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Probleme mit Logarithmus anhand von Beispiel

Universität / Fachhochschule

Tags: Logarithmus

 
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germeta90

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15:41 Uhr, 02.02.2018

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Hallo liebe Mathe-Cracks,

im Rahmen meiner Abschlussarbeit bin ich auf eine Formel gestoßen mit der sich die Viskosität von Wasser in Abhängikeit des Salzgehalts und der Temperatur berechnen lässt. Der Autor führt auch seine Ergebnisse auf, nur leider komme ich da überhaupt nicht drauf.
Anhand der Formel und der zugehörigen Koeffizienten (siehe Bilder) bekomme ich beispielsweise für die Salzkonzentration von 11% und Temperatur von 283,15K einen Wert auf der rechten Seite der gleichung von 8,37799862.
Dies sollte dann dem Logarithmus der Viskosität entsprechen. Der Autor errechnet für die Viskosität für einen Salzgehalt von 11% und einer Temperatur von 283,15K einen Wert von 15,41.
Der Logarithmus von 15,41 wäre ja aber 1,187802639.
Kann mir jemand auf die Sprünge helfen? Vielleicht interpretiere ich auch die Formel falsch...
Beste Grüße

Formel
koeffizienten
Errechnetes

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Logarithmusfunktion (Mathematischer Grundbegriff)
Rechnen mit Logarithmen

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Antwort
Roman-22

Roman-22

02:25 Uhr, 03.02.2018

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Für Interessierte: Der Artikel ist unter
www.journal-of-agroalimentary.ro/admin/articole/58458L8_Vol_21(1)_2015_41_52.pdf
abrufbar.

Das Machwerk weist ja einige Fehler auf.
Zum einen ist es schlicht falsch (auch wenn es mittlerweile zu einer weit verbreiteten Unsitte geworden zu sein scheint) "log" zu verwenden. Es gibt die genormten Bezeichnungen lg und ln für den dekadischen bzw. den natürlichen Logarithmus und diese müssen auch verwendet werden, wenn man dieselben meint. log ist schlicht falsch und wird leider immer wieder je nach Autor mal für ln und dann wieder für lg verwendet. Wenn man sich das Zahlenmaterial näher ansieht, so ist hier mit log der dekadische Logarithmus lg gemeint.

Dann ist die Schreibweise (a1+a2C+a3C2)A1 etc Humbug. Erst in ein und derselben Gleichung immer wieder a1 etc. verwenden und dann durch diesen Index A1 ausdrücken wollen, dass das zB a1 in der ersten Klammer einen anderen Wert hat als das a1 in der zweiten Klammer ist armselig und Unfug. Kann der Autor nicht weiter als bis 3 zählen und vermeidet er deswegen die Verwendung von a1 bis a6 oder von Doppelindizes a11 bis a23? Nur weil in Excel bei jedem Regressionsversuch die Koefffizienten natürlich mit a1 bis a3 bezeichnet werden schreibt er es einfach so ab?

Du hast die Gleichung offenbar ja trotzdem richtig interpretiert, wenn du mit der angegeben Gleichung (8) und den Werten in Tabelle 11 auf ln(μ)8,378 gekommen bist.

Was der Autor letztendlich herausgefunden zu haben meint, ist ja, dass für jede Konzentration C% der Verlauf der dynamischen Viskosität in Abhängigkeit von der Temperatur exponentiell ist und die logarithmierten Werte daher einen linearen Verlauf zeigen ln(μ)=A1A2T. Außerdem meint der Autor, dass diese Koeffizienten A1 und A2 in Abhängigkeit von der Konzentration C% am besten durch eine quadratische Regression zu ermitteln sind und gibt die entsprechenden Werte, die er aus seinen Messdaten mithilfe von Excel gefunden hat, in Tabelle 11 an.

Wenn wir uns aber die Werte in Tabelle 13 näher ansehen, dann ist doch klar ersichtlich, dass die vorhergesagten mu-Werte (PV) mit abnehmender Temperatur größer werden. Der lineare Verlauf der logarithmierten Werte ln(μ) hat also einen negativen Anstieg.
Der Fehler oder die Schlamperei, die dem Autor also vermutlich unterlaufen ist, ist ein falsches Vorzeichen. Entweder muss es ln(μ)=A1-A2T lauten, oder in Tabelle 11 müssen bei allen Werten in Zeile 2 die Vorzeichen geändert werden.

Mit dieser Vorzeichenänderung stellen sich dann jedenfalls die Werte in der Tabelle ein:
Bild00

Anmerkung:
Suspekt erscheint mir auch die Behauptung der Autoren, dass sich, wenn die Temperatur in Celsius gemessen wird, plötzlich ein quadratischer Zusammenhang zwischen Temperatur und lg(μ) einstellt Gleichung (9). Das ist aus mathematischer Sicht haarsträubender Unsinn. Der Übergang von Kelvin nach Celsius bedeutet doch nur eine Verschiebung der Ordinatenachse - da wird doch nicht plötzlich aus einer Geraden eine Parabel! Wenn vorher die lineare Regression am besten gepasst hat, dann muss das auch nachher so sein. Mit der Bezeichnung aus dem paper würde bei Übergang von K(T) nach Grad Celsiu (t) aus lg(μ)=A1+A2T einfach lg(μ)=(A1+273,15A2)+A2t werden und sonst nichts! Es würde sich also nur der Ordinatenabschnitt ändern.
Die haben sich offenbar recht sinnfrei in Excel rumgespielt und irgendwas falsch verstanden, falsch eingegeben oder falsch abgelesen.
Im Text behaupten die Autoren dann, dass Tabelle 13 den Vergleich der mit Gleichung (9) ermittelten Werte mit den tatsächlichen Daten zeigt, in der Überschrift zu Tabelle 13 steht aber, dass es sich um die Werte aus Gleichung (8) handelt. Also was nun?
Ich würde der ganzen Arbeit keinen besonderen Wert beimessen. Es wirkt, als hätten ein paar Möchtegern"wissenschafter" einen Haufen Daten in Excel hineingeknallt und sich dort ohne Verständnis so lange herumgespielt und Daten und Grafiken kopiert, bis 50 Seiten nutzloser Text entstanden ist.
Den angeblich gefundenen mathematischen Modellen würde ich keinerlei Vertrauen schenken

Frage beantwortet
germeta90

germeta90 aktiv_icon

11:30 Uhr, 14.02.2018

Antworten
Vielen Dank für deine Mühe Roman!,
in diesem Fall werfe ich die Quelle wieder aus der Arbeit raus!