3mol某单原子理想气体于298K时，由100kPa等温可逆膨胀到60kPa，求Q、W、Delta U、Delta H、Delta G和Delta S_({系统)}。（填空时，四舍五入后只保留整数部分，不用写正负号！直接写数字，正负号已经在前面标上了）W = -[填空1] ( kJ)Q = [填空2] ( kJ)Delta U = [填空3] ( kJ)Delta H = [填空4] ( kJ)Delta G = -[填空5] ( kJ)Delta S = [填空6] ( J/K)

本题主要考察单原子理想气体在等温可逆膨胀过程中的热力学函数的计算，涉及到功（$W$）、热（$Q$）、热力学能变（$\Delta U$）、焓变（$\Delta H$）、吉布斯自由能变（$\Delta G$）和系统熵变（$\Delta S_{\text{系统}}$）的计算。解题思路如下：

1. 计算功（$W$）：对于理想气体的等温可逆过程，功的计算公式为$W = -nRT \ln \frac{P_1}{P_2}$，其中$n$是物质的量，$R$是理想气体常数（$8.314 \, \text{J/(mol·K)}$），$T$是温度，$P_1$和$P_2$分别是初始和最终压力。
   • 已知$n = 3 \, \text{mol}$，$T = 298 \, \text{K}$，$P_1 = 100 \, \text{kPa}$，$P_2 = 60 \, \text{kPa}$，代入公式可得：
     $W = -3 \times 8.314 \times 298 \times \ln \frac{100}{60}$
   • 先计算$\ln \frac{100}{60} \approx 0.5108$，则：
     $W = -3 \times 8.314 \times 298 \times 0.5108 \approx -3805.5 \, \text{J}$
   • 因为$1 \, \text{kJ} = 1000 \, \text{J}$，所以将单位换算为$kJ$可得：$W \approx -3.8055 \, \text{kJ}$，四舍五入后保留整数部分，$W \approx -4 \, \text{kJ}$。
2. 计算热（$Q$）：在等温可逆过程中，系统对外做功，环境对系统供热，且$Q = -W$。
   • 由上一步计算得$W \approx -4 \, \text{kJ}$，所以$Q = -(-4 \, \text{kJ}) = 4 \, \text{kJ}$。
3. 计算热力学能变（$\Delta U$）和焓变（$\Delta H$）：对于理想气体，其热力学能和焓都只是温度的函数，在等温过程中，温度不变，所以$\Delta U = 0$，$\Delta H = 0$。
4. 计算系统熵变（$\Delta S_{\text{系统}}$）：理想气体等温可逆过程的熵变计算公式为$\Delta S_{\text{系统}} = nR \ln \frac{P_1}{P_2}$。
   • 代入$n = 3 \, \text{mol}$，$R = 8.314 \, \text{J/(mol·K)}$，$\ln \frac{100}{60} \approx 0.5108$可得：
     $\Delta S_{\text{系统}} = 3 \times 8.314 \times 0.5108 \approx 12.738 \, \text{J/K}$
   • 四舍五入后保留整数部分，$\Delta S_{\text{系统}} \approx 13 \, \text{J/K}$。
5. 计算吉布斯自由能变（$\Delta G$）：根据吉布斯自由能的定义式$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$，因为$\Delta H = 0$，所以$\Delta G = -T\Delta S$。
   • 已知$T = 298 \, \text{K}$，$\Delta S_{\text{系统}} \approx 12.738 \, \text{J/K}$，代入可得：
     $\Delta G = -298 \times 12.738 \approx -3805.924 \, \text{J}$
   • 将单位换算为$kJ$可得：$\Delta G \approx -3.805924 \, \text{kJ}$，四舍五入后保留整数部分，$\Delta G \approx -4 \, \text{kJ}$。