楼主的疑惑源于对功的定义理解不透,功是外界对系统做的.外界对系统做功等于外力乘以系统（质心）位移.当系统实际对外界做功时,功的定义相同（外力乘以系统（质心）位移）,但取负值.自由膨胀时,外界是真空,外界没有对系统施加压力,系统无论怎样位移外界均不做功.还有一种说法是等效的,系统对外做功,数值上等于系统所克服的外力乘以系统位移.
另外还可以这样理理想气体自由膨胀,外界是真空,没有任何东西接受气体的能量,气体的内能不会变化（要是气体内能降低,能量就凭空消失了）.