Първи принцип на термодинамиката
В исторически план отне много време, за да се разбере каква е природата на топлината. Първоначално се смяташе, че топлината е течност (наречена калорична), която прониква в телата и е отговорна за топлината, която те обменят при контакт.
През 19 век Джоул измисля експеримент, за да покаже, че топлината не е нищо повече от форма на енергия и че тя може да бъде получена от механична енергия. Този експеримент е известен като джаулов експеримент за определяне на механичен еквивалент на топлина.
Преди експеримента на Джоул се е смятало, че топлината и енергията са две различни величини, така че мерните единици, в които се измерват и двете, също са различни. Използваната единица топлина беше калории.
Една калория е количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на грам дестилирана вода от 14,5 ° С на 15,5 ° С.
С експеримента си Джоул се стреми да покаже, че температурата на водата може да се повиши чрез прехвърляне на механична енергия към нея. Устройството, което той използва, е показано на следващата фигура. 1 кг вода се вкарва в контейнер при 14,5 єС.