A、右侧是真空、把隔板抽走，让气体自由膨胀，气体膨胀过程中不会受到阻力作用，膨胀过程不做功W=0，由于气缸绝热，气体与外界不能进行热传递，Q=0，由△U=W+Q可知，△U=0，气体内能不变，温度保持不变，故AB错误；
C、由热力学第二定律可知，任何自发的热学过程都是有方向的，气体分子不可自发地回到膨胀前的状态，故C错误；
D、通过做功可使气体回到左半空间，故D正确；
故选：D．