L’apparecchio è formato da un cilindro di plexiglas con un manicotto di ferro nella parte centrale e due fori, uno al di sopra l’altro al di sotto di esso, nei quali si adattano due termometri in modo che i loro bulbi penetrino nel recipiente. Riempiendo di acqua il recipiente e mettendo ghiaccio nel manicotto, si nota che la temperatura del termometro inferiore si abbassa, raggiunge 4°C circa e poi rimane stazionaria. Dopo comincia ad abbassarsi quella del termometro superiore sino a 4°C e continua fino a 0°C. La spiegazione della massima densità dell’acqua attorno a 4°C può essere interpretata nel seguente modo:Inizialmente le particelle liquide vicine al manicotto si raffreddano, diventano più dense e scendono nella parte inferiore del recipiente; quando tutta la massa liquida inferiore raggiunge i 4°C, l’ulteriore abbