bài giảng tin học trong hóa học đầy đủ

Địa chỉ ô và miền Địa chỉ ô và địa chỉ miền chủ yếu được dùng trong các công thức để lấy dữ liệu tương ứng.. Chọn miền, cột, hàng, bảng Chọn miền: kích chuột vào ô cao trái, giữ và

TIN HỌC TRONG HOÁ HỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU

KHOA HOÁ HỌC VÀ CNTP

SAI SỐ, CÁC QUY TẮC VỀ SAI SỐ

3

MỘT SỐ CÔNG CỤ BỔ TRỢ TRONG EXCEL

2

NHẮC LẠI MỘT SỐ KiẾN THỨC CƠ BẢN EXCEL

CHƯƠNG 1:

MÔÔT SỐ KIÊN THỨC CHUNG VỀ TÍNH TOÁN GẦN ĐÚNG BẰNG MÁY TÍNH

1 SAI SỐ, CÁC QUY TẮC SAI SỐ

1.1 SAI SỐ

SAI SỐ TUYỆT ĐỐI

SAI SỐ

SAI SỐ TƯƠNG ĐỐI

δA =

1.2 CÁC QUY TẮC VỀ SAI SỐ

Xét 1 hàm nhiều biến u=f(x,y,z…)

Có ∆x, ∆y, ∆z lần lược là sai số tuyệt đối của x, y, z

δx, δy, δz lần lược là sai số tương đối của x, y, z

Nếu u là 1 hàm tổng, hiệu thì:

∆u = ∆x + ∆y + ∆z

Nguyên nhân sai số

 Với các số liệu thực nghiệm

– Mẫu đo

– Dụng cụ đo – Phương pháp đo – Người đo

 Với các kết quả tính toán

– Cách tính và cách làm tròn

Khởi động Excel

 C1: Kích đúp chuột vào biểu tượng trên nền màn hình (Destop).

 C2: Kích chuột vào biểu tượng của Excel trên thanh Microsoft Office Shortcut

Bar ở góc trên bên phải nền màn hình.

 C3: Menu Start/Programs/Microsoft Excel

 …

2 Cơ bản về phần mềm Excel

Cửa sổ làm việc của Excel

Mở một tệp đã ghi trên ổ đĩa (Open)

Ghi tệp vào ổ đĩa (Save)

 Nếu tệp đã được ghi trước từ trước thì lần ghi tệp hiện tại sẽ ghi lại sự thay đổi kể từ lần ghi trước

( có cảm giác là Excel không thực hiện việc gì ).

 Nếu tệp chưa được ghi lần nào sẽ xuất hiện hộp thoại Save As, chọn nơi ghi tệp trong khung Save

in, gõ tên tệp cần ghi vào khung File name, ấn nút Save.

Ghi tệp vào ổ đĩa với tên khác (Save As)

Thoát khỏi Excel (Exit)

Excel.

 Nếu chưa ghi tệp vào ổ đĩa thì xuất hiện 1 Message Box, chọn:

 Yes: ghi tệp trước khi thoát,

 No: thoát không ghi tệp,

 Cancel: huỷ lệnh thoát.

Địa chỉ ô và miền

 Địa chỉ ô và địa chỉ miền chủ yếu được dùng trong các công thức để lấy dữ liệu

tương ứng.

đó Ví dụ: $A3, B$4, $C$5.

Địa chỉ tương đối thay đổi khi sao chép công thức, địa chỉ tuyệt đối thì không.

Địa chỉ ô và miền (tiếp)

 Miền là một nhóm ô liền kề nhau.

 Địa chỉ miền được khai báo theo cách:

Địa chỉ ô cao trái : Địa chỉ ô thấp phải

Ví dụ: A3:A6 B2:D5

$C$5:$D$8

Dịch chuyển con trỏ ô

 Dùng chuột kích vào ô.

 Gõ phím F5 (Ctrl+G), gõ địa chỉ ô cần đến vào khung Reference, bấm nút

OK.

