从.. 1840年开始，焦耳多次进行通电导体发热的实验，他把通电金属丝浸没在水中，测算水的热量变化情况，结果发现通电导体产生的热量同电流强度的平方、导体 的电阻和通电时间的乘积成正比，比楞次早一年得到了电流的热效应定律。流强度的平方、导体的电阻和通电时间的乘积成正比，比楞次早一年得到
了电流的热效应定律。当时许多物理学家对测出热功当量值抱怀疑甚至反对态度。为了证明这个发现是成功的，焦耳以极大的毅力，采用不同的方法，长时间地反复实验。尤其在.. 1847年，焦耳精心地设计了一个著名的热功当量测定装置，也就是用下降重物带动叶桨旋转的方法，搅拌水或其他液体产生热量，得
到热功当量的平均值是 428.9千克·米/千卡。从.. 1849年到.. 1878年，焦耳反复做了.. 400多次实验，所得到的热功当量值和现在的公认值.. 427千克米/千卡相比，只差.. 0.7％.焦耳用惊人的耐心和巧夺天工的技术，在当时的实验条件下，测得的热功当量值能够在几十年时间里不作较大的修正，这在物理学史上也是空前的。焦耳 是一位主要靠自学成才的科学家，他对物理学作出重要贡献的过程不是一帆风顺的。1845年在剑桥召开的英国科学协会学术会议上，焦耳又一次作了热功当量的 研究报告，宣布热是一种能量形式，各种形式的能量可以相互转化，但是焦耳的观点遭到与会者的否定，英国伦敦皇家学会拒绝发表他的论文。同年.. 6月，在英国科学协会的牛津会议上，焦耳再一次提出热功当量的研究报告，宣传自己的新思想。会议主席只准许他作简要的介绍，只是由于威廉·汤姆孙在焦耳报 告结束后作了即席发言，他的新思想才引起与会者的重视。1850年，焦耳的科学结论终于获得了科学界的公认。焦耳于 1889年.. 8月 11日在英格兰紫郡的塞尔去世，享年.. 71岁。后人为了纪念他，把能量的单位命名为焦耳，简称“焦”；并且用焦耳的拉丁文拼法的第一个字母“J”来标记热功当量。