Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Вальтер Нернст

ForMemRS [1]
Вальтер Нернст 1900s.jpg
Родившийся( 1864-06-25 )25 июня 1864 г.
Бризен , Крайс Торн, Западная Пруссия , Королевство Пруссия
Умер18 ноября 1941 г. (1941-11-18)(77 лет)
Зибель , Landkreis Rothenburg, Гау Нижняя Силезия , нацистская Германия
НациональностьНемецкий
Альма-матерУниверситет Цюриха Университет
Фридриха Вильгельма
Грац
Университет Юлиуса Максимилиана Вюрцбургский университет
ИзвестенТретий закон термодинамики
Лампа
Нернста Уравнение
Нернста Нернст глоуэр
Эффект
Нернста Теорема
Нернста о тепле Потенциал
Нернста Уравнение Нернста – Планка
Закон распределения Нернста
НаградыНобелевская премия по химии (1920 г.)
Медаль Франклина (1928 г.)
Научная карьера
ПоляХимия
УчрежденияГеттингенский университет имени Георга Августа Университет
Фридриха Вильгельма
Лейпцигский университет
ДокторантФридрих Кольрауш [ необходима ссылка ]
Другие научные консультантыЛюдвиг Больцманн
ДокторантыСэр Фрэнсис Саймон
Ричард Абегг
Ирвинг Ленгмюр
Леонид Андруссов
Карл Фридрих Бонхёффер
Фредерик Линдеманн
Уильям Дуэйн
Маргарет Элиза Малтби
Арнольд Ойкен
Другие известные студентыГилберт Н. Льюис
Макс Боденштейн
Роберт фон Либен
Курт Мендельсон
Теодор Вульф
Эмиль Бозе
Герман Ирвинг Шлезингер
Клод Хадсон
Под влияниемJR Partington
Подпись

Вальтер Герман Нернст ForMemRS (25 июня 1864 - 18 ноября 1941) был немецким химиком, известным своими работами в области термодинамики , физической химии , электрохимии и физики твердого тела . Его формулировка теоремы Нернста о тепле помогла проложить путь к третьему закону термодинамики , за что он получил Нобелевскую премию по химии в 1920 году . Он также известен разработкой уравнения Нернста в 1887 году.

Жизнь и карьера [ править ]

Ранние годы [ править ]

Нернст родился в Бризене в Западной Пруссии (ныне Вабжезно , Польша) в семье Густава Нернста (1827–1888) и Оттилии Нергер (1833–1876). [2] [3] Его отец был сельским судьей. У Нернста было три старшие сестры и один младший брат. Его третья сестра умерла от холеры . Нернст ходил в начальную школу в Грауденце . Он изучал физику и математику в университетах Цюриха , Берлина , Граца и Вюрцбурга , где получил докторскую степень в 1887 году. [4] В 1889 году он закончил свою хабилитацию вЛейпцигский университет .

Личные атрибуты [ править ]

Говорили, что Нернст был механически мыслящим, он всегда думал о способах применения новых открытий в промышленности. Его хобби - охота и рыбалка. [5] Его друга Альберта Эйнштейна позабавило «его детское тщеславие и самоуспокоение». [6] «Его собственное исследование и лаборатория всегда представляли аспекты крайнего хаоса, которые его коллеги правильно называли« состоянием максимальной энтропии »». [7]

Семейная история [ править ]

Нернст женился на Эмме Ломейер в 1892 году, от которой у него было два сына и три дочери. Оба сыновей Нернста погиб , сражаясь в Первой мировой войне с его коллегами из университета Лейпцига , Вант-Гофф и Сванте Аррениуса , было создание основы нового теоретического и экспериментального поля запроса в химии и предложил поджечь неиспользованные угольные пласты для повышения глобальной температуры. [8] Он был ярым критиком Адольфа Гитлера и нацизма , и две из его трех дочерей вышли замуж за евреев . После прихода Гитлера к власти они эмигрировали, один в Англию, другой в Бразилию .

Карьера [ править ]

Вальтер Нернст в 1889 году.

