如果是像福爾摩斯般，原本是聰明的化學家，後來成為善於推理和觀察的偵探，這樣的設定當然十分具說服力；不過，假若你原本是釀酒商，後來成為了科學家，要建立名聲和使人信服，這條路便不容易走了，例如像英國物理學家焦耳（Jame Prescott Joule）。
焦耳的大名，基本上每名初中學習物理課的學生也聽過，因為能量單位「焦耳」（Joule）就是以其名字命名。焦耳出生於 1818 年 12 月 24 日，英格蘭索爾福德市（Salford），父親是富裕的釀酒商，但他很小已擁有成為科學家的細胞，其就讀的中學，便是提出原子論的著名物理學家道爾頓（John Dalton） 所創辦，焦耳亦是其學生。
焦耳其後接掌了家族的釀酒廠，但仍對科學有濃厚興趣，特別是熱動力學。早在 16 世紀，科學家認為熱是一種無色無味無重量的流體，可在物質之間流動，他們稱之為「卡路里」（calorie）。直到美國科學家蘭福勒（Benjamin Thompson Rumford）對「卡路里」理論提出質疑，他發現磨擦能產生熱力，例如於炮管不停鑽孔能產生熱力，而這種「熱」則似乎是無窮無盡，因此熱是可以從機械作「功」（work）而轉換得來，但這種前衛理論在當時卻未受到重視。
焦耳受到道爾頓的原子論啟發，認為「熱」是原子的運動，熱則是原子運動把「能量」在物質間傳遞，但要證明這理論便需要有嚴謹旳實驗支持。1840 年，焦耳發表了現稱「焦耳定律」的研究論文概要，說明通電電線產生的熱力是從化學電池中的化學作用所產生，即是熱力是可以生產出來，而不僅僅是從某處轉移。他甚至推導出焦耳定律的公式：從電流通過電線而產生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，及跟通電的時間成正比。1841 年在「哲學雜誌」（Philosophical Magazine）上初次發表研究，但當時並未得到甚麼迴響。
在 1843 年，他從另一篇有關電磁能的研究中斷定出機械能可以轉換成熱能，讓他完全否定「卡路里理論」，同時他著手研究熱與能量的轉換關係。他設計了一個簡單而精巧的裝置：將法碼從高處放下，法碼透過滑輪帶動密封水桶內的槳，槳轉動時因摩擦而生熱。研究再次確立機械能可轉換成熱能，而且他更發現固定單位的機械作「功」能轉換成固定的熱量，兩者間的關係稱為「熱功當量」（mechanical equivalent of heat），也是「能量守恆定律」的前身。不過或多或少受焦耳的釀酒商身分影響，當時的評審人認為焦耳的實驗存在缺陷，不夠嚴謹，結果他連同其理論一同被冷落。
後來經過無數的實驗，在 1850 年焦耳最終求出熱功當量的數值為 4.159 焦耳／卡，與現在使用的 4.186 焦耳／卡極其相近，其論文終於能在一流期刊「哲學會報」（Philosophical Transactions）上發表，他更獲選為皇家學會會士；其後又與當初曾批評過他的物理學家 William Thomson 共同研究有關氣體熱動力學等題目。焦耳最初人微言輕，但憑藉他的堅持和天分，最終如同「焦耳」單位一樣，流傳萬世。
