熱是人類最早發現的一種自然力，是地球一切生命的源泉。------------恩格斯

我國古代傳說，燧人氏鑽木取火以化腥臊，奉為千古聖皇；古希臘生活中，普羅米修斯盜天火開罪于主神而惠澤天下，崇為世間英雄。對于熱與冷現象的本質追求，可能是人類最初對自然法則的追求之一。

正是這種從古至今最基礎的追求，不斷地豐富了熱學這門科學。熱學史發展實際上就是熱力學和統計物理學的發展史。

一門科學的研究，首先要有衡量性質的量和概念。1593年，伽利略就利用空氣熱脹冷縮的性質，制成了溫度計的雛形。但在18世紀前半葉，人們對溫度，熱量等概念還是混淆不清，很大程度制約了熱學的發展。直到1780年前後，英國人布萊克和他的學生伊爾文才形成這一系列的概念。

到了19世紀前半葉，力學、生物學和電磁學等自然學科的快速發展和熱機原理的出現為能量轉化與守恒定律原理奠定了基礎。

19世紀初，由于蒸汽機的進一步發展，迫切需要研究熱和功的關系，所以熱與機械功的相互轉化得到廣泛的研究。俄國科學家赫斯認為"不管用什麼方式完成化合，由此放出的熱量都是恒定的。"後面經過各方面實驗驗證，于1840年3月提出一個普遍的原理："當組成任何一種化學化合物時，往往會同時放出熱量，這熱量不取決于化合是直接進行還是經過幾道反應間接進行"。至此，能量守恒定律初步形成。

1842年，一位名為邁爾的醫生，在一次航行中作為随船醫生在給生病的船員放血時，發現靜脈血不像溫帶國家的人那樣顔色暗淡，由此得到重要啟示，認識到食物中含有的化學能，它像機械能一樣可以轉化為熱，且輸入與輸出是平衡的。随後通過反證法證明守恒性，并計算出熱功，雖然他是第一個完整地提出能量轉化與守恒原理，但他著作發表的幾年裡卻沒得到重視，甚至受到物理學家的反對。

邁爾

到了1847年，經過多方面的論證，德國的海曼-赫姆霍茲總結了許多人的工作，一舉把能量從機械運動推廣到了所有變化過程，并證明了普遍的能量守恒原理。而另一位英國著名實驗物理家焦耳，采用原理不同的各種實驗方法，經過不下四百餘次的實驗，以精确的數據，為熱和功的相當性提供了可靠的證據，使能量轉化與守恒定律建立在牢固的實驗基礎之上。

焦耳實驗

1850年，完整的數學形式由克勞修斯首先提出。之後在1867年，W湯姆生和泰特的《自然哲學論文》中進行修改并沿用至今。

克勞修斯

在聊到熱力學第二定律建立時，我們都會提及到卡諾和湯姆森這兩位科學家。首先，卡諾和熱機效率的研究中，提出了在熱機理論中有重要地位的卡諾定理，他把熱質的轉移和機械功聯系了起來，但由于熱質說理論先入為主，缺乏轉化思想，使得他後面并為完全解決這個問題。但他已經差不多接近問題的根本，因此這個定理後來也被認為是熱力學第二定律的先導。

1848年，出生愛爾蘭的湯姆森在讀了關于闡述卡諾熱動力學文章後，在其論文中提出"按照卡諾所建立的熱和動力之間的關系，熱量和溫度間隔是計算從熱獲得機械效果的表達中位移需要的要素，根據已有的獨立測量熱量的一個體系，就能夠測量溫度間隔，據此對絕對溫度差做出估計"。此後，湯姆生的絕對溫标很快得到國際公認，這對熱力學的發展有重要的意義。

卡諾和湯姆森

本來湯姆森有可能從卡諾定理引出熱力學第二定律，還是由于沒有擺脫熱質說的羁絆而失之交臂。而克勞修斯于1850年率先發表了《論熱的動力及能由此推出的關于熱本性的定律》，詳盡地分析了卡諾定理，通過進一步論證正确的把卡諾定理做了改造與熱力學定理并聯形成熱力學第二定律。後于1854年在論文中做出更明确的闡述，并沿用至今。

1865年，克勞修斯提出了熵的概念，于是形成了熱力學第二定律的另外一種表述。而在此間克勞修斯和湯姆生錯誤地把熱力學第二定律推廣到整個宇宙，得出宇宙"熱寂"的荒謬結論，後來科學的發展已經提供很多事實，證明宇宙發展演變過程并非如此。

1912年能斯特在他的著作《熱力學與比熱》中，将熱學新理論表述為："不可能通過有限的循環過程，使物體冷到絕對零度"這就是絕對零度不可能達到定律，也是熱力學第三定律常用的表述方法。

它不能由任何其他物理學定律推導出來，隻能看成是從實驗事實作出的總結。而這些實驗都和低溫的獲取密切聯系。所以熱力學第三定律研究發展的過程中，也促進了低溫物理學的發展。人類探索在低溫條件下物質的屬性，有着極為重要的現實意義和理論價值。

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