Тип 1 № 10051

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа пропорциональна абсолютной температуре: $$U = \frac{3}{2} \nu RT.$$ На участке $1, 2$ температура газа пропорциональна давлению, процесс происходит при постоянном количестве вещества и постоянном объёме (изохорный нагрев). Согласно уравнению Клапейрона–Менделеева ($pV = \nu RT$), при этом объём не изменяется, а давление увеличивается в 2 раза. В координатах $p$–$V$ график этого участка — вертикальный отрезок.

На участке $2, 3$ $U$ не изменяется, температура газа постоянна: происходит изотермическое сжатие. В этом процессе объём уменьшается в 2 раза, а давление при этом возрастает в 2 раза, так как $pV = \text{const}$ (изотерма). В координатах $p$–$V$ график этого участка является ветвью гиперболы.