Roket_motoru
Kimya
Bütün reaksiyon enerjisi egzoz gazının kinetik enerjisi olarak görüldüğü ve araç performansına bağlı olarak egzoz hızı motorun en  önemli performans parametresi olduğu  için roket yakıtları çok yüksek enerji gerektirir (her kütle birimine gereken enerji).Özel reaksiyon sonrasında, motor içindeki kaçınılmaz kayıplar ve eksiklikler,  tamamlanmamış yanma ve benzeri gibi durumlar dışında  termodinamik kanunu doğrultusunda elde edilen egzoz hızını azaltan ana   teorik   limit   gösterir  ki    kimyasal   enerjinin   kesri   üretilen  itmede  bulunmayan  egzoz moleküllerinin rotasyonu içine girebilir. Helyum gibi tek atomlu gazlar bağımsızlığın üç derecesine sahiptir ki bu  uzayın üç boyutuna eş değerdir ve yalnızca küresel simetrik moleküller bu kayıp türünden  kaçar. H2   gibi iki atomlu moleküller  iki atomun katıldığı ve birbirlerine dik olan iki eksende döner ve statik mekaniğin  eş bölüşüm kanunu ile   mevcut olan termal enerji bağımsızlığın dereceleri arasında bölünebilmeyi talep eder. Örneğin, enerjinin 3/5 nün termal denge enerjisi içindeki bir gaz  bağımsızlık derecelerine gidebilir ve 2/5 oranında döner. Su gibi altı atomik moleküller bağımsızlığın altı derecesine sahiptir ve böylece enerji  bağımsızlığın  döngüsel ve  geçiş enerjileri arasında eşit olarak bölüştürülebilir. İkinci durumdaki çoğu kimyasal reaksiyon için durum bu şekildedir. Bu durum klasik olarak oran, gama, sabit basınçtaki sabit hacimdeki gazın özel ısını açısından tanımlanır. Eğer geniş başlık gazı genişletmeye ve  soğutmaya izin verecek kadar büyükse  döngüsel enerji kaybı büyük oranda kayıt  edilir. Başlığın fonksiyonu yanma odası içindeki moleküllerin gelişigüzel termal  hareketlerinin itmeyi ortaya çıkaran yönsüz  ötelenmeye dönüştürmektir. Egzoz gazı denge noktası içinde kaldığı müddetçe, ilk döngüsel enerji  başlık içindeki ötelemeye büyük oranda dönüştürülmüş olacak. Kimyasal tepkimeye girenlerin birim kütlelerindeki özel tepkime enerjisi anahtar olmasına rağmen  reaksiyon moleküller içindeki düşük moleküler ağırlık egzoz gazının hızını saptama açısından ayrıca önemli. Bunun nedeni roket motoru içerisindeki yüksek sıcaklıktaki gazın  motor mühendisliği için ciddi problemler teşkil  etmesidir. Sıcaklık molekül başına düşen enerjiyle doğru orantılı olduğu için  düşük kütleli moleküller arasında daha çok dağıtılan  enerji  verilen sıcaklıkta yüksek egzoz hızına izin verir. Bu düşük atomik kütleli elementlerin favori olduğunu gösterir. Egzoz hızı açısından en etkili yakıtlar olan sıvı hidrojen (LH2)  ve oksijen (LOX  veya  LO2), bor ve sıvı ozonun dahil edildiği  yeterli egzotik kombinasyonlar boyunca  potansiyel olarak teori içinde dahi iyidir eğer çeşitli pratik sorunlar çözümlendirilmişse. Özel reaksiyon enerjisini hesaplamak önemli bir noktadır. Benzin ve oksitleyicinin de dahil olduğu yakıtların tüm kütlesi  bu hesaplamaya dahil edilmelidir. Hava solunum motoru genel olarak onu taşımak zorunda olmaksızın  oksijen sağlayabilir ve bu durum hava solunum motorlarının niçin yakıt-kütleli  verimliliğine sahip olduğunu açıklar ayrıca roket motorlarının sıradan karasal uygulamalara çok daha az uygun olduğunun nedenidir. Otomobiller veya turbo jetler için yakıtlar atmosferik oksijenden yararlanır ve böylece taşınılmak zorunda olunan yakıtların birim kütlesindeki enerji verimliliğine daha iyi sahiptir, fakat yakıtın birim kütlesiyle benzerdir. Roket içerisindeki bilgisayar programlarını tahmin eden bilgisayar programları mevcuttur.