第十届全国物理竞赛预赛最后一题（热学）

图10-11

L

九、图10-11所示为一放在支架上的直立汽缸，其上部园筒的体积为V_m，内有一质量为2m、截面积为2S的很薄的活塞A。下部园筒足够长，内有一质量为m、截面积为S的活塞B。两园筒由一细而短的管道连通。活塞均可在各自的园筒内无摩擦地上下滑动。活塞A的上方盛有１摩尔的理想气体，活塞A、B之间盛有２摩尔的同种理想气体。达到平衡时，A上方气体的温度为T₀，A、B之间的气体的体积大于V_m。该理想气体每摩尔的内能U可用U=cT来表示，c为恒量，T为热力学温度。设活塞、汽缸壁、管道都是不导热的，活塞B处的大气压强为p₀今通过上园筒顶部的电热丝L对A上方气体缓慢加热，若在整个过程中传递给A上方气体的热量为Q₀ ,问

1．在达到平衡时，A上方气体的温度T_f等于多少？

2．在加热过程中，活塞B对大气所做的功W等于多少？