Лестницы. Входная группа. Материалы. Двери. Замки. Дизайн

В процессе кипения жидкости, предварительно нагретой до температуры кипения, сообщаемая ей энергия идёт

1) на увеличение средней скорости движения молекул

2) на увеличение средней скорости движения молекул и на преодоление сил взаимодействия между молекулами

3) на преодоление сил взаимодействия между молекулами без увеличения средней скорости их движения

4) на увеличение средней скорости движения молекул и на увеличение сил взаимодействия между молекулами

Решение.

При кипении температура жидкости не меняется, а происходит процесс перехода в другое агрегатное состояние. Образование другого агрегатного состояния идет с преодолением сил взаимодействия между молекулами. Постоянность температуры означает и постоянство средней скорости движения молекул.

Ответ: 3

Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1313.

Открытый сосуд с водой находится в лаборатории, в которой поддерживается определённая температура и влажность воздуха. Скорость испарения будет равна скорости конденсации воды в сосуде

1) только при условии, что температура в лаборатории больше 25 °С

2) только при условии, что влажность воздуха в лаборатории равна 100%

3) только при условии, что температура в лаборатории меньше 25 °С, а влажность воздуха меньше 100%

4) при любой температуре и влажности в лаборатории

Решение.

Скорость испарения будет равна скорости конденсации воды в сосуде только если влажность воздуха в лаборатории равна 100% вне зависимости от температуры. В таком случае будет наблюдаться динамическое равновесие: сколько молекул испарилось, столько же сконденсировалось.

Правильный ответ указан под номером 2.

Ответ: 2

Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1326.

1) для нагревания 1 кг стали на 1 °С необходимо затратить энергию 500 Дж

2) для нагревания 500 кг стали на 1 °С необходимо затратить энергию 1 Дж

3) для нагревания 1 кг стали на 500 °С необходимо затратить энергию 1 Дж

4) для нагревания 500 кг стали на 1 °С необходимо затратить энергию 500 Дж

Решение.

Удельная теплоемкость характеризует количество энергии, которое необходимо сообщить одному килограмму вещества для того, из которого состоит тело, для того, чтобы нагреть его на один градус Цельсия. Таким образом, для нагревания 1 кг стали на 1 °С необходимо затратить энергию 500 Дж.

Правильный ответ указан под номером 1.

Ответ: 1

Источник: ГИА по фи­зи­ке. Ос­нов­ная волна. Даль­ний Восток. Ва­ри­ант 1327.

Удельная теплоёмкость стали равна 500 Дж/кг·°С. Что это означает?

1) при охлаждении 1 кг стали на 1 °С выделяется энергия 500 Дж

2) при охлаждении 500 кг стали на 1 °С выделяется энергия 1 Дж

3) при охлаждении 1 кг стали на 500 °С выделяется энергия 1 Дж

4) при охлаждении 500 кг стали на 1 °С выделяется энергия 500 Дж

Решение.

Удельная теплоемкость характеризует количество энергии, которое необходимо сообщить одному килограмму вещества для того, чтобы нагреть его на один градус Цельсия. Таким образом, для нагревания 1 кг стали на 1 °С необходимо затратить энергию 500 Дж.

Правильный ответ указан под номером 1.

Ответ: 1

Источник: ГИА по фи­зи­ке. Ос­нов­ная волна. Даль­ний Восток. Ва­ри­ант 1328.

Регина Магадеева 09.04.2016 18:54

В учебнике восьмого класса у меня определения удельной теплоемкости выглядит так:физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1кг для того, чтобы его температура!изменилась! на 1 градус. В решении же написано, что удельная теплоемкость нужна для того, чтобы нагреть на 1 градус.

Антон

Повседневный опыт показывает, что если телу пе­ре­давать теплоту, то оно нагревается .

На ри­сун­ке представлен гра­фик зависимости тем­пе­ра­ту­ры от вре­ме­ни для про­цес­са нагревания воды при нор­маль­ном атмосферном давлении. Пер­во­на­чаль­но вода на­хо­ди­лась в твёрдом состоянии.

Какое из утвер­жде­ний является неверным?

1) Участок DE со­от­вет­ству­ет процессу ки­пе­ния воды.

2) Точка С со­от­вет­ству­ет жидкому со­сто­я­нию воды.

3) В про­цес­се АВ внут­рен­няя энергия льда не изменяется.

4) В про­цес­се ВС внут­рен­няя энергия си­сте­мы лёд-вода увеличивается.

Решение.

Неверным яв­ля­ет­ся утверждение под но­ме­ром 3, по­сколь­ку процесс АВ - это нагревание. При на­гре­ва­нии внутренняя энер­гия тела увеличивается, по­сколь­ку средняя ско­рость движения мо­ле­кул увеличивается.

Правильный ответ указан под номером 3.

Ответ: 3

Источник: ГИА по фи­зи­ке. Ос­нов­ная волна. Даль­ний Восток. Ва­ри­ант 1329.

КПД тепловой машины равен 30%. Это означает, что при выделении энергии Q при сгорании топлива, на совершение полезной работы затрачивается энергия, равная

Решение.

Коэффициент полезного действия определяется как отношение полезной работы к совершённой работе, другими словами, какой процент совершаемой работы идёт на осуществление тех действий, которые мы считаем полезной работой. Поскольку КПД тепловой машины равен 30%, на совершение полезной работы пойдёт 30% тепла.

Правильный ответ указан под номером 4.

Примечание.

Тепловая машина с Коэффициентом полезного действия в 30% - это очень качественная машина. Как правило, тепловые двигатели работают с КПД 5−15%.

Ответ: 4

Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1331.

На ри­сун­ке приведён гра­фик зависимости тем­пе­ра­ту­ры t воды от вре­ме­ни τ при нор­маль­ном атмосферном давлении. Какое из утвер­жде­ний является неверным?

1) Участок АБ со­от­вет­ству­ет процессу на­гре­ва­ния воды.

2) В процессе, со­от­вет­ству­ю­щем участку ЕЖ, внут­рен­няя энергия воды уменьшается.

3) Точка Е со­от­вет­ству­ет твёрдому со­сто­я­нию воды.

4) В процессе, со­от­вет­ству­ю­щем участку БВ, внут­рен­няя энергия си­сте­мы вода - пар увеличивается.

Решение.

Проанализируем утверждения.

1) Утверждение верно: участок АБ соответствует процессу нагревания воды.

2) Внутренняя энергия тела пропорциональна средней скорости движения молекул и энергии потенциального взаимодействия между ними. При охлаждении средняя скорость движения молекул уменьшается, следовательно, утверждение верно.

3) Поскольку вода при атмосферном давлении кипит при 100 °C, точка Е не может соответствовать твёрдому состоянию воды.

