Die Zeit, in der er lebte
Als NERNST geboren wurde, hatte
Europa gerade die Revolutionswelle vom März 1848 überstanden
und den Weg in den Kapitalismus beschritten. In den Folgejahren fand die
industrielle Revolution
in den Ländern England, Frankreich, USA, Deutschland ihren Abschluss.
Als ein neuer Industriezweig entstand der Maschinenbau. Das BESSEMER-Verfahren von 1861, das SIEMENS-MARTIN-Verfahren von 1869 sowie das 1878
eingeführte THOMAS-Verfahren bewirkten große Veränderungen
in der Eisenindustrie und ermöglichten die Herstellung neuer und besserer
Maschinen.
Wesentliche Veränderungen fanden auch in der Landwirtschaft statt. Dort ging man z. B. zur Fruchtwechselwirtschaft über, nutzte
Dampfdreschmaschinen, Dampfpflüge und die von LIEBIG entwickelte
künstliche Düngung. Große Veränderungen vollzogen
sich im Transport- und Nachrichtenwesen. Das Eisenbahnnetz wurde immer
weiter ausgebaut und sorgte mit seinem Bedarf an Eisen und anderen Gütern
für starke Impulse auf die industrielle Revolution. Dampfschiffe
waren bald alltäglich auf den Wasserstraßen.
In diese Zeit der industriellen und politischen Umwälzungen wurde
NERNST geboren. Sicher haben diese Veränderungen sein Lebenswerk
beeinflusst.
Studium in Zürich, Graz und Würzburg
WALTER HERMANN NERNST,
Sohn eines Landrichters, wurde am 25. Juni 1864 im westpreußischen
Briesen geboren. Ab 1883 widmete er sich an den Hochschulen in Zürich,
Graz und Würzburg dem Physikstudium. Nach seiner Promotion 1887 in
Würzburg kehrte er nach Graz zurück. Noch im gleichen Jahr nahm
er eine Stelle als Assistent von WILHELM OSTWALD (1853-1932) in Leipzig an. Hier leistete
er einen wichtigen Beitrag zur Festigung und zum weiteren Ausbau der Dissoziationstheorie
von ARRHENIUS, die noch stark umstritten war.
1889 setzte er sich in seiner Arbeit mit der Verknüpfung der osmotischen Theorie VAN'T HOFFs und der Dissoziationstheorie auseinander. Er habilitierte damit gleichzeitig und erwarb die Lehrbefugnis.
Verdienstvolle Jahre in Heidelberg,
Göttingen und Berlin
In Heidelberg verbrachte NERNST einige Zeit an der Universität und
nahm dann am Physikalischen Institut Göttingen eine Stellung als
Assistent an. In dieser Stellung brachte er es 1891 zum außerordentlichen
und 1894 zum ordentlichen Professor. Außerdem machte er sich hier
um den Aufbau eines neuen Instituts verdient, das sich rasch zu einem
Zentrum der neuen Wissenschaft der physikalischen Chemie entwickelte.
1905 folgte die Berufung nach Berlin. Wieder machte sich NERNST um den
Aufbau eines physikalisch-chemischen Instituts verdient. In den Jahren
1922 bis 1924 wirkte NERNST im Präsidium der Physikalisch-Technischen
Reichsanstalt und arbeitete als Professor auf Honorarbasis an der Universität
Berlin. Hier wurde er 1924 Leiter des Instituts für Experimentalphysik.
1933 zog er sich aus seiner aktiven Arbeit zurück und ging in den
Ruhestand.
Vom 3. Hauptsatz der Thermodynamik
und anderen wissenschaftlichen Leistungen
NERNSTs Arbeiten in Leipzig führten ihn 1889 zu der nach ihm benannten
NERNSTschen Gleichung,
mit der ihm die Klärung der Vorgänge an galvanischen Elementen
sowie die Berechnung der dabei auftretenden Spannungen gelang. Außerdem
konnte er die Ionenbeweglichkeit und den Differenzialkoeffizienten bestimmen,
insbesondere bei stark verdünnten Lösungen.
Aus den Jahren 1890/91 stammt der NERNSTsche Verteilungssatz, der für das Verteilungsgewicht eines Stoffs in zwei nicht miteinander mischbaren Lösungsmitteln gilt. In Göttingen untersuchte er, wie die Löslichkeit schwer löslicher Salze beeinflusst wird, wenn gleich-ionige Zusätze beigefügt werden.
1897 ließ er sich seine NERNST-Lampe patentieren. Zur Lichterzeugung dienen bei ihr bestimmte keramische Massen, deren Leitfähigkeit zunimmt, je höher die Temperatur ist. Diese Materialien werden als Heißleiter bezeichnet.
Ab 1900 etwa widmete er sich der Untersuchung von Gasreaktionen unter dem Einfluss hoher Temperaturen. NERNSTs Ziel war es, Ablauf und Gleichgewicht von Reaktionen für jede beliebige Temperatur zu berechnen. Die Berechnung der Gleichgewichtslage und somit die zu erwartende Ausbeute waren für die Technik wichtig und von praktischer Bedeutung.
1906 formulierte NERNST aufbauend auf seinen Messergebnissen den NERNSTschen Wärmesatz, der heute als der 3. Hauptsatz der Thermodynamik bekannt ist. Dieser besagt, dass Arbeit und Reaktionswäme am absoluten Nullpunkt gleich sind und von der Temperatur unabhängig werden. Auch die Entropie von kondensierten Stoffen wird Null. Mit diesem Satz konnte NERNST Reaktionsarbeit und Gleichgewichtskonstante für jede beliebige Temperatur berechnen. Nachdem er die Gültigkeit seines Satzes bewiesen hatte, entwickelte er die hierfür notwendigen Messmethoden und erkannte dabei, dass am absoluten Nullpunkt auch die spezifischen Wärmen gegen Null gehen.
1910 gelang es NERNST, in einem Experiment den Beweis für EINSTEINs Theorie der spezifischen Wärme zu erbringen. Zudem vertrat der schon früh die Quantentheorie, wie sie um 1900 von PLANCK begründet worden war.
1912 arbeitete NERNST über das fotochemische Äquivalent, wie von EINSTEIN postuliert. Dabei stieß er auf das abweichende Verhalten der Chlorknallgasreaktion. Durch die Annahme eines Kettenreaktionsmechanismus gelang es ihm, dieses Problem zu klären.
1920 erhielt WALTER HERMANN NERNST den Nobelpreis für Chemie. Er starb am 19. November 1941 in Ober-Zibelle in der Oberlausitz.