蒸気の基本:蒸気とは正確には何ですか?

どのように機能しますか?なぜそれを使用するのですか?蒸気の基本を読んで蒸気の専門家になりましょう。

蒸気は気体状の水で、蒸発または昇華により液相または固相のいずれかから生じます。 

どのようにして蒸気を生成しますか?

蒸気を生成するには、水(H2 O)を液相から気相に移行させる必要があります。つまり、相変化を行う必要があります。

では、その仕組みは?

水分子が加熱されると、これらのH2O分子を結合する結合は、形成できるよりも早く壊れ始めます。十分な熱を加えると、一部の分子が壊れます。蒸気と呼ばれる透明なガスを形成するこれらの遊離分子です。 

蒸気の日常的な例

steam basics boiling water

日常生活の中の蒸気

パスタを茹でるときに、お湯を沸かす必要があります。そのため、鍋に(水道)水を入れてストーブの上に置くと、鍋が熱せられます。ストーブの炎や電子コイルがエネルギーを加えるため、水の温度は徐々に上昇します。水が大気圧で、100℃(212℉)で沸騰し始めると、何が見えますか?鍋の中の水が泡立ち、蒸気が上がります。水が沸騰していて、温度計を使って温度を測定すると、温度がそれ以上上昇しなくなります。エネルギーを加え続けても(封じ込められ、加圧されていない限り)、水はその沸点100℃を超えて上昇しません。

顕熱対潜熱

沸点まで水を加熱することは、顕熱とも呼ばれます。このとき、余分な熱が加わって蒸発し始めると、潜熱と呼ばれるようになります。 

湯を沸かすときの顕熱エネルギーと潜熱エネルギー

大気圧とは?

Atmospheric pressure and altitude

大気圧対高度

大気圧は、地球の大気中の気圧です。

実際には役に立ちませんでしたか?私達のまわりの空気一定の質量を持ち、それが接触するすべてに対して圧を加えます。その圧力を大気圧と呼びます。気圧は高度が上昇すると低下します。海とヒマラヤの空気を想像してみてください…

圧力が低下すると、呼吸可能な酸素量減少します。

沸点に対する大気圧の影響

impact altitude on boiling water and creating steam

沸点水対高度

さて、大気圧が沸点に影響を与えることが重要です。低い圧力で水を沸騰させると、沸点 も低くなり、その逆も同様です。高い圧力で水を沸騰させると、沸点も高くなります。私たちの中で、料理の為の圧力鍋の使い方を考えましょう。

蒸気は何に使用されますか?

蒸気:最初の工業革命

steam basics old steam train

蒸気を利用して機械的な動きを生み出し、世界に革命をもたらしました

蒸気と蒸気エンジンは、産業革命において重要な役割を果たしました。蒸気エンジンは機械的な動きを作成するのに沸騰水を使用した簡単な装置でした。鉱山から製造工場まで、さまざまな産業環境で常に使用されてきました。蒸気エンジンの導入により、技術と生産性が向上しました。これにより、より良いエンジンが生まれました。高圧エンジンの発明により、輸送用途もその後利用可能になりました。蒸気はボート、鉄道、道路、さらには農場にも使われるようになりました。

蒸気:今日の多くの産業にとって不可欠な要素です

Harvester on the field

蒸気は農業に不可欠です

現在、蒸気は様々な分野で使用されています。農業、食品&飲料、自動車、発電、その他の製造業について考えてみてください。また、蒸気を使用できるさまざまな用途があり、それらを分類することが困難になっています。

蒸気は以下のカテゴリに分類されます

  • 緊急蒸気
  • メンテナンス&改良のための蒸気
  • 特別なプロジェクトや計画されたプロジェクトための蒸気
  • 一時的な蒸気
  • 長期的な蒸気

  • 温度のための蒸気
  • 霧化のための蒸気
  • エネルギーのための蒸気
  • 加湿のための蒸気

これらのカテゴリをどのように取得したのでしょうか? 

詳細については、「蒸気の用途」セクションをご参照ください。

各種蒸気

蒸気について調べると、飽和蒸気や過熱蒸気のようなさまざまな言葉に遭遇します。すべての蒸気が同じではないことを示します。また、プロジェクトや用途によって、必要な蒸気の種類が異なります。 

different types steam: superheated steam, subcooled liquid, wet steam, saturated liquid, saturated vapor, dry steam

各種蒸気

蒸気に関するよくある質問

蒸気とは?

蒸気は気体状の水で、蒸発または昇華により液相または固相のいずれかから生じます。

どのようにして蒸気を生成しますか?

蒸気を発生させるには、相変化を開始するための熱が必要です。大気圧での水の沸点は100℃(212℉)です。沸騰した水にエネルギーを加え続けると、それを封じ込めているか加圧していない限り、温度は上昇しません。

工業環境で蒸気はどこでどのように使用されますか?

現在、蒸気は製造業や化学産業、発電所で頻繁に使用されています。可能な用途のバリエーションはほぼ無限にあり、分類が困難になっています。 

どの蒸気タイプがありますか?

すべての蒸気が同じであるわけではありません。用途は必要な蒸気のタイプを定義します。

  • 一般に、飽和(乾燥)蒸気不飽和(湿)蒸気を区別します。 
  • また、過熱蒸気についても説明します。

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