4) На участке БВ системе сообщается энергия, которая идёт на испарение воды. Молекулы пара двигаются в среднем быстрее молекул воды. Следовательно, внутренняя энергия системы увеличивается.

Правильный ответ указан под номером 3.

Ответ: 3

Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1333.

Гость 20.02.2016 18:01

В этом задании правильный ответ указан под номером 4, а у вас правильным ответом является 3, хотя сами в анализе вариантов ответа пишите, что 4 правильный!

Антон

Вопрос задачи: «Какое из утвер­жде­ний яв­ля­ет­ся не­вер­ным ?»

На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры от вре­ме­ни для про­цес­са на­гре­ва­ния слит­ка свин­ца мас­сой 1 кг. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты по­лу­чил сви­нец за 10 мин нагревания?

Примечание.

Решение.

Из гра­фи­ка находим, что за 10 минут сви­нец на­грел­ся на 200 °C. Вы­чис­лим ко­ли­че­ство теплоты, по­лу­чен­ное свинцом:

Правильный ответ указан под номером 2.

Олег Сафонов (Иркутск) 20.04.2014 20:14

Ответ: За 10 минут сыинец нагрелся на 227 градусов, следовательно количество теплоты, полученное свинцом равно 29510 Дж.

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

Сергей Никифоров

Обратите внимание, что температура свинца за 10 минут возросла от 27 °C до 227 °C. То есть слиток нагрелся на 227 − 27 = 200 °C.

На рисунке приведен график зависимости температуры воды от времени. Начальная температура воды 50 °С. В каком состоянии находится вода в момент времени τ 1 ?

1) только в газообразном

2) только в жидком

3) часть воды - в жидком состоянии и часть воды - в газообразном

4) часть воды - в жидком состоянии и часть воды - в кристаллическом

Решение.

Горизонтальный участок на графике соответствует 100 °C, следовательно, В момент времени τ 1 происходило парообразование воды и часть воды находилась в жидком состоянии, часть - в газообразном.

Правильный ответ указан под номером 3.

Ответ: 3

На диаграмме для двух веществ приведены значения количества теплоты, необходимого для нагревания 1 кг вещества на 10 °С и для плавления 100 г вещества, нагретого до температуры плавления. Сравните удельные теплоемкости c двух веществ.

Решение.

Поскольку требуется сравнить удельные теплоёмкости, часть диаграммы, отвечающая за плавление, не рассматриваем. Из диаграммы видно, что для нагревания 1 кг каждого вещества на 10 °С понадобилось одинаковое количество теплоты. Следовательно, теплоёмкости равны.

Правильный ответ указан под номером 1.

Ответ: 1

На диаграмме для двух веществ одинаковой массы приведены значения количества теплоты, необходимого для их нагревания на одно и то же число градусов. Сравните удельную теплоемкость c 1 и c 2 этих веществ.

Решение.

Удельная теплоёмкость - это количество теплоты, необходимое для того, чтобы нагреть вещество на 1 °C. Для нагревания тела 1 понадобилось 3 кДж, для тела 2 - 6 кДж, следовательно, теплоёмкость первого тела в два раза меньше теплоёмкости второго.

Правильный ответ указан под номером 4.

Ответ: 4

На рисунке приведен график зависимости температуры спирта от времени при его охлаждении и последующем нагревании. Первоначально спирт находился в газообразном состоянии. Какой участок графика соответствует процессу конденсации спирта?

Решение.

Процессу конденсации соответствует горизонтальный участок графика. Поскольку изначально спирт находился в газообразном состоянии, процессу конденсации спирта соответствует участок ВС.

Правильный ответ указан под номером 2.

Ответ: 2

При опускании в стакан с горячей водой деревянной и алюминиевой ложек

1) алюминиевая ложка нагревается быстрее, так как плотность алюминия больше

2) алюминиевая ложка нагревается быстрее, так как теплопроводность алюминия выше

3) деревянная ложка нагревается быстрее, так как плотность дерева меньше

4) деревянная ложка нагревается быстрее, так как теплопроводность дерева ниже

Решение.

Алюминиевая ложка нагревается быстрее, так как теплопроводность алюминия выше.

Правильный ответ указан под номером 2.

Примечание.

Теплопроводность металлов, как правило, высокая относительно теплопроводности других материалов, что обусловлено наличием свободных электронов в металле.

Ответ: 2

Два шара одинаковой массы, изготовленные соответственно из меди и алюминия, были нагреты на 50 °С. При этом на нагревание медного шара потребовалось

1) больше энергии, так как плотность меди больше

3) меньше энергии, так как плотность меди меньше

Решение.

Удельная теплоёмкость меди меньше удельной теплоёмкости алюминия, следовательно, на нагревание медного шара потребовалось меньше энергии.

Правильный ответ указан под номером 4.

Ответ: 4

Два шара одинакового объёма, изготовленные соответственно из цинка и меди, были нагреты на 50 °С. При этом на нагревание медного шара потребовалось

1) больше энергии, так как масса медного шара больше

2) больше энергии, так как удельная теплоёмкость меди больше

3) меньше энергии, так как масса медного шара меньше

4) меньше энергии, так как удельная теплоёмкость меди меньше

Решение.

Удельные теплоёмкости цинка и меди равны, однако плотность меди больше плотности цинка, соответственно масса медного шара тоже будет больше. Таким образом, на нагревание медного шара потребовалось больше энергии.

Правильный ответ указан под номером 1.

Ответ: 1

Удельная теп­ло­та плавления стали равна 78 кДж/кг. Это означает, что

1) для плав­ле­ния 1 кг стали при тем­пе­ра­ту­ре её плав­ле­ния потребуется 78 кДж энергии

2) для плав­ле­ния 78 кг стали при тем­пе­ра­ту­ре её плав­ле­ния потребуется 1 кДж энергии

3) для плав­ле­ния 1 кг стали при ком­нат­ной температуре по­тре­бу­ет­ся 78 кДж энергии

4) для плав­ле­ния 78 кг стали при ком­нат­ной температуре по­тре­бу­ет­ся 1 кДж энергии

Решение.

По определению удельная теплота плавления - это количество теплоты, необходимое для того, чтобы перевести 1 кг вещества, взятого при температуре плавления, из твёрдого состояния в жидкое. Это означает, что для плав­ле­ния 1 кг стали при тем­пе­ра­ту­ре её плав­ле­ния потребуется 78 кДж энергии.

Правильный ответ указан под номером 1.

Ответ: 1

Какие из утвер­жде­ний верны?

А. Диф­фу­зию нель­зя на­блю­дать в твёрдых телах.

