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水は、固体−液体−気体として存在することができ、その状態により氷−水−蒸気と呼ばれる。例えば、一定圧力のもとで水を加熱すると温度は上昇し、その圧力に相当した一定温度に達すると温度上昇は止まり沸騰が始まる。この温度をその圧力に相当する「飽和温度」といい、その時の圧力をその温度に対する「飽和圧力」という。
標準気圧の時、水の飽和温度は100℃で、圧力が高くなるに従って飽和温度は高くなり、それぞれの圧力に対しその飽和温度は一定の関係にある。
飽和温度の水を「飽和水（沸騰水）」といい、蒸発してできた蒸気を「飽和蒸気」という。 この飽和蒸気は、放熱や熱の利用により凝縮水へ状態変化する。
この凝縮水を「復水」あるいは「ドレン」と呼ぶ。
蒸気が熱媒体として最も一般的に利用される理由には、物理的、及び化学的性質に優れ、また経済性にも優れていることが挙げられる。
| 物理的性質 |
| 1. |
常温では液体（水）であり、加熱することで容易に気体（蒸気）となる。 |
| 2. |
比熱が大きく、蒸発熱（潜熱）も大きい。 |
| 3. |
伝熱特性がよく、凝縮後の容積減少が著しい。 |
| 4. |
温度上昇に伴い、圧力が高くなる。 |
| 化学的性質 |
| 5. |
腐食性がなく、人体に無害である。 |
| 6. |
化学的安定性が優れ、引火の危険がない。 |
| その他の性質 |
| 7. |
動力源として利用した後の排蒸気（熱）を再度、加熱源として利用できる。 |
| 8. |
低コストで容易に多量を得られる。 |
| 9. |
熱の輸送、貯蔵、制御が容易にできる。 |
圧力とは、単位面積上に作用する力のことで、その大小は圧力計よって測られる。
一般に、面積1cm2上に働く力（kg）を単位（kg/cm2）とする。 SI単位ではパスカル（Pa）で表す。
＜圧力の換算＞
1kg/cm2 ＝0.0980665×106Pa＝0.0980665×103kPa
＝0.0980665MPa
1MPa＝10.197kg/cm2
大地が地表上に及ぼす圧力は、ほぼ1kg/cm2 に等しい。正確には、温度0℃において760mmの高さの水銀柱が、その底面に及ぼす圧力（760mmHg）を標準気圧（1atm）という。これは1.033kg/cm2に相当し、SI単位では0.1013×106
Pa（101.325kPa）となる。
圧力計に表れる圧力をゲージ圧力（MPaG）といい、その値に大気圧を加えたものを絶対圧力（MPa abs）という。
熱さ、冷たさの度合いを表すもので、温度計によって測られます。 我が国（日本）では、温度単位に摂氏温度（℃）を用いる。
標準大気圧のもとで、純水の氷点（水が凍る温度）を0℃、蒸気点（水が沸騰する温度）を100℃と定め、この間を100等分したものを1度とする。
学問上考えられる最低の温度は−273℃であり、この 最低温度を0度とし、摂氏目盛りと等しい割合で表した温度を絶対温度といい、単位はケルビン（K）を用いる。
従って、摂氏温度t℃と絶対温度TKとの間には、T＝t＋273の関係がある。 （K：正確には273.15℃）
蒸気の容積を表すのに、質量1kgの蒸気の占める容積（m3）を単位として用いる。これを比容積（m3/kg）といい、蒸気の圧力、温度などの条件に応じて求められている。
従って、ある蒸気の全容積を求めるには、その蒸気の条件に応じた比容積に蒸気の質量（kg）を乗じればよい。比容積（蒸気容積）は、圧力（蒸気圧力）の上昇とともに減少する。
比容積の逆数、すなわち容積1m3当りの質量（kg）を比重量（kg/m3）という。
1kg（1リットル）の水がすべて蒸気に転換されると、1kgの蒸気が誕生する。しかし、ある質量が占める容積はその圧力によって変わる。標準大気圧では1kgの蒸気容積は1.673m3である。蒸気圧力が0.7MPaであれば蒸気容積は、わずか0.240m3となる。
