能量转化和守恒定律是许多科学家经过长期探索才建立起来的，是科学史上重大发现之一。

材料一十七至十八世纪， 多位科学家对能量的量度提出了不同的观点：1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度；1743年，达朗贝尔用“活力”(即物体受力作用通过一定距离)来量度。

材料二温度计不断改进给热与功研究精确化准备了必要条件。

材料三焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值(相当于单位热量的功的数量即1卡(热化学卡)=4.1840焦耳)，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。如图所示是焦耳研究热功当量关系的一个实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能增大。实验中焦耳测得的数据如下：小配重重力G_小=100牛，大配重重力G_大=520牛，每升降一次配重各自移动的距离h=1米，热量计中水的质量m=500克(C_水=4.2×10³焦耳/千克)。升降次数与水温变化的关系如表：

升降次数	1	2	3	4	5	6
温度变化/℃	0.2	0.39	0.59	0.78	0.98	1.18