Efectivamente... el motor del auto es una máquina térmica. Realiza un trabajo muy entretenido que es llevarnos a pasear por todos lados... pero hay más. El esquema puede aclarar los tantos.

Q₂ es el calor que desaprovecha (en forma inevitable) el motor. Esa energía residual se elimina fundamentalmente en el radiador (aunque hay varios sumideros más: caño de escape, radiación térmica de las partes del motor, convección de aires sobre esas mismas partes, etc.).

T₂ es la temperatura del sumidero principal, o sea, el radiador (también en Kelvin).

Aunque vos no lo creas, todo motor de fabricación argentina es respetuoso del primer principio de la termodinámica.

Q₁ – Q₂ = W

Tomando en cuenta la necesidad de este ejercicio, expresemos el principio en términos de potencia:

Pot₁ – Pot₂ = Pot_W

De esta expresión solo nos brindan la potencia del motor, que vale 100 caballos, o sea, 100 Hp, 74.600 W, que es la potencia típica de un auto pequeño. Pero también nos cuentan cuánto vale la eficiencia (también llamada rendimiento) del motor. Esto es el cociente entre el beneficio (el trabajo que hace el motor) y la inversión (el costo del combustible... $$$$$$).

η = 0,15 = Pot_W / Pot₁

0,15 = 74.600 W / Pot₁

De acá puedo conocer cuánto vale la potencia con la que se consume el combustible:

Pot₁ = 74.600 W / 0,15

Pot₁ = 497.000 W

Y regresando al primer principio puedo conocer la potencia (casi irónico) con la que se desperdicia energía:

Pot₂ = Pot₁ – Pot_W

Pot₂ = 497.000 W – 74.600 W = 422.500 W =

Con este numerito ya puedo responder la segunda pregunta, ya que un watt es un joule de energía por cada segundo que pasa, y en una hora hay 3.600 segundos...

Q_{2(1 hora)} = 422.500 J/s . 3.600 s

Vamos a la primera pregunta. Yo digo... ese 15%, será mucho o será poco. ¿Cuál es la máxima eficiencia esperable para un motor que trabaje entre esas dos temperaturas y en el que hagamos una inversión de 497.000 W? Tal motor de máxima eficiencia o eficiencia ideal, η_i, sería un motor ideal (también llamado de Carnot).

Bien, si para vos la eficiencia máxima es 100% (o sea... que todo lo que invertís en combustible lo recuperás como trabajo) es porque no sabés un pomo de termodinámica. El segundo principio de la termodinámica establece (y los motores argentinos también lo saben) que la eficiencia máxima (que puede rondar un 50%) se alcanza cuando la variación de entropía total durante el funcionamiento vale cero, dicho de otro modo, cuando el motor funciona en forma reversible, dicho de otro modo: tampoco esperes que ocurra. Pero por lo menos es un planteo más realista que esperar un rendimiento del 100%. Para eso tendrías que haber nacido en otro universo, un universo con otras leyes.

Si la variación de entropía vale cero, se cumplirá que:

T₂ / T₁ = Pot_2i / Pot₁

Por lo tanto la pérdida en este caso sería:

Pot_2i = Pot₁ . T₂ / T₁

Pot_2i = 497.000 W . 358 K / 773 K

Pot_2i = 230.200 W

Con tan poca pérdida podríamos obtener mucho más trabajo:

Pot_Wi = Pot₁ – Pot_2i

Pot_Wi = 497.000 W – 230.000 W

Pot_Wi = 267.000 W

Con lo que estaríamos teniendo una eficiencia (un rendimiento) de...

η_i = Pot_Wi / Pot₁

η_i = 267.000 W / 497.000 W

Pero ni lo sueñes.