斯·焦耳研究过热、作功与温度间的关系。他观察到，若透过搅拌液体等方式对液体作机械功，该液体的温度会上升。焦耳假设，他对该系统所作的机械功会转换成「热能」。具体来说，他还发现了需要4185.5焦耳的能量来提升1公斤的水1度C的温度，输入功和热能的比例即为热功当量，1850年时，焦耳发表了一个修正的测量值，772.692 ft·lbf/Btu（4.159J/cal），这个值很接近20世纪初期采用的值，4.1860J/cal。。