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Origin 8.0软件在物理化学实验中的应用余丽丽;范涛;杨莉宁;姚琳;杨黎燕;李立【摘要】以纯液体饱和蒸气压的测定和硝酸钾溶解热的测定两个物理化学实验的数据分析为例,介绍Origin 8.0软件在物理化学实验教学中的应用.Origin 8.0软件在液体饱和蒸气压的测定数据后处理过程中体现出简便的数据计算、线性拟合和图像处理功能;而在硝酸钾溶解热实验的数据处理过程则很好地体现了丰富的曲线拟合功能,得到了两个合适的拟合方程——ExpDec2和Log3P1,方便了数据的进一步演算.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2016(044)006【总页数】3页(P136-138)【关键词】物理化学实验;Origin8.0软件;数据处理【作者】余丽丽;范涛;杨莉宁;姚琳;杨黎燕;李立【作者单位】西安医学院药学院, 陕西西安 710021;西安医学院药学院, 陕西西安710021;西安医学院药学院, 陕西西安 710021;西安医学院药学院, 陕西西安710021;西安医学院药学院, 陕西西安 710021;西安医学院药学院, 陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】O646.2;G642.0物理化学实验是化学相关专业必修的实验基础课程，该门课程实验数据量大，数据处理繁琐，其中部分实验需要通过数据处理、图形绘制、数据分析得到相应数学表达式[1-2]。
因此，仅通过纯手工处理数据和绘制图像不仅费时费力，且易产生误差。
将Origin 8.0引入到物理化学的实验数据处理和图形绘制的过程中，可很大程度地降低计算复杂性，减少由于手动计算或数据约减所产生的误差[3-4]。
此外，Origin 8.0软件可兼顾简单的数据处理、图形绘制、方程拟合等各项功能，满足了学生对数据分析的基本需求[5-6]。
本文结合两例范例，介绍Origin 8.0软件在物理化学实验教学中的基本应用。
本实验通过静态法测定水在不同温度(T，K)下的饱和蒸汽压(p，Pa)，并使用克劳修斯—克拉贝龙方程(式1)计算水的平均摩尔汽化焓(ΔvapHm，J·mol-1)，及水的正常沸点。
Origin软件数据提取及处理在物理、化学实验中的应用作者：王雅君张佳颖姜桂元李宇明崔国庆来源：《现代职业教育》2021年第36期[摘要] Origin软件能够精准高效地分析处理实验数据，现多用于物理、化学实验中。
以溶液表面张力的测定为例，对Origin软件在物理、化学实验中的应用进行介绍。
经实践表明，Origin软件的数据处理具有便捷、简单、准确率高等优势，同时适用性较强，能有效提升学生学习效率和对相关知识的综合应用能力。
[关键词] Origin软件;物理、化学实验;表面张力[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章編号] 2096-0603（2021）36-0106-03教育部高等教育司《关于开展新工科研究与实践的通知》出台以来，在全国范围内的新工科教育研究热潮迅速兴起，成为教育行业所关注的新热点。
在加快建设新工科教育体系的时代背景下，物理、化学实验作为物理和化学课程的重要组成部分，其关注度不断增高，成为实践教育的重要组成部分，是连接实验教育和理论教学的桥梁，也是连接基础实验与专业实验的桥梁。
物理、化学实验能发挥学生的主动性和创造性，学生在实验探究中获得的乐趣是任何奖励所无法比拟的。
物理、化学实验是传递物理化学知识、培养实践能力、形成正确价值观的最好载体之一，在培养学生构建良好的理论知识体系和提高学生实践操作能力的过程中，注重两者之间的联系至关重要，更是物理、化学等工科学习的基础和关键;在培养学生的实验操作技能和理论联系实际能力方面具有举足轻重的作用，是化工专业重要的基础实验课程。
由此可见，在现代教育教学体系中，必须要立足于新工科教育和建设的理念及要求，注重养成具备专业知识和实践操作能力的创新性应用技术人才。
在工科课程教育中，要主动且积极引入全新的教育手段和教育模式。
所以，结合新工科建设的要求，为培养应用创新型化工专业人才，我们应对物理、化学实验教学引起高度重视，并引入新的教学方法和手段。
Origin 软件在物理化学实验数据处理中的应用摘要应用Origin 软件在计算机上对物化实验数据进行作图、线性拟合、非线性曲线拟合等处理,从而求得需要的实验参数,可大大减少数据处理引入的误差,而且方便快速。
