[科普中国]-宏观动力学

冶金过程速率及机理的研究要求在化学反应动力学基础上，研究流体的流动特性、传质和传热的特点等对过程速率的影响，这部分内容又称为宏观动力学。

简介冶金热力学：研究冶金反应的方向、限度和进行的可能性。冶金动力学：研究冶金反应过程的速率和机理的学科分支。

冶金动力学包括：微观动力学和宏观动力学。

动力学是理论力学的分支学科，研究作用于物体的力与物体运动的关系。动力学的研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。原子和亚原子粒子的动力学研究属于量子力学，可以比拟光速的高速运动的研究则属于相对论力学。动力学是物理学和天文学的基础，也是许多工程学科的基础。许多数学上的进展常与解决动力学问题有关，所以数学家对动力学有浓厚的兴趣。

动力学的研究以牛顿运动定律为基础；牛顿运动定律的建立则以实验为依据。动力学是牛顿力学或经典力学的一部分，但自20世纪以来，动力学又常被人们理解为侧重于工程技术应用方面的一个力学分支。1

微观动力学与宏观动力学研究冶金动力学首先要了解化学反应动力学基础，如化学反应速率与浓度的关系、与温度的关系等。这些内容称为化学反应动力学或称为微观动力学。

另一方面，冶金过程速率还与传质速率有关，同时还受传热以及反应器的形状、尺寸等因素的影响。冶金过程速率及机理的研究要求在化学反应动力学基础上，研究流体的流动特性、传质和传热的特点等对过程速率的影响，这部分内容又称为宏观动力学。2

本征动力学与宏观动力学化学反应的动力学方程是反应速率与影响反应速率的各因素间的函数关系，这些因素包括反应物和生成物的浓度、温度、PH、抑制剂浓度等。

本征动力学是指排除传质、传热、传动等因素，化学反应本身固有的动力学，而宏观动力学则包含了传质、传热、传动等因素，是实际测到的动力学。

宏观动力学研究的反应类型均相反应：气相反应；液相反应。

多相反应：反应在两相界面上进行。3

动力学动力学的基本内容包括质点动力学、质点系动力学、刚体动力学，达朗伯原理等。以动力学为基础而发展出来的应用学科有天体力学、振动理论、运动稳定性理论、陀螺力学、外弹道学、变质量力学以及正在发展中的多刚体系统动力学等（见振动，运动稳定性，变质量体运动，多刚体系统）。

质点动力学有两类基本问题：一是已知质点的运动，求作用于质点上的力，二是已知作用于质点上的力，求质点的运动，求解第一类问题时只要对质点的运动方程取二阶导数，得到质点的加速度，代入牛顿第二定律，即可求得力；求解第二类问题时需要求解质点运动微分方程或求积分。所谓质点运动微分方程就是把运动第二定律写为包含质点的坐标对时间的导数的方程。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所