工程上所用的水蒸气通常是水定压沸腾汽化而产生的。为便于分析，假设水在气缸内进行定压加热，其结果是一样的。原理如图1-13所示。

设气缸内有1kg、初温为t℃的纯水，活塞上的总压力为p，增减活塞上的重物可使水处在指定压力下定压吸热。当水温低于对应压力的饱和温度时，水处于未饱和状态。此时的水称为过冷水，或未饱和水。如图1-13（a）所示。对未饱和水加热，水温逐渐升高，水的比体积稍有增大，熵增大，焓增大。当水温达到压力p对应的饱和温度t s时，水成为饱和水，如图1-13（b）所示。参数分别为v′、s′、h′及t s、p。水在定压下从未饱和状态加热到饱和状态称为预热阶段，所需的热量称为液体热，用ql表示。

图1-13　水的定压汽化原理

在定压下，饱和水继续加热，水开始沸腾汽化。此时，饱和压力不变，饱和温度也不变。这种蒸汽和水的混合物称为湿饱和蒸汽（简称湿蒸汽），如图1-13（c）所示；继续加热直至水全部变成蒸汽，这时的蒸汽称为干饱和蒸汽（简称饱和蒸汽），参数分别为v″、s″、h″及t s、p，如图1-13（d）所示。在由饱和水定压加热为干饱和蒸汽的过程中，工质的比体积随蒸汽增多而迅速增大，但气、液温度不变。水在定压下由饱和水状态加热到饱和蒸汽状态称为汽化阶段，所需的热量称为汽化潜热，用γ表示。

对饱和蒸汽继续定压加热，蒸汽温度将升高，比体积增大，这时的蒸汽称为过热蒸汽，如图1-13中（e）所示。其温度超过饱和温度之值称为过热度。过热过程中蒸汽吸收的热量称为过热热，用q sup表示。上述由过冷水定压加热为过热蒸汽的过程在p—v及T—s图上可用10 1′1″1表示，如图1-14所示。改变压力p可得类似上述的汽化过程20 2′2″2、30 3′3″3等。不同压力下的饱和温度不同，因而其相应的各状态点也不同。(www.daowen.com)

图1-14　水蒸气的p—v图和T—s图

试验表明，随着压力的升高，汽化过程缩短。压力越高，饱和水与饱和蒸汽参数越接近，差别越小。当压力升高到22.064MPa时，ts＝373.99℃，v′＝v″＝0.003106m3/kg，如图1-14中点C所示。此时饱和水和饱和蒸汽已不再有分别，此点称为水的临界点，其压力、温度和比体积分别称为临界压力、临界温度、临界比体积，分别用p cr、tcr、vcr表示。

在p—v图及T—s图上，将饱和水的状态点1′、2′、3′、…连接起来，得到曲线C-Ⅱ，称为饱和水线或下界限线。将干饱和蒸汽的状态点1″、2″、3″、…连接起来，得曲线C-Ⅲ，称为饱和蒸汽线或上界限线。两曲线的交点即为临界点C。

为了便于记忆，把水蒸气的p—v图及T—s图总结为一点、二线、三区、五态。一点为临界点；二线为饱和水线和饱和蒸汽线；三区为未饱和水区（或过冷水区）—下界线左方、湿蒸汽区—两界线之间、过热蒸汽区—饱和蒸汽线的右方；五态为未饱和水（过冷水）状态、饱和水状态、湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态、过热蒸汽状态。