Nas isotermas de um gás ideal, \(\Delta U=0\). O calor recebido na expansão isotérmica quente é
\(\Delta Q_{21}=nRT_H\ln\frac{V_A}{V_B}=1\cdot 8{,}314\cdot350\ln\frac{3{,}15}{3{,}05}\simeq93{,}8\,\text{J}.\)
Na compressão isotérmica fria, o sistema rejeita calor:
\(\Delta Q_{43}=nRT_C\ln\frac{V_B}{V_A}=1\cdot 8{,}314\cdot250\ln\frac{3{,}05}{3{,}15}\simeq-67{,}0\,\text{J}.\)
Nas isocóricas, o regenerador ideal armazena e devolve calor internamente. Para o balanço externo do ciclo, elas não entram como calor recebido dos reservatórios. Como \(\Delta U_{\text{ciclo}}=0\),
\(\Delta W_{\text{ciclo}}=-(\Delta Q_{21}+\Delta Q_{43})\simeq-26{,}8\,\text{J}.\)
O sinal negativo indica trabalho líquido produzido pelo sistema, seguindo a convenção \(dU=dQ+dW\). A eficiência é
\(\eta=\frac{|\Delta W_{\text{ciclo}}|}{\Delta Q_{21}}\simeq\frac{26{,}8}{93{,}8}\simeq0{,}286.\)
O limite de Carnot para os mesmos reservatórios é
\(\eta_C=1-\frac{T_C}{T_H}=1-\frac{250}{350}\simeq0{,}286.\)
Portanto, no modelo ideal com regenerador perfeito, o motor Stirling alfa atinge o mesmo limite reversível de Carnot. Qualquer regeneração incompleta faria parte do calor das isocóricas ser trocada com reservatórios externos, produzindo entropia e reduzindo a eficiência.