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LibreOffice Calc Hinweise

In einem Tabellenkalkulationsprogramm kann man sehr praktisch viele Daten ablegen. Insbesondere bietet es sich damit für die Dokumentation und Auswertung von Messreihen an. Hier ein Beispiel in dem Messwerte zur Bestimmung der Wärmekapazität von Wasser durchgeführt wurden:

Calc mit Messwerttabelle

Das ist zwar übersichtlich, aber noch kein großer Zugewinn, gegenüber einer Tabelle in einem Textdokument. Ein Tabellenkalkulationsprogramm spielt seine Stärken vor allem in der Auswertung von Messwerten aus.

Berechnungen mit Calc

Calc kann angewiesen werden Rechenoperationen mit Daten aus anderen Zellen auszuführen.

Wir bleiben bei unserem Beispiel (siehe oben). Tatsächlich interessiert an dieser Stelle die Dauer, die das Wasser erhitzt wurde gar nicht, sondern vor allem, wie viel Energie dem Wasser dabei zugeführt wurde.

Aus Physik ist bekannt, wie die übertragene Energie mit der Leistung zusammenhängt: \(E = P \cdot t\).

Um nicht selbst rechnen zu müssen, geben wir also Calc die Anweisung diese Berechnung auszuführen.

Eine Rechenanweisung in Calc beginnt immer mit einem = in der Zelle.

In unserem Beispiel steht die Leistung im Feld A30 und die Zeit, die zum Erhitzen aufgewandt wurde in der Spalte A. Für den ersten Messwert ergibt das:

Calc mit einer simplen Berechnung in einer Zelle

Und nach Enter:

Calc mit einer simplen Berechnung in einer Zelle

Das ist jetzt schon ganz schön, denn falls uns auffallen sollte, dass die Leistung in diesem Fall doch \(P = 310 W\) ist, so können wir das einfach im Feld A30 ändern und die Berechnung in B4 wird erneut ausgeführt, so dass dort weiterhin der korrekte Wert steht.

In dieser Messreihe haben wir nun 19 Messwerte und es ist müßig 19 mal eine quasi gleiche Berechnung in die Zellen einzutippen. Auch hier unterstützt uns Calc. Wir können die Berechnung auf benachbarte Zellen übertragen. Dazu wählt man die Zelle mit der Berechnung aus und "fasst" das kleine Quadrat an der unteren rechten Ecke an. Nun kann man die Berechnung auf weitere Zellen übertragen (nur in eine Richtung horizontal oder vertikal). Hier wird nicht die gleiche Berechnung immer wieder in die weiteren Zellen kopiert, sondern die referenzierten Zellen werden in der gleichen Richtung mit verschoben.

In der Zelle B5 wird dann also =A31*A5 stehen. Dummerweise ist das gar nicht genau das, was wir wollen. Denn wir wünschen uns, dass nur eine Referenzzelle mitbewegt wird (die für die Zeit), die andere Referenz soll immer auf die selbe Zelle zeigen.

Um eine Referenz zu fixieren setzt man vor den Bezeichner ein $-Zeichen.

Also steht jetzt in der Zelle B4 =$A$30*A4 und man kann die Berechnung auf die darunterstehenden Zellen übertragen:

Calc Übertragen einer Berechnung

Aufmerksamen Leser:innen wird aufgefallen sein, dass wir zwei $-Zeichen verwendet haben, obwohl wir nur eine Zelle festgelegt haben. Tatsächlich lässt sich mit den $-Zeichen ein Mitbewegen in einer Dimension unterbinden.

  • Das $-Zeichen vor einem Buchstaben legt die Spalte fest und verhindert ein horizontales Mitbewegen
  • Ein $-Zeichen vor einer Zahl legt die Zeile fest und verhindert ein vertikales Mitbewegen

Damit wurde die Berechnung auf weitere Zellen übertragen! Das Resultat kann sich sehen lassen:

Calc mit übertragener Berechnung

Diagramme mit Calc

Um Messdaten auszuwerten und zu interpretieren möchte man oft ein Diagramm haben. In Calc markiert man dazu erst die Daten, die man visualisieren möchte. Liegen die Zellen nicht nebeneinander, so kann man Strg gedrückt halten und damit weitere Zellen markieren. Eine Zeile für die Bezeichnung der Daten kann mit markiert werden, dann kann die Bezeichnung automatisch mit ins Diagramm übernommen werden.

