实际上这是热力学的早期发展史，此时累积了大量的试验与观察的结果，制造出蒸汽机，并对“热”（Heat）的本质展开研究与争论，为热力学的理论建立做好了暖身。在十九世纪前半叶，首先出现了卡诺理论，热机理论（热力学第二定律的前身）和热功互换的原理（热力学第一定律的基础）。这一阶段的热力学还停留在描述热力学的现象上，并未引进任何的数学算式。

温度计的发展

1953年：意大利伽利略制造了第一支温度计，以空气为测温物质，由玻璃泡内空气的热胀 冷缩来表示温度的高低。

1632年：法国珍.雷（Jean Rey），将伽利略的温度极倒转过来，并注入水，以水为测温物质，利用水的热胀冷缩来表示温度高低。但管子是开口的，因而水会不断蒸发。

1657年：意大利佛罗伦萨的西门图科学院的院士，改用酒精为测温物质，并将玻璃管的开口封闭，制造出了避免酒精挥发也不受大气压力影响的温度计，同时选择了最高和最低的温度固定点。

1659年：巴黎天文学家布里奥（Boulliau）把西门图院士传到法国的温度计充以水银，而制造出第一支水银温度计。

1660年到1700年期间：波义耳和其助理虎克（Robert Hooke），甚至牛顿本人均认识到制定温标的重要性，虽然他们没有对温度计制定温标，但对温度计发展的贡献却是非常重要的。

1702年：阿蒙顿（Guillaumel Amontons）仿伽利略的方法制出一个装有水银的Ｕ型且与大气压力无关的气体温度计，与现今标准气体温度计相近。

1714年：荷兰气象学家华伦海特（Gabriel Danniel Fahrenheit）制作出第一批刻度可靠的温度计（有水银的，也有酒精的）。他选用三个温度固定点：（1）零度是冰水和氯化铵混合物的温度；（2）32度是冰水混合物的温度；（3）96度是人体的温度。这就是华氏温标℉。1724年他测量水的沸点为212度，同时他还证明了沸点会随大气压力变化。现代人把标准大气压下水的冰点和沸点之间标以180刻度，就是华氏温标。

1742年：瑞典天文学家聂耳休斯（Anders Celsius）引进百分刻度法，他把水的沸点定为零度，水的冰点定为100度，此即所谓摄氏温标。其同事斯特莫（Stromer）把这两个温度值倒过来即成为近代所用的摄氏温标。到此为止，温度计算是定型了。

热量概念的演进

人们长久以来对温度和热量的概念混淆不清，多数人认为物体冷热的程度代表着物体所含热量的多寡。

首先斯塔尔（Georg Ernst Stahl）教授提出热是一种燃素，后来荷兰波哈维（Hermann Boerhaave）教授甚至说热是一种物质。虽然热是一种物质的说法不正确，但波哈维教授把华氏40度的冷水与同质量华氏80度的热水相混合而得到华氏60度的水，却隐约的得到热量守恒的一个简单定则；不过对于不同质量，甚至不同物质的冷热物体的混合，他就难以解释了。

另一类的人如虎克，认为热是物质各部分激烈的运动，牛顿也认为热是粒子的运动。1740年左右，俄国圣彼得堡科学院院士克拉夫特（Baron Richard von Krafft-Ebing）提出冷水、热水混合的公式。1750年由德国移民到圣彼得堡的理奇蒙（Richmann）院士也作了一系列测量热的研究：他将不同温度的水混合，研究热量的损失，并改进克拉夫特的公式。此公式虽不正确，但他却指出混合前后热量要相等的概念。（插曲，理奇蒙在重复弗兰克林的实验时不幸被电死）1755年，蓝伯特（Johann Heinrich Lambert）院士才将热量与温度的概念加以区别和澄清。

真正对热量测量工作有巨大贡献的是英国化学教授布雷克（Joseph Black），他不仅成功地澄清了热量和温度这两个概念，同时提出相变时潜热的概念，并暗示出不同物质具有不同的“热容量”，而他的学生而弯（W. Irvine）更是正确的提出了热容量的概念。

1777年，化学家拉瓦希（Antoine Laurent Lavoisier）和拉普拉斯（Pierre Simon Marquisde Laplace）设计了一个所谓“拉普拉斯冰量热器”，可以正确测出热容量和潜热。1784年麦哲伦（Ferdinand Magellan）引进潜热的术语，同一时期威尔克（Wilcke）提出若把水的比热定为1，则可以定出其他物质的比热，但是在这段期间人们依然认为热是一种物质是正确的。

1789年生于美国后到英国又到德国而受封的伦福伯爵（Count Rumford）（原名Benjamin Thompson）在慕尼黑监督大炮钻孔，发现热是因摩擦而产生，因而断言热不是物质而来自运动。

1799年英国化学家，即后来的首任皇家研究院院长戴维（Sir Humphry Davy）在维持冰点的真空容器中进行摩擦试验，发现即使是两块冰相互摩擦也有部分冰溶化为水，所以他认为摩擦引起物体微粒的震动，而这种振动就是热。

虽然有伦福和戴维教授极力否定热是一种物质的说法，但是仍无法改变人们认为热是一种物质的概念。直到十九世纪中叶后，卡诺（Nicolas Leonard Sadi Carnot）死后50年其理论才被人们重视，加上德国梅耶（Julius Bobert Mayer）医师和英国物理学家焦尔的努力才改变了人们的观念，促使了第一定律和第二定律成熟地产生。