一个竖立着的轻弹簧,支撑着倒立的薄壁气缸(导热性能良好)的活塞使气缸静止,如图所示,此时环境温度为T
0(单位K),封闭气柱的长度L
1=30cm,气缸口未着地,当环境温度缓慢降为
T
0时,气缸正好着地,但与地面之间无压力,假设活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气,已知气缸质量M=10kg,活塞质量m=4kg,轻弹簧原长为27cm,活塞的横截面积S=2×10
﹣3m
2 , 大气压强p
0=1×10
5Pa,当地重力加速度g=10m/s
2 , 求:
①环境温度为T0时气缸口离地高度h;
②当环境温度缓慢降为 T0时,弹簧恰好恢复原长,求弹簧的劲度系数.