Przez gaz doskonały rozumie się taki gaz, którego cząsteczki można traktować jako punkty materialne, a zderzenia między tymi cząsteczkami lub między cząsteczkami a ściankami naczynia są sprężyste.

Termodynamika jest działem fizyki zajmującym się właściwościami cieplnymi układów. Rządzi się trzema podstawowymi zasadami.

I tak zerowa zasada termodynamiki dotyczy równowagi termodynamicznej. Mówimy, że jeśli ciało 1 i ciało 3 znajdują się w takiej równowadze i równocześnie między ciałami 2 i 3 również jest równowaga termodynamiczna to oznacza to, że ciała 1 i 2 także są w takiej samej równowadze.

Wyznacznikiem równowagi jest wielkość zwana temperaturą.

Jeżeli zetkniemy dwa ciała o różnych temperaturach nastąpi przepływ ciepła z ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej.

Według pierwszej zasady termodynamiki zmiana energii wewnętrznej układu może nastąpić właśnie na skutek zmian ciepła bądź pracy wykonanej przez układ lub pracy wykonanej nad układem przez siły zewnętrzne.

Stanowi ona algebraiczną sumę tych dwóch wielkości.

Ilość ciepła jaką musimy dostarczyć jednostkowej masie, aby spowodować jej wzrost temperatury o jeden stopień nazywa się ciepłem właściwym. Jest ono charakterystyczne dla danej substancji.

Druga zasada termodynamiki stwierdza, że nie jest możliwy ciągły przepływ ciepła z jednego ciała do drugiego, które ma wyższą temperaturę. Takie sformułowanie podał Clausius.

Natomiast zasada ta podana przez Kelvina i Plancka mówiła, że nie jest możliwa taka przemiana, która powodowałaby jedynie zamianę pobranego ciepła na pracę.

Wyklucza to więc istnienie idealnych silników, które wytwarzałyby pracę mechaniczną pobierając ciepło z jednego zbiornika bez oddawania ciepła do drugiego.

A teraz kolej na dwa prawa dotyczące płynów.

Pierwsze z nich zostało sformułowane przez Archimedesa. Mówi, że ciało, które zostało zanurzone w płynie ulega działaniu siły wyporu równej ciężarowi płynu, który został wyparty przez to ciało.

Drugie prawo dotyczące płynów zostało wypowiedziane przez Pascala. Stwierdził on, że jeśli płyn zostanie zamknięty w naczyniu to zewnętrzne ciśnienie, które jest wywierane przez ten płyn jest przekazywane na każdą część płynu i ścianki naczynia w postaci niezmienionej.

Klasa druga to również grawitacja.

Prawo powszechnego ciążenia informuje nas, że między każdymi dwoma ciałami obdarzonymi masą występuje oddziaływanie grawitacyjne. Siła grawitacyjna jest wprost proporcjonalna do iloczynu mas tych ciał i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.

Jest to prawo, za pomocą którego można wytłumaczyć nawet ruch planet wokół Słońca.

Prawa rządzące ruchem planet sformułował Kepler jeszcze przed ogłoszeniem przez Newtona prawa powszechnego ciążenia.

Twierdził on, że wszystkie planety poruszają się wokół Słońca po orbitach eliptycznych, przy czym Słońce znajduje się w jednym z ognisk tych elips. Jest to pierwsze prawo Keplera.

Drugie prawo stwierdza, że linia, która łączy planetę i Słońce w takich samych odstępach czasu zakreśla takie same pola.

Jest jeszcze trzecie prawo Keplera, w którym uczony zawarł zależność między okresami obiegu planet a ich odległościami od Słońca. Mianowicie kwadraty okresów obiegu planet wokół Słońca są proporcjonalne do sześcianów ich średnich odległości od Słońca.

Zatem każde ciało obdarzone masą jest źródłem pola grawitacyjnego, które następnie działa na inne ciało.

Przez natężenie pola grawitacyjnego rozumie się stosunek siły grawitacyjnej działającej na ciało do masy tego ciała.

W układzie Ziemia - ciało pomija się wpływ ciała na Ziemię ze względu na jego znikomą masę w porównaniu z masą Ziemi. Z każdym punktem w pobliżu Ziemi powiązać można wektor g, czyli takie przyspieszenie, jakiego doznałoby ciało gdyby w tym punkcie zostało puszczone swobodnie.

Natężenie pola grawitacyjnego jest wielkością wektorową.

A teraz czas na elektrostatykę.

Jednym z podstawowych praw fizyki jest zasada zachowania ładunku. Mówi ona ,że w układzie izolowanym wypadkowy ładunek tego układu jest wielkością stałą.

Jeżeli dwa ładunki znajdą się w pewnej odległości r od siebie to będą ze sobą oddziaływać z siłą wprost proporcjonalną do iloczynu tych ładunków i odwrotni proporcjonalną do kwadratu odległości między nimi.

Jest to tzw. prawo Coulomba.

Natężeniem pola elektrycznego nazywa się stosunek siły działającej na ładunek punktowy w danym miejscu w przestrzeni do tego ładunku.

Zgodnie z zasadą superpozycji natężenie pola elektrycznego w danym punkcie przestrzeni znajduje się dodając wektory natężenia pochodzące od poszczególnych ładunków.