【化学の部屋|ネルンスト】20世紀に活躍した世界の化学者XXⅣ

当時は、化学反応がどのようにして平衡状態に達するか、またその条件を決定することが、ネルンストの研究の重要な課題の一つでした

またギブズ-ヘルムホルツの式は、自由エネルギーの変化とエンタルピーの関係を示すもので、化学反応の平衡条件を決定するために必要な式でしたが、この式を積分する際に出てくる「積分定数」が未定であったため、計算を完全に行うことができませんでした

そこでネルンストは、物質の比熱（物質が熱を蓄える能力）が絶対零度（-273.15°C）に近づくにつれてどのように変化するかを研究し、比熱が絶対零度に近づくときの振る舞いを考慮し、ネルンストは積分定数がゼロになると仮定します

この仮定に基づいて「ネルンストの熱定理」へと発展させたのです

熱定理は、温度が絶対零度に近づくと、化学反応のエントロピー変化がゼロに近づくとしました

つまり、絶対零度ではエネルギーの散逸や無秩序さがほぼ無くなるとします

化学反応の自由エネルギーを計算する際、反応のエントロピー変化を無視できるため、自由エネルギーの変化がエンタルピーの変化にほぼ等しくなると、これにより低温での熱力学的性質を理解することが可能になりました

ネルンストの熱定理は後に熱力学第三法則として知られるようになります

これは、温度が絶対零度に近づくと、すべての物質のエントロピーが一定の極限値に近づくことを示しています

つまり、純粋な結晶状態の物質のエントロピーは絶対零度でゼロになると考えられ、すべての原子や分子が最も安定した状態にあり、ランダムな動きがなくなるため、系のエントロピーが最小限になり、系が最大限に秩序だっている状態を指します