Bombas térmicas são projetadas com a finalidade de
aquecer um corpo ou uma região de interesse (por
exemplo, um quarto durante o inverno). A finalidade da
bomba de calor é retirar uma quantidade de calor Qr do
meio externo (que está a uma temperatura Tt e funciona
como reservatório térmico) e fornecer um calor Qq para um
reservatório térmico do sistema de aquecimento que está
a uma temperatura Tq. O coeficiente de rendimento da
bomba térmica em cada ciclo é, portanto, igual à razão
Qq/W, onde W é o trabalho realizado sobre a substância
de trabalho da máquina térmica e tanto o Qq quanto W são
dados em Joules. O rendimento da bomba térmica será
maior quanto maior for o calor cedido ao reservatório
térmico do sistema de aquecimento. Considerando que,
em um inverno rigoroso, a temperatura externa é de -10º
Celsius e a temperatura do reservatório térmico do
sistema de aquecimento é de 80º Celsius, e considerando
que 0º Celsius corresponde a 273,2 K, qual o rendimento
máximo que poderia ser obtido por uma bomba térmica
operando nessas condições climáticas, utilizando gás ideal
como substância de trabalho (cujo número de mols
permanece constante)?