蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化，我们把这些气体称为工质．某热机经过一个循环后，工质从高温热源吸热Q₁ ， 对外做功W ， 又对低温热源放热Q₂ ， 工质完全回复初始状态，内能没有变化．根据热力学第一定律，在工质的一个循环中，Q₁、Q₂、W三者之间满足的关系是{#blank#}1{#/blank#}．热机的效率 不可能达到100%，从能量转换的角度，说明{#blank#}2{#/blank#}能不能完全转化为{#blank#}3{#/blank#}能，而不引起任何变化．

如图所示，一个导热足够高的气缸竖直放置，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动．内部封闭一定质量的理想气体．活塞质量m₀=10.0kg，截面积s=1.0×10^﹣3m² ， 活塞下表面距离气缸底部h=60.0cm．气缸和活塞处于静止状态．气缸外大气压强p₀=1.0×10⁵p_a ， 温度T₀=300K．重力加速度g=10.0m/s² ． （气体不会泄露，气缸的厚度不计）求：

①在活塞上缓慢倒入沙子，当气体的体积减为原来的一半时，倒入沙子的质量是多少？

②在①问中加入沙子质量不变的前提下，外界气体压强不变，温度缓慢升到T=400k时，气体对外做功多少？

①汽缸内气体的压强p₁；

②缸内体的温度升高到多少摄氏度时，活塞恰好会静止在汽缸缸口AB处？此过程中汽内的气体是吸热还是放热？