I. Introduction
À la surface d'un milieu dense (liquide ou solide) ou à l'interface entre deux milieux denses, la matière n'est pas, localement, rigoureusement dans le même état. Ce nouvel état local est à une énergie légèrement supérieure. À la surface ou interface est donc associée une certaine énergie par unité de surface (exprimée en J/m2). Une autre façon d'exprimer la même chose consiste à dire qu'il existe, au voisinage de la surface ou interface, une certaine contrainte en tension dans le milieu ; c'est une force par unité de longueur, exprimée en N/m. On parle donc indifféremment d'énergie ou de tension.
On a l'habitude, pour l'interface entre deux milieux denses, de parler de tension interfaciale, d'énergie interfaciale ou d'énergie d'interface. Entre un milieu dense et un gaz, on parle souvent plutôt de tension superficielle, de tension de surface ou d'énergie de surface.
II. Définition de la tension superficielle
La tension superficielle, ou énergie d'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments), ou énergie de surface, est la tension qui existe à la surface de séparation de deux milieux.
La tension superficielle est une force existant au niveau de toute interface entre deux milieux différents. En effet, les molécules préférant être entourées par leurs congénères, le système tend à minimiser la surface de contact entre les deux milieux.
Ce phénomène explique par exemple la forme sphérique des bulles de savon, il s’agit de la surface minimale pour un volume de gaz donné.
Cet effet permet aux insectes de marcher sur l'eau et à un objet léger de se maintenir à la surface d'un liquide.
Un autre exemple : la forme bombée de la surface d’un verre un peu trop rempli. Sans cette force de tension superficielle, qui s’oppose à l’accroissement de la surface, l’eau déborderait…
Et un dernier avec cette goutte de rosée à la surface d’une feuille. Trois milieux sont en présence : l’eau, l’air et la feuille. Au lieu