Über Raketenantriebe 3

Leserzuschrift , Samstag, 22.11.2014, 13:00 (vor 4058 Tagen) @ Ashitaka

> Was ich erkläre, ist aber nicht meine Theorie, sondern Newton's 1. und 3. Satz in Bezug auf den gesamten vorgestellten Ablauf.

Man kann den gesamten Ablauf aber nicht allein mit Newton erklären...

Orlando: >> 4) Gasmoleküle sind laut Definition immer in Bewegung, dh sie haben bei der Modellbetrachtung nach 1) immer einen Impuls (Masse, Geschwindigkeit in eine Richtung).
> Exakt. Sie schießen in dem Sauer- und Brennstofftank wie wild gegen die Außenwände der Tanks, dass sie ständig wechselseitige Kraftstöße auf die innere Fläche des Tanks ausüben. Ihre geradlinigen Bewegungsvektoren schießen kreuz und quer durch den Tank, wodurch es zu unzähligen elastischen Stößen unter den Molekülen kommt. In Vektorrichtung des Vakuums haben wir das Problem, welches ich zu erklären versuche.

Da ist kein Problem.
Du hast vielleicht meine Erklärung nicht gelesen oder nicht verstanden.

Ein Molekül, welches den Weg ins Freie findet, kann diese Bewegungsrichtung nur erhalten, indem es sich vorher von anderen Molekülen oder Teilen der Rakete abgestoßen hat. Während dieser Stöße wird eine Kraft in entgegengesetzte Richtung ausgeübt (actio = reactio), die letztendlich die Rakete antreibt.

> Die kinetische Energie nimmt ab, wenn der Abstand zwischen den Molekülen verringert wird (Siehe Flüssiggas-Druckbehälter).

Wie kommst Du denn darauf?
Um den Abstand zwischen den Molekülen zu verringern, muss man das Gas verdichten. Dabei heizt es sich auf. Das kannst Du mit jeder Fahrradluftpumpe ausprobieren.

> Die Stoffmenge kondensiert soweit, dass aus dem Gas eine Flüssigkeit wird. Die sinkende Temperatur ist unsere Wahrnehmung, dass die einzelnen Moleküle weniger Arbeit vollrichten.; d.h. weniger Strecke zurücklegen.

Unsinn. Bei einer Kondensation steigt die Temperatur.
Umgekehrt sinkt sie bei Verdunstung (Stichwort: Schwitzen).

> In der Summe aller Vektoren ist die kinetische Energie im geschlossenen Druckbehälter konstant Null.

Noch mehr Unfug. Erstens ist Energie ein Skalar und kein Vektor, und zweitens wäre die kinetische Energie im Behälter nur am absoluten Nullpunkt Null.

> Frage: Ist die kinetische Energie, wenn sich der Druckbehälter zum Vakuum hin öffnet, größer Null?

Ja, weil sie auch vorher schon größer Null war.

Der blasse Schimmer, den Du Dir wohl erst in den letzten Tagen angelesen hast, reicht offen-sichtlich nicht, um diese Vorgänge auch nur annähernd zu verstehen.
Das ist wie kürzlich in der Diskussion mit Azur über das Schuldrecht. Es gibt halt Dinge zwischen Himmel und Erde, die sich erst nach längerem Studium erschließen.

Orlando: >> Es ist durchaus möglich, daß eine solche Resultierende in Richtung der "fehlenden" Wand sich bildet, obwohl keines der beiden zusammengestoßenen Teilchen vorher aus der genau entgegengesetzten Richtung kam.
> In die Vektorrichtung der fehlenden Wand, egal in welchem Winkel, kann ein Impuls durch Kraftstoß nicht gerichtet werden.

Doch. Sonst könnte das Molekül überhaupt nicht entweichen.

> Das Molekül arbeitet nicht auf dem Vektor in ein Vakuum (w = F*s = 0).

Das Molekül "arbeitet" überhaupt nicht. Das fliegt ganz gemütlich seine Bahn.

Orlando: >> 6) Wenn eine Wand des gasgefüllten Behälters, der vorher den Impuls Null hatte, weggenommen wird (Raketenoperator drückt die Taste "Schub an"), dann fliegen die Teilchen, die auf dem Weg gegen diese Wand waren ins Freie.
> Sie expandieren frei in das Vakuum ohne Arbeit zu vollrichten.

Nachdem sie die Rakete angeschoben haben.

Orlando: >> Ihre Impulse wirken nun nicht mehr auf den Behälter, weswegen der Behälter in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt wird.
> Genau diese beiden Vektoren sind die Knackpunkte. Die Moleküle beschleunigen nicht in Richtung Vakuum (kein Kraftvektor), da sie umgekehrt keinen vektoriellen Kraftstoß auf einen Körper ausüben können, um sich von diesem abzustoßen (keine paarweisen Kräfte).

Sie bewegen sich in Richtung Vakuum, weil sie sich vorher direkt oder indirekt von der gegenüberliegenden Seite des Behälters abgestoßen hatten.