Нернст поступил в университет в Цюрихе в 1883 году, затем после перерыва в Берлине вернулся в Цюрих. [9] Он написал диссертацию в Граце, где Больцман был профессором, хотя работал под руководством Эттингхаузена . Они обнаружили эффект Нернста : магнитное поле, приложенное перпендикулярно к металлическому проводнику в градиенте температуры, вызывает разность электрических потенциалов. Затем он переехал в Вюрцбург под Кольраушем, где представил и защитил диссертацию. Оствальд завербовал его на первый факультет физической химии в Лейпциге.. Нернст переехал туда в качестве ассистента, работая над термодинамикой электрических токов в растворах. Получив повышение до лектора, он некоторое время преподавал в Гейдельберге, а затем переехал в Геттинген . Три года спустя ему предложили должность профессора в Мюнхене , чтобы оставить его в Пруссии, правительство создало для него кафедру в Геттингене. Там он написал знаменитый учебник « Теоретическая химия» , который был переведен на английский, французский и русский языки. Он также вывел уравнение Нернста для электрического потенциала, генерируемого неравными концентрациями иона, разделенного проницаемой для ионов мембраной. Его уравнение широко используется в клеточной физиологии и нейробиологии.

Используемая в то время угольная лампа накаливания была тусклой и дорогой, потому что в ее колбе требовался вакуум. Нернст изобрел твердотельный излучатель с нитью из оксидов редкоземельных элементов, известный как свечение Нернста , он все еще важен в области инфракрасной спектроскопии . Непрерывный омический нагревнити накала приводит к проводимости. Светильник лучше всего работает в диапазоне длин волн от 2 до 14 микрометров. Он дает яркий свет, но только после периода прогрева. Нернст продал патент за миллион марок, разумно не отдавая предпочтение гонорарам, потому что вскоре была представлена ​​вольфрамовая лампа накаливания, заполненная инертным газом. На свои богатства Нернст в 1898 году купил первый из восемнадцати автомобилей, которыми он владел при жизни, и загородную усадьбу площадью более пятисот гектаров для охоты. Он увеличил мощность своих ранних автомобилей, неся баллон с закисью азота, который он мог впрыснуть в карбюратор. [10] После восемнадцати продуктивных лет в Геттингене, исследования осмотического давления и электрохимии.и представив теорию поведения нервов, он переехал в Берлин и был удостоен звания Geheimrat.

Нернст 1912, портрет Макса Либермана

В 1905 году он предложил свою «Новую теорему о тепле», позже известную как Третий закон термодинамики . Он показал, что когда температура приближается к абсолютному нулю, энтропия стремится к нулю, а свободная энергия остается выше нуля. Это работа, за которую его больше всего помнят, поскольку она позволила химикам определять свободную энергию (и, следовательно, точки равновесия) химических реакций по измерениям тепла. Теодор Ричардс утверждал, что Нернст украл его идею, но это открытие почти повсеместно приписывают Нернсту. [11] Нернст подружился с кайзером Вильгельмом , которого он убедил основать Kaiser Wilhelm Gesellschaft.для развития наук с начальным капиталом в одиннадцать миллионов марок. Лаборатория Нернста обнаружила, что при низких температурах удельная теплоемкость заметно падает и, вероятно, исчезнет при абсолютном нуле. Это падение было предсказано для жидкостей и твердых тел в статье Альберта Эйнштейна 1909 года о квантовой механике удельной теплоемкости при криогенных температурах. Нернст был настолько впечатлен, что проехал весь путь до Цюриха, чтобы навестить Эйнштейна, который был относительно неизвестен в Цюрихе в 1909 году, поэтому люди говорили: «Эйнштейн должен быть умным парнем, если великий Нернст приедет из Берлина в Цюрих, чтобы поговорить. Для него." [12]Нернст и Планк лоббировали создание специальной профессуры в Берлине, и Нернст пожертвовал ее фонду. В 1913 году они поехали в Швейцарию, чтобы убедить Эйнштейна принять его; работа мечты: именное профессура в ведущем университете Германии, без преподавательских обязанностей, что дает ему возможность заниматься исследованиями. [13]

В 1911 году Нернст и Макс Планк организовали первую Сольвеевскую конференцию в Брюсселе. В следующем году художник- импрессионист Макс Либерман написал свой портрет.

