Во сколько раз различаются средние квадратичные скорости молекул кислорода О2 и водорода Н2 при одинаковой абсолютной температуре?

Физика 11 класс Термодинамика газов средняя квадратичная скорость молекулы кислорода молекулы водорода абсолютная температура физика 11 класс Новый

Чтобы определить, во сколько раз различаются средние квадратичные скорости молекул кислорода (O2) и водорода (H2) при одинаковой абсолютной температуре, нужно воспользоваться формулой для средней квадратичной скорости молекул газа:

v = √(3RT/M)

где:

• v - средняя квадратичная скорость молекул газа;
• R - универсальная газовая постоянная (примерно 8.314 Дж/(моль·К));
• T - абсолютная температура (в Кельвинах);
• M - молярная масса газа (в кг/моль).

Теперь давайте найдем молярные массы кислорода и водорода:

• Молярная масса O2 = 2 * 16 г/моль = 32 г/моль = 0.032 кг/моль;
• Молярная масса H2 = 2 * 1 г/моль = 2 г/моль = 0.002 кг/моль.

Теперь подставим молярные массы в формулу для средней квадратичной скорости:

Для кислорода (O2):

v(O2) = √(3RT/0.032)

Для водорода (H2):

v(H2) = √(3RT/0.002)

Теперь найдем отношение средних квадратичных скоростей:

v(O2)/v(H2) = √(3RT/0.032) / √(3RT/0.002)

Упростим это выражение:

v(O2)/v(H2) = √(0.002/0.032)

Теперь вычислим это отношение:

0.002/0.032 = 1/16

Следовательно:

v(O2)/v(H2) = √(1/16) = 1/4

Таким образом, средняя квадратичная скорость молекул кислорода в 4 раза меньше, чем у водорода при одинаковой абсолютной температуре.