Une mole d'un gaz parfait se trouve dans une enceinte de volume modifiable, non isolée thermiquement de l'extérieur, sous une pression $p_{\mathrm{A}}=2$ bar et à $298 \mathrm{~K}$; son volume est $V_{\mathrm{A}}$ (état A).
1) On amène ce gaz, à température constante, dans un état $B$ où sa pression est 1 bar et son volume $V_{\mathrm{B}}$.
2) Dans une deuxième expérience, à partir du même état initial $\mathrm{A}$, on refroidit le gaz à volume constant, jusqu'à ce que sa pression soit 1 bar (état C), puis on le laisse se réchauffer à pression constante jusqu'à $298 \mathrm{~K}$.
3) Dans une troisième expérience, toujours à partir de l'état A, on chauffe le gaz, à pression constante, jusqu'à un état $\mathrm{D}$ où son volume est le même que dans l'état B, puis on le laisse refroidir à volume constant jusqu'à 298 K.
a) Calculer pour chaque expérience, le travail $W$ et la chaleur $Q$ échangés par le système avec son environnement, ainsi que la variation $\Delta U$ de l'énergie interne du gaz.
b) Quelles sont les températures du gaz dans l'état C et dans l'état D ?