Какие молекулы находятся в сосуде при 0° C и составляют газ? Как относятся средние квадратичные скорости молекул

Для решения этой задачи нам нужно узнать, какие молекулы находятся в сосуде при температуре 0° C и находятся в газообразном состоянии, а также как связаны средние квадратичные скорости молекул водорода (Н2) и кислорода (О2).

При температуре 0° C некоторые вещества находятся в газообразном состоянии, а несколько примеров таких веществ включают в себя кислород (О2), азот (N2), а также пар воды (H2O). Поэтому в сосуде при 0° C могут находиться молекулы кислорода и азота.

Относительно средних квадратичных скоростей молекул водорода (Н2) и кислорода (О2), мы можем применить формулу, указанную в кинетической теории газов, которая говорит, что средняя квадратичная скорость молекулы газа (v) связана с ее молярной массой (M) следующим образом:

\[v = \sqrt{\frac{{3RT}}{{M}}}\]

где R - универсальная газовая постоянная, которая равна приблизительно 8,314 Дж/(моль·К), T - абсолютная температура, а M - молярная масса газа.

Молярная масса водорода (Н2) составляет около 2 г/моль, а молярная масса кислорода (О2) составляет около 32 г/моль.

Теперь можем провести вычисления:

Для водорода (Н2):
\[v_{H2} = \sqrt{\frac{{3RT}}{{M_{H2}}}} = \sqrt{\frac{{3 \cdot 8,314 \cdot (273 + 0)}}{{2}}} \approx \sqrt{\frac{{3 \cdot 8,314 \cdot 273}}{{2}}} \approx \sqrt{6,587 \cdot 273} \approx \sqrt{1797,951} \approx 42,42\ м/с\]

Для кислорода (О2):
\[v_{O2} = \sqrt{\frac{{3RT}}{{M_{O2}}}} = \sqrt{\frac{{3 \cdot 8,314 \cdot (273 + 0)}}{{32}}} \approx \sqrt{\frac{{3 \cdot 8,314 \cdot 273}}{{32}}} \approx \sqrt{6,587 \cdot 8,531} \approx \sqrt{56,046} \approx 7,49\ м/с\]

Таким образом, средняя квадратичная скорость молекул водорода (Н2) составляет около 42,42 м/с, в то время как средняя квадратичная скорость молекул кислорода (О2) составляет около 7,49 м/с.

Ответ: 1) √2, 2) 2 (Нет молекул в газовом состоянии при 0° C, следовательно, средние квадратичные скорости не применимы в данном контексте).