前面已经说明，空化是一个相变过程。之所以存在空化现象，是因为物质的状态和性质会随着温度和压强的变化而变化。一般而言，在低温和高压条件下，物质处于固态；在中等温度和压强下，物质处于液态；在高温低压下，物质处于气态；在极高温和极低压下物质可能处于等离子态。

为了更清楚地说明上述过程，图1-2定性地给出了物质的相或状态变化规律。在一定的压强下，改变温度，或者在一定的温度下，改变压强，物质将从一种状态向另一种状态转变。图中T称为三相点，在该点物质的固相、液相和汽（气）相能够平衡地共存。也就是说，在该点上物质具有可选择的3种稳定的物质状态。C点称为临界点，在C点以上，物质的液相和汽（气）相间已无区别，液相的表面张力和汽化潜热都为零，物质作为液相和汽相的折射率也变得相等，液相和汽相间已无边界，其一切物理性质都相同。临界温度以上的物质称为超临界流体状态，无液态和汽态之分。由T点到C点的曲线T-C称为饱和液体线或汽化线（The saturated liquid/vapor line）。曲线是根据两种共存相的化学势相同这个事实定义的。沿此线物质的液相和汽相可以平衡地共存，在一定压力下，当物质被加热时温度升高，物质的状态由液相蒸发变为蒸汽；当物质被冷却而放热时则由蒸汽凝结为液体，这就是沸腾和冷凝过程。当温度不变时，压力降低，物质状态由液相转变为汽相；压力升高，物质状态由汽相转变为液相，这就是空化发生与发展的过程。如图1-3所示，当环境温度为T时，液相与汽相的相变压力为pv，即饱和蒸汽压，它是温度的函数。从理论上，pv是空化发生的极限压强。

图1-2　物质的相或状态变化规律

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图1-3　不同流体的饱和蒸汽压随温度的变化曲线

饱和蒸汽压与流体介质属性有关，不同物质的饱和蒸汽压不同，同一个物质在不同温度下有不同的饱和蒸汽压，饱和蒸汽压随温度变化的函数可以用Clausius-Clapeyron方程近似得到，即

式中，ρl和ρv分别为饱和液体和饱和气体的密度；L为汽化潜热。

图1-3给出了水、液氢、液氮等不同流体介质的饱和蒸汽压随温度的变化曲线，不同物质的饱和蒸汽压均随着温度的升高而增大。图中，Tc为临界温度。