永动机可以分为两类。
第一类永动机试图在不消耗任何能量的情况下持续对外做功，这无疑违背了能量守恒定律，即热力学第一定律。
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量始终保持不变。
例如，巴斯卡拉的轮子，中间一个轮子连接着众多水银轴条，巴斯卡拉期望轮子转动时，轴条里的水银能不停移动，利用轴条力矩的不平衡性实现永动机的不间断运转。
但现实却给了他沉重的打击，轮子两侧的力矩实际上相等，根本无法实现永恒运转。
第二类永动机则试图在没有温度差的情况下，从自然界中的海水或空气中不断吸取热量，并将其连续地转变为机械能。
虽然看似符合能量守恒定律，却违背了热力学第二定律。德国物理学家克劳修斯表述为 “热量不能自发地从低温物体转移到高温物体”，英国物理学家开尔文则表述为 “不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响” 。
永动机的构想虽然美好，但在现实中却无法实现，这背后有着坚实的科学理论依据。
第一类永动机违背了能量守恒定律，这一定律是自然界的基本规律之一，就像一座不可撼动的大山，阻挡了第一类永动机的制造之路。
它明确指出，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其他物体 。
在机械运动中，摩擦力是一个不可忽视的因素，它就像一个无形的 “能量杀手”，会使一部分机械能在不知不觉中转化为内能，导致能量的损耗。如果没有外界持续输入能量来补充这部分损耗，机械的运动必然会逐渐停止，无法实现永动的设想。
第二类永动机则触犯了热力学第二定律。
从微观角度来看，分子的热运动是无序的，而能量的转化和传递也具有方向性。在没有外界干预的情况下，热量总是自发地从高温物体传递到低温物体，而不是相反。
这就意味着，从单一热源吸取热量并将其完全变为有用功，同时不产生其他任何影响，是违背自然规律的。
例如，在热机的工作过程中，为了使热量能够持续地转化为机械能，就必须要有一个低温热源来接收热机排出的热量，这是不可避免的能量损失。
但是在微观世界中，分子永不停息地做无规则运动，是否是某种永动机呢？
1827 年，英国植物学家罗伯特・布朗在探讨花粉在植物受精过程中的功能时，通过显微镜观察浸入水中的植物花粉，意外地发现花粉微粒呈现出不规则状的运动。他起初感到十分困惑，不明白这些花粉微粒为何会如此运动。
于是，他又对其他植物进行观察，结果发现同样的现象。随后在 1828 年，布朗在《植物花粉的显微观察》一书中详细记述了他的发现，并正式提出了布朗运动的概念 。
分子热运动的本质是分子的无规则运动。
分子是构成物质的基本单元，由原子组成，在热能的作用下，分子自由自在地在空间中碰撞、交换能量和动量，形成了各种不同的排列方式和速度分布 。这种运动是物质热性质的基础，决定了物质的许多特性，如热膨胀、热传导等。
分子热运动与温度密切相关，温度是描述物质热平衡状态的物理量，反映了物质分子的平均动能。
分子热运动的快慢取决于分子的动能，而分子的动能与温度直接相关。当温度升高时，分子的动能增加，分子热运动变得更加激烈，分子之间的碰撞频率增加；反之，当温度降低时，分子的动能减小，分子热运动变得更加缓慢，分子之间的碰撞频率减小。
例如，我们把一壶水放在炉子上加热，随着温度的升高，水分子的热运动逐渐加剧，水会逐渐从液态变为气态，这就是分子热运动随温度变化的直观体现 。
分子间还存在着相互作用的引力和斥力，同时存在间隙。
当分子间距离较小时，表现为斥力；当分子间距离较大时，表现为引力。一般来说，气体分子之间的距离比较大，作用力较小，因此气体有很大的流动性，容易被压缩；
液体分子间的距离较小，分子间相互作用力分为引力和斥力，分子在平衡位置做无规则振动，分子间的引力难以约束分子的运动位置，所以液体没有固定的形状，但液体很难被压缩；
固体间分子间隙很小，分子间的作用力又很大，所以固体分子只能在固定的位置附近做无规则的振动，距离稍微小点就表现出很大的斥力，距离稍微大点就表现出很强的引力，因此固体有固定的形状，难以被压缩 。
分子之所以能够持续不断地做无规则运动，是因为构成物质的分子都具有能量，即机械能。
从微观角度来看，每个分子都因具有能量而处于运动状态。单个分子的运动服从力学规律，但大量分子的集体运动服从统计规律，表现为无规则运动 。
在宇宙中，万事万物都具有能量。
从理论上讲，只有处于绝对零度（-273.15℃）的状态才会没有运动、没有能量，但绝对零度是不可能达到的。这就意味着，任何高于绝对零度的存在方式都具有能量，有能量就必然在运动。
例如，在我们日常生活中，空气分子在不停地做无规则运动，即使在看似平静的房间里，空气分子也在不断地碰撞、运动，这是因为它们具有能量。而这种能量的来源，可以追溯到宇宙诞生之初。
在宇宙大爆炸的那一刻，释放出了巨大的能量，这些能量使得物质中的分子、原子等微观粒子开始运动，并一直持续至今。在这个过程中，能量遵守能量守恒定律，它不会凭空产生或消失，只会从一种形式转化为另一种形式 。
所以，永动机与分子的无规则运动，虽然都涉及到 “运动”，但二者在本质上存在着天壤之别。
永动机的核心在于 “做功”，它追求的是在没有外界能量输入，或仅依靠单一热源的情况下，能够持续不断地对外输出功。
这一概念的重点并非仅仅是机器的持续运转，更关键的是要实现对外做功，以满足人类对能源的需求 。例如，早期人们设计的各种永动机模型，无论是利用重力、浮力还是电磁力等原理，其目的都是期望机器能够输出有用的功，如带动其他机械运转、提升重物等。
而分子的无规则运动，是一种热运动，它并不涉及对外做功。
分子的运动是由于分子自身具有能量，在微观层面上，分子之间不断地进行碰撞和能量交换，从而呈现出无规则的运动状态 。这种运动是物质的固有属性，与外界是否提供能量无关，也无法被人类直接利用来做功。
