A termodinâmica estuda as relações entre duas modalidades de energia: a e a mecânica. Os primeiros trabalhos de conversão de energia foram desenvolvidos em meados do século XIX pelo físico inglês . As experiências realizadas por este físico, comprovaram que o calor é uma fonte de . Elas lhe permitiram verificar que 4,18 Joules de energia mecânica, ao transformar em calor, geram uma caloria de energia térmica. O resultado obtido por ele é adotado hoje como uma simples relação de entre as unidades de e , pois calor e energia mecânica são apenas formas diferentes de energia, podendo ter seus valores expressos em uma ou outra unidade. Um exemplo de conversão de energia mecânica em térmica é quando um carro em movimento é freado, a energia do movimento se converte em energia térmica, que aquece os freios e os pneus.