焦耳所做的证明热和功有相当性的实验。焦耳在电机线圈的转轴上绕两根细线，分别跨过相距2
7.4米的定滑轮后垂挂几英磅重的砝码。线圈浸在量热器的水中。由砝码下落距离可算出机械功大小，由水温变化可算出热量多少。1843年他得到热功当量为
4.511焦耳/卡(现代公认值为
4.187焦耳/卡)。后经改进实验，他又得到热功当量为
4.145焦耳/卡。1849年他对各种测定数据进行分析，得到数值为
4.154焦耳/卡的结论。