Convezione di Marangoni (termocapillare/solutocapillare)
| Cos'è | Flusso di un liquido lungo la superficie, dalle zone a tensione superficiale più bassa a quelle a tensione più alta [iss.jaxa.jp] |
|---|---|
| Causa | Differenze di temperatura o di concentrazione (per esempio alcol) lungo la superficie [iss.jaxa.jp] |
| Esempio più noto | Le lacrime (o archetti) del vino sulla parete del calice [nature.com] |
| Tensione superficiale dell'acqua | circa 72 mN/m a 25 °C [pubchem.ncbi.nlm.nih.gov] |
| Tensione superficiale dell'etanolo | circa 22 mN/m a 25 °C [pubchem.ncbi.nlm.nih.gov] |
| Spessore del velo di vino | circa 30 µm, su un'altezza di circa 10 mm [nature.com] |
| Prima spiegazione | James Thomson, 1855 (Philosophical Magazine) [physicsworld.com] |
| Da chi prende il nome | Carlo Marangoni (Pavia 1840 - Firenze 1925), fisico [treccani.it] |
| Pubblicazione di Marangoni | 1871, Annalen der Physik [nature.com] |
| Dove conta in tecnologia | Crescita dei cristalli di silicio, tubi di calore dei computer [iss.jaxa.jp] |
| Come vederlo dall'Italia | Roteare un bicchiere di grappa o passito e lasciarlo fermo: il velo sale e ricade in gocce [physicalsciences.ucla.edu] |
L’effetto Marangoni è il movimento di un liquido lungo la sua superficie, spinto da una differenza di tensione superficiale: il liquido scorre dalle zone dove la superficie è meno tesa verso quelle dove è più tesa. Porta il nome del fisico pavese Carlo Marangoni ed è il motivo per cui il vino forma le lacrime nel bicchiere.
Cos’è l’effetto Marangoni?
La tensione superficiale cambia con la temperatura e con la composizione del liquido. Quando due punti della stessa superficie hanno tensioni diverse, quello più teso “tira” il liquido verso di sé e trascina anche lo strato sottostante. Secondo l’agenzia spaziale giapponese JAXA, la corrente va sempre verso la zona a tensione superficiale più alta e mette in moto il liquido sotto la superficie.
Quando la differenza nasce dalla temperatura si parla di convezione termocapillare; quando nasce dalla concentrazione di una sostanza disciolta, come l’alcol nel vino, si parla di effetto solutocapillare.
Perché il vino fa le lacrime?
Nel velo di vino che resta sulla parete del calice l’alcol evapora più in fretta dell’acqua. Il velo diventa più acquoso, quindi più teso, e richiama verso l’alto il vino più alcolico del bicchiere. A 25 °C l’acqua ha una tensione superficiale di circa 72 mN/m, l’etanolo di circa 22 mN/m (PubChem): è questo divario a far funzionare la pompa.
Il liquido si accumula in un cordone in cima al velo e ricade in gocce. Uno studio su Scientific Reports (2015) ha misurato che anche il raffreddamento per evaporazione contribuisce in modo significativo al flusso, non solo la differenza di composizione. Un gruppo UCLA ha descritto la rottura del velo in gocce con onde d’urto “sottocompressive” (Physical Review Fluids, 2020).
Chi lo ha scoperto?
Il primo a spiegare il meccanismo fu il fisico irlandese James Thomson, fratello maggiore di Lord Kelvin, in un articolo del 1855 secondo Physics World. Carlo Marangoni, nato a Pavia nel 1840 e morto a Firenze nel 1925 (Treccani), studiò lo stesso fenomeno partendo dall’espansione delle gocce di un liquido sulla superficie di un altro.
Il suo lavoro uscì nel 1871 negli Annalen der Physik, circa quindici anni dopo Thomson, e il nome rimase a lui. Marangoni lavorò all’Osservatorio meteorologico di Firenze e poi insegnò fisica in un liceo della città.
Dove si osserva, oltre al bicchiere?
La stessa forza agisce nella produzione di cristalli di silicio e nei tubi di calore che raffreddano i computer. JAXA la studia a bordo del modulo Kibo della Stazione spaziale perché in assenza di peso non viene coperta dalla convezione dovuta alla gravità.
Per vederla a casa basta un bicchierino di grappa o di passito: dopo averlo fatto roteare, il velo sale e si forma la coroncina da cui partono le gocce. Più alcol c’è, più il fenomeno è vistoso.
Cosa non è vero
“Più lacrime vuol dire vino migliore”. Falso: come spiega la matematica Andrea Bertozzi (UCLA), le lacrime dipendono dall’alcol contenuto nel vino, non dalla sua qualità.
“Le lacrime del vino le ha scoperte Marangoni”. Non è così: il primo a descriverne correttamente il meccanismo fu James Thomson nel 1855 (Physics World). A Marangoni è rimasto il nome dell’effetto, che studiò in modo più generale.
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Fonti
- JAXA, Marangoni Experiment (Kibo, ISS)
- Venerus e Nieto Simavilla, Tears of wine: new insights on an old phenomenon, Scientific Reports 5, 16162 (2015)
- Dukler, Ji, Falcon, Bertozzi, Theory for undercompressive shocks in tears of wine, Physical Review Fluids 5, 034002 (2020)
- Treccani, Dizionario delle Scienze Fisiche: Marangoni, Carlo Giuseppe Matteo
- Physics World, As my wine glass gently weeps
- PubChem (NIH), Ethanol: Surface Tension
Ultimo aggiornamento: 28 Settembre 2026 · scheda fenomeno curata dalla redazione con l'aiuto dell'intelligenza artificiale, sotto la responsabilità editoriale di Andrea Bertolotti.