永动机的想法起源于印度，公元1200年前后，这种思想从印度传到了伊斯兰教世界，并从这里传到了西方。
在欧洲，早期最著名的一个永动机设计的具体方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的。如图所示：轮子中央有一个转动轴，轮子边缘安装着12个可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。方案的设计者认为，右边的球比左边的球离轴远些，因此，右边的球产生的转动力矩要比左边的球产生的转动力矩大。这样轮子就会永无休止地沿着箭头所指的方向转动下去，并且带动机器转动。
亨内考魔轮的提出激起了人类制造永动机的欲望，在这800年的历史里，人类设想的永动机共分为两类，分别是一类永动机和二类永动机。
一类永动机的尝试与失败
第一类永动机是最古老的永动机概念，这一类永动机试图以机械的手段在不获取能源的前提下使体系持续地向外界输出能量，亨内考魔轮就是属于第一类永动机。简单来说，第一类永动机是指某物质循环一周回复到初始状态，不吸热而向外放热或作功的机器。
人类尝试通过多种方式去制造一类永动机，文艺复兴时期意大利的达·芬奇也造了一个类似的装置，他设计时认为，右边的重球比左边的重球离轮心更远些，在两边不均衡的作用下会使轮子沿箭头方向转动不息，但实验结果却是否定的 。当时，达芬奇就意识到第一类永动机是不可能实现的。
16世纪70年代，意大利的一位机械师斯特尔尝试利用水力来制造永动机。斯特尔在设计时认为，由上面水槽流出的水，冲击水轮转动，水轮在带动水磨转动的同时，通过一组齿轮带动螺旋汲水器，把蓄水池里的水重新提升到上面的水槽中。也同样宣告了失败。
17、18世纪，人类还是乐此不疲地设计了各种各样的永动机，但无一成功。这促使人们思考：“是不是真的存在一个普遍规律，无论利用什么组合和结构，都不能无代价地获得无穷无尽的可供利用的自然动力。”
1824年,法国青年工程师卡诺就利用“永动机不可能实现的”观念研究了一种理想热机的效率,这种热机的循环过程叫做“卡诺循环”。由此提出了卡诺原理：不可逆热机的效率总是低于在同样两个热源间工作的可逆热机的效率，在两个热源间工作的一切可逆热机都具有相同的效率。
由此卡诺成为了带一个提出热功转换的人。
1847年，德国科学家亥姆霍兹发表了著作《论力的守恒》。他提出一切自然现象都应该用中心力相互作用的质点的运动来解释，由此证明了活力与张力之和对中心力守恒的结论。这样一个时间段热力学第一定律也就是能量守恒定律已经有了一个模糊的雏形。
亥姆霍兹不仅从理论上表述了能量守恒定律，并且也给出了具有说服力的证据，他扩大了能量守恒定律的应用场景范围，使之不仅仅局限于机械能和热能。他还指出了这一定律的普适性：包括力、热、电、生理等所有过程都遵守能量守恒定律。
1850年，克劳修斯发表了《论热的动力和能由此推出的关于热学本身的定律》的论文。他认为单一的原理即“在一切由热产生功的情况，有一个和产生功成正比的热量被消耗掉，反之，通过消耗同样数量的功也能产生这样数量的热。” 加上一个原理即“没有一点力的消耗或其它变化的情况下，就把任意多的热量从一个冷体移到热体，这与热素的行为相矛盾”来论证。把热看成是一种状态量。
由此克劳修斯最后得出热力学第一定律的解析式：dQ=dU-dW
从1854年起，克劳修斯作了大量工作，努力寻找一种为人们容易接受的证明方法来解释这条原理。经过重重努力，1860年，能量守恒原理也就是热力学第一定律开始被人们普遍承认。能量守恒原理表述为一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。
1853年，开尔文重新提出了能量的定义。他是这样说的：“我们把给定状态中的物质系统的能量表示为：它从这个给定状态无论以什么方式过渡到任意一个固定的零态时，在系统外所产生的用机械功单位来量度的各种作用之和。”他还把态函数U称为内能。直到这时，人们才开始把牛顿的“力”和表征物质运动的“能量”区别开来，并广泛使用。
