Saturoitumislämpötila

Saturoitumislämpötila tarkoittaa lämpötilaa, jossa aine on tasapainossa kahden faasin, tavallisesti nesteen ja höyryn, välillä tietyllä ulkoisella paineella. Tässä tilassa nesteen höyrypaine vastaa ympäröivän tilan painetta, jolloin neste alkaa kiehua tai höyry tiivistyy. Saturoitumislämpötila on siten faasadiagramman piste, jossa neste ja höyry voivat esiintyä samanaikaisesti.

Määritelmä voidaan ilmaista yksinkertaisesti sillä, että ulkoinen paine P_ext on yhtä suuri kuin aineen höyrypaine Pv(Tsat): Pv(Tsat) = P_ext. Jos paine on vakio, Tsat määrittää kiehumispisteen tälle paineelle. Esimerkiksi normaalipaineessa (noin 1 atm) Tsat vastaa kyseisen aineen normaalin kiehumispisteen. Eri paineilla Tsat muuttuu: suurempi paine yleensä nostaa kiehumispistettä.

Toteutus käytännössä perustuu höyrypaineen ja lämpötilan välistä riippuvuutta kuvaaviin käyriin tai faasikaavioihin. Tsat voidaan laskea tai arvioida käyttämällä esimerkiksi Antoine-yhtälöä tai Clausius–Clapeyron -relaatiota, sekä tutkia taulukoista tai mittaamalla Pvap(T). Näissä yhteyksissä tarkastellaan yleisimmin puhtaan aineen käyttäytymistä, mutta myös sekoitteet voivat muodostaa useita tasapainopisteitä paineesta riippuen.

Sovelluksissa saturoitumislämpötilaa käytetään muun muassa prosessiteollisuudessa, kylmä- ja lämpötekniikassa, sekä höyryntuotannossa ja distilloinnissa: se määrittää, missä lämpötilassa neste alkaa kiehua tietyllä paineella ja miten yksikkö reagoi paineen muutoksiin. Huomioitavaa on, että seos- ja monifuusioaineita koskevat tasapainot ovat usein monimutkaisempia kuin puhtaiden aineiden.