1818 karácsony napján született a nagy-britanniai Belfordban, Benjamin és Alice Joul negyedik fiaként. Az első két fiú, akikkel együtt voltak, gyermekkorban haltak meg. James testvére, Benjamin volt az apja. James után még két lány született, Alice, aki 14 évesen hunyt el, és Mary. Volt még egy öccse, John. Jamesovotec egy gazdag ember volt, aki manchesteri sörfőzdével rendelkezett. Amikor a fiatal férfi gerincbetegségben szenvedett, ami nagy hatással volt a zártabb és félénkebb természetre. James nem járt normál iskolába, de otthon tanították őket házi tanárok.

joule

Tizennégy éves korától kezdte el járni a manchesteri egyetemet, de csak tizenhat éves koráig, amikor elment, hogy a jeles brit kémikus és fizikus John Dalton mellett tanuljon, aki az elmélet szerzője volt, hogy az atomok oszthatatlan szférák. Gyerekként szerette a vonatokat. A gőzmozdonyok iránti érdeklődése valószínűleg befolyásolta későbbi kapcsolatát a hőenergiával és a homodinamikával. Apja pisztolyát elvesztette, miközben megvizsgálta a hegyek visszhangjait.Ez nem az egyetlen tapasztalata a fegyverekkel kapcsolatban, különben véletlenül lelőtte a szemöldökét. Elég kíméletlen volt Joule lakóhelyén a szolgák egészsége szempontjából is.

Például egy cselédlányon végzett egy sor tesztet azzal, hogy addig adta neki az áramütéseket, amíg a lány eszméletét vesztette. Abban az időben a cselédlány szerencséjére úgy ítélte meg, hogy a legjobb lenne a kísérletet abbahagyni. Noha Joule egy votec sörfőzdében dolgozott, érdeklődése a természetben előforduló jelenségekkel való kísérletezés iránt szólt. John Dalton azt mondta neki, hogy pontosan aprólékos kísérletezőnek kell lennie. Dalton valamivel többet végzett a lazább számtannál és geometriánál. Beindította apja kémiai anyagába is. Tanításának végén Joule nagyon okos lett a laboratóriumban.

Hazatért, ahol apja laboratóriumot építtetett. James okosabb akart lenni a tanáránál. Mérőgépeket gyártott nagy pontossággal. 1837 és 1856 között Joule egy családi sörfőzdében dolgozott. Remélte, hogy a gőzgépeket elektromos motorokra cseréli. Első kutatása az elektromos motorok hatékonyságának javítására irányult. Amikor az 1920-as években olyan elektromos motort épített, amely egy mágneses mezőben lévő áram vezetőjének mozgását használta. Kutatása a hőtermelésre vonatkozott.

Első érdeklődési területe az elektromos mező volt. Megpróbálta javítani az elektromos motort azáltal, hogy az akkumulátorokat és az elektromágneset sokkal erősebbé tette. Kísérletei olyan motort tervezni, amely végtelen teljesítményű villamos energiát termel, kudarcot vallott, és fokozatosan úgy találta, hogy célpontja elérhetetlen. Mérni kezdte az áram által termelt munkát és hőt. Kutatásainak eredményeként Joule felfedezte, hogy… a gép teljesítménye… arányos az akkumulátor intenzitásának eredményével és… Joule még mindig úgy gondolta, hogy az elektromos motor egyszer majd kicseréli a gőzgépet. Joule megváltoztatta érdeklődésének irányát a villamos energia hővé történő átalakítása iránt.

Ez értékes ismereteket hozott számára:

A másodpercenként keletkező hőmennyiség egy olyan vezetőben, amelyen keresztül elektromos áram folyik, közvetlenül arányos az áram négyzetével és a vezető elektromos ellenállásával.