计算机应用教材

1、第一章 应用概述1.1 计算机技术在化工中应用的发展历史计算机在化学中的应用已经有40余年的历史。主要体现在以下几个阶段：1：以量子化学计算为代表的计算化学发展史从20世纪50年代发展起来。主要用于量子化学，结构化学的计算。为将化学由实验科学向理论化发展做出了重大贡献。50年代人们通过薛定谔方程采用从头计算法求解了氢分子的分子轨道方程，第一次从理论上得到分子轨道的空间结构。2：以化工过程计算机控制为代表的化工过程自动化发展史以计算机化工控制系统为标志，计算机的实时监控和交互控制大大提高了化学工业的水平，为将经典化学工业发展为现代化化学工业奠定了基础。3：计算数学与分析化学相结合的发展史在红外，

2、质谱和核磁共振中利用傅立叶变换进行波谱分析。今天建立在计算机技术基础上的傅里叶变换技术和其他数学方法正在加速其在分析化学领域中的普及速度。4：计算机网络技术在化学信息收集方面的应用5：计算机模拟技术在化学化工过程模拟中的应用许多化学化工过程的高风险性和高消耗性，在一定程度上阻碍了化学学科的发展，基于现代计算机模拟技术的高温，高压，高险等化工过程模拟技术的发展加快了实验化学学科的发展，并使化学科技成果的产业化过程加速。6：计算机智能技术在化学专家系统中的应用计算机图形化和多媒体技术近年来获得了快速发展，除此之外，计算机在化学远程教学，数据智能化存储，实验设计与结果分析等方面也都获得了日益广泛的应

3、用。总之，计算机技术的飞速发展给化学和化工科技的发展插上了腾飞的翅膀。化学学科的不断进步也为计算机科学提出了越来越高的要求。目前，计算机技术已经成为成功化学家的一项必不可少的基本技能。1.2 计算机技术在化学中应用的主要领域1：以计算机网络技术为基础的计算机网上应用知识包括运用计算机技术进行计算机化学信息和数据的收集，管理，检索，交换，远程计算机的登录，操作使用，网上多媒体化学教学课件的制作与使用等知识。2：在数理统计与实验设计中的应用在化学化工领域中数理统计比较典型的应用主要包括以下几个方面：实验设计（正交设计，均匀法设计等），实验数据的分析检验（可信度分析，相关性分析，误差分析），实验数据

4、的回归分析（线性回归，非线性回归等）常用的软件有：Excel，主要用作数据分析，并可把数据用各种统计图的形式形象的表示出来。Origin，主要有数据制图和数据分析两大功能。制图功能比Excel较强。Statistic，是一个通用的数理统计软件，主要用途是为所有需要数据处理的领域提供一个公共处理平台，可进行科学实验设计，常见统计参数计算，数据相关性分析，置信度测定和各种回归分析等工作。3: 以化学程序编写和使用为目的的计算化学知识通过运用一门高级语言进行程序编制,进行化学数值计算,化学机理推导,方程求解,参数运算等计算化学课题。现在越来越多的化学问题可以通过使用商业软件来解决。目前国际上三十几个

5、数学类科技应用软件中，Matlab在数值计算方面独占鳌头，而Mathematica和Maple则分居符号计算软件的前两名，Mathcad因其提供计算，图形，文字处理的统一环境而深受中学生欢迎。4: 以计算机CAD，三维动画和图形化技术为基础的化学结构模拟和图形表达知识包括分子结构，化学和化工装置，试验数据的图形化表达。其中三维分子结构绘制软件已经发展的相当成熟，有：ISIS/Draw,Chemwindow,Chemdraw，ChemSKetch等。ISIS/Draw主要功能有：绘制分子结构图，分子结构类型自动变换，自动建立化学反应式，绘制几何图形，数据的输出和输入ChemSKetch主要功能有

6、：绘制分子结构和化学反应式（可绘制三维结构，提供丰富的分子结构模板），绘制各种化学图形（比ISIS/Draw强大），计算测定分子性质。Chemwindow主要功能有：绘制分子结构和化学反应式，主要特点是体积小巧。Chemdraw可绘制高质量的结构图形，3D转换，基本的分子模型及化学数据管理功能等。5: 以计算机模拟仿真技术为基础的知识计算机仿真技术在化学中的应用主要是化学过程模拟，化工控制技术模拟和大型仪器操作仿真模拟等。常用的模拟软件有：Aspen Plus，Pro等，是化工流程模拟软件系统，在过程开发，过程设计及老厂的改造中发挥着重要的作用。Gaussian，ChemCAD等，分子模拟软件

7、。6: 以计算机接口技术为基础的计算机自动控制和数据收集知识利用计算机自动采集化学试验室或装置每天产生的大量数据并进行综合处理，以及对实验室各种仪器设备或装置进行交互式的自动控制是提升实验室和生产装置工作效率的重要内容之一。需掌握基本电工电子知识，基本的计算机接口与数据传输技术。目前工业上都采取了先进的集散控制系统（DCS）。7: 了解计算机化学专家系统的开发和使用知识人工智能是计算机发展的最高境界。所谓计算机专家系统是一类用于解决复杂问题的智能化计算机系统。它具有能够大量运用人类已经创造的专门知识，运用人工智能的理论和技术，模拟人类专家解决问题的过程，解决那些以往需要某领域专家才能解决的复杂

