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Origin8.0在物理化学实验中的应用

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广 东 化 工 2012年 第15期

· 184 · www.gdchem.com 第39卷 总第239期

Origin 8.0在物理化学实验中的应用

孟卫，胡芳

(中国药科大学 理学院，江苏 南京 211198)

[摘 要]文章简要介绍了Origin 8.0 数据处理软件，并以物理化学实验中的实例具体说明了该软件的应用。利用Origin 8.0 数据处理软件进

行线性拟合、非线性拟合等方法进行数据处理，得到的结果规范可靠，同时可提高数据处理效率。

[关键词]Origin 8.0软件；物理化学实验；数据处理

[中图分类号]G624.0 [文献标识码]B [文章编号]1007-1865(2012)15-0184-02

The Application of Origin 8.0 in the Physical Chemistry Experiments

Meng Wei, Hu Fang

(School of Basic Sciences, China Pharmaceutical University, Nanjing 211198, China)

Abstract: In the paper the Origin 8.0 software for data processing was introduced briefly. Meantime, the applications of Origin 8.0 in the experiments of

physical chemistry were discussed. Data processing can be performed by linear regression, nonlinear fitting and other methods in Origin 8.0. The results obtained

were reliable and the efficiency of data processing could be improved.

Keywords: origin 8.0 software；physical chemistry experiments；data processing

《物理化学实验》对学习与化学相关专业学生而言，是一

门重要的独立基础实验课程。与无机化学实验、有机化学实验

相比，该实验课程更具综合性[1]。实验中常常依赖物理学的仪器

手段研究化学反应体系，从而得到一系列的实验数据。学生需

要在实验结束后，处理这些数据得到实验结果。传统的利用坐

标纸手工作图不仅费时费力，而且还会引入很多的不确定性和

较大误差，老师很难客观评价学生的实验数据的好坏。

利用计算机进行数据的处理与分析是科学工作者必备的基

本技能，目前应用的软件包括Matlab，SAS，Origin等。在众多

的数据处理软件中，Origin是最为常用的软件之一。该软件主要

有数据分析和科学绘图两大功能，采用直观的窗口菜单和操作

工具栏，数据处理和绘图过程无需编写任何程序代码，使得

Origin在使用时非常方便，因此深受各国科技工作者的喜爱而被

广泛应用。教会学生使用Origin软件处理物理化学实验数据，

不仅可以节省时间，而且可以克服手工制图的缺点，减少误差，

得到更加科学的实验结果，为学生今后的科学研究工作打下基

础[2-3]。具体应用可归纳为如下几个方面。

1 线性拟合法在物理化学实验中的应用

物理化学实验中很多实验项目的数据处理采用线性拟合

法，由直线的截距、斜率得到相关物理量。比如液体饱和蒸汽

压的测定、弱电解质HAc电离平衡常数的测定、蔗糖水解转化

速率常数的测定、乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定及粘度法

测定高聚物的分子量等等均属于此类型。现以蔗糖水解转化速

率常数的测定为例说明，蔗糖水解为准一级反应，

ln(αt-α∞)-ln(α0-α∞)=kt，数据处理时需要ln(αt-α∞)对t进行线性拟

合，直线斜率即为反应速率常数k，实验数据见表1。

表1 蔗糖水解转化速率的测定实验数据表

Tab.1 The data of sucrose hydrolysis

t/min αt αt-α∞ ln(αt-α∞)

5.10 10.80 13.90 2.63

9.78 10.05 13.15 2.58

19.32 8.90 12.00 2.48

30.03 7.40 10.50 2.35

39.81 6.20 9.30 2.20

49.65 5.40 8.50 2.14

59.52 4.60 7.70 2.04

70.10 3.95 7.05 1.95

89.27 2.50 5.60 1.72

99.82 1.90 5.00 1.61

激活Origin8.0，File-New-workbook新建一个工作簿，导入数

据。选中t列，右击选Set As-X，设置X轴，同样方法设置ln(αt-α∞)为Y轴，按住Ctrl选择这两列需要拟合的数据，点击

Plot-Symbol-Scatter，绘制散点图，在当前图形窗口下，选择

Analysis-Fitting-Fitting Linear，打开Linear Fit对话框，勾选Output

Results-Plot Settings-Past Result Tables to Source Graph，出现的拟

合曲线中将显示拟合结果，如图1所示。结果记录中可以显示拟

合直线的公式、斜率和截距的值以及其误差，相关系数和标准偏

差等数据。

拟合过程中对于误差较大的点，我们可以加以屏蔽，使其不

参与拟合，以降低曲线的偏差，从而得到更为准确的结果。具体

操作如下：在book窗口中选中这些数据，右击选择Mask-Apply

即可。这种屏蔽数据的方法还可以应用到分段拟合的过程，可以

有选择的选择某一区域的函数进行拟合，而将其他数据屏蔽。

0204060801001.61.82.02.22.42.62.8

ln(at-a8)

