Diện tích mặt ngoài của chất lỏng có khuynh hướng tự co lại, vì vậy về một phương diện nào đấy, mặt ngoài chất lỏng giống như một màng cao su bị căng. Để giữ nguyên tình trạng mặt ngoài của chất lỏng, ta phải tác dụng lên chu vi của mặt ngoài các lực vuông góc với đường chu vi và tiếp tuyến với mặt ngoài . Lực đó gọi là sức căng mặt ngoài.
Để tính giá trị sức căng mặt ngoài ta dùng thí nghiệm sau:
+ Lấy một khung dây thép có cạnh MN dài bằng l có thể linh động được.
+ Nhúng khung vào nước xà phòng và lấy ra, ta được một màng xà phòng mỏng. Để màng khỏi co lại, cần phải tác dụng lên MN một lực Fđúng bằng sức căng mặt ngoài. Dịch chuyển cạnh MN một đoạn x , diện tích mặt ngoài tăng lên một lượng là:
x l S 2..
Có thừa số 2 trong vế phải là vì màng xà phòng có hai mặt ngoài ở hai phía. Công thực hiện bởi lực F trong dịch chuyển x là:
x F A
.
Công này dùng để làm tăng diện tích mặt ngoài lên S, tức là đã làm tăng năng lượng mặt ngoài lên một lượng E .
Ta có: EA.S
Thay giá trị của A và S vào công thức trên ta được :
l
F .2 (với 2l là chiều dài của đường chu vi)
Trong trường hợp tổng quát , sức căng có thể thay đổi được dọc theo đường chu vi, lúc đó xét một đoạn l đủ nhỏ của chu vi ta vẫn áp dụng được công thức trên và có thể viết:
l F.
(3.13)
(với F là sức căng tác dụng lên đoạn l)
Nếu lbằng 1 đơn vị dài thì : F, vì vậy có thể định nghĩa như sau: Hệ số sức căng mặt ngoài là một đại lượng vật lý về trị số bằng sức căng tác dụng lên một đơn vị của đường chu vi mặt ngoài. Trong hệ SI, đo bằng đơn vị N/m.