Thermodynamic Properties of Steam & Steam Tables MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Thermodynamic Properties of Steam & Steam Tables - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

स्थिर दाब पर 1 किलो बर्फ को 1 किलो अतितापित भाप में बदलने के परिवर्तन का आलेखीय निरूपण t-h आरेख (तापमान-एन्थैल्पी आरेख) का उपयोग करके दर्शाया गया है। इस प्रकार का आरेख इस प्रक्रिया में शामिल विभिन्न चरण परिवर्तनों और ऊर्जा विनिमयों को देखने और समझने के लिए विशेष रूप से उपयोगी है।

जब बर्फ से अतितापित भाप में परिवर्तन पर विचार किया जाता है, तो t-h आरेख पर कई महत्वपूर्ण चरणों की पहचान की जा सकती है:

• बर्फ का गर्म होना: जैसे ही स्थिर दाब पर बर्फ में ऊष्मा जोड़ी जाती है, उसका तापमान तब तक बढ़ता है जब तक कि वह गलनांक तक नहीं पहुँच जाता। यह t-h आरेख पर एक ढलान वाली रेखा द्वारा दर्शाया गया है।
• बर्फ का पिघलना: गलनांक पर, तापमान स्थिर रहता है जबकि बर्फ गलन की गुप्त ऊष्मा को अवशोषित करता है और द्रव जल में परिवर्तित हो जाता है। यह चरण t-h आरेख पर एक क्षैतिज रेखा के रूप में दर्शाया गया है।
• पानी का गर्म होना: एक बार जब सारी बर्फ पिघल जाती है, तो अधिक ऊष्मा जोड़ने पर द्रव जल का तापमान बढ़ने लगता है। यह चरण t-h आरेख पर एक और ढलान वाली रेखा द्वारा दर्शाया गया है।
• पानी का उबलना: क्वथनांक पर, तापमान फिर से स्थिर रहता है जबकि पानी वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा को अवशोषित करता है और भाप में परिवर्तित हो जाता है। यह t-h आरेख पर एक और क्षैतिज रेखा के रूप में दिखाया गया है।
• भाप का अतितापन: एक बार जब सारा पानी वाष्पित हो जाता है, तो अतिरिक्त ऊष्मा जोड़ने पर भाप का तापमान और बढ़ जाता है। यह अंतिम चरण t-h आरेख पर एक ढलान वाली रेखा द्वारा दर्शाया गया है।

t-h आरेख इन चरण परिवर्तनों और बर्फ से अतितापित भाप में परिवर्तन में शामिल संबंधित ऊर्जा विनिमयों का एक स्पष्ट और व्यापक दृश्य प्रदान करता है। तापमान (t) को y-अक्ष पर और एन्थैल्पी (h) को x-अक्ष पर प्लॉट किया गया है। आरेख प्रभावी ढंग से दिखाता है कि चरण परिवर्तनों (पिघलना और उबलना) के दौरान तापमान कैसे स्थिर रहता है और प्रत्येक चरण (बर्फ, पानी और भाप) के गर्म होने के दौरान यह कैसे बढ़ता है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 4: t-h आरेख

यह विकल्प स्थिर दाब पर 1 किलो बर्फ को 1 किलो अतितापित भाप में बदलने के परिवर्तन को दर्शाने के लिए उपयोग किए जाने वाले आलेखीय निरूपण की सही पहचान करता है। t-h आरेख इस प्रक्रिया के दौरान तापमान और एन्थैल्पी परिवर्तनों को प्रभावी ढंग से दिखाता है।

Additional Information

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: u-v आरेख

u-v आरेख आंतरिक ऊर्जा (u) बनाम विशिष्ट आयतन (v) का एक प्लॉट है। जबकि यह आरेख ऊष्मागतिकी विश्लेषण में उपयोगी हो सकता है, यह आमतौर पर बर्फ से अतितापित भाप के परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करने के लिए उपयोग नहीं किया जाता है। चरण संक्रमणों के दौरान तापमान और एन्थैल्पी परिवर्तनों को देखने के लिए t-h आरेख अधिक उपयुक्त है।

