Makroskopicky měřitelné veličiny jsou (časovým) průměrem projevu obrovského počtu událostí v souboru o obrovském počtu částic. Tento průměr lze vypočítat statisticky, ze znalosti pravděpodobností. Nejjednodušším modelem je soubor částic, v němž jsou mezičásticové interakce zanedbatelné. Jde o ideální plyn. Vlastnosti (např. energie) souboru neinteragujících částic jsou prostým součtem příspěvků jednotlivých molekul. Následující odstavce se týkají konstantního množství ideálního plynu (N částic) o konstantní celkové energii (E).