التنظيم

إعادة التجميد هي ظاهرة ذوبان الجليد تحت الضغط ثم تجمده مرة أخرى عند انخفاض الضغط. يمكن إثبات ذلك بلف سلك رفيع حول كتلة من الجليد مع تعليق ثقل كبير عليه. يؤدي الضغط المسلط على الجليد إلى ذوبانه تدريجيًا موضعيًا، مما يسمح للسلك بالمرور عبر الكتلة بأكملها. يمتلئ مسار السلك بمجرد زوال الضغط، وبالتالي تبقى كتلة الجليد سليمة حتى بعد مرور السلك بالكامل. هذه التجربة ممكنة للجليد عند درجة حرارة -10  درجة مئوية أو أقل، وعلى الرغم من صحتها من حيث المبدأ، إلا أن تفاصيل عملية مرور السلك عبر الجليد معقدة. ^{[ 1 ]} تعمل هذه الظاهرة بشكل أفضل مع المواد ذات الموصلية الحرارية العالية مثل النحاس، حيث يجب نقل حرارة الانصهار الكامنة من الجانب العلوي إلى الجانب السفلي لتوفير حرارة الذوبان الكامنة. باختصار، تُسمى الظاهرة التي يتحول فيها الجليد إلى سائل نتيجة للضغط المطبق ثم يعود إلى جليد بمجرد زوال الضغط بإعادة التجميد.

اكتشف مايكل فاراداي ظاهرة التجميد. تحدث هذه الظاهرة فقط في مواد مثل الجليد ، التي تتميز بخاصية التمدد عند التجمد، حيث تنخفض درجة انصهار هذه المواد مع ازدياد الضغط الخارجي. تنخفض درجة انصهار الجليد بمقدار 0.0072 درجة مئوية لكل ضغط جوي إضافي. على سبيل المثال، يلزم ضغط 500 ضغط جوي لانصهار الجليد عند درجة حرارة -4 درجة مئوية. ^{[ 2 ]}  

بالنسبة للجليد البلوري العادي عند درجة حرارة أقل بكثير من درجة انصهاره، يحدث بعض الاسترخاء للذرات القريبة من السطح. تُظهر محاكاة الجليد القريب من درجة انصهاره أن هناك انصهارًا ملحوظًا للطبقات السطحية بدلًا من استرخاء متناظر لمواقع الذرات. وقد قدم الرنين المغناطيسي النووي دليلًا على وجود طبقة سائلة على سطح الجليد. في عام 1998، وباستخدام مجهر القوة الذرية ، قاس كل من أستريد دوبنشمدت وهانز يورغن بوت سُمك الطبقة الشبيهة بالسائل على الجليد، فوجداه حوالي 32 نانومتر عند درجة حرارة -1 درجة مئوية، و11 نانومتر عند درجة حرارة -10 درجة مئوية. ^{[ 3 ]}    

يمكن أن يفسر ذوبان السطح ما يلي:

• انخفاض معامل الاحتكاك للجليد، كما يلاحظه المتزلجون.
• سهولة انضغاط الجليد
• قوة التصاق عالية لأسطح الجليد

يُمكن للنهر الجليدي أن يُمارس ضغطًا كافيًا على سطحه السفلي لخفض درجة انصهار جليده. ويسمح ذوبان الجليد عند قاعدة النهر الجليدي له بالانتقال من منطقة مرتفعة إلى منطقة منخفضة. وقد يتدفق الماء السائل من قاعدة النهر الجليدي في المناطق المنخفضة عندما تكون درجة حرارة الهواء أعلى من درجة تجمد الماء.

تشير مقالة واحدة على الأقل نُشرت عام ١٩٩٢ إلى أن ربط ظاهرة إعادة التجميد بالتزلج على الجليد هو مفهوم خاطئ نوعًا ما . ^{[ ٤ ]} تكمن المشكلة في مطابقة المقدار (الكبير) لتدرج الضغط والحجم بين الماء والجليد فوق الحد الثلاثي مع قيم درجة الحرارة والضغط السائدين في سياق التزلج على الجليد، وينطبق الأمر نفسه على التجربة المعملية الكلاسيكية باستخدام سلك نحاسي يقطع كتلة جليدية طولها ١٠ سم، ولنقل باستخدام سلك قياس ٢٨. لا يكمن سوء الفهم في أن هذه الملاحظات لا تُعدّ إعادة تجميد، بل في إمكانية تفسير إعادة التجميد (فقط) من خلال مقدار تدرج الضغط والحجم فوق الحد الثلاثي. هناك عوامل أخرى كثيرة تؤثر في هذه الظاهرة. إعادة التجميد ظاهرة تجريبية ، فهي ظاهرة كما كانت الحركة البراونية، على سبيل المثال، قبل وأثناء، وربما حتى بعد أن وضعها أينشتاين كنموذج. وقد لوحظت هذه الظاهرة ووُصفت على نطاق واسع لدرجة أننا نعمم وصفها من حيث الضغط الذي يُسبب زيادة ذوبان السطح. لا شك في إمكانية ملاحظة هذه الظاهرة في جميع السياقات المذكورة. تعمل إطارات السيارات على الثلج رغم زيادة ذوبان سطحه، وذلك بفضل تصميمها الذي يسمح بتصريف المياه.

يُذكر التزلج على الجليد كمثال على ظاهرة التجميد الحراري؛ إلا أن الضغط المطلوب أكبر بكثير من وزن المتزلج. إضافةً إلى ذلك، لا تُفسر ظاهرة التجميد الحراري كيفية التزلج على الجليد في درجات حرارة تحت الصفر (0 درجة مئوية). ^{[ 5 ]}

يُعدّ ضغط الثلج وتكوين كرات الثلج مثالًا آخر من النصوص القديمة. هنا، يكون الضغط المطلوب أكبر بكثير من الضغط الذي يمكن تطبيقه باليد. وعلى النقيض من ذلك، لا تُذيب السيارات الثلج عند مرورها فوقه.

• الذوبان المسبق