Чтобы найти отношение среднеквадратичных скоростей молекул водорода и кислорода, нужно использовать формулу для среднеквадратичной скорости молекул идеального газа. Эта формула выглядит следующим образом:
[ v_{rms} = \sqrt{\frac{3kT}{m}} ]
где:
- ( v_{rms} ) — среднеквадратичная скорость молекул,
- ( k ) — константа Больцмана,
- ( T ) — абсолютная температура газа,
- ( m ) — масса одной молекулы газа.
При одинаковой температуре ( T ) и одинаковой константе Больцмана ( k ), отношение среднеквадратичных скоростей для двух газов зависит только от масс их молекул:
[ \frac{v_{rms, H2}}{v{rms, O2}} = \sqrt{\frac{m{O2}}{m{H_2}}} ]
Теперь найдём массы молекул водорода и кислорода. Молекулярная масса водорода (( H_2 )) составляет примерно 2 атомных единицы массы (а.е.м.), а молекулярная масса кислорода (( O_2 )) — примерно 32 а.е.м. (16 а.е.м. на один атом кислорода, и так как молекула состоит из двух атомов, то ( 16 \times 2 = 32 )).
Подставим эти значения в формулу:
[ \frac{v_{rms, H2}}{v{rms, O_2}} = \sqrt{\frac{32}{2}} = \sqrt{16} = 4 ]
Таким образом, среднеквадратичная скорость молекул водорода в 4 раза больше, чем среднеквадратичная скорость молекул кислорода. Ответ: В.) 4.