Tensione superficiale o Energia superficiale

Una molecola interna alla massa del liquido, circondata da ogni parte da altre molecole che la attraggono, è ugualmente sollecitata in tutte le direzioni e la risultante delle sollecitazioni è statisticamente nulla.

Per le molecole che costituiscono lo strato superficiale di un liquido, invece, le sollecitazioni non sono ugualmente distribuite in tutte le direzioni perché nella fase gassosa il numero di molecole presenti nell’unità di volume è assai minore che nella fase liquida; ciò fa sì che le sollecitazioni che agiscono su ciascuna molecola presente in superficie abbiano risultante non nulla, diretta verso l’interno del liquido. 
Di conseguenza la superficie di un liquido tende a contrarsi, ed ogni quantità di liquido tende a ridurre al minimo la sua superficie (sfericità delle gocce).

Per aumentare la superficie di un liquido è necessario quindi compiere un lavoro per portare in superficie molecole interne; si definisce energia superficiale di un liquido il lavoro ( espresso in erg • cm^-2 ) necessario per aumentare di 1 cm² la superficie del liquido considerato.

La tendenza di un liquido a ridurre al minimo la sua superficie è quindi una espressione della costante tendenza di tutti i sistemi materiali ad assumere lo stato con più basso contenuto di energia.

Usualmente l’energia superficiale viene indicata col nome, meno proprio, di tensione superficiale, in riferimento al fatto che la superficie di un liquido è costantemente sottoposta, come si è detto, ad una tensione verso l’interno. 
La tensione superficiale può essere definita anche come la forza con cui un liquido si oppone ad un aumento della sua area superficiale. 

Se la superficie di un liquido invece di essere a contatto con un gas è a contatto con un altro liquido col quale non sia miscibile (ad es. acqua su cui è stratificato olio), non cambia concettualmente nulla di quanto si è detto perché resta fermo il fatto che le molecole all’interfase sono soggette ad interazioni diverse da parte delle due diverse fasi; in questo caso si parla di tensione interfacciale.

All’aumentare della temperatura diminuisce il valore della energia superficiale, che si annulla alla temperatura critica. 

I tensioattivi ( o surfattanti ) sono sostanze che attraverso la loro forma particolare della molecola hanno il potere di ridurre la tensione interfacciale , agevolando la formazione di piccole goccioline di fase dispersa.