スチーム

蒸気は水蒸気（気相の水）であり、空気や液体の水滴のエアロゾルと混合されることが多い。これは蒸発によって発生する場合もあれば、水が蒸発エンタルピーに達するまで熱が加えられる沸騰によって発生する場合もある。飽和または過熱された蒸気（水蒸気）は目に見えないが、湿り蒸気、つまり目に見える水滴の霧またはエアロゾルは「蒸気」と呼ばれることが多い。 ^{[1] : 6}

液体の水が蒸気になると、標準温度と圧力で体積が1,700 倍に増加します。この体積変化は、往復ピストン型エンジンや蒸気タービンなどの蒸気機関によって機械的仕事に変換されます。蒸気機関は蒸気機関のサブグループです。ピストン型蒸気機関は産業革命で中心的な役割を果たし、現代の蒸気タービンは世界の電力の 80 % 以上を生成するために使用されています。液体の水が非常に熱い表面と接触したり、蒸気圧以下に急速に減圧したりすると、水蒸気爆発を引き起こす可能性があります。

蒸気は伝統的に石炭やその他の燃料を燃やしてボイラーを加熱することによって生成されますが、太陽エネルギーで蒸気を生成することもできます。^{[2] [3] [4]}水滴を含む水蒸気は湿り蒸気と呼ばれます。湿り蒸気がさらに加熱されると、水滴は蒸発し、十分に高い温度（圧力に依存）ですべての水が蒸発し、システムは気液平衡状態になります。^{[5]蒸気がこの平衡点に達すると、}飽和蒸気と呼ばれます。

過熱蒸気または生蒸気は、圧力に対する沸点よりも高い温度の蒸気であり、すべての液体の水が蒸発するかシステムから除去された場合にのみ発生します。^[6]

蒸気表 ^[7]には水/飽和蒸気の熱力学データが含まれており、蒸気を含む熱力学サイクルが使用される装置の設計と操作においてエンジニアや科学者によって頻繁に使用されます。さらに、この記事に示されている温度-エントロピー図やモリエル図などの水/蒸気の熱力学状態図も役立つ場合があります。蒸気チャートは熱力学サイクルの分析にも使用されます。

農業では、有害な化学物質の使用を避け、土壌の健康を高めるために、蒸気が土壌殺菌に使用されています。^[8]

蒸気の熱伝導能力は、家庭でも利用されています。野菜の調理、布地、カーペット、床材の蒸気洗浄、建物の暖房などに利用されています。いずれの場合も、ボイラーで水を加熱し、蒸気がそのエネルギーを対象物に伝えます。また、蒸気は衣類にアイロンをかけるときにも使用され、熱とともに十分な湿度を与えてしわを伸ばし、衣類に意図的な折り目を付けます。

2000年時点では、全電力の約90％が蒸気を作動流体として利用して発電されており、そのほぼすべてが蒸気タービンによって発電されている。^[9]

発電では、蒸気は通常、膨張サイクルの最後に凝縮され、再利用のためにボイラーに戻されます。しかし、コジェネレーションでは、蒸気は発電サイクルで使用された後、地域暖房システムを通じて建物にパイプで送られ、熱エネルギーを提供します。世界最大の蒸気発電システムはニューヨーク市の蒸気システムで、 7つのコジェネレーションプラントからマンハッタンの10万棟の建物に蒸気を送り込んでいます。 ^[10]

他の工業用途では、蒸気はエネルギー貯蔵に使用され、通常はパイプを通じた熱伝達によって導入および抽出されます。蒸気は、水の気化熱が高いため、熱エネルギーを大量に貯蔵できます。

無火蒸気機関車は、従来の機関車のボイラーに似た大きなタンクに蓄えられた蒸気で動く蒸気機関車でした。このタンクは、製紙工場など多くの種類の大規模工場で利用できるプロセス蒸気で満たされていました。機関車の推進には、一般的な蒸気機関車と同様に、ピストンとコネクティングロッドが使用されました。これらの機関車は、ボイラーの火室からの火災の危険がある場所で主に使用されましたが、蒸気の供給が十分に余っている工場でも使用されました。

蒸気エンジンと蒸気タービンは、蒸気の膨張を利用してピストンまたはタービンを駆動し、機械的な作業を実行します。比較的少ないポンプ動力で、凝縮した蒸気を高圧で水液体としてボイラーに戻す能力が重要です。蒸気の水への凝縮は、エネルギー効率を最大化するため、蒸気タービンの低圧端で頻繁に発生しますが、過度のタービンブレードの浸食を避けるために、このような湿り蒸気の状態を制限する必要があります。エンジニアは、理想的な熱力学サイクルであるランキンサイクルを使用して、蒸気エンジンの動作をモデル化します。蒸気タービンは、電力生産によく使用されます。

オートクレーブは圧力をかけた蒸気を使用して、微生物学の研究室や同様の環境で滅菌するために使用されます。

蒸気、特に乾燥蒸気（高温過熱蒸気）は、殺菌レベルまでの抗菌洗浄に使用できます。蒸気は無毒の抗菌剤です。^{[11] [12]}

蒸気はユーティリティラインの配管に使用されます。また、パイプラインや容器内の温度を均一に保つために、配管のジャケットやトレースにも使用されます。

蒸気は、熱を伝達して化学反応を促進したり、物体を殺菌または消毒したり、一定の温度を維持したりする能力があるため、さまざまな業界で使用されています。木材業界では、木材の曲げ、害虫駆除、可塑性の向上のプロセスで蒸気が使用されます。蒸気は、特にプレハブでコンクリートの乾燥を促進するために使用されます。コンクリートは水和中に熱を発生するため、蒸気からの余分な熱はコンクリートの硬化反応プロセスに悪影響を与える可能性があるため、注意が必要です。化学および石油化学業界では、蒸気はさまざまな化学プロセスで反応物として使用されます。長鎖炭化水素の水蒸気分解により、燃料またはその他の化学用途向けの低分子量炭化水素が生成されます。水蒸気改質により、合成ガスまたは水素が生成されます。

繊維やその他の材料の洗浄に使用され、塗装の準備にも使用される。蒸気は固まったグリースや油の残留物を溶かすのにも役立つため、キッチンの床や設備、内燃機関や部品の洗浄にも役立つ。蒸気を使用する利点としては、温水スプレーよりも高温で動作し、1分あたりの水の使用量が大幅に少ないことが挙げられます。^[13]

• 電化
• 食品蒸し器またはスチームクッカー
• 間欠泉—地熱で発生した蒸気
• IAPWS — IAPWS-IF97 (産業シミュレーションおよびモデリングで使用) や IAPWS-95 (汎用および科学的な相関関係) など、蒸気の熱力学的特性に関する国際標準の相関関係を維持する協会。
• 産業革命
• ライブスチーム
• 量産
• 原子力発電所 は蒸気を使って電気を生み出します
• 酸水素
• 乾湿測定学-湿った空気と蒸気の混合物、湿度、空調
• 蒸気発電所
• 蒸気機関車
• 滅菌（微生物学）

ウィキメディア・コモンズには、蒸気と水蒸気に関連するメディアがあります。

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Wikivoyage には、蒸気動力に関する旅行ガイドがあります。

• 国立標準技術研究所 (NIST) による流体システムの熱物理的特性、蒸気表とチャート

Wikiversity には図と Matlab コード付きの蒸気表があります