,
где
,
,
большой статистический интеграл (статистическая сумма).
Большое каноническое распределение описывает распределение вероятностей не только координат и импульсов, но и числа частиц. Оно справедливо, в частности, для химических реакций и фазовых превращений. Обозначим, по аналогии со свободной энергией:
.
Очевидно, что
, следовательно:
.
Непосредственным дифференцированием получаем:


(средние получены по общей формуле при помощи плотности распределения
).
).
Следовательно:
,
,
,
.
Этим соотношением можно удовлетворить положив:
,
где
– свободная энергия
частиц.
Так как
(см. термодинамику с переменным числом частиц), то