物理化学实验中常见的数据处理有: ①公式计算; ②用实验数据作图或对实验数据计算后作图; ③线性拟合,求截距或斜率; ④非线性曲线拟合; ⑤作切线,求截距或斜率。
目前学生多用坐标纸手工作图;手工拟合直线,求斜率或截距;手工作曲线和切线,求斜率或截距。
这种手工作图的方法不仅费时费力,而且误差较大。
本来实验数据就有一定的误差, 加上数据处理带来的较大误差,可想而知,所得结果的误差就更大。
随着计算机应用的深入发展,计算机作图软件越来越多。
利用Origin 软件可方便地进行作图、线性拟合、非线性曲线拟合等数据处理,能够满足物化实验数据处理的要求。
下面介绍用Origin 软件对物化实验数据处理的方法。
1 Origin 软件的一般用法1. 1 数据作图Origin 可绘制散点图、点线图、柱形图、条形图或饼图以及双Y轴图形等,在物化实验中通常使用散点图或点线图。
Origin 有如下基本功能: ①输入数据并作图, ②将数据计算后作图, ③数据排序, ④选择需要的数据范围作图, ⑤数据点屏蔽。
1. 2 线性拟合当绘出散点图或点线图后,选择Analysis 菜单中的Fit Linear 或Tools 菜单中的Linear Fit ,即可对图形进行线性拟合。
结果记录中显示拟合直线的公式、斜率和截距的值及其误差,相关系数和标准偏差等数据。
在线性拟合时,可屏蔽某些偏差较大的数据点,以降低拟合直线的偏差。
1. 3 非线性曲线拟合Origin 提供了多种非线性曲线拟合方式: ①在Analysis 菜单中提供了如下拟合函数:多项式拟合、指数衰减拟合、指数增长拟合、S形拟合、Gaussian 拟合、Lorentzian 拟合和多峰拟合;在Tools 菜单中提供了多项式拟合和S 形拟合。
数据处理软件Origin在物理化学实验数据处理中的应用许劲毅指导老师：沈雪松桂林医学院摘要：应用软件Origin在计算机上对实验数据进行处理(作相图,线性拟合，非线性拟合等)，能提高试验数据处理的准确性和规范性,并能及时了解和判断学生实验结果的正确性和精密度。
关键字：Origin 线性拟合直线回归相图物理化学实验中常见的数据处理有：①公式计算；②相图绘制；③线性拟合；④非线性拟合；⑤求斜率或截距。
在学生实验中，经常要对数据进行定量处理,用手工绘图.例如；在二组分体系相图的绘制中，必须先进行标准曲线的手工绘制,再在标准曲线上进行量取这样手工的数据处理误差大,效率低。
随着计算机技术的发展对实验数据的处理也应计算机化。
一个专门的数据处理软件Origin7.0，可对物理化学实验的数据处理有很大帮助，能提高试验数据处理的准确性和规范性，可提高数据处理的效率.在学生实验中，可很快知道其实验是否成功,而且大大减少实验数据处理的误差。
1. Origin软件的介绍1.1数据作图Origin可绘制散点图，点线图,柱行图，条形三角图以及双Y轴图形等，在物化实验中通常用散点图，点线图及双Y轴图形。
1.2线性拟合当用散点图或用点线图作出曲线后，用菜单栏中的Analysis中的Fit linear或Tools菜单中的Liner Fit可对曲线进行线性拟合.结果记录中显示曲线的公式,斜率,截距和相对误差等。
在处理数据时，可对散点图或点线图的形状选择合适的函数进行拟合。
2. 应用介绍2.1 相图绘制2.1.1二元组分T-X相图的绘制2.1.1.1 苯－乙醇二组分T-X相图的绘制2.1.1.1.1作二元组分的标准曲线下表苯-乙醇溶液折光率测定数据.苯的摩尔分数折光率10% 1.373420% 1.387550% 1.429070% 1.457090% 1.48502.1.1.1.2线性拟合.将数据输入Origin 数据表中，作苯组分-折光率的散点图，再进行选择Analysis菜单中的Fit linea，对该数点图进行线性拟合.得到曲线类的为y=B+Ax, B= -9.75602，A= 7.17622 R(相关系数)=1，SD(标准偏差)=9.95047E-4，P(R2=0的概率)<0.0001表明拟合效果最佳,拟合函数式为y=7.17622x-9.75602。
origin8.0软件在中学物理教学中的应用实例
Origin 8.0 是一款功能强大的专业数据处理及科学绘图软件，它结合数据分析、图形操作和绘图的功能，在物理教学、科学研究等方面有着重要的应用价值。
