Walther Hermann Nernst ForMemRS ( pronunciación alemana: [ˈvaltɐ ˈnɛʁnst] ; 25 de junio de 1864 - 18 de noviembre de 1941) fue un físicoyquímicoalemánconocido por su trabajo entermodinámica,química física,electroquímicayfísica del estado sólido. Su formulación delteorema del calor de Nernstayudó a allanar el camino para latercera ley de la termodinámica, por la que ganó elPremio Nobel de QuímicaTambién es conocido por desarrollar laecuación de Nernsten 1887.
Estudió física y matemáticas en las universidades de Zúrich , Berlín , Graz y Würzburg , donde se doctoró en 1887. [3] En 1889, terminó su habilitación en la Universidad de Leipzig .
Nernst nació en Briesen, Alemania (ahora Wąbrzeźno , Polonia) hijo de Gustav Nernst (1827-1888) y Ottilie Nerger (1833-1876). [4] [5] Su padre era juez rural. Nernst tenía tres hermanas mayores y un hermano menor. Su tercera hermana murió de cólera . Nernst fue a la escuela primaria en Graudenz , Alemania (ahora Grudziądz , Polonia).
Nernst comenzó sus estudios universitarios en la Universidad de Zúrich en 1883, y después de un interludio en Berlín , regresó a Zúrich. [6] Escribió su tesis en la Universidad de Graz , donde Ludwig Boltzmann era profesor, aunque trabajó bajo la dirección de Albert von Ettinghausen . Descubrieron los efectos Ettingshausen y Nernst : un campo magnético aplicado perpendicularmente a un conductor metálico en un gradiente de temperatura da lugar a una diferencia de potencial eléctrico, recíprocamente, una diferencia de potencial eléctrico produce un gradiente térmico. Luego, se trasladó a la Universidad de Würzburg bajo la tutela de Friedrich Kohlrausch , donde presentó y defendió su tesis.
Wilhelm Ostwald lo reclutó para el primer departamento de química física de la Universidad de Leipzig . Nernst se trasladó allí como asistente, trabajando en la termodinámica de las corrientes eléctricas en soluciones. Promovido a profesor, enseñó brevemente en la Universidad de Heidelberg y luego se trasladó a la Universidad de Göttingen . Tres años más tarde, se le ofreció una cátedra en Múnich . Para mantenerlo en Prusia, el gobierno creó una cátedra para él en Göttingen. Allí, escribió un célebre 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 es ampliamente utilizada en fisiología celular y neurobiología.
La lámpara de filamento eléctrico de carbono que se utilizaba entonces era tenue y cara porque requería vacío en su bulbo. Nernst inventó un radiador de cuerpo sólido con un filamento de óxidos de tierras raras, conocido como el resplandor de Nernst , que todavía es importante en el campo de la espectroscopia infrarroja . El calentamiento óhmico continuo del filamento da como resultado la conducción. El resplandor funciona mejor en longitudes de onda de 2 a 14 micrómetros. Da una luz brillante, pero solo después de un período de calentamiento. Nernst vendió la patente por un millón de marcos, optando sabiamente por no pagar regalías porque pronto se introdujo la lámpara de filamento de tungsteno llena de gas inerte. Con sus riquezas, Nernst compró en 1898 el primero de los dieciocho automóviles que poseyó durante su vida y una finca campestre de más de quinientas hectáreas para cazar. Aumentó la potencia de sus primeros automóviles llevando un cilindro de óxido nitroso que podía inyectar en el carburador. [7] Después de dieciocho años productivos en Gotinga, investigando la presión osmótica y la electroquímica y presentando una teoría sobre cómo conducen los nervios, se trasladó a Berlín y se le concedió el título de Geheimrat .
En 1905, propuso su "Nuevo Teorema del Calor", más tarde conocido como la Tercera Ley de la Termodinámica . Demostró que a medida que la temperatura se acerca al cero absoluto, la entropía se acerca a cero, mientras que la energía libre permanece por encima de cero. Este es el trabajo por el que más se le recuerda, ya que permitió a los químicos determinar las energías libres (y, por lo tanto, los puntos de equilibrio) de las reacciones químicas a partir de mediciones de calor. Theodore Richards afirmó que Nernst había robado su idea, pero a Nernst se le atribuye casi universalmente el descubrimiento. [8] Nernst se hizo amigo del Kaiser Wilhelm , a quien convenció 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 caían notablemente y probablemente desaparecerían en el cero absoluto. Esta caída fue predicha para líquidos y sólidos en un artículo de 1909 de Albert Einstein sobre la mecánica cuántica de los calores específicos a temperaturas criogénicas. Nernst quedó tan impresionado que viajó hasta Zúrich para visitar a Einstein, que era relativamente desconocido en Zúrich en 1909, por lo que la gente decía: "Einstein debe ser un tipo inteligente si el gran Nernst viene desde Berlín hasta Zúrich para hablar con él". [9] Nernst y Planck presionaron para establecer una cátedra especial en Berlín y Nernst donó a su fundación. En 1913 viajaron a Suiza para convencer a Einstein de que aceptara; un trabajo de ensueño: una cátedra con nombre en la mejor universidad de Alemania, sin deberes docentes, lo que le dejaba libre para la investigación. [10]
