O JEDNOTCE SPOJUJÍCÍ RŮZNÉ FORMY ENERGIE

Až do začátku 18. století se učenci domnívali, že mezi mechanickou prací, teplem a elektřinou neexistuje žádná souvislost. Teprve Benjamin Thompson ( 1754  - 1814), známý ve fyzice spíše jako lord Rumford si jako prvý blíže všiml souvislostí mezi teplem a mechanickou prací. V továrně kde vrtali hlavně děl se snažil změřit, jak se mechanickou prací vrtáku kov ohřívá. Rozhodující a mnohem přesnější pokusy prováděl kolem roku 1845 inženýr a pivovarník J. P. Joule. Do izolované nádobky s vodou, jejíž teplotu měřil teploměrem, vložil pístovou pumpu, zakončenou baňkou. Ta se teplem vznikajícím při stlačování zahřívala a teplo předávala vodě. Joule zjistil, že libra vody se ohřála o 1o Fahrenheita, když "pumpoval" na rameni dlouhém jednu stopu silou 7,7 liber.

Rozhodující Jouleův pokus s vrtulkou poháněnou závažími, která mu umožnila stanovit tepelný ekvivalent mechanické práce.

   Ještě názornější byl jeho další pokus s vrtulkou, otáčející se v dobře izolované nádobce s vodou. Teploměr měřil, oč se voda vířením zahřála. Zahřátí bylo intenzivnější, když ke kovové vrtulce přiblížil silný magnet. Joule správně usoudil, že toto teplo navíc bylo získáno elektromagnetickým brzděním. Později pak zahříval vodu elektrickým odporem drátů, tak jak to dnes děláme pomocí ponorných elektrických vařičů. Díky dalším nápaditým pokusům porovnával tehdy nejběžnější formy energie a prokázal i propočítal jejich souvislost. Fyzika dostala jeho zásluhou jednak mechanický ekvivalent tepla, jednak tepelný ekvivalent mechanické práce, jak je Joule pojmenoval ve své knize "O porovnatelném výkonu elektromagnetismu, páry, jakožto pohonných zdrojů ". Nyní již bude čtenáři jasné, proč můžeme zdánlivě výrazně odlišné formy energie měřit společnou jednotkou joule (J).
   Pro praxi je jednotka 1 joule příliš malá. S takovou energií lze např. zdvihnout kilogram jen do výše 10 cm, ohřát kapku vody o jediný °C, nebo bliknout žárovkou kapesní svítilny. Jen při vzplanutí zápalky škrtnutím o krabičku se už uvolní okolo 1000 J. Spálením většího kousku uhlí v kamnech se v podobě tepla uvolní kolem dvou milionů joulů (2 MJ). Ale teprve 3,6 MJ se rovnají nejužívanější jednotce pro měření energie v technické praxi - jedné kilowatthodině (kWh)!