Calc mit markierten Zellen für ein Diagramm

Über Einfügen -> Diagramm öffnet sich ein Dialog:

Calc mit Diagramm Dialog 1

Hier kann man das Diagramm nach Lust und Laune anpassen und mit Vor durch die Dialoge navigieren. Die Einstellungen ergeben sich je nach Anforderung. Für Messwerte sollte meist ein x-y-Streudiagramm gewählt werden. In diesem Beispiel sind die Datenreihen in Spalten und die erste Zeile ist die Beschriftung. Die Namen der Datenreihen sollte man noch anpassen, so dass die Masse des Wassers als Beschriftung dasteht. Belohnt werden sollte man mit etwas ähnlichem wie:

Calc mit Diagramm

Trendlinie einfügen

Häfig hat man eine Vermutung, durch was für eine Funktion die Messwerte beschrieben werden können (bspw. linear, quadratisch, Wurzel, exponentiell). Calc kann eine solche Funktion so in die Messwerte legen, dass sie diese am besten beschreibt (genauer: die Quadrate der Abstände zwischen Messwerten und Ausgleichsgerade werden minimiert).

Wenn man das Diagramm bearbeitet (Doppelklick aufs Diagramm), klickt man mit der rechten Maustaste auf einen Punkt einer Datenreihe und wählt Trendlinie einfügen. Daraufhin öffnet sich ein Dialog:

Calc Trendlinien Dialog

In diesem kann man die entsprechende Funktionsart auswählen (in unserem Fall Linear) und noch weitere Optionen wie den Namen festlegen. Bspw. müsste man für eine Ursprungsgerade den Y-Achsenabschnitt auf 0 festlegen. Und oft ist es auch sinnvoll, sich die ermittelte Gleichung anzeigen zu lassen, da so etwas wie die Steigung von Interesse ist:

Calc Diagramm Trendlinie1

In diesem Fall wissen wir nun, dass \(\Delta T (E) = 0,00159 \frac{K}{J} \cdot E\) ist, wenn wir eine Wassermasse von \(m=150g\) erhitzen.

Der Vollständigkeit halber hier noch (sehr knapp) die abschließenden Schritte zur Berechnung der Wärmekapazität bei der Messreihe mit 150g Wasser. Die Schritte bringen uns keinen Erkenntnisgewinn mehr für das Nutzen eines Tabellenkalkulationsprogramms. Unter der Annahme, dass \(\Delta T (E) \sim \frac{1}{m}\) ergibt sich: \(\Delta T (E) = 0,00159 \cdot 150 \frac{g \cdot K}{J} \cdot E = 0,2385 \frac{g \cdot K}{J} \cdot E\).
Die Wärmekapazität ist nun aber genau als die Energie die aufgewandt werden muss um 1g Wasser um 1K zu erhitzen. Daher müssen wir noch den Kehrbruch unsere Proportionalitätskonstante berechnen: \(c = 4,19 \frac{J}{g \cdot K}\)

Calc FAQ

Calc zeigt mir in meiner Zelle gar nicht das an, was ich eingetippt habe

Calc versucht einem Arbeit abzunehmen indem es den Datentyp in einer Zelle erkennt. Leider liegt es dabei auch oft falsch. Zum Glück, kann man Calc explizit mitteilen, welchen Datentyp man in einer Zelle abgelegt hat:

  • Die betroffenen Zellen markieren (Spalten oder Zeilen durch Klick in den Bezeichner oben oder an der Seite).
  • Rechtsklick im markierten Bereich, auf Zellen formatieren
  • Im linken Reiter kann man das Format für Zahlenwerte auswählen - mit OK bestätigen.