吹奏楽のちょっと難しい話

第1回 なんで水がたまるの?

1. はい、水抜いてくださ〜い

水抜き

管楽器を演奏していると管の内側に水滴がつきます。金管楽器ではそれがたまってしまうので時どき外に捨てることになります。もちろん木管楽器でもたまれば捨てるしたまる前にスワブなどで拭きとります。これは”水”です。つばじゃありません。

2. どこから来るのか

人の吐く息の内容は下図のようなものです。

呼気の割合 窒素が約78%、酸素が約16%、二酸化炭素が約4%、その他が約2%です。その他の2%の中には水蒸気が含まれています。

3. 水の正体は水蒸気

この水蒸気が管にたまる水の正体です。寒い日に息を吐くと白く見えますね。これは吐く息に水蒸気が含まれていて冷たい外気に触れると小さな水の粒になって目に見えるようになるからです。水蒸気はあたたかい体の中では気体の状態ですが冷たい管に触れると水になります。

水の三態

4. 水はどのくらいたまる?

どのくらい?

吐く息の中にどのくらい水蒸気が含まれているかがわかればあなたの楽器の中にたまる水の量がだいたいわかります。そんなこと知ってどうすんのかはさておき…。

たまる水の量を知るためにまずは吐く息の中にどれくらい水蒸気が含まれているかを考えてみましょう。吐く息は肺の中と同じものです。なので肺の中の水蒸気量がわかればいいわけです。

5. 肺の中の水

肺の中の水蒸気量は肺の中の飽和水蒸気量とほぼ同じです。飽和水蒸気量とは水が空気中で水蒸気という気体の状態でいられる限界の量です。空気中の水蒸気量が多くなって飽和水蒸気量を超えると水蒸気は液体の水になってしまいます。肺の中の水蒸気が水になってしまったら溺れちゃうので体のしくみとして飽和水蒸気量を超えることはありません(はず)。

6. ちょっと計算…

a(T)=(217×e(T))/(T+273.15) 飽和水蒸気量を求める公式はa(T)=(217×e(T))/(T+273.15)です。ちなみにa(T)は飽和水蒸気量(g/m³、グラム毎立方メートル)、e(T)は飽和水蒸気圧(hPa、ヘクトパスカル)、Tは温度(°C、摂氏)です。ここで飽和水蒸気圧を求める必要があるのでまずそれを求めます。

e(T)=6.1078×10(7.5T/(T+237.3))

飽和水蒸気圧を求める公式はe(T)=6.1078×10(7.5T/(T+237.3))です。温度は体温です。体の奥の深部体温でだいたい37°Cぐらいです(体温計で測るよりもちょっと高いんです)。それを当てはめて計算すると…肺の中の飽和水蒸気圧は約61.79hPaとなります。

これをさらに飽和水蒸気量の公式に当てはめると…飽和水蒸気量は44.67g/m³です。

7. 水蒸気の量はこのくらい

一円玉の1/10

44.67g/m³とは1m³(立方メートル)に44.67gの水蒸気があるということです。1m³は1000L(リットル)なので1000Lのうちにに44.67g、1Lで0.04467g、肺活量が3000mL(3L)だとすると肺の中はだいたい0.134gが水蒸気です。これは一円玉の1/10ほどです。もし3Lのブレスを楽器の中に吹き込んだのなら0.134gの水蒸気が管の中を通るということです。

どのくらいの水があなたの楽器にたまるかわかりましたか?たくさん練習している人ほどたくさん水がたまるのです!慣れてくるとどのタイミングで水がたまるかわかるかも!?

8. 実際は…

ブレスの中の水蒸気が全て水になるわけではありません。ベルやトーンホールから空気と一緒に逃げてしまいます。また管があたたまると水になる量は減ります。逆に管が冷えると水になる量も増えます。なので夏よりも冬の方がたまりやすいです。自分の水が計算通りの量でないからといって病気?とか心配しなくていいです(と思います)。

9. 警告します

これまでのお話から管楽器の中から出てくる水はほぼ蒸留水といえます。しかし絶対飲まないように!なぜなら水がウォーターキーやトーンホールから流れ出てくるまでに色々なものが混ざってしまうからです。飲むとオイルやグリス、汚れ、サビ、ホコリなど食べてはいけないものも一緒に 飲むことになってしまいます。

10. 夏は特に注意!

脱水症状に注意練習中は脱水症状にならないようにこまめに水分補給をしましょう。運動をしていなくても水分は失われます。エアコンのない部屋や屋外での演奏では特に注意しましょう。

11. つばとか言わないで

唾液は1日に1L程度分泌されます。ほとんどが食事中に出るので管楽器の演奏中にブレスに混じる量はごくわずかです。唾液は水だけでなく消化を助ける酵素が含まれているので水蒸気より重く(水蒸気は気体ですから!)あまり遠くに行きません。

ピッコロなど短い楽器はともかく、トランペットぐらいの長さがあればベルからつばが出てくることはありません。唾液が届くのはせいぜいマウスピースの少し先ぐらいまででマウスパイプより先にはほとんど届かないのです。そもそもよだれを垂らしながら演奏しているわけじゃないですよね。

参考


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