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巨正则系综（grand canonical ensemble）是正则系综的推广。是统计力学系综的一种。每个系综内的体系不仅可以和其他体系交换能量，也可以交换粒子，但系综内各体系的能量总和以及粒子数总和都是固定的。当然系综内的体系总数也是固定不变的。而且各体系的体积是保持在一个固定值上。这个系综对应于具有恒定温度和化学势的体系。
巨正则系综由两个参数决定， （ 是波尔兹曼常数， 是温度）和逸速度 （或等价地，化学势 ）。其中 决定能量交换；逸速度决定粒子交换。其配分函数为：
配分函数的对数可以和压强 联系起来。
平均粒子数和能量分别为：
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