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       用力學(xué)方法來討論表面張力在以往文獻(xiàn)中有許多介紹。屬經(jīng)典討論表面張力方法之一。以往用力學(xué)方法討論表面張力多數(shù)只是引出表面張力在力學(xué)概念方面的定義，而很少涉及到分子間相互作用。

       大多數(shù)表面化學(xué)專著介紹的是皂膜法。此法十分簡單，可用金屬彎曲成圖1－3－5那樣ABCD小框，BC邊是活動的。取肥皂液使其在ABCD框內(nèi)形成液膜。這時，為了使體系得到平衡，必須對活動邊BC施加一適當(dāng)?shù)牧，設(shè)施加F力后BC邊框移動到B'C'位置，即施加力F可能做功為：W＝F×BB'

       但是施加F力后活動邊并不移動，保持著靜止?fàn)顟B(tài)，因此可以推測在活動邊BC處必定同時存在著一個和F力大小相等，而作用方向相反的力，這個力就是表面張力σ。故而上式可以成為W＝F×BB'＝2×h×BB'×σ，即，F(xiàn)＝2×h×σ          [1－3－28]
       亦就是說，當(dāng)討論液體一定時，在一定狀態(tài)下處于平衡的作用力F值應(yīng)與活動邊BC邊長h成正比，其比例系數(shù)即為該物質(zhì)的表面張力。式中乘2是因為框內(nèi)液膜有二面。
       由此，表面張力被定義為垂直通過液體表面上單位長度，沿著與液面相切的方向收縮液面的力。
       而實際上在對表面施加機(jī)械力F拉伸表面時機(jī)械力F克服的應(yīng)是表面區(qū)內(nèi)分子間相互作用。為此我們以與上述類似的方法再來以力學(xué)方法討論表面張力。

       這種方法的示意圖列示于圖1－3－6中。用一個半框形白金絲浸于一液體中，然后對此白金絲施加一個垂直向上拉力F，然后將此白金絲拉出并高于液面h的高度時，外力做功為：W'＝F×h

       與此同時，液體的表面面積增加，從而使系統(tǒng)增加表面能，這一表面能應(yīng)與外力所做功相等，即：F×h＝2lh×σ
       系數(shù)2是因為所增加的實際面積是lh的兩倍。由上式可得：σ＝F/2l
       上式即為表面張力的傳統(tǒng)的表示式[1－3－28]，其物理意義是表面張力為作用在金屬線的單位長度上的液體表面的收縮力。
       需要指出的是在液體表面區(qū)內(nèi)作用有環(huán)境外壓力和分子內(nèi)壓力，當(dāng)液體表面面積增加時，這些壓力應(yīng)完成膨脹功，環(huán)境外壓力對拉起的液膜整體均有作用，因為環(huán)境外壓力作用于拉起的液膜兩邊，正好彼此作用的方向相反，故而環(huán)境外壓力對液膜體積變化的膨脹功并無貢獻(xiàn)。而新增液膜兩邊均有表面區(qū)，兩邊表面區(qū)內(nèi)均形成分子內(nèi)壓力，這兩邊表面區(qū)內(nèi)的分子內(nèi)壓力雖然作用方向正好相反，但兩邊表面區(qū)之間存在有相內(nèi)區(qū)，相內(nèi)區(qū)內(nèi)分子內(nèi)壓力為零，故而拉起來的液膜兩邊表面區(qū)內(nèi)的分子內(nèi)壓力不能相互抵消，換句話說，表面區(qū)內(nèi)的分子內(nèi)壓力只作用于其所在的表面區(qū)內(nèi)部。這樣兩邊表面區(qū)內(nèi)分子內(nèi)壓力所做的膨脹功的數(shù)值為：

W''＝P_in×2lh△f

       △f為承受內(nèi)壓力后界面層厚度之變化。因為W'＝W''，故得與式[1－3－24]一樣結(jié)果：

即：             σ＝P_in×△f          [1－3－24]