Для более удобной работы перестроим график из координат в координаты :

1)
Работу газа и работу внешних сил можно найти как площади фигур под графиками этих процессов. По рисунку видно, что площадь под графиком процесса 3-4 больше, чем под графиком процесса 1-2. Значит, работа внешних сил в процессе 3-4 больше, чем работа газа в процессе 1-2.

2)
Работа , совершенная газом за цикл, равна площади, заключенной внутри кривой 1-2-3-4-1 (только в -координатах!!!).
Так как объем газа остался неизменным, а его давление уменьшилось, то газ совершил за цикл отрицательную работу.

3)
Внутренняя энергия газа зависит от его температуры:

где — количество вещества газа, — универсальная газовая постоянная.
По графику в -координатах видно, что . Следовательно, внутренние энергии в состоянии 2 и в состоянии 4 равны.

4)
Процесс 4-1 является изохорным (так как ). Запишем первый закон термодинамики для изохорного процесса:

Изменение внутренней энергии газа зависит от изменения его температуры:

По графику видно, что изотерма лежит ниже, чем изотерма . Следовательно, температура газа уменьшается: . Значит, изменение внутренней энергии газа отрицательно. То есть газ не получает теплоту, а отдает ее.

5)
По графику в -координатах видно, что точка 3 и точка 4 лежат на одной изобаре. Следовательно, давление газа в этих состояниях одинаково.