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.