Щоб збільшити площу поверхні, необхідно виконати деякі роботи. Якщо G є вільною енергією Гіббса [14,26-27], частина цієї вільної енергії, необхідна для збільшення або зменшення площі поверхні A, позначається γ поверхневим натягом, визначеним як: (Рівняння 2) γ= ( ∂ G ∂ A ) T , P , n.
Поверхневий натяг — це збільшення вільної енергії Гіббса на збільшення площі поверхні при постійних T, P і A^. Термін PdVa зникає, оскільки ідеальний інтерфейс не має обсягу.
З точки зору енергії це означає, що збільшення площі поверхні збільшує енергію плівки. Робота сили F при переміщенні сторони на відстань Δx дорівнює W = FΔx; в той же час загальна площа плівки збільшується на ΔA = 2LΔx (фактор 2 тут, тому що рідина має дві сторони, дві поверхні).
Загальний принцип: Коли поверхневий надлишок компонента негативний, збільшення хімічного потенціалу цього компонента збільшує поверхневий натяг. Рівняння ізотерми Гіббса дає точне кількісне співвідношення для цих трендів.
Поверхневу вільну енергію можна розглядати як поверхневий натяг твердого тіла. Одиницею вільної енергії поверхні є мН/м, що еквівалентно динам/см. Поверхнева вільна енергія, або скорочено SFE, виникає внаслідок молекулярних взаємодій на межі повітря – тверде тіло. Поверхнева вільна енергія важлива в багатьох областях застосування.
Ця робота зберігається в одиниці площі поверхні як потенційна енергія. Цю потенційну енергію можна назвати поверхневою. Наведене вище співвідношення показує, що поверхневий натяг дорівнює поверхневій енергії на одиницю рідини. Це місце, де поверхневий натяг і поверхнева енергія створюють адгезію.