吕广宏，李宇浩，张雪松，金 硕，周 苗，程 龙

(北京航空航天大学 物理学院，北京 100191)

热力学与统计物理是高等学校物理专业本科生的一门核心课程，目标旨在研究热运动规律以及与热运动相关的物性和宏观物质系统演化行为[1,2].相较于物理专业的其它核心课程，如理论力学、电动力学和量子力学等，热力学统计物理的研究对象为近乎于无穷多个粒子(～1023)所组成的系统.这就导致热力学统计物理的课程学习不能仅仅依赖数学公式的推导和简单的物理直觉，必须在理解其物理本质的基础上，建立完备的知识体系，并采用适当的数学方法近似求解.其中，化学势作为热力学与统计物理课程中一个重要而又抽象的物理概念，不同于传统的能量和温度，往往难以直接理解其物理含义[3].因此，在课程中如何通过引入实际相关算例，加深对化学势概念和物理本质的理解，这对于热力学统计物理的学习是十分必要且有益的.

算例引入：在未来核聚变反应堆中，钨(W)基面对等离子体材料会受到低能、大束流的氢(H)同位素等离子体辐照[4].在长时间辐照后，H同位素在W表面的吸附和脱附将达到动态平衡，此时表面H同位素的浓度即为平衡浓度.那么如何求解不同条件(温度、压强)下H在W表面的平衡浓度？这一算例源于聚变材料领域的实际问题，但并不要求很高的理论物理基础和专业背景，可以仅从基本的热力学统计物理概念出发，按照预先设计的……