НЕРНСТ, ВАЛЬТЕР ГЕРМАН

НЕРНСТ, ВАЛЬТЕР ГЕРМАН (Nernst, Walther Hermann), (1864–1941), Нобелевская премия по химии 1920 года.

Родился 25 июня 1864 года в Бризене (Германия), Boсточная Пруссия (теперь Вомбжезьно, Польша), был третьим ребенком в семье прусского судьи по гражданским делам Густава Нернста и Оттилии Hepгер. В 1883 Нернст окончил гимназию первым учеником в классе и хотел стать поэтом, но учитель химии пробудил в нем интерес к наукам.

С 1883 по 1887 Нернст изучал физику cначала в университетах Цюриха у Генриха Beбера (1839–1928) и Берлина – у Германа Людвига Фердинанда фон Гельмгольца (1821–1894). Затем в университете Граца он слушал лекции Людвига Больцмана (1844–1906) и занимался экспериментами у Альберта фон Эттингсхаузена (1850–1932), после чего в университете Вюрцбурга у Фридриха Вильгельма Георга Кольрауша (1840–1910) выполнил докторскую диссертацию, тема которой была подсказана Больцманом. Затем он вернулся в Грац, где совместно со своим руководителем открыл новое явление (эффект Нернста – Эттингсхаузена) – возникновение разности потенциалов в помещенной в магнитное поле пластинке, через которую проходит тепловой поток. За проведенное исследование Нернст в 1887 получил докторскую степень.

В Вюрцбурге и Граце Нернст общался с будущим Нобелевским лауреатом С.Аррениусом, который убедил его в необходимости заниматься физической химией в лаборатории еще одного будущего Нобелевского лауреата В.Оствальда. В 1887 Нернст стал ассистентом последнего в Лейпцигском университете; вскоре он вполне воспринял новые идеи физической химии Оствальда, Вант-Гоффа и Аррениуса.

В 1888–1989 изучал поведение электролитов при пропускании электрического тока, в результате чего вывел уравнение, которое устанавливает зависимость между электродвижущей силой и ионной концентрацией. Уравнение Нернста позволяет предсказать потенциал электрохимического взаимодействия, когда известны только давление и температура. Таким образом, этот закон связывает термодинамику с электрохимической теорией. Благодаря этой работе 25-летний Нернст завоевал всемирное признание.

В 1890–1891 занимался изучением веществ, которые при растворении в жидкостях не смешиваются друг с другом. Он установил закон их распределения как функцию концентрации. Оказалось, что закон Генри, который описывает растворимость газа в жидкости, – лишь частный случай более общего закона Нернста.

В 1891 Нернст стал адъюнкт-профессором физики Гёттингенского университета. В 1893 был опубликован его учебник физической химии Теоретическая химия с точки зрения закона Авогадро и термодинамики, который выдержал 15 переизданий и служил более трех десятилетий.

В 1894 Нернст стал профессором физической химии в Гёттингенском университете и создал Институт физической химии и электрохимии кайзера Вильгельма.

В 1905 Нернст стал профессором химии Берлинского университета. В том же году сформулировал «тепловую теорему». Он заключил, что энтропия химически однородного твердого или жидкого вещества при абсолютном нуле равна нулю. Это положение называют третьим началом термодинамики или тепловой теоремой Нернста.

В 1912 Нернст, исходя из выведенного им тепловой теоремы, обосновал недостижимость абсолютного нуля. «Невозможно, – говорил он, – создать тепловую машину, в которой температура вещества снижалась бы до абсолютного нуля». Он предположил, что по мере того, как температура приближается к абсолютному нулю, возникает тенденция к исчезновению физической активности веществ.

Нернст пришел к выводу, что соответствующие измерения нужно проводить при температуре, максимально близкой к абсолютному нулю, тогда тепловые эффекты, связанные с состоянием вещества, становятся независящими от температуры. Такой подход позволяет определить энтропию веществ путем точных измерений теплоемкости, а также теплоты и температуры фазовых переходов. В последующее десятилетие Нернст отстаивал и постоянно проверял правильность своей теоремы.

В Первую мировую войну Нернст служил водителем в автомобильном дивизионе работал над созданием химического оружия, которое считал гуманным, поскольку оно могло покончить с военным противостоянием. После войны вернулся в свою берлинскую лабораторию.

В 1921 Нернсту была вручена Нобелевская премия, присужденная в 1920 «в знак признания работ по термохимии». Впервые его выдвинули на Нобелевскую премию в 1906 и представляли регулярно, исключая 1918–1919. В качестве кандидата на премию по химии его предлагали более чем в 70 номинациях. Было достаточно номинаций и на Нобелевскую премию по физике (11 номинаций).

С 1922 по 1924 – президент Имперского института прикладной физики в Йене, но вернулся в Берлинский университет профессором физики.

До конца профессиональной деятельности Нернст занимался изучением космологических проблем, возникших в результате открытия им третьего начала термодинамики (особенно так называемой тепловой смертью Вселенной, против которой он выступал), а также фотохимией и химической кинетикой. Это не мешало ему заниматься разными практическими проблемами. Он усовершенствовал электрическую лампочку и сконструировал электрическое пианино. Эйнштейн назвал Нернста «одним из наиболее характерных и интересных ученых, обладающих очень редкой объективностью, удачным пониманием наиболее важного, гениальной страстью к познанию неведомого… Это была своеобразная личность, я никогда не встречал кого-либо, кто походил бы на него».

Прекрасный организатор, Нернст основал Германское электрохимическое общество и Институт кайзера Вильгельма.

Когда в 1933 Гитлер пришел к власти, Нернст выступал против антисемитизма.

В 1934 вышел в отставку и поселился в своем доме в Лузатии, в городе Мускау, где 18 ноября 1941 года внезапно скончался от сердечного приступа.

Работы: Краткий и элементарный курс дифференциального и интегрального исчисления для физиков, химиков и натуралистов. М., 1901; Теоретическая химия с точки зрения закона Avogadro и термодинамики / Пер. с нем. СПб, 1904; Мироздание в свете новых исследований / Пер. [с нем.] Г.С.Ландсберга. М. – Петроград, 1923 (Современные проблемы естествознания. Кн. 6); Теоретические и опытные основания нового теплового закона / Перев. под ред. академика А.Ф.Иоффе. М. – Л., 1929.

Кирилл Зеленин