O médico alemão Robert Mayer e James Prescott Joule (foto) deram a idéia que levou ao conceito de calor que temos hoje, e à conservação de energia. Eles afirmaram que o calor podia ser transformado em trabalho mecânico e vice-versa.

Mayer e Joule, calcularam, baseados em dados diferentes, a exata quantidade de trabalho necessária para produzir aumento da quantidade de calor.

Joule realizou diversos experimentos na busca do equivalente mecânico do calor. Por volta de 1840, inventou um recipiente com água, isolado termicamente, no qual colocou um sistema de pás que podiam agitar a água.

Como mecanismo impulsor, utilizou um bloco que deixava cair lentamente de uma certa altura. Como havia atrito das pás com água, o bloco caia com velocidade praticamente constante, ou seja, a energia cinética era invariável, e então pode calcular a energia potencial dispendida para fazer girar as pás que desta forma aqueciam a água.

Praticamente toda a energia potencial do bloco era transformada em calor pelo movimento mecânico da água.

Conhecendo o valor do peso do bloco, da massa de água do recipiente e da variação de sua temperatura, Joule calculou a quantidade de energia transferida para a água, ou seja, o calor recebido e assim determinou quantos joules de energia mecânica eram equivalentes a 1 caloria de calor.

Foi assim que Joule chegou ao seu equivalente mecânico do calor.