t/min

图1 ln(αt-α∞)对t线性关系

Fig.1 The plot of ln(αt-α∞) vs t

2 非线性拟合法在物理化学实验中的应用

物理化学实验中二元气-液平衡相图的绘制，表面张力的测定

等实验则往往需要进行多项式拟合、指数拟合或对数拟合得到曲

线关系。若此类数据处理采用手工作图处理复杂曲线，则容易引

起较大的误差。利用计算机处理体现出很大的优越性，可以消除

学生作图过程中产生的误差，避免得到不科学的实验结果。Origin

提供了多种非线性模式，其中包括多项式拟合、指数衰减拟合、

指数增长拟合、S形拟合、Gaussian拟合等。相对线性拟合而言，

非线性拟合抗干扰能力强，可以得到偏差平方和较小的结果，因

此更加接近实际测定的数值。

表面张力测定实验则需要首先对表面张力与浓度进行拟合得

到曲线和方程，然后对曲线方程进一步求导，将导数值代入等温

方程得到表面超量，从而进一步拟合表面超量和浓度关系。

对于σ-c可以采用多项式拟合，指数拟合或简单对数方程拟

合，究竟采取哪种拟合方式，要根据拟合曲线的偏差来确定。在

[收稿日期] 2012-09-23

[作者简介] 孟卫(1976-)，男，江苏姜堰人，中国药科大学讲师，主要研究方向为材料化学。 2012年 第15期 广 东 化 工

第39卷 总第239期 www.gdchem.com · 185 ·

这里我们介绍一种通过自定义函数，以希什柯夫斯基模型来拟合

σ-c的关系的方法。最大泡压法测定异戊醇表面张力实验数据见表

2。

表2 最大泡压法测定异戊醇表面张力实验数据 Tab.2 The data of surface tension of isopentyl alcohol solution

c/(mol·dm-3) σ/(N·m-3) 纯H2O 0.07197

0.00625 0.06753

0.0125 0.06039

0.025 0.05538

0.05 0.04997

0.10 0.04554

0.20 0.04119

单击Analysis-Fitting-Nonlinear Curve Fit，在Setting选项卡中

选择Function Selection。在Function下拉菜单中选择New，弹出

Fitting Function Organizer窗口，在Function Name 中键入要命名

的函数名，例如NewFunction，Parameter Names中键入a，b，在

Function Form中选择Equations，Function中输入函数

y=0.07197-0.07197*a*ln(1+x/b)，单击Save后退出。选中需要拟合

的数据，点击Plot-Symbol-Scatter，绘制散点图2。

0.000.050.100.150.200.0400.0450.0500.0550.0600.0650.0700.075

σ /(N.m-1)

C/(mol.L-1)

图2 异戊醇溶液表面张力-浓度关系

Fig.2 The relationship between surface tension and concentration of

isopentyl alcohol solution

在图形窗口下选择Analysis-Fitting-Nonlinear Curve Fit，在

Function下拉菜单中选择已建立的函数NewFunction，标签

Settings-Fitted curved中Points中键入100，即有100个拟合数据

点。Parameters选项卡中输入参数a、b的初猜Value值，点击Fit

进行拟合。在book中调用这100个拟合数据点重新利用

NewFunction函数进行拟合得图3，因为这100个点本来就在自

定义的拟合曲线上，相关系数将为R=1。

绘图窗口下选择Analysis-Mathematics -Differentiate选项进行

微分得到图4，利用工具栏中Screen Reader工具在微分曲线上读

出相应浓度下的dσ/dc。

0.000.050.100.150.200.0400.0450.0500.0550.0600.0650.070

0.075

σ /(Nm-1)

C/(molL-1)

图3 异戊醇溶液表面张力-浓度关系

Fig.3 The fitting plot of surface tension and concentration of

isopentyl alcohol solution 0.000.050.100.150.20-2.0-1.5-1.0-0.50.00.5

dσ /dc

C/(mol.L-1)

