热力学第三定律:他因此获得了诺贝尔奖

1864年6月25日,能斯特生于西普鲁士布利森。 他自幼受到良好的家庭教育,年轻时的抱负是成为名诗人,但最终他以一位物理、化学家的身份被后人载入了史册。

1905年,能斯特任柏林大学教授,1925年起任柏林大学原子物理研究院院长。 1932年,他被选为伦敦皇家学会会员。 由于受到纳粹政权的迫害,他于1933年退职,在农村度过了晚年。 他曾以拒绝讲学等方式抗议法西斯暴政,并斥责“希特勒一伙是摧毁和违抗人类文明的暴徒”。

能斯特一生中主要从事电化学和热动力学研究。 1889年,他提出溶解压假说,从热力学出发导出电极势与溶液浓度的关系式(即电化学中的能斯特方程)。 他还引入溶度积概念,解释了沉淀反应。 他用量子理论的观点研究低温下固体的比热;提出光化学的“原子链式反应”理论。 此外,他还设计出用指示剂测定介电常数、离子化度和酸碱度的方法,发展了分解和接触电势、钯电极性状和神经刺激理论。

能斯特最重要的成就是,他在电化学和热动力学方面对低温现象的研究。 他得出了热力学第三定律,即“能斯特热定理”。

1906年,已经是柏林大学物理化学教授的能斯特宣布了他的一项最重要发现,即通常所说的热力学第三定律:绝对零度的熵变趋近于零。 根据这条定律推导出的结论是,达到绝对零度是不可能的。

无论人们多么耐心,不惜巨额投资,动用精良的设备,具备高超的科研才能,这样做虽能使物体更加接近于绝对零度,但真正温度之底是不可能接触到的。

这个定律本身不能用实验直接验证,它所得到的一切推论都与实验结果吻合,因此,其正确性间接得到了证实。 更早的研究在计算平衡条件时忽略了温度的作用。 能斯特的研究对早先的研究做了更高水平的补充,由此可能对平衡条件做出精密的计算。

能斯特从1900年起连续获得诺贝尔奖提名,但是诸多因素导致他与该奖无缘。 直到1921年,委员会以“虽然能斯特的研究不在化学领域取得,但对化学有显著影响”为由,同意将1920年没有授出的化学奖授予能斯特。 此时,能斯特已先后被90次提名(其中化学奖58次﹑物理学奖10次,在颁奖当年又获得总共50个提名中的22个)。

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化学热力学

化学热力学是物理化学和热力学的一个分支学科,主要研究物质系统在各种条件下的物理和化学变化中所伴随着的能量变化,从而对化学反应的方向和进行的程度做出准确的判断。 其核心有三个理论:所有的物质都具有能量,能量是守恒的,各种能量可以相互转化;事物总是自发地趋向于平衡态;处于平衡态的物质系统可以用几个可观测量描述。

 

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