8、问题，提供专家水平的咨询和决策。目前开发的计算机专家系统根据解决问题的方式可以分为决策型，预测型，解释型和设计型。以下公式演示word中公式编辑器使用方法：86第二章 用Excel管理和分析数据在Office办公集成软件中，Excel,Word,Access都能制表，但它们各有不同的特点和不同的适用范围。Excel主要有表格制作，数据计算，绘图，数据分析，数据共享与Internet，开发工具VisualBasic等功能。在化工数据处理中常用到的是前三项功能，也是我们这章主讲内容。Origin软件也是常用的制表软件之一，其绘图功能和曲线拟合功能都比Excel强大，但其数据的输入和计算方面没有Ex

9、cel方便。对于一般的实验数据基本可以通过Excel来处理。2.1 中文版Excel2003的启动用户可以通过多种方式启动Excel1）利用“开始”菜单启动：点Windowns桌面左下方的“开始”，然后点程序Microsoft OfficeMicrosoft Office Excel 2003即可。2）快捷图标启动：如果桌面有Excel2003的快捷图标，则左键双击即可；或是双击某个已经存在的Excel文件图标。2.2 Excel2003界面介绍启动Excel2003后，界面划分为标题栏，菜单栏，工具栏，编辑栏（名称框），操作区（列标，行号，上下左右滚动条，工作表标签，标签移动条等），状态栏等

10、区域，见图2.1。图2.1 Excel2003界面 标题栏：显示当前编辑的工作薄名称，拖动标题栏可以移动工作薄位置，双击标题栏可以完全放大或缩小工作薄。菜单栏：利用菜单栏中的选项可以完成所有Excel操作。点击某个菜单后会出现对应的下拉菜单，在下拉菜单中左边的图标是该菜单在工具栏中的图标样式，如下拉菜单复制左边图标就是其在常用工具栏中显示的图标；下拉菜单名称后面括号里的字母表示打开下拉菜单后，按下相应的字母可以实现该菜单的操作，如打开编辑菜单的下拉菜单，然后按下C键就可以实现对当前单元格的复制工作；右边出现的的字母组合为该菜单的快捷按钮，如复制菜单右边标有Ctrl+C，表示同时按住“Ctrl”

11、键和“C”键可以实现同样的复制功能；菜单右边标有“”表示点击该菜单会出现一个对话框，进行进一步的操作；菜单右边标有三角，则将光标放在该菜单上会在右方出现可选择的子菜单，如图2.2中的填充菜单。工具栏：用鼠标点击工具栏上的按钮即可完成相应工作。将光标放在工具上，则在光标的右下方会出现该工具的名称。通常只显示“常用”工具栏和“格式”工具栏。可以根据需要显示或隐藏某个工具栏：将光标放在工具栏上右击，然后选中需要显示或隐藏的工具栏即可，如果工具栏中没有所要的工具比如格式工具，则点击“工具” 菜单的下拉菜单“自定义”或在工具栏右击，选择下面的自定义进入自定义对话框，见图2-3，选择命令左边类别中的格式，

12、然后用鼠标左键按住右边命令下边的单元格，将光标移动到工具栏合适的位置松开鼠标即可。图2-2 下拉菜单界面状态栏：显示当前操作的重要信息。控制按钮：用来最小化/最大化或关闭Excel。工作表标签：用于显示工作表名称，一个工作薄可以有多个工作表。一般默认是3个工作表，可以通过点击“工具”菜单的“选项”下拉菜单，进入选项对话框，见图2-4，在图中“新工作薄的工作表数(S)”选项中输入希望的数目，则在打开一个工作薄后，工作表就有刚才输入的个数；单击某个工作表标签可以激活该工作表；可以对工作表标签进行插入/删除/重命名/移动/复制等操作，方法是：将光标放在某个标签上，按鼠标右键，点相应选项即可，见图2-

13、4；移动操作也可以将光标放在要移动的标签上，按住鼠标左键不放，移动光标到目标位置，放开鼠标左键即可实现；复制也可以将光标放在要复制的标签上，同时按住“Ctrl”键和鼠标左键不放，移动光标到目标位置，放开鼠标左键即可实现复制操作，新复制出的工作表名称为原名称后面多个“（2）”，见图2-5。图2-3 自定义对话框编辑栏：用于显示活动单元格内的常数或公式。如果要输入或编辑数据及公式，可选定单元格或图表，键入数据后在按Enter键，如果输入公式要先输入=号。名称框：用于指示当前选定的单元格，图表项或绘图对象，Excel用单元格所在的列名加所在的行号表示该单元格的名称。图2-4 选项对话框图2-5 工作

14、表标签选项2.3 Excel的制表过程1：打开计算机，进入Excel工作表2：输入数据一般第一行输入每列所输数据的名称，数据输入从第2行输入。按行向输入，输完当前单元格后要到同行后面的单元格继续输入数据，可以按键移至右侧的单元格，或用鼠标点击右边单元格继续输入。按列向输入：按键移至下一行的单元格，或用鼠标点击下边单元格继续输入。3：数据处理对数据进行相应的计算，方法为将光标放在存放结果的单元格，然后直接键入或将光标放在编辑栏键入“=”和公式后，按“Enter”键即可，输入的公式也相应在编辑栏显示，见图2-6如果同列所有行计算公式相同，则可以只对第一行数据进行公式键入计算，后面行数的计算可以通过

15、下拉迅速完成：用鼠标点击第一个存放键入公式得到结果的单元格，然后将鼠标移至该单元格的右下角的小方框上，此时光标由虚十字变成黑体实十字，该状态叫单元格的“填充柄”，按住填充柄向下拖拉直到目标单元格，放开鼠标左键，则选择区域单元格按照上面第一个单元格相同的计算公式进行计算填充，公式中的行号会相应改变，如图2-6，C2单元格公式自动为“=A2+B2”。图2-6 工作表计算4：工作表的编辑区域的选择：1）如果是单个单元格用光标点击目标单元格即可，2）如果是选择一列或以行，则用光标点击列标或行号即可；如果是多列或多行，则将光标放在第一列或行，按住鼠标左键向右或下拖拉到目标列或行，放开鼠标，则中间所有列或

16、行就被选中；3）如果是选择一个单元格区域，则将光标放在该区域的左上单元格，按住鼠标左键向右下方拖拉到目标单元格，放开后在前后两个单元格中间的区域就被选中。单元格格式的设置：1）选择区域后，点击“格式”菜单中的“单元格”下拉菜单进入单元格格式对话框，然后相应对数字/对齐/字体/边框/图案等进行设置；2）或用工具栏中的单元格工具；3）或者选择区域后，点击鼠标右键，选择“设置单元格格式”，同样进入单元格格式对话框，进行相应的设置，见图2-7，其中点击数字选项下的数值，在右边小数位数后面方框填入或选择合适的数字，则可以控制数据的小数位数；右边下方可以选择负数的显示方式。 图2-7 单元格格式对话框 图

17、2-9 行高和列宽设置单元格的宽和高的设置:1)点击“格式”菜单的下拉菜单“行”（设置单元格高）或“列”（设置单元格宽）见图2-8，然后点右边出现的“行高”或“列宽”，进入行高或列宽对话框，见图2-9，输入合适数值后确定即可。2）将光标放在列号间界限或行号间界限，按住鼠标左键左右或上下拖拉也可调节行高和列宽。第一种方法可以实现准确调节，第二种方法则具有方便快捷的优点。5 绘图（详细见后面阐述）6：存盘点击“文件”菜单中的“另存为”下拉菜单进入另存为对话框，见图2-9，在文件名中输入文件名，在保存位置选择合适路径，然后点击保存按钮即可。上面过程是制Excel表格的基本过程，下面将详细介绍各个过程

18、的具体方法2.4 建立表格建立表格主要是输入数据，输入的基本方法上节已经讲过，现在做些补充：图2-8 单元格高与宽的设置图2-9 另存为对话框1：输入相同数据如果具有相同数据的单元格相连，比如同行或同列，则在第一个单元格输入数据后，按住“填充柄”向下或右拖拉到目标位置即可在包含的单元格内输入和第一个单元格相同的数据；如果具有相同数据的单元格不相邻，则按住Ctrl键选定单元格，在最后一个选定的单元格输入数据 ，然后按Ctrl+Enter键即可实现同时在多个不相邻的单元格内输入相同的数据。2：输入有规律的数据1）: 若数据是序列表中有的序列，则输入序列的初始值，用左键拖该单元格的“填充柄”到要结束

19、的单元格，如图2-10左图，松开左键即可输入所要的序列，如图2-10右图。系统固有的序列有星期序列，月份序列（中英文都有），和甲乙丙丁序列等。 图2-10 规律序列填充2）: 若是序列表中没有的序列，且将常用到，则点击“工具”菜单中的“选项”下来菜单进入选项对话框，点击其中的“自定义序列”，在右边的“输入序列”中输入自定义的序列，如图2-10中的“张三，李四，王五”序列，点击“添加”完成序列的定义，然后在列表所需要输入的位置输入序列的初始值，用鼠标左键拖该单元格的“填充柄”到要结束的单元格即可。注意在添加序列时，各个元素间应该用西文逗号隔开；且自定义序列不能是数字。图2-10 自定义序列的添加

20、3）: 等差/等比数列在第一和第二单元格中输入数据，选定这两个单元格，直接拖“填充柄”到目标单元格即可填充等差数列，按住右键拖“填充柄”至结束的单元格，放开鼠标，出现快捷菜单，选择等比序列即可填充等比数列，见图2-11左图，或者选快捷菜单中的序列进入序列对话框见图2-11右图，在类型里面选择“等差数列”或“等比数列”，在步长里输入合适值，最后点击确定即可按相应类型填充。也可以在要填充区域的第一个单元格输入序列的初始值，选定含有初始值的单元格区域，点击“编辑”菜单的下拉菜单“填充”进入图2-11右图的“序列”对话框，然后进行相应的设定即可。3: 输入日期，时间首先将该列单元格格式设为日期格式或时

21、间格式，然后在第一个单元格输入起始日期，拖动“填充柄”至结束的单元格即可，也可以按住右键拖“填充柄”至结束的单元格，放开鼠标，出现快捷菜单，选择“以天数填充（意义同上）”/“以工作日填充（则周末的日期不填充）”/“以月填充（以月为差值递增）”/“以年填充（以年为差值递增）”，这种方式是按照天数增加的顺序填充；注意不论设置的格式是什么，输入时必须是以斜杠或减号分隔日期的年，月，日。时间格式为9：00，输入后计算机会自动将之转换为设定的格式。 图2-11 等比数列的填充要想按时间递增方式填充，则需要按时间递增方式在第一和第二个单元格内填充，然后左键拖拉填充柄至目标位置即可。2.5 编辑表格1：单元