Б. Ско­рость диф­фу­зии не за­ви­сит от тем­пе­ра­ту­ры вещества.

1) толь­ко А

2) толь­ко Б

3) оба утвер­жде­ния верны

4) оба утвер­жде­ния неверны

Решение.

Первое утверждение неверное, так как диффузию можно на­блю­дать в твёрдых телах, например, сли­па­ние глад­ких свин­цо­вых цилиндров. Второе утверждение тоже неверное, так как ско­рость диф­фу­зии за­ви­сит от тем­пе­ра­ту­ры вещества: как правило, чем выше тем­пе­ра­ту­ра,тем ско­рость диф­фу­зии выше. Таким образом, ни первое, ни второе утверждение не являются верными.

Правильный ответ указан под номером 4.

Ответ: 4

Мяч массой m бросают вертикально вверх со скоростью v с поверхности земли. Внутренняя энергия мяча зависит

1) только от массы мяча

2) только от скорости бросания

3) от массы мяча и скорости бросания

Решение.

Внутренняя энергия пропорциональна температуре тела и потенциальной энергии взаимодействия молекул тела между собой. Таким образом, внутренняя энергия мяча зависит от массы и температуры мяча.

Правильный ответ указан под номером 4.

Ответ: 4

Мяч массой m поднят на высоту h относительно поверхности земли. Внутренняя энергия мяча зависит

1) только от массы мяча

2) только от высоты подъёма

3) от массы мяча и высоты подъёма

4) от массы и температуры мяча

Решение.

Внутренняя энергия пропорциональна температуре тела и потенциальной энергии взаимодействия молекул тела между собой. Следовательно, внутренняя энергия мяча зависит от массы и температуры мяча.

Правильный ответ указан под номером 4.

Ответ: 4

Удельная теплоёмкость свинца равна 130 Дж/(кг·°С). Это означает, что

1) при охлаждении 1 кг свинца на 130 °С выделяется 1 Дж энергии

2) при охлаждении 1 кг свинца на 1 °С выделяется 130 Дж энергии

3) при охлаждении 130 кг свинца на 1 °С выделяется 1 Дж энергии

4) при охлаждении 130 кг свинца на 130 °С выделяется 1 Дж энергии

Решение.

Удельная теплоёмкость - это величина энергии, которую нужно затратить, чтобы нагреть тело массой 1 кг на 1 °C. Иначе говоря, это величина энергии, которая высвобождается при охлаждении тела массой 1 кг на 1 °C.

Правильный ответ указан под номером 2.

Ответ: 2

Один стакан с водой стоит на столе в тёплом помещении, другой с водой такой же массы - в холодильнике. Внутренняя энергия воды в стакане, стоящем в холодильнике,

1) равна внутренней энергии воды в стакане, стоящем на столе

2) больше внутренней энергии воды в стакане, стоящем на столе

3) меньше внутренней энергии воды в стакане, стоящем на столе

4) равна нулю

Решение.

Внутренняя энергия - это суммарная кинетическая и потенциальная энергия взаимодействия молекул. Температура является мерой кинетической энергии, чем она выше, тем большей энергией обладают молекулы. Следовательно, внутренняя энергия стакана в холодильнике меньше внутренней энергии воды в стакане, стоящем на столе.

Правильный ответ указан под номером 3.

Ответ: 3

Примером броуновского движения является

1) беспорядочное движение цветочной пыльцы в капельке воды

2) беспорядочное движение мошек под фонарём

3) растворение твёрдых веществ в жидкостях

4) проникновение питательных веществ из почвы в корни растений

Решение.

Броуновское движение - это беспорядочное движение малых частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием толчков со стороны молекул окружающей среды. Малыми частицами являются частички пыли цветов, их средой - капелька воды.

Правильный ответ указан под номером 1.

Ответ: 1

На рисунке представлены графики зависимости температуры t от времени τ для трёх твёрдых тел одинаковой массы: из алюминия, из меди и из свинца. Тела нагревают на одинаковых горелках. Определите, какой график соответствует нагреванию тела из алюминия, какой - из меди, а какой - из свинца.

1) 1 - медь, 2 - алюминий, 3 - свинец

2) 1 - алюминий, 2 - свинец, 3 - медь

3) 1 - медь, 2 - свинец, 3 - алюминий

4) 1 - алюминий, 2 - медь, 3 - свинец

Решение.

Количество теплоты Q , идущее на нагрев вещества равно mc Δt , где m - масса вещества, с - удельная теплоёмкость этого вещества, Δt - приращение температур.

Чтобы нагреть образцы одинаковой массы до одной температуры, нужно затратить разное количество тепла, пропорциональное их теплоёмкости. Поскольку горелки одинаковые, для передачи большего количества теплоты, нужно дольше нагревать образцы.

Таким образом, чем больше теплоёмкость образца, тем меньший наклон на графике ему соответствует. Из табличных данных находим, что c свинца меди алюм. Значит, график 1 - алюминий, график 2 - медь, график 3 - свинец.

Правильный ответ указан под номером 4.

Ответ: 4

На рисунке представлены графики нагревания и плавления двух твёрдых веществ - «1» и «2» - одинаковой массы, взятых при одинаковой начальной температуре. Образцы нагреваются на одинаковых горелках. Сравните удельные теплоёмкости этих двух веществ и температуры их плавления.

1) У вещества «1» больше удельная теплоёмкость и температура плавления, чем у вещества «2».

2) У вещества «1» меньше удельная теплоёмкость, но выше температура плавления, чем у вещества «2».

3) У вещества «1» больше удельная теплоёмкость, но ниже температура плавления, чем у вещества «2».

4) У вещества «1» такая же удельная теплоёмкость, как у вещества «2», но выше температура плавления.

Решение.

где m - масса вещества, с - удельная теплоёмкость этого вещества, Δt - приращение температур. Чтобы нагреть образцы до одной температуры, нужно затратить разное количество тепла, пропорциональное их удельной теплоёмкости. Поскольку горелки одинаковые, для передачи большего количества теплоты нужно дольше нагревать образцы. Первый образец греется дольше, поэтому вещество 1 обладает большей теплоёмкостью.

Правильный ответ указан под номером 1.

Ответ: 1

Три цилиндра одинаковых высоты и радиуса, сделанные из алюминия, цинка и меди, нагрели до одинаковой температуры и поставили торцами на горизонтальную поверхность льда, имеющую температуру 0 °С. Когда установилось тепловое равновесие, цилиндры проплавили во льду цилиндрические углубления. Считая, что вся теплота, отводимая от цилиндров при их остывании, передавалась льду, определите, под каким из цилиндров углубление получилось больше.

1) под цинковым

2) под алюминиевым

3) под медным

Решение.