温度の異なる2個の物体を接触させると、高温の物体は冷え、低温の物体は温まる。
熱は、高温物体から低温物体へ伝わるためです。 熱量（熱の量）を測る単位として、カロリー（cal）を用いる。標準気圧のもとで1gの純水温度を1℃だけ高めるのに必要な熱量を1calという。一般的には、1kgの純水の温度を1℃高めるのに必要な熱量を1kcalとして表す。
SI単位では、熱量（kJ）で表す。1kcal＝4.1868kJとなる。
水・蒸気の全熱量を表すのに、1kgの水・蒸気の全熱量をkcalに換算したものを単位として用いる。これを、「比エンタルピー（kcal/kg）」という。
SI単位では、比エンタルピー（kJ/kg）で表す。1kcal/kg＝4.1868kJ/kgとなる。
飽和水の比エンタルピーは、飽和水1kgの顕熱であり、飽和蒸気の比エンタルピーは、その飽和水の顕熱に潜熱を加えた値である。
物体によっては、同じ量の熱量を加えても温度の上がり方が違う。質量1kgの物体の温度を1℃だけ高めるのに要する熱量をその物体の「比熱」という。
質量1kgの水の温度を1℃高めるのに要する熱量は、1kcal（4.1868kJ）であるから水の比熱は、1[ kcal/(kg・℃)]、あるいは4.1868[kJ/(kg・K)]である。一般的に単位は表示しない。
比熱の小さい物体は、比熱の大きい物体に比べ、同じ熱量を加えた時の温度の上がり方が大きい。
気体の比熱は、液体・固体の比熱と異なり、2つの表し方があることを紹介しておく。
圧力一定で温度1℃上げる場合を定圧比熱（＝Cp）で表す。 容積一定で温度1℃上げる場合を定容比熱（＝Cv）で表す。
物質に熱が出入りすると、その熱が物質の温度変化に費やされた場合と、物質の状態変化に費やされた場合とがある。熱が出入りしても物質の状態変化はないが、出入りした熱量すべてが物質に蓄えられる温度変化となる。このような熱を「顕熱」という。
熱が出入りした時、物質の状態変化に熱が使われて、温度変化が起こらない。 このような状態変化に用いられる熱を「潜熱」という。
液体が蒸発のために使われる潜熱を、「蒸発熱」ともいう。 標準気圧のもとにおける水の蒸発熱は、水の質量1kgについて約539kcal/kgである。
SI単位では、約2,257kJ/kgとなる。
水を容器に入れて一定圧力のもとで熱すると、次第に水の温度は上がる。その圧力に相当した一定温度に達すると、温度上昇は止まり沸騰が始まる。
この温度をその圧力に相当する「飽和温度」といい、その時の圧力をその温度に対する「飽和圧力」という。
標準気圧の時、水の飽和温度は100℃で、圧力が高くなるに従って飽和温度は高くなり、それぞれの圧力に対しその飽和温度は一定の関係にある。
飽和温度の水を「飽和水」、蒸発してできた蒸気を「飽和蒸気」という。
一般に飽和蒸気には、ごくわずかな水分が含まれているので湿り飽和蒸気、又は湿り蒸気と呼ばれる。1kgの湿り蒸気の中に、χkgの乾き飽和蒸気と（1−χ）kgの水分が含まれている場合、χを「乾き度」、（1−χ）を「湿り度」と呼ぶ。一般的には、ボイラ出口の飽和蒸気は、乾き度0.95〜0.98程度の湿り飽和蒸気であるのが普通です。
蒸気の質はその「乾き度」によって表される。例えば、蒸気圧力0.7MPaにおける乾き度0.95の全熱量（比エンタルピー）は次のように計算できる。
h"[全熱量（比エンタルピー）]＝h'[顕熱]＋（0.95×r[潜熱]） ＝171.53＋（0.95×489.32）
＝636.38kcal/kg
＝2,664.4kJ/kg（SI単位：636.38×4.1868）
