如圖所示為一超重報警裝置示意圖，高為L、橫截面積為S、質量為m、導熱性能良好的薄壁容器豎直倒置懸掛，容器內有一厚度不計、質量為m的活塞，穩(wěn)定時正好封閉一段長度為

L

4

的理想氣柱。活塞可通過輕繩連接受監(jiān)測重物，當活塞下降至位于離容器底部

3

L

4

位置的預警傳感器處時，系統(tǒng)可發(fā)出超重預警。已知初始時環(huán)境熱力學溫度為T₀，大氣壓強為p₀，重力加速度為g,不計摩擦阻力。
（1）求輕繩未連重物時封閉氣體的壓強；
（2）求剛好觸發(fā)超重預警時所掛重物的質量M；
（3）在（2）條件下，若外界溫度緩慢降低1%，氣體內能減少ΔU₀，求氣體向外界放出的熱量Q。