于一七九八年，汝福(Rumford)以实验证明一炮所产生的热（英制单位BTU）与其所消耗的机械功（尺-磅）成正比，比值即为热功当量，即热与功应属同样的因次，只不过因单位的不同，而有一定的比例；后来焦耳(Joule)测出该值为 778.168，亦即 1BTU=778.168 ft-lbf。一八四三年 Joule 为了探讨功与热的性质，将定量的水置于绝热容器内，以转动器搅拌，测量搅拌器对水作功及水的温度变化，发现水温之上升与所作之功成比例，进一步实验发现水温之上升与所施功之类型无关，证实热是能量的一种形式而非物质，热与功存在有定量的关系：W＝JQ，J 为比例常数，即为热功当量。