Gõ địa chỉ ô muốn

đến

Các phím dịch chuyển con trỏ ô:

+ ←, ↑, →, ↓ dịch chuyển 1 ô theo hướng mũi tên

+ Page Up dịch con trỏ lên 1 trang màn hình

+ Page Down dịch chuyển xuống 1 trang màn hình

+ Home cột đầu tiên (cột A) của dòng hiện tại

+ Ctrl + → tới cột cuối cùng (cột IV) của dòng hiện tại

+ Ctrl + ← tới cột đầu tiên (cột A) của dòng hiện tại

+ Ctrl + ↓ tới dòng cuối cùng (dòng 65536) của cột hiện tại

+ Ctrl + ↑ tới dòng đầu tiên (dòng 1) của cột hiện tại

+ Ctrl + ↑ + ← tới ô trái trên cùng (ô A1)

+ Ctrl + ↑ + → tới ô phải trên cùng (ô IV1)

+ Ctrl + ↓ + ← tới ô trái dưới cùng (ô A65536)

+ Ctrl + ↓ + → tới ô phải dưới cùng (ô IV65536)

Nhập dữ liệu vào ô

 Cách thức: kích chuột vào ô, gõ dữ liệu vào, nhập xong gõ Enter.

 Dữ liệu chữ nhập bình thường

 Dữ liệu số nhập dấu chấm (.) thay dấu phẩy (,) ngăn cách phần thập phân.

 Để Excel hiểu một dữ liệu dạng khác là dữ liệu dạng chữ thì nhập dấu ’ trước dữ liệu đó.

 Ví dụ: ’04.8766318

 Dữ liệu ngày tháng nhập theo định dạng: mm/dd/yy.

VD: 11/25/1980

Chọn miền, cột, hàng, bảng

 Chọn miền: kích chuột vào ô cao trái, giữ và di tới ô thấp phải, nhả chuột.

 Chọn cả hàng: kích chuột vào ô tên hàng.

 Chọn cả cột: kích chuột vào ô tên cột.

 Chọn cả bảng tính: kích chuột vào ô giao giữa tên hàng và tên cột.

 Nếu chọn nhiều miền rời nhau thì giữ phím Ctrl trong khi chọn các miền đó.

 Khi cần lấy địa chỉ ô hoặc miền trong công thức thì không nên gõ từ bàn phím mà nên

dùng chuột chọn để tránh nhầm lẫn.

Công thức

 Công thức:

 bắt đầu bởi dấu =

 sau đó là các hằng số, địa chỉ ô, hàm số được nối với nhau bởi các phép toán.

 Thứ tự ưu tiền các toán tử:

Tên gọi Dấu âm Phần trăm Lỹ thừa nhân chia Cộng trừ và logic Ký hiệu - % ^ * / + - & =><

Hàm số

ngày tháng …

”

VD: =IF(A2<7,“TB”,“K”)

Một số hàm số quan trọng

 AND (đối 1, đối 2,…, đối n): phép VÀ, là hàm logic, chỉ đúng khi tất cả các đối số có giá trị đúng.

Các đối số là các hằng, biểu thức logic.

VD: = AND (B3>=23,B3<25)

 OR (đối 1, đối 2, …, đối n): phép HOẶC, là hàm logic, chỉ sai khi tất cả các đối số có giá trị sai.

VD: = OR (D3>=25,D3<23)

Một số hàm số quan trọng (tt)

 SUM (đối 1, đối 2, …, đối n): cho tổng của các

đối số

Các đối số là các hằng, địa chỉ ô, miền.

 AVERAGE (đối 1, đối 2, …, đối n): cho giá trị TBC c

các s ố

Một số hàm số quan trọng (tt)

 MAX (đối 1, đối 2, …, đối n): cho giá trị lớn nhất.

 MIN (đối 1, đối 2, …, đối n): cho giá trị nhỏ nhất.

Một số hàm số quan trọng (tt)

 IF (bt logic, trị đúng, trị sai):

 Hiển thị trị đúng nếu BT logic có g/t True

 Hiển thị trị sai nếu BT logic có g/t False

VD: =IF(A3>=5,“Đỗ”,“Trượt”)

 - Hàm IF có thể viết lồng nhau.

