نرنست (ولتر هرمن-)

نرنست (ولتر هرمن)

Nernst (Walther Hermann-) - Nernst (Walther Hermann-)

نِرْنست (وَلتر هِرْمن -)

(1864-1941)

وَلتر هرمن نِرْنست Walther Hermann Nernst كيميائي ألماني ولِد في بريزن Briesen غرب بروسيا. وهو أحد مؤسسي علم الكيمياء الفيزيائية. درس في جامعات زوريخ وبرلين، وغراتس Graz النمساوية، وحصل على درجة الدكتوراه من جامعة ڤُرزبورغ Würzburg عام 1887، وعمل مساعداً لأوستفالد في جامعة غراتس في العام نفسه. ثم عمل أستاذاً للكيمياء الفيزيائية في جامعة غوتنغن Göttingen عام 1891، وأسس فيها مركزاً لدراسة الكهرليتات (الإلكتروليتات).

حصل على كرسي أستاذ الكيمياء الفيزيائية في جامعة برلين عام 1905، وعمل مديراً لمعهد الفيزياء التجريبية في برلين بين عامي 1924-1933. حاز جائزة نوبل عام 1920، وأصبح زميلاً في الجمعية الملكية عام 1932.

أسهم نرنست في مجالات عديدة للبحث مثل دراسة التوازنات الكيمياوية، ودراسة نظرية المحاليل خاصة الكهرليتية، وخواص الأبخرة بدرجات مرتفعة من الحرارة وآلية الكيمياء الضوئية، والخلايا الغلفانية، ووضع معادلة تعرف باسمه تفيد في حساب كمون الخلية الكهربائية عندما لا يكون التركيز عيارياً:

حيث E كمون الخلية الفعلي، E⁰ كمون الخلية العياري، Q هو تعبير فعل الكتلة من أجل التفاعل، n عدد مولات الإلكترونات التي تنزاح في أثناء التفاعل.

فخلية النحاس - فضة، على سبيل المثال، التي يجري فيها التفاعل:

كمونها المعياري E⁰ يساوي 0.46 فولت وهو يقاس تجريبياً. أما قيمة E كمون الخلية الفعلي إذا كان تركيز Ag⁺ يساوي 1.0×10^-3 مول، وتركيز أيونات النحاس Cu²⁺ يساوي 1.0×10^-4 مول، فيمكن حسابه من معادلة نرنست حيث:

وضع نرنست القانون الثالث في علم التحريك الحراري (الترموديناميك) عام 1906 وقد استخرجه بالاعتماد على القانونين الأول والثاني. وقد أفاد القانون الثالث بتطوير نظرية الكم المتعلقة ببنية الذرة وطاقتها. بيّن نرنست في هذا القانون أنه ليست طاقة المادة عند درجة الصفر المطلقة (-273 ْس) التي تصبح مساوية الصفر؛ وإنما خاصة قريبة منها، وهي الأنتروبية. فالهليوم هو المادة الوحيدة المعروفة التي لايمكن تجميدها وجعلها صلبة ولو برِّد إلى درجة الصفر المطلق. فهناك محتوى طاقي أصغري ولو كانت درجة حرارته صفراً مطلقاً، ولا يمكن نزع هذه الطاقة (أي إن المحتوى الطاقي هو صفر عملياً)، ولكن هذا المحتوى الطاقي كاف لجعل ذرات الهليوم (غير المتلاصقة مع بعضها) منفلتة بعضها عن بعض وبشكل سائل.

أجرى أبحاثاً مهمة على المواد عند درجات الحرارة شديدة الانخفاض إذ كان من المعروف أن المقاومة الكهربائية لمعدن تتناقص بانخفاض درجة الحرارة. وهذا ما يحصل عند الاقتراب من درجة الصفر المطلق. وكان اللورد كلڤن يعتقد أن انخفاض المقاومة الكهربائية بانخفاض درجة الحرارة يعود إلى أن جريان الإلكترونات يتحسن بانخفاض درجة الحرارة وأنه سيستمر بالتحسن إلى أن تتجمد الإلكترونات، وتتوقف في مكانها عند درجة الصفر المطلق، وهذا يعني أن المقاومة ستكون كبيرة جداً عند هذه الدرجة؛ في حين اعتقد آخرون ومنهم أونِّس Onnes وديوَر Dewar أن المقاومة ستنقص بانخفاض درجة الحرارة بصورة تدريجية إلى أن تصل إلى الصفر عند درجة الصفر المطلق. ولكن نرنست بيّن عام 1906 أنه حسب القانون الأول والقانون الثاني في التحريك الحراري لا يمكن الوصول إلى درجة الصفر المطلق تجريبياً. وفعلياً لم يمكن التوصل إلا إلى الدرجة 0.3 درجة كلڤانية (مطلقة) باستعمال نظير الهليوم 3 النادر، وبإخضاعه لشروط خاصة أمكن التوصل إلى الدرجة 0.00001 درجة كلڤانية. وقد أذهلت هذه التجارب العلماء؛ لأن ما حدث - حسب فهمهم لبنية الذرة عام 1911 - غير متوقع.

وكانت له اهتمامات بالعلوم التطبيقية فاخترع عام 1898 مصباحاً كهربائياً سُمِّي مصباح نرنست، وكان أفضل من مصابيح القوس الكربونية القديمة، لكن بطل استعماله بتطوير المصابيح السلكية الحديثة. وقد اخترع أيضاً جهاز بيانو كهربائياً.

عمل نرنست في بداية القرن العشرين مع زميليه هابر Haber وبوميه Edmund Baumé على دراسة خلايا الوقود fuel cells باستعمال إلكتروليت صلب. بيد أن هذه الأبحاث توقفت لكلفتها العالية ونجاحها المحدود.

له مؤلفات عديدة من أهمها كتاب في الكيمياء النظرية في عام 1893 عنوانه:

«Theoretische Chemie vom Standpunkte der Avogadroschen Regel und der Thermodynamik»

أي «الكيمياء النظرية من وجهة نظر أڤوغدرو والتحريك الحراري» وانكبّ - بتقدمه في العمر - بصورة رئيسية على العمل في نظريات الفيزياء الفلكية، وتُوفِّي في موسكاو Muskau ببرلين - ألمانيا.

غدير زيزفون

التصنيف : الكيمياء و الفيزياء

النوع : أعلام ومشاهير

المجلد: المجلد العشرون

رقم الصفحة ضمن المجلد : 565

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية