.

Здесь А - работа (Дж), р - давление газа (Па), ΔV- изменение объема газа (м³), V₁ и V₂ – соответственно начальный и конечный объемы газа (м³).

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа

.

Первый закон термодинамики

.

Здесь Q - количество теплоты, переданное термодинамической системе (Дж), ΔU- изменение внутренней энергии системы (Дж), А - работа против внешних сил (Дж).

Коэффициент полезного действия теплового двигателя

.

Здесь - коэффициент полезного действия (безразмерный или в %), А=Q₁-Q₂ - работа, совершенная двигателем (Дж), Q₁ - количество теплоты, полученное рабочим веществом от нагревателя (Дж), Q₂ - количество теплоты, отданное рабочим веществом холодильнику (Дж).

Коэффициент полезного действия идеального теплового двигателя

.

Здесь  - коэффициент полезного действия идеального теплового двигателя (безразмерный или в % ), Т₁ — абсолютная температура нагревателя (К), Т₂ - абсолютная температура холодильника (К).

Раздел III . Электромагнетизм

Тема 6 . Электростатика

Количественной мерой взаимодействия заряженных тел является электрический заряд q. Заряд — скалярная величина, т. е. он может быть положительным и отрицательным.

Основные свойства электрических зарядов: двойственность, сохранение, квантование, аддитивность, инвариантность к разным инерциальным системам отсчета.

Единица заряда в СИ — кулон (Кл).

Кратность электрического заряда: q = N е.

Поверхностная плотность заряда: .

Закон Кулона

                                                      .

Формула напряженности .

Здесь Е - напряженность электрического (Н/Кл или В/м), F - сила, действующая на заряд (Н), q- заряд (Кл).

Напряженность поля точечного заряда

                                                       .

Здесь Е — напряженность поля (Н/Кл или В/м), k - коэффициент пропорциональности (Нм²/Кл²), q – модуль заряда (Кл),  - относительная диэлектрическая проницаемость среды (безразмерная ),  - электрическая постоянная (Ф/м), r – расстояние от точки с напряженностью Е до заряда q (м).

Напряженность поля бесконечной равномерно заряженной плоскости

.

Здесь Е — напряженность электрического поля (В/м), - поверхностная плотность зарядов на плоскости (Кл/м²),  - электрическая постоянная (Ф/м),   - диэлектрическая проницаемость среды (безразмерная).

Напряженность поля двух разноименно и равномерно заряженных плоскостей с  одинаковой поверхностной плотностью зарядов (напряженность поля плоского конденсатора)

.

Работа перемещения заряда в однородном электрическом поле: А=Е qd.

Потенциал электрического поля

.

Потенциал поля точечного заряда

.

Разность потенциалов   

.

Связь напряженности с разностью потенциалов в однородном электрическом поле

                                               .

Электроемкость проводника

.

Емкость сферического проводника

.

Емкость конденсатора

.

Емкость плоского конденсатора

.

Здесь С — емкость плоского конденсатора (Ф),  - электрическая постоянная (Ф/м),  - относительная диэлектрическая проницаемость среды (безразмерная ), S - площадь обкладок конденсатора (м²), d- расстояние между обкладками (м).

Последовательное соединение конденсаторов

     Заряд q – одинаков на всех конденсаторах

Параллельное соединение конденсаторов

Формулы энергии электрического поля проводника

.

Формулы энергии электрического поля конденсатора

.

Формула энергии системы точечных зарядов

.