飽和蒸気に関する質問
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実は定義の問題で、ずっと疑問に思っていました。例を挙げると、メタノール蒸気が装置から出るときの温度は450度で、廃熱ボイラーで冷却されることで、その廃熱ボイラーから0.45mpの飽和蒸気が生成されます！疑問は、定義にある飽和気体のことです。気体と液体が平衡状態に達したとき、気体を飽和気体、液体を飽和液体と呼びますが、ここには気体しかないので、どうやって飽和か否かを判断するのでしょうか。この問題は既に何年も私を悩ませています
つまり飽和状態にある気体で、この温度や圧力を下回ると気体から液体に変わり、逆もまた真である
あなたの廃熱ボイラーの給水には液面制御がないのですか？どうして全部がガス（水蒸気）なのでしょうか？
しかし、飽和状態は平衡状態であるはずですよね。どうして気相だけで液相がないのでしょうか。気液平衡によれば、必ず液体が析出するはずです
では、気体と液体を分離したこの状態は確実に不安定でしょうね。きっと再び互いに平衡状態に戻るはずですよね？
これは単に問題の問い文で、熱量を計算するためのものです。問い文からすると液体は含まれていないように思えます。そうでなければ、エネルギー保存則で使われる質量はまだ気化していない液体の質量になってしまいますから。だから飽和蒸気には気体しか存在しないのかと思ったのですが、もしそうなら、その状態は非常に不安定なはずですよね
飽和状態でないガスのことを飽和蒸気と呼ぶのではないですか？飽和蒸気圧下の対応する温度を測れば、飽和状態かどうかがわかります。
もちろん、それは動的平衡状態であり、ボイラー内で生成されるのはすべて飽和蒸気で、気体と液体が存在し、気体は上に、液体は下にある。蒸気はボイラーから出て配管内で適切に断熱されるため、熱損失が少なく、平衡状態が崩れる程度も小さい。しかし、避けられずに水が凝結するため、蒸気配管には一定間隔ごとに排水用のドレンパイプが設置されている
では、飽和状態とは何でしょうか？気体と液体が平衡状態になったときこそ、飽和状態と呼ばれるのです。気体が飽和気体で、液体が飽和液体です。一方のみの状態では、どうやって飽和と呼ぶのでしょうか？
つまり、平衡状態にある気液が分離されると、実際には不安定な状態になり、必然的にさらに液体が析出し続けます。ただ、断熱効果によって熱損失が少なくなるため、析出する液体の量が少なくなるのです。しかし、もし出てきた飽和蒸気が断熱状態で、熱損失が全くない場合、理論上は液体も析出すべきではないかと思うのですがまた、飽和蒸気と未飽和状態の蒸気の違いは何でしょうか。温度なのでしょうか、それとも他の要因でしょうか？
あなたが見ているガスは実際には蒸気であり、液体とガスを含んだものです。ガスなんてどうやって見ることができるの？蒸気は蒸気ではない
この投稿は最後に、小小打工仔によって2015年6月15日09:23に編集されました。これも全部OKです！！あなたが言っているのは湿潤飽和蒸気でしょうが、私が言っているのは乾燥飽和蒸気です。湿潤飽和蒸気をさらに加熱すると乾燥飽和蒸気になり、さらに加熱すると過熱蒸気になります
蒸気には乾燥飽和蒸気、湿潤飽和蒸気、過熱蒸気しかなく、不飽和蒸気はないのでしょうか？通常の飽和蒸気と比べて、温度や圧力、エンタルピーに何か違いはありますか？
これってちょっと固執しすぎじゃない？実はとても分かりやすいんだよ。飽和の対極にあるのが不飽和で、蒸気が飽和状態にない場合は過熱状態ということですね。なぜ湿った蒸気なんてものがあるのでしょうか？湿ったものは蒸気とは呼べず、水です。
概念的に理解できないだけだ。 バイドゥ百科には、湿り飽和蒸気、乾き飽和蒸気、過熱蒸気という3つの概念が書かれている。私の根本的な疑問は、飽和蒸気と飽和液体が同時に存在してこそ飽和状態と呼べるのに、両者を分けてしまったらまだ飽和状態と言えるのか、ということです平衡状態ではないはずですよね。それなら分離された飽和蒸気からは必ず水が出てくるはずですよね？断熱を保てば、分離された飽和蒸気から水分が析出しないのでしょうか？また、飽和蒸気と未飽和状態の蒸気にはどのような性質上の明確な違いがあるのでしょうか。例えば、80度の飽和蒸気の圧力は0.05MPaですが、同じ80度でもまだ飽和に達していない蒸気の場合、仮にその蒸気圧が0.04MPaだとします。この場合のガスも未飽和蒸気と呼ぶのでしょうか。このような蒸気を分離して利用した場合、0.05MPaの飽和蒸気と比べて性質に何か違いがあるのでしょうか？
あなたが言うような状態は熱力学的には存在しないでしょう。蒸気の場合、温度と圧力は一対一で対応しており、理論上、同じ温度の飽和蒸気でありながら圧力が異なるということはあり得ません。もしあなたの言う通りなら、蒸気に飽和と不飽和なんてものは存在しないことになる。飽和蒸気とは蒸気の状態であり、必ずしも動的平衡と結びついているわけではない。もし動的な状態であれば、必然的に相変化が起こり、ボイラーのように液相が気相に変わるか、または蒸気をヒーターで使用する際に凝縮して液相に戻るかのどちらかである。これらの過程は動的であり、相変化が生じているのである。相変化がなければ単相系であり、どうして液相と気相が同時に存在できるのでしょうか？逆に、気液二相が存在する場合は、相変化が起こっていることを意味します。液相が単独で存在できるのなら、なぜ気相は単独で存在できないのか？飽和蒸気が単独で存在するのはごく普通のことです。なぜわざわざいわゆる動的平衡にこだわるのですか？
でも、飽和状態の定義はこれですよね。動的平衡に達したときこそが飽和状態で、その平衡が存在しなくても飽和状態になり得るなんて言われても、私はずっと混乱しています。先ほどの飽和温度は同じだが圧力が異なるという点ですが、誤解しているかもしれません。私が言いたいのは、液体が蒸発を始めたもののその蒸気圧がまだ飽和蒸気圧に達していない場合、この時の蒸気も不飽和蒸気ではないか、ということですこのような蒸気は加熱に使えますか？それは飽和蒸気の性質と何が違うのでしょうか？過熱蒸気も不飽和蒸気ですが、両者はかなり違うように思えます
あなたが指しているのは、こんな状況かもしれません。例えば環境下では、水が絶えず蒸発しており、そのときにできる蒸気は飽和蒸気なのでしょうか？こう理解できると思います。教科書で述べられている飽和蒸気と水の対応関係は純水の状態を指し、他の媒体が存在する場合はそれは同じ概念ではありません。環境中では大気圧の影響により、水蒸気の分圧はそれほど高くならない。つまり、日常的に起こる蒸発によって飽和蒸気が生じるものの、それに伴う圧力は比較的低い。このような蒸気は適切な温度があれば加熱に利用でき、水蒸気の分圧が高くなるほど蒸気の温度も高くなる。
私は、工場において絶対的な飽和や過熱という概念は存在しないと思います。理論上、すべての配管は断熱することができないため、理論上の飽和蒸気というものは存在しません。そうでなければ輸送することができないでしょう。一度配管内に入ると熱が失われ、大量の凝縮液が生じてしまうのではないでしょうか？この問題にこだわる必要はありません。重要なのは、廃熱ボイラーの効率がどうか、そして生成された蒸気が適切に活用されているかということです！