ไอน้ำร้อนยวดยิ่งคือไอน้ำที่มีอุณหภูมิสูงกว่าจุดระเหย ที่ ความดันสัมบูรณ์ ณ จุด ที่วัดอุณหภูมิ

ไอน้ำร้อนยวดยิ่งจึงสามารถเย็นตัวลง (สูญเสียพลังงานภายใน ) ได้ในระดับหนึ่ง ส่งผลให้อุณหภูมิลดลงโดยไม่เปลี่ยนสถานะ (เช่นการควบแน่น ) จากแก๊สไปเป็นส่วนผสมของ ไอน้ำ อิ่มตัวและของเหลวหากไอน้ำไม่อิ่มตัว (ส่วนผสมที่ประกอบด้วยทั้งไอน้ำและหยดน้ำ) ถูกให้ความร้อนที่ความดัน คง ที่ อุณหภูมิของมันก็จะยังคงที่เช่นกัน เนื่องจากคุณภาพของไอน้ำ (เช่น ความแห้ง หรือเปอร์เซ็นต์ของไอน้ำอิ่มตัว) เพิ่มขึ้นเข้าใกล้ 100% และกลายเป็นไอน้ำอิ่มตัวแห้ง (เช่น ไม่มีของเหลวอิ่มตัว) การให้ความร้อนอย่างต่อเนื่องจะทำให้ไอน้ำอิ่มตัวแห้งนั้น "ร้อนยวดยิ่ง" ซึ่งจะเกิดขึ้นหากไอน้ำอิ่มตัวสัมผัสกับพื้นผิวที่มีอุณหภูมิสูงกว่า

ไอน้ำร้อนยวดยิ่งและน้ำเหลวไม่สามารถอยู่ร่วมกันได้ภายใต้สมดุลทางเทอร์โมไดนามิกเนื่องจากความร้อนที่เพิ่มเข้ามาจะทำให้น้ำระเหยมากขึ้นและไอน้ำจะกลายเป็นไอน้ำอิ่มตัว อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดนี้อาจถูกละเมิดชั่วคราวในสถานการณ์ไดนามิก (ไม่สมดุล) ในการผลิตไอน้ำน้ำร้อนยวดยิ่งในโรงไฟฟ้าหรือสำหรับกระบวนการต่างๆ (เช่น การอบแห้งกระดาษ) ไอน้ำอิ่มตัวที่ดึงมาจากหม้อไอน้ำจะถูกส่งผ่านอุปกรณ์ทำความร้อนแยกต่างหาก (เครื่องทำความร้อนยิ่งยวด )ซึ่งจะถ่ายเทความร้อนเพิ่มเติมให้กับไอน้ำโดยการสัมผัสหรือโดยการแผ่รังสี

ไอน้ำร้อนยวดยิ่งไม่เหมาะสำหรับ การ ฆ่าเชื้อ^{[ 1 ]}เนื่องจากไอน้ำร้อนยวดยิ่งเป็นไอน้ำแห้ง ไอน้ำแห้งต้องมีอุณหภูมิสูงกว่ามากและต้องสัมผัสวัสดุเป็นเวลานานกว่าจึงจะมีประสิทธิภาพเท่ากัน หรือมีค่าการฆ่าเชื้อ F0 เท่ากัน ไอน้ำร้อนยวดยิ่งยังไม่เหมาะสำหรับการให้ความร้อน แม้ว่าจะมีพลังงานมากกว่าและสามารถทำงานได้มากกว่าไอน้ำอิ่มตัว แต่ปริมาณความร้อนนั้นมีประโยชน์น้อยกว่ามาก เนื่องจากไอน้ำร้อนยวดยิ่งมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเท่ากับอากาศ ทำให้เป็นฉนวนซึ่งเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดีไอน้ำอิ่มตัวมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่ผนังสูงกว่ามาก^{[ 2 ]}ไอน้ำร้อนยวดยิ่งเล็กน้อยอาจใช้สำหรับการฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ของไบโอฟิล์มบนพื้นผิวแข็ง^{[ 3 ]}

คุณค่าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของไอน้ำร้อนยวดยิ่งอยู่ที่พลังงานภายในมหาศาลที่สามารถนำมาใช้ในการสร้างปฏิกิริยาจลน์ผ่านการขยายตัวเชิงกลกับใบพัดกังหันและลูกสูบแบบเคลื่อนที่ไปมาซึ่งจะทำให้เพลาหมุน คุณค่าของไอน้ำร้อนยวดยิ่งในการใช้งานเหล่านี้คือความสามารถในการปลดปล่อยพลังงานภายในจำนวนมหาศาลในขณะที่ยังคงอยู่เหนืออุณหภูมิการควบแน่นของไอน้ำ ที่ความดันซึ่งกังหันปฏิกิริยาและเครื่องยนต์ลูกสูบแบบเคลื่อนที่ไปมาทำงานอยู่

สิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานเหล่านี้คือความจริงที่ว่าไอน้ำที่มีหยดของเหลวปะปนอยู่โดยทั่วไปจะไม่สามารถอัดได้ที่ความดันเหล่านั้น ในเครื่องยนต์ลูกสูบหรือกังหัน หากไอน้ำที่ทำงานเย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่หยดของเหลวก่อตัวขึ้น หยดน้ำที่ปะปนอยู่ในกระแสของเหลวจะกระทบกับชิ้นส่วนทางกลด้วยแรงมากพอที่จะทำให้งอ แตก หรือหักได้^{[ 4 ]}การให้ความร้อนเกินและการลดความดันผ่านการขยายตัวทำให้มั่นใจได้ว่าการไหลของไอน้ำยังคงเป็นก๊าซที่อัดได้ตลอดการผ่านกังหันหรือเครื่องยนต์ ป้องกันความเสียหายของชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ภายใน

ไอน้ำอิ่มตัวคือ ไอน้ำที่อยู่ในสภาวะสมดุลกับน้ำร้อนที่ความดันเดียวกัน กล่าวคือ ไอน้ำไม่ได้ถูกทำให้ร้อนเกินจุดเดือดที่ความดันนั้น ซึ่งแตกต่างจากไอน้ำร้อนยวดยิ่ง ที่ไอน้ำ (ไอ) ถูกแยกออกจากหยดน้ำแล้วจึงเติมความร้อนเพิ่มเติมเข้าไป

หยดน้ำควบแน่นเหล่านี้เป็นสาเหตุของความเสียหายต่อใบพัดกังหันไอน้ำ^{[ 5 ]}ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมกังหันดังกล่าวจึงต้องพึ่งพาการจ่ายไอน้ำแห้งที่ร้อนจัด

ไอน้ำแห้งคือไอน้ำอิ่มตัวที่ถูกทำให้ร้อนขึ้นเล็กน้อย ซึ่งไม่เพียงพอที่จะเปลี่ยนแปลงพลังงานได้อย่างมีนัยสำคัญ แต่เป็นการเพิ่มอุณหภูมิที่เพียงพอที่จะหลีกเลี่ยงปัญหาการควบแน่น เมื่อพิจารณาจากการสูญเสียอุณหภูมิเฉลี่ยตลอดวงจรจ่ายไอน้ำ ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 เมื่อการทำให้ร้อนขึ้นยังเป็นเทคโนโลยีที่ไม่แน่นอน การทำให้ไอน้ำแห้งดังกล่าวให้ประโยชน์ในการหลีกเลี่ยงการควบแน่นเช่นเดียวกับการทำให้ร้อนขึ้น โดยไม่จำเป็นต้องใช้หม้อไอน้ำหรือเทคนิคการหล่อลื่นที่ซับซ้อนของการทำให้ร้อนขึ้นอย่างเต็มที่^{[ 6 ]}

ในทางตรงกันข้าม ไอน้ำที่มีหยดน้ำเรียกว่าไอน้ำเปียกหากไอน้ำเปียกได้รับความร้อนเพิ่มขึ้น หยดน้ำจะระเหย และที่อุณหภูมิสูงพอ (ซึ่งขึ้นอยู่กับความดัน) น้ำทั้งหมดจะระเหย ระบบจะอยู่ในสภาวะสมดุลระหว่างไอน้ำกับของเหลว^{[ 7 ]}และกลายเป็น ไอ น้ำ อิ่มตัว

ไอน้ำอิ่มตัวมีข้อดีในการถ่ายเทความร้อนเนื่องจากความร้อนแฝงของการระเหยสูง เป็นโหมดการถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพมาก ในภาษาชาวบ้าน ไอน้ำอิ่มตัวอยู่ที่จุดน้ำค้างที่อุณหภูมิและความดันที่สอดคล้องกัน ความร้อนแฝงของการระเหย (หรือการควบแน่น) โดยทั่วไปคือ 970 BTU/lb (2,256 kJ/kg) สำหรับไอน้ำอิ่มตัวที่ความดันบรรยากาศ^{[ 8 ]}

