ترموديناميک و پراگماتيسم(THERMODYNAMICS & PRAGMATISM)

چکيده: در اين مقاله نشان داده مي شود که مباحث مرتبط با ترموديناميک مهندسي, اساساً بر بر پايهء ديدگاههاي مسلک اصا لت عمل (پراگماتيسم) بنا شده اند.

آيا سيکل کارنو صرفاً مدلي ذهني است و الي الابد هيچ نتيجهء عرضي دربر نخواهد داشت؟ آيا دستيابي به کارايي صد درصد, مستلزم نقض قانون دوم ترموديناميک است؟ در اين نوشتار, پرسشهايي از اين دست, تحليل و بررسي مي گردد.

مقدمه

پرسشهاي فلسفي گسترده اي پيرامون ترموديناميک وجود دارد که تحليل آنها غالباً در حوزه مباحث فلسفهء علم جاي مي گيرد. ترموديناميک ,آنجا که در قالب مسائل مطروحه مهندسي ارائه مي گردد بيشتربه جنبه هاي عملگرايانه وديدگاههاي مبتني برپراگماتيسم pragmatism)) مي پردازد . بدين معنا که فلسفه هاي "کنه گرا" و اسکولاستيک (scholastic) که به ماهيات و هليات مي پردازند در ترموديناميک مهندسي ديده نميشوند. " فلسفهء پراگماتيسم, به جاي آنکه مبدأ اصل فکر و عقيده اي را بپرسد از نتايج و ثمرات آن جويا مي شود, لحن کلام را از مقولات و مبادي برميگرداند و از عواقب و نتايج سوا ل مي کند."[1]. در واقع پراگماتيسم,عطف نظر به عواقب و ثمرات و فوائد يک مبحث است.

کلمه‌ پراگماتيسم (از کلمه يوناني پراگما به معناي عمل) را نخستين بار چارلز پيرس(1914- 1839(Charles Pierce در مقاله معروفش با عنوان "چگونه مي‌توان افکار خود را روشن ساخت"، به کار برده است. پيرس دراين مقاله ثابت مي‌کند که براي بررسي يک فکر, کافي است به تعيين رفتاري که اين فکر برمي‌انگيزاند، بپردازيم. در حقيقت پراگماتيسم, فلسفه اي است تمام عيارعليه ايده آليسم و کاوشهاي عقلاني محض که هيچ فايده اي براي انسان ندارد. پراگماتيسم قائل به اين است که حقيقت, امر جدايي از انسان نيست؛ بلکه تنها دليل براي اينکه يک نظر درست يا حقيقي باشد و نظر ديگري باطل و خطا، اين است که اولي در عمل به درد انسان بخورد و براي او کارآمد و موثر باشد و ديگري چنين نباشد. به اين ترتيب، معناي صدق قضيه در پراگماتيسم تغيير مي يابد . صدق هر گزاره، فقط توسط نتايج عملي آن سنجيده مي شود نه در مقايسه با واقعيت خارجي .از اين منظر, يک فکر يا عقيده تا وقتي که فقط عقيده است، بخودي خود نه صحيح است و نه غلط؛ بلکه فقط در جريان آزمايش و کار برد عملي آن , و فقط برحسب نتايجي که از آن استحصال ميشود، ارزش صدق و کذب پيدا مي کند. بنابر اين امکان رسيدن به حقيقت مطلق منتفي است. زيرا هم علم ، و هم مسائل و مشکلات ما همواره در حال تغيير است, پس در هر مرحله، حقيقت، آن چيزي خواهد بود که ما را قادر سازد تا به نحو رضايت بخش، مسائل و مشکلات جاري آن زمان را بررسي و حل کنيم .در مکتب پراگماتيسم، افکار و عقايد همچون ابزارهايي هستند براي حل مسائل و مشکلات بشر؛ تا زماني که اثر مفيدي دارند، صحيح و حقيقي اند و پس از آن خطا و نادرست مي شوند. بدين ترتيب , ممکن است عقيده اي طي مدتي موثرواقع شود و از اين رو حقيقي باشد؛ ليکن ممکن است بعدها نتايج رضايت بخشي نداشته باشد و به نظريه اي باطل و خطا تبديل گردد. پراگماتيسم ,وجود را منوط به نتيجه مي داند و هر اصالتي را بر حسب نتيجه اي که مي دهد ارزش گذاري مي کند . در حقيقت, پراگماتيسم وجود را بدون نتيجه ، عدم ميداند و حتي لزوم بررسي هم براي آن قائل نمي شود. ايده آ ل سازي در محاسبات ترموديناميکي , گواهي بر اين مساله است که ترموديناميک مهندسي برپايه ديدگاههاي پراگماتيستي قرار دارد. چرا که اغلب, جنبه هاي عملي موضوعات را در نظر مي گيرد و ديدگاههاي اسکولاستيک به معناي جستجوي علت العلل درآن راهي ندارند. زمانيکه مدلهاي ذهني اصطلاحاً غيرممکن در ترموديناميک مهندسي طرح مي گردد بيشتر عطف به موضوع صرفه اقتصادي يا محدوديت ابزار مي شود و سخني از عدم امکان مطلق آنها به ميان نمي آيد. بعبارت ديگر تعبيري که از اصطلاح "غير ممکن" مد نظر است نوعاً متفاوت با مساله محالات ذاتي يا وقوعي assertoric است.