22、格内容的移动，复制和清除移动：1）鼠标拖曳法：将鼠标移到边框（鼠标变为带箭头的黑十字星），按鼠标左键拖至目标单元格放开即可；2）快捷键法：选定要移动的单元格，同时按住Ctrl+X键，将光标移动到目标位置，再同时按住Ctrl+V键即可；3）菜单法：选定要移动的单元格，单击“编辑”菜单的下拉菜单“剪切”，然后移动鼠标至目标单元格，单在单击菜单“编辑”下拉菜单“粘帖”。复制：1） 鼠标拖曳法：同移动操作相似，区别是同时按住“Ctrl”键和鼠标左键移动到目标位置放开；2）快捷键法：同移动操作相似，区别是选定要移动的单元格，同时按住Ctrl+C键；3）菜单法：同移动操作相似，区别是操作过程中下拉菜单 “

23、剪切”改为“复制”即可清除单元格内容：选定要清除的单元格，按“Delet”键即可；或点击菜单“编辑”的下拉菜单“清除”下的“内容”选项即可。注意单元格的复制过程中，若被复制的单元格是由一定的公式得出的数据，那么采用鼠标的方法将是全部复制，即连同公式一起复制，这时将会发生相对引用（后面讲述什么是相对引用）；若采用菜单法，则可以在粘帖时点击菜单“编辑”下拉菜单“选择性粘帖”，进入选择性粘帖对话框，见图2-22，选择粘帖下方不同选项然后点击“确定”选项，可以实现不同功能，一般要么选择“全部”来实现全部复制，或是选择“数值”从而实现只复制数据。 图2-12 选择性粘帖对话框 图2-13 插入对话框2：

24、单元格，行或列的插入和删除插入：1）快捷键法：选择要插入的位置，点击鼠标右键，选择“插入”选项进入“插入”对话框，见图2-13，选择适当的方式，点击确定即可；2）菜单法：选择要插入的位置，点击菜单“插入”下拉菜单“单元格”同样进入“插入”对话框进行相应设置，然后确定即可；3）或若要插入一行或列，除了在前面的“插入”对话框中选择“整行”来插入一行或选择“整列”实现插入一列，也可将光标放在要插入的行或列号上，然后单击鼠标右键，点击插入即可。删除：方法同插入相似，只要将“插入”选项改为“删除”选项即可。3：数据排序选定区域需要排序的区域，如图2-14左图，单击菜单“数据”下拉菜单“排序”进入排序对话

25、框，如图2-14中图，在“主要关键字”右边下拉选项中选择“B”列，右边选择“升序”等等来设排序规则，设置好后点击“确定”即可得到图2-14右图结果。 图2-14 数据排序注意选择对象不能只选排序的数据，必须包括单位名称在内的全部数据一起选定；如果只选择了一列，如图2-15左图，则在单击“排序”菜单后会出现“排序警告”对话框，见图2-15中图，确认选中“扩展选定区域”，然后点击“排序”选项，进入“排序”对话框继续进行设置也可以得到图2-14右图结果，如果在“排序警告”对话框，选中的是“以当前选定区域排序”，然后点排序后也进入 “排序”对话框，继续进行上面同样设置会得到图2-15右图结果，可见前两

26、列并没有和第3列一起更换位置。 图2-15 选择单列排序4: 编辑批注为了让其他用户更加方便，快速的了解自己所建立的工作表内容，可以对工作表中一些复杂公式或特殊的单元格加入数据批注。添加批注：1）快捷键法：选定要加批注的单元格，单击鼠标右键，选择“插入批注”选项，然后在批注内输入批注内容，输完后点击批注外工作表任意位置即可；2）菜单法：选定要加批注的单元格，单击菜单“插入”下拉菜单“批注”，后面操作同快捷键法。添加了批注的单元格右上角则多了一个红色三角的批注标识符，如果没有显示在点击菜单“工具”下拉菜单“选项”进入“选项”对话框，点击其中“视图”选项，在批注项下方选择“只显示标识符”选项，一般

27、这是默认设置。隐藏或显示批注：1）快捷键法：将光标放在有批注的单元格上，点击鼠标右键，选择“显示/隐藏批注”，即可实现将隐藏的批注显示，如果批注显示要隐藏，则右键选择“显示批注”；2）菜单法：点击菜单“视图”下拉菜单“批注”可以实现“只有标识符” 和“批注和标识符”间切换；也可以点击菜单“工具”下拉菜单“选项”进入“选项”对话框，点击其中“视图”选项，在批注项下方有3种选择，一是“无”表示批注内容和标识符都不显示，而是“只显示标识符”，三是“批注和标识符”选择不同选项就产生不同的效果。编辑批注：1）快捷键法：将光标放在要编辑的批注的单元格上，点击鼠标右键，选择“编辑批注”，然后进行对批注内容的

28、修改；2）菜单法：用菜单法实现显示批注，然后就可以对显示的批注进行修改。清除单个批注：选定要清除的批注，点击鼠标右键，选择“删除批注”即可。或选定后单击菜单“编辑”下拉菜单“清除”下的“批注”选项。一次清除所有批注：点击菜单“编辑”下拉菜单“定位”进入定位对话框，见图2-16，单击“定位条件”按钮，进入“定位条件”对话框，在选择下方选定“批注”，点击确定，然后单击菜单“编辑” 下拉菜单“清除”下的“批注”选项即可实现一次删除所有批注。2.6 Excel的公式和函数Excel不但制表能力很强，更可贵的是它还具有强大的计算功能。它不但能利用公式进行简单的代数运算，而且能分析复杂的数学模型。它的数学

