La conoscenza è la morte della ricerca.
Walther Hermann Nernst era un chimico tedesco noto per il suo lavoro in termodinamica, chimica fisica, elettrochimica e fisica dello stato solido. La sua formulazione del teorema del calore di Nernst ha contribuito a preparare il terreno per la terza legge della termodinamica, per la quale ha vinto il Premio Nobel per la Chimica nel 1920. È anche noto per aver sviluppato l'equazione di Nernst nel 1887.
Vita e carriera
Primi anni
Nernst nacque a Briesen nella Prussia occidentale, ora Wąbrzeźno, Polonia, da Gustav Nernst 1827–1888 e Ottilie Nerger 1833–1876. Suo padre era un giudice di provincia. Nernst aveva tre sorelle più grandi e un fratello più giovane. Sua terza sorella morì di colera. Nernst frequentò la scuola elementare a Graudenz. Ha studiato fisica e matematica alle università di Zurigo, Berlino, Graz e Würzburg, dove ha ricevuto il dottorato nel 1887. Nel 1889, ha completato la sua abilitazione all'Università di Lipsia.
Attributi personali
Si diceva che Nernst fosse di mentalità pratica in quanto era sempre alla ricerca di modi per applicare nuove scoperte all'industria. I suoi hobby includevano la caccia e la pesca. Il suo amico Albert Einstein era divertito dalla "sua vanità infantile e autocompiacenza" "Il suo studio e laboratorio presentavano sempre aspetti di estremo caos che i suoi colleghi appropriatamente chiamavano 'lo stato di massima entropia'".
Storia familiare
Nernst sposò Emma Lohmeyer nel 1892 con la quale ebbe due figli e tre figlie. Entrambi i figli di Nernst morirono combattendo nella Prima Guerra Mondiale. Con i suoi colleghi all'Università di Lipsia, Jacobus Henricus van't Hoff e Svante Arrhenius, stava gettando le fondamenta di un nuovo campo di indagine teorico e sperimentale all'interno della chimica e suggerì di incendiare i giacimenti di carbone inutilizzati per aumentare la temperatura globale. Era un critico vocale di Adolf Hitler e del nazismo, e due delle sue tre figlie sposarono uomini ebrei. Dopo l'ascesa di Hitler al potere, emigrarono, una in Inghilterra e l'altra in Brasile.
Carriera
Nernst iniziò l'università a Zurigo nel 1883, poi dopo un intermezzo a Berlino, tornò a Zurigo. Scrisse la sua tesi a Graz dove Boltzmann era professore, anche se lavorò sotto la direzione di Ettinghausen. Scoprirono l'effetto Nernst: che un campo magnetico applicato perpendicolarmente a un conduttore metallico in un gradiente di temperatura genera una differenza di potenziale elettrico. Successivamente, si trasferì a Würzburg sotto Kohlrausch dove presentò e discusse la sua tesi. Ostwald lo reclutò nel primo dipartimento di chimica fisica a Lipsia. Nernst si trasferì lì come assistente, lavorando sulla termodinamica delle correnti elettriche nelle soluzioni. Promosso a lettore, insegnò brevemente a Heidelberg e poi si trasferì a Gottinga. Tre anni dopo, gli fu offerta una cattedra a Monaco, ma per mantenerlo in Prussia il governo creò una cattedra per lui a Gottinga. Lì, scrisse il celebre trattato Chimica Teorica, che fu tradotto in inglese, francese e russo. Derivò anche l'equazione di Nernst per il potenziale elettrico generato da concentrazioni disuguali di uno ione separati da una membrana permeabile all'ione. La sua equazione è ampiamente utilizzata in fisiologia cellulare e neurobiologia.
La lampada a filamento di carbone elettrico allora in uso era fioca e costosa perché richiedeva il vuoto nella lampadina. Nernst inventò un radiatore a corpo solido con un filamento di ossidi di terre rare, noto come Nernst glower, che è ancora importante nel campo della spettroscopia a infrarossi. Il riscaldamento ohmico continuo del filamento risulta in conduzione. Lo glower funziona meglio in lunghezze d'onda da 2 a 14 micrometri. Emette una luce brillante ma solo dopo un periodo di riscaldamento. Nernst vendette il brevetto per un milione di marchi, saggiamente non optando per le royalties perché poco dopo la lampada a filamento di tungsteno riempita di gas inerte fu introdotta. Con le sue ricchezze, Nernst nel 1898 acquistò il primo dei diciotto automobili che possedette durante la sua vita e una proprietà di campagna di più di cinquecento ettari per la caccia. Aumentò la potenza delle sue prime automobili portando un cilindro di protossido di azoto che poteva iniettare nel carburatore. Dopo diciotto anni produttivi a Gottinga, indagando sulla pressione osmotica e sull'elettrochimica e presentando una teoria di come i nervi conducono, si trasferì a Berlino, e gli fu conferito il titolo Geheimrat.