Orlando: >> Wenn der Gesamtimpuls des Behälters vorher Null war und man nimmt Teilimpulse in eine bestimmte Richtung weg, ist der Gesamtimpuls nachher größer Null.
> Es wird aber kein Impuls weggenommen, weil dieser Impuls in Richtung Vakuum gar nicht entstehen kann (kein Impuls = Massegeschwindigkeit, da keine Änderung des Bewegungszustandes durch Kraft möglich, w = F*s = 0)!

Oben schreibst Du noch über die Moleküle im Tank: "ihre geradlinigen Bewegungsvektoren schießen kreuz und quer durch den Tank", und nun soll auf einmal "dieser Impuls in Richtung Vakuum" nicht möglich sein?

Orlando: >> Nach 5) können Teilchen jedoch trotzdem in Richtung des Loches fliegen, so wie Billardkugeln auch über Bande im Ziel landen.
> Nein. Wenn ein Teilchen auf die Brennkammerwand fliegen soll, um der Rakete einen Schub zu verpassen, dann frage ich danach, wie dieses Teilchen einen Winkel in diese Richtung öffnen konnte, obwohl es sich von keinem Teilchen in Vektorrichtung der Öffnung (Richtung Vakuum) abstoßen kann.

An solch zusammengehäckselten Sätzen merkt man, dass Du die Materie wirklich nicht mal im Ansatz verstanden hast.

Nehmen wir einen geschlossenen Behälter, in dem sich genau ein Teilchen befindet. Das Teilchen besitzt kinetische Energie und bewegt sich gerade auf die linke Wand zu. Der Gesamtimpuls (Behälter + eingeschlossenes Teilchen) sei Null, d.h., der Behälter bewegt sich gaaanz langsam nach rechts, um den nach links gerichteten Impuls des Teilchens zu kompensieren.
Es vergeht Zeit.
Das Teilchen stößt gegen die linke Wand, auf die Wand und auf das Teilchen wirkt eine Kraft ein, die dafür sorgt, dass sich die Bewegungsrichtungen umkehren. Das Teilchen fliegt nach dem Stoß nach rechts, der Behälter bewegt sich nun gaaanz langsam nach links.
Es vergeht Zeit.
Das Teilchen stößt gegen die rechte Wand, auf die Wand und auf das Teilchen wirkt eine Kraft ein, die dafür sorgt, dass sich die Bewegungsrichtungen umkehren. Das Teilchen fliegt nach dem Stoß nach links, der Behälter bewegt sich nun gaaanz langsam nach rechts.
Es vergeht Zeit.
Jemand enfernt die rechte Behälterwand (trickreich, damit der Impuls unverändert bleibt).
Es vergeht Zeit.
Das Teilchen stößt gegen die linke Wand, auf die Wand und auf das Teilchen wirkt eine Kraft ein, die dafür sorgt, dass sich die Bewegungsrichtungen umkehren. Das Teilchen fliegt nach dem Stoß nach rechts, der Behälter bewegt sich wieder gaaanz langsam nach links.
Es vergeht Zeit.
Das Teilchen verlässt den Behälter nach rechts, der Behälter bewegt sich weiter gaaanz langsam nach links.
Es vergeht Zeit.
Das Teilchen verschwindet in den Weiten des Weltalls, der Behälter bewegt sich weiter gaaanz langsam nach links.

Wir wiederholen jetzt das Experiment mit zwei Teilchen im geschlossenen Behälter. Beide Teilchen besitzen gleiche kinetische Energie und vom Betrag her gleichen, aber entgegengesetzt gerichteten Impuls. Der Gesamtimpuls (Behälter + eingeschlossene Teilchen) sei Null, d.h., der Behälter ruht anfangs.
Es vergeht Zeit.
Teilchen A prallt an der linken Wand ab, der Behälter bewegt sich nun gaaanz langsam nach links und das Teilchen A nach rechts.
Es vergeht Zeit.
Teilchen B prallt an der rechten Wand ab, der Behälter kommt zum Stehen, und das Teilchen B fliegt nach links.
Es vergeht Zeit.
Teilchen A prallt an der rechten Wand ab, der Behälter bewegt sich nun gaaanz langsam nach rechts und das Teilchen A nach links.
Es vergeht Zeit.
Teilchen B prallt an der linken Wand ab, der Behälter kommt zum Stehen, und das Teilchen B fliegt nach rechts.
Es vergeht Zeit.
Jemand entfernt die rechte Behälterwand.
Es vergeht Zeit.
Teilchen A prallt an der linken Wand ab, der Behälter bewegt sich nun gaaanz langsam nach links, und das Teilchen A nach rechts.
Es vergeht Zeit.
Teilchen B verlässt den Behälter nach rechts, der Behälter bewegt sich weiter gaaanz langsam nach links.
Es vergeht Zeit.
Teilchen A verlässt den Behälter nach rechts, der Behälter bewegt sich weiter gaaanz langsam nach links.
Es vergeht Zeit.
Beide Teilchen verschwindet in den Weiten des Weltalls, der Behälter bewegt sich weiter gaaanz langsam nach links.

Das gleiche Gedankenexperiment mit 2.000.000.000.000.000.000.000.000 Teilchen, von denen sich jeweils die Hälfte nach links bzw. rechts bewegt, mit Gesamtimpuls Null und anfangs ruhendem Behälter überlasse ich Dir als Hausaufgabe...