विकल्प 2: h-s आरेख

h-s आरेख, जिसे मोलियर आरेख के रूप में भी जाना जाता है, एन्थैल्पी (h) को एन्ट्रापी (s) के विरुद्ध आलेखित करता है। यह आरेख आमतौर पर ऊष्मागतिकी में ऊष्मा और कार्य से जुड़ी प्रक्रियाओं का विश्लेषण करने के लिए उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से भाप टर्बाइन और प्रशीतन चक्रों के संदर्भ में। हालांकि, यह विशेष रूप से स्थिर दाब पर बर्फ से अतितापित भाप के परिवर्तन को चित्रित करने के लिए उपयोग नहीं किया जाता है।

विकल्प 3: p-v आरेख

p-v आरेख दाब (p) को विशिष्ट आयतन (v) के विरुद्ध प्लॉट करता है। यह आरेख अक्सर गैसों के व्यवहार और इंजनों और कम्प्रेसर के प्रदर्शन का विश्लेषण करने के लिए उपयोग किया जाता है। जबकि p-v आरेख दाब और आयतन के बीच संबंधों को समझने के लिए मूल्यवान है, यह बर्फ से अतितापित भाप के परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करने के लिए सबसे अच्छा विकल्प नहीं है, जिसमें तापमान और एन्थैल्पी परिवर्तन शामिल हैं।

निष्कर्ष:

स्थिर दाब पर बर्फ से अतितापित भाप में परिवर्तन को समझने में विभिन्न चरण परिवर्तनों और होने वाले ऊर्जा विनिमयों को पहचानना शामिल है। t-h आरेख इस प्रक्रिया के लिए सबसे उपयुक्त आलेखीय निरूपण है, क्योंकि यह प्रत्येक चरण संक्रमण के दौरान तापमान और एन्थैल्पी परिवर्तनों को प्रभावी ढंग से दिखाता है। जबकि u-v, h-s और p-v आरेख जैसे अन्य आरेखों का थर्मोडायनामिक विश्लेषण में अपना अनुप्रयोग है, वे बर्फ से अतितापित भाप के विशिष्ट परिवर्तन को देखने के लिए उतने उपयुक्त नहीं हैं।

व्याख्या:

कथन A: दिए गए दाब पर, अतितापित भाप में कार्य करने की क्षमता तुलनात्मक रूप से अधिक होगी।

• अतितापित भाप वह भाप है जिसे उसके संतृप्त तापमान से परे गर्म किया गया है, जिसका अर्थ है कि यह दिए गए दाब पर क्वथनांक से अधिक तापमान पर मौजूद है। यह अतिरिक्त ऊष्मा भाप की ऊर्जा सामग्री को उसके दाब को बढ़ाए बिना बढ़ा देती है। परिणामस्वरूप, समान दाब पर संतृप्त भाप की तुलना में अतितापित भाप अधिक कार्य कर सकती है क्योंकि इसमें यांत्रिक कार्य में रूपांतरण के लिए अधिक तापीय ऊर्जा उपलब्ध है। इसलिए, कथन A सत्य है।

शुष्कता अंश:

• शुष्कता अंश भाप की गुणवत्ता का एक माप है, जो भाप और पानी के मिश्रण में भाप के अनुपात को दर्शाता है। इसे शुष्क भाप के द्रव्यमान को मिश्रण के कुल द्रव्यमान (शुष्क भाप और पानी) से विभाजित करके परिभाषित किया जाता है। 1 का शुष्कता अंश पूरी तरह से शुष्क संतृप्त भाप को इंगित करता है, जबकि कम मान पानी की उपस्थिति को इंगित करता है। इसलिए, कथन B सत्य है।

कथन C: आर्द्र भाप मौजूद नहीं है।

• आर्द्र भाप संतृप्त भाप और जल की बूंदों का मिश्रण है। यह कई व्यावहारिक अनुप्रयोगों में भाप का एक सामान्य चरण है, विशेष रूप से भाप इंजन और बॉयलर में जहाँ भाप उत्पन्न होती है और उपयोग की जाती है। इसलिए, कथन C असत्य है क्योंकि आर्द्र भाप मौजूद है।

स्पष्टीकरण:

अतितापक:

• अतितापक एक उपकरण है जिसका उपयोग संतृप्त भाप या आद्र भाप को अतितापित भाप या शुष्क भाप में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है।
• अतिउष्ण भाप का उपयोग बिजली उत्पादन के लिए भाप टर्बाइनों, भाप इंजनों और भाप सुधार जैसी प्रक्रियाओं में किया जाता है।
• जबकि अतितापक में भाप का तापमान बढ़ता है, दबाव बॉयलर के समान ही रहता है।

