如图,水平固定不动的绝热气缸内,用不导热的轻质活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞横截面积为S,汽缸底部有一电热丝,其阻值为
, 一轻绳左端连接活塞,另一端跨过定滑轮后与质量为
的空小桶相连。开始时小桶静止,外界大气压强为
, 活塞距离气缸底部的距离为
, 不计一切摩擦阻力,重力加速度大小为
。
(i)若将电热丝通以大小为的恒定电流缓慢加热气体,经时间后,活塞缓慢向右移动的距离为 , 求该过程气体内能的增量;
(ii)若将小桶内缓慢加入细沙,同时控制电热丝的加热功率,保持气缸内气体温度不变,当加入质量为的细沙时,求该过程活塞向右缓慢移动的距离。