El conocimiento es la muerte de la investigación.
Walther Hermann Nernst fue un químico alemán conocido por su trabajo en termodinámica, química física, electroquímica y física del estado sólido. Su formulación del teorema del calor de Nernst ayudó a allanar el camino para la tercera ley de la termodinámica, por la cual ganó el Premio Nobel de Química de 1920. También es conocido por desarrollar la ecuación de Nernst en 1887.
Vida y carrera
Primeros años
Nernst nació en Briesen en Prusia Occidental, ahora Wąbrzeźno, Polonia, de Gustav Nernst 1827–1888 y Ottilie Nerger 1833–1876. Su padre era juez de país. Nernst tenía tres hermanas mayores y un hermano menor. Su tercera hermana murió de cólera. Nernst fue a la escuela primaria en Graudenz. Estudió física y matemáticas en las universidades de Zürich, Berlín, Graz y Würzburg, donde recibió su doctorado en 1887. En 1889, completó su habilitación en la Universidad de Leipzig.
Atributos personales
Se decía que Nernst tenía una mentalidad mecánica en el sentido de que siempre estaba pensando en formas de aplicar nuevos descubrimientos a la industria. Sus aficiones incluían la caza y la pesca. Su amigo Albert Einstein quedó divertido por "su vanidad infantil y autocomplacencia" "Su propio estudio y laboratorio siempre presentaban aspectos de caos extremo que sus colegas denominaban apropiadamente 'el estado de máxima entropía'".
Historia familiar
Nernst se casó con Emma Lohmeyer en 1892 con quien tuvo dos hijos y tres hijas. Ambos hijos de Nernst murieron luchando en la Primera Guerra Mundial. Con sus colegas en la Universidad de Leipzig, Jacobus Henricus van't Hoff y Svante Arrhenius, estaba estableciendo los fundamentos de un nuevo campo teórico y experimental de investigación dentro de la química y sugirió incendiar depósitos de carbón sin usar para aumentar la temperatura global. Fue un crítico vocal de Adolf Hitler y el nazismo, y dos de sus tres hijas se casaron con hombres judíos. Después de que Hitler llegó al poder, emigraron, una a Inglaterra y la otra a Brasil.
Carrera
Nernst comenzó la universidad en Zürich en 1883, luego después de un paréntesis en Berlín, regresó a Zürich. Escribió su tesis en Graz donde Boltzmann era profesor, aunque trabajó bajo la dirección de Ettinghausen. Descubrieron el efecto Nernst: que un campo magnético aplicado perpendicular a un conductor metálico en un gradiente de temperatura da lugar a una diferencia de potencial eléctrico. Luego se trasladó a Würzburg bajo Kohlrausch, donde presentó y defendió su tesis. Ostwald lo reclutó para el primer departamento de química física en Leipzig. Nernst se trasladó allí como asistente, trabajando en la termodinámica de corrientes eléctricas en soluciones. Promovido a profesor, enseñó brevemente en Heidelberg y luego se trasladó a Göttingen. Tres años después, se le ofreció una cátedra en Munich, para mantenerlo en Prusia, el gobierno creó una cátedra para él en Göttingen. Allí, escribió un celebrado libro de texto Química Teórica, que fue traducido al inglés, francés y ruso. También derivó la ecuación de Nernst para el potencial eléctrico generado por concentraciones desiguales de un ion separado por una membrana que es permeable al ion. Su ecuación se usa ampliamente en fisiología celular y neurobiología.
La lámpara de filamento de carbono eléctrico que se usaba entonces era débil y cara porque requería un vacío en su bulbo. Nernst inventó un radiador de cuerpo sólido con un filamento de óxidos de tierras raras, conocido como el calefactor de Nernst, que sigue siendo importante en el campo de la espectroscopia infrarroja. El calentamiento óhmico continuo del filamento resulta en conducción. El calefactor funciona mejor en longitudes de onda de 2 a 14 micrómetros. Emite una luz brillante pero solo después de un período de calentamiento. Nernst vendió la patente por un millón de marcos, sabiamente sin optar por regalías porque pronto se introdujo la lámpara de filamento de tungsteno llena de gas inerte. Con su riqueza, Nernst en 1898 compró el primero de los dieciocho automóviles que poseyó durante su vida y una finca de más de quinientas hectáreas para la caza. Aumentó la potencia de sus automóviles tempranos llevando un cilindro de óxido nitroso que podía inyectar en el carburador. Después de dieciocho años productivos en Göttingen, investigando presión osmótica y electroquímica y presentando una teoría de cómo los nervios conducen, se trasladó a Berlín y le fue otorgado el título de Geheimrat.
