В статье на базе модернизированной физико-химической модели «идеальный газ», предполагающей наличие у него химической энергии, и теории термодинамических потенциалов произведено исследование изотермического расширения идеального газа. Рассмотрение данного явления осуществлено как для обратимого, так и необратимого вариантов развития процесса, включая и такой его крайний случай, как расширение идеального газа в пустоту. В работе выявлена и обоснована возможность исследования процесса расширения идеального газа с использованием метода термодинамических потенциалов. На основе проведѐнного анализа получены результаты, аналогичные получаемым при исследовании данных процессов традиционным способом. С другой стороны, применение «химического» и «электрохимического» методов исследования позволило увеличить арсенал средств, используемых для изотермического расширения идеального газа, и получить адекватное объяснение эффектов локального нагрева и охлаждения и ряда других явлений, имеющих место при проведении классического опыта Гей-Люссака.