图4 异戊醇溶液dσ/dc-c关系

Fig.4 The relationship of dσ/dc vs c

利用吉布斯吸附等温室公式从而计算出Γ=-c*(dσ/dc)/RT，

Plot-Symbol-Scatter作出Γ-c散点图，在Plot Details窗口中选择

Layer下数据，在Plot Type中设置Line+Symbol，同时Line标

签中Connect中选择B-Spline进行平滑，单击Ok，可得到图5。

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物理化学实验中常用的数据处理软件及在化学中常见应用方法

物理化学实验中常用的数据处理软件及在化学中常见应用方法

- 1 - 物理化学实验中常用的数据处理软件及在化学中常见应用方法

随着计算机技术的不断发展，数据处理软件在物理化学实验中的应用越来越普遍。这些软件可以帮助实验人员处理实验数据，提高实验效率和准确度。本文将介绍几种常用的数据处理软件及在化学中常见的应用方法。

一、常用的数据处理软件

1. Excel

Excel是微软公司开发的一款电子表格软件，广泛应用于各个领域。在物理化学实验中，Excel可以用来制作数据图表、计算平均值和标准偏差、进行线性回归等。对于数据量较小的实验，Excel是一个简单易用的数据处理工具。

2. Origin

Origin是一款专业的科学数据分析和绘图软件，主要应用于科学研究、工程设计和教学等领域。在物理化学实验中，Origin可以用来制作各种类型的图表、进行数据拟合和统计分析等。Origin的功能非常强大，但学习起来也比较复杂。

3. Matlab

Matlab是一款用于数学计算、数据分析和可视化的软件，被广泛应用于科学研究、工程设计和金融分析等领域。在物理化学实验中，Matlab可以用来进行数据处理、信号处理和图像处理等。Matlab的功能非常强大，但学习起来也比较困难。 - 2 - 二、在化学中的应用方法

1. 数据图表的制作

在物理化学实验中，数据图表是非常重要的，可以帮助实验人员更直观地了解实验结果。在Excel中，可以选择不同的图表类型，如折线图、柱状图、散点图等，来展示实验数据。在Origin中，可以制作更复杂的图表，如等高线图、三维图等，以展示更多的信息。在Matlab中，可以利用其强大的绘图功能，制作各种复杂的图表。

2. 数据拟合和统计分析

在物理化学实验中，常常需要对实验数据进行拟合和统计分析。在Excel中，可以使用函数进行线性回归、非线性拟合和数据统计等。在Origin中，可以使用各种拟合和统计分析工具，如最小二乘法拟合、方差分析等。在Matlab中，可以使用其强大的数学计算和统计分析功能，进行各种数据拟合和统计分析。

Origin软件在实验数据及图形处理中的应用

Origin软件在实验数据及图形处理中的应用

Origin软件在实验数据及图形处理中的应用

作者：邢琳杨威 余林坡 张春燕

来源：《科技视界》 2014年第13期

邢 琳 杨 威 余林坡 张春燕

(中原工学院理学院 物理实验中心，河南 郑州 450007)

【摘 要】Origin 8软件具有极强的数据处理和绘图功能，能直观有效地分析复杂的数据。本文通过实例阐述了Origin 8软件在实验数据的导入、坐标轴的设置、实验数据的比较和曲线拟合中的典型运用，为进一步应用提供有价值的指导。

【关键词】Origin；实验数据；图形处理

0 引言

Origin软件是美国OriginLab公司推出的数据分析和科技作图软件，其功能强大、操作简便、易学易用，不仅适合于一般的作图需求，而且能够满足复杂的数据分析、图形处理、函数拟合等，是科学研究的必备软件之一，因此深受科技工作者的欢迎。

但是笔者近年来通过带理工科的大学生参与科研项目的研究时发现，如此重要及实用的Origin软件而理工科的大学生们竟然没有听说过，以至于他们在参与教师的科研项目时，不会利用此软件进行数据的分析和图形的处理。基于此，本文根据研究中常见的图形处理要求，实例阐述了Origin 8画图软件在数据比较和曲线拟合中的典型运用。

1 实例分析

１．１ 数据比较

1.2 曲线拟合

曲线拟合是数据分析中常用且非常重要的一种分析方法。Origin软件为曲线拟合提供了非常强大的功能，支持大量的函数模块，甚至可以自定义函数拟合。

１.2.1 线性拟合

在线性拟合中，首先打开Origin 8软件导入要进行分析的数据，然后选中要分析的各列数据生成散点图，再依次通过Analysis→Fitting→Fit Linear打开Linear Fit对话框，设置相关参数后，单击OK键就可以生成线性拟合曲线和相应的分析报表，最后根据报表数据进行相关的计算，如图4所示。

Origin8.0软件在化工原理实验数据处理中的应用

Origin8.0软件在化工原理实验数据处理中的应用

Origin8.0软件在化工原理实验数据处理中的应用

王茂华;周芙;张波

【摘 要】运用Origin8.0软件对化工原理干燥实验中的数据进行处理、作图并对图形进行分析.运用该软件处理实验数据解决了化工原理实验中数据多、处理麻烦、手工作图误差大的问题,且结果完全符合实验要求.

