表面自由能
表面张力指的是存在于液体表面的能量，有时也被称为表面自由能。表面自由能的单位是 mN/m，相当于 dynes/cm。空气与固体之间的界面存在分子间的相互作用，这种相互作用所产生的能量就是表面自由能，也就是单个分子的能量。这种能量在许多应用中都非常重要。它决定了固体在接触液体时的行为。一个人体的生理特性，或者涂层在固体表面的扩散方式，都是由其表面自由能决定的。在各种涉及固体和液体相互作用的工艺中，表面自由能对于固体和液体之间的粘附性至关重要。表面张力和表面自由能在固体与液体的相互作用中起着关键作用。通常来说，任何能够包裹具有高表面自由能的固体的液体，都会很容易被该固体吸收。
表面张力的测量
用于表面张力测量的力张力计
该力张力计用于测量表面张力的大小。通过测量探针在液-气或液-液界面处所受的力，可以测定这些界面的性质。一个高灵敏度的天平被用来将探针连接到所需的液体界面。通过测量探针与液体表面相互作用时产生的力，可以计算出液体的表面张力。液体的表面张力及其所受的力受到多种因素的影响，包括探针的形状、大小以及接触角。探针的尺寸和形状可以方便地进行调整。铂金是制作探针的常用材料，因为它能确保探针与被研究的液体直接接触。典型的探针包括杜努依环（du Noüy ring）或威尔海米板（Wilhelmy plate）两种类型。当样品体积有限时，可以用金属棒代替威尔海米板进行测量。使用光学张力计测量的表面张力
表面张力可以通过光学张力计进行测量，测量方法可以是静态的也可以是半动态的。光学张力计由几个组件构成：一个相机、用于滴液分配的装置、用于放置样品的载物台，以及用于照射液滴的光源。从全自动系统到完全手动的仪器，光学张力计被广泛应用于各种领域。在极端条件下测量表面张力
大多数表面张力测量是在常温常压下进行的，但在某些情况下，需要控制温度和压力。温度可以通过光学式或力式表面张力计来控制；使用力式表面张力计时，可以通过加热或冷却的测量杯来实现温度调节。所观察到的温度范围是-20°C到200°C。使用光学张力计进行测量，该仪器可以测量置于冷却或加热状态比色皿中的液体。测量结果是根据气泡上升法（Rising Bubble Method）得出的。
光学张力计在测量高压下的表面张力方面表现良好。这在需要高温和高压的应用中尤为重要，例如用于评估水库条件下的现象（如提高石油采收率）。当水溶液被加热到100°C以上时，控制压力也是必要的，以防止气泡的形成。
表面张力的测量标准
对于表面张力的测量，有多种标准可供选择。其中一种测量表面张力的标准是悬滴法（pendant drop method）；然而，大多数标准实际上使用的是力式张力计（force tensiometers），这些张力计采用杜努依环（du Noüy rings）或威尔海米板（Wilhelmy plates）作为测量元件。界面张力的测量
液体或固体在两种不相容的相之间（例如液-液、气-固、固-液或液-固）会产生界面张力。对于气-液界面，使用“表面张力”这一术语；而对于气-固界面，则使用“表面自由能”这一概念。在光学张力计中，界面张力的值是通过静态和半动态方法进行测量的。除了摄像头、用于滴液分配的装置、样品台以及用于照亮样品台上液滴的光源外，光学张力计还配备了照明系统。这类仪器的范围从完全手动的设备到全自动的设备都有。
界面张力的测量方法是将一滴液体滴在针尖上，然后观察是否有足够的液体能够使这两种不相溶的液体分离（即形成两个独立的液层）。
当使用空气包围针尖时，我们通过将针尖浸入除空气以外的其他物质中来测量界面张力。为了测量界面张力，通常会将液滴置于针尖上方，而不是让它自由悬挂，这样液滴会向上移动。由于在选择测量方法时需要考虑液体的密度和透明度这两个因素，因此我们必须同时考虑这两个因素。大多数情况下，测量是在水基或油基液体上进行的，其中油的透明度通常较低。