如图所示，下端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒高均为。两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，小活塞的横截面积为、质量为 ， 大活塞的横截面积为、质量为。两活塞用长为的刚性轻杆连接，两活塞间充有氧气，大活塞上方充有氮气。小活塞的导热性能良好，汽缸及大活塞绝热，不计活塞与汽缸之间的摩擦。开始时，氮气和外界环境的温度均为 ， 大活塞处于大圆筒的中间位置，氧气压强大小为 ， 氮气压强大小为 ， 氧气和氮气均可看做理想气体，重力加速度用表示。