Storkanonisk ensemble

Det storkanoniske ensemblet i fysikken er et statistisk ensemble som beskriver et åpent system som kan utveksle både energi og partikler med omgivelsene. Den storkanoniske partisjonsfunksjonen er

${\displaystyle \Xi (T,V,\mu )=\sum _{k}\exp(-(E_{k}-\mu )/k_{\text{B}}T)\,}$

hvor V er volum, T er temperatur, k_B er Boltzmanns konstant og ${\displaystyle \mu }$ er kjemisk potensial. Verdien av det kjemiske potensial bestemmes ved en likevektbetingelse. Den tilhørende frie energien er Gibbs frie energi, gitt ved

${\displaystyle G(T,P)=-k_{\text{B}}T\ln \Xi \,}$

Gibbs frie energi er også gitt som

${\displaystyle G=E-TS+PV\,}$

Sammen med termodynamiske relasjoner kan man utlede alle termodynamiske størrelser.

Uttrykket for Gibbs frie energi vil variere med systemet og vil f.eks. få tilleggsbidrag i et magnetiske felt eller roterende system.

Se også

• Mikrokanonisk ensemble
• Kanonisk ensemble