Q

где ρ - плотность вещества, V - объём цилиндра. При нагревании цилиндров до одной температуры им было сообщено разное количество теплоты, т. к., во-первых, удельная теплоёмкость материалов, из которых они изготовлены, разная, во-вторых, имея одинаковые размеры, цилиндры имеют разную плотность и, следовательно, массу. Цилиндр, которому передали большее количество теплоты, проплавит большее углубление.

t ρс

Для цинка:

Для меди:

Для алюминия:

Величина ρс наибольшая для меди, поэтому углубление получилось наибольшим для медного цилиндра.

Правильный ответ указан под номером 3.

Ответ: 3

Три цилиндра одинаковых высоты и радиуса, сделанные из алюминия, цинка и меди, нагрели до одинаковой температуры и поставили торцами на горизонтальную поверхность льда, имеющую температуру 0 °С. Когда установилось тепловое равновесие, цилиндры проплавили во льду цилиндрические углубления. Считая, что вся теплота, отводимая от цилиндров при их остывании, передавалась льду, определите, под каким из цилиндров углубление получилось меньше.

1) под цинковым

2) под алюминиевым

3) под медным

4) под всеми тремя цилиндрами углубления получились одинаковыми

Решение.

Полученное количество теплоты Q определяется как произведение массы тела, удельной теплоемкости вещества и приращения температур:

где ρ - плотность вещества, V - объём цилиндра. При нагревании цилиндров до одной температуры им было сообщено разное количество теплоты, т. к., во-первых, удельная теплоёмкость материалов, из которых они изготовлены, разная, во-вторых, имея одинаковые размеры, цилиндры имеют разную плотность и, следовательно, массу. Цилиндр, которому передали меньшее количество теплоты, проплавит меньшее углубление.

Поскольку льда много, все цилиндры остынут до нулевой температуры, т. е. величина Δt одинакова для всех цилиндров. Объёмы цилиндров одинаковы по условию, поэтому сравним произведения ρс для цинка, алюминия и меди, используя табличные данные.

Для цинка:

Для меди:

Для алюминия:

Величина ρс наименьшая для алюминия, поэтому углубление получилось наименьшим для алюминиевого цилиндра.

Правильный ответ указан под номером 2.

Ответ: 2

На рисунке представлены графики нагревания и плавления двух твёрдых веществ одинаковой массы - 1 и 2. Вещества нагреваются на одинаковых горелках при одинаковых условиях. Определите по графикам, у какого вещества - 1 или 2 - выше температура плавления и удельная теплота плавления.

1) у вещества 1 выше и температура плавления, и удельная теплота плавления

2) у вещества 1 выше температура плавления, а у вещества 2 выше удельная теплота плавления

3) у вещества 2 выше температура плавления, а у вещества 1 выше удельная теплота плавления

4) у вещества 2 выше и температура плавления, и удельная теплота плавления

Решение.

Плавлению соответствуют участки графиков, параллельные оси времени, т. к. в это время полученная энергия идет не на нагрев, а на разрушение кристаллических связей. Чем выше располагается этот участок, тем выше температура плавления, в данном случае у вещества 1 она выше.

Удельная теплота плавления - это энергия, необходимая для того, чтобы расплавить единицу массы вещества. При одинаковой скорости нагревания и одинаковых массах вещество с большей удельной теплотой плавления будет плавиться дольше. Из графика видно, что это вещество 2.

Правильный ответ указан под номером 2.

Ответ: 2

На рисунке представлены графики нагревания трёх образцов (А , Б и В ), состоящих из одного и того же твёрдого вещества. Масса образца А в четыре раза больше массы образца Б , а масса образца Б в два раза меньше массы образца В . Образцы нагреваются на одинаковых горелках. Определите, какой из графиков соответствует образцу А , какой - образцу Б , а какой - образцу В .

1) график 1 - А , график 2 - Б , график 3 - В

2) график 1 - А , график 2 - В , график 3 - Б

3) график 1 - В , график 2 - Б , график 3 - А

4) график 1 - Б , график 2 - В , график 3 - А

Решение.

На нагревание вещества идёт количество теплоты:

где m - масса вещества, с - удельная теплоемкость этого вещества, Δt - приращение температур. Чтобы нагреть образцы до одной температуры, нужно затратить разное количество тепла, пропорциональное их массе. Поскольку горелки одинаковые, для передачи большего количества теплоты, нужно дольше нагревать образцы. Таким образом, чем больше масса образца, тем меньший наклон на графике ему соответствует. Из условий задачи определяем, что M A = 2M В = 4M Б. Значит, график 1 - Б, график 2 - В, график 3 - А.

Правильный ответ указан под номером 4.

Ответ: 4

Для определения удельной теплоты сгорания топлива необходимо знать

1) энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, его объём и начальную температуру

2) энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, и его массу

3) энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, и его плотность

4) удельную теплоёмкость вещества, его массу, начальную и конечную температуры

Решение.

Удельная теплота сгорания топлива - это количество теплоты, которое выделяется при сгорании 1 кг топлива. Следовательно, для определения удельной теплоты сгорания топлива необходимо знать энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, и его массу.

Правильный ответ указан под номером 2.

Ответ: 2

Источник: Демонстрационная версия ГИА-2014 по физике.

А. Ве­ще­ство со­сто­ит из мель­чай­ших ча­стиц - ато­мов или молекул, и до­ка­за­тель­ством этому слу­жит яв­ле­ние теплопроводности.

Б. Ве­ще­ство со­сто­ит из мель­чай­ших ча­стиц - ато­мов или молекул, и одним из ар­гу­мен­тов в поль­зу этого слу­жит яв­ле­ние диффузии.

1) только А

2) только Б

4) ни А, ни Б

Решение.

Утверждение А - ложно. Теп­ло­про­вод­ность - это спо­соб­ность тела пе­ре­да­вать внут­рен­нюю энергию, это не до­ка­зы­ва­ет того, что ве­ще­ство со­сто­ит из мель­чай­ших ча­стиц.

Утверждение Б - верное. Диф­фу­зия - сме­ше­ние двух и более ве­ществ на уров­не мель­чай­ших частиц.

Правильный ответ указан под номером 2.

Ответ: 2

Какое(-ие) из нижеприведённых утвер­жде­ний являе(-ю)тся правильным(-и)?

А. Мо­ле­ку­лы или атомы в ве­ще­стве на­хо­дят­ся в не­пре­рыв­ном теп­ло­вом движении, и одним из ар­гу­мен­тов в поль­зу этого слу­жит яв­ле­ние диффузии.