Origin 8.0 在中学物理教学方面可以帮助学生建立起物理数据和模型，使他们能够以视觉、数学或计算方式解决物理问题，并更好地理解物理原理关系和其他现象以及它们之间的关系，为物理教学提供便利。
例如，Origin 8.0 可以帮助学生计算重力加速度、透镜、轨道等物理参数。
学生只需输入物理模型所需的数据，例如物理参数、变量等，Origin 8.0 会自动为学生生成物理模型，并将结果显示在数据视图上，学生可以轻松处理表格中的物理数据和操作，易于理解和更好地理解物理现象。
此外，我们还可以使用 Origin 8.0 对物理数据进行可视化处理，并利用其强大的绘图功能绘制图形、折线图以及数据曲线等。
Origin 8.0 从图像绘制方面出发，为学生提供了各种图形，此外，还可以自定义图形。
更重要的是，我们可以根据学生的需求定制图表，以使数据可视化，且数据变得更加直观、易于了解。
总之，Origin 8.0 软件在中学物理教学中有着巨大的应用价值，它不仅可以帮助学生计算物理参数，还可以通过可视化图表和折线图等实用功能，更好地帮助学生理解物理现象，为学生提供更多知识助力。
利用Origin8．0软件简化大学物理实验数据的处理
段越莹;董雁飞
【期刊名称】《大学物理实验》
【年(卷),期】2013(000)003
【摘要】以铁磁材料磁化曲线与磁滞回线实验为例，介绍如何利用Origin8．0软件中绘图、曲线拟合、积分等功能简化对数据进行处理过程。
针对处理后数据进行讨论，并将操作方法推广到其他大学物理实验中。
【总页数】5页(P91-95)
【作者】段越莹;董雁飞
【作者单位】华南师范大学,广东广州,510006;华南师范大学,广东广州,510006【正文语种】中文
【中图分类】O4-39
【相关文献】
1.Origin8.0软件在化工原理实验数据处理中的应用 [J], 王茂华;周芙;张波
2.基于Origin8.0软件在运动学实验数据处理中的应用研究 [J], 王鹏;张季谦;丁中俊
3.逐差法和Origin8.0软件在牛顿环实验数据处理中的比较 [J], 唐春红;唐曙光;刘扬正
4.用Origin8.0软件处理偏振与双折射实验数据 [J], 李瑞霞;范雅静;范淑媛
5.利用Origin 8.6软件处理大学物理实验数据 [J], 周丹;王丽娜;迟建卫;徐建萍;唐茂勇;汪彦军
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[收稿日期]2010-06-12[作者简介]余训爽(1972-),男,1995年大学毕业,硕士,副教授,现主要从事环境化学生物学及分子构效关系和基础化学试验方面的教学与研究工作。
Origin 810软件在处理物理化学试验数据中的应用余训爽(长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023)[摘要]通过物理化学试验具体实例,对Or ig in810软件在处理物理化学试验数据中的应用加以介绍。
实践证明,应用Or ig in810软件不仅大大简化试验数据处理过程,同时可获得手工绘图及用计算器计算难以获得的更大的信息量,因而该软件在物理化学试验数据处理过程中有良好的应用前景。
[关键词]O rig in810软件;物理化学试验;数据处理;线性拟合;非线性拟合[中图分类号]T P 391[文献标识码]A[文章编号]1673-1409(2010)03-N 300-03物理化学试验是以数据测量为主要内容,通过对试验数据进行科学处理来研究物质的物理、化学性质及其化学反应规律。
常见的处理数据的方法有基本公式计算法、作图法、线性拟合法和非线性拟合法。
而一般物理化学试验数据繁多,手工作图不仅费时费力,而且误差较大[1]。
另外同样的数据由不同统计者进行手工处理,其结果可能不同。
用o rigin810软件处理数据,其优点包括如下几方面:¹消除统计者在处理数据时人为引入的各种误差,提高数据处理的精确度,从而为客观评价试验结果提供依据;º避免费时且又繁杂的数据处理过程,从而提高效率。
笔者以/最大气泡法测正丁醇溶液的表面张力0的试验数据处理为例,简要介绍线性与非线性拟合功能在Origin810软件中的实现。
1 试验原理与传统数据处理方法当液体中加入溶质时,其表面张力就会升高或降低,导致溶质在表面层的浓度与溶液内部浓度不同,这种现象称为溶液表面的吸附作用。
单位溶液表面积上溶质的过剩量称为表面吸附量#。
