Эммм... А ничего, что у большинства веществ, умеющих кристаллизоваться, энергия при переходе в кристаллическую фазу именно выделяется? Состояние более упорядоченное, внутренняя энергия меньше, чем в жидкой фазе.
Но почему-то у меня ощущение, что кто-то кого-то пытается троллить... ;-)

Энергия какая, простите? Механическая? И много таких веществ есть, кроме воды, которые при кристаллизации расширяются?
Или речь о тепловой энергии? Ну так то, что "чтобы заморозить надо охладить" (т.е. отобрать энергию, которая замораживаемым, соответственно, будет выделяться) лично у меня как-то никакого когнитивного диссонанса не вызывает - так, собственно, у всех или почти у всех веществ, причину вы сами описали.

А вот что эта самая внутренняя энергия при охлаждении не только пассивно уходит в виде тепла в охладитель, но и высвобождается в виде упорядоченной механической энергии (работы) - это немного неожиданно. Хотя, конечно, ничему не противоречит - кристаллическая решетка там, и всё такое.

"И много таких веществ есть, кроме воды, которые при кристаллизации расширяются?"

За чугуном вроде подобное свойство тоже числилось.

Я знаю, что "их есть" - вода не абсолютно уникальна, это было бы слишком круто. Но их мало :-)

Энергия тепловая есть кинетическая энергия движения частиц (когда мы говорим о тепловой энергии, "содержащейся" в нагретом теле). Если происходит фазовый переход, то частицы переходят в конфигурацию более упорядоченную, расходуя при этом энергию тепловую (точнее, мы её отбираем, заставляя систему перейти в другое состояние). Просто в какой-то момент запускается процесс кристаллизации (положительная обратная связь, однако -- как это работает?), и энергия начинает выделяться "сама собой". А уж выделится ли она в виде излучения или в виде механической работы, то не принципиально. У графита вон тоже плотность меньше, чем у алмаза, то есть углерод умеет "замерзать" по-разному.

> Просто в какой-то момент запускается процесс кристаллизации (положительная обратная связь, однако -- как это работает?), и энергия начинает выделяться "сама собой".

Никак это не работает, нет там обратной связи и самопроизвольного выделения энергии, наоборот - смесь твёрдой и жидкой фазы часто используется для поддержания стабильной температуры. Есть порог энергии, ниже которого выгодна одна форма (кристаллическая), выше которого - другая (жидкая), по мере отъёма энергии всё бОльшая часть вещества переходит в "подпороговую" форму, но активного "избавления" от энергии (повышения температуры выше температуры кристаллизации) при этом нет. На границе есть эффекты "самовыстраивания" молекул в нужном порядке, но обратной связью это назвать сложно.
При этом я не рассматриваю метастабильные состояния вроде "переохлаждённой жидкости", потому что они не являются равновесными, и от малейшего толчка переходят к подходящему стабильному.

> А уж выделится ли она в виде излучения или в виде механической работы, то не принципиально.

Тут - согласен: по мере отъёма тепла, при выстраивании кристалла может оказаться что кристаллическая решетка имеет меньшую плотность чем жидкость, и тогда при кристаллизации вполне может совершаться и механическая работа (кристаллизации это будет несколько мешать, но при обычных условиях - не особо существенно). То есть, кристаллическое состояние оказывается более выгодным даже с учётом того, что при переходе в него "придётся поработать", вот так и получается.

Но всё равно неожиданно же :-)

Виноват, любимый в детстве опыт с кристаллизацией переохлаждённого расплава гипосульфита натрия лишил меня способности думать :-)
Тут, кстати, ещё интересная штука с водой. У неё по мере охлаждения плотность не растёт равномерно, а имеет пик в районе 3.98° С, после чего начинает падать.
То есть в закрытом сосуде по мере охлаждения воды давление сначала падает, а потом при t = 3.98° С начинает расти, достигая того же значения (если считать, что центров кристаллизации нет), что и при t = 20° С, приблизительно при t = -10° С. То есть при замерзании в закрытом сосуде вода сначала двигает точку замерзания в область более высоких температур (ну, это не важно, поскольку при почти четырёх по Цельсию она всё равно не замёрзнет), а потом -- в сторону более низких. Разница в давлении мала, десятые доли процента, но эффект всё равно забавный.

...или вот деньги, например....всегда были, всегда будут, но....их почему-то никогда нет...
:)))

....как они могут, переходя из будущего в прошлое, миновать фазу настоящего?!

"А план, я никак не пойму в чём секрет - он если есть... то его сразу нет!"(с)

ВЕЛИКАЯ ТАЙНА ВОДЫ!

ГОМЕО-АПАТИЯ РЯДОМ!

Так это... Если бы вода сжималась ничего бы не изменилось...

Изменился бы знак совершаемой работы. И всё было бы логично: мы отнимаем у воды тепловую энергию, она в порядке компенсации пытается отнять у нас механическую, как происходит при обычном охлаждении.

Отнять энергию? От направления движения поршни работа не меняется...

...поршня...

Работа - скалярное произведение векторов силы и перемещения. Например, если сила перпендикулярна перемещению - работа нулевая.
Давление отрицательным не бывает(*), поэтому направление силы, действующей на поршень, не меняется. А направление перемещения поршня - меняется :-)

(*) ...в принципе бывает, но устойчивым оно бывает только в твёрдых телах (и называется при этом не "давлением"). Жидкость же при отрицательном давлении легко вскипает, а в газе отрицательных давлений таки не бывает вообще :-) Метастабильные состояния с жидкостью при отрицательном давлении рассматривать конечно можно, но не нужно, ибо они метастабильные, их надо специально создавать, и они разваливаются при первом же чихе.