29、，统计，财务等10类300多中函数，可直接用于计算。这里重点讲述在Excel中如何使用公式和函数。2.6.1 公式概述公式是在工作表中进行计算和分析的等式。计算范围不仅限于本工作表的数值，还可以包括同一工作簿中不同工作表的数值，乃至其他工作簿中的工作表的数值。公式的内容包括运算项和运算符。运算项可以是数值，也可以是单元格或区域的引用，或单元格的标志和名称，还可以是工作表函数。下面分别讲述。1：公式的运算符分为算术运算符，比较运算符，文字运算符和引用运算符4种算术运算符：+，*，/，%，（乘方），负数可在前面加-号或用括号表示。%和前面的数值一起作为一个数值处理。比较运算符：=，>，<

30、;，>=（大于或等于），<=（小于或等于），<>（不等于）。结果为真或假的逻辑值。文字运算符：&。可以把一个或多个文字值连接起来，求得一个连续的文字值。例如：公式=“一季度”&“销售额”，结果为“一季度销售额”；若“一季度”所在单元格为A3，则公式可以改为公式= A3&“销售额”。引用运算符：有联合运算符；区域运算符；交叉运算符三种。A: 联合运算符：逗号“，”表示。例如：公式=SUM(B3,B4,B5)，表明要将B3,B4,B5三个单元格的数值相加，求得合计。B: 区域运算符：冒号“：”表示。例如：公式=SUM(B3:B5)，表明要将B3至B5

31、单元格区域的数值相加，求得合计。C: 交叉运算符：空格表示。例如：公式=SUM(B3:B5 A4:C4)，表明竖向B3:B5和横向A4:C4两个交叉区域的数值相加，求得合计。 图2-16 定位对话框 2-17 定位条件对话框2：公式的运算顺序引用运算符算术运算符文字运算符比较运算符其中引用运算符的顺序是：区域（冒号）联合（逗号）交叉（空格）算术运算符的顺序是：负号百分号乘幂乘除加减3: 输入公式直接法：单击单元格，输入“=”和公式内容，按“Enter”确定间接法：单击单元格，将光标移动到编辑栏，输入等号及公式，按确定4:编辑公式删除，移动和复制公式同移动和复制单元格，但是注意：移动单元格引用不

32、改变；复制公式，单元格绝对引用也不改变，但单元格的相对引用将会改变。下面将详细解释绝对引用和相对引用。2.6.2 公式中单元格的引用1: 引用的作用和常设形式外部引用：引用其他工作簿的数据叫做外部引用远程引用：引用其他应用程序的数据叫远程引用有两种引用，一是绝对引用，另一个是相对引用。绝对引用是指当复制公式时，公式中引用的单元格位置不变；相对引用是指当复制公式时，公式中引用的单元格位置将随之改变为新的位置。引用有A1和R1C1两种表现形式。两种形式切换方式是：单击菜单“工具”中下拉菜单“选项”，进入“选项”对话框，如图2-4，点击“常规”选项，在设置下有“R1C1”选项，选中则表示选择R1C1

33、引用样式，不选为A1样式。系统默认为A1样式，我们这里只介绍该样式的使用，R1C1样式不做介绍。A1样式是用英文字母表示列，数字表示行，A1表示A列和1行交叉处的单元格的引用，它是相对引用。要使用绝对引用，则需在行号前加“$”。表2.1给出了有关A1引用样式的说明。表2.1 A1引用样式的说明引用 区 分 描述A1 相对引用 A列及1行均为相对位置$A$1 绝对引用 单元格A1$A1 混合引用 A列为绝对引用，1行为相对位置A$1 混合引用 A列为相对引用，1行为绝对位置下面举例说明各种引用表示形式的意义：A5: A列5行交叉处的单元格A5:A10 A列5行到10行的单元格区域A5:E5 A列

34、5行到E列5行的单元格区域5:5 引用5行各列所有的单元格5:10 引用5行到10行各列所有的单元格C:C 引用C列各行所有的单元格C:E 引用C列到E列各行所有的单元格A$5 对5行A列单元格的绝对引用2.6.3 使用函数函数是预先确定含义的内装公式。使用函数可以简化计算，提高效率，减少差错。故在工作中应尽量利用函数Excel为用户提供了数学和三角函数，统计函数，数据库函数，财务函数，工程函数，逻辑函数，文本函数，日期和时间函数，信息函数，查找和引用函数等10类300多中函数，可以满足多方面的要求。化工数据处理中常用的是数学函数，如2.2表所列：表2.2 常用的数学函数函数名称功能简介SUM

35、参数求和SQRT求平方根AVERAGE求一组数据的均值FACT求某数的阶乘LN求某数的自然对数LOG求某数以指定数为底的对数LOG10求某数以10为底的对数其他函数可在编辑栏中输入公式时左边名称框就变成函数名，点击名称框右边下拉按钮点击“其他函数”，进入插入函数对话框，见图2-18，然后在“或选择类别”右方下拉按钮选择需要的函数类别，在“选择函数”下方选择需要的函数名，该函数的文字说明即在“插入函数对话框”下方显示。2.7 Excel制表示例本节以化工原理离心泵特性曲线测定实验数据处理为例，演示Excel制表和处理数据的过程。1：实验数据的输入：第一行输入各列数据的标题名称，后面按行输入不同流

