高校化学の教材；分子と結晶模型の「ベンゼン屋」

気体の物性について高校「化学」ではボイル・シャルルの法則を学びます。
P(圧力)、V(体積)、T(絶対温度)の３つの変数により気体は変化します。
下の図は、Excelを使って描いた３次元のグラフですが、視点を変えることでボイルの法則やシャルルの法則が現れることを説明したかった。しかし、伝わりにく気がします。

そこで、手に取ってグリグル回しながら観ることのできる３Dグラフの模型を作りました。


付せんで見る方向のメモをはり、教室で生徒は順に回覧します。この間、他の生徒は授業と問題演習をしています。
写真の左下(矢印の方向)から観るとボイルの法則の反比例のグラフが並びます。黒の曲線です。
この時T軸は見えません。


奥に行くほどPV(圧力X体積)値が高くなり、曲線は上の方に行きますが、これはT(温度)が大きくなるためです。

さらに別の方向から見ると、シャルルの法則になります。下の写真の黄色い糸です。


写真では（ちょっと見にくい）黄色い直線がV(体積：縦軸)とT(絶対温度：横軸)が比例していること表しています。P(圧力：手前から奥へ)軸は見えません。
しかも、奥へ行くほど(P圧力が小さくなるほど)傾きが大きくなる様子もわかります。

生徒は一人一人じっくりと眺めてくれました。３次元のグラフを理解するのはたいへんでしょう。
「オオゥ！」響いてくれる生徒が一人でもいれば、作って回覧したかいが有ります。
ほとんど自己満足なんですけど…

これは、以前に作ったものですが、かなり大変でした。
アクリル板をカットしてボイルの曲線を出すのが最も大変でした。
立方体は結晶模型と同じように作り、方眼をカッターナイフで傷つけて描きます。
あとは1mmのドリルで穴を開け、色糸を通して止めていきます。これはコツコツとやるしかない。