¿Por qué las ondas de choque son irreversibles?

Que yo sepa, las ondas ordinarias no cambian la entropía del gas, mientras que las ondas de choque sí lo hacen.

¿Podría alguien explicar la razón detrás de esta diferencia?

Sin disipación de energía, una ola con pendiente no lineal alcanzará una catástrofe de gradiente y se romperá. Escribí algunas respuestas en physics.stackexchange.com/a/136596/59023 y physics.stackexchange.com/a/139436/59023 que pueden resultarle útiles. La disipación de energía es necesaria tanto para iniciar como para mantener una descarga estable.

Respuestas (2)

En el caso de las ondas de choque, el gas se somete a una deformación muy rápida en la que se produce una disipación viscosa de energía mecánica a energía interna. Se puede demostrar que la tasa de generación de entropía es proporcional a la tasa de disipación viscosa dividida por la temperatura absoluta. Entonces la entropía del gas aumenta. Para obtener más detalles al respecto, consulte Fenómenos de transporte de Bird, Stewart y Lightfoot.

Su pregunta se relaciona con lo que sucede con la entropía durante la propagación de una onda.

Cualquier onda que mantenga su forma, por ejemplo, un solitón , no requerirá ni más ni menos información para caracterizar su estado a medida que se propaga. La única circunstancia en la que se requiere más o menos información es cuando la forma de onda cambia con el tiempo . En el caso de las ondas de choque, su forma se disipa rápidamente y, por lo tanto, la información requerida para describirla también cambia (aumenta la entropía).