En 1905, propuso su "Nuevo Teorema del Calor", posteriormente conocido como la Tercera ley de la termodinámica. Demostró que a medida que la temperatura se acercaba al cero absoluto, la entropía se acercaba a cero, mientras que la energía libre permanecía por encima de cero. Este es el trabajo por el que es mejor recordado, ya que permitió a los químicos determinar energías libres y, por lo tanto, puntos de equilibrio de reacciones químicas a partir de medidas de calor. Theodore Richards afirmó que Nernst había robado su idea, pero Nernst es casi universalmente acreditado con el descubrimiento. Nernst se hizo amigo de Kaiser Wilhelm, a quien persuadió de fundar la Kaiser Wilhelm Gesellschaft para el Avance de las Ciencias con un capital inicial de once millones de marcos. El laboratorio de Nernst descubrió que a bajas temperaturas los calores específicos disminuían marcadamente y probablemente desaparecerían en el cero absoluto. Esta disminución fue predicha para líquidos y sólidos en un artículo de 1909 de Albert Einstein sobre la mecánica cuántica de calores específicos a temperaturas criogénicas. Nernst quedó tan impresionado que viajó todo el camino a Zürich para visitar a Einstein, quien era relativamente desconocido en Zürich en 1909, así que la gente decía: "Einstein debe ser un tipo inteligente si el gran Nernst viene todo el camino desde Berlín a Zürich para hablar con él." Nernst y Planck hicieron cabildeo para establecer una cátedra especial en Berlín y Nernst donó a su dotación. En 1913 viajaron a Suiza para persuadir a Einstein a aceptarla; un trabajo de ensueño: una cátedra con nombre en la mejor universidad de Alemania, sin deberes de enseñanza, dejándolo libre para la investigación.
En 1911, Nernst y Max Planck organizaron la primera Conferencia Solvay en Bruselas. Al año siguiente, el pintor impresionista Max Liebermann pintó su retrato.
En 1914, los Nernst estaban entreteniendo a colegas y estudiantes que habían llevado a su finca campestre en un tren privado cuando se enteraron de que se había declarado la guerra. Sus dos hijos mayores ingresaron al ejército, mientras que el padre se alistó en el cuerpo de conductores voluntarios. Apoyó al ejército alemán contra los cargos de barbarismo de sus oponentes al firmar el Manifiesto de los Noventa y Tres, El 21 de agosto de 1914, condujo documentos desde Berlín al comandante del ala derecha alemana en Francia, avanzando con ellos durante dos semanas hasta que pudo ver el resplandor de las luces de París por la noche. La marea cambió en la batalla del Marne. Cuando comenzó el estancamiento en las trincheras, regresó a casa. Se puso en contacto con el Coronel Max Bauer, el oficial de estado mayor responsable de municiones, con la idea de expulsar a los defensores de sus trincheras con proyectiles que liberaban gas lacrimógeno. Cuando se intentó su idea, uno de los observadores fue Fritz Haber, quien argumentó que se necesitarían demasiados proyectiles, sería mejor liberar una nube de gas venenoso más pesado que el aire; el primer ataque de nube de cloro el 22 de abril de 1915 no fue apoyado por un fuerte empuje de infantería, así que la oportunidad de que el gas rompiera el estancamiento se perdió irrevocablemente. Nernst recibió la Cruz de Hierro de segunda clase. Como Asesor Científico del Estado Mayor del Ejército Imperial Alemán, dirigió investigaciones sobre explosivos, muchas de las cuales se realizaron en su laboratorio donde desarrollaron perclorato de guanidina. Luego trabajó en el desarrollo de morteros de trinchera. Recibió la Cruz de Hierro de primera clase y más tarde la Pour le Mérite. Cuando el alto mando estaba considerando desatar una guerra submarina sin restricciones, pidió al Kaiser la oportunidad de advertir sobre el enorme potencial de los Estados Unidos como adversario. No quisieron escuchar, Ludendorff lo silencció por "tonterías incompetentes." Publicó su libro Los Fundamentos del Nuevo Teorema del Calor. Ambos hijos habían muerto en el frente.
