ความร้อน เป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษาคุณสมบัติและกฎของสสารเมื่ออยู่ในสถานะร้อน ซึ่งเกิดจากการสำรวจปรากฏการณ์ร้อนและเย็นโดยมนุษย์ เพราะมนุษย์อาศัยอยู่ในโลกธรรมชาติที่ฤดูกาลสลับกัน รวมถึงสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง เพราะเกิดจากปรากฏการณ์ที่เย็นและร้อนเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ

“ความร้อน”เป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษาคุณสมบัติ รวมถึงสสารที่อยู่ในสถานะร้อน ซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากการสำรวจปรากฏการณ์ต่างๆ มีการวิจัยทางโบราณคดีเกี่ยวกับแหล่งที่มา โดยแสดงให้เห็นว่า มนุษย์เริ่มใช้ไฟเมื่อประมาณ 1.8 ล้านปีก่อน เพื่อบันทึกอุณหภูมิผิดปกติในช่วงก่อนคริสต์ศักราช

ในปี ค.ศ. 1714 เพื่อปรับปรุงเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอท โดยตั้งค่ามาตราส่วนอุณหภูมิฟาเรนไฮต์ มีการกำหนดมาตรฐานทั่วไปสำหรับการวัดอุณหภูมิ หลังจากทำงานอย่างหนักมาเป็นเวลากว่า 200 ปี โดยนักวิทยาศาสตร์หลายคน ภายในปี 1912 หลังจากที่เสนอกฎข้อที่ 3 ของอุณหพลศาสตร์ ผู้คนก็มีความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับธรรมชาติของความร้อน เพราะค่อยๆ ก่อตั้งทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ของความร้อนขึ้นทีละน้อย

มีสองมุมมองที่ตรงกันข้ามเกี่ยวกับความเข้าใจ เรื่องความร้อนในประวัติศาสตร์ ทฤษฎีมวลความร้อนปรากฏในศตวรรษที่ 18 ซึ่งถือว่า ความร้อนเป็นของเหลวอมตะ วัตถุมีมวลความร้อนมากกว่าและมีอุณหภูมิที่สูงขึ้น ตรงกันข้ามกับมุมมองที่ว่าความร้อนถือได้ว่า เป็นรูปแบบของการเคลื่อนที่ของสสาร

นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียชี้ให้เห็นว่า ความร้อนเป็นการรวมตัวกันของการเคลื่อนที่ของโมเลกุล เนื่องจากความยากที่ทฤษฎีมวลความร้อน เพราะไม่สามารถอธิบายการสร้างความร้อนจากแรงเสียดทานได้ นักวิทยาศาสตร์หลายคนจึงได้ทำการทดลองการสร้างความร้อนจากแรงเสียดทานต่างๆ แต่อย่าทำการทดลองของแลงฟอร์ด เพราะเกิดจากการเสียดสีระหว่างดอกสว่านกับผนังด้านในของถังน้ำ

หลังจากปี 1840 จูลได้ทำการทดลองหลายอย่าง เพื่อพิสูจน์ว่า ความร้อนสัมพันธ์กับการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลจำนวนมาก การทดลองของจูลมีการยืนยันความถูกต้องของแนวคิด เรื่องพลังงานความร้อนซึ่งเทียบเท่ากับข้อมูลที่แม่นยำ ของทฤษฎีมวลความร้อน มีการวางรากฐานการทดลองสำหรับกฎการอนุรักษ์พลังงาน

ในเวลาเดียวกัน มีการพัฒนาเทคนิคการทดลองเชิงความร้อน มีการวัดความร้อน อุณหพลศาสตร์ศึกษาปรากฏการณ์ความร้อนและกฎของพวกมันเป็นส่วนใหญ่ โดยมีวิธีอธิบาย 2 วิธีที่แตกต่างกัน ได้แก่ เทอร์โมไดนามิกส์และฟิสิกส์สถิติ อุณหพลศาสตร์เป็นทฤษฎีมหภาคและกฎการทดลอง ฟิสิกส์สถิติคือ วิธีการอธิบายด้วยกล้องจุลทรรศน์ โดยใช้ฟิสิกส์เพื่อลดความซับซ้อนของแบบจำลอง และใช้วิธีการทางสถิติเพื่อค้นหาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณด้วยกล้องจุลทรรศน์

รวมถึงปริมาณมหภาค ความเข้าใจของมนุษย์เกี่ยวกับความร้อนนั้นมาจากความรู้เรื่องความร้อน ฟิสิกส์โบราณตะวันตกมีความเกี่ยวข้องกับ ไฟ ดิน น้ำและลม เนื่องจากเป็นองค์ประกอบหลัก 4 ประการที่ประกอบขึ้นเป็นทุกสิ่ง แนวคิดพื้นฐานที่ว่าความร้อนคือ การรวมตัวกันของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลภายในสารได้ค่อยๆ สร้างขึ้น แต่เนื่องจากขาดพื้นฐานการทดลองที่แม่นยำ ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์จึงยังไม่เกิดขึ้น

