Glaube ich nicht. Hier wird mit der Nennkapazität gerechnet also Strom mal Zeit. Da ist es egal ob der Verbraucher mit 9V funktioniert oder mit 5V. Wenn mit der Energie/Leistung gerechnet wird dann stimmt Deine Annahme. Batterie 9x0,500Wh= 4,5Wh; Arduino 5V 100mA = 0,5W; 4,5Wh/ 0,5W = Unsinn.
Ok der Linearregler verbraucht auch etwas strom aber das ist in den 100mA schon eingeflossen.
Aber daß man aus der Batterie nicht 500mAh rausbekommt hast Du recht. Die Nennkapazität wird bei einem 20stel der Kapazität gemessen. Das sind bei 600mAh also 30mA. Ist der Stromverbrauch des Verbrauchers höher so ist die Kapazität kleiner.
https://data.energizer.com/pdfs/la522.pdf hat die Entladungskennlinien bzw Diagramm der Kapazität für 25mA, 100mA und 500mA Entladestrom. Die Kapazitäten sind nicht exobritant verschieden, aber einen Unterschied sieht man.
Ich gebe Dir auch recht daß ein Linearregler und Batteriebetrieb wenig zusammenpassen. Wenn man einen DC/DC Wandler statt dem Linearregler verwendet könnte man meiner Schätzung ca 30% mehr Betrieb
Grüße Uwe