16.如圖甲所示為某氣壓型彈跳桿,其核心部分可簡化為如圖乙所示,豎直倒立圓柱形汽缸導熱性良好,連桿一端與水平地面接觸,另一端與面積為S的活塞連接,不計活塞質(zhì)量、汽缸質(zhì)量及活塞與汽缸間的摩擦。沒有站人時活塞位于距缸底為H的A處,汽缸內(nèi)被活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體。當某同學站上彈跳桿踏板最終穩(wěn)定后(人靜止在汽缸頂端)活塞位于距離缸底
的B處。已知大氣壓強為p
0,外界溫度為27℃,重力加速度為g,汽缸始終保持豎直。
(1)求該同學的質(zhì)量m;
(2)若該同學仍然站在踏板上,為使得活塞回到位置A,求密封氣體的熱力學溫度T應緩慢升為多少;若此過程中氣體內(nèi)能增加了ΔU,求該過程中缸內(nèi)氣體從外界吸收的熱量Q;
(3)若使用一段時間后,汽缸內(nèi)漏出一部分氣體,使該彈跳桿上站一個質(zhì)量為
的人后穩(wěn)定時活塞也位于B處,求漏出氣體的質(zhì)量Δm與原來汽缸中氣體質(zhì)量m的比值。