Comme on l’a vu plus haut, nous devons la définir comme étant la température de la vapeur en contact avec les parois du surchauffeur. Dans le cas de la chaudière, il y a une grosse masse d’eau en réserve, possédant une capacité calorifique considérable et (grâce à elle et aux mélanges par convection) une température stable et uniforme. Dans le surchauffeur, au contraire, on a de la vapeur, de faible capacité calorifique, en écoulement permanent : sa température s’élève progressivement pendant qu’elle avance dans le surchauffeur, et celui-ci doit être considéré, au point de vue thermodynamique, comme réalisant une suite de sources élémentaires en nombre infini, dont les températures s’étagent de façon continue depuis la température de la chaudière jusqu’à la température maxima du surchauffage.
On peut encore envisager l’emploi d’un autre groupe de sources, de principe analogue, sous la forme d’un réchauffeur à circulation, élevant progressivement l’eau, de sa température initiale dans la bâche d’alimentation, jusqu’à la température de la chaudière. La chaleur correspondante, au lieu d’être empruntée à la chaudière, comme dans le cas d’injection directe d’eau froide, sera fournie par ce réchauffeur. Elle peut être obtenue presque gratuitement, parce que le réchauffeur, dont les températures s’étagent au-dessous de celle de la chaudière, peut, de ce fait, être entretenu par les gaz du foyer au moment où leur température s’est trop abaissée pour permettre encore une transmission active à la chaudière : L’installation du réchauffeur se traduit alors par une amélioration du rendement du foyer.
12. Sources froides. Condenseurs. — La source froide utilisée dans les machines à vapeur à échappement libre — comme aussi dans les moteurs à combustion interne — est constituée par l’atmosphère même. Sa masse et sa capacité calorifiques sont telles qu’elle peut assurer le refroidissement des produits d’échappement sans qu’il en résulte de variation appréciable de sa température propre.
Dans l’échappement libre, l’évolution fermée n’est pas matériellement réalisée, mais la vapeur qui s’échappe dans l’atmosphère s’y condense, puis s’y refroidit, redonnant une masse d’eau identique à celle que l’on avait puisée initialement à la rivière, et qui pourrait, en principe, être reprise pour subir à nouveau la même évolution.
