Ce programme illustre l'expérience historique de Joule sur l'équivalent mécanique de la chaleur dont les résultats ont été publiés en 1843.
Dans son expérience, Joule provoque l'échauffement de l'eau contenue dans un calorimètre en entraînant des palettes par la chute de d'une masse connue. En réalité pour éviter les frottements sur des paliers, Joule à utilisé la chute de deux  masses identiques reliées aux palettes par deux fils enroulés en sens inverses sur un tambour coaxial à l'axe de rotation.
Dans le calorimètre (récipient bien isolé thermiquement du milieu extérieur) on introduit une masse m d'un liquide de capacité calorifique massique c. Si on utilise de l'eau c est égal par définition à 1 cal/(g .K).
La température initiale du liquide est T₀.
La masse M d'entraînement des palettes descend d'une hauteur H :
Elle cède l'énergie potentielle W = M.g.H.
La transformation du travail mécanique élève la température du liquide et de la partie interne du calorimètre et des pales d'agitation. L'équivalent en eau (ou valeur en eau) du calorimètre est la masse d'eau µ échangeant la même quantité de chaleur avec l'extérieur quand il subit la même variation de température :
La conversion totale du travail mécanique en chaleur se traduit par l'élévation de la température du liquide de dT :

M.g.H = (m+ µ).c.dT

L'expérience permet de déterminer J valeur de l'équivalent mécanique de la calorie.
Pour faire cette détermination, il est plus pratique de placer dans le calorimètre une résistance parcourue par un courant I sous la tension U pendant le temps t. On a alors U.I.t = (m + µ).c.dT.

Remarques sur le programme :
1- Une simulation correcte du mouvement est très difficile. Le mouvement de la masse est initialement accéléré mais les frottements, fonction de la viscosité du liquide et de la géométrie du système, font que la masse va atteindre une vitesse limite. Pour simplifier j'ai donné à la masse une vitesse uniforme dès son départ.
2- Les objets ne sont pas représentés à la même échelle.
3- J'ai supposé que la réponse du thermomètre est instantanée.
4- Comme dT est petit, j'ai donné au thermomètre une sensibilité de 1/100 de °C très illusoire.

Utilisation:

Le bouton [Départ] permet de démarrer l'animation.
Le curseur rouge permet de modifier la valeur de la masse d'eau contenue dans le calorimètre.
La masse M vaut 25 kg et la hauteur de chute H est égale à 2 m.
L'équivalent en eau du calorimètre est égal à µ = 40 g et on suppose qu'il ne dépend pas du niveau de remplissage du calorimètrre.
Déterminer la valeur de J.
Expliquer pourquoi cette valeur diffère de la valeur classique J = 4,186.