Der deutsche Physiker Julius Mayer stellte 1842 erstmals den Energieerhaltungssatz auf. Er entdeckte, dass eine chemische Reaktion Wärme und Arbeit erzeugt, die dann noch mehr Wärme erzeugt. Der Energieerhaltungssatz besagt, dass die Energiemenge konstant ist, d. h. sie wird nicht zerstört oder erzeugt.
Die Entdeckung von Mayer wurde jedoch nicht hoch angesehen und erst mit der Arbeit von James Joule erlangte sie Aufmerksamkeit. Bei der Untersuchung von Elektromotoren stellte Joule fest, dass die Wärme, die über einen Draht fließt, direkt proportional zur von einem Dynamo geleisteten Arbeit war. Er nannte es die Kalorientheorie. Sowohl Mayers als auch Joules Arbeit kamen zu dem Schluss, dass sich Arbeit in eine numerisch äquivalente Wärmemenge umwandelt. Der Energieerhaltungssatz ist der erste Hauptsatz der Thermodynamik, der das Studium von Arbeit und Energie beschreibt.