第二类永动机违背了熵增加原理。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。
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历史上首个成型的第二类永动机装置是1881年美国人约翰·嘎姆吉为美国海军设计的零发动机，这一装置利用海水的热量将液氨汽化，推动机械运转。但是这一装置无法持续运转，因为汽化后的液氨在没有低温热源存在的条件下无法重新液化，因而不能完成循环。
1820年代法国工程师卡诺设计了一种工作于两个热源之间的理想热机，即卡诺热机，从理论上证明了热机的工作效率与两个热源的温差相关。德国人克劳修斯和英国人开尔文在研究了卡诺循环和热力学第一定律后，提出了热力学第二定律。这一定律指出不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。热力学第二定律的提出宣判了第二类永动机的死刑，而这一定律的表述方式之一就是第二类永动机不可能实现。
许多发明者喜欢选择性地利用一些效应，同时选择性地忽略另一些效应，从而在理论上虚构出一些理论上成立的永动机模型。这些模型只在理论上成立，而在现实中不成立，因为在现实中，被发明者忽略的另一些效应会抵消他们选择的效应产生的不平衡，从而使模型无法运转。
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