36、量下其他参数的测量。数据格式的设置：选中A-J列点鼠标右键，选中“设置单元格格式”选项，进入“单元格格式”对话框，点击“对齐选项”，在水平对齐和垂直对齐下方都选择“居中”，然后点确定即可，并通过拖拉列名两边的分割线使其完全显示。需要设置成下标的，先选中，然后选择“单元格格式”对话框中的“字体”子菜单里面的“特殊效果”中的“下标”选项即可。图2-18 插入函数对话框 图2-19 数据格式的设置 图2-20实验数据输入和设置结果2：实验数据处理1）计算平均转速：将点击D13单元格，输入“=”，则名称框由变成，单击名称框，出现“函数参数”对话框，见图2-21，由于系统默认的求平均区域“D2:D12”

37、（即Number1后输入框显示内容）和我们的需要相同，则单击“确定”按钮即可，不需要做修改，则D13单元格被平均转速填充，值为2921，并在编辑栏显示计算公式。2）计算用平均转速校正的流量，扬程，轴功率，效率等在F1-J1单元格分别输入要计算的参数标题：平均转速校正流量(用流量m3/h表示)，轴功率w，轴功率/100w(目的为将其与杨程，效率画在同一个图表中)，杨程m，效率%等，（其中轴功率，杨程，效率直接做转速校正）调整单元格宽度使标题完全显示。结果见图2-22。用前面同样的方法设置F-J列都居中显示，F列数值小数点位数为1位，G列为0位，H列为2位，I列为2位，J列为2位，需要计算的各参数

38、理论计算公式为：如2-21 函数参数对话框图2-22 实验数据处理表格标题输入结果 则在F2单元格输入“=a2*2921/d2”,并回车,在G2单元格输入“= 9.81*e2*0.4867*2*3.14*d2/60*(2921/d2)3 ”并回车确定， 在H2单元格输入“=g2/100”并回车，在I2单元格输入“=(c2+b2)*1000/9.81*(2921/d2)2”并回车，在J2单元格输入“=f2*i2*1000*9.81/g2/3600*100%”并回车。计算式说明：平均转速是一个常数，所以用其值2921直接带入公式，其他参数用其单元格名称带入公式，各单元格公式输入见图2-23。然后将

39、E2-J2选定，用鼠标左键拖拉填充柄至第12行，然后松开左键，则实现对所有组数据的计算，见图2-24. 图2-23 E2-J2单元格公式输入图2-24 数据处理最终结果2.7 用Excel绘制曲线图化工数据处理中主要运用曲线图来表明参数间的关系，特点是形象生动，关系简单明了，能给人以明确而深刻的印象。Excel不仅制表能力很强，而且能简便迅速的绘制各种统计图，这里主要以我们常用的曲线图，散点图,并以前面化工原理离心泵特性曲线实现处理结果为例说明制图的一般过程，见表2-3表2-3 离心泵特性曲线实验计算结果流量'm3/h杨程m轴功率/100w效率%14.19 18.29 10.3 68.

40、93 13.16 18.90 9.7 69.73 12.25 19.40 9.2 70.21 11.13 19.97 8.9 67.69 9.62 20.47 8.3 64.24 8.92 20.91 8.0 63.63 8.00 21.32 7.7 60.67 6.98 21.49 7.2 56.67 5.98 21.76 6.7 52.62 4.97 21.84 6.2 47.70 3.77 21.91 5.8 39.13 2.3.1 用Excel绘制图表的基本过程（主要讲怎样用鼠标来实现）1：选定流量到效率四列中所有数据，点工具栏中的“插入图表”工具，或点击菜单“插入”的 “图表” 下拉

41、菜单进入图表向导对话框，在标准类型中选择“XY散点图”类型，在右边子图表类型选择“平滑线散点图”，如图2-25标准类型中还有其他类型，根据需要可以进行相应选择，选择了一种类型后，右边会出现其对应的子图标类型，如图2-11，散点图有5种子类型：散点图，平滑线散点图，无数据点平滑线散点图，折线散点图，无数据点折线散点图，当把光标放在某种类型图示上，下方矩形框内会显示该子类型的名称。2. 选择好图表类型后，点击下方的“下一步”按钮进入图表向导-数据源对话框，点系列进行曲线名称和数据区域的设置，见图2-26。用鼠标点击系列下的系列名（如图2-26中左图系列2上），然后把光标放在右边的名称后面的输入框内

42、，输入轴功率代码“N”，当再次选择系列3，进行名称修改时，则系列下的系列2名称就被改为N，如图2-25右图，同样的方法将系列3名称改为，系列1改为H；在该对话框中的X值和Y值后可以对需做曲线的数据范围进行修改。格式为“=数据表名称！数据起始单元格名称: 数据结束单元格名称”其中单元格名称格式为$起始单元格所在列$起始单元格所在行。3. 系列修改好后，点击下方的“下一步”按钮进入图表向导-图表选项对话框进行图表标题，坐标轴，网格线图例等的设置，见图2-27一般坐标轴和数据标志不需要修改，系统默认主坐标轴的X轴和Y轴都选定，数据标签不选，我们只需要对其中的标题，网格线和图例做设置更改。在点标题选项

43、，进入标题界面，分别设置图表标题，数值X轴，数值Y轴的名称，当图表没有次坐标轴时，下方的次分类X轴和次数值Y轴为灰色不可操作，一般图表标题下方不用填，因为为了排版方便，图表标题最好在Word文档中图表的下方输入，当然为了方便分辨图表也可以输入图表标题，本示例没有输入标题。标题设置好后，点网格线对网格线进行设置，将数值Y轴下方的主要网格线前的去掉，即在其前面的方框内点击一下即可实现去掉主网格线（主网格线系统默认是选中的），见图2-28。图2-25 图表向导-图表类型对话框 图2-26 图表向导-图表数据源对话框图2-27图表向导-图表选项对话框-标题图2-28图表向导-图表选项对话框-网格线图2

