Walther H. Nernst  


Fachliche Leistung

Nernst gilt als einer der Mitbegründer der modernen physikalischen Chemie und arbeitete bahnbrechend auf dem Gebiet der Thermochemie, Elektrochemie und Kinetik. Seine Arbeiten auf diesen Gebieten trugen entscheidend zum Verständnis chemischer Reaktionen bei und finden sich heute als Grundwissen in Lehrbüchern der physikalischen Chemie.

In Göttingen befasste sich Nernst mit dem Ausbau der neuen elektrochemischen Theorien, z.B. Restströmen, Überspannungen, Polarisation, Elektrokapillarität und Dielektrizitätskonstanten. Dazu kamen genaue Molmassebestimmungen mit Hilfe der Nernstschen Mikrowaage und die Untersuchung von Gasgleichgewichten bei hohen Temperaturen. Hier stellte er auch den Nernstschen Verteilungssatz auf:
"Löst sich eine Substanz in zwei verschiedenen nicht mischbaren Flüssigkeiten, so verteilt sie sich derart, dass das Verhältnis der Konzentrationen konstant ist." Er konstruierte 1897 die Nernst-Lampe (eine Vorläuferin unserer heutigen Glühbirne), die aus einem elektrischen, zum Glühen gebrachten Stäbchen aus Seltenerdmetalloxiden bestand und ein sehr weißes, sonnenähnliches Licht aussandte, das leistungsfähiger als die alten Kohle-Lichtbogenlampen war. Der durchschlagende Erfolg seiner Erfindung blieb ihm jedoch verwehrt, weil die kurze Zeit später entwickelten Metallfadenlampen noch bessere Werte zeigten.

1899 entdeckte er das nach ihm benannte Nernstsche Reizschwellengesetz, das für kurze Reizzeiten den Schwellenwert der für eine Nervenreizung nötigen Stromstärke in Beziehung setzt zur Frequenz des Wechselstroms.
1906 gelang ihm seine wohl größte und bedeutendste Entdeckung: das nach ihm benannte Nernstsche Wärmetheorem, besser bekannt als der 3. Hauptsatz der Thermodynamik, das er auf die Berechnung chemischer Gleichgewichte anwendete.
Es ging um das Problem, chemische Gleichgewichte aus thermischen Daten zu berechnen, was aus den zwei bisher bekannten Hauptsätzen der Thermodynamik nicht ohne eine zusätzliche Aussage möglich war. Durch die Erweiterung der in den beiden ersten Hauptsätzen der Thermodynamik verankerten Prinzipien entwickelte Nernst zum Teil schon in Göttingen den 3. Hauptsatz der Thermodynamik, der besagt, dass der absolute Nullpunkt der Temperatur (-273,15 Grad Celsius) prinzipiell nicht erreichbar ist. Entscheidend für diese Entdeckung waren Erkenntnisse über das von der Quantentheorie geprägte Verhalten der Wärmekapazitäten fester Körper bei tiefen Temperaturen.

Sein Postulat war für die Entwicklung der Quantentheorie, die sich mit der Struktur und der Energie des Atoms befasst, von Bedeutung. Mit dieser Annahme war es tatsächlich möglich, chemische Gleichgewichtszustände aus thermodynamischen Daten vorauszuberechnen. Als Anerkennung für seine thermochemischen Arbeiten erhielt Nernst für das Jahr 1920 den Nobelpreis für Chemie. Sein Theorem wurde bald an industriellen Problemen wie der Berechnung der Ammoniaksynthese überprüft, und es wurden zahlreiche Bestimmungen der spezifischen Wärme von Festkörpern bei tiefen Temperaturen und von Dampfdichten bei hohen Temperaturen durchgeführt.