如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有两个固定卡口
M和
N,卡口
N距缸底的高度
H,卡口
M距缸底的高度2
H。横截面积为
S、质量为

的活塞下方密封有一定质量的理想气体。开始时活塞处于卡口
N处静止,汽缸内气体温度为

,压强为

。活塞和汽缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦,大气压强为

。现用电阻为
R的电热丝缓慢加热汽缸中的气体,电热丝中的电流为
I。重力加速度为
g。求:

(1)活塞开始上升时气体的温度

;
(2)活塞恰好上升到卡口
M时气体的温度

;
(3)气体的温度升为

的过程持续了时间
t,不计电热丝由于温度升高而吸收的热量,试计算气体增加的内能

。