به این موضوع فکر کنید: آب کم عمق تر اجازه می دهد تا خنک شدن مخلوط سریع تر تا نقطه انجماد لایه های بالایی دریاچه انجام شود. به همین دلیل است که در هر دریاچه ای معمولاً آب کم عمق نزدیک به ساحل را می بینید که قبل از آب های عمیق تر یخ می زند. تفاوت دریاچه ها از نظر عمق و اندازه چشمگیر است
من درک می کنم که در t=0، دریاچه از لایه بالایی به دلیل تغییرات چگالی غیرعادی آب شروع به یخ زدن می کند. پس از زمان t، دریاچه تا عمق y یخ خواهد زد. عمق رنگ بعدی در 0 درجه سانتیگراد در طول فرآیند انجماد خواهد بود و انجماد تنها در صورتی امکان پذیر است که لایه آب dy انرژی گرمایی مربوطه را dQ آزاد کند.
اما آیا این گرما dQ وضعیت ثابت یخ بالای آن را مختل نمی کند؟
منظورم این است که آیا یخ بالای dy گرما را جذب نمی کند و تغییرات دما را نشان نمی دهد یا حتی ممکن است دوباره به آب ذوب بشه
من تعجب می کنم که اگر یخ مجاور به آب آب شود، چگونه بر یخ زدگی تأثیر میزاره به تعادل حرارتی لایه ارتفاع y نگاه کنید: گرما dQ را دریافت میکنه
از لایه زیرین، اما همچنین می تواند گرما را به هوای بالای آن بدهد. اگر گرمای داده شده به هوا کمتر از مقدار گرمای دریافتی از پایین باشد، حق با شماست: لایه بالا در دراز مدت ذوب می شود. اما اگر به اندازه کافی حرارت بدهد، لازم نیست ذوب بشه حق با منه که گرما باید "بالا" جریان یابد: قانون دوم ایجاب میکنه که در انتقال گرما بین دو جسم، گرما از جسم با دمای بالا به جسم با دمای پایین جریان یابد. اما این سیستم در تعادل نیست، بنابراین هیچ الزامی وجود ندارد که یخ در پایین بخش یخ زده با دمای آب درست زیر آن (در دمای 0 درجه سانتیگراد) باشه.ج). گرمای آزاد شده از آب انجماد می تواند توسط یخ بالا جذب شود تا دمای آن از طریق $Q = c_{\rm ice} \, m \, \Delta T$افزایش یابد.، در برخی از $T_{\rm ice} < 0^{\rm o}$، بدون اینکه ذوب شود.
