Du solltest den Vorgang qualitativ mikroskopisch betrachten. Eine Gasmolekel die vor den Kolben prallt, versetzt diesem einen Impuls, beschleunigt ihn nach außen, und prallt mit etwas geringerem Impuls zurück (Impulserhaltungssatz). Dadurch verliert die Gasmolekel an Geschwindigkeit und somit an Energie.
Wird der Kolben GANZ langsam nach außen geführt, verlieren die Gasmolekeln zwar bei jedem Stoß nur ganz wenig Energie, aber in der langen Zeitspanne der Expansion prallen ganz viele von ihnen vor den Kolben. Das Ganze läuft auf einen Grenzwertprozess hinaus der Art null * unendlich, und das Ergebnis ist endlich.
Und wenn die Gasmolekeln nun nach jedem Aufprall auf den Kolben an Energie verloren haben, dann holen sie sich diese Energie beim Aufprall auf die übrigen warmen Flächen des Hubraums zurück.