Б. Мо­ле­ку­лы или атомы в ве­ще­стве на­хо­дят­ся в не­пре­рыв­ном теп­ло­вом движении, и до­ка­за­тель­ством этому слу­жит яв­ле­ние конвекции.

1) только А

2) только Б

4) ни А, ни Б

Решение.

Утверждение А - верное. Диф­фу­зия - сме­ше­ние двух и более ве­ществ на уров­не мель­чай­ших частиц, за счет на­ли­чия теп­ло­во­го движения.

Утверждение Б - ложно. Яв­ле­ние кон­век­ции обу­слов­ле­но движением, не­срав­ни­мо боль­ших групп ча­стиц (относительно раз­ме­ров от­дель­ных частиц).

Правильный ответ указан под номером 1.

Ответ: 1

Из трёх раз­ных хо­ло­диль­ни­ков при­нес­ли три твёрдых тела (пронумеруем их 1, 2 и 3) оди­на­ко­вой массы и на­ча­ли на­гре­вать их на оди­на­ко­вых горелках. На ри­сун­ке при­ве­де­на за­ви­си­мость тем­пе­ра­ту­ры t этих трёх тел от вре­ме­ни τ при пе­ре­да­че им теп­ло­ты от го­ре­лок (получаемая те­ла­ми от го­ре­лок мощ­ность постоянна). Удель­ные теплоёмкости c материалов, из ко­то­рых из­го­тов­ле­ны тела, со­от­но­сят­ся как

1) с 1 > с 2 > с 3

2) с 1 с 2 с 3

3) с 2 > с 1 > с 3

4) с 1 = с 2 = с 3

Решение.

Теплота пе­ре­да­ва­е­ма телам одинакова. Ско­рость по­вы­ше­ния тем­пе­ра­ту­ры тела об­рат­но про­пор­ци­о­наль­на его удель­ной теплоёмкости и массе. Массы тел равны. Из ри­сун­ка видно, что уг­ло­вые ко­эф­фи­ци­ен­ты всех трёх пря­мых равны, следовательно, тем­пе­ра­ту­ра всех трёх тел воз­рас­та­ет с оди­на­ко­вой скоростью, а значит, и их теплоёмкости равны.

Процесс нагревания: AB - нагревание вещества в твердом состоянии до температуры плавления. Q=cm(t 2 -t 1)
BC - плавление вещества при температуре плавления Q=λm
CD - нагревание вещества в жидком состоянии до температуры кипения. Q=cm(t 2 -t 1)
DE - кипение (парообразование) вещества при температуре кипения Q=Lm
EF - нагревание вещества в газообразном состоянии до температуры кипения. Q=cm(t 2 -t 1)

Процесс охлаждения: FG - охлаждение вещества в газообразном состоянии до температуры кипения. Q=cm(t 2 -t 1)
GH - конденсация вещества при температуре кипения Q=Lm
HI - охлаждение вещества в жидком состоянии до температуры плавления. Q=cm(t 2 -t 1)
IK - кристаллизация вещества при температуре плавления Q=λm
KL - охлаждение вещества в твердом состоянии. Q=cm(t 2 -t 1)

На рисунке представлен график зависимости температуры от времени для процесса нагревания льда. Процессу плавления льда соответствует участок графика


1) АВ
2) BC
3) CD
4) DE
Решение: Процессу плавления льда соответствует горизонтальный участок графика, плавление происходит при меньшей температуре, чем кипение. Участок ВС соответствует процессу плавления льда.
Ответ: 2
Задание ОГЭ по физике(фипи): На рисунке представлен график зависимости температуры от полученного количества теплоты для двух веществ одинаковой массы. Первоначально каждое из веществ находилось в твёрдом состоянии.



1) Удельная теплоёмкость первого вещества в твёрдом состоянии меньше удельной теплоёмкости второго вещества в твёрдом состоянии.
2) В процессе плавления первого вещества было израсходовано большее количество теплоты, чем в процессе плавления второго вещества.
3) Представленные графики не позволяют сравнить температуры кипения двух веществ.
4) Температура плавления у второго вещества выше.
5) Удельная теплота плавления у второго вещества больше.
Решение: 1) Первое вещество нагревается медленнее, следовательно удельная теплоёмкость первого вещества в твёрдом состоянии больше удельной теплоёмкости второго вещества в твёрдом состоянии.
2) Процесс плавления соответствует горизонтальному участку графика. Из рисунка видно, что в процессе плавления первого вещества было израсходовано большее количество теплоты, чем в процессе плавления второго вещества.
3) Представленные графики позволяют сравнить температуры кипения двух веществ.
4) Так как горизонтальный участок второго графика выше чем у первого то значит температура плавления у второго вещества выше.
5) Массы веществ одинаковы, следовательно количество теплоты необходимое для плавления тела будет зависить от удельной теплоты плавления Q=λm, для того что бы расплавить первое вещество нужно больше количества теплоты, следовательно удельная теплота плавления у второго вещества меньше.
Ответ: 24
Задание ОГЭ по физике(фипи): На рисунке представлен график зависимости температуры некоторого вещества от полученного количества теплоты. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии.


Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1) Удельная теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии меньше удельной теплоёмкости вещества в жидком состоянии.
2) Температура плавления вещества равна t 1 .
3) В точке Б вещество находится в жидком состоянии.
4) В процессе перехода из состояния Б в состояние В внутренняя энергия вещества не изменяется.
5) Участок графика ВГ соответствует процессу кипения вещества.
Решение: 1) На участках АБ и ВГ вещество получило одинаковое количество теплоты, изменение температуры на участке АБ больше чем на участке ВГ, следовательно удельная теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии меньше удельной теплоёмкости вещества в жидком состоянии.
2) Участок БВ соответствует процессу плавления, температура плавления вещества равна t 1 .
3) В точке Б вещество находится в твердом состоянии.
4) В процессе перехода из состояния Б в состояние В внутренняя энергия вещества изменяется, так как тело поглощает количество теплоты.
5) Участок графика ВГ соответствует процессу нагревания вещества в жидком состоянии.
Ответ: 12
Задание ОГЭ по физике2017: На рисунке приведены графики зависимости от времени температуры двух тел одинаковой массы, изготовленных из разных веществ и выделяющих одинаковое количество теплоты в единицу времени. Первоначально вещества находились в жидком состоянии.

