Проанализируем процессы и , в них объём и температура связаны линейно.

где и – некоторый постоянный коэффициент.
Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона: где — давление газа, — объём, — количество вещества, — универсальная газовая постоянная, — абсолютная температура.
Отсюда Для каждого из случаев: То есть давление на этих участках не изменяется
1)
Объём газа уменьшается на участке , следовательно, над газом совершают некоторую работу.
2)
По закону Шарля: так как температура уменьшается, то и давление уменьшается.
3)
Запишем первое начало термодинамики: где – изменение внутренней энергии, – работа газа.
При этом , а работа газа положительна, так как происходит увеличение объёма газа, следовательно, газ получает положительное количество теплоты.
4)
Концентрация равна: где – количество атомов газа.
Так как в точке объём максимален, а , то концентрация наоборот минимальна.
5)
Внутренняя энергия газа равна так как , то и