Hơi nước đã là khái niệm cốt lõi trong Cách mạng Công nghiệp từ thời cổ đại và tầm quan trọng của nó trong sản xuất năng lượng và phát triển công nghiệp là điều hiển nhiên. Khi nước ở dạng lỏng biến thành hơi, nó nở ra đột ngột. Đặc tính này được sử dụng rộng rãi trong động cơ hơi nước và tua bin hơi nước hiện đại, hiện chịu trách nhiệm sản xuất hơn 80% điện năng của thế giới.
Hơi nước giúp thực hiện công việc cơ khí, cung cấp nhiên liệu cho các ngành công nghiệp và định hình lại nền kinh tế toàn cầu.
Trước Cách mạng Công nghiệp, năng suất chủ yếu dựa vào sức người và động vật. Tuy nhiên, với sự cải tiến của động cơ hơi nước của James Watt vào những năm 1730, quy trình sản xuất bắt đầu có sự thay đổi về chất. Thiết kế của Watt đã cải thiện đáng kể hiệu suất của động cơ hơi nước, điều đó có nghĩa là cùng một loại nhiên liệu có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn, do đó thúc đẩy việc thành lập các nhà máy và đô thị hóa cùng một lúc.
Hơi nước được tạo ra theo nhiều cách khác nhau. Theo truyền thống, hơi nước được tạo ra bằng cách đốt nóng nồi hơi bằng cách đốt nhiên liệu như than. Ngày nay, việc sản xuất hơi nước sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời ngày càng phổ biến. Các loại hơi khác nhau như hơi ướt và hơi bão hòa có những ứng dụng khác nhau trong công nghiệp. Khi hơi nước đạt đến độ bão hòa, nó cho phép các kỹ sư kiểm soát hoàn toàn năng lượng nhiệt, điều này rất quan trọng đối với các tình huống ứng dụng khác nhau.
Hơi nước đóng một vai trò không thể thay thế trong các ngành công nghiệp khác nhau. Ví dụ:
Trong nông nghiệp, hơi nước được sử dụng để khử trùng đất, giúp tránh sử dụng các hóa chất độc hại và tăng cường sức khỏe của đất.
Khả năng truyền nhiệt của hơi nước khiến nó trở thành nguồn năng lượng không thể thiếu trong gia đình, chẳng hạn như trong các hoạt động hàng ngày như nấu ăn, làm sạch bằng hơi nước, sưởi ấm và ủi quần áo.
Tính đến năm 2000, khoảng 90% điện năng của thế giới được tạo ra thông qua tua bin hơi nước. Những tua bin này tạo ra năng lượng bằng cách giãn nở hơi nước và sau khi tạo ra điện, hơi nước ngưng tụ được tái chế để sử dụng cho thế hệ điện tiếp theo. Hệ thống hơi nước ở Thành phố New York, Hoa Kỳ là hệ thống cung cấp hơi nước tập trung lớn nhất thế giới, cung cấp năng lượng cho khoảng 100.000 tòa nhà.
Trong một số ứng dụng công nghiệp, hơi nước còn được sử dụng làm phương tiện lưu trữ nhiệt năng, cho phép lấy ra khi cần thiết. Ưu điểm của hình thức lưu trữ này nằm ở nhiệt độ bay hơi cao của nước, cho phép nó lưu trữ một lượng lớn năng lượng nhiệt một cách hiệu quả.
Hơi nước không chỉ là chất mang năng lượng mà còn đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất của nhiều ngành công nghiệp, từ ngành gỗ đến công nghiệp hóa chất, hơi nước được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng.
Hơi nước có tác dụng làm sạch tốt các vết dầu mỡ và bụi bẩn cứng lại, khiến nó trở thành công cụ quan trọng để làm sạch nhà bếp và động cơ đốt trong, đồng thời thường được sử dụng để làm sạch sợi và các vật liệu khác chuẩn bị cho việc sơn.
Hơi nước và Cách mạng công nghiệp gắn bó với nhau, thúc đẩy sự chuyển đổi và phát triển của nền kinh tế toàn cầu. Từ một động cơ hơi nước nhỏ cho đến các ứng dụng công nghiệp và sản xuất điện hiệu quả ngày nay, hơi nước không chỉ là nhân chứng cho những thay đổi của môi trường mà còn là động cơ của vô số cuộc cách mạng công nghiệp. Điều này khiến mọi người phải suy nghĩ, liệu hơi nước có tiếp tục đóng vai trò không thể thiếu trong quá trình chuyển đổi năng lượng trong tương lai?