آيا مجادله فلسفي پيرامون ترموديناميک, بيهوده است؟

آيا ممکن است بحثها و مجادلات فلسفي پيرامون چنين مباحثي که در حيطه و قلمرو فلسفهء علم جاي مي گيرند اساساً پوچ و بيهوده باشند؟ صاحبنظران زبان شناسي علم تفسير(Hermeneutics) نظير پل ريکور و دوره اول ويتگنشتاين اعتقاد داشتند که مشاجرات فلسفي اصلاً درباره جهان نيستند وفقط نوعي بحث زبان شناسي هستند. در نتيجه براي آنها هرگونه فلسفه, بيشتر براي به دورافکندن فلسفه بود تا اينکه مثلاً در جهت تدوين مسائل فلسفه علم باشد. " اگر جبر منطقي يعني جبر حاکم بر عالم گفتار مباحث و الفاظ, جاي خود را به به امر ديگري واگذارد که نه فقط بر گفتار و لفظ بلکه بر واقعيت هم حاکم باشد اين امر چه خواهد بود؟ "[2] ويا طرفداران مکتب فرا استراکتوراليسم(post structuralism) و شخص ميشل فوکو امکان مباحثي تحت عنوان فلسفه علم را باطل مي دانند. پوزيتيويستها (positivists) نيز قدرت علم را تا حدي زياد مي دانند که نياز به هرگونه فلسفه اي را باطل تلقي مي کنند . از ديدگاه آنان اين بحثها بيشتر, نوعي "خيالبافي فيزيکي" است. از اين رو _ رودلف کارناپ_ که در تاريخ فلسفه علم معاصر به عنوان يک پوزيتيويست شناخته مي شود پايان عمر متافيزيک را در 1930 نشان داد و هرگونه مجادله فلسفي در اين زمينه را پوچ و بيهوده اعلام کرد. در اگزيستانسياليسم دو ديدگاه رايج در اين باب وجود دارد. اگزيستانسياليست هايي نظير هايدگر, طبيعت را موضوع تعمق فلسفي مي دانند و در نتيجه به نوعي پرداختن به فلسفه علم را مي پذيرند. در حاليکه مکتب اگزيستانسياليسم ژان پل سارتر موضوع چنين بحث هاي فلسفي را خود آگاهي انسان مي داند. در هر حال ديدگاههاي متفاوتي نسبت به حقانيت مباحث (Discourse) فلسفه علم وجود دارد. برخي اين مجادلات را بيهوده و يا يک جدل بي حاصل صرفاً زباني ارزيابي کرده اند و برخي ديگر پرداختن به اين مسائل را جستجوي اساسي ترين پرسشهاي فلسفي دانسته اند. موضوع اين نوشتار تحليل ديدگاههايي است که حقانيت مبحث فلسفه علم را پذيرفته اند. فلسفه علم از نظر آنچه نتايج فلسفي علوم است به بخشهاي مختلفي تقسيم مي شود. مسائل مرتبط با متافيزيک, مسائل معرفت شناختي(Epistemology) نظير تئوري هاي شناخت و مباني و پيش فرضهاي فلسفي و دسته بندي موضوع شناخت بين عينيت و ذهنيت, يا مسائل ارزش شناختي(Axiology) و الي آخر. اما چگونگي شکل گيري تئوريهاي علمي يکي از مهمترين موضوعات مورد توجه در فلسفه علم مي باشد . مساله چگونگي شکل گيري تئوريهاي علمي , مشتمل بر دونظريه اصلي ميباشد _ يکي نظريه توماس کوهن(T.Kuhn) وديگري نظريه کارل پوپرK.popper)) _ نظريه توماس کوهن تحت عنوان نظريه سوبژکتيويستي يا ذهنيت گرايانه((subjectivity و همچنين نظريه کارل