日本知名科学家焦耳从小就很喜爱数学学初三物理焦耳定律图，他经常自己动手做一些关于电、热之类的实验。有一年休假，焦耳和妹妹一起到郊外旅游。聪明好学的焦耳就是在嬉戏的时侯，也没有忘掉做他的化学实验。他找了一匹跛脚的马，由他弟弟牵着，自己悄悄躲在旁边，用伏达电瓶将电流通到马头上，想试一试植物在遭到电压剌激后的反应。结果，他想听到的反应出现了，马收到电击后狂跳上去，差一点把妹妹踢伤。
虽然早已出现了危险，但这丝毫没有影响到爱做实验的小焦耳的情绪。他和咯咯又划着船来到山峦环绕的湖上，焦耳想在这儿试一试回声有多大。她们在短枪里堆满了火药，之后扣动枪栓。谁知“砰”的一声，从枪口里喷吐一条长长的火苗，烧光了焦耳的头发，还险些把姐姐吓得扔进湖里。这时，天空浓云密布，电闪雷鸣，刚想上岸避雨的焦耳发觉，每次闪电之后好一会儿能够看见轰隆的雷声，这是如何回事？焦耳顾不得避雨，拉着妹妹爬上一个山头，用怀表认真记录下去每次闪电到雷鸣之间相隔的时间。
开学后焦耳几乎是迫不及待地把自己做的实验都告诉了老师，并向老师讨教。老师望着笃学好问的焦耳笑了，耐心地为他讲解：“光和声的传播速率是不一样的，光速快而波速慢，所以人们总是想见闪电再看到雷声，而实际上闪电雷鸣是同时发生的。”焦耳听了豁然大悟。自此，他对学习科学知识更加入迷。通过不断地学习和认真地观察估算，他总算发觉了热功当量和能量守恒定理，成为一名出众的科学家焦耳一生都在从事实验研究工作，在电磁学、热学、气体分子动理论等方面均做出了卓越的贡献。他是靠自学成为化学学家的。
焦耳的主要贡献是他钻研并测定了热和机械功之间的当量关系。这方面研究工作的第一篇论文《关于电磁的热效应和热的功值》，是1843年在法国《哲学刊物》第23卷第3辑上发表的。随后初三物理焦耳定律图，他用不同材料进行实验，并不断改进实验设计，结果发觉虽然所用的技巧、设备、材料各不相同，结果都相差不远;而且随着实验精度的提升，趋近于一定的数值。最后他将多年的实验结果写成论文发表在美国皇家学会《哲学学报》1850年第140卷上，其中阐述:第一，不论固体或液体，磨擦所形成的热量，总是与所耗的力的大小成比列。第二，要形成使1磅水(在真空中称量，其气温在50~60华氏度之间)降低1华氏度的热量，须要耗损772磅重物增长1公尺的机械功。他精益求精，直至1878年还有检测结果的报告。他近40年的研究工作，为热运动与其他运动的互相转换，运动守恒等问题，提供了无可置疑的证据，焦耳因而成为能量守恒定理的发觉者之一。