气体状态与分子运动
在物理学中，我们常常通过理想气体模型来探讨物质的基本性质。题目中描述的场景设定为两个完全相同的刚性容器，容积固定不变，其中一个盛有氨气(NH₃)，另一个盛有氢气(H₂)。将这两种气体视为刚性分子理想气体，意味着我们忽略了分子自身的体积和分子间的相互作用力，只考虑它们的平动动能。这是一个经典的对比情景，可以帮助我们理解温度、压强、内能等宏观物理量与分子微观特性之间的关系。
宏观参量的比较与分析
尽管容器相同且容积固定，但两种气体的宏观状态可能不同。根据理想气体状态方程 PV = nRT，容器的压强(P)和温度(T)由气体的物质的量(n)共同决定。如果两个容器内的气体温度和压强相同，那么它们所含气体的物质的量也必然相同。然而，由于氨气分子量(约17 g/mol)远大于氢气分子量(约2 g/mol)，此时氨气的总质量会更大。如果两种气体的质量相同，那么氢气的物质的量将远大于氨气，在相同温度下，氢气容器内的压强会更高，分子数密度也更大。
从分子运动论的角度看，气体的温度是分子平均平动动能的量度。因此，当两个容器内气体温度相同时，氨气分子和氢气分子的平均平动动能是相等的。但由于氢气分子质量小，根据动能公式，其平均速率会远大于氨气分子。这种速率差异直接影响了许多物理过程，例如扩散速度和器壁碰撞频率。此外，对于刚性分子，气体的内能仅包含平动动能。在温度相同的条件下，两种气体的内能是否相等，则取决于它们的自由度总数。氢气是单原子分子（此处视为刚性分子，即只有平动自由度），而氨气是多原子分子，具有更多的转动自由度，因此情况更为复杂，需要更具体的条件设定才能深入讨论。