Napięcie powierzchniowe to zjawisko fizyczne występujące na styku powierzchni cieczy z ciałem stałym, gazowym, lub inną cieczą. Polega na powstawaniu dodatkowych sił działających na powierzchnię cieczy w sposób kurczący ją (przyciągający do wnętrza cieczy). Zjawisko to ma swoje źródło w siłach przyciągania pomiędzy molekułami cieczy. Występuje ono także zawsze na granicy faz termodynamicznych.
Efektem napięcia powierzchniowego jest np. utrudnione zanurzanie w cieczy ciał nie podatnych na zwilżanie tą cieczą (znika ono w momencie całkowitego zanurzenia takiego ciała). Innym zjawiskiem związanym z napięciem powierzchniowym jest podnoszenie się (np. woda) lub opadanie (np. rtęć) cieczy w wąskich rurkach, tzw. kapilarach - zjawisko to należy do zjawisk kapilarnych.
Wysokie napięcie powierzchniowe na granicy faz A i B oznacza, że siły spójności (kohezji) wewnątrz faz A-A i B-B są większe niż siły przylegania (adhezji) na granicy faz A-B.
Substancjami zmniejszającymi napięcie powierzchniowe są tzw. surfaktanty czyli związki powierzchniowo czynne np. emulgatory oraz mydła i detergenty. Podobne do siebie charakterem ciecze z reguły mieszają się (reguła "podobne w podobnym"), natomiast nie chcą się mieszać ciecze polarne z niepolarnymi (zobacz mieszalność cieczy). Surfaktantami są najczęściej cząsteczki posiadające polarną głowę (np. spolaryzowane grupy funkcyjne ulegajace w roztworze jonizacji) oraz apolarny (niepolarny) ogon (np. łańcuch alifatyczny). Ich działanie najczęściej polega na adsorpcji cząsteczek na granicy 2 faz w ten sposób, że część polarna jest skierowana do fazy bardziej polarnej co umożliwia utworzenie emulsji (roztworu koloidalnego).
Przykładem emulsji może być majonez - połączenie oleju i wody jest możliwie dzięki emulgatorowi - lecytynie pochodzącej z żółtka jaja kurzego. Wykorzystanie mydła i detergentów to przykład tzw. solubilizacji, gdzie cząsteczki surfaktantu otaczają niepolarną cząstkę "brudu" adsorbując się na niej niepolarnymi ogonami a pozostawiając polarne głowy w kontakcie z polarną fazą wodną (polarny "brud" rozpuszcza się w wodzie).
zwilżanie, rozpływanie się cieczy na powierzchni ciała stałego; zachodzi wówczas, gdy oddziaływanie między cząst. ciała stałego i cieczy jest większe od siły napięcia powierzchniowego cieczy.
Menisk jest to powierzchnia rozdzielająca od siebie dwie fazy płynne - gaz i ciecz lub dwie, niemieszające się z sobą. ciecze. Menisk przybiera kształt płaskiej powierzchni, wycinka sfery lub hiperboloidy, lub też w szczególnych przypadkach kombinacji wycinka sfery i hiperboloidy.
Kształt menisku i kierunek jego wpukłości zależy od:
· w przypadku dwóch cieczy: wypadkowej energii powierzchniowej obu stykających się faz
· w przypadku układu - ciecz-gaz od wypadkowej energii powierzchniowej ścianek naczynia i sumarycznego napięcia powierzchniowego lustra cieczy. To ostatnie, oprócz własności samej cieczy jest też zależy od rozmiarów lustra cieczy, który wynika z przekroju naczynia.
Dla układu gaz/ciecz w rurce z materiału trudno zwilżalnego przez tą ciecz (np. rtęć w rurce szklanej) ciecz tworzy menisk wypukły. Jeżeli ciecz odpowiednio dobrze zwilża materiał rurki (np. etanol w rurce szklanej) tworzy sie menisk wklęsły. W ostatnim przypadki, przy bardzo wąskim przekroju rurki (różnym dla każdego układu ciecz-materiał ścianek) pojawia się efekt kapilarny, polegający na tendencji do pełznięcia cieczy po ściankach, która jest na tyle silna, że przezwycięża grawitację
misiek.b