焦耳热功当量实验：四十年光阴折腾四百多次实验就为一个公式
现代科研环境能够忍受得了四十年就为了一个公式吗？大概只有“民科”有这样的“坚韧毅力”。不过中国的"民科"往往坐而论道，不做实验的。人家这个公式不仅耗去了四十年光阴，而且前前后后做了四百多次的实验。
这个公式就是“热功当量”，主人公就是大名鼎鼎的焦耳。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（JamesPrescottJoule，1818年12月24日—1889年10月11日）英国物理学家，英国皇家学会会员。
为了纪念他的贡献，能量和功的单位被命名为“焦耳”，简称“焦”；并用焦耳姓氏的第一个字母“J”来标记热量以及“功”的物理量。
焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。但青年时期在别人的介绍下，认识了高手--化学家道尔顿。后者教给了他数学、哲学和化学方面的知识，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础（有点像我们岳飞拜周侗为师）。
更重要的是道尔顿教会了焦耳理论与实践相结合的科研方法，激发了焦耳对化学和物理的兴趣，并在他的鼓励下决心从事科学研究工作。跟随道尔顿的这段经历影响了焦耳的一生。
科学开始只是焦耳的一个爱好，直到后来他开始研究用新发明的电动机来替换啤酒厂的蒸汽机的可行性。
1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温。12月焦耳在英国皇家学会上宣读了关于电流生热的论文，提出电流通过导体产生热量与电流强度、导体电阻和通电时间的关系。本来准备让皇家学会大吃一惊的，可后来发现自己被仅仅当作乡下的业余爱好者。
1843年，焦耳设计了一个新实验。将一个小线圈绕在铁芯上，用电流计测量感生电流，把线圈放在装水的容器中，测量水温以计算热量。这个电路是完全封闭的，没有外界电源供电，水温的升高只是机械能转化为电能、电能又转化为热的结果，整个过程不存在热质的转移。这一实验结果完全否定了热质说。
1843年8月21日在英国学术会上，焦耳报告了他的论文《论电磁的热效应和热的机械值》，他在报告中说1千卡的热量相当于460千克米的功。他的报告没有得到支持和强烈的反响，这时他意识到自己还需要进行更精确的实验。
1847年，焦耳做了迄今认为是设计思想最巧妙的实验：他在量热器里装了水，中间安上带有叶片的转轴，然后让下降重物带动叶片旋转，由于叶片和水的磨擦，水和量热器都变热了。
根据重物下落的高度，可以算出转化的机械功；根据量热器内水的升高的温度，就可以计算水的内能的升高值。把两数进行比较就可以求出热功当量的准确值来。焦耳还用鲸鱼油代替水来作实验，测得了热功当量的平均值为423.9千克米/千卡。
当焦耳在1847年的英国科学学会的会议上再次公布自己的研究成果时，他还是没有得到支持，很多科学家都怀疑他的结论，认为各种形式的能之间的转化是不可能的。
直到1850年，其他一些科学家用不同的方法获得了能量守恒定律和能量转化定律，他们的结论和焦耳相同，这时焦耳的工作才得到承认。
1850年，焦耳凭借他在物理学上作出的重要贡献成为英国皇家学会会员，当时他三十二岁，两年后他接受了皇家勋章。许多外国科学院也给予他很高的荣誉。
1875年，英国科学协会委托他更精确地测量热功当量。他得到的结果是4.15，非常接近1卡=4.184焦耳。
在这个过程中焦耳仍不停地进行着他的实验测量工作，不断改进实验方法，直到1878年。这时距他开始进行这一工作将近四十年了，他已前后用各种方法进行了四百多次的实验。