но я не уверен, что работа политропного процесса в таком случае будет отрицательной.
Она будет положительной.
Мне всегда казалось, что если газ расширяется, то работа процесса будет всегда положительной.
Конечно, из

и

Направление движения по политропе задано в условии, в этом месте нет никаких двойных толкований.
По выбору варианта цикла, и трактовке условий
ответил выше, в ответе уважаемому
DimaM.
-- 17.12.2020, 12:29 --UPD:
Однако можно их расставить как здесь
Кстати, это приводит к тому, что порядок процессов, опять стал не таким, как перечислено в условии.
-- 17.12.2020, 12:32 --UPD2.
В условиях, явно же указано, что цикл прямой.

Значит там, где процессы перечисляются, порядок не задаётся.
KevshОсталось с числителем разобраться.