Введение. 
Тепло, теплота и внутренняя энергия тела

Теория тепла возникла не сразу. Очень долго не могли понять что такое тепло, теплота и какая разница между температурой и теплом. Понятие «тепло», «теплота» и «температура» разделить было очень трудно. И в настоящее время этим понятиям нет ясного определения. Так, в соответствии со словарем русского языка С. И. Ожегова [3], «тепло" — это «нагретое состояние чего-нибудь», а «теплота» означает «теплый» или это «форма движения материи — энергия, образуемая беспорядочным движением частиц тела (молекул, атомов и т. п.)» Поэтому всем вроде бы ясно, что когда нагревают тело, температура его повышается. Когда тепло перетекает от одного тела к другому, температура одного тела падает, а другого — повышается. Тепло во многих случаях ведет себя, как ручей, текущий с горы в долину. Поэтому многие ученые прошлого времени думали, что теплота — это вещество. Они считали ее жидкостью (флюидом), которая может перетекать от одного тела к другому. Этот флюид получил название теплорода. Аналогия между теплом и жидкостью стала еще более убедительной после открытия электрических явлений: электрический ток также течет по проводам, как река, выравнивания потенциал между двумя заряженными телами. Модель теплорода объясняла очень многое и завоевала широкое признание в последней четверти XVIII века. Теплород, казалось, хорошо объяснял свойства тепла. Теория теплового двигателя, построенного Карно, была основана на модели теплорода. Тот факт, что большинство веществ расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении, казалось, подтверждал материальную теорию теплоты, потому что теплород занимает место.

Смущало только то обстоятельство, что имеется несколько веществ, которые при нагревании сжимаются, а при охлаждении расширяются. Кроме того, если теплота есть вещество, то в горячем состоянии тело должно весить больше, чем в холодном. Опыт, однако, показывал, что это не так. Таким образом, модель теплорода не выдерживала испытаний, когда дело касалось закона сохранения. Рассуждали так: если бы тепло было какой-то жидкостью, то она, протекая, сохранялась бы, ее количество не должно было изменяться. Сколько тепла забрали от нагревателя, столько должен получить и холодильник.

На первый взгляд так оно и есть: охлаждается чайник, нагревается воздух. Но часто бывает совсем не так.