En 1918, después de estudiar fotoquímica, propuso la teoría de la reacción en cadena atómica. Establecía que cuando una reacción en la que se forman átomos libres que pueden descomponer moléculas objetivo en más átomos libres resultaría en una reacción en cadena. Su teoría está estrechamente relacionada con el proceso natural de Fisión Nuclear.
En 1920, él y su familia brevemente huyeron al extranjero porque era uno de los científicos en la lista aliada de criminales de guerra. Ese mismo año recibió el Premio Nobel de química en reconocimiento de su trabajo en termoquímica. Fue elegido Rector de la Universidad de Berlín para 1921–1922. Estableció una agencia para canalizar fondos gubernamentales y privados a jóvenes científicos y declinó convertirse en Embajador de los Estados Unidos. Durante dos años desgraciados, fue presidente de la Reichsanstalt Physikalisch-Technische Laboratorio Nacional Físico, donde no pudo lidiar con la "mezcla de mediocridad y burocracia". En 1924, se convirtió en director del Instituto de Química Física en Berlín.
En 1927, la disminución en el calor específico a bajas temperaturas se extendió a gases. Estudió las teorías de rayos cósmicos y cosmología.
Aunque un comunicado de prensa lo describía como "completamente sin talento musical", Nernst desarrolló un piano eléctrico, el "Neo-Bechstein-Flügel" en 1930 en asociación con las compañías Bechstein y Siemens, reemplazando la caja de resonancia con amplificadores de tubo de vacío. El piano usaba pastillas electromagnéticas para producir sonido modificado y amplificado electrónicamente de la misma manera que una guitarra eléctrica. De hecho, era pianista, a veces acompañando el violín de Einstein.
En 1933, Nernst se enteró de que un colega, con quien había esperado colaborar, había sido destituido del departamento porque era judío. Nernst inmediatamente tomó un taxi para ver a Haber para solicitar una posición en su Instituto, que no estaba controlado por el gobierno, solo para enterarse de que Haber se mudaba a Inglaterra. Pronto, Nernst tuvo problemas por negarse a completar un formulario del gobierno sobre sus orígenes raciales. Se retiró de su cátedra pero fue despedido de la junta del Instituto Kaiser Wilhelm. Vivió tranquilamente en el campo; en 1937 viajó a Oxford para recibir un doctorado honoris causa, también visitando a su hija mayor, su esposo y sus tres nietos. Nernst tuvo un infarto grave en 1939. Murió en 1941 y está enterrado cerca de Max Planck, Otto Hahn y Max von Laue en Göttingen, Alemania.
Publicaciones
- Walther Nernst, "Razonamiento de la química teórica: Nueve artículos 1889–1921" Alem., Begründung der Theoretischen Chemie : Neun Abhandlungen, 1889–1921. Frankfurt am Main : Verlag Harri Deutsch, c. 2003. ISBN 3-8171-3290-5
- Walther Nernst, "Las bases teóricas y experimentales del Nuevo Teorema del Calor" Alem., Die theoretischen und experimentellen Grundlagen des neuen Wärmesatzes. Halle . [ed., esta es una lista de artículos termodinámicos del instituto físico-químico de la Universidad de Berlín 1906–1916; Traducción disponible de Guy Barr LCCN 27-2575
- Walther Nernst, "Química teórica desde el punto de vista de la ley de Avogadro y la termodinámica" Alem., Theoretische Chemie vom Standpunkte der Avogadroschen Regel und der Thermodynamik. Stuttgart, F. Enke, 1893 . LCCN po28-417
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