پوپرکه در کتاب دانش عيني _objective knowledge_ بيان شده است بيشتر به نام نظريه ابژکتيويستي يا عينيت گرايانه(objectivity) شهرت دارد. کوهن اعتقاد داشت که "علوم بر مبناي پارادايم (paradigm) با سرمشق هاي معين جلو مي روند. اين سرمشق ها پيش فرض هاي قبول شده اي هستند که در حل مسائل مورد تحقيق , هيچگاه مورد ترديد واقع نميشوند"[3]. مثلاً در پارادايم نيوتني , زمان و مکان مستقل از يکديگر وجود خارجي داشته و نيرو در اين سيستم برابر است با حاصلضرب جرم در شتاب. اما اين پيش فرض هاي از پيش قبول شده بر دانش حضوري يا همان ادراک شهودي (Intuitive reasoning) تکيه دارند که چندان محل اطمينان و يقين نيست. از همين روست که امکان دارد سرمشقهاي شهودي در پارادايم ها که در يک زمان کاملاً بديهي بوده در زمان ديگر اعتباري نداشته باشند. بعنوان مثال پس از ارائه نظريه نسبيت, " فرض فيزيک کلاسيک در مورد مطلق بودن همزماني ,که بر مبناي بديهيات اوليه و فرضهاي پيش آزموني قرار داشت"[4] ديگر يک بديهي بي نياز از تحليل محسوب نمي شود. توماس کوهن مي گويد هرگاه تعداد زيادي از مسائل تحقيق, خود پارادايم را زير سوال ببرند شرايط بحراني پيش آمده و در اين حالت به تدريج پارادايم جديدي شکل مي گيرد که جايگزين پارادايم قديمي ميگردد. (مثل جايگزيني تئوري نسبيت اينشتين به جاي تئوري هاي مکانيک نيوتني) . از اين رو مطابق با نظريه ذهنيت گرايانه کوهن, واقعيت هاي عيني, هرگز نتايج تئوريک فلسفي به بار نمي آورند وبه بيان ديگر اين ذهنيت است که برعينيت تقدم دارد. در ترموديناميک با مفاهيمي نظير مدل ايده آل سيکل کارنو يا سيکلهاي معادل آن روبرو هستيم که گفته مي شود هيچ نتيجه عيني در بر ندارند. و اين درحاليست که عملي نبودن سيکلهاي معادل سيکل کارنو , بيشتر از جنبه مواجهه با محدوديت عمل ابزارهاي مورد استفاده مي باشد نه ازاين بابت که مدلهاي ذهني مذکور, اساساً امکان عملي شدن نداشته باشند. بنابراين مي توان تصور کرد که روزي انسان بتواند بر محدوديتهاي سد راه عملي شدن برخي از مدلهاي ترموديناميکي, غلبه کند وتجارب بعدي تدريجاً به شکل گيري پارادايم جديدي منجر شود و حتي اصول مسلمه ترموديناميک کلاسيک نيز مورد ترديد قرار گيرند. هيچ استبعادي ندارد روزي ابزارها و سيستمهايي طراحي شوند که محدوديتهاي کنوني را نداشته باشد يا شيوه هايي ابداع شود که به کمک آنها عبور ازمحدوديت و الزام قانون دوم ترموديناميک به نوعي ممکن شود. وشايد در آنصورت تحولات شگرفي در زندگي انسان بوجود بيايد . از اين رو اين امکان وجود دارد که مجادله کنوني پيرامون تعابير فلسفي ترموديناميک , در آينده به شکل گيري پارادايم جديدي منجر شود و از ديدگاه پراگماتيسم, دستاوردهاي عملي نيز داشته باشد.