В 1914 году Нернсты развлекали коллег и студентов, которых они привезли в свое загородное поместье в частном вагоне, когда узнали, что объявлена ​​война. Двое их старших сыновей ушли в армию, а отец записался в добровольческий водительский отряд. Он поддержал немецкую армию против обвинений их оппонента в варварстве, подписав Манифест девяноста трех человек. 21 августа 1914 года он доставил документы из Берлина командиру немецкого правого крыла во Франции, продвигаясь вместе с ними в течение двух недель, пока тот мог видеть сияние парижских огней ночью. Ситуация изменилась после битвы на Марне . Когда в окопах началась тупиковая ситуация, он вернулся домой. Он связался с полковником Максом Бауэром., штаб-офицер, ответственный за боеприпасы, с идеей изгнать защитников из окопов с помощью снарядов со слезоточивым газом. [14] Когда его идея была опробована, одним из наблюдателей был Фриц Хабер , который утверждал, что потребуется слишком много снарядов, что было бы лучше выпустить облако ядовитого газа тяжелее воздуха; первая атака хлорного облака 22 апреля 1915 года не была поддержана сильным ударом пехоты, поэтому шанс, что газ выйдет из тупика, безвозвратно исчез. Нернст был награжден Железным крестом второй степени. В качестве штатного научного консультанта в Императорской немецкой армии он руководил исследованиями взрывчатых веществ, большая часть которых проводилась в его лаборатории, где они разработалигуанидин перхлорат. Затем работал над разработкой траншейных минометов. Он был награжден Железным крестом первого класса, а затем и наградой Pour le Mérite . Когда высшее командование рассматривало возможность развязывания неограниченной подводной войны, он попросил кайзера дать ему возможность предупредить об огромном потенциале Соединенных Штатов как противника. Они не слушали, Людендорф кричал ему за «некомпетентную чепуху». [15] Он опубликовал свою книгу «Основы новой теоремы о тепле» . Оба сына погибли на фронте.

В 1918 году, изучив фотохимию , он предложил теорию цепной атомной реакции. Он заявил, что когда реакция, в которой образуются свободные атомы, которые могут разложить целевые молекулы на большее количество свободных атомов, приведет к цепной реакции. Его теория тесно связана с естественным процессом деления ядер .

В 1920 году он и его семья ненадолго сбежали за границу, потому что он был одним из ученых в списке военных преступников союзников. Позже в том же году он получил Нобелевскую премию по химии в знак признания его работы по термохимии . Он был избран ректором Берлинского университета на 1921–1922 годы. Он создал агентство для направления государственных и частных средств молодым ученым и отказался стать послом в США. Два несчастливых года он был президентом Physikalisch-Technische Reichsanstalt (Национальной физической лаборатории), где он не мог справиться с «смесью посредственности и бюрократии». [16] В 1924 году он стал директором Института физической химии в Берлине.

В 1927 году уменьшение теплоемкости при низких температурах было распространено на газы. Он изучал теории космических лучей и космологию.

Хотя в прессе - релиз описал его как «полностью немузыкальны», [17] Нернст разработал электрическое пианино , то « Neo-Bechstein-Flügel » в 1930 году в связи с Bechstein и Siemens компаниями, заменив дек с ламповыми усилителями . В пианино использовались электромагнитные звукосниматели для создания электронно модифицированного и усиленного звука, как в электрогитаре . Фактически, он был пианистом, иногда аккомпанируя скрипке Эйнштейна. [ циркулярная ссылка ]

В 1933 году Нернст узнал, что его коллега, с которым он надеялся сотрудничать, был уволен из отдела за то, что он еврей. Нернст немедленно вырулил, чтобы увидеться с Габером, чтобы попросить должность в его Институте, который не контролировался правительством, только чтобы узнать, что Габер переезжает в Англию. Вскоре у Нернста начались проблемы из-за того, что он отказался заполнить правительственную форму о своем расовом происхождении. Он ушел со своей профессуры, но был уволен из правления Института кайзера Вильгельма. Он спокойно жил в деревне; в 1937 году он поехал в Оксфорд, чтобы получить почетную степень, а также навестил свою старшую дочь, ее мужа и трех его внуков. В 1939 году у Нернста случился тяжелый сердечный приступ. Он умер в 1941 году и похоронен рядом с Максом Планком , Отто Хан.и Макс фон Лауэ в Геттингене , Германия. [5]

Публикации [ править ]

  • Вальтер Нернст, « Рассуждения о теоретической химии: девять статей (1889–1921) » (нем. Begründung der Theoretischen Chemie: Neun Abhandlungen, 1889–1921). Франкфурт-на-Майне: Verlag Harri Deutsch , c. 2003. ISBN  3-8171-3290-5.
  • Вальтер Нернст, « Теоретические и экспериментальные основы новой теоремы о тепле» (нем. Die Theoretischen und Experimentellen Grundlagen des neuen Wärmesatzes). Галле [нем.] В. Кнапп, 1918 [тр. 1926]. [под ред., это список термодинамических работ физико-химического института Берлинского университета (1906–1916); Перевод доступен Гаем Барром LCCN  27-2575
  • Вальтер Нернст, « Теоретическая химия с точки зрения закона Авогадро и термодинамики » (на немецком языке, « Теоретическая химия от Standpunkte der Avogadroschen Regel und der Thermodynamik»). Штутгарт, Ф. Энке, 1893 [5-е издание, 1923]. LCCN  po28-417

