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能量守恒定律是的思想最初是由德国物理学家J.迈尔在实验的基础上于1842年提出来的。在此之后英国物理学家J.焦耳做了大量实验，用各种不同方法求热功当量，发现所得的结果都是一致的，即热和功之间有一定的转换关系。
能量守恒定律发现经过
1798年，C·伦福特向英国皇家学会提交了由炮筒实验得出的热的运动说的实验报告。1800年，D·戴维用真空中摩擦冰块使之溶化的实验支持了伦福特的报告。1801年，T·杨在《论光和色的理论》中，称光和热有相同的性质，强调了热是一种运动。从此，热的运动说开始逐步取代热质说。
18世纪与19世纪之交，各种自然现象之间的相互转化相继发现：在热向功的转化和光的化学效应发现之后，1800年发现了红外线的热效应。电池刚发明，就发现了电流的热效应和电解现象。1820年，发现电流的磁效应，1831年发现电磁感应现象。1821年发现热电现象，1834年发现其逆现象，等等。
世纪之交，把自然看成是“活力”的思想是德国“自然哲学”的主要观点。这种哲学把整个宇宙视为某种根源性的力而引起历史发展的产物。当时这种哲学思想在德国和西欧一些国家占支配地位。
最早提出热功转换的是卡诺，他认为：“热无非是一种动力，或者索性是转换形式的运动。热是一种运动。对物体的小部分来说，假如发生了动力的消灭，那么与此同时，必然产生与消灭的动力量严格成正比的热量。相反地，在热消灭之处，就一定产生动力。因此可以建立这样的命题：动力的量在自然界中是不变的，更确切地说，动力的量既不能产生，也不能消灭。” 同时给出了热功当量的粗略值。
卡诺的这一思想在他死后46年，即1878年才被重视。之前的1842年，德国的迈耳最先从“自然哲学”出发，以思辩的方式，由“原因等于结果”的因果链演释出二十五种力的转化形式。1845年，他还用定压比热容与定容比热容之差：Cp－Cv=R，计算出热功当量值为1卡=365g·m。
1843年，英国实验物理学家焦耳进行了更多的工作，测定了更精确的当量值。1850年，发表的结果是：“要产生一磅水（在真空中称量，其温度在55°和60°之间）增加华氏1°的热量，需要消耗772英磅下落一英尺所表示的机械功。” 焦耳的工作，为“力的守恒”原理奠定了坚实的实验基础。
德国科学家亥姆霍兹于1847年发表了著作《论力的守恒》。提出了一切自然现象都应该用中心力相互作用的质点的运动来解释。由此证明了活力与张力之和对中心力守恒的结论。进而讨论了热现象、电现象、化学现象与机械力的关系，并指出把“力的守恒”原理运用到生命机体中去的可能性。由于亥姆霍兹的论述方式很有物理特色，故其影响要比迈耳和焦耳大。
定律的发现者们仍把能量称作“力”；而且定律的表述也不够准确，但实质上已发现了能量转化和守恒定律。将两种表述比较可以看出：“力的守恒”比“永动机不能造成”要深刻得多。“力的守恒”涉及的是当已认识到的物质的一切运动形式；同时是在一定的哲学思想指导下（迈耳），在实验的基础上（焦耳），用公理化结构（亥姆霍兹）建立的理论。
“力的守恒”原理虽然有焦耳的热功当量和电热当量的关系式，还有亥姆霍兹推出的各种关系式，但都是各自独立的，尚未用一个统一的解析式来表述。
什么是能量守恒定律
定律内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。
(2)不同形式的能量之间可以相互转化：“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且是通过做功来完成的这一转化过程。
(3)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。
能量守恒和转化定律，是19世纪自然科学的一块重要理论基石。能量守恒的意义首要的是建立物质运动变化过程中的某种物理量间的等量关系。对此，我们无需知道物质间实际的相互作用过程，也无需知道物质运动变化过程中的能量间的转化途径，只要建立和物质运动状态相对应的能量与物理量间的关系，就可以对物质运动变化过程中得初状态和终状态间建立一种等量关系，这样便于对物质运动变化过程的量求解。