ich habe momentan die Vorlesung Gaskinetik bei mir an der Uni. Dort haben wir ein ähnliches Problem behandelt, es ging allerdings um Wärmeleitung. Fragestellung war allerdings ähnlich: Wo geht die Energie hin?
Ansatz war im Folgenden, einfach anzunehmen die Energie verteile sich einigermaßen gleichmäßig auf die verschiedenen Freiheitsgrade. Für Wärmeleitung kam dann einigermaßen was richtiges raus, aber eben nur einigermaßen. Gaskinetik scheint nur schwer mit einfachen Formeln zu berechnen zu sein.
Wasserstoff als 2 atomiges Gas hat ja 5 Freiheitsgrade: 3 translatorische, 2 rotatorische.
Mein Idee wär also zu sagen nur 3/5 der Energie geht zunächst in die translatorische Bewegung über. Das wäre meiner Meinung nach aber immer noch sehr wage und ungenau.
Wenn ich nun aber einfach mal die Formeln aus dem letzten Semester für Raumfahrtsysteme rauskrame und unter Thermische Raketen nachschaue:
die einfachste Formel für die Austrittsgeschwindigkeit ist mit w0=0 in der Brennkammer und der drtigen Enthalpie h0=cp*T0
w=sqrt(2*(h0-h)), Geschwindigkeit also in der Abhängigkeit von der Enthalpie h.
Führt man das also ein bsishcen weiter kommen lustige Terme raus...die man ohne formeleditor nur schwer abtippen kann, aber ich probiers
w_e am Düsenaustritt:
w_e=sqrt(2*cp*T0) * sqrt(1-(p_e/p0)^((k-1)/k)))
Die Austrittsgeschwindigkeit berechnet sich also aus den Zustandsgrößen: T0 p0 in der Brennkammer und dem Druck p_e am Düsenaustritt. k soll hier kappa sein, also für ein 2 atomiges Gas k=1,4 =>womit der Bezug zum Aufbau des Moleküls hergestellt ist.
Vielleicht helfen dir die Formeln weiter? (vielleicht sind die aber auch ein alter Schuh für dich^^ und du willst auf etwas anderes hinaus)
