Из-за нескомпенсированности сил межмолекулярного взаимодействия со стороны воздуха энергия у молекул поверхностного слоя выше, чем у молекул в объеме фазы

Суммарный избыток энергии молекул поверхности —свободная поверхностная энергия Гиббса G_s.

Общая энергия системы G — сумма поверхностной энергии Гиббса G_s и энергии Гиббса объемной фазы G v:

G = G_s + G v

Пусть имеется гомогенная фаза с площадью поверхности А, тогда:

G_s = A h^σ – TAs^σ,

где h^σ и s^σ — энтальпия и энтропия единицы поверхности, а Ah^σ и As^σ — энтальпия (H_s) и энтропия (S_s) поверхности.

Общая энергия Гиббса системы:

G = H v – TS v + H_s – TS_s,

где H_s и S_s — избыточные значения термодинамических величин, обусловленные наличием поверхностных слоев.

Поверхностная энтальпия H_s = G_s + TS_s. Если энтропийный фактор незначителен, то H_s = G_s.