VD: = IF(C6<=300,1,IF(C6>400,3,2))

- Hàm trên cho kết quả của phép thử sau:

nếu [dữ liệu trong ô C6] ≤ 300

nếu 300 < [dữ liệu trong ô C6] ≤ 400

Các thao tác soạn thảo

 Ấn Ctrl+C (bấm nút Copy, menu Edit/Copy)

 Dịch tới ô trái trên của miền định dán

 Ấn Ctrl+V (bấm nút Paste, menu Edit/Paste)

Nếu sao chép công thức sang các ô lân cận:

 Di chuột tới dấu chấm ở góc phải dưới của ô, bấm giữ trái chuột và di qua các ô lân cận

rồi nhả chuột (Drag & Drop) Địa chỉ tương đối của các ô trong công thức sẽ được thay tương ứng.

Các thao tác soạn thảo (tt)

 Ấn Ctrl+X (bấm nút Cut, menu Edit/Cut)

 Dịch tới ô trái trên của miền định dán

 Ấn Ctrl+V (bấm nút Paste, menu Edit/Paste)

 C2: di chuột tới bờ của miền, con trỏ thành hình mũi tên, Drag rời dữ liệu tới vị trí

mới, thay thế dữ liệu cũ Muốn xen kẽ dữ liệu cũ và mới thì giữ phím Shift trong khi Drag.

Các thao tác soạn thảo (tt)

Một số thao tác hữu dụng

1 Thêm/xoá hàng, cột, bảng tính:

 Thêm một hàng vào bên trên hàng hiện tại: menu Insert/Rows

 Thêm một cột vào bên trái cột hiện tại: menu Insert/Columns

 Thêm một bảng tính (sheet): menu Insert/Worksheet

 Xoá hàng hiện tại: menu Edit/Delete…Entire Row

 Xoá cột hiện tại: menu Edit/Delete…Entire Column

 Xoá bảng tính: menu Edit/Delete Sheet

Một số thao tác hữu dụng (tt)

2 Các thao thác giúp nhập dữ liệu:

 Gõ địa chỉ tuyệt đối của ô và miền trong công thức: dùng phím F4

VD: cần gõ $A$5:$C$8: dùng chuột chọn miền A5:C8, rồi ấn phím F4.

Một số thao tác hữu dụng (tiếp)

đ.vị), vd: nhập STT, nhập các tháng trong năm…:

 Nhập 2 g/t đầu tiên của dãy vào 2 ô tương ứng

 Bôi đen 2 ô vừa nhập

 Thực hiện Drag như khi sao chép công thức

3 Đổi tên sheet: nháy chuột phải tại tên sheet ở góc trái dưới bảng tính, chọn

Rename, gõ tên mới cho sheet rồi ấn Enter.

Định dạng

1) Thay đổi kích thước hàng/cột: 2 cách chính:

 C1: Di chuột vào mép hàng/cột, con trỏ thành hình mũi tên 2 chiều, ấn giữ

trái chuột, di đến vị trí mới rồi nhả chuột.

 C2: Di chuột vào mép hàng/cột, kích đúp để được kích thước vừa khít.

Có thể ấn định kích thước hàng/cột bằng cách vào menu Format/Row/Height… và

Format/Column/Width…

Định dạng (tt)

2) Định dạng ô (Menu Format/Cells…)

- Chọn miền, vào menu Formar/Cells…

+ Tab Number: định cách hiển thị số

+ Tab Alignment: định cách chỉnh vị trí dữ liệu

+ Tab Font: định font chữ

+ Tab Border: định đường kẻ viền các ô

Kiểu hiển thị số

Khung xem trước

Số chữ số thập phân

Căn dữ liệu chiều

Menu Format/Cells… Tab Alignment

Căn dữ liệu chiều

dọc ô

Chọn phông chữ

Chọn kích thước chữ

Chọn màu chữGạch chân chữ

Xem trước

Menu Format/Cells… Tab Font

Chọn kiểu chữ

Chọn từng

đường kẻ khung

Các lỗi găÔp phải khi tính toán

3 MỘT SỐ CÔNG CỤ BỔ TRỢ

Goal Seek

Add Trendline (Đồ thị) Solver

Vẽ đồ thị, xây dưng đường chuẩn

Giải hệ phương trình Tối ưu hóa

Giải phương trình

3.1 ĐỒ THỊ

 Chọn miền dữ liệu vẽ đồ thị, chú ý chọn cả 1 tiêu đề hàng và 1 tiêu đề cột đối với các

đồ thị kiểu Column, Line và Pie.