在一定温度下,溶液的表面吸附量#与表面张力C 及溶液本体浓度c 之间的关系符合吉布斯吸附等温式[2,3]:#=-c RT d C d c T(1)式中,#为表面吸附量,m ol #m -2;T 为热力学温度,K ;c 为稀溶液浓度,mo l/L ;C 为表面张力,N/m;R 为气体常数,J/(m ol #K)。
由于溶液表面张力与溶液浓度之间不存在明显的数学关系,在这种情况下,一般采用手工法作C -c 关系曲线,然后取不同的浓度点作切线,求出所对应浓度点的表面张力对溶液浓度的导数值d C /d c 。
根据式(1)计算不同浓度溶液的#,并计算出c/#值,再次手工绘制c/#~c 线性图,由直线斜率求出#],并根据式(2)计算溶质分子的截面积a m :a m =1#]L (2)式中,L 为阿佛加德罗常数,1023mo l -1。
用上述法处理试验数据,不仅费时费力,而且人为引入的误差较大。
而Orig in810软件在线性拟合和非线性曲线拟合时,可屏蔽个别偏差较大的数据点,以降低曲线的偏差,且能够迅速提供准确的参数和图形,得到的结果更为准确。
2 应用过程以/最大气泡法测正丁醇溶液的表面张力0的试验数据处理为例,其线性与非线性拟合功能在Or ig in810软件中的实现过程如下。
#300#长江大学学报(自然科学版) 2010年9月第7卷第3期:理工Journal of Yangtze University (Nat Sci Edit) Sep 12010,Vo l 17N o 13:Sci &Eng211 试验数据录入与处理在工作表中输入溶液浓度c 与最大气泡法测得的附加压$p (平行测3次),分别为A 、B 、C 、D 共4列,在其右侧添加2列数据,分别为E 和F 列,其值相应的设置分别为:/ro w 0处填写1y 9,co l (E)=(co l (B)+col (C)+col (D))/3,即得E 列值;/ro w 0处填写2y 9,co l (F)=(col (E)/598167)@71197,即得F 列值(见表1)。
由于溶液的C 与c 之间没有明显的数学关系存在,首先绘制散点图,根据散点图的趋势线判断拟合方式。
其步骤如下[4]:选择数据窗口菜单命令[Plot]y [Scatter]y 出现[Plot setup]对话框,分别点击/A [X ]0和/F [Y]0,单击OK 即可绘制C -c 关系的散点图,如图1所示。
表1 试验数据记录与处理(25e )编号A (X )c /mol #L -1B(Y)$P 1/Pa C(Y)$P 2/Pa D(Y)$P 3/Pa E(Y )$P F(Y)C /10-3N #m -1G(Y)(d C /d c)/103H (Y)(c /#)/106mol #m -210100598600598598167711972010257157057257110068164-28115381803010454253954154016765100-204173121114010649849849749716759183-158181151615010848047947947913357162-129171191116011045945945745813355110-109163221617011242542542642513351113-94193261118011641641741541610050101-74186331119012437337337337310044184-5218346192212 非线性函数拟合由图1可知,第6个数据点发生较大偏离,为了提高结果的准确性,先屏蔽该点,即在图形窗口单击/Mask Point T ogg le 0按钮,选中该点即可。
然后采用多项式回归与非线性函数自定义拟合对比,再根据拟合结果选择较优者为拟合模型。
其步骤如下:1)多项式回归 激活图形窗口1,选择菜单命令[Analysis]y [Fitting ]y [Fitting Polynomial ,]y 出现[Po-l ynomial Fit]对话框,设置参数和采用试验法得出多项式合适的级数(该试验合适的级数为3)。
其拟合方程如下:C =74136-299161c +1293191c 2-2324177c 3(3)图1 溶液的表面张力与浓度关系的散点图2)非线性函数 自定义拟合及初始化激活图形窗口1,采用F9快捷键或选择菜单命令[T ools]y [Fitti Function Org anizer]y 单击/New Category 0y 出现新建自定义函数对话框,输入自定义函数y =a+b exp (x +c)y 单击/com pile 0进行公式的调试,调试成功后,单击/Reture to Dialo gy 0y 单击/Save 0保存自定义拟合函数y 菜单命令[Analysis]y [Fitting ]y [Nonlinear Curve Fit ]y 打开[NLFit]对话框,在/Functio n 0中选择自定义拟合函数,其次在/Parameter 0中的/Value 0处输入初始值y 单击/Fit 0拟合,达到要求后单击/OK 0即可。
