热的本质的认识过程摩擦生热早已在实践中被人们所熟悉，但是为什么会产生热？热是什么？人们很久也没有弄清楚。在古代就对热有两种不同的看法，一种把热看成是一种特殊物质；一种认为热是物质的某种运动形式。

探究过程

17 世纪以后，多数人根据摩擦生热的现象，认为热是一种特殊的运动形式，不少物理学家都相信这一点。但是这种看法由于缺乏精确的实验根据，还不能形成科学的理论。到了18 世纪，对热的研究走上了实验科学的道路。把热看成是一种特殊物质的热质说，由于能够解释某些实验结果，因而在当时获得了承认。热质说将热看成一种没有质量或不可称量的流质——热质，它不生不灭，存在于一切物体之中，物体的冷热程度，决定于其中所含热质的多少。热质说对摩擦生热的解释是，摩擦并没有改变热质的总量，但物质在摩擦时比热降低了，因此摩擦可以使物体的温度升高。1798 年，英国学者伦福德（1753～1814）在从事枪炮制造时，发现钻孔钻下的金属屑具有极高的温度，用水来冷却时，甚至可以使水沸腾。他怀疑金属屑具有极高温度是不是由于比热降低造成的。伦福德在他的笔记中写道，由摩擦所生的热，来源似乎是无穷无尽的，要用热质说解释摩擦生热现象，钻下的金属屑的比热要改变很大才行。于是他设计并做了一系列实验，发现钻下的金属屑的比热在摩擦时并没有降低。根据实验结果， 伦福德断言热质说不足为信，应当把热看成是一种运动形式，热质说的统治地位开始动摇了。1799 年，英国的戴维做了更加严格的实验。他在零摄氏度以下的露天里，在抽成真空的玻璃罩内，使金属轮子和盘在钟表装置的带动下相互摩擦，结果使金属盘上的蜡熔化了。在这个实验中，热不可能是由周围物体传递给蜡的，而且伦福德的实验已经证明，金属也不会由于比热的降低而放热，那就只能是由于摩擦生热使蜡粒子的运动加快了。戴维的实验有力地打击了热质说。

热的本质

此后，科学家进一步研究了热和做功的关系，特别是英国科学家焦耳做了大量实验，定量地研究了热和功的关系，证明做了多少机械功，就有多少机械能转化成热这种形式的能量。焦耳的工作，表明热不是一种特殊的物质，同时为能量守恒定律奠定了基础。能量守恒定律的建立，彻底否定了热质说，同时为分子运动论的发展开辟了道路。经过科学家的长期研究，关于热是一种运动形式的设想，终于成为公认的真理。人们认识到： 宏观的热现象原来是物体内部大量分子的无规则运动的表现。

微观过程

一个运动的物体其中的分子同时在做定向的运动和无规则的热运动。其中所有分子定向运动的总动能就是宏观物体的动能。而无规则运动的总动能和分子间的相互作用势能构成了宏观物体的内能（严格地应称为热力学能）。两个温度相同的物体，其内部分子的平均热运动动能相等。

摩擦的过程实质上是：相互摩擦的物体表面分子相互碰撞的过程。假定一个物体静止，另一物体相对该物体运动。则在此过程中，静止物体中的分子被撞击，获得了运动物体中分子的部分或全部定向动能。获得此定向动能的分子又会与周围的其它分子相互碰撞，由于分子间的碰撞极为频繁，而撞击的方向又是随机的，因此，原本的定向动能最终转变为无规则运动动能，即热运动动能增大。从而导致相互摩擦的物体表面在宏观上表现为内能增大，温度升高。另一方面，获得由定向动能转变而来的额外热运动能的表面附近分子，在运动中有可能会跑到物体内部，或与内部分子碰撞，从而使内部分子的热运动加剧。从而导致整个物体变“热”。由于运动是相对的，因此，相互摩擦的物体实际上温度是同时升高的。