1842年，迈尔发表《论无机自然界的力》，以自然界“无不生有，有不变无”及“原因等于结果”的哲学思想为指导，坚持从事物联系、发展的因果链条中去考察具体的自然现象。首先从无机界各种能量形式中抽象出“力”概念，并进而指出在一系列因果关系中，某一原因c产生一个等于它的效应e，e作为一种原因又可产生一个等于它的原因f……在这一系列关系中，不可能有任何一项化为乌有。这种不灭性是力的第一个性质。在这个过程中，c变为e，e变为f，即原因可以取各种不同的形式，这就是力的第二性质。把这两个性质合并起来，可以说，“原因在量上是不灭的，且在质上是可以转化的。”迈尔还分析了如下的经验事实：两块金属相互摩擦产生了热；用机械“力”使一定体积的空气压缩，结果气体温度升高；一个重物从高处落到地面，碰撞过程中会产生热；蒸汽机中蒸气失去部分热结果产生了机械运动。从这些经验事实中他断定“热”也是属于他的“力”或“原因”的范畴。在此基础上迈尔提出了“热功当量”概念，并根据落体的“力”全部转化为热作了初步估计：“重物从大约365米的高度下落（所产生的效应）对应于给相同质量的水从0℃到1℃所加的热”。到1845年他计算出热功当量等于365千克米/千卡。