मितोपयोजित्र:

• इसे फीडवॉटर हीटर के नाम से भी जाना जाता है। यह एक ऐसा उपकरण है जिसमें फ़्लू गैसों की अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग फीड वॉटर को गर्म करने के लिए किया जाता है।
• मितोपयोजित्र में, समग्र दक्षता में सुधार करने के लिए फ़्लू गैसों का उपयोग करके भरण जल को पहले से गरम किया जाता है और केवल समझदार ऊष्मा हस्तांतरण हो रहा है, इसलिए भरण जल को भाप में परिवर्तित किए बिना गर्म किया जाता है। इसलिए, मितोपयोजित्र को अतितापक के बाद रखा जाता है और भरण जल परिपथ में स्थित होता है।

मितोपयोजित्र के कार्य:

• ईंधन की खपत कम करें।
• तरल पदार्थ को पहले से गर्म करना (स्टीम बॉयलर के मामले में फीड-वाटर)
• बिजली संयंत्र की दक्षता बढ़ जाती है।

वर्णन:

मोलियर आरेख: 

• डॉ. मोलियर ने 1904 में, एंट्रॉपी के विरुद्ध कुल ऊष्मा का आलेखन करने के विचार की कल्पना की थी, और उनका आरेख किसी भी अन्य एंट्रॉपी आरेख की तुलना में अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि वाष्प चक्रों पर किए गए कार्य को इस आरेख से सीधे लंबाई के रूप में मापा जा सकता है; जबकि T-s आरेख पर इसे एक क्षेत्रफल द्वारा दर्शाया जाता है।
• मोलियर आरेख तापीय धारिता (h) बनाम एंट्रॉपी (s) आरेख होता है। 
• इसमें तापीय धारिता बनाम एंट्रॉपी निर्देशांक पर बनाये गए स्थिर दबाव रेखाएं, स्थिर तापमान रेखाएं और स्थिर आयतन रेखाओं की एक श्रेणी शामिल होती है। 
• T-ds समीकरण से:

 Tds = dh – vdp

दो-चरण वाले क्षेत्र में स्थिर दबाव और स्थिर तापमान रेखाएं एक-दूसरे से मेल खाती है। 

\({\left( {\frac{{\partial h}}{{\partial s}}} \right)_p} = T\)

• h-s निर्देशांक पर समताप-रेखा का ढलान निरपेक्ष तापमान के बराबर होता है। यदि तापमान स्थिर रहता है, तो ढलान भी स्थिर रहेगा। 
• यदि तापमान बढ़ता है, तो समताप-रेखा का ढलान भी बढ़ेगा।
• संतृप्त द्रव्य और संतृप्त वाष्प के लिए अर्थात् डोम में तापमान और दबाव स्थिर रहेगा। 

                               आकृति: मोलियर आरेख

• मोलियर आरेख में ऊर्ध्वाधर रेखा समऐन्ट्रॉपिक प्रक्रिया (s = C) को दर्शाती है। 
• मोलियर आरेख में क्षैतिज रेखा सम-एन्थल्पी प्रक्रिया (h = C) को दर्शाती है।  

इसलिए, कथन A और B सत्य हैं, जबकि कथन C गलत है।

वर्णन:

शुष्क भाप या संतृप्त भाप को वाष्प गुणवत्ता या शुष्कता कारक (x) के रूप में वर्णित किया जाता है, जो एकल के बराबर है। 

जब वाष्प की गुणवत्ता 0 के बराबर होती है, तो इसे संतृप्त द्रव्य अवस्था (एकल-चरण) के रूप में संदर्भित किया जाता है। 

इसके अलावा, जब वाष्प की गुणवत्ता 1 के बराबर होती है, तो इसे संतृप्त वाष्प अवस्था या शुष्क भाप (एकल-चरण) के रूप में संदर्भित किया जाता है। 

इन दो अवस्थाओं के बीच वाष्प-द्रव्य मिश्रण या नम भाप (दो-चरण वाला मिश्रण) मौजूद होता है। स्थिर दबाव पर ऊर्जा का संवर्धन मिश्रण के तापमान को परिवर्तित नहीं करता है, लेकिन वाष्प की गुणवत्ता और विशिष्ट आयतन परिवर्तित होता है। 

