Dès 1824, en publiant ses Réflexions sur la puissance motrice du feu, Sadi Carnot déclarait que « les principaux fondemens sur lesquels repose la théorie de la chaleur auraient besoin de l’examen le plus attentif. » Cet examen, il l’entreprit ; la mort prématurée, qui l’enleva à la science en 1832, ne lui permit pas d’en publier les résultats, mais les notes retrouvées parmi ses manuscrits portent la trace des découvertes auxquelles ses méditations fécondes l’avaient conduit.
Selon Sadi Carnot, l’ancienne théorie du calorique doit être rejetée, car elle est contredite par les faits ; elle est incompatible avec « le développement de la chaleur par la percussion et le frottement des corps «. D’autre part, à l’époque où Carnot écrit, presque tous les physiciens, convaincus par les découvertes de Young et de Fresnel, regardent « la lumière comme le résultat d’un mouvement de vibration du fluide éthéré. La lumière produit de la chaleur, ou, au moins, elle accompagne la chaleur rayonnante et se meut avec la même vitesse qu’elle. La chaleur rayonnante est donc un mouvement de vibration. Il serait ridicule de supposer que c’est une émission des corps, tandis que la lumière qui l’accompagne ne serait qu’un mouvement. Un mouvement (celui de la chaleur rayonnante) pourrait-il produire un corps (le calorique) ? Non, sans doute, il ne peut produire qu’un mouvement. La chaleur est donc le résultat d’un mouvement. Alors il est tout simple qu’elle puisse se produire par la consommation de puissance motrice et qu’elle puisse produire cette puissance ».
« Partout où il y a destruction de puissance motrice, il y a, en même temps, production de chaleur en quantité précisément proportionnelle à la quantité de puissance motrice détruite. Réciproquement, partout où il y a destruction de chaleur, il y a production de puissance motrice ».
Entre la grandeur du travail consommé et la quantité de chaleur produite, il y a un rapport absolument constant, qui est l’équivalent mécanique d’une unité de chaleur. Peut-on imaginer des procédés propres à déterminer par l’expérience la valeur de ce nombre ? Certes, et voici le programme de quelques-unes de ces « expériences à faire sur la chaleur et la puissance motrice » :
« Répéter l’expérience de Rumford sur le forage d’un métal dans l’eau, mais mesurer la puissance motrice consommée et la chaleur produite ;
« Frapper un morceau de plomb en plusieurs sens, mesurer la puissance motrice consommée et la chaleur produite ;
« Agiter fortement de l’eau dans un barillet. . , mesurer la puissance motrice consommée et la chaleur produite. »
