如图所示，绝热汽缸倒扣放置，质量为M的绝热活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，活塞下部空间与外界连通，汽缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为T，活塞距离汽缸底部为h₀ ， 细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ，大气压强为p₀ ， 汽缸横截面积为S，重力加速度为g。