Биография

Немецкий химик Герман Вальтер Нернст родился в Бризене, городке Восточной Пруссии (теперь Вомбжезьно, Польша). Н. был третьим ребенком в семье прусского судьи по гражданским делам Густава Нернста и Оттилии (Нергер) Нернст. В гимназии в Грауденце он изучал естественные науки, литературу и классические языки и в 1883 г окончил ее первым учеником в классе. Н. хотел стать поэтом, но его учитель химии пробудил в нем интерес к наукам

Сайт: Электронная библиотека НиТ

С 1883 по 1887 г Н. изучал физику в университетах Цюриха (у Генриха Вебера), Берлина (у Германа фон Гельмгольца), Граца (у Людвига Больцмана) и Вюрцбурга (у Фридриха В.Г. Кольрауша) Больцман, который придавал большое значение толкованию природных явлений, исходя из теории атомного строения вещества, побудил Н. заняться изучением смешанного воздействия магнетизма и теплоты на электрический ток Работа, проделанная под руководством Кольрауша, привела к открытию металлический проводник, нагретый с одного конца и расположенный перпендикулярно электрическому полю, генерирует электрический ток. За проведенное исследование Н. в 1887 г получил докторскую степень.

Приблизительно в это же время Н. познакомился с химиками Сванте Аррениусом, Вильгельмом Оствальдом и Якобом Вант-Гоффом. Оствальд и Вант-Гофф тогда только что начали выпускать «Журнал физической химии» ("Zeitschnft fur physikalische Chemie"), в котором они сообщали о возрастающем использовании физических методов для решения химических проблем. В 1887 г. Н. стал ассистентом Оствальда в Лейпцигском университете, и вскоре его начали считать одним из основателей новой дисциплины – физической химии, несмотря на то, что он был значительно моложе Оствальда. Вант-Гоффа и Аррениуса.

В Лейпциге Н. работал и над теоретическими, и над практическими проблемами физической химии. В 1888 и 1889 гг. он изучал поведение электролитов (растворов электрически заряженных частиц, или ионов) при пропускании электрического тока и открыл фундаментальный закон, известный как уравнение Нернста. Закон устанавливает зависимость между электродвижущей силой (разностью потенциалов) и ионной концентрацией Уравнение Нернста позволяет предсказать максимальный рабочий потенциал, который может быть получен в результате электрохимического взаимодействия (например, максимальную разность потенциалов химической батареи), когда известны только простейшие физические показатели: давление и температура. Таким образом, этот закон связывает термодинамику с электрохимической теорией в области решения проблем, касающихся сильно разбавленных растворов. Благодаря этой работе 25-летний Н. завоевал всемирное признание.

В 1890 1891 гг. Н. занимался изучением веществ, которые при растворении в жидкостях не смешиваются друг с другом. Он развил свой закон распределения и охарактеризовал поведение этих веществ как функцию концентрации Закон Генри, который описывает растворимость газа в жидкости, стал позднее известен как частный случай более общего закона Нернста. Закон распределения Нернста имеет важное значение для медицины и биологии, поскольку позволяет исследовать распределение веществ в различных частях живого организма

В 1891 г. Н. был назначен адъюнкт-профессором физики в Геттингенском университете. Два года спустя был опубликован написанный им учебник физической химии «Теоретическая химия с точки зрения закона Авогадро и термодинамики» ("Theoretical Chemistry From the Standpoint of Avogadro's Rule and Thermodynamics"), который выдержал 15 переизданий и служил более трех десятилетий. Считая себя физиком, занимающимся химией, Н. определил новый предмет физической химии как «пересечение двух наук, до сих пор в определенной степени независимых друг от друга»

В основу физической химии Н. положил гипотезу итальянского химика Амедео Авогадро, считавшего, что в равных объемах любых газов всегда содержится одинаковое число молекул Н. назвал ее «рогом изобилия» молекулярной теории. Не меньшее значение имел термодинамический закон сохранения энергии, который лежит в основе всех естественных процессов Н. подчеркивал, что основы физической химии заключаются в применении этих двух главных принципов к решению научных проблем.

В 1894 г. Н. стал профессором физической химии в Геттингенском университете и создал Институт физической химии и электрохимии кайзера Вильгельма. Вместе с присоединившейся к нему группой ученых из разных стран он занимался там изучением таких проблем, как поляризация, диэлектрические константы и химическое равновесие.

В 1905 г. Н. покинул Геттинген, чтобы стать профессором химии в Берлинском университете. В том же году он сформулировал свою «тепловую теорему», известную теперь как третье начало термодинамики. Эта теорема позволяет воспользоваться тепловыми данными для расчета химического равновесия – иными словами, предсказать, как далеко пойдет данная реакция, прежде чем будет достигнуто равновесие. В течение последующего десятилетия Н. отстаивал, постоянно проверяя, правильность своей теоремы, которая позднее была использована в таких совершенно различных целях, как проверка квантовой теории и промышленный синтез аммиака – важный шаг в деле производства взрывчатых веществ.

В 1912 г. Н., исходя из выведенного им теплового закона, обосновал недостижимость абсолютного нуля. «Невозможно, сказал он, создать тепловую машину, в которой температура вещества снижалась бы до абсолютного нуля». Исходя из этого заключения, Н. предположил, что по мере того, как температура приближается к абсолютному нулю, возникает тенденция к исчезновению физической активности веществ. От третьего начала термодинамики зависит физика низких температур и физика твердого тела.

Н. еще в молодости был автомобилистом-любителем и в годы первой мировой войны служил водителем в добровольном автомобильном дивизионе. Он также работал над созданием химического оружия, которое считал наиболее гуманным, поскольку оно, по его мнению, могло бы покончить со смертельным противостоянием на Западном фронте. После войны Н. вернулся в свою берлинскую лабораторию.

В 1921 г. ученому была вручена Нобелевская премия по химии, присужденная в 1920 г. «в признание его работ по термодинамике». В своей Нобелевской лекции Н. сообщил, что «более 100 проведенных им экспериментальных исследований позволили собрать вполне достаточно данных, подтверждавших новую теорему с той безошибочностью, какую допускает точность временами очень сложных экспериментов».

С 1922 по 1924 г. Н. был президентом Имперского института прикладной физики в Йене, однако, когда послевоенная инфляция лишила его возможности осуществить в институте те изменения, которые ему хотелось провести, он вернулся в Берлинский университет в качестве профессора физики. Вплоть до конца своей профессиональной деятельности Н. 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.

В 1892 г. Н. женился на Эмме Лохмейер, дочери известного в Геттингене хирурга. У них было два сына (оба погибли во время первой мировой войны) и дочь. Человек с ярко выраженной индивидуальностью, Н. страстно любил жизнь, умел остроумно шутить. Через всю свою жизнь пронес ученый увлеченность литературой и театром, особенно он преклонялся перед творениями Шекспира. Прекрасный организатор научных институтов, Н. помог созвать первую Сольвейскую конференцию, основать Германское электрохимическое общество и Институт кайзера Вильгельма

Когда в 1933 г. Адольф Гитлер пришел к власти, Н. оказал сопротивление усилиям нацистов поставить под сомнение вклад Альберта Эйнштейна и других ученых-евреев, говоря своим коллегам, что антисемитизм Филиппа фон Ленарда, Йоханнеса Штарка и других будет препятствовать прогрессу в физике и химии. В 1934 г. Н. вышел в отставку и поселился в своем доме в Лузатии, где в 1941 г. внезапно скончался от сердечною приступа. Н. был членом Берлинской академии наук и Лондонского королевского общества.

Дата публикации: