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Hola.
Como el sistema {masa+gas} está aislado del ambiente, este no intercambia calor con el ambiente ni se hace trabajo sobre él, por lo tanto, por la primera ley, $\Delta U_{sist}=\Delta U_{masa}+\Delta U_{gas}=Q_{sist}+W_{sobre}=0$.
También lo podés pensar teniendo en cuenta que no se intercambia calor con el ambiente, por lo que $Q_{masa}=-Q_{gas}$. Lo que sí hay que tener en cuenta es que $Q_{gas}=nc_V\Delta T$, no porque el volumen sea constante como decís (el gas se expande), sino porque se está expandiendo contra el vacío, por lo que el trabajo sobre el gas es nulo y de la primera ley $Q_{gas}=\Delta U_{gas}$. Los dos razonamientos son equivalentes.

Espero que haya quedado más claro.
Saludos.