امکان و تحقق سيکل کارنو

در اين بخش به بررسي مساله امکان (possibility) و يا تحقق سيکل کارنو و بعبارتي به تحليل برهان وجودي( (ontological proof سيکل کارنو مي پردازيم . آيا مفهومي به نام سيکل کارنو وجود (existence) دارد يا اينکه اين مدل , صرفاً يک تصوريا تخيل (imagination) در ذهن انسان است؟ اصطلاح وجود داشتن در اينجا قدري محل مناقشه است. چرا که تصور چيزي( يا امري) يا حتي تصور خصوصياتي براي چيزي، منجر به ضرورت (necessity) وجود آن نميشود. آنچه که بر وجود دلالت مي کند تجربهء خصوصيات معيني از آن چيز است که منجر به ضرورت و ايجاب (affirmative) وجود ميشود. وجود درخود، داراي نوعي تماميت ( (totalityاست , اما تماميت آن نزد ما آشکار نيست و البته همين دال بر وجود آن است. استقلال و خودايستايي وجود، امري اساسي است. اگرچنين نباشد، امرموجود، ثانوي وعَرَضي ((accidental است. براي تحليل اين پرسش که آيا سيکل کارنو يک چيز موجود است يا خير بايد به تبيين مساله وجود بپردازيم. براي وجود سه خاصه مطرح مي گردد که عبارت اند از:

الف) دگرگوني و تغيير(becoming)

ب) اثرگذاري و اثرپذيري (interaction)

ج) خودايستايي و خوداتکايي

هرقدر برتري امري از نظر ماهيت، بيشتر باشد، آنگاه احتمال و امکان وقوع يا بالفعل (actual) بودن و واقعيت داشتن آنreality)) به همان ميزان کمتر است. بايد دقت کرد که وجود، يک صفت و يا به بيان ديگر, يک محمول (predicate) حقيقي نيست. آيا مدل ايده آل سيکل کارنو موجودي است واجد همه صفات ايجابي واساساً هيچ ما به ازاء واقعي مي تواند داشته باشد؟ بايد گفت فقط وجود عيني و حاضر در جهان، بالضروره هست و انکار وجود آن نيز مستلزم تناقض ؛ اگر موجودي عينيت داشته باشد، وجود براي آن ضرورت است.البته امانوئل کانت, ثابت مي کند که مفهوم "موجودي که بالضروره وجود دارد" وجود ندارد و بيان مي دارد موجودي که انکار وجود آن مستلزم تناقض باشد، فاقد مفهوم است. مثلاً يکي از براهين کانت در اين باب اين است که گزاره ها propositions)) و قضاياي theorems)) وجودي، ترکيبي (synthetic) هستند، نه تحليلي ((analytic. بنابراين، انکارآنها منجر به تناقض نمي شود. اما درقضاياي تحليلي، محمول ازقبل در مفهوم ِ موضوع (subject) مندرج است، ازاينرو انکارآنها مستلزم تناقض است. در برهان آنسلم (Anselmus) که به برهان وجودي (ontological argument) معروف است ميخوانيم " وجود عيني عالي تراز وجود ذهني است، اما وجود ذهني مي تواند واجد