Manchesteri suure õlletehase pärija ja selle edukas omanik J. P. Joule sai hea koduse hariduse. Füüsikatunde andis talle Manchesteris matemaatika õppejõuna töötanud John Dalton. Viimase mõjul alustas ta ise katseid koduses laboratooriumis. Esialgu huvitus ta elektrist ja elektririistade konstrueerimisest. Oktoobris 1841 ilmus ajakirjas „Philosophical Magazine“ („Filosoofiline Ajakiri“) tema esimene tõsisem uurimus elektrivoolu soojuslikust toimest, kus ta näitas, et eralduv soojushulk on võrdeline voolutugevuse ruuduga. Sama küsimust uuris ka Tartus sündinud siinse ülikooli kasvandik Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804–65). Tema Peterburis sooritatud mõõtmised olid professionaalselt kõrgemal tasemel, kuid ta avaldas oma tulemused alles 1843. a. Voolusoojuse uurimisel tabas Joule ära nähtuse energeetilise mõtte, seostades soojusefekti keemiliste muutustega patareis. Augustis 1843 avaldatud töös asendas Joule galvaani elemendi elektromagnetilise induktsioonimasinaga ja sai nii määrata masina käitamiseks kulutatud mehaanilist energiat. Soojuse mehaanilise ekvivalendi väärtuseks sai ta 460 kg·m/kcal (arvväärtus on ümber arvutatud Inglise ühikutest).

Oma tulemustes jõudis Joule peaaegu samade järeldusteni nagu Mayer. Ta kirjutas: „Võimsad looduse jõud … on hävimatud ja … alati, kui kulutatakse mehaanilist jõudu, saadakse täpselt ekvivalentne hulk soojust.“ Aastatel 1843–50 täiustas ja varieeris Joule oma katsekorraldust: ta võttis kasutusele pöörlevate labadega kalorimeetri, uuris soojusefekte gaaside paisumisel ja kokkusurumisel jms. ning täpsustas korduvalt soojuse mehaanilise ekvivalendi väärtust.

J. P. Joule’i katseid jälgis tähelepanelikult noor Šoti füüsik William Thomson, kes pööras erilist tähelepanu ilmnevale ebasümmeetriale: üheski teadaolevas katses pole soojuse arvel jõutud ekvivalentse tööhulgani. 1853–54 tegi ta koos Joule’iga hulga ühiseid eksperimente, mille tulemusena avastati nn. drosselefekt (Joule’iThomsoni efekt).

J. P. Joule’i kõrval oli ka mitmeid teisi pretendente energia jäävuse seaduse avastamisele või vähemalt soojuse mehaanilise ekvivalendi määramisele, nagu taanlane Ludvig August Colding (1815–88), kes pidas 1845. a. Kopenhaageni Kuninglikus Seltsis ettekande oma katsetest soojuse mehaanilise ekvivalendi kohta, samuti keemik Karl Friedrich Mohr (1806–79), insener Marc Seguin (1786–1875) ja füüsik Carl Alexander Holtzmann (1811–65). Kaua loeti soojuse mehaanilise ekvivalendi täpseimaks väärtuseks Regnault’ tulemust 427 kg·m/kcal = 4,187 kJ/kcal.