tredje lagen om termodynamik
1905 utsågs Nernst till professor och chef för andra kemiska institutet vid universitetet i Berlin och en permanent medlem av den Preussiska vetenskapsakademin. Nästa år tillkännagav han sin värmesats, eller tredje termodynamikens lag. Enkelt uttryckt postulerar lagen att entropin (energi som inte är tillgänglig för att utföra arbete och ett mått på molekylär störning) i något slutet system tenderar att noll när dess temperatur närmar sig absolut noll (-273.15 kg C eller -459,67 kg f). I praktiken innebär denna sats omöjligheten att uppnå absolut noll, eftersom när ett system närmar sig absolut noll blir den ytterligare utvinningen av energi från det systemet allt svårare. Modern vetenskap har uppnått temperaturer mindre än en miljarddels grad över absolut noll, men absolut noll själv kan aldrig nås.beräkningen av kemiska jämvikter från termiska mätningar (såsom reaktionsvärme, specifika värmer och deras termiska koefficienter) hade varit ett svårfångat mål för många av Nernsts föregångare. Man hade hoppats att riktningen för en kemisk reaktion och de förhållanden under vilka jämvikt uppnås kunde beräknas endast på grundval av de två första lagarna för termodynamik och termiska mätningar. Dessa beräkningar hade varit svårt, dock, av obestämd integration konstant J, som erhålls genom att integrera Gibbs-Helmholtz ekvation som rör den fria energin ändra ΔF att värmen innehåll ändra ΔH och entropi ändra ΔS, ΔF = ΔH − TΔS.
Nernsts stora prestation var att känna igen det speciella beteendet hos UBICF och UBICH som funktioner för temperaturförändringen i närheten av absolut noll. Från de empiriska uppgifterna antog Nernst att, när de närmar sig absolut noll, blir de två kurvorna F och H asymptotiskt tangent till varandra—det vill säga i närheten av absolut noll, UBICF − UBICH 0 (skillnaden närmar sig noll). Från denna form av Gibbs-Helmholtz-ekvationen var det då möjligt att beräkna integrationskonstanten på grundval av kalorimetriska mätningar utförda i laboratoriet.
ursprungligen tillämpades Nernsts värmesats strikt endast på kondenserade faser, såsom fasta ämnen. Nernst fortsatte emellertid att extrapolera giltigheten av sin sats till gasformiga system. För detta ändamål inledde han en serie svåra och tidskrävande experiment vid låga temperaturer, där gasformiga ämnen kunde anses vara i en kondenserad fas. Mellan 1905 och 1914 designade Nernst och hans många studenter och medarbetare i Berlin ett antal geniala instrument, såsom en väteförtunnare, termometrar och kalorimetrar. Dessa användes för bestämning av specifika värmer för en serie ämnen. I ett papper som publicerades 1907 hade Albert Einstein visat att den nya teorin om kvantmekanik, som ursprungligen utvecklades av den tyska teoretiska fysikern Max Planck 1900, förutspår att i närheten av absolut nolltemperatur tenderar de specifika heaten för alla fasta ämnen mot absolut noll. Således förstärkte Nernsts värmesats och hans empiriska resultat den revolutionära kvantteorin; omvänt ansåg Nernst att Einsteins och Plancks arbete bekräftade hans W Bidrmetheorem och etablerade det, tänkbart, som en ny, tredje termodynamiklag, trots att det inte kunde härledas från de andra två lagarna. Som ett resultat blev Nernst en av de tidigaste helhjärtade anhängarna av Einstein och kvantmekanik. I synnerhet var Nernst medverkande i att organisera den första Solvay – kongressen i fysik, som hölls i Bryssel i November 1911, som ägnades åt en grundlig utvärdering av den nya kvanthypotesen av en grupp ledande europeiska fysiker.