خاصه هاي خيالي برتري باشد که وجود عيني فاقد آنهاست." به هر ترتيب , وجود ذهني در مخيله مي گنجد و مي توان آن را تصور کرد. في المثل کارايي صددرصد براي ما قابل تصور است و دست کم مي توانيم بگوييم که در ذهن موجود است. اما کارايي بيش از صد در صد را حتي تصور هم نمي توان کرد. تصور صورت اعلاي کارايي يک سيکل ترموديناميکي در ذهن ما کارايي صددرصد است و بيش از آن, چه درذهن و چه خارج ازذهن، قابل تصورنيست. کارايي صد درصد هرچند ازنظرعيني, هيچ و عدم باشد ، لااقل قابل تصوراست. (اگرچه که ازوجود ذهني چيزي يا امري, نمي توان وجود عيني آن را نتيجه گرفت). مفاهيمي هستند که حتي تصور هم نمي شوند. مثل کارايي بيشتر از صددرصد يا وجود عالي ترين موجود, مفهوم عالي ترين موجود حتي درذهن هم قابل تصورنيست، زيرا هرچه را درذهن تصورکنيم، بازهم عالي ترازآن را مي توان تصور کرد. يا مثال ديگر اينکه هرقدرعدد بزرگي را تصورکنيم، بازهم عدد بزرگترازآن را مي توان درنظر گرفت، اما عدد بي نهايت بزرگ يا بزرگترين عدد, وجود ندارد. اين مفاهيم فاقد حد هستند و بنابراين, هم غيرقابل تصور و هم ازنظرعيني هيچ و عدم اند . مفاهيم اين چنيني , از دسته موهومات و سفسطه ها ( (fallacyهستند. وقتي امري قابل درک يا تصور نباشد، قابل بيان هم نيست. شايد پرسيده شود پس جنبه هاي نامتناهي برخي از مفاهيم عيني، چگونه شکل مي گيرند؟ در پاسخ بايد گفت برداشتهاي غيرقابل تصور از امور عيني , برخاسته ازشيوه برخورد يا نحوه تبيين ماست. هرامرعيني، اگرچه دريک يا چند جنبه، نامتناهي و غيرقابل تصور باشد، حداقل دريک يا چند جنبه، متناهي و قابل تصوراست واتفاقاً همين امر هم هست که آن را عيني و موجود مي سازد براي مثال: عدد گنگِ(irrational number ) 2? وقتي بصورت يک عدد اعشاري، يعني …4142135/1 بيان مي شود، اين رشته، نامتناهي وغيرقابل تصوراست، اما وقتي که تحت عنوان وتر يک مثلث قائم الزاويه ي متساوي الساقين که طول هرساقِ آن يک واحد است بيان شود، کاملاً قابل تصور وعيني مي گردد. "هرچيزي که فکر درباره آن مي انديشد چه به طور واضح مستدل باشد و يا نباشد, يک واقعيت است. در عين حال که ممکن است باطل و کذب باشد و يا به وضوح مدلل, ولي همچنان يک واقعيت است… دربارهء Actuality بايد گفت آيا Thing واقعيت دارد؟آيا حضورش يک واقعيت مسلم است؟ طبق فرهنگ لغات, واژهء Fact يعني آنچه که عملاً و به عينيت اتفاق افتاده است" [6] مطابق آنچه که گفته شد سيکل کارنو نوعاً واقعي (real) است.

