НЕРНСТ, ВАЛЬТЕР

(1864-1941) немецкий химик

Герман Вальтер Нернст родился в небольшом городке Бризен в Восточной Пруссии (теперь Вомбжезно Польша). Его отец был городским судьей по гражданским делам. Вальтер был третьим ребенком в семье и единствен­ным сыном. С детства мальчик увлекался литературой и рисованием. Но отец видел в нем своего преемника и от­дал в классическую гимназию в Грауденце. Первые годы Вальтер прилежно изучал классические языки но после знакомства с физикой и химией навсегда увлекся есте­ственными науками. Позже он признавался, что именно в школьной лаборатории впервые почувствовал вкус к экс­периментам.

В 1883 г. Нернст окончил гимназию с золотой медалью. Награда помогла ему переубедить отца, и юноша стал учить­ся на естественном факультете Цюрихского университета

Нернст пробыл четыре года и по рекомендации своего профессора Г.Вебера переехал в Берлин, чтобы занимать­ся под руководством Германа Гельмгольца. Но вскоре он понял, что хочет заниматься чистой наукой, и переехал в Грац, где стал стажером у Людвига Больцмана.

Больцман заметил талантливого юношу и поручил ему заняться изучением смешанного воздействия магнетизма и теплоты на электрический ток. Работа, проделанная под руководством одного из учеников Больцмана, В Кольрауша. привела к открытию нового явления. Нернст показал что металлический проводник, нагретый с одного конца и расположенный перпендикулярно электрическому полю генерирует электрический ток. После публикации резуль­татов Нернсту была присуждена докторская степень В то время ему еще не исполнилось и двадцати трех лет

Приблизительно в это же время он познакомился с химиками Сванте Аррениусом, Вильгельмом Оствальдом и Якобом Вант-Гоффом. Оствальд подружился с Нернстом и, заметив его интерес к химии, пригласил в Лейпцигский университет.

В Лейпциге Нернст проработал четыре года. Он изу­чал поведение электролитов (растворов электрически за­ряженных частиц, или ионов) при пропускании через них электрического тока и открыл фундаментальный закон известный как уравнение Нернста. Ученый установил 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 за­кон Нернста связывает термодинамику с электрохимией Благодаря этой работе 25-летний ученый завоевал всемир­ное признание. Его стали считать основателем новой на­уки — физической химии.

Но он не остановился на достигнутом. Нернст занял­ся изучением веществ, которые при растворении в жид­костях не смешиваются друг с другом. В результате был найден закон, который также получил его имя. Закон распределения Нернста имеет важное значение для ме­дицины и биологии, поскольку позволяет исследовать распределение веществ в различных частях живого организма.

В 1891 г. Нернст оставил Лейпциг и переехал в Гёттинген, где была лучшая по тем временам лаборатория. Ученый был назначен адъюнкт-профессором физики. Два года спустя был опубликован написанный им учебник — первое руководство по физической химии. Он выдержал 15 переизданий и был переведен на множество языков.

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

В 1892 г. ученый женился на Эмме Лохмейер, дочери известного в Гёттингене хирурга. У них было два сына (оба погибли во время Первой мировой войны) и дочь. Чело­век с ярко выраженной индивидуальностью, Нернст стра­стно любил жизнь, умел шутить. Через всю свою жизнь ученый пронес увлеченность литературой и театром, осо­бенно преклонялся перед творениями Шекспира.

Он приобрел известность и как блестящий организа­тор научного процесса. Став профессором физической химии в Гёттингенском университете, Нернст создал Ин­ститут физической химии и электрохимии, получивший имя кайзера Вильгельма. В стенах института собралась группа талантливых ученых из разных стран мира. Они занимались изучением таких проблем, как поляризация, диэлектрические константы и химическое равновесие.

В 1905 г. Нернст покинул Гёттинген, чтобы стать про­фессором химии в Берлинском университете. В том же году он сформулировал свою «тепловую теорему», извес­тную как третье начало термодинамики. Она позволяет предсказать, как далеко пойдет химическая реакция, прежде чем будет достигнуто равновесие. В течение пос­ледующего десятилетия Нернст тщательно проверял пра­вильность своей теоремы. Но время подтвердило ее вер­ность. Позднее она была использована в таких совершен­но различных целях, как проверка квантовой теории и промышленный синтез аммиака — важный шаг в произ­водстве взрывчатых веществ.

Исходя из выведенного им теплового закона, Нернст обосновал недостижимость абсолютного нуля. «Невоз­можно, — сказал ученый, — создать тепловую машину, в которой температура вещества снижалась бы до абсо­лютного нуля». Исходя из этого заключения, он 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.

В молодости Нернст 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. Но, узнав о том, что при первом же применении подобного оружия погибло множество людей, ученый прекратил работу. После войны Нернст вернулся в свою берлинскую лабораторию.

В 1921 году ему была вручена Нобелевская премия по химии в признание его работ по термодинамике.

Нернст был человеком болезненной скромности. Воз­можно, поэтому вскоре после получения награды он по­кинул Берлин и переехал в Иену, где стал директором Имперского института прикладной физики. Но через не­сколько лет институт был закрыт из-за экономической депрессии, и ученый вернулся в Берлин в качестве про­фессора физики.

Когда в 1933 г. к власти пришел Гитлер, Нернст воз­главил группу ученых, протестовавших против увольне­ния Альберта Эйнштейна и других ученых-евреев, считая, что подобная политика будет препятствовать прогрессу в физике и химии. Понятно, что вскоре ему пришлось по­кинуть университет. В 1934 г. Нернст вышел в отставку и поселился в своем доме в Лузатии. Он не соглашался по­кинуть страну, хотя получил несколько заманчивых пред­ложений. В 1941 году ученый внезапно умер от сердечно­го приступа.