この値（636.38kcal/kg）は、飽和蒸気表の0.7MPaでの全熱量（比エンタルピー）より24.47kcal/kg（102.45kJ/kg）少ない値を示している。このように一般的な飽和蒸気は、乾き蒸気に比べて少ない熱量を有する。
乾き飽和蒸気を更に熱すると温度は上昇する。このように圧力に相当した飽和温度より高い温度の蒸気を「過熱蒸気」という。過熱蒸気の温度と同じ圧力の飽和蒸気での温度との差を「過熱度」と呼ぶ。
例えば、蒸気圧力1.0MPa（飽和温度：183℃）で過熱蒸気の温度が203℃の場合、過熱度は「20」となる。 飽和蒸気は容易に凝縮し易く、潜熱（蒸発のエンタルピー）を放出してしまうが、過熱蒸気はそのエンタルピーの一部が減少するだけで、飽和温度に低下するまでは、まったく凝縮することはない。
従って、過熱蒸気の用途としてはタービン等の動力用に適しており、熱交換器などの加熱用には飽和蒸気を利用するのが一般的とされている。
蒸気を熱源とした利用方法には、被加熱物を生蒸気で直接加熱する「直接加熱」と熱交換器などの伝熱面を介して加熱する「間接加熱」がある。
直接加熱は、蒸気の持つ全熱量（顕熱と潜熱）を被加熱物に与えるため蒸気圧力を適正に設定する必要がない。例えば、異なる蒸気圧力のもとで同じ熱量（418,600kJ）を利用したとする。
☆ 0.1MPaの場合（全熱量：2706.6kJ/kg）⇒ 418,066kJ÷2706.6kJ/kg＝155kg
☆ 1.0MPaの場合（全熱量：2779.7kJ/kg）⇒ 418,066kJ÷2779.7kJ/kg＝151kg
このように直接加熱での蒸気消費量は、ほとんど蒸気圧力の影響を受けない。むしろ直接加熱の場合は、蒸気の吹込み方法を検討することが重要となる。
間接加熱は、伝熱面を介して蒸気の持つ潜熱を被加熱物に伝える方式であり、そのために用いられる装置を熱交換器という。被加熱物には、潜熱（蒸気が復水へ状態変化する際に発生するエネルギー）のみを利用する方法が一般的である。蒸気は潜熱の放熱により凝縮し復水となる。この復水（顕熱）は、スチームトラップ（蒸気を逃がさず復水のみを排出する自力弁）から装置（熱交換器）外へ排出します。蒸気は性質上、圧力が高くなるほど保有する潜熱は減少し、復水の顕熱は増加する。
例えば、異なる蒸気圧力のもとで同じ熱量（418,600kJ）を利用したとする。
☆ 0.1MPaの場合（潜熱：2201.0kJ/kg）⇒ 418,066kJ÷2201.0kJ/kg＝190kg
☆ 1.0MPaの場合（潜熱：1998.3kJ/kg）⇒ 418,066kJ÷1998.3kJ/kg＝209kg
間接加熱の場合、復水（顕熱）はスチームトラップより排出する。この時の排出熱量は
☆ 0.1MPaの場合（顕熱：509.59kJ/kg）⇒ 190kg÷509.59kJ/kg＝ 96,062kJ
☆ 1.0MPaの場合（顕熱：781.36kJ/kg）⇒ 209kg÷781.36kJ/kg＝16,3304kJ
このように間接加熱の場合、不必要に高い圧力の蒸気を使用すると無駄にする熱量が多いことが分かる。加熱に必要な適正圧力の蒸気を供給することが、省エネルギー対策として重要である。
質量と重量の違い
質量は物質の量を表し、場所によって不変の量である。一方、重量や重さは、質量に働く引力を表しているので場所によって変わる。月面の引力は地上の1／6程度なので、重量も1／6程度軽くなる。しかし、質量は変わらない。地上の引力は、国によってほんの少し異なるので、重量もほんの少し異なるが、質量は変わらない。教科書や正しいカタログを見ると、質量という用語が使われている。カタログ等に重量とあって、その単位がkgとなっていれば、それは質量を表していると考えられる。従って、よくある質問Q＆Aの中では、物質の量を質量としている。
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