Nel 1905, propose il suo "Nuovo Teorema del Calore", successivamente noto come Terza legge della termodinamica. Ha dimostrato che mentre la temperatura si avvicinava allo zero assoluto, l'entropia si avvicinava a zero — mentre l'energia libera rimaneva sopra lo zero. Questo è il lavoro per il quale è meglio ricordato, poiché ha permesso ai chimici di determinare le energie libere e quindi i punti di equilibrio delle reazioni chimiche dalle misurazioni di calore. Theodore Richards ha affermato che Nernst aveva rubato la sua idea, ma Nernst è quasi universalmente accreditato della scoperta. Nernst divenne amico di Kaiser Wilhelm, che persuase a fondare la Kaiser Wilhelm Gesellschaft for the Advancement of the Sciences con un capitale iniziale di undici milioni di marchi. Il laboratorio di Nernst scoprì che a basse temperature i calori specifici calavano notevolmente e probabilmente scomparirebbero allo zero assoluto. Questa caduta fu prevista per liquidi e solidi in un articolo del 1909 di Albert Einstein sulla meccanica quantistica dei calori specifici a temperature criogeniche. Nernst fu così impressionato che viaggiò fino a Zurigo per visitare Einstein, che era relativamente sconosciuto a Zurigo nel 1909, così la gente diceva: "Einstein deve essere un tipo intelligente se il grande Nernst viene tutto il modo da Berlino a Zurigo per parlargli." Nernst e Planck fecero pressione per stabilire una cattedra speciale a Berlino e Nernst donò al suo finanziamento. Nel 1913 viaggiarono in Svizzera per persuadere Einstein ad accettarla; un lavoro da sogno: una cattedra intitolata alla migliore università della Germania, senza doveri di insegnamento, lasciandolo libero per la ricerca.
Nel 1911, Nernst e Max Planck organizzarono la prima Conferenza Solvay a Bruxelles. L'anno seguente, il pittore impressionista Max Liebermann ne dipinse il ritratto.
Nel 1914, i Nernst stavano intrattenendo colleghi e studenti che avevano portato alla loro proprietà di campagna in una carrozza ferroviaria privata quando appresero che la guerra era stata dichiarata. I loro due figli più grandi entrarono nell'esercito, mentre il padre si arruolò nel corpo volontario dei conducenti. Sostenne l'esercito tedesco contro le accuse degli avversari di barbarie firmando il Manifesto dei Novantotto. Il 21 agosto 1914, guidò i documenti da Berlino al comandante dell'ala destra tedesca in Francia, avanzando con loro per due settimane finché poteva vedere il bagliore delle luci di Parigi di notte. La marea cambiò nella battaglia della Marna. Quando iniziò l'impasse nelle trincee, tornò a casa. Contattò il Colonnello Max Bauer, l'ufficiale di stato maggiore responsabile delle munizioni, con l'idea di scacciare i difensori dalle loro trincee con proiettili che rilasciavano gas lacrimogeno. Quando la sua idea fu provata uno degli osservatori era Fritz Haber, che sostenne che sarebbero stati necessari troppi proiettili, sarebbe stato meglio rilasciare una nuvola di gas velenoso più pesante dell'aria; il primo attacco di nuvola di cloro del 22 aprile 1915 non fu supportato da una forte spinta di fanteria, quindi la possibilità che il gas rompesse l'impasse era irrevocabilmente andata. Nernst ricevette la Croce di Ferro di seconda classe. Come Consulente Scientifico dello Stato Maggiore dell'Esercito Imperiale Tedesco, ha diretto la ricerca sui esplosivi, gran parte della quale è stata condotta nel suo laboratorio dove svilupparono perclorato di guanidina. Successivamente lavorò allo sviluppo di mortai da trincea. Gli fu conferita la Croce di Ferro di prima classe e successivamente la Pour le Mérite. Quando l'alto comando stava considerando di scatenare la guerra sottomarina senza restrizioni, chiese al Kaiser l'opportunità di avvertire del potenziale enorme degli Stati Uniti come avversario. Non vollero ascoltare, Ludendorff lo gridò per "sciocchezze incompetenti." Pubblicò il suo libro Le Fondamenta del Nuovo Teorema del Calore. Entrambi i figli erano morti al fronte.
