(2)
如图,一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成,汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体,两活塞用一轻质弹簧连接,汽缸连接处有小卡销,活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为
、
m , 面积分别为
、
S , 弹簧原长为
l。初始时系统处于平衡状态,此时弹簧的伸长量为
, 活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等,两活塞间气体的温度为
。已知活塞外大气压强为
, 忽略活塞与缸壁间的摩擦,汽缸无漏气,不计弹簧的体积。(重力加速度常量g)
(i)求弹簧的劲度系数;
(ii)缓慢加热两活塞间的气体,求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时,活塞间气体的压强和温度。