如图所示,一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为
的左右两部分,面积为
的绝热活塞B被锁定,隔板A的左侧为真空,右侧中一定质量的理想气体处于温度
、压强
的状态1。抽取隔板A,右侧中的气体就会扩散到左侧中,最终达到状态2,从状态1到状态2即为自由扩散过程,该过程气体对外不做功,因而内能不变,温度不变。之后解锁活塞B,同时施加水平恒力F,仍使其保持静止,当电阻丝C加热时,活塞B能缓慢滑动(无摩擦),使气体达到温度
的状态3,气体内能增加
。已知大气压强
, 隔板厚度和电阻丝体积均不计。
(1)求水平恒力F的大小;
(2)求电阻丝C放出的热量Q。