焦耳所做的證明熱和功有相當性的實驗。焦耳在電機線圈的轉軸上繞兩根細線，分別跨過相距2
7.4米的定滑輪后垂掛幾英磅重的砝碼。線圈浸在量熱器的水中。由砝碼下落距離可算出機械功大小，由水溫變化可算出熱量多少。1843年他得到熱功當量為
4.511焦耳/卡(現代公認值為
4.187焦耳/卡)。后經改進實驗，他又得到熱功當量為
4.145焦耳/卡。1849年他對各種測定數據進行分析，得到數值為
4.154焦耳/卡的結論。