しばしばシンボル j で示される熱に相当する機械的なもの または j/cal 、1単位の熱を生成するために必要な作業量を表します。国際ユニットシステム（SI）では、熱の単位はジュール（J）であり、仕事の単位もジュールです。したがって、熱に相当する機械的等価性は1 j/calとして表されます。
この概念は、19世紀にジェームズ・プレスコット・ジュールやヘルマン・フォン・ヘルムホルツなどの科学者によって行われたさまざまな実験を通じて実験的に決定されました。彼らの実験には、既知の水の温度を特定の量だけ上昇させるために必要な機械的エネルギーを測定することが含まれていました。
これらの実験により、明確な量の機械的作業が特定の量の熱に相当することが確立されました。熱に相当する機械的等価物は、機械的エネルギーと熱エネルギーの間の基本的な変換係数を提供します。これにより、異なるエネルギー変換プロセスの有効性を定量化して比較できます。
たとえば、マシンが100ジュールの機械的作業を実行すると、周囲の環境に100個のジュールを移すことができます。同様に、100ジュールの熱がシステムに追加された場合、100％効率的なエネルギー変換プロセスを想定して、100ジュールの機械的作業を理論的に実行できます。
熱力学、熱伝達、およびさまざまなエンジニアリングアプリケーションにおいて、熱の機械的同等物を理解することは重要です。エンジニアと科学者は、エンジン、ヒートポンプ、冷蔵システムなどのエネルギー変換システムを設計および最適化できます。
