瓦尔特能斯特.doc

瓦尔特˙能斯特——物化史上永远闪耀的明星药学09级2班 王子维 90907214瓦尔特·赫尔曼·能斯特（Walther Hermann Nernst，1864年6月25日－1941年11月18日），德国卓越的物理学家、物理化学家和化学史家 ，他提出了热力学第三定律，这条定律对化学亲合力的计算尤其重要，他因此荣获1920年的诺贝尔化学奖能斯特促进了现代物理化学的确立，对电化学、热力学、固态化学及光化学有所贡献，并提出了能斯特方程这短短的几行字，虽然远远不足以显示能斯特光辉而又伟大的一生，但其中包含的重要成就和卓越贡献，已经足以令人感到心驰神往、由衷佩服了诺贝尔奖的肯定、著名的热力学三定律之一的命名，多少科学家毕生都心向往之的成就，对于他来说，却只是在追求真理道路上，附加而来的一些额外嘉奖，而醉心与实验、研究、求索的能斯特，真正吸引他的也只有自然界的真理和美丽了吧 人物小传1864年6月25日，能斯特生于西普鲁士的贝利森（Briesen）（今波兰境内的万布热伊诺（Wąbrzeźno）)，而他的诞生地点离哥白尼诞生地仅20英里作为一名法官的儿子，能斯特从小就接收到了比较高质量的教育1887年，能斯特毕业于维尔茨堡大学，并获博士学位，在那里，他认识了阿仑尼乌斯，并被他推荐给奥斯特瓦尔德当助手。

1889年他作为一个25岁的青年在物理化学上初露头角，他将热力学原理应用到了电池上这是自伏打在将近一个世纪以前发明电池以来，第一次有人能对电池产生电势作出合理解释他推导出一个简单公式，通常称之为能斯特方程自1890年起，能斯特成为格廷根大学的化学教授，1904年任柏林大学物理化学教授，，1905年，他确立了他称之为“新热定理”的定理，也就是后来的热力学第三定律，这条定律描述了物质接近绝对零度时的表现他荣获1920年的诺贝尔化学奖，这是对他的热化学研究成果的肯定他于1924年出任柏林物理化学研究所主任，并担任此职位至1933年退休，接着开始研究电声学和天体物理学能斯特于1930年与巴希斯坦（Bechstein）及西门子公司合作开发了一种叫“新巴希斯坦之翼”（"Neo-Bechstein-Flügel"）的电子琴，当中用无线电放大器取代了发声板该电子琴使用了电磁感应器以产生电子调解及放大的声音，跟电吉他是一样的由于纳粹迫害，能斯特于1933年离职，1941年11月18日在德逝世，终年77岁，他先被葬于马克斯·普朗克墓附近，又于1951年，骨灰被移葬格廷根大学 能斯特把他一生成绩的取得归功于导师奥斯特瓦尔德的培养，因而自己也毫无保留地把知识传给学生，他的学生中先后有三位诺贝尔物理奖获得者（米利肯1923，安德森1936年，格拉泽1960年），这种师徒五代相传，在诺贝尔奖史上是空前的。

能斯特的主要贡献1、 能斯特方程在电化学中，能斯特（Nernst）方程用来计算电极上相对于标准电势（E0）来说的指定氧化还原对的平衡电压(E)能斯特方程只能在氧化还原对中两种物质同时存在时才有意义在常温下（25°C = 298.15 K），有以下关系式：因此，能斯特方程可以被简化为：在 25 °C：§ R是理想气体常数，等于8.314472(15) J.K-1.mol-1§ T是温度，单位开§ a是氧化型和还原型化学物质的活度（活度 = 浓度*活度系数），其中[ox]代表氧化型，[red]代表还原型§ F是法拉第常数，1F 等于96485.3399(24) C.mol-1§ n是半反应式的电子转移数，单位mol2、 能斯特灯他发明的能斯特灯，又称能斯特发光体，是一种带一条稀土金属氧化物灯丝的固体辐射器，对红外线光谱学十分重要持续的欧姆加热使得灯丝在导电时发光发光体于2至14微米波长下操作效果最理想硅碳棒和能斯特灯所发出的光不是单色光，发射的是连续的红外光带 Nernst lamp, AEG model BNernst lamp, AEG model D3、热力学第三定律(Third Law of Thermodynamics)化学热力学，主要是吉布斯和范特霍夫（J.H.vantHoff）在19世纪后半期建立起来的，而能斯特在后来提出的热力学第三定律使这一领域得到了发展，而这一定律也因为又名为能斯特热力学定律或他本人提出的“新热定律”。

