Теплота знакома каждому из нас с детства. Однако её природа совсем не так проста, как кажется.

До начала XIX в. в представлениях о природе теплоты господствовала теория, согласно которой в физиче­ских телах содержится теплород — невесомая, невидимая и неуничтожимая жидкость, способная перетекать от одного тела к другому. Считалось, чем больше теплорода в теле, тем вы­ше его температура. Известно, что ес­ли горячее и холодное тела привес­ти в контакт, то спустя некоторое время между ними установится теп­ловое равновесие — оба тела будут иметь одинаковую температуру. С по­зиции данной теории это объясня­лось как перетекание теплорода от горячего тела к холодному до тех пор, пока его содержание в обоих телах не станет равным.

И температуру, и крепость спиртных напитков измеряют в градусах.

Напоминания об этой теории со­хранились даже в современном раз­говорном языке. Так, мы говорим, что теплота «течёт» от горячего тела к холодному, как будто речь идёт о жидкости. Слово «температура» в пе­реводе с латинского означает «пра­вильное соотношение». Ранее под температурой тела понимали «смесь» вещества и теплорода, а «крепость» этой смеси измеряли градусами, как сейчас определяют крепость спирт­ных напитков. Слова «температура» и «градус» мы используем и сегодня, хо­тя вкладываем в них иной смысл.

Альтернативой теории теплоро­да стала молекулярно-кинетическая теория, сторонником которой был М. В. Ломоносов. Она связывала теп­лоту с движением молекул, но содер­жала в то время лишь качественные представления и поэтому не имела преимуществ перед простой и на­глядной теорией теплорода.

В конце XVIII в. опытным путём было доказано, что «количество теп­лоты» в различных процессах не со­храняется и что теплота может возникать в результате механического движения. Американец Бенджамен Томпсон (1753—1814), получивший в Европе титул графа Румфорда в 1798 г., проводя опыты в мюнхенских военных мастерских, установил, что при сверлении металла выделяется большое количество теплоты. Напри­мер, когда высверливали цилиндр из пушечного металла, погружённого в сосуд с водой, вода закипала. С пози­ции теории теплорода единствен­ным объяснением этого факта могло быть то, что в стружках содержится уже меньше теплорода, чем в метал­ле, из которого они получены. Одна­ко измерения показали: теплоёмкости металла и стружки равны. Более того, оказалось, что, если пользоваться ту­пым сверлом, стружка почти не обра­зуется, но при трении сверла о металл можно получить неограниченное ко­личество теплоты. Из этих опытов Румфорд сделал вывод, что теплота — не вещество, а результат механиче­ского движения.

В 1799 г. подобные эксперименты провёл и знаменитый английский химик Гемфри Дэви. Ему удалось рас­плавить два куска льда, изолирован­ные от внешних воздействий, по­средством их трения друг о друга. Дэви пришёл к тому же выводу: при­чиной возникновения теплоты явля­ется движение.

Однако окончательно понять при­роду теплоты удалось только после открытия первого закона термодина­мики.