منفی بودن شیب منحنی ذوب در دیاگرام فازی از خواص استثنائی است که در آب، ژرمانیوم، سیلیسم، بیسموت و گالیم دیده می شود.این مواد به هنگام تغییرفاز از مایع به جامد، با افزایش حجم روبرو می شوند.این امر سبب گردیده که رفتار گوناگونی به هنگام انجماد از این مواد مشاهده گردد.بر این اساس به نظر می رسد که امکان تولید کار در اثر افزایش حجم از یک سیستم حاوی مواد فوق وجود داشته باشد. مقالات متعددی در زمینه انجماد مواد فوق، خصوصا آب به چاپ رسیده است، لیکن امکان استفاده از این تغییر فاز در یک چرخه ترمودینامیکی در مقالات و نشریات مشاهده نمی شود.بنابراین در پژوهش حاضر یک چرخه ترمودینامیکی بر اساس تغییر فاز آب در حالت انجماد ارائه گردیده و به منظور اخذ نتایج آزمایشگاهی، یک سیستم آزمایشگاهی با در نظر گرفتن کلیه متغییرهای موثر ساخته شده است.به این منظور، نیاز به بررسی تغییرات شرایط انجماد در فشارهای مختلف خصوصا فشارهای موثر بر دمای انجماد بوده و معیار محاسبه میزان کار، حرکت پیستون دستگاه طراحی شده در مقابل وزنه مشخص جهت تعین فشار لازم بوده است.نتایج بدست آمده از آزمایشات نشان می دهد که در فشار 6.505 mpa میزان بازده چرخه %1.15 بوده و با افزایش فشار تاmpa 17.340 به 2.18 % می رسد.با استفاده از میزان تغییرات بازده با فشار، می توان با یک برون یابی ساده نتیجه گرفت که بازده %11.98 در فشار 209.9 mpa قابل دستیابی است.