为了更方便监控高温锅炉外壁的温度变化,在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸,汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口向上,用质量为
m=1 kg的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞横截面积为
S=1 cm
2。当汽缸内温度为300 K时,活塞与汽缸底间距为
L,活塞上部距活塞
L处有一用轻质绳悬挂的重物
M。当绳上拉力为零时,警报器报警。已知室外空气压强
p0=1.0×10
5 Pa,活塞与器壁之间摩擦可忽略。求:

(1)当活塞刚刚碰到重物时,锅炉外壁温度为多少?
(2)若锅炉外壁的安全温度为900K,那么重物的质量应是多少?