و دست کم وجود ذهني آن را نمي توان انکار کرد. ضمن آنکه دانستيم هر واقعيتي، لزوماً عيني نيست؛ و همچنين بررسي کرديم که هرگاه امري, قابل فهم و درک و قابل توضيح و تصورنباشد، آن امراساساً وجود ندارد و بطور دقيق تر، واقعيت (reality) ندارد.

1.3 آيا دستيابي به کارايي صد درصد, مستلزم نقض قانون دوم ترموديناميک است؟

عوامل برگشت ناپذيري (Irreversibility) سبب اتلاف انرژي شده و دستيابي به کارايي صددرصد را ناممکن مي کنند. سؤالي که منطقاً مطرح مي گردد اين است که اگر موتور حرارتي(Heat engine) با کارايي صددرصد عملي نيست حداکثر کارايي قابل حصول چقدر است؟ در پاسخ به اين پرسش بايد فرآيند ايده آل را تعريف کرد که فرآيند بازگشت پذير (Reversible) ناميده مي شود. فرايند بازگشت پذير براي سيستم به صورت " فرآيندي که قابل بازگشت است و به گونه اي انجام مي گيرد که هيچ گونه تغييري در سيستم يا محيط به جاي نمي گذارد" [7] تعريف مي گردد. از جمله عواملي که سبب بازگشت ناپذيري مي شوند مي توان چند عامل نظير اصطکاک, انبساط آزاد, انتقال حرارت به دليل اختلاف محدود درجه حرارت, اختلاط دو ماده مختلف, اثرات پسماند ,و اتلاف iR^2 در شبکه هاي الکتريکي و فرآيند احتراق را نام برد. اگر کارايي همه موتورهاي حرارتي کمتر از %100 باشد در اين صورت کاراترين سيکلي که در عمل مي توان داشت چيست؟ چنين برداشتي دقيقاً بيانگروجود ديدگاههاي مبتني بر پراگماتيسم در ترموديناميک مهندسي است. بر اساس اين ديدگاه ,اميد به ساخت و طراحي ماشين هاي حرکت دائم PMM و نيز بهره برداري صددرصد از موتورهاي حرارتي بي فايده تلقي شده و به بيان ديگر از ما مي خواهد که مناقشه بر سر کارايي صد درصد را اساسا ً کنار بگذاريم و در مقابل به آنچه عملاً ميسر و در دسترس است بپردازيم تا بلکه براي ما دستاوردها و نتايج عملي سودمند داشته باشد. اگر همه فرآيندهاي يک سيکل ترموديناميکي بازگشت پذير باشند کاراترين سيکلي که مي تواند بين دو منبع درجه حرارت ثابت عمل کند سيکل کارنو(carnot) است. در اين حالت, سيکل نيز بازگشت پذير خواهد بود و از اين رو چنانچه سيکل معکوس گردد موتور حرارتي تبديل به يخچال خواهد شد. سيکل کارنو چهار فرآيند اساسي را در بر مي گيرد که شامل دو فرآيند دما ثابت بازگشت پذير و نيز دو فرآيند آدياباتيک بازگشت پذير (آيزنتروپيک) مي باشد. دو قضيه درباره کارايي سيکل کارنو وجود دارد که نشان مي دهد نمي توانيم موتور بازگشت ناپذيري داشته باشيم که کارايي آن از موتور بازگشت پذيري که بين همان دو منبع کار مي کند بيشتر باشد. (چنين فرضي به نقض قانون دوم ترموديناميک منجر خواهد شد). و قضيه ديگر بيان مي دارد که همه موتورهايي که در سيکل کارنو بين دو منبع درجه حرارت ثابت عمل مي کنند داراي کارايي يکساني خواهند بود. در اين مورد فرض مي شود سيکل کارنويي وجود دارد که کارايي آن از سيکل کارنوي ديگري که بين همان دو منبع کار مي کند بيشتر است و در نهايت اين فرض اوليه نيز به نقض قانون دوم ترموديناميک مي انجامد. ضمن آنکه استدلال نوعاً درستي داشته ايم تنها نتيجه ممکن اين خواهد بود که فرض اوليه نادرست بوده باشد. مغايرت فرآيندهاي حقيقي با مدلهاي ايده آل مربوط به عوامل برگشت ناپذيري است. بنابراين درمباحث ترموديناميک مهندسي پذيرفته شده است که هرگز نمي توان بر عوامل برگشت ناپذيري غلبه کرد و از اين رو دستيابي به کارايي صد در صد از اساس منتفي است. با اين وصف سيکل کارنو صرفاً يک مدل ايده آل ذهني است و تاکنون وجود عيني نداشته است. پس ترموديناميک مهندسي تنها با سيکلهاي مبنا سر و کار خواهد داشت و به "ملاحظاتي در مورد تعديلات خاصي که هدف از آنها بهبود عملکرد در سيکلهاي مبناست" مي پردازد. نمونه هايي از اين تعديلات در راستاي افزايش کارايي سيکلهاي مبنا را مي توانيم در تعبيه و طراحي ابزار و تجهيزاتي نظير بازياب ها و گرمکن آب تغذيه و … مشاهده کنيم. نيروگاه هاي ساده بخار در سيکل رنکين کار مي کنند که کارايي آن از کارايي سيکل کارنو کمتر است. به دو دليل سيکل رنکين يک سيکل مبناست. اول اينکه در فرآيند پمپ کردن سيکل کارنو سيال کاري در ناحيه دوفاز قرار دارد و ساختمان پمپي که بتواند مايع و بخار را دريافت و به صورت مايع اشباع تخليه کند با مشکلات زيادي روبرو خواهد شد. ثانياً در سيکل کارنو تمام انتقال حرارت بايد در درجه حرارت ثابت انجام بگيرد.اين بدان معني است که حرارت بايد به بخار در حال انبساط و توليد کار انتقال يابد که اين چندان ممکن نيست.(اما در سيکل رنکين, بخار در فشار ثابت مافوق گرم مي شود.)