其拟合方程如下:C =22126+14116ln (c +01029)(4)3)拟合模型对比 选择菜单命令[Analysis]y [Fitting]y [Copare Datesets ,]y 出现[Fitting:fitcmpdate]对话框y 选择/Fit Result10和/Fit Result20y 单击/OK 0即可完成数据集对比并输出数据比较报表,并自动生成拟合参数分析表(见表2)。
由表2可知模型(4)优于内置模型(3)。
213 曲线数值微分单击激活拟合图Graph2(见图2),选择菜单[Analysis]y [M athematics]y [Differentiate]y 打开[Open Dialog ,]对话框:微分窗口处填1级并选择输出图形y 单击/OK 0,即输出图形(见图3),激活Graph3,在窗口工具栏选取/Read Date 0,在Graph3上直接读取一定c 对应的d C /d c 值(见表#301#第7卷第3期:理工余训爽:O rig in 810软件在处理物理化学试验数据中的应用1的G(Y)列),用上述方法增加H (Y)列,即c /#的值。
表2 拟合参数分析表R 2F E P AIC M odel (3)01994737816411032129@10-456187M odel (4)0199482237811911187199@10-916170注:R 2、F 、S 和P 分别为拟合方程的判定系数、Fischer 检验值、标准偏差、显著性水平;AIC(Akaike .sInformation of Criterion Test )为赤池信息量准则,AIC值越小则拟合模型越优。
图2 自定义模型拟合图 图3溶液的C 与c 的一级微分关系图214 直线拟合选择A (X )列和H (Y)列,绘出散点图后,选择菜单命[Analysis]y [Fitting ]y [Fit Linear ],即可对图形进行线性拟合(见图4)。
直线拟合结果如下:c #=173183c+5123 R 2=019997 F =259579118 S =0116 P =3188@10-15(5) 图4 溶液的c/#与c 的关系图从回归结果来看,判定系数R 2=019997,说明模型中的样本只有约0103%的未知因素不能揭示,即属优秀级,则该模型是有效的且预测能力强;其次拟合模型的F 值远远大于10,P =0105水平上的显著性检验小于010005,而且自变量都大于因变量的5倍。
因此,以上方程从统计学的意义上讲是成立的,模型真实可靠。
根据式(2)和式(5)的斜率即可求得正丁醇分子的截面积为:A m =173183@103A 6102@1023=2188@10-19m 2。
据文献[5],正丁醇分子截面积为(214~312)@10-19m 2,说明计算结果与理论值基本一致。
因此,用上述方法处理数据测定正丁醇分子的截面积是可取的。
3 结 语由于物理化学试验数据较多,不利于试验后手工作图与分析。
Or ig in 软件在/最大气泡法测正丁醇溶液的表面张力0试验中的应用表明,使用Orig in810软件处理试验数据,可大大简化数据处理过程并能获得更多的信息量,充分发挥软件处理数据客观、直观、快捷、高效、精度高等特点。
因此,以计算机软件处理数据和绘制图形,将是物理化学试验的必然趋势。
[参考文献][1]陈旭红1用Origin 软件的线性拟合和非线性曲线拟合功能处理试验数据[J]1江苏技术师范学院学报,2006,12(6):85~891[2]付献彩,沈文霞,姚天扬,等1物理化学[M ]1北京:高等教育出版社,20051[3]北京大学化学学院物理化学试验组1物理化学试验[M ]1北京:北京大学出版社,20021[4]方安平,叶卫平1Origin810实用指南[M ]1北京:机械工业出版社,20091[5]邝生鲁,刘常坤,向建敏,等1物理化学实验[M ]1武汉:武汉工业大学出版社,19961[编辑] 李启栋#302# 长江大学学报(自然科学版)2010年9月。