Nel 1918, dopo aver studiato fotochimca, propose la teoria della reazione a catena atomica. Ha affermato che quando una reazione in cui si formano atomi liberi che possono decomporre molecole bersaglio in più atomi liberi avrebbe causato una reazione a catena. La sua teoria è strettamente correlata al processo naturale della Fissione Nucleare.
Nel 1920, lui e la sua famiglia brevemente fuggirono all'estero perché era uno dei scienziati nella lista degli Alleati dei criminali di guerra. Più tardi quell'anno ricevette il Premio Nobel per la chimica in riconoscimento del suo lavoro sulla termochimca. Fu eletto Rettore dell'Università di Berlino per 1921–1922. Ha istituito un'agenzia per indirizzare fondi governativi e privati ai giovani scienziati e ha rifiutato di diventare Ambasciatore negli Stati Uniti. Per due anni infelici, è stato il presidente della Physikalisch-Technische Reichsanstalt Laboratorio Fisico Nazionale, dove non riusciva a far fronte al "miscuglio di mediocrità e burocrazia". Nel 1924, divenne direttore dell'Istituto di Chimica Fisica a Berlino.
Nel 1927, la diminuzione del calore specifico a basse temperature fu estesa ai gas. Ha studiato le teorie dei raggi cosmici e la cosmologia.
Anche se un comunicato stampa lo descriveva come "completamente senza orecchio musicale", Nernst sviluppò un pianoforte elettrico, il "Neo-Bechstein-Flügel" nel 1930 in associazione con le società Bechstein e Siemens, sostituendo la cassa armonica con amplificatori a valvole. Il pianoforte utilizzava pick-up elettromagnetici per produrre suoni modificati ed amplificati elettronicamente nello stesso modo di una chitarra elettrica. In realtà, era un pianista, a volte accompagnando il violino di Einstein.
Nel 1933, Nernst apprese che un collega, con il quale spereva di collaborare, era stato licenziato dal dipartimento perché era un ebreo. Nernst immediatamente prese un taxi per andare a vedere Haber per richiedere una posizione nel suo Istituto, che non era controllato dal governo, solo per scoprire che Haber si stava trasferendo in Inghilterra. Presto, Nernst ebbe problemi per aver rifiutato di compilare un modulo governativo sulle sue origini razziali. Si ritirò dalla sua cattedra ma fu licenziato dal consiglio del Kaiser Wilhelm Institute. Visse tranquillamente in campagna; nel 1937 viaggiò a Oxford per ricevere una laurea honoris causa, visitando anche sua figlia maggiore, suo marito e i suoi tre nipoti. Nernst ebbe un grave attacco cardiaco nel 1939. Morì nel 1941 ed è sepolto vicino a Max Planck, Otto Hahn e Max von Laue a Gottinga, Germania.
Pubblicazioni
- Walther Nernst, "Ragionamento della chimica teorica: Nove articoli 1889–1921" Ger., Begründung der Theoretischen Chemie : Neun Abhandlungen, 1889–1921. Frankfurt am Main : Verlag Harri Deutsch, c. 2003. ISBN 3-8171-3290-5
- Walther Nernst, "Le basi teoriche e sperimentali del Nuovo Teorema del Calore" Ger., Die theoretischen und experimentellen Grundlagen des neuen Wärmesatzes. Halle . [ed., questo è un elenco di articoli termodinamici dell'istituto fisico-chimico dell'Università di Berlino 1906–1916; Traduzione disponibile di Guy Barr LCCN 27-2575
- Walther Nernst, "Chimica teorica dal punto di vista della legge di Avogadro e della termodinamica" Ger., Theoretische Chemie vom Standpunkte der Avogadroschen Regel und der Thermodynamik. Stuttgart, F. Enke, 1893 . LCCN po28-417
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