Из приведённых ниже утверждений выберите два правильных и запишите их номера.
1) Температура кристаллизации вещества 1 ниже, чем вещества 2.
2) Вещество 2 полностью переходит в твёрдое состояние, когда начинается кристаллизация вещества 1.
3) Удельная теплота кристаллизации вещества 1 меньше, чем вещества 2.
4) Удельная теплоёмкость вещества 1 в жидком состоянии больше, чем вещества 2.
5) В течение промежутка времени 0–t 1 оба вещества находились в твёрдом состоянии.
Решение: 1) По графику видно, что горизонтальный участок вещества 1 выше чем у вещества 2. Значит температура кристаллизации вещества 1 выше, чем вещества 2.
2) В момент времени t 1 , вещество 2 полностью переходит в твёрдое состояние, когда начинается кристаллизация вещества 1.
3) Удельная теплота кристаллизации вещества 1 и вещества 2 равны, так как горизонтальные участки графиков равны.
4) В жидком состоянии температура вещества 2 падает быстрее следовательно удельная теплоёмкость вещества 1 в жидком состоянии больше, чем вещества 2.
5) В момент времени t 1 , вещество 2 полностью переходит в твёрдое состояние, а вещество 1 только начало кристаллизоваться.

Одно и тоже вещество в реальном мире в зависимости от окружающих условий может находиться в различных состояниях. Например, вода может быть в виде жидкости, в идее твердого тела - лед, в виде газа - водяной пар.

• Эти состояния называются агрегатными состояниями вещества.

Молекулы вещества в различных агрегатных состояниях ничем не отличаются друг от друга. Конкретное агрегатное состояние определяется расположением молекул, а так же характером их движения и взаимодействия между собой.

Газ - расстояние между молекулами значительно больше размеров самих молекул. Молекулы в жидкости и в твердом теле расположены достаточно близко друг к другу. В твердых телах еще ближе.

Чтобы изменить агрегатное состояние тела, ему необходимо сообщить некоторую энергию. Например, чтобы перевести воду в пар её надо нагреть.Чтобы пар снова стал водой, он должен отдать энергию.

Переход из твердого состояния в жидкое

Переход вещества из твердого состояние в жидкое называется плавлением. Для того чтобы тело начало плавиться, его необходимо нагреть до определенной температуры. Температура, при которой вещество плавится, называют температурой плавления вещества.

Каждое вещество имеет свою температуру плавления. У каких-то тел она очень низкая, например, у льда. А у каких-то тел температура плавления очень высокая, например, железо. Вообще, плавление кристаллического тела это сложный процесс.

График плавления льда

Ниже на рисунке представлен график плавления кристаллического тела, в данном случае льда.

• График показывает зависимость температуры льда от времени, которое его нагревают. На вертикально оси отложена температура, по горизонтальной - время.

Из графика, что изначально температура льда была -20 градусов. Потом его начали нагревать. Температура начала расти. Участок АВ это участок нагревания льда. С течением времени, температура увеличилась до 0 градусов. Эта температура считается температурой плавления льда. При этой температуре лед начал плавиться, но при этом перестала возрастать его температура, хотя при этом лед также продолжали нагревать. Участку плавления соответствует участок ВС на графике.

Затем, когда весь лед расплавился и превратился в жидкость, температура воды снова стала увеличиваться. Это показано на графике лучом C. То есть делаем вывод, что во время плавления температура тела не изменяется, вся поступающая энергия идет на плвление.

Плавление кристаллического тела - сложный процесс. Для его изучения рассмотрим график зависимости температуры кристаллического тела (льда) от времени его нагревания (рис. 18). На нём по горизонтальной оси отложено время, а по вертикальной - температура льда.

Рис. 18. График зависимости температуры льда от времени нагревания

Из графика видно, что наблюдение за процессом началось с момента, когда температура льда была -40 °С. При дальнейшем нагревании температура льда росла. На графике это участок АВ. Увеличение температуры происходило до 0 °С - температуры плавления льда. При 0 °С лёд начал плавиться, а его температура перестала расти. В течение всего времени плавления температура льда не менялась, хотя горелка продолжала гореть . Этому процессу соответствует горизонтальный участок графика - ВС.

После того как весь лёд расплавился и превратился в воду, температура снова стала подниматься (участок CD). Когда температура достигла +40 °С (точка D), горелка была погашена. Как видно из графика, температура воды после этого начала снижаться (участок DE). Вода стала охлаждаться. Когда её температура упала до 0 °С, начался процесс отвердевания воды - её кристаллизация, и пока вся вода не отвердеет, температура её не изменится (участок EF). Лишь после этого температура твёрдой воды - льда стала уменьшаться (участок FK).

Вопросы

1. Пользуясь графиком (см. рис. 18) и текстом, относящимся к нему, объясните, что происходит с водой в отрезки времени, соответствующие каждому из участков графика.
2. Как по графику можно судить об изменении температуры вещества при нагревании и охлаждении?
3. Какие участки графика соответствуют плавлению и отвердеванию льда? Почему эти участки параллельны оси времени?

Задание

Начертите график плавления меди. По вертикали отложите температуру (1 клетка - 20 °С), а по горизонтали - время (1 клетка - 10 мин). Начальная температура меди равна 1000 °С, время нагревания до температуры плавления 20 мин, время перехода меди в жидкое состояние 30 мин.

Это любопытно...

Аморфные тела. Плавление аморфных тел

Существует особый вид тел, который принято также называть твёрдыми телами. Это аморфные тела. В естественных условиях они не обладают правильной геометрической формой.

К аморфным телам относятся: твёрдая смола (вар, канифоль), стекло, сургуч, эбонит, различные пластмассы.

По многим физическим свойствам, да и по внутреннему строению аморфные тела стоят ближе к жидкостям, чем к твёрдым телам.

Кусок твёрдой смолы от удара рассыпается на осколки, т. е. ведёт себя как хрупкое тело, но вместе с тем обнаруживает и свойства, присущие жидкостям. Твёрдые куски смолы, например, медленно растекаются по горизонтальной поверхности, а находясь в сосуде, со временем принимают его форму. По описанным свойствам твёрдую смолу можно рассматривать как очень густую и вязкую жидкость.

Стекло обладает значительной прочностью и твёрдостью, т. е. свойствами, характерными для твёрдого тела. Однако стекло, хотя и очень медленно, способно течь, как смола.

В отличие от кристаллических тел, в аморфных телах атомы или молекулы расположены беспорядочно, как в жидкостях .

Кристаллические твёрдые тела, как мы видели (см. рис. 18), плавятся и отвердевают при одной и той же строго определённой для каждого вещества температуре. Иначе ведут себя аморфные вещества, например смола, воск, стекло. При нагревании они постепенно размягчаются, разжижаются и, наконец, превращаются в жидкость. Температура их при этом изменяется непрерывно. При отвердевании аморфных тел температура их также понижается непрерывно.

В аморфных твёрдых телах, как и в жидкостях, молекулы могут свободно перемещаться друг относительно друга. При нагревании аморфного тела скорость движения молекул увеличивается, увеличиваются расстояния между молекулами, а связи между ними ослабевают. В результате аморфное тело размягчается, становится текучим.