शुष्क भाप (100% गुणवत्ता) की स्थिति में इसमें उस दबाव पर उपलब्ध गुप्त ऊष्मा का 100% शामिल होता है। वह संतृप्त द्रव्य पानी जिसमें कोई गुप्त ऊष्मा नहीं होती है और इसलिए 0% गुणवत्ता होती है, इसलिए इसमें केवल संवेदी ऊष्मा शामिल होगी। 

शुष्कता भिन्न को शुष्क भाप के द्रव्यमान तथा मिश्रण में शुष्क भाप और पानी के संयोजित द्रव्यमान के रूप में परिभाषित किया जाता है। इसे x द्वारा दर्शाया गया है। 

\(Dryness\;fraction\;\left( x \right) = \frac{{mass\;of\;vapour\;\left( {{m_v}} \right)}}{{mass\;of\;vapour\;\left( {{m_v}} \right) + mass\;of\;liquid\;\left( {{m_l}} \right)}}\)

संतृप्त द्रव्य के लिए x = 0

संतृप्त वाष्प के लिए = 1

शुष्कता भिन्न का मान 0 और 1 के बीच होता है। 

सूचना:

शब्द गुणवत्ता का प्रयोग नम वाष्प क्षेत्र में किया जाता है और यह अतितापित या संपीडित वाष्प क्षेत्रों में विशिष्ट नहीं होता है। 

अतितापित वाष्प के तापमान और उस दबाव पर संतृप्ति तापमान के बीच का अंतर अतिताप या अतिताप की डिग्री कहलाता है। 

यदि किसी तरल पदार्थ का तापमान इसके दबाव से संबंधित इसके संतृप्ति तापमान से अधिक होता है, तो तरल पदार्थ को अतितापित वाष्प कहा जाता है। अतितापित वाष्प के तापमान और इसके दबाव के संबंध में संतृप्ति तापमान के बीच का अंतर अतिताप की डिग्री कहलाता है।

व्याख्या:

• रुद्धोष्म प्रक्रिया: यह ऊष्मागतिक प्रक्रिया है जिसमें प्रक्रिया के दौरान प्रणाली और उसके परिवेश के बीच ऊष्मा और द्रव्यमान का आदान-प्रदान नहीं होता है।
• रुद्धोष्म प्रक्रिया या तो उत्क्रमणीय या अनुत्क्रमणीय हो सकती है।
• रुद्धोष्म प्रक्रिया होने के लिए आवश्यक शर्तें है:
  1. प्रणाली को परिवेश से पूरी तरह से अवरोधित होना चाहिए।
  2. प्रक्रिया को जल्दी से पूरा किया जाना चाहिए ताकि ऊष्मा और द्रव्यमान स्थानांतरण के लिए पर्याप्त समय न हो।
• रुद्धोष्म प्रक्रिया समीकरण:

⇒ PVγ = स्थिरांक

आद्र वाष्प के रुद्धोष्म प्रसार के दौरान ठंडा होने के कारण शुष्कता अंश कम हो सकता है या घर्षण के कारण बढ़ सकता है।

शुष्कता अंश को प्रभावित करने वाले कारक:

• प्रारंभिक शुष्कता अंश: आद्र वाष्प का प्रारंभिक शुष्कता अंश परिणाम पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। यदि प्रारंभिक शुष्कता अंश उच्च (1 के करीब) है, तो विस्तार के दौरान इसके उल्लेखनीय रूप से कम होने की संभावना कम है।
• तापमान और दबाव में परिवर्तन: रुद्धोष्म विस्तार के दौरान, वाष्प का तापमान और दबाव बदल जाता है। इन परिवर्तनों की विशिष्ट दिशा और परिमाण वाष्प में पानी के चरण परिवर्तन व्यवहार को प्रभावित करते हैं। तापमान और दबाव में गिरावट के आधार पर, कुछ तरल पानी वाष्पित हो सकता है, जिससे शुष्कता अंश बढ़ सकता है, या कुछ वाष्प संघनित हो सकता है, जिससे शुष्कता अंश कम हो सकता है।
• घर्षण: जबकि रुद्धोष्म विस्तार का तात्पर्य कोई ऊष्मा हस्तांतरण नहीं है, वाष्प के भीतर आंतरिक घर्षण स्थानीय स्तर पर ऊष्मा उत्पन्न कर सकता है। यह ऊष्मा चरण परिवर्तन व्यवहार को प्रभावित कर सकती है, संभावित रूप से कुछ वाष्पीकरण को बढ़ावा दे सकती है और शुष्कता अंश को बढ़ा सकती है।
• विशिष्ट ऊष्मा क्षमताएँ: वाष्प और पानी की विशिष्ट ऊष्मा क्षमताएँ भी एक भूमिका निभाती हैं। यदि विस्तार के दौरान तापमान में गिरावट वाष्प घटक की तुलना में तरल जल घटक के लिए अधिक प्रमुख है, तो इसके परिणामस्वरूप कम संघनन हो सकता है और शुष्कता अंश में संभावित वृद्धि हो सकती है।

