12. 如图所示,一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置,内有活塞,其横截面积为
S=1×10
-4 m
2,质量为
m=1 kg,活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气,其内密封有一定质量的理想气体,气柱高度
h=0.2 m.已知大气压强
p0=1.0×10
5 Pa,重力加速度
g=10 m/s
2.
(1)如果在活塞上缓慢堆放一定质量的细砂,气柱高度变为原来的
,求砂子的质量
m砂;
(2)如果在(1)基础上给汽缸底缓慢加热,使活塞恢复到原高度,此过程中气体吸收热量5 J,求气体内能的增量Δ
U.