См. Также [ править ]

  • К. Бехштейн Пианофортефабрик
  • Немецкие изобретатели и первооткрыватели

Ссылки [ править ]

  1. ^ Cherwell; Саймон, Ф. (1942). «Вальтер Нернст. 1864-1941». Уведомления о некрологе членов Королевского общества . 4 (11): 101. DOI : 10.1098 / RSBM.1942.0010 . S2CID 123003922 . 
  2. ^ Баркан, Диана (1999). Вальтер Нернст и переход к современной физике . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-44456-9.
  3. ↑ Bartel, Hans-Georg, (1999) «Nernst, Walther» , стр. 66–68 в Neue Deutsche Biographie , Vol. 19
  4. ^ Мендельсон, К. (1973). Мир Вальтера Нернста . Университет Питтсбурга Press. п. 39. ISBN 978-0-8229-1109-8.
  5. ^ a b Вальтер Нернст на Nobelprize.org
  6. ^ http://www.nernst.de/nernst_einstein1942.htm
  7. ^ Мендельсон 1973, стр. 70.
  8. ^ Физическая химия 2016, 13-я Международная конференция по фундаментальным и прикладным аспектам физической химии (PDF) . II . Общество физических химиков Сербии. 2016. с. 880. ISBN  978-86-82475-33-0.
  9. ^ http://www.nernst.de/
  10. ^ Черуэлл, Ф. Саймон (1942). «Вальтер Нернст, 1864–1941». Обит. Нет. Упал. R. Soc. Лондон . 4 (11): 1022.
  11. ^ Коффи, Патрик (2008). Соборы науки: личности и соперничества, которые создали современную химию . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета . стр.  78 -81. ISBN 978-0-19-532134-0.
  12. Перейти ↑ Stone, A. Douglas (2013). Эйнштейн и квант: поиски доблестного швабца . Издательство Принстонского университета. п. 146 .
  13. Перейти ↑ Stone 2013, p. 165.
  14. ^ Ван дер Kloot, W. (2004). «Апрель 1918 года: пять будущих лауреатов Нобелевской премии торжественно открывают оружие массового уничтожения и военно-академический комплекс». Примечания Рек. R. Soc. Лондон . 58 (2): 149–160. DOI : 10.1098 / RSNR.2004.0053 . S2CID 145243958 . 
  15. ^ Мендельсон 1973, стр. 92
  16. ^ Мендельсон 1973, стр. 138.
  17. ^ Мендельсон 1973, стр. 139.

Цитированные источники [ править ]

  • Стоун, А. Дуглас (2013) Эйнштейн и квант . Издательство Принстонского университета. ISBN 1-4915-3104-5 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Баркан, Диана Кормос (1998). Вальтер Нернст и переход к современной физической науке . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-44456-9.
  • Бартель, Ханс-Георг; Хюбенер, Рудольф П. (2007). Вальтер Нернст. Пионер физики и химии . Сингапур: World Scientific . ISBN 978-981-256-560-0.
  • Мендельсон, Курт Альфред Георг (1973). Мир Вальтера Нернста: взлет и падение немецкой науки . Лондон: Макмиллан. ISBN 978-0-333-14895-2.

Внешние ссылки [ править ]

  • Кац, Евгений. "Герман Вальтер Нернст" . Проверено 5 декабря 2008 года .
  • «Нернст: архитектор физической революции» . Мир физики . Сентябрь 1999 г.- Обзор книги Дианы Баркан " Вальтер Нернст и переход к современной физической науке"
  • " Герман Вальтер Нернст, Нобелевская премия по химии 1920: Вручение премии ". Выступление с презентацией профессора Жерара Де Гира , президента Шведской королевской академии наук .
  • Шмитт, Ульрих, « Вальтер Нернст ». Физико-химический институт, Геттинген
  • "Вальтер Нернст" (PDF) . nobelmirror .
  • Вальтер Нернст в проекте « Математическая генеалогия»
  • Газетные вырезки из газет о Вальтера Нернста в 20 веке Пресс Архивы в ZBW
  • Кассиус Клай Насименто, Жоао Педро Брага. «Лекция Вальтера Нернста в Бразилии» (PDF) .
  • Вальтер Нернст на Nobelprize.org, включая Нобелевскую лекцию, 12 декабря 1921 г. Исследования по химической термодинамике