کار مکانيکي و حرارت دو شکل مختلف انرژي‌اند که مطالعه مفاهیم آنها بسیار حایز اهمیت است. تبديل انرژي حرارتي به مکانيکي را در ماشین های بخار میتوان دید و تبديل کار مکانيکي به انرژي حرارتي زماني امکان پذير است که کاري در مقابل نيروي اصطکاک انجام شود. تامسون شايد اولين دانشمندي باشد که رابطه بين کار مکانيکي و انرژي حرارتي را متوجه شده باشد و ژول با انجام آزمايش مقدار عددي معادل مکانيکي حرارت را حساب کرد. وی نتایج آزمایش خود را چنين بيان کرد: نسبت کار مکانيکي و حرارت توليد شده مقداري ثابت است. پس از آن اين نسبت يا اين مقدار ثابت را معادل مکانيکي و يا ثابت ژول ناميدند