気体の状態変化…吸熱？発熱？

久しぶりの投稿です。今回は、最近マイブームの熱力学について考えてみました。テーマは、「ある状態変化が吸熱なのか、発熱なのか」です。これは、熱効率を考えるときに非常に重要な問題となってきます。
PV図にすると右上がり（↗）or左下がり（↙）となる過程では、その全過程を通して常に吸熱か発熱か、どちらかに決まります（右上がりならば常に吸熱、左下がりならば常に発熱）。しかし右下がり（↘）or左上がり（↖）になるような変化過程は、そう簡単にはいきません。変化している途中で吸熱から発熱に入れ替わったり、またはその逆、というのがあり得てしまうのです。

右下がりの過程

これは、次のように熱効率を聞かれたときに、きちんと考えなければいけない問題となります。

滑らかに動くピストンのついた円筒容器に単原子分子理想気体を入れ、図に示す通り、圧力pと体積VをAの状態からB,Cの状態を経て再びAの状態に戻るように変化させた。ただし、すべての区間は直線に沿っての変化である。 

 

この装置を熱機関として利用したときの熱効率を求めよ。 

（東工大・2000年（改）／図は東進過去問データベースより） 

この問題、A→Bの途中で吸熱から発熱に入れ替わってしまいます。

では、どこで入れ替わるのでしょうか。それは、このpdfをご覧ください。