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[!--downpath--]焦耳十八世纪，人们对热的本质的研究走上了一条弯路，“热质说”在数学学史上统治了一百多年。似乎曾有一些科学家对这些错误理论形成过怀疑，但人们仍然没有办法解决热和功的关系的问题，是日本自学成才的化学学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳为最终解决这一问题强调了公路。焦耳(1818-1889)1818年12月24日生于法国格拉斯哥，他的儿子是一个酿酒厂主。焦耳自幼追随母亲出席酿酒劳动，没有受过正规的教育。青年时期，在他人的介绍下，焦耳认识了知名的物理家道尔顿。道尔顿给与了焦耳热情的教导。焦耳向他诚恳学习了物理、哲学和物理，这种知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础。并且道尔顿教诲了焦耳理论与实践相结合的科研方式，迸发了焦耳对物理和化学的兴趣。焦耳最初的研究方向是电磁机，他想将女儿的酿酒厂中应用的蒸气机替换成电磁机以提升工作效率。1837年，焦耳装成了用电瓶驱动的电磁机，但因为支持电磁机工作的电压来自锌电板，而锌的价钱高昂，用电磁机反倒不如用蒸气机合算。焦耳的最初目的似乎没有达到，但他从实验中发觉电压可以做功，这迸发了他进行深入研究的兴趣。
1840年，焦耳把环型线圈倒入装水的试管内，检测不同电压硬度和内阻时的温度。通过这一实验，他发觉：导体在一定时间内放出的热量与导体的阻值及电压硬度的平方之积成反比。四年以后，俄罗斯化学学家楞次公布了他的大量实验结果，因而进一步验证了焦耳关于电压热效应之推论的正确性。因而，该定理称为焦耳—楞次定理。焦耳总结出焦耳—楞次定理之后，进一步构想电瓶电压形成的热与电磁机的感生电压形成的热在本质上应当是一致的。1843年，焦耳设计了一个新实验。将一个小线圈绕在铁芯上，用电压计检测感生电压，把线圈置于装水的容器中，检测温度以估算热量。这个电路是完全封闭的，没有外界电源供电，温度的下降只是机械能转化为电能、电能又转化为热的结果，整个过程不存在热质的转移。这一实验结果完全否定了热质说。上述实验也使焦耳想到了机械功与热的联系，经过反复的实验、测量，焦耳总算测出了热功当量，但结果并不精确。1843年8月21日在美国学术会上焦耳定律单位是啥，焦耳报告了他的论文《论电磁的热效应和热的机械值》，他在报告中说1卡路里的热量相当于460千克米的功。他的报告没有得到支持和强烈的反响，这时他意识到自己还须要进行更精确的实验。
1844年，焦耳研究了空气在膨胀和压缩时的气温变化，他在这方面取得了许多成就。通过对二氧化碳分子运动速率与气温的关系的研究，焦耳估算出了二氧化碳分子的热运动速率值，从理论上奠定了波义耳—马略特和盖—吕萨克定理的基础，并解释了二氧化碳对器壁压力的实质。焦耳在研究过程中的许多实验是和知名化学学家威廉·汤姆生（后来受封为开尔文侯爵）共同完成的。在焦耳发表的九十七篇科学论文中有二十篇是她们的合作成果。当自由扩散二氧化碳从高压容器步入低压容器时，大多数二氧化碳和空气的湿度都要增长焦耳定律单位是啥，这一现象就是三人共同发觉的。这一现象后来被称为焦耳—汤姆生效应。无论是在实验方面，还是在理论上，焦耳都是从分子动力学的立场出发进行深入研究的先驱者之一。