For en gass av relativistiske partikler kan man ikke med sikkerhet fastslå nøyaktig hvor mange partikler det inneholder. Slike og lignende system beskrives ved Landau fri energi . Den fremkommer ved en Legendre-transformasjon av den frie energien til Helmholtz hvor partikkeltallet erstattes med det kjemiske potensialet . Det gir = - slik at tettheten av denne frie energien er lik med det negative trykket i systemet. Den opptrer på et naturlig vis når man benytter det storkanoniske ensemblet i statistisk mekanikk for slike systemer.