此基础上，苏格兰的物理学家兰金*（W J M Rankine 1820～1872）才把“力的守恒”原理改称为“能量守恒”原理。
热力学第一定律从原理上彻底宣告了第一类永动机的破产，因为永动机违反了能量和质量的守恒定律，在任何的永动机设计中，我们总可以找出一个平衡位置来，在这个位置上，各个力恰好相互抵消掉，不再有任何推动力使它运动。所有永动机必然会在这个平衡位置上静止下来，变成不动机。
第二类永动机的发展与破产
在热力学第一定律问世后，人们认识到能量是不能被凭空制造出来的，于是有人提出，设计一类装置，从海洋、大气乃至宇宙中吸取热能，并将这些热能作为驱动永动机转动和功输出的源头，这就是第二类永动机。从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其它影响的热机称为第二类永动机。
也就是说第一类永动机是不从外界输入能量，却能输出能量。第二类永动机是通过从外界输入能量来输出能量，不过这个外界只是一个热源（关键是“一个”，在两个热源之间工作的机器太多了，内燃机就是），例如大海或空气。
好比说，让海水的温度降低1摄氏度，把由此放出的热量完全转化成机械能。许多科学家认为宇宙中有太多这种超级巨大的热源了，只要实现了，人类就可以拥有无尽的能量。
英国物理学家开尔文在进行实验的时候发现了一些奇怪的地方：按照能量守恒定律，热和功应该是等价的，可是按照卡诺的理论，热和功并不是完全相同的，因为功可以完全变成热而不需要任何条件，而热产生功却必须伴随有热向冷的耗散。
他在1849年的一篇论文中说：“热的理论有必要进行认真改革，必须寻找新的实验事实。”同时代的克劳修斯也认真研究了这样一些问题，他敏锐地看到不和谐存在于卡诺理论的内部。他指出卡诺理论中关于热产生功必须伴随着热向冷的传递的结论是正确的，而热的量（即热质）不发生明显的变化则是不对的。
克劳修斯在1850年发表的论文中提出，在热的理论中，除了能量守恒定律以外，还必须补充另外一条基本定律：“没有某种动力的消耗或其他变化，不可能使热从低温转移到高温。这个定律被称为热力学第二定律。而热力学第二定律则与力学过程的可逆性相矛盾。
克劳修斯在 1854 年的随笔《关于热的力学理论的第二基础定理的一个修正形式》又提出了新的物理量来解释这种现象，,1865 年正式命名为熵,以符号S表示。
克劳修斯从热机的效率出发，认识到正转变（功转变成热量）可以自发进行，而负转变（热量转变成功）作为正转变的逆过程却不能自发进行。负转变的发生需要同时有一个正转变伴随发生，并且正转变的能量要大于负转变，这实际是意味着自然界中的正转变是无法复原的。
由此克劳修斯提出了热力学第二定律的又一个表述方式，也被称为熵增原理，那就是：不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。在自然过程中，一个孤立系统的总混乱度（即“熵”）不会减小。
简而言之就是孤立系统的熵永不自动减少，熵在可逆过程中不变，在不可逆过程中增加，可以说非常鲜明地指出了不可逆过程的进行方向。
热力学第二定律又宣告了第二类永动机的破产。开尔文曾经对热力学第二定律有过一条精彩的表述：第二类永动机不可能制成！因为热能不可能完全变化成机械能。但机械能是可以完全转化成热能的。例如你搅拌一杯水，最终你输入的机械能就会完全变成水的热能，让水变热。这说明机械能和热能是两种本质上不一样的能量形式。
所以可以认为机械能是一种高品质的能量，热能是一种低品质的能量。热力学第二定律也能够理解为，宇宙的能量守恒，但品质越来越低。
所以为什么永动机无法成功，因为他违反了宇宙间的自然法则，违反了科学原理，所以它不可能成功，现在还在搞永动机的，大多数都是骗子，为了骗取钱财。不要相信。
