Водород в одном сосуде имеет такую же температуру, как и кислород в другом сосуде. Молекулы какого из газов имеют большую среднеквадратичную скорость? Почему?

Для определения среднеквадратичной скорости молекул газа можно воспользоваться формулой:

\[ v_{среднекв} = \sqrt{\frac{3kT}{m}} \]

где \( v_{среднекв} \) — среднеквадратичная скорость молекул, \( k \) — постоянная Больцмана, \( T \) — абсолютная температура, а \( m \) — масса одной молекулы газа.

Так как температура в обоих сосудах одинакова, то ключевым фактором, который влияет на среднеквадратичную скорость, является масса молекулы газа.

• У водорода (H₂) молекула имеет массу примерно \( 2 \, \text{г/моль} \), что соответствует \( 3.32 \times 10^{-27} \, \text{кг} \) на молекулу.
• У кислорода (O₂) молекула имеет массу примерно \( 32 \, \text{г/моль} \), что соответствует \( 5.32 \times 10^{-26} \, \text{кг} \) на молекулу.

Поскольку масса молекулы кислорода значительно больше, чем масса молекулы водорода, значит, среднеквадратичная скорость молекул водорода будет больше, чем у кислорода, при одинаковых температурах.

Таким образом, молекулы водорода имеют большую среднеквадратичную скорость по сравнению с молекулами кислорода.