स्पष्टीकरण :

क्रांतिक बिंदु :

क्रांतिक बिंदु पर द्रव बिना दो-फेज संक्रमण के प्रत्यक्ष रूप से वाष्प में परिवर्तित होता है।

क्रांतिक बिंदु पर पानी के लिए:

Pcr = 220.6 bar = 22.06 MPa

Tcr = 373.95oC

vcr = 0.005155 m3/kg

एक क्रांतिक बिंदु पर वाष्पीकरण की तापीय धारिता शून्य है।

नीचे दी गई आकृति शुद्ध पदार्थ (पानी) के लिए P-V आरेख का प्रतिनिधित्व करती है।

वर्णन:

संकल्पना:

भाप के विशिष्ट आयतन को निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है

v = v_f + xv_fg

v = vf + x(v_g - v_f)

जहाँ v नम क्षेत्र में किसी बिंदु पर आयतन है, vf संतृप्त द्रव्य पर आयतन है, vg संतृप्त वाष्प का आयतन है, और x भाप की गुणवत्ता है। 

यदि भाप वाष्प क्षेत्र (संतृप्त द्रव्य-वाष्प क्षेत्र) में होता है, तो इसे नम भाप कहा जाता है। 

गणना:

दिया गया है:

x = 80 % = 0.8, vf = 0.011 m3/kg और vg = 0.3071 m3/kg.

v = vf + x (vg - vf)

v = 0.011 + 0.8 (0.3071 - 0.011)

v = 0.248

v = 0.25 m3/kg. 

Additional Information

नम क्षेत्र में तापीय धारिता की गणना निम्न द्वारा की गयी है

h = h_f + xh_fg

h = hf  + x( hg - hf)    

जहाँ h नम क्षेत्र में किसी बिंदु पर तापीय धारिता है, hf संतृप्त द्रव्य पर तापीय धारिता है, hg संतृप्त वाष्प पर तापीय धारिता है और x भाप की गुणवत्ता है। 

नम क्षेत्र में एंट्रॉपी की गणना द्वारा की गयी है

s = s_f + xs_fg

s = s_f + x(s_g - s_f)

जहाँ s नम क्षेत्र में किसी बिंदु पर एंट्रॉपी है, sf संतृप्त द्रव्य पर एंट्रॉपी है, sg संतृप्त वाष्प पर एंट्रॉपी है और x भाप की गुणवत्ता है। 

स्पष्टीकरण:

अतितापन​ की डिग्री:

यह अतितापित ​वाष्प के तापमान और दिए गए दबाव के संतृप्ति तापमान के बीच का अंतर है।

तो, अतितापित की डिग्री = tsup - ts 

जहाँ, tsup  = अतितापित ​वाष्प का तापमान

ts  = वाष्प जनित्र के दिए गए दबाव के अनुरूप संतृप्ति तापमान

अतितापन​:

निरंतर दबाव पर अतितापन वाष्प के इकाई द्रव्यमान को शुष्क संतृप्त वाष्प के इकाई द्रव्यमान में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है।

अतितापन = Cp  × (tsup  - ts) kJ/kg

व्याख्या:

अतितापित वाष्प:

• वाष्प की अवस्था संतृप्त वाष्प रेखा या वाष्प की अवस्था से परे होती है जिस पर तापमान संतृप्त वाष्प से अधिक होता है।
• एक अतितापित क्षेत्र एक एकल चरण क्षेत्र (केवल वाष्प) है, तापमान और दबाव अब निर्भर नहीं हैं।
• यदि वाष्प केवल एक चरण (अतितापित वाष्प) में मौजूद है, तो स्थिति के पूर्ण विनिर्देश के लिए दो स्वतंत्र चर, दबाव और तापमान निर्दिष्ट करना आवश्यक है। अतितापित वाष्प तालिका में, गुण- v, u, h, और s- को किसी दिए गए दबाव के लिए संतृप्ति तापमान से कुछ तापमान तक सारणीबद्ध किया जाता है।