时至今日，我们可能对这一定律都很了解，因而可能很难以想象能斯特刚刚提出这一理论时给科学界的惊喜和他面对的困难，今日我们回顾这一理论提出的过程，在仰望大师的同时也勉励自己，同时我们也能发现在物理化学的发展中，实验占据了多么重要的地位1906年，能斯特的主要工作转到了热力学方面他企图从测定比热和反应热来预测化学反应过程的结果如果反应是吸热的，那么所吸热量将随温度下降而下降，达到绝对零度时吸热量将变为零能斯特假定在绝对零度时这种减少发生的速度也变为零作为其结果引出了能斯特热定理，它表明如果反应在绝对零度时在纯粹的结晶固体之间发生，那么熵就没有变化　（Original formulation of Walther Nernst:lim dA/dT = lim dU/dT = 0 for T = 0）这个定理可以用几种稍有不同的方式阐释，而现在通称为热力学第三定律它和“绝对零度不可能通过有限的步骤达到”这一说法是等价的这时候可以计算熵的绝对值（和平衡常数的值），而不能计算熵的变化现在大家知道这是粒子的量子统计力学的结果由于能斯特在热力学方面的工作，他获得了1920年诺贝尔化学奖　　第三定律的提出是在试图由热力学数据寻求计算化学平衡常数K的值的过程中得到的。

化学反应的驱动力，即各种物质的亲和力，总是调节着初始产物与最终产物间的平衡在化学反应中，亲和力不等于反应热，而等于可逆反应中得到的最大有效功这个量也叫热力势，吉布斯用△G表示，它是随温度而变的，如果知道了反应体系的焓，△H的变化，便可计算出热力势从热力学第一定律和第二定律就可以看出这种联系热力学第一定律是著名的能量守恒定律，它挫败了建立永动机的企图热力学第二定律指出了封闭系统中能量转变发生的方向并给出了热机效率的极限值但是这两个定律还不足以计算热力势的绝对值为了计算热力势的绝对值，就必须了解在任何给定温度下的△G与△H的关系能斯特就解决了这个问题，最初的能斯特原理仅给出了温度高于绝对零度时的关系式基于少量实验数据，正如能斯特所说的“好像由于侥幸所致”，他便提出了大胆的理论，即[△H—△G]/T的极限值，在T=0的情况中T是绝对温度分数是表示熵的变化，即利用这种关系的某一化学体系的性能能斯特原理还意味着所有过程的发生，在绝对零度下并不引起熵的变化这并不排除在T=0的情况下熵本身也许是负无穷大的可能性，如果在稍高的温度下得到一极限值的话普朗克（M.Planck）于1911年补充了这一定律他假设情况不是这样并作了如下论断：对于每一化学组成为均相的固体或液体来说，它在绝对零度下的熵为零。

　　要检验这一定律的有效性是不容易的能斯特不得不亲自收集大部分必需的数据，他提出的热定理使人们有可能全面地测定比热、转变点和平衡遗憾的是，在相当长的时间内他使用了某种程度的不合理方法，因而虽然事实上支持他的理论数据逐渐积累起来了，但是他花了很长的时间才证明他的理论量子理论的应用，对他的理论的最后验证起了决定性的作用后来情况很清楚，通过形成能斯特原理和能斯特全面地测定了低温下的比热，他对化学的发展作出了具有根本性重要意义的贡献因而1921年授予他1920年的诺贝尔化学奖金，以“承认他在热化学方面的成就 通过我们的回顾，可以发现，这一理论的提出并非一帆风顺，科学素养如能斯特，也在完善和验证的过程中耗费了多年心力，也曾误入歧途找不到方向然而大科学家与我们不同的是，他们不会轻言放弃，也不会放轻对自己的要求，始终在实验的指导下，修正和验证理论，在大量的实验数据的基础上，才能有所收获，这也正式物理化学科目的特点，即理论和实验的连接极为密切，唇齿相依学术以外，能斯特还在菜比锡大学设立贫苦学生奖学金，以严谨的学术作风影响他们应特别别一提的是，他曾以拒绝讲学等方式抗议希特勒法西斯暴政，并斥责“希特勒一伙是摧毁人类文明的暴徒”。

他就是这样，将一生的心血全都倾注到了科学研究和培养学生身上如今 ，他的骨灰安置在了他任教的格廷根大学，这位该校第一任物理化学教授永远安息在校园内，也永远生活在人们怀念和感恩的心中能斯特，这一颗科学史上永远璀璨的明星在天空熠熠生辉，永远指引着物理化学和人类进步的方向参考文献：1. Gabe D. Walther Hermann Nernst. Transactions of the Institute of Metal Finishing. 2009-03-01;87:60-60.2. Encyclopaedia Britannica i. Nernst, Walther Hermann. Britannica concise encyclopedia.: Encyclopaedia Britannica; 2009-01-01.3. 维基百科、百度百科：能斯特4. http://www.nernst.de/。