 Bấm nút Chart Wizard trên Toolbar hoặc vào menu Insert/Chart… → Hộp thoại

Chart Wizard hiện ra giúp tạo đồ thị qua 4 bước:

1 Định kiểu đồ thị

2 Định dữ liệu

3 Các lựa chọn: tiêu đề, các trục, chú giải …

4 Chọn nơi hiện đồ thị

giải

Bước 3: Các lựa chọn - Tab Titles

Tiêu đề đồ thị và tiêu đề các trục

Nhập tiêu đề đồ thị

Nhập tiêu đề trục

X

Nhập tiêu đề trục Y

Khi đồ thị đã được tạo, có thể:

chấm đen ở 8 hướng, đặt chuột vào chấm đen, giữ trái chuột và di tới kích thước mong muốn rồi nhả chuột.

vùng trống của đồ thị và chọn Chart Options… Thao tác tiếp theo như bước 3 ở trên.

bằng cách nháy chuột phải vào thành phần đó và chọn Format …

Thay đổi thuộc tính trục đồ thị

* Thay đổi tỷ lệ trên trục

Giá trị nhỏ nhất

Giá trị lớn nhất

Khoảng cách các điểm chia

Chuột phải trên trục, chọn Format Axis

Ví dụ: Vẽ đường hấp phụ đẳng nhiệt của axit axetic trên bề mặt than họat tính với các số liệu như sau:

Nồng độ (N) 0,025 0,05 0,1 0,2 0,4 0,5

- Tiến hành nhập các giá trị vào thành từng cột.

- Bôi đen vùng dữ liệu: Insert\charts\scatter\chọn kiểu đồ thị mong muốn

 Phương trình và sai số của đồ thị: đưa chuột

5 6

7 f(x) = 2.05 ln(x) + 8.04 R² = 0.99

3.2 CÔNG CỤ GOAL SEEK

• Sử dụng công cụ goal seek để giải phương trình

• Được gọi từ menu tool:

Data\What - if analysis\goal seek

VD: Giải phương trình

Nhập câu lệnh: H9= (5*I9^2+4*I9-3)/(2*I9+5)

Với I9 là 1 ô trống bất kỳ ta chọn để thay thế x

Data\Data tool\What If Anallysis\Goal Seek

Set cell: nhập ô chứa đẳng thức

To value: Nhập giá trị của đẳng thức

By changing cell: nhập ô chứa biến

o Bước 2: Tại cột Nghiệm: Nhập các giá trị 0, 0, 0, 0 làm cơ sở ban đầu.

o Bước 3: Tại cột VT: Nhân các hệ số của từng pt với cột nghiêm.

Dùng phép nhân bình thường:

Hoặc: dùng lệnh

nhân 2 ma trận

 Bước 4: Data\slover

- By Changing Cells: nhập vào địa chỉ của các nghiệm

- Subject to the Constraints: nhấp nút Add để thêm điều

kiện ràng buộc (4 phương trình, 4 điều kiện) -> OK ->

OK

1 Xác định mục tiêu bài toán: biến số cần đưa vào hay tính toán: tên gọi, ý nghĩa, đơn

vị, trị số…

2 Thu thập số liệu cần đưa vào tính toán.

3 Mô hình hóa bài toán dạng công thức, biểu thức.

4 Tìm thuật toán để giải nhanh và chính xác

5 Viết các công thức theo cú pháp excel

Luu ý: LẬP BẢNG TÍNH EXCEL

CHƯƠNG 2 GIẢI HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH

CHƯƠNG 2 GIẢI HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH

Giả sử ta có hệ phương trình sau:

1 GIẢI HPT BẰNG PP MA TRẬN

CÁC BƯỚC THỰC HIỆN

B1 – Lập bảng tính, nhập số liệu

B2 – Chỉ ra hệ có nghiệm duy nhất: detA ≠ 0 Dùng lệnh: =MDETERM (A)

B3 – Tính ma trận nghịch đảo A-1 Dùng lệnh: =MINVERSE (A)

B4 – Nhân 2 ma trân A-1 và B để xác định X  Dùng lệnh: =MMULT(A-1, B)

B5 – Đánh giá sai số:

+ Tính BT = A× X

+ Tính sai số gặp phải: ∆B = BT – B

+ Tính sai số của nghiệm: ∆X = A-1× ∆B

+ Ktra: 1 trong các thành phần của ∆X

 ∆X< sai số ε cho phép  X là nghiệm

 ∆X> sai số cho phép  Tính lặp

•

Lập bảng

Det A = MDETERM (A)

A-1 = MINVERSE (A)

X= A-1× B = MMULT(A-1, B)

Đánh giá sai số

+ ∆X

Sai

- B1 – Lập bảng tính, nhập số liệu

1 GIẢI HPT BẰNG PP MA TRẬN

B2 – Chỉ ra hệ có nghiệm duy nhất: detA ≠ 0

Dùng lệnh: =MDETERM (A)

1 GIẢI HPT BẰNG PP MA TRẬN

B3 – Tính ma trận nghịch đảo A-1

Chọn vùng chứa A-1 Dùng lệnh =MINVERSE (A)

Nhấn tổ hợp phím Ctrl + Shift + Enter

1 GIẢI HPT BẰNG PP MA TRẬN

B4 – Nhân 2 ma trân A-1 và B để xác định X

Chọn vectơ nghiệm X  Dùng lệnh =MMULT(A-1, B)

Nhấn tổ hợp phím Ctrl + Shift + Enter

1 GIẢI HPT BẰNG PP MA TRẬN

2 GIẢI HPT BẰNG CÔNG CỤ SOLVER

 Phương pháp: xem chương 1

Ví dụ: Giải hệ phương trình sau bằng công cụ solver Tính sai lệch nghiệm với phương pháp ma

2 GIẢI HPT BẰNG CÔNG CỤ SOLVER

3 ỨNG DỤNG TRONG HÓA HỌC

Định luật bảo toàn năng lượng và bảo toàn vật chất:

Σ(lượng đưa vào) + Σ(lượng có sẵn) = Σ(lượng đi ra) + Σ(lượng còn lại)

Tùy theo mức độ có thể thiết lập ở quy mô khác nhau, đó là:

 Cân bằng đối với 1 cấu tử hay tất cả các cấu tử.

 Cân bằng cho 1 pha hay tất cả các pha

 Cân bằng đối với 1 đoạn thiết bị hay toàn thiết bị

 Cân bằng đối với 1 thiết bị hay cụm thiết bị

Thành lò đốt có cấu tạo gồm các lớp sau:

- Gạch chịu lửa dày (sa mốt) 120mm, Hệ số dẫn nhiệt 0,81 W/m.K

- Gạch cách nhiệt dày 65mm, Hệ số dẫn nhiệt 0,23 W/m.K

- Thép chịu lưc dày 10mm, Hệ số dẫn nhiệt 45 W/m.K

Nhiệt độ trong lò là 8000C, không khí xung quanh bên ngoài là 30 0C

Hệ số cấp nhiệt (W/ m2.K) trong lò 69,6; không khí 13,9

Tìm nhiệt độ bề mặt ngoài lớp thép và giữa các lớp, cũng như mất mát

nhiệt từ 1m2 thành lò?