अतिरिक्त जानकारी

आद्र वाष्प:

• वाष्प की वह अवस्था जिसमें नमी या पानी के कणों की बूंदों को निलंबन में रखा जाता है, गीली वाष्प कहलाती है।
• नमी या पानी के कण ब्लेड के क्षरण से टरबाइन के यांत्रिक भागों की दक्षता और क्षति में कमी का कारण बनते हैं।

शुष्क संतृप्त वाष्प:

• वाष्प की वह अवस्था जो संतृप्त वाष्प रेखा पर स्थित होती है, शुष्क संतृप्त वाष्प कहलाती है। यह किसी भी आद्र या पानी की बूंदों से मुक्त है।

गणना:

दिया गया है:

दबाव, P = 0.5 MPa, तापीय धारिता, h₂ = 2890 kJ/kg

T1 = 200°C, h1 = 2855 kJ/kg

T3 = 250°C, h3 = 2960 kJ/kg

दी गई तापीय धारिता h₂, h₁ (200°C पर तापीय धारिता) और h₃ (250°C पर तापीय धारिता) के बीच स्थित है।

इंटरपोलेशन की विधि का उपयोग करके, हम तापमान की गणना निम्नानुसार कर सकते हैं:

\(\frac{T_2 - T_1}{T_3 - T_2} = \frac{h_2 - h_1}{h_3 - h_2}\)

सभी ज्ञात मानों को उपरोक्त समीकरण में रखें:

\(\frac{T_2 - 200}{250 - T_2} = \frac{2890 - 2855}{2960 - 2890}\)

T₂ - 200 = 0.5(250 - T₂)

2T₂ - 400 = 250 - T₂

3T2 = 650

T₂ = 216.67°C

2890 kJ/kg की विशिष्ट तापीय धारिता (h) वाले 0.5 MPa के दबाव पर पानी का तापमान 216.67°C है।

स्पष्टीकरण:

भाप सारिणी:

यह उष्मागतिकी डेटा है जिसमें पानी या भाप के गुण होते हैं।

संतृप्त भाप सारिणी में, डेटा, हमेशा भाप को संतृप्ति या क्वथनांक पर संदर्भित करता है।

यदि संतृप्त भाप को उसके क्वथनांक के बाद एक दिए गए स्थिर दाब पर और अधिक गर्म किया जाता है तो वह अतितप्त भाप में परिवर्तित हो जाएगी।

Additional Informationक्रांतिक दाब:

यह एक क्रांतिक तापमान पर द्रव का वाष्प दाब है जिसके ऊपर विशिष्ट तरल और गैस अवस्था मौजूद नहीं होती हैं।

स्पष्टीकरण:

संतृप्ति अवस्था:

• संतृप्ति अवस्था एक ऊष्मागतिकी अवस्था है जहां एक पदार्थ किसी दिए गए तापमान और दाब पर अपने तरल और वाष्प प्रावस्थाओं के बीच संतुलन में होता है। इस अवस्था में, पदार्थ तरल और वाष्प दोनों प्रावस्थाओं के मिश्रण के रूप में मौजूद होता है, और तरल और वाष्प प्रावस्थाओं में पदार्थ की सांद्रता स्थिर होती है। शब्द "संतृप्ति" इस तथ्य को संदर्भित करता है कि पदार्थ उस दिए गए तापमान और दाब पर वाष्प प्रावस्थाओं को बनाए रखने की अपनी अधिकतम क्षमता पर है।
• संतृप्ति अवस्था में, प्रणाली में कोई भी अतिरिक्त ऊष्मा या द्रव्यमान स्थानांतरण तापमान या दाब के परिवर्तन के बिना प्रावस्था परिवर्तन का कारण बनेगा। उदाहरण के लिए, यदि हम किसी तरल को स्थिर दाब पर तप्त करते हैं, तो तरल का तापमान तब तक बढ़ जाएगा जब तक वह संतृप्ति तापमान तक नहीं पहुंच जाता, जिस बिंदु पर तरल और वाष्प चरणों के बीच संतुलन बनाए रखने के लिए कुछ तरल वाष्पीकृत होना शुरू हो जाएगा। वाष्पीकरण की इस प्रक्रिया के दौरान तापमान स्थिर रहेगा, और आगे के ताप स्थानांतरण से तब तक अधिक वाष्पीकरण होगा जब तक कि सारा तरल वाष्पीकृत न हो जाए।
• इसी तरह, यदि हम एक स्थिर तापमान और दाब पर एक संतृप्त तरल में अधिक पदार्थ मिलाते हैं, तो तरल तब तक वाष्पित होना शुरू हो जाएगा जब तक कि तरल और वाष्प प्रावस्थाओं में पदार्थ की सांद्रता एक स्थिर मान तक नहीं पहुंच जाती।

