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（共振效应）。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。