Для Фермі-газу, що заповнює простір усередині сферичної порожнини довільного радіюса та за довільного, зокрема малого, числа частинок, у загальному вигляді обчислено термодинамічні характеристики, а саме: ентропію, енергію, термодинамічний потенціял, складові рівняння стану, тепломісткості та стисливості. Досліджено розмірні ефекти, пов’язані з дискретною структурою рівнів. На прикладі дво- та трирівневого моделів простежено послідовність заповнення рівнів зі зростанням температури та температурну залежність хемічного потенціялу. Показано, що за температур, за яких починається заповнення нового рівня, мають місце стрибки тепломісткости.