Interfaces avec les solides
Les solides possèdent, au même titre que les fluides, une tension interfaciale[1], qui dépend en particulier de la nature du fluide avec qui il sont mis en contact. Cette tension interfaciale[1] n'est pas directement mesurable, mais se manifeste en particulier quand on considère la ligne de contact entre deux fluides et un solide :
Les tensions interfaciales solide-fluide \[{\sigma }_{\mathrm{ls}}\] et \[{\sigma }_{\mathrm{sg}}\] (respectivement liquide-solide et solide-gaz) sont naturellement dans le plan de l'interface, c'est-à-dire dans le plan de la surface du solide. Sur cette figure apparaissent 3 tensions interfaciales : liquide-gaz (\[{\sigma }_{\mathrm{lg}}\]), liquide-solide \[{\sigma }_{\mathrm{ls}}\] et solide-gaz \[{\sigma }_{\mathrm{sg}}\].
Selon Young, l'équilibre à l'interface implique (projection sur la surface du solide) :
\[\alpha \] est l'angle de contact liquide-solide ; il est déterminé par les valeurs relatives des tensions interfaciales, et est donc caractéristique du liquide, du solide (et dans une moindre mesure, du gaz) considérés.
Si l'angle \[\alpha \] est aigu, on dit que le liquide mouille le solide : le liquide a tendance à s'étaler sur la solide).
Si \[{\sigma }_{\mathrm{sg}}>{\sigma }_{\mathrm{lg}}+{\sigma }_{\mathrm{sl}}\], il n'y a pas d'angle de contact possible entre le liquide et le solide (\[\mathrm{cos}\alpha >1\]).
Si \[{\sigma }_{\mathrm{sl}}>{\sigma }_{\mathrm{lg}}+{\sigma }_{\mathrm{sg}}\], c'est le gaz qui couvre toute l'interface.
Cas d'un cristal
Un cristal est limité par un ensemble de faces. Chaque face \[i\] présente une tension interfaciale[1] \[{\sigma }_{i}\] avec la phase environnante. Cette différence provient du fait que les molécules présentes sur chaque face de cristal sont orientées différemment.
La forme d'équilibre du cristal dépend de facteurs purement thermodynamiques et répond à la condition d'enthalpie libre minimale à température, pression et volume constants :