Зная строение аморфных тел, можно создавать материалы с заданными свойствами. В последние годы аморфные тела находят широкое применение при производстве считывающих головок аудио- и видеомагнитофонов, устройств записи и хранения информации в компьютерной технике, магнитных экранов и др.

С давних пор человек мечтал о том, чтобы разводимые им животные были больше, выносливее и продуктивнее. Чтобы выращиваемые им сельскохозяйственные культуры вызревали в кратчайшие сроки, не поражались вредителями и болезнями, росли даже в условиях пониженных температур окружающего воздуха и отсутствия регулярных дождей.

В какой-то мере все эти планы удавалось претворить в жизнь благодаря селекции, но процесс этот весьма длительный, да и гарантии полного успеха дать никто не сможет. Кроме того, этот метод никак не поможет совместить в одном организме черты сразу нескольких видов. Конечно, если они могут скрещиваться естественным путем, то это возможно, но в прочих случаях о требуемых наследственных качествах можно только мечтать.

Основные технологии

Основным методом достижения таких результатов является клеточная инженерия. Наиболее детально все ее приемы отработаны на некоторых микроорганизмах. Вообще, дальнейшие возможности и перспективы данного направления попросту необъятны. На данный момент ведутся углубленные разработки по выделению отдельных генов, которые и можно встраивать в организм. Проще говоря, можно будет создавать домашних животных и растения, которые бы обладали строго определенным набором признаков и имели требуемый внешний вид.

Не стоит забывать и о том, что клеточная инженерия микроорганизмов сделала реальным получение «многофункциональных» бактерий, которые, к примеру, могут биологическим путем разлагать полиэтилен. Кроме того, модифицированные бактерии - идеальный материал для производства вакцин. Они вполне могут быть абсолютно безопасными (что позволяет применять «живые» препараты) из-за полностью отсутствующей вирулентности, но обладать всем набором антигенов своих «диких» предков.

Наконец, именно клеточная инженерия растений позволила вывести знаменитые квадратные арбузы и лимоны без косточек. Именно ей мы обязаны появлению картофеля, который не поедают личинки и взрослые особи колорадского жука. Именно благодаря генетическим исследованиям появилась пшеница, которая с легкостью дает отличный урожай на засоленных (!) почвах!

Методы клеточной инженерии

Всем растительным клеткам присуще свойство тотипотентности (это когда отдельная клетка может развиться в целый организм). В сельском хозяйстве это дает неограниченные перспективы в экспериментах по выведению новых видов полезных человеку культур. Весьма перспективна клеточная инженерия в животноводстве. В настоящее время ученые имеют громадный опыт по накоплению и хранению соматических клеток разнообразных пород животных in vitro. Особенно это касается хранения материала в условиях низких температур.

Кстати, а какие существуют методы клеточной инженерии животных? Давайте их обсудим.

Разделение эмбрионов на ранних стадиях

На сегодняшний день особенно перспективен метод разделения ранних эмбрионов. Первый толчок этому направлению дала начавшая развиваться трансплантология, методы которой позволили сохранять большое количество полученных эмбрионов. Вообще, первый удачный опыт по разделению зародышевого материала на стадии 2—8 был проведен Виллардом (в английском Кембридже). Недостаток такого метода в его трудоемкости, из-за чего данная операция может быть выполнена только в условиях хорошо оснащенного медицинского учреждения.

Проще говоря, это чрезвычайно сложная биотехнология. Клеточная инженерия в наше время использует куда более простые методы.

Позднее разделение зародышей

Так, ученые начали манипулировать зародышевым материалом только на более поздних стадиях (морула, бласто-циста). Сущность метода состоит в том, что сперва вскрывается прозрачная зона (pellucida), после чего эмбрион аккуратно разделяется надвое. Одна половинка остается на прежнем месте, в то время как вторую часть переносят в заранее подготовленную зону.

Даже несколько лет назад выживаемость эмбрионов при использовании этой методики достигала 50—60%, тогда как на сегодняшний день этот показатель приближается уже к 80%. Основной прикладной эффект - значительное увеличение количества телят, получаемых от одного производителя. Неудивительно, что клеточная инженерия животных - отрасль, которая не испытывает недостатка в финансировании.

Первыми в этих опытах были американские ученые. Именно они сделали вывод, что если лишить эмбрион прозрачной оболочки, то он выживает не более чем в 15% случаев, но если слой пеллюцида сохранить, то выживаемость сразу увеличивается до 35% случаев. Наиболее оптимальные результаты получаются в том случае, если у каждой половинки разделенного эмбриона есть прозрачная оболочка и каждую часть вводят в отдельный рог матки: в современных условиях выживает до 75% эмбрионов.

Но для каких целей используется клеточная инженерия на практике? Какие результаты получают с ее помощью?

Значение клеточной инженерии в племенном деле

На сегодняшний день эта методика все более активно начинает использоваться в международном племенном деле. Сравнительно недавно была успешно опробована методика получения и внедрения эмбрионов у свиней. Исследователи считают, что клеточная инженерия может позволить увеличить количество потомков одного животного минимум на 30—35%. Но не стоит забывать и о возможности получения генетических копий.

Такие животные едва ли не на вес золота для тех ученых, которые изучают взаимодействие окружающей среды и генотипа. Дело в том, что наличие двух совершенно одинаковых особей позволяет свести к минимуму влияние внутренних факторов при изучении влияния внешней среды на организм. Кроме того, можно производить забой одного животного из пары в том случае, если для исследования требуются данные о внутреннем состоянии организма.

Все эти разработки - основные методы клеточной инженерии. Но мы забыли рассказать о важнейшем направлении этой отрасли наук, связанном с искусственной регуляцией пола сельскохозяйственных животных. Пора исправить этот недочет.

Методы регуляции пола

Наверняка никто не удивится, узнав о невероятной важности разработок в области искусственной регуляции пола у сельскохозяйственных животных. В настоящее время ученые не могут регулировать численность животных одного пола, да и с узнаванием половой принадлежности особи на ранних этапах ее развития существуют большие проблемы. Пока что прогресс в деле искусственной регуляции этого показателя достигнут лишь очень незначительный: даже клеточная инженерия и клонирование не позволяют до конца решить эту проблему.

Конечно же, в идеале стоило бы попросту разделять спермии, которые несут Х- и У-хромосомы. Именно в этом направлении и должны развиваться исследования. Другой подход (который куда проще, а потому используется) состоит в том, чтобы извлекать ранние эмбрионы из репродуктивной системы самок, определять их пол, а затем производить их трансплантацию.

