El equivalente mecánico del calor fue establecido por James Prescott Joule (1818-1889), físico inglés autor de importantes trabajos sobre la teoría mecánica de calor, a mediados del siglo XIX. Demostró que cierta variación de temperatura indica un cambio de energía interna y aparece que se pierde determinada cantidad de energía mecánica. Para ello, colocó agua en un recipiente aislado que evitaba pérdidas de calor. Su finalidad era medir el incremento de temperatura, consecuencia de la agitación provocada por paletas giratorias movidas al descender pesas. En todos sus resultados encontró que 1 (J) = 0.24 (cal) o 1 (cal) = 4.2 (J), por lo que concluyó que la energía mecánica y la energía que causaba la diferencia de temperatura del agua eran equivalentes.
El equivalente mecánico del calor es representado por las anteriores equivalentes, que indican la cantidad de energía mecánica que se transforma o disipa en forma de calor; esto es, por cada Joule de trabajo se producen 0.24 calorías, y cuando una caloría de energía calorífica se transforma se obtiene un trabajo de 4.2 (J).
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