒸気は混同して用いられることが多い。たとえば やかん で湯を沸かした際、その口から湯気が噴出しているところを見ると、口の近くだけは透明に見える。この部分は水蒸気であり、外気に触れて気体の温度が低下し凝結して細かい水の粒となったものが湯気である。
飽和蒸気と過熱蒸気
沸点で蒸発した状態の蒸気を飽和蒸気という。飽和蒸気は圧力の高い場合には沸点が上昇するため温度が高くなり、気圧が低い場合には沸点が下がるため温度が低くなる。
飽和蒸気を一定圧力下で加熱すると過熱蒸気になる。過熱蒸気は飽和蒸気よりも大きな熱エネルギーを持ち、飽和蒸気の温度以上の温度に上昇する。
水蒸気の利用
- 水蒸気は古くから 蒸し料理 や 蒸し風呂 に利用されてきた。 圧力釜 や オートクレーブ もほぼこれを利用している。
- 水蒸気を利用した 蒸気機関 は 産業革命 における動力源として重要な役割を担った。現代でも、 火力発電 や 原子力発電 の 蒸気タービン などに利用されている。
- 蒸気暖房 や スチーム暖房 として加熱した水蒸気による暖房方式とその機器や設備。
