一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气,被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分;已知活塞的质量为m,活塞面积为S,达到平衡时,这两部分气体的体积相等,如图(a)所示;为了求出此时上部气体的压强p10,将气缸缓慢倒置,再次达到平衡时,上下两部分气体的体积之比为3:1,如图(b)所示。设外界温度不变,重力加速度大小为g,求:图(a)中上部气体的压强p10