หลังจากกลางศตวรรษที่ 18 การจัดตั้งการวัดความร้อนอย่างเป็นระบบ ทำให้เกิดการศึกษาปรากฏการณ์ทางความร้อน เพราะสามารถเริ่มต้นได้ทางวิทยาศาสตร์ทดลอง เนื่องจากยังไม่มีการเปิดเผยความสัมพันธ์ของปรากฏการณ์ทางกายภาพต่างๆ สารมวลความร้อนพิเศษ มีความเกี่ยวข้องกับประวัติศาสตร์

ความร้อนในศตวรรษที่ 19 ในปี ค.ศ. 1644 เดส์การตส์หยิบยกแนวคิดเรื่องความแปรปรวนของการเคลื่อนไหวในหลักการของปรัชญา แต่ไม่ได้ให้แนวคิดทางกายภาพที่สะท้อนถึงธรรมชาติของค่าคงที่นี้โดยเฉพาะ ในขณะที่ผู้คนยังคงเข้าใจโลกธรรมชาติอย่างลึกซึ้งและกว้างขึ้น พวกเขาค่อยๆ ค้นพบว่า มีความเชื่อมโยงโดยธรรมชาติระหว่างปรากฏการณ์ทางกายภาพที่แตกต่างกัน

นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ได้กำหนดนิรันดร์กาลนี้จากมุมมองทางปรัชญา เขาเชื่อมั่นว่า ไม่มีอะไรเกิดขึ้น ไม่มีการเปลี่ยนแปลงผ่านการวิเคราะห์โดยละเอียดของกระบวนการเคลื่อนย้าย เขาชี้ให้เห็นว่า ต้องมีการกระจายความร้อนแบบแรงเสียดทาน และการทำงานในอัตราส่วนที่แน่นอน ต่อมานักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ผ่านการทดลองที่แม่นยำและเข้มงวดจำนวนมาก

เพื่อสร้างพื้นฐานการทดลอง เพื่อกำหนดกฎการแปลงพลังงาน มีการอนุรักษ์พลังงาน ในที่สุดนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ได้ก่อตั้งการอนุรักษ์พลังงานการแสดงออกทางคณิตศาสตร์ของกฎหมาย เพื่อแสดงความแข็งแรงของการเคลื่อนที่เชิงกล ซึ่งใช้ในการวัดการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน กระบวนการกำหนดกฎการเปลี่ยนแปลง และการอนุรักษ์พลังงานแสดงให้เห็นว่า การคิดเชิงปรัชญาที่ถูกต้อง

การทดลองที่เข้มงวด การให้เหตุผลทางคณิตศาสตร์ที่เข้มงวดเป็นองค์ประกอบพื้นฐาน 3 ประการของกระบวนการทางปัญญาของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์คือ การแสดงให้เห็นเป็นรูปธรรมของกฎการแปลงพลังงานและการอนุรักษ์ ในกระบวนการปรากฏการณ์ทางความร้อน หลังจากการก่อตั้งกฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์

นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันและนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ได้มีการค้นพบกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์อย่างอิสระ ผ่านการวิเคราะห์โดยละเอียดของผลงานวิจัยของวิศวกรชาวฝรั่งเศส เพราะมีประสิทธิภาพของความร้อน ซึ่งพบว่าฟังก์ชันทางอุณหพลศาสตร์ที่สะท้อนคุณสมบัติต่างๆ

ในปี ค.ศ. 1850 นักฟิสิกส์โดยทั่วไปรับรู้ถึงความเชื่อมโยงระหว่างปรากฏการณ์ทางความร้อน กับการเคลื่อนที่ของโมเลกุล แต่ภาพทางกายภาพของโครงสร้างจุลภาค และการเคลื่อนที่ของโมเลกุลยังคงคลุมเครือ มีสมมติฐานของการเคลื่อนที่ของโมเลกุล และการใช้วิธีการทางสถิติ จากนั้นได้มีสูตรการทดลองก๊าซอย่างถูกต้อง

นอกจากนี้ยังได้ทำงานที่มีผลในการศึกษาการกระจายโมเลกุลและความสมดุล ต่อมาได้มีการก่อตั้งขึ้นเพื่อส่งเสริมและพัฒนาเป็นระบบของทฤษฎีสมดุล และปรากฏการณ์ความผันผวนรวมกัน เพื่อรวมทฤษฎีจลนศาสตร์ระดับโมเลกุลเข้าด้วยกันเป็นฟิสิกส์สถิติ เนื่องจากความร้อนของฟิสิกส์ได้เกิดขึ้น

บทความอื่นที่น่าสนใจ  ➠ ออทิสติก สเปกตรัมสาเหตุของความผิดปกติของออทิสติกสเปกตรัม