بنابر اين سيکل رنکين سيکل ايده آلي است که در عمل مي توان تقريب زد. از اين رو راهکارهايي انديشيده مي شود تا کارايي سيکل مبناي رنکين به کارايي مدل ايده آل کارنو نزديک شود که از آن جمله مي توان به تأثير متغيرهايي چون فشار و درجه حرارت اشاره کرد. در عين حال اين تمهيدات هر يک محدوديت خاصي را نيز ايجاب مي کنند. به عنوان مثال کاهش فشار کندانسور, افزايش فشار بويلر و مافوق گرم کردن بخار آب در بويلر که به افزايش کارايي سيکل رنکين مي انجامند محدوديتهاي زيادي را دربردارند. سايش تيغه هاي توربين, افزايش محتوي رطوبت و کيفيت بخار آب و … از پيامدهاي آن است. مدلهايي نظير سيکل بازياب ايده آل نيز به دليل همين محدوديتهاي ابزار عملي نيستند. کارايي سيکل بازياب ايده آل دقيقاً برابر با کارايي سيکل کارنو است. اما موانعي بر سر تحقق آن وجود دارد. نخست آنکه "امکان انتقال حرارت لازم از بخار آب موجود در توربين به آب تغذيه وجود ندارد. ديگر اينکه به علت انتقال حرارت, محتوي رطوبت بخار خروجي از توربين به مقدار قابل ملاحظه اي افزايش خواهد يافت که مي تواند به سايش تيغه هاي توربين منجر شود. " [7] برداشت بخار از ديگر تمهيداتي است که براي افزايش کارايي سيکل انجام مي گيرد. اگر از تعداد زيادي مرحله برداشت بخار و گرمکن هاي آب تغذيه استفاده شود کارايي سيکل نزديک به کارايي سيکل ايده آل بازياب (معادل کارايي سيکل کارنو) خواهد شد. ليکن در نيروگاهها مراحل برداشت بخار به ندرت از پنج مرحله بيشتر مي شود. " اين کار در عمل از نظر اقتصادي قابل توجيه نيست, زيرا صرفه جوييهاي ناشي از افزايش کارايي به مراتب کمتر از آن است که هزينه تجهيزات اضافي (گرمکن آب تغذيه, لوله کشي و .. را جبران کند. " انجام اين تمهيدات _بدون در نظر گرفتن صرفه اقتصادي_ ,استفاده از تعداد بسيار زيادي گرمکن حرارتي, در اختيار داشتن پمپي که هيچ الزامي بر مايع بودن فاز ورودي آن درکار نباشد و بتواند در ناحيه دو فاز عمل کند, بويلري که در سوپرهيت کردن بخار, محدوديت حرارتي نداشته باشد, شايد روزي دستيابي به کارايي صد در صد را ممکن کند. و باز هم شايد بتوان تصور کرد روزي با طراحي و تعبيه گريزگاههايي بتوان افتهاي توربين, افتهاي پمپ, افتهاي چگالنده ,افتهاي لوله کشي, که همه به نوعي بر اثر وجود عوامل بازگشت ناپذيري شکل مي گيرند و سد راه افزايش کارايي ميگردند, را جبران و عملاً بي اثر نمود, بي آنکه ناقض قانون دوم ترموديناميک باشد, درست هماگونه که تأثير برخي از راهکارها را در افزايش کارايي مشاهده نموديم. بنابراين دستيابي به کارايي صد درصد مي تواند مستلزم نقض قانون دوم ترموديناميک نباشد و با واسطه و بدون نقض اين قانون هم بتوان بر عوامل بازگشت ناپذيري غلبه کرد.

مآخذي که به آنها استناد شده:

[1]تاريخ فلسفه/ جلد دوم/ پراگماتيسم/ زرياب خويي

[2] عينيت و واقعيت/اميل ميرسون Emil Meyerson / [3]ساختار انقلابهاي علمي/ توماس کوهن

[4] نسبيت خاص/ هادي هادي پور

Segments [5] Philosophical / Dr. F. Hamidi

[6]حقيقت و واقعيت/مناظرات کريشنا مورتي و دکتر بوهم

[7]ترموديناميک مهندسي/ زونتاگ بورگناک ون وايلن

منبع : CPH