주어진 조건에서는 비체적을 직접 구할 수는 없지만, 다른 방법으로 문제를 풀 수 있습니다.
임계점에서는 수증기와 물의 상태가 같아지기 때문에, 초기 상태에서는 물과 수증기의 분배 비율을 구한 후 이를 기반으로 내부에너지를 구해보겠습니다.
0.1 MPa와 100℃에서의 수증기의 비체적은 각각 약 0.311 L/mol, 0.0244 L/mol 입니다. 따라서 초기 상태에서 0.1 L의 공간 중 0.0244 L/mol * n(mol)은 수증기, (0.1 - 0.0244 L/mol * n(mol))은 물입니다.
임계점에서 물과 수증기의 분배비율은 압력과 온도에 따라 다르지만, 일반적으로 물과 수증기의 몰분율 비율은 약 1:1.8입니다. 따라서 임계점에서 0.0244 L/mol * n(mol)의 수증기와 (0.1 - 0.0244 L/mol * n(mol))의 물은 각각 0.35n(mol)과 0.65n(mol)입니다.
내부에너지는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
U = (3/2) * n(R) * T
여기서 n(R)은 분자 1개당 기체 상수 R의 값을 나타내며, T는 절대온도입니다. n(R) 값은 물과 수증기의 평균값을 사용합니다.
n(R) = (0.65 mol * 8.31 J/(molK) + 0.35 mol * 4.19 J/(molK)) / (0.65 mol + 0.35 mol) = 6.73 J/(mol*K)
임계점에서의 온도는 100℃인데, 이는 절대온도로 변환해야합니다.
T = 100℃ + 273.15 = 373.15 K
따라서 내부에너지는 다음과 같이 계산됩니다.
U = (3/2) * n(R) * T = (3/2) * 6.73 J/(mol*K) * 373.15 K * 0.1 mol = 757.7 J
즉, 가열 과정에서 전달된 열량은 757.7 J 입니다.
