1840년대에 스코틀랜드의 양조업자 겸 과학자인 제임스 줄(James Joule)은 폭포 바닥 물이 꼭대기보다 약간 더 따뜻하다는 것을 확인했다. 그는 낙하로 인한 물의 움직임과 온도의 변화를 표현하는 계산법으로 이 현상을 설명했다. 이 양을 '에너지'라고 하며 측정 단위는 줄(J)이다. 변화 전 계산한 수치와 변화 후 수치가 같으므로 '에너지가 보존된다'고 표현한다. 에너지는 생성하거나 소멸하지 않으며 다른 저장소로 이동할 뿐이다.


저장 및 전송｜폭포의 물은 중력에 의해 당겨진다. 따라서 변화 이전에는 높이(＝중력)로서 에너지를 저장하고 있었다고 말할 수 있다. 낙하할 때 물이 중력에 의해 당겨지고 속도가 빨라지면 에너지가 전달된다. 물의 운동에너지로 인해 더 많은 에너지가 이동함에 따라 저장된 에너지는 점점 줄어든다. 폭포 바닥에서 물은 빠르게 흐르지 못하고 분자끼리 서로를 밀어서 더 많이 진동한다. 물 분자가 더 빨리 진동함에 따라 운동에너지가 열에너지로 전환돼 저장된다.