ไอน้ำร้อนยวดยิ่งถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายใน หัวรถจักรไอน้ำสายหลักไอน้ำอิ่มตัวมีข้อเสียหลักสามประการในเครื่องยนต์ไอน้ำ คือ มีหยดน้ำขนาดเล็กที่ต้องระบายออกจากกระบอกสูบเป็นระยะ ๆ เนื่องจากมีอุณหภูมิอยู่ที่จุดเดือดของน้ำพอดีกับความดันหม้อไอน้ำที่ใช้ จึงหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะเกิดการควบแน่นในท่อไอน้ำและกระบอกสูบภายนอกหม้อไอน้ำ ทำให้ปริมาณไอน้ำลดลงอย่างไม่สมส่วน และสุดท้ายคือทำให้หม้อไอน้ำทำงานหนักมาก

การอัดไอน้ำให้ร้อนยิ่งยวดจะทำให้ไอน้ำแห้งอย่างมีประสิทธิภาพ เพิ่มอุณหภูมิจนถึงจุดที่การควบแน่นเกิดขึ้นได้ยากขึ้น และเพิ่มปริมาตรของไอน้ำอย่างมาก เมื่อรวมกันแล้ว ปัจจัยเหล่านี้จะเพิ่มกำลังและประสิทธิภาพการประหยัดของหัวรถจักร ข้อเสียหลักคือความซับซ้อนและต้นทุนที่เพิ่มขึ้นของท่ออัดไอน้ำ และผลเสียของไอน้ำ "แห้ง" ที่มีต่อการหล่อลื่นของชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ เช่น วาล์วไอน้ำ หัว รถจักรสำหรับงานสับเปลี่ยนโดยทั่วไปไม่ได้ใช้การอัดไอน้ำให้ร้อนยิ่งยวด

โดยปกติแล้ว ระบบจะส่งไอน้ำหลังจากวาล์วควบคุมแรงดันแล้ว ผ่านท่อซูเปอร์ฮีตเตอร์ยาวๆ ที่อยู่ภายในท่อไฟขนาดใหญ่พิเศษของหม้อไอน้ำ ท่อซูเปอร์ฮีตเตอร์จะมีลักษณะโค้งงอแบบย้อนกลับ ("ทรงตอร์ปิโด") ที่ปลายด้านห้องเผาไหม้ เพื่อให้ไอน้ำต้องไหลผ่านความยาวของหม้อไอน้ำอย่างน้อยสองครั้ง และดูดซับความร้อนในระหว่างนั้น

การใช้งานไอน้ำร้อนยวดยิ่งอื่นๆ ที่เป็นไปได้ ได้แก่ การอบแห้ง การทำความสะอาด การเคลือบ การวิศวกรรมปฏิกิริยา การอบแห้งอีพ็อกซี่ และการใช้งานฟิล์มที่ต้องการไอน้ำอิ่มตัวถึงไอน้ำร้อนยวดยิ่งสูงมากที่ความดันบรรยากาศ 1 หรือที่ความดันสูง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการอบแห้งด้วยไอน้ำ การออกซิเดชันด้วยไอน้ำ และกระบวนการทางเคมี การใช้งานอยู่ในเทคโนโลยีพื้นผิว เทคโนโลยีการทำความสะอาด การอบแห้งด้วยไอน้ำ ตัวเร่งปฏิกิริยา กระบวนการปฏิกิริยาทางเคมี เทคโนโลยีการอบแห้งพื้นผิว เทคโนโลยีการบ่ม ระบบพลังงาน และนาโนเทคโนโลยี

มีการรายงานการประยุกต์ใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งเพื่อสุขอนามัยของสภาพแวดล้อมโรงงานแปรรูปอาหารแห้ง^{[ 9 ]}

ไอน้ำร้อนยวดยิ่งมักไม่ถูกนำมาใช้ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนต่ำ^{[ 10 ]}ในอุตสาหกรรมการกลั่นและไฮโดรคาร์บอน ไอน้ำร้อนยวดยิ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการแยกและทำความสะอาด

ไอน้ำถูกนำมาใช้ในการอบดินด้วยไอน้ำตั้งแต่ทศวรรษ 1890 ไอน้ำจะถูกส่งเข้าไปในดิน ทำให้สารอินทรีย์เกือบทั้งหมดเสื่อมสภาพ (มีการใช้คำว่า "การฆ่าเชื้อ" แต่ไม่ถูกต้องอย่างเคร่งครัด เนื่องจากจุลินทรีย์ทั้งหมดไม่จำเป็นต้องถูกฆ่า) การอบดินด้วยไอน้ำเป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพแทนสารเคมีหลายชนิดในการเกษตร และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายโดยผู้ปลูกพืชในเรือนกระจก โดยส่วนใหญ่จะใช้ไอน้ำเปียกในกระบวนการนี้ แต่หากต้องการอุณหภูมิของดินสูงกว่าจุดเดือดของน้ำที่ 212 °F (100 °C) จะต้องใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง^{[ 11 ]}

• น้ำร้อนยวดยิ่ง