Třetí zákon termodynamiky
V roce 1905 Nernst byl jmenován profesorem a ředitelem Druhý Chemický Ústav na Univerzitě v Berlíně a stálým členem Pruské Akademie Věd. Příští rok oznámil svou tepelnou větu nebo třetí zákon termodynamiky. Jednoduše řečeno, zákon předpokládá, že entropie (energie nedostupná k výkonu práce a míra molekulární poruchy) jakéhokoli uzavřeného systému má tendenci k nule, protože jeho teplota se blíží absolutní nule (-273.15 °C nebo -459,67 ° F). Z praktického hlediska tato věta znamená nemožnost dosáhnout absolutní nuly, protože jak se systém blíží absolutní nule, další extrakce energie z tohoto systému se stává stále obtížnější. Moderní věda dosáhla teplot méně než miliardtinu stupně nad absolutní nulou, ale absolutní nula sama o sobě nemůže být nikdy dosažena.
výpočet chemické rovnováhy z tepelných měření (např. ohřívá reakce, specifické ohřívá, a jejich tepelné koeficienty) byl nepolapitelný cíl pro mnohé z Nernstova předchůdců. Doufalo se, že směr chemické reakce a podmínky, za kterých je dosaženo rovnováhy, lze vypočítat pouze na základě prvních dvou zákonů termodynamiky a tepelných měření. Tyto výpočty byly omezovány, nicméně, neurčitý integrační konstanty J, který získá, když se integrací Gibbs-Helmholtzova rovnice, týkající se volná energie změna ΔF tepla, obsah, změna ΔH a změna entropie ΔS, ΔF = ΔH − TΔS.nernstovým velkým úspěchem bylo rozpoznat zvláštní chování ΔF a ΔH jako funkce změny teploty v blízkosti absolutní nuly. Z empirických dat, Nernstova předpokládal, že, jak se blíží absolutní nule, obě křivky F a H se stal asymptoticky dotýkající se navzájem—to znamená, že v blízkosti absolutní nuly, ΔF − ΔH → 0 (rozdíl se blíží k nule). Od této podobě Gibbs-Helmholtzova rovnice, to bylo pak možné vypočítat integrační konstantu na základě kalorimetrické měření provádí v laboratoři.
původně byla Nernstova věta o teplu striktně aplikována pouze na kondenzované fáze, jako jsou pevné látky. Nernst však pokračoval v extrapolování platnosti své věty na plynné systémy. Za tímto účelem se pustil do řady náročných a časově náročných experimentů při nízkých teplotách, kde by plynné látky mohly být považovány za kondenzované fáze. Mezi lety 1905 a 1914 navrhl Nernst a jeho mnoho studentů a spolupracovníků v Berlíně řadu důmyslných nástrojů, jako je vodíkový zkapalňovač, teploměry a kalorimetry. Ty byly použity pro stanovení specifických Tepel pro řadu látek. Ve studii zveřejněné v roce 1907, Albert Einstein ukázal, že nové teorie kvantové mechaniky, vyvinuté původně německý teoretický fyzik Max Planck v roce 1900, předpovídá, že v blízkosti absolutní nulové teploty, konkrétní ohřívá všechny pevné látky mají tendenci směrem k absolutní nule. Nernstova věta o teplu a jeho empirické výsledky tak posílily revoluční kvantovou teorii; naopak Nernst cítil, že Einsteinovo a Planckovo dílo potvrdilo jeho Wärmetheorem a zavedlo jej jako nový, třetí zákon termodynamiky, přestože jej nelze odvodit z ostatních dvou zákonů. Jako výsledek, Nernst se stal jedním z prvních upřímných příznivců Einsteina a kvantové mechaniky. Zejména, Nernstova byla nápomocna při organizování První Solvay Kongres ve Fyzice, která se konala v Bruselu v listopadu 1911, která byla zaměřena na důkladné hodnocení nové kvantové hypotézy skupinou předních Evropských fyziků.