如图所示，绝热性能良好的汽缸开口向右放置在水平地面上，缸口到缸底的距离为L，一定质量理想气体被绝热性能良好的活塞封闭在汽缸中，活塞面积为S，与汽缸底部相距为 ， 开始时，封闭气体的压强与外界大气相同均为 ， 缸内气体的温度为 ， 给电热丝通电，给气体缓慢加热，活塞与汽缸间的滑动摩擦力为f，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，气体的内能与温度的关系为（k为已知常量），不计活塞厚度，求：