3 ỨNG DỤNG TRONG HÓA HỌC

BÀI TOÁN 1

Truyền nhiệt từ bên trong đến lớp tường thứ nhất

q = α1(t1-tT1)Dẫn nhiệt qua lớp gạch sa mốt

q = λ1/δ1(tT1-tT2)Dẫn nhiệt qua lớp cách nhiệt

q = λ2/δ2(tT2-tT3)Dẫn nhiệt qua lớp thép

q = λ3/δ3(tT3-tT4)Cấp nhiệt từ bề mặt vào không khí

q = α2(tT4-t2)

3 ỨNG DỤNG TRONG HÓA HỌC

3 ỨNG DỤNG TRONG HÓA HỌC

Ta lập được hệ phương trình như bên:

Dùng excel giải hpt bên, ta được:

3 ỨNG DỤNG TRONG HÓA HỌC

Thiết lập phương trình tỷ lượng của phản ứng, cùng số phương trình độc lập xảy ra trong thiết bị Nếu kết quả phân tích định tính hỗn hợp trong thiết bị phản ứng cho thấy có các chất sau: ZnCl2 BaS, Na2SO4, ZnS, BaCl2, NaCl, BaSO4.

3 ỨNG DỤNG TRONG HÓA HỌC

BÀI TOÁN 2

3 ỨNG DỤNG TRONG HÓA HỌC

Phản ứng tổng quát:

a ZnCl + a BaS + a Na SO + a ZnS + a BaCl + a NaCl + a BaSO = 0

Áp dụng định luật bảo toàn vật chất ta có:

SO : a +a =0

(3.1)

3 ỨNG DỤNG TRONG HÓA HỌC

Ta thấy hệ (3.1) gồm 6 phương trình, 7 ẩn số và hạn của ma trận hệ số bằng 5

Chọn 2 giá trị phụ thuộc để giải hệ

BÀI TẬP

1 Thành lò đốt gồm các lớp sau:

- Gạch chịu lửa dày (sa mốt) 120mm, Hệ số dẫn nhiệt 0,81 W/m.K

- Gạch cách nhiệt dày 65mm, Hệ số dẫn nhiệt 0,23 W/m.K

- Thép chịu lưc dày 10mm, Hệ số dẫn nhiệt 45 W/m.K

Nhiệt độ trong lò là 8000C, không khí xung quanh bên ngoài là 35 0C

Hệ số cấp nhiệt (W/ m2.K) trong lò 69,6; không khí 13,9

Tìm nhiệt độ các lớp, và bề dày của lớp cách nhiệt (bộc thêm) bên ngoại lớp thép để nhiệt độ giảm xuống 45oC, biết hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu cách nhiệt này là 0.09W/m.K?

`

CHƯƠNG 3

GIẢI PHƯƠNG TRÌNH PHI TUYẾN

CHƯƠNG 3 GIẢI PHƯƠNG TRÌNH PHI TUYẾN

Giải Phương trình sau với độ chính xác ε=10-5

Exp(x) – 10x = 0

- Sử dụng Goal seek

- Sử dụng Solver

0.1118213 X=

- Sử dụng đồ thị

Theo phương pháp đồ thị thì phương trình :

Exp(x) – 10x = 0 có 2 nghiệm

Làm thế nào để xác định nghiệm còn lại??

 Phương pháp phân đôi

 Phương pháp lặp

 Phương pháp Newton

Bước 1: Tách nghiệm

- Tìm khoảng [a,b] nào đó mà trong đó PT chỉ có nghiệm duy nhất.

- Phương pháp: xây dưng đồ thị

Bước 2: Hiệu chỉnh nghiệm

- Hiệu chỉnh nghiệm trong khoảng [a,b] đã chỉ ra với độ chính xác ε > 0 cho trước.

Bước 1: Tách Nghiệm

1- Xây dựng đồ thị trên toạ độ Oxy bằng cách lặp bảng tính gồm 2 cột:

 Cột x: là giá trị của biến, cho giá trị x với khoảng tăng δ tuỳ chọn.

 Cột y: là giá trị hàm, nhập hàm f(x) vào để tính các giá trị tương ứng với giá trị x.

2- Vẽ đồ thị với bảng số liệu vừa tạo

 Bôi đen toàn bộ 2 cột số liệu vừa tạo → insert →Chart → chọn loại đồ thị cần vẽ.

3- Xác định khoảng [a,b] mà PT có nghiệm duy nhất

 Khoảng [a,b] là khoảng mà trong đó đường cong cắt trục x