Температура газа зависит от движения его молекул, чем ближе молекулы тем выше нагревается газ. При увеличении объема количество молекул не увеличивается, значит расстояние между ними увеличивается и газ остывает.
Просто запасённое в газе количество теплоты распределяется на больший объем. Поэтому уменьшается количество энергии на единицу объёма. Ну и как следствие этого температура понижается.