3 . 如图所示，竖直放置的导热气缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为，横截面积为S，缸内气体高度为，现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为，已知大气压强为，环境温度为，重力加速度为，该封闭气体的内能，不计活塞与气缸间摩擦。
（1）求所添砂粒的总质量；
（2）若环境温度发生变化，最终缸内气体高度又为，求此时环境温度；
（3）求（2）所述过程中封闭气体从外界吸收的热量。
   

4 . 如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑的绝热气缸中有加热装置，气缸壁内有卡槽，卡槽距缸底的高度。质量、横截面积的活塞停在卡槽处，其下方封闭有一定质量压强为、温度为的理想气体，现通过加热装置对缸内气体缓慢加热。已知外界大气压强保持不变，热力学温度与摄氏温度的关系，重力加速度。
（1）求活塞刚要离开卡槽时缸内气体的热力学温度；
（2）若活塞离开卡槽后继续上升了，该过程中气体吸收了的热量，求该过程中气体内能的变化量。

   

5 . 竖直平面内有一内径处处相同的直角形细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB段处于水平状态。气体封闭在水平管内，各部分尺寸如图所示，此时气体温度T₁= 300K。现缓慢加热封闭气体，使AB段的水银恰好排空。
（1）求此时气体的温度T₂；
（2）说明在此过程中外界对气体的做功情况。
   

6 . 如图，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上，用活塞封闭一定质量的理想气体。活塞上表面水平，下表面倾斜，倾斜面与左壁的夹角为，质量为，活塞的上表面的面积为，状态A体积为，温度为，大气压强，当对气体缓慢加热，气体从状态A变为状态B时，活塞上界面上移，气体吸收热量。求：
（1）气体达到状态B时的温度为多少？
（2）气体从状态A变为状态B过程中内能改变了多少？
   

7 . （1）试分析判断“利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境”是否违背热力学第二定律？并比较“该过程空调排放到室外环境的热量与从室内吸收的热量”哪个多？
（2）玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将80mL水装入容积为380mL的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为230mL。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强p₀取1.0×10⁵Pa，重力加速度g取10m/s²，水的密度ρ取1.0×10³kg/m³。求水底的压强p和水的深度h。
   

8 . 如图所示，质量为M的柱形气缸内用质量为m的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，可沿气缸无摩擦滑动但不漏气。系统静止时活塞底面到气缸底部的距离为h，现用竖直向上的力F作用在活塞上，缓慢增大力F，直到气缸刚要离开地面。气缸导热良好，周围环境温度不变，重力加速度为g，大气压强恒为，气缸壁厚度不计。求：
（1）此时活塞底面距离气缸底部的高度：
（2）若气缸刚要离开地面时撤去外力F，足够长时间后活塞重新处于静止状态，撤去F后到最终活塞静止的过程中，气体放出的热量。
   

9 . 2022年10月底，我国“探索二号”科考船携“深海勇士”号载人潜水器成功在深达4500米海底布设大深度原位科学实验站，将实现深海长周期无人科考。潜水器在水下悬浮的原理是受鹦鹉螺的启发，它的浮力系统由压载水舱和高压气罐组成；要上浮时，高压气体注入水舱，把水舱里的水排出，潜水器就会上浮；要下沉时，海水灌入水舱，潜水器就会下沉。如图所示，潜水器的高压气罐贮有容积为、压强为的压缩空气。某次上浮前，活塞处于水舱的最右端，打开阀门K，将高压气罐内的一小部分压缩空气排入水舱，再关闭阀门K时高压气罐内剩余空气的压强为，随后活塞缓慢排出体积为的水。设在排水过程中压缩空气的温度不变，不计高压气罐与水舱之间连接管道内气体的体积，不计活塞与水舱之间的摩擦力。
（ⅰ）求压入水舱中的空气质量占高压气罐中的原有空气质量的百分比；
（ⅱ）判断在排水过程中水舱内气体是吸热还是放热。