热质说支配着18世纪后期的热学。它能成功地解释热量守恒定律，还能解释与比热和潜热概念相关的实验事实。但它也有一个弱点，即人们不能肯定热质是否也像所有其他物质一样拥有质量。18世纪快要结束的时候，一个美国出生的英国物理学家对热质说提出了挑战。他就是本杰明·汤普森，后人常称他为伦福德伯爵。
汤普森生于美国马萨诸塞州的沃本。他有一段传奇的冒险经历。他从小没受过什么教育，13岁时在一家小店当学徒，因自制焰火而发生爆炸，险些丧命。独立战争爆发时，他站在英国王室一边，反对美国独立。战争以美国人民的胜利告终后，汤普森在美国待不下去，只好背井离乡，随英军来到英国。在英国没待多久，汤普森就感到没劲，又于1783年去了德国，在巴伐利亚选帝侯手下任要职。1791年，这位选帝侯准备封他为伯爵，请他自己定封号。汤普森选择了他妻子的出生地美国新罕布什尔州的伦福德作为封号，从此人们就叫他伦福德伯爵。
1798年，伦福德在慕尼黑一家兵工厂监督大炮镗孔工作。一个偶然的机会，他发现，被加工的黄铜炮身在短时间内得到了相当多的热量，而被刀具刮削下来的金属屑的温度更高，超过了水的沸点。这个现象显然不是伦福德最先发现的，但他却是最先将之与热质说联系起来考察的人。按照热质说，这些生发出来的热量来自物质内部包含的热质，可是，从青铜中跑出来的热质太多了，全部加起来甚至可以将它本身熔化。这就说明这么多的热量并不像热质说所设想的那样以热质的形式由它自身包含着。热质说是成问题的。伦福德进一步的观察还发现，如果刀具很钝，不能切削出屑末，按照热质说，它就不会有热量流出，可事实上依然有大量的热量流出，而且看起来，只要不停地钻，热量就可以源源不绝地流出来。这个现象是热质说无论如何也不能解释的。
1799年，伦福德回到英国并创办了皇家学院。摩擦生热的实验促使他得出了热是一种运动的结论。他在《哲学学报》上发表文章说：“任何绝热物体或物体系统所能无限提供的东西，不可能是一种物质。据我看来，要想对这些实验中的既能激发又能传布热的东西，形成明确的概念，即使不是绝无可能，也是极其困难的事情，除非那东西就是运动。”伦福德的看法引起了正在新创办的皇家学院任教的戴维的兴趣。这位未来的大化学家当时只有21岁，但已表现出杰出的实验才能。他精心设计了一个更有说服力的实验来证实伦福德的观点。在一个绝热装置里，他让两块冰相互摩擦，结果两块冰都融化了。虽然有些科学史家认为戴维的实验实际上是不成功的，因为冰实际上是因为装置漏热才融化的，但当时的人们确实认可了他的实验，并认为该实验是对伦福德实验的进一步深化。
保守地说，伦福德和戴维的实验只是指出了热质说的困难，并没有证明热质是不存在的。此外，他们也没有提出一套新的建设性的学说来取代热质说，去解释那些热质说可以很好地解释的热现象。因此，热质说延续了相当长的一段时间。光和热的类比总容易使人们相信，如果光是一种物质微粒，热肯定也是一种物质。从这个意义上讲，光的波动说的确立有助于热质说的消亡。当然，只有等到能量守恒定律出现，才使热之唯动说真正取代热质说。