44、-29图表向导-图表选项对话框-图例图2-30图表向导-图表位置对话框图2-31 通过基本步骤得到的图表设置后点“下一步”按钮则进入图表位置对话框，见图2-30，系统默认将图表作为工作表的对象插入数据所在的工作表中，我们不用做修改，然后直接点“完成”按钮即完成图表的基本绘制，或者在图表选项对话框设置完各项后直接点“完成”按钮，则在工作表中插入初步绘制的图表，见图2-31。通过以上步骤获得的曲线不符合一般文献对图表的基本要求，一般要求图表没有外边框，没有背景颜色，大小合适，字体在五号左右，同时坐标轴刻度要适当，所以应对图2-31的格式进行相应的编辑修改。然后点图例对图例进行设置，系统默认图例显示

45、靠右，见图2-27至图2-29中图例显示位置。由于本图有3条曲线，为了使图表漂亮紧凑，我们将其改为底部，这样可以使得图例横向显示，见图2-302.3.2 图表编辑和格式化处理 图2-32 不同图表位置鼠标右键结果图2-33，离心泵特性曲线图1图表分为绘图区和图表区两个区域，绘图区是图2-16中的灰色背景区域，图表区则是绘图区外部区域。 图表的编辑我们都用鼠标右键快捷键来完成，光标放在不同位置点击右键显示的快捷选项见图2-32。1: 改变图表大小，调整图例的位置将光标放在图例上单击，然后将光标移动到图例边框上，按住鼠标左键将图例拖到绘图区空白处。这样图表下方有大片空白区域，同样移动X轴标题到底部

46、位置。改变图表和绘图区的大小：单击图表，则在图表的四周边框上显示8各小黑框，分别在不同方向拖曳这8个小黑框进行拉伸操作可以实现对图表大小的调整。同样方法调整绘图区的大小。结果见图2-332：设置副坐标轴以及数据显示方式（有两条以上的曲线）当两条曲线共用一条坐标，而其数值相差比较大，使得有一条曲线的趋势不是很明显，或者曲线靠近x轴很近，则可以设置一副坐标轴，使它规律更明显的表现出来。比如离心泵曲线实验数据中效率值是杨程和轴功率*100的3倍左右，使得下面两条曲线的规律看不明显，我们可以将效率设为副坐标。方法是将光标放在效率曲线的任一个数据点上，点击鼠标右键，选择其中的“数据系列格式”进入数据系列

47、格式对话框。点击“坐标轴”选项，在“系列绘制在”下方的“次坐标轴”选项的前面单击，即选中该项，就可以实现将效率曲线用副坐标轴来表示，如图2-34左图，设置后的图表结果见图2-34左图，然后需要对副坐标轴标题设置，方法是将光标放在图表区右击选择“图表选项”进入图表选项对话框，这时次数值X轴和Y轴都变成可以输入方式，在次数值Y轴中输入“/(%)”，见图2-34右图，然后调整下图例位置，添加副坐标标题后结果见图2-35右图。 图2-34 数据系列格式，图表选项对话框数据系列显示方式的设置在“数据系列格式”中的图案选项中进行。例如我们要将效率曲线数据点由黄色实体三角改成黑色空心三角图案。则将光标放在效

48、率曲线的数据点上点击鼠标右键，选择“数据系列格式”选项，然后点图案选项，见图2-36左图，将线形下方的颜色选项中选择黑色，将数据标记下方的背景色选为无色，前景色选为黑色，则样式自动由黄色实体三角变成黑色空心三角，点确定。同样对其他曲线图案进行修改。见图2-37。 图2-35 副坐标轴设置结果 图2-36 数据图案的设置 图2-37 数据图案设置结果 图2-39 外边框和字体设置结果3：改变图表中文字的字体，字号等在图表区单击鼠标右键选择“图表区格式”进入“图表区格式”对话框，在图案中可以设置图案的边框，一般要求无边框，所以选中边框下方的“无”，见图2-38左图，然后点击字体进行字号的设置，一般

49、字号为9号，见图2-38右图，这样可以直接将图表中所有的文字和数值改为同一型号。但是不能改变字或数字的方向（水平还是竖直）设置结果见图2-39。4：设置绘图区外边框和背景将光标放在绘图区点击鼠标右键，选择“绘图区格式”进入绘图区格式对话框，一般没有副坐标轴的图表绘图区要求没有外边框，设置方法是选中边框下方的“无”选项；去掉绘图区背景方法是选择区域下方颜色选项中的白色，哪种颜色被选中其四周就会显示一个选择边框，见图2-40左图，设置完后的图表结果见图2-40右图5：设置坐标轴刻度坐标轴刻度设置方法为将光标放在要更改设置的坐标轴上，点击鼠标右键，选择“坐标轴格式设置”进入坐标轴格式设置对话框，在这

