Áhugi Berthelot í að nota sýru og alkóhóli til að búa til estera leiddi _him_ að rannsaka lyfjahvörf af afturkræf viðbrögð. Ásamt Saint Gilles Pean, framleitt hann árlega Jafna viðbrögð hraða árið 1862. Þótt jafnan var rangt, örva það Óslóarháskóla efnafræðinga Cato Guldberg og Peter Waage að kynna lögmál massa aðgerð árið 1864.
Árið 1864 Berthelot hóf nám í Varmafræði efnahvarfa, qui fjallar um tengsl Entre Action efna og hita. Hann hafði þegar Stofnað árið 1856 í tengslum við rannsókn de Son estera, ester hita þess árs bruna er næstum nákvæmlega jafn summu hitnar brennslu á áfengi og sýra úr Qui það myndast. Hann fór þangað til að koma nokkrar meginreglur um hita sem taka þátt í efna skiptum. Þekktust er þriðja reglan Berthelot eða lögmál hámarks vinnu: "Sérhver breyting efna áorkað án truflana af orku utan tilhneigingu til kynslóð af líkama eða kerfi stofnana Qui framleiða mest hita." The Danish efnafræðingur Julius Thomsen HAD Sjálfstætt kom á samíska meginreglu árið 1853 en 20 árum áður Berthelot. Þótt meginreglan Var reconnu fljótt og Strictly satt við hitastig alkul, Berthelot og Thomsen deila heiður inaugurating nýja tímabil í Varmafræði efnahvarfa.
_him_ thermochemical rannsóknir Berthelot leiddi að finna sprengjuna mælisins, Búnaður Samanstendur af sterku íláti í Qui úrtaki eldsneyti eða mat er lokað með umfram súrefni og kveikti rafmagni. Varmagildi eða varmagildi, má reikna frá leiðir og hækki í hitastigi yfir Nákvæmlega hafði beens og hægt er áður Þá. Í 1879 bók, Chemical Mechanics orðin "útvermin" til að lýsa viðbrögðum losar hita og að "helvíti" fyrir einn sem gleypa hita, birtist á prenti í fyrsta sinn. Berthelot hafði áður kynnt skilmála Í fyrirlestrum sínum við College de France. Chemical Mechanics, ásamt Berthelot er 1897 Varmafræði efnahvarfa, thermochemical Veitt á undirstöður vísinda.
Þótt forsæti vísindanefnd sett upp til að hjálpa verja París Á Franco-prússneska stríðið (1870-1871), útdráttur Berthelot Rannsakað saltpeter fyrir byssupúður á. Eftirfarandi í áratug, stundaði hann nám við Varmafræði efnahvarfa köfnunarefnissambanda sem notuð eru til að gera sprengiefni. Ásamt French sprengjum verkfræðingur Paul Vieille, Berthelot lagði grunninn að nýrri vísindarannsókn