如图,圆柱状气缸倒扣后被竖直固定在铁架台上,活塞面积
S=20cm
2,通过轻杆与质量
m=2kg的重物相连,当密闭理想气体的温度
T1=330K时,活塞稳定后距缸底的距
L1=54cm,活塞对轻杆的压力
F=20N.当密闭气体的温度为
T2时,活骞稳定后重物对地面的压为恰好为零。已知大气压
P0=1.0×10
5Pa,不计活塞和轻杆的质量,不计活塞与气缸之间的摩擦,力加速度
g取10m/s
2,求:

①密闭气体的温度
T2;
②当温度
T3=260K时活塞与气缸底的距离
L2;
③若从
T2状态缓慢变化到
T3状态,气体放热5J,此过程气体内能变化量。