【期刊名称】《广州化工》

【年(卷),期】2013(041)017

【总页数】4页(P209-211,225)

【关键词】干燥实验;数据处理;计算机;Origin8.0

【作 者】王茂华;周芙;张波

【作者单位】常州大学石油化工学院,江苏常州213164;常州大学石油化工学院,江苏常州213164;常州大学石油化工学院,江苏常州213164

【正文语种】中 文

【中图分类】G434

化工原理实验是配合化工原理课堂理论教学设置的实验课，运用课堂学过的化工基本理论，通过实验从实践中进一步学习、掌握和运用基本理论，分析实验过程中的各种现象和问题，培养学生实际动手操作实验设备的能力，分析、归纳、整理实验结果及撰写实验报告的能力，以及严肃认真、实事求是的工作作风。化工原理实验是培养学生工程设计能力、工程实践能力以及创新能力的重要教学环节，与理论课具有同等重要的教学地位［1－2］。

化工原理实验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。多年来，学生在处理实验数据时，一直采用坐标纸手工作图，费时费力，且误差较大，同时由于是专业基础性实验，测得的数据有一定的系统误差，两方面原因导致最终结果误差更大［3－4］。

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Origin8.0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［5－6］，能够满足化工原理实验数据处理的要求，在实验数据处理时，可根据数据图形的形状和趋势选择合适的函数和参数，以达到最佳拟合效果［7］。下面介绍用Origin8.0软件对化工原理厢式干燥实验数据处理的方法。

基于Origin的大学物理实验数据处理

基于Origin的大学物理实验数据处理

基于Origin的大学物理实验数据处理

【摘要】

本文将介绍基于Origin的大学物理实验数据处理方法。在将介绍研究背景和研究目的，以引出对实验数据处理的重要性。在正文中，将详细介绍实验设计、数据处理方法、结果分析、讨论和实验总结。通过对实验数据的处理和分析，将得出一些结论并展望未来可能的研究方向。通过这篇文章，读者将能够更好地了解如何利用Origin软件进行大学物理实验数据处理，为学术研究提供帮助。

【关键词】

大学物理实验、数据处理、Origin软件、实验设计、结果分析、讨论、实验总结、实验结论、展望、研究背景、研究目的

1. 引言

1.1 研究背景

大学物理实验是物理学专业中非常重要的一部分，通过实验可以加深学生对物理理论的理解，培养学生的动手能力和实践能力。在进行大学物理实验时，数据处理是一个非常关键的环节，它直接影响到实验结果的准确性和可信度。

随着科技的发展，我们现在可以利用计算机软件来辅助进行实验数据处理。Origin是一款非常强大的数据分析和图形绘制软件，它可以帮助我们快速、准确地处理实验数据，并生成各种图表和分析报告。基于Origin的大学物理实验数据处理已经成为一种趋势，许多实验室和教育机构都在使用这种方法来提高实验数据处理的效率和精度。

本文将针对基于Origin的大学物理实验数据处理进行深入探讨，希望能够为物理学专业的学生和教师提供一些有益的参考和指导。通过本文的研究，我们可以更好地理解如何利用Origin软件来处理实验数据，提高实验的准确性和可靠性。

1.2 研究目的

研究目的是通过基于Origin的大学物理实验数据处理，探索和理解物理现象背后的规律和原理。通过实验设计和数据处理方法，我们可以更深入地了解实验现象，并通过结果分析和讨论，探讨其中的物理机制和规律。通过这样的研究，我们可以加深对物理学知识的理解，提高实验数据处理的能力，同时也能够培养科学思维和研究能力。将实验结果进行总结和结论，可以进一步验证实验设计的有效性，同时为未来的研究和实验提供参考和指导。展望未来，我们希望基于Origin的实验数据处理方法可以在更广泛的物理实验中得到应用，为科研工作者和学生提供更便捷和高效的数据处理工具，促进科学研究的进步和发展。