वर्णन:

शुष्क भाप या संतृप्त भाप को वाष्प गुणवत्ता या शुष्कता कारक (x) के रूप में वर्णित किया जाता है, जो एकल के बराबर है। 

जब वाष्प की गुणवत्ता 0 के बराबर होती है, तो इसे संतृप्त द्रव्य अवस्था (एकल-चरण) के रूप में संदर्भित किया जाता है। 

इसके अलावा, जब वाष्प की गुणवत्ता 1 के बराबर होती है, तो इसे संतृप्त वाष्प अवस्था या शुष्क भाप (एकल-चरण) के रूप में संदर्भित किया जाता है। 

इन दो अवस्थाओं के बीच वाष्प-द्रव्य मिश्रण या नम भाप (दो-चरण वाला मिश्रण) मौजूद होता है। स्थिर दबाव पर ऊर्जा का संवर्धन मिश्रण के तापमान को परिवर्तित नहीं करता है, लेकिन वाष्प की गुणवत्ता और विशिष्ट आयतन परिवर्तित होता है। 

शुष्क भाप (100% गुणवत्ता) की स्थिति में इसमें उस दबाव पर उपलब्ध गुप्त ऊष्मा का 100% शामिल होता है। वह संतृप्त द्रव्य पानी जिसमें कोई गुप्त ऊष्मा नहीं होती है और इसलिए 0% गुणवत्ता होती है, इसलिए इसमें केवल संवेदी ऊष्मा शामिल होगी। 

शुष्कता भिन्न को शुष्क भाप के द्रव्यमान तथा मिश्रण में शुष्क भाप और पानी के संयोजित द्रव्यमान के रूप में परिभाषित किया जाता है। इसे x द्वारा दर्शाया गया है। 

\(Dryness\;fraction\;\left( x \right) = \frac{{mass\;of\;vapour\;\left( {{m_v}} \right)}}{{mass\;of\;vapour\;\left( {{m_v}} \right) + mass\;of\;liquid\;\left( {{m_l}} \right)}}\)

संतृप्त द्रव्य के लिए x = 0

संतृप्त वाष्प के लिए = 1

शुष्कता भिन्न का मान 0 और 1 के बीच होता है। 

सूचना:

शब्द गुणवत्ता का प्रयोग नम वाष्प क्षेत्र में किया जाता है और यह अतितापित या संपीडित वाष्प क्षेत्रों में विशिष्ट नहीं होता है। 

अतितापित वाष्प के तापमान और उस दबाव पर संतृप्ति तापमान के बीच का अंतर अतिताप या अतिताप की डिग्री कहलाता है। 

यदि किसी तरल पदार्थ का तापमान इसके दबाव से संबंधित इसके संतृप्ति तापमान से अधिक होता है, तो तरल पदार्थ को अतितापित वाष्प कहा जाता है। अतितापित वाष्प के तापमान और इसके दबाव के संबंध में संतृप्ति तापमान के बीच का अंतर अतिताप की डिग्री कहलाता है।

स्पष्टीकरण:

• क्रांतिक बिंदु पर संतृप्त द्रव्य और संतृप्त वाष्प बिंदु मिलते हैं। किसी पृथक फेज में दो फेजों को नहीं बनाया जा सकता है। वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा क्रांतिक बिंदु पर शून्य होती है।
  1. Pcr = 220.6 बार = 22.06 MPa
  2. Tcr = 373.95oC
  3. vcr = 0.005155 m3/kg
• क्रांतिक बिंदु पर द्रव्य दो-चरण के परिवर्तन के बिना प्रत्यक्ष रूप से वाष्प में परिवर्तित होता है। इसलिए, क्रांतिक बिंदु पर वाष्पीकरण की तापीय धारिता शून्य होती है।

• नीचे दिया गया आरेख एक शुद्ध पदार्थ (पानी) के लिए P-V आरेख को दर्शाता है।