1841年邁爾回到海爾布隆後，他對航海期間的新發現的思考進行了總結，並由此寫出論文《論力和量的質的測定》，這一工作是他利用行醫的餘暇時間作的。但他於當年6月16日把論文寄給《物理學和化學年鑒》（也譯《物理學與化學雜誌》）時，卻被以不收思辨性文章和無嚴密科學論證為由拒絕發表，並且未退稿。《物理學與化學雜誌》是當時最權威的刊物之一，由德國物理學家波根多夫（1796~1877）任當時的主編，他於1824年接手辦這一雜誌已曆時17年，他早年作過藥劑師，後在柏林大學任教，在電磁學領域對電流計和電池很有研究和創新。這樣，權威學者和權威刊物的拒絕給邁爾當頭潑下一瓢冷水。不過，36年之後，《物理學與化學雜誌》就後悔不迭了：他們失去了優先發表能的轉化和守恒定律的機會。於是作了一個亡羊補牢式的補救措施：由J·K·F·第爾納從編輯部中將邁爾36年前的論文取出來發表。有趣的巧合是，這一年波根多夫辭世。
不過，《物理學與化學雜誌》的拒絕刊載這瓢冷水，並沒有澆滅邁爾心中的烈火。在朋友的規勸下，他用物理實驗來證明自己的思想，以下兩個小實驗就是他做過的。一個是讓一塊涼的金屬從高處落在一個盛水的器皿裏，結果水的溫度升高了；現在我們知道，這是重力勢能轉化為熱能的結果。另一個是將水用力搖動，水的溫度也會升高；這是動能轉化為熱能的結果。但這些實驗都沒有定量的結果。為了得到定量的結果，他在1842年由空氣的熱容商及恒壓熱容，最早算出“熱功當量”，為1卡＝3.58焦。熱功當量這一概念最先也是由他提出來的。他列出了25種能量相互轉化的形式，例如機械能可轉化為熱能、電能、磁能、化學能。
他把這些成果寫成《論無機界的力》一文，發表在德國化學家李比希（1803~1873）主辦的《化學和藥物雜誌》1842年5月號上。但可惜的是，當時人們仍未注意。1845年，他又把能的轉化和守恒思想應用於非生物界、生物界和宇宙，先後發表了《生物界的運動和物質代謝的關係》和《對天體力學的貢獻》等論文，進一步闡述他的科學發現。然而，他的發現卻未能帶來好運。
首先，人們開始並不承認能的轉化和守恒定律。一次，他在海德爾堡遇見了約利，約利嘲諷他說，如果你的理論正確，那把水燒熱就不要燃料了，隻需把水晃動就行了。約利倉促發難，邁爾一聲不吭地走了。幾周以後，邁爾到約利那裏，對他說：就是那樣，就是那樣！但像約利的這類譏笑卻未終止。
第二，英國物理學家焦耳（1818~1889）錯誤地向邁爾發起了能的轉化和守恒定律這一科學發現的優先權之爭。與邁爾大致同時，焦耳也在進行類似的研究，不過他的側重點是準確測量熱功當量，對這個定律的最終確立也起了很大的作用。然而，在1848年，當邁爾等人的工作不斷地證明這一定律的正確性，並開始有一些人承認的時候，焦耳卻受名利欲望的驅使，向邁爾發現這一定律的優先權發起進攻。他在文章中說，邁爾對熱功當量的計算沒有完成，邁爾隻不過是預見到熱和功之間存在一定數量比例關係，但卻沒有證明這一關係，而首先證明這一關係的是他——焦耳。隨著焦耳發起的這場爭論的擴大，本來是各自獨立發現這一定律的事實被混淆了這使邁爾陷入非常難於辯解的痛苦境地。
理論不被認同反遭譏笑，開始有人認同時卻又有人來爭發現權並被錯誤指責，這雙重壓力已經夠受的了。然而，邁爾的悲劇還在繼續，此時他的兩個孩子先後因故身亡，這無疑是雪上加霜。在這內外交困之時，邁爾於1849年5月29日從二層樓的窗口跳樓自殺（未遂），使這場悲劇達到高潮。接著，邁爾精神紊亂，於1851年關進精神病院治療近兩年，受到疾病的殘酷折磨，吃盡了苦頭。他雖於1853年出院恢複了自由，但從此精神就未完全正常過，以致在疾病和“人世艱難”雙重折磨下，痛苦地度過了20多年的悲慘餘生，於1878年3月20日死在海爾布隆。
1858年，一些人肯定了邁爾的發現，其中英國物理學家丁鐸爾（1820~1893）給予了公正的曆史評價，並於1862年在英國皇家學會上介紹了邁爾的工作，還翻譯了邁爾的幾篇論文。但英國工程師湯姆遜（1822~1873）等卻沒能正確評價邁爾的工作，並且指責丁鐸爾高估了邁爾而低估了焦耳。由此可見，邁爾的發現在經曆了20年後，一些人仍不能正確評價，科學發明發現的曲折之路由此可見一斑。
當然，隨著19世紀50年代末，邁爾的發現得到一些人的承認後，他的處境也曾略有改善。
從邁爾的悲劇及形成的原因來看，既和他本人支持不住的主觀原因有關，而這多少看出他對科學的荊棘之路認識不足、對人生的曲折之路準備不夠；又與外界環境因素的客觀原因有關，而這不但有“權威”對待“小人物”或新生事物的失誤，還有人類的認識水平不足的局限。假設邁爾的論文發表後，“權威”們持熱情、扶持的態度，對這一尚未完全認識的定律進行探索、討論而不是反對或譏笑；再假設邁爾即使在“權威”們反對、一些人譏笑的逆境中也能像許多科學家那樣能挺得住，並不斷以新的、更加確鑿的證據和邏輯推理來證明自己觀點的正確性，那他必定不會被逼瘋、自殺，釀成後半生的悲劇。