50、里可以对该坐标轴的图案，刻度，字体，数字，对齐方式的进行相应的设置修改。 图2-38 图表区对话框 图2-40 绘图区格式设置及结果 图2-41 坐标轴格式设置本例中只需要对X轴的刻度进行修改，初始状态见图2-41左图，由于流量的最小值为3.8m3/h，所以我们可以将X轴刻度的最小值改为3，为了使刻度显示美观我们将主要刻度单位也改为3，由于最小值改成3，则在与数值Y轴交叉于项也应改为3，手动改过的选项前面就不在打勾，打勾的表示是系统自动设置的数值，见图2-41右图，设置完后点确定，结果见图2-42。 图2-42 坐标轴设置结果图 图2-43图例改为符号表示结果6：增加文字或符号说明当图中曲线较

51、多，又不想采用图例时，或是有副坐标时，就要对曲线做适当的说明，使别人能清楚的分出各曲线的含义。以将图例删除，用符号表示各条曲线的含义为例掩饰该操作。删除图例的方法是将光标放在图例上单击，然后按“Delet”键，或右击选择“清除”选项。将光标放在图空白处单击，然后将光标移到编辑栏单击，输入文字或符号，比如“H”，输入完后按“Enter”键，在将该符号移动到杨程曲线附近，同样的方法输入“N”放在轴功率曲线旁，输入“”放在效率曲线旁，结果及过程见图2-43。7：添加趋势线的方法一般我们做实验后通过作图可以方便的看出参数间的定性关系，如果想得到确切的函数关系，则需要对曲线进行拟合，Excel2003给

52、出了线性，对数，多项式，乘幂，指数，移动平均等6种曲线拟合方式，并可以显示拟合出的公式和R平方值，一般R值越接近1，说明拟合的曲线关系和原来数据相关性越强。各曲线含义及函数关系如下。线性：基本成一直线 曲线函数格式为：y=ax+b对数：成对数关系 曲线函数格式为：y=alnx+b多项式：成多项式关系 可以设置多项式的阶数 曲线函数格式为：y=ax2+bx+c(若阶数设为2)乘幂：曲线函数格式为：y=axb指数：曲线函数格式为：y=aebx以轴功率曲线为例演示拟合方法，为了显示的清楚，我们去掉图中的其他曲线，并将曲线类型改为散点图，Y坐标标题也去掉扬程项，如图2-44左图。将光标放在数据点上，点

53、击鼠标右键，选择“添加趋势线”选项，进入添加趋势线对话框，在“类型”选项中选择线性（根据目测可以得出N-Q成线性关系），如图2-45左图，然后点击”选项”，在选中“显示公式”和“显示R平方值”（选中前面方框内就打勾），如图2-45右图，然后点确定，移动拟合的公式到合适的位置，使图表美观，见图2-44右图。 图2-44 对轴功率曲线进行曲线拟合 图2-45 添加趋势线对话框可以对趋势线格式进行设置，系统默认的趋势线比较粗。方法是将光标放在趋势线上，点击鼠标右键，选择“趋势线格式”选项，进入趋势线格式对话框，见图2-46左图，点“粗细”选项右边的下拉三角，选则其中合适粗细的线条，见图2-46右图，

54、然后点确定即可。结果见图2-47。 图2-46 趋势线格式对话框图2-47趋势线格式设置结果趋势线格式对话框还有“类型”和“选项”两个选项，其功能同添加趋势线对话框中的“类型”和“选项”。7：增加曲线增加曲线：在已经作好的图中添加另外一条曲线。例如对图2-47增加扬程曲线，将光标放在数据点上单击鼠标右键，选择“源数据”选项进入“源数据” 对话框，点击“系列”选项，如图2-48左图，单击“添加”则在系列方框内增加一个默认名称为“系列1”的新系列，在“名称”选项后输入新曲线名称“H”，然后在“X值”和“Y值”右边输入新曲线对应数据的区域，区域输入可以将已有虚线的区域拷贝粘帖到新系列相应位置，然后在

55、做少量修改即可，比如本例中两条曲线的X值区域是相同的，Y值区域只有列号的区别，见图2-48右图，然后点击“确定”即变成图2-49中左图样式。 图2-48 增加曲线设置 图2-49 增加曲线示例结果再用前面的方法对Y轴坐标标题和刻度进行修改，并添加图例即可，结果见图2-49右图。第三章 用Origin7.5处理化工实验数据Origin是美国OriginLab公司开发的数据分析和制图软件，目前最新版本为Origin8.0，本文介绍现在使用比较广泛的7.5版本。Origin比Excel具有更强的制图功能，尤其是曲线拟合更加灵活，但是其数据输入，电子表格的绘制没有Excel方便，不过如果电脑安装了Ex

56、cel97或更高级别的版本，在Origin内也可以进行Excel操作，这样就充分的将Excel的电子表格功能和Origin强大的制图功能有机结合起来。3.1 Origin7.5基本操作3.1.1 Origin7.5界面 Origin7.5界面与Windows软件相似，是一个多文档界面应用程序。运行Oringin7.5后，就打开一个Project文件，并带有一个Worksheet窗口，另外Origin还提供了Matrix，Excel，Layout，Note，Gragh等主要子窗口。这些子窗口具有不同的作用，Origin7.5界面各个部分名称如图3.1所示图3.1 Origin7.5界面从图3.1可以看出，Origin界面包括下列几个部分：1） 标题栏 在界面的顶部，显示当前文件的名称和存放路径2） 菜单栏 在标题栏下方，每个菜单还有许多子菜单，通过菜单可以实现几乎所有Origin7.5的功能3） 工具栏 菜单栏下是工作栏，大部分工具可以在菜单栏中找到相应的命令。工具栏调出方法：单击菜单View|toolbars进入“Customize Toobar”对话框，见图3.2，在“Toolbars”选项卡中进行