热质说

热质说（caloric theory），在18世纪被科学界用于解释关于燃烧和热现象的一种理论。它认为，热的传递是由于热质(假想的无重量流体)的流动。caloric一词除译为“热质”外，还有译为“热素”的。

古代人将光焰、火和热三者模糊地等同看待。古希腊的四元素（水、土、气、火）中“火”是其中一种物质元素。古代中国的五行说（金、木、水、火、土）亦将“火”列为其一。古代也有少数智者认为热是一种运动。《庄子·外物篇》和《淮南子·原道训》都认为，发热燃烧是由摩擦运动所产生的，所谓“木与木相摩则燃”。英国F.培根，R.玻意耳和I.牛顿等人也曾经从经验事实中得到热是微细粒子的扰动或振动的结果。

18世纪是热质说的鼎盛期。1723年德国医生G.E.施塔尔提出燃素说，认为燃烧和锻打过程中，燃烧物质或金属释出燃素。1732年，荷兰化学家H.布尔哈维将燃素分为发热的燃素和燃烧的燃素，将热和火区分开，从而为热是物质实体的观念开辟了道路。英国化学物理学家J.布莱克在1762年先后提出关于熔化和蒸发的潜热理论，以及热容量的概念，热质在这些概念中起着重要作用。1780年，法国化学家A.-L.拉瓦锡精确测定冰融解时的热容量，从而破除了燃素说，但他却将热质列入其元素表中。他还将热质分为“自由”和“束缚”的两种。前者可以从一个物体移向另一物体，成为各种热现象的假想载体；后者被束缚于物质分子上。热质说从此成为一个完整学说。大多数物理学家和化学家认为热质是一种无质量的独立的流体，热质粒子在互动中产生排斥现象，以此解释热从发热物体向冷物体的流动，并说明热的某些耗散现象。在19世纪30年代之前，热质说在早期热力学发展中扮演了一个主要角色。它有助于能量概念的建立，但也成为澄清科学思想的障碍。

最早对热质说提出质疑的是B.T.朗福德伯爵。他在1798年为大炮钻炮膛时产生了无穷尽的热，因而提出，热是由机械功产生的。他主张热并非一种物质，因为没有一种物质能像热一样无限制地产生。虽然，法国P.-S.拉普拉斯、英国T.杨和H.戴维赞同伦福德的观点，但多数物理学家仍持怀疑态度。直到1860年，能量守恒和相互转化定律的建立、尤其是J.P.焦耳对热功当量的一系列精确测定以及能量守恒的数学理论的建立，热质说才完全退出科学舞台。