Но как ко всему этому относятся методы клеточной инженерии? Все достаточно просто.

Все дело в цитологическом методе, при помощи которого определяют тип эмбриона XX или XY. Делается это посредством изучения хроматина или же половых хромосом. В последние годы также выяснено, что выяснить пол можно, изучив специфические антитела, которые у самок и самцов совершенно разные. Есть также мнения некоторых ученых, что установить гендерную принадлежность можно, изучив активность глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы. Впрочем, в настоящее время наиболее эффективны цито-логический и иммунологический (изучение антител) методы.

Генная инженерия

В названии данной статьи неслучайно используется словосочетание "генная и клеточная инженерия". Какими бы эффективными ни были методы коррекции клеточного материала, работа непосредственно с генами всегда будет намного более эффективной.

В настоящее время именно генетические методы постепенно завоевывают лидирующую роль в животноводстве и растениеводстве всего мира. Благодаря им селекционная работа вышла на принципиально иной уровень: отныне ученые могут не просто предполагать, какими именно качествами будет обладать создаваемая ими особь, но знать это наверняка.

Нужно сразу заметить, что все не так уж и хорошо. Имеются некоторые ограничения. Дело в том, что к генетическим манипуляциям допускается только генетический материал быков, которые могут улучшать свое потомство (улучшатели). Проблема только в том, что таких животных на сегодняшний день чрезвычайно мало. Кроме того, программы, направленные на искоренение того же мастита, пока что видимых результатов не дают. Проще говоря, генная и клеточная инженерия - далеко не панацея.

Сами же методы инженерии стали складываться в единую систему только с 50-х годов прошлого века. Так, одной из основных работ, которые и положили начало данной отрасли науки, стали опыты по пересадке клеточных ядер по методу Бригса и Кинга. Сперва удачно осуществить данную операцию получалось исключительно на лягушках. В настоящее время проводятся удачные опыты по пересадке генетического материала даже у мышей и более крупных млекопитающих.

Сравнительно недавно учеными был создан метод переноса ядра после слияния кариопластов. Кроме того, методы генной и клеточной инженерии уже сейчас позволяют создавать химерические организмы на основе различных видов мекопитающих.

Гарднером вскоре был разработан принципиально новый метод, при котором производится имплантация бластомеров в бластоцисты реципиента. Бутлером данная методика была успешно отработана на лабораторных мышах. Именно на основании данных разработок впервые были получены химеры на основе организма овец.

Все описанные выше работы постепенно готовили мировую сельскохозяйственную науку к широкому внедрению методов генной инженерии. Наиболее распространенным методом на сегодняшний день является перенос генного материала в культивируемые клетки с последующим их внесением в бластоцисту.

Но перед тем как мы разберемся с некоторыми аспектами этой технологии, стоит ответить на важный вопрос. Точнее, обсудить отличие генной инженерии от клеточной. В общем-то, здесь все достаточно просто: если в первом случае ученые оперируют непосредственно генетическим материалом, то при использовании «клеточных» методов для работы берутся целые органоиды и участки клеток, которые имплантируются в материал реципиента.

Развернутое определение

Так в чем состоит суть генной инженерии? В середине 70-х годов прошлого века ученые сделали сенсационное открытие. Они выяснили, что некоторые микробные ферменты способны разрезать молекулу ДНК в необходимом месте. Проще говоря, появилась уникальная возможность получать генетический материал со строго заданными свойствами.

Наконец-то исследователи смогли с высочайшей точностью идентифицировать определенные гены, а также клонировать их в случае необходимости. Какими принципами руководствуются ученые в своей работе? В общем-то, их всего два:

• Ген должен иметь какую-то четкую характеристику, которую и предстоит детектировать.
• Выделенный генетический материал требуется прикрепить к переносчику (вирусу, к примеру), который и произведет его трансплантацию.

Проще говоря, выделенный ген из организма донора нужно перенести в организм реципиента, для которого он является чужим. Главное в работе исследователей - не просто добиться его приживления, но и создать такие условия, при которых он будет нормально реплицироваться.

Работа с зиготой

Впрочем, в последние годы не меньшее распространение получила методика, при которой чужеродные гены инъецируют в пронуклеус зиготы животных. Впервые этот способ был апробирован на ооцитах озерных лягушек: сперва в них вводилась определенная ДНК, причем учеными сразу были отмечены интеграция и транскрипция. В 1981 году впервые был проведен интереснейший эксперимент, в ходе которого ген гаммаглобулина кролика был внесен в зиготу мыши.

Ген при этом имел вид длинного геномного тандема, содержащего стабильные участки. Любопытно, но правильно транскрибирова-лись они только при том условии, если в них совершенно не было плазмидных компонентов. Проявление генов, которые были встроены с использованием этого метода, было подробнейшим образом изучено на лабораторных мышах.

За один год до экспериментов с зиготой мыши, в 1980 году, в пронуклеус все той же мышиной зиготы поместили плазмиду pBR322, в которой содержались фрагменты вирусов SK40 и HSV. В результате ДНК вируса была найдена у трех мышей из 78 особей, которые участвовали в эксперименте. Как ни странно, но при инъекции гена гаммаглобулина человека его интеграция наблюдалась уже у пяти мышей из 33 особей (более 15%). Этот опыт уже тогда доказал, что создание химерических организмов, которые бы сочетали в себе черты сразу нескольких видов, вполне реально.

Бринстер и его последователи с учениками произвели трансплантацию в пронуклеусы зигот мышей специально подготовленной конструкции, в состав которой входил металлотионеин мыши, а также ген тимидинкиназы. В этом случае полная интеграция была отмечена уже у 17% лабораторных животных.

Основные выводы

В настоящее время генная инженерия наконец-то стала перспективной, обсуждаемой отраслью науки. Об этом знают практически все. Но в чем же состоят задачи клеточной инженерии и работы с генетическим материалом? О, они весьма разнообразны.

Во-первых, перед учеными всего мира стоит задача усмирения, снижения голода на всей планете. Методы генной и клеточной инженерии делают вполне реальным создание таких сортов растений и видов животных, продуктивность которых будет в десятки раз превышать таковую у их диких предков.

Во-вторых, эта научная отрасль, быть может, окажется способна победить проблемы преждевременного старения и прочих генетических заболеваний, от которых на сегодняшний день не существует ни одного лекарства. Наконец, именно генная инженерия когда-нибудь наверняка позволит в значительной степени продлевать жизнь!

Специалисты говорят, что именно методы генной инженерии уже в ближайшем будущем позволят не только диагностировать на предельно ранних сроках беременности генетические болезни (синдром Дауна, к примеру), но и эффективно их лечить!