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 compañeros de trabajo y estudiantes que habían llevado a su finca en el campo en un vagón de tren privado cuando supieron que se había declarado la guerra. Sus dos hijos mayores ingresaron en el ejército, mientras que el padre se alistó en el cuerpo de conductores voluntarios. Apoyó al ejército alemán contra las acusaciones de barbarie de su oponente firmando el Manifiesto de los Noventa y Tres . El 21 de agosto de 1914, llevó 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 punto muerto en las trincheras, regresó a casa. Se puso en contacto con el coronel Max Bauer , el oficial de estado mayor responsable de las municiones, con la idea de expulsar a los defensores de sus trincheras con proyectiles que liberaran gases lacrimógenos. [11] Cuando se probó su idea, uno de los observadores fue Fritz Haber , quien argumentó que se necesitarían demasiados proyectiles y que sería mejor liberar una nube de gas venenoso más pesado que el aire; el primer ataque con nube de cloro el 22 de abril de 1915 no fue apoyado por un fuerte empuje de infantería, por lo que la posibilidad de que el gas rompiera el punto muerto se había ido irrevocablemente. Nernst fue galardonado con la Cruz de Hierro de segunda clase. Como asesor científico del Estado Mayor en el Ejército Imperial Alemán , dirigió la investigación sobre explosivos, gran parte de la cual se realizó en su laboratorio donde desarrollaron perclorato de guanidina . Luego trabajó en el desarrollo de morteros de trinchera. Fue galardonado con la Cruz de Hierro de primera clase y más tarde con la Pour le Mérite . Cuando el alto mando estaba considerando desatar una guerra submarina sin restricciones, le pidió al Kaiser una oportunidad para advertir sobre el enorme potencial de los Estados Unidos como adversario. No lo escucharon, el general Erich Ludendorff lo reprendió por "tonterías incompetentes". [12]
Nernst publicó su libro Fundamentos del nuevo teorema del calor . En 1918, después de estudiar fotoquímica , propuso la teoría de la reacción atómica en cadena. Establecía que cuando se produce una reacción en la que se forman átomos libres que pueden descomponer las moléculas objetivo en más átomos libres, se produce una reacción en cadena. Su teoría está estrechamente relacionada con el proceso natural de la fisión nuclear .
En 1920, él y su familia huyeron brevemente al extranjero porque él era uno de los científicos en la lista de criminales de guerra de los Aliados . Más tarde ese año recibió el Premio Nobel de Química en reconocimiento a su trabajo en termoquímica . Fue elegido rector de la Universidad de Berlín para 1921-1922. Creó una agencia para canalizar fondos gubernamentales y privados a jóvenes científicos y rechazó convertirse en embajador en los Estados Unidos. Durante dos años infelices, fue presidente del Physikalisch-Technische Reichsanstalt (Laboratorio Nacional de Física), donde no pudo hacer frente a la "mezcla de mediocridad y burocracia". [13] En 1924, se convirtió en director del Instituto de Química Física de Berlín.
En 1927, la disminución del calor específico a bajas temperaturas se extendió a los gases. Estudió las teorías de los rayos cósmicos y la cosmología.
Aunque un comunicado de prensa lo describió como "completamente poco musical", [14] Nernst desarrolló un piano eléctrico , el Neo-Bechstein-Flügel en 1930 en asociación con las empresas Bechstein y Siemens , reemplazando la caja de resonancia con amplificadores de válvulas de vacío . El piano usaba pastillas electromagnéticas para producir un sonido modificado y amplificado electrónicamente de la misma manera que una guitarra eléctrica . De hecho, era pianista, a veces acompañando al violín de Einstein. [ referencia circular ]
En 1933, Nernst se enteró de que un colega con el que esperaba colaborar había sido despedido del departamento por ser judío. Nernst se dirigió inmediatamente en taxi a ver a Haber para solicitar un puesto en su instituto, que no estaba controlado por el gobierno, sólo para enterarse de que Haber se iba a mudar a Inglaterra. Pronto, Nernst tuvo problemas por negarse a llenar un formulario del gobierno sobre sus orígenes raciales. Se retiró de su cátedra, pero fue despedido de la junta directiva del Instituto Kaiser Wilhelm . Vivió tranquilamente en el campo; en 1937 viajó a la Universidad de Oxford para recibir un título honorífico, visitando también a su hija mayor, su esposo y sus tres nietos.
Nernst sufrió un ataque cardíaco severo en 1939. Murió en 1941 en Zibelle, Alemania (ahora Niwica , Polonia). Fue enterrado tres veces. [15] Fue enterrado la primera vez cerca del lugar de su muerte. Sin embargo, sus restos fueron trasladados a Berlín, donde fue enterrado una segunda vez. Finalmente fueron trasladados nuevamente y enterrados cerca de las tumbas de Max Planck , Otto Hahn y Max von Laue en Gotinga , Alemania. [16]
Nernst se casó con Emma Lohmeyer en 1892, con quien tuvo dos hijos y tres hijas. Ambos hijos de Nernst murieron combatiendo en la Primera Guerra Mundial.
Junto con sus colegas de la Universidad de Leipzig, Jacobus Henricus van't Hoff y Svante Arrhenius , estableció las bases de un nuevo campo de investigación teórico y experimental dentro de la química y sugirió prender fuego a vetas de carbón no utilizadas para aumentar la temperatura global. [17] Fue un crítico vocal de Adolf Hitler y del 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.
Nernst tenía una mentalidad mecánica, ya que siempre estaba pensando en formas de aplicar nuevos descubrimientos a la industria. Entre sus pasatiempos se encontraban la caza y la pesca. [16] A su amigo Albert Einstein le divertía "su vanidad infantil y su autocomplacencia" [18] "Su propio estudio y laboratorio siempre presentaban aspectos de caos extremo que sus compañeros de trabajo denominaban apropiadamente 'el estado de máxima entropía'". [19]
En 1923, el botánico Ignatz Urban publicó Nernstia , un género de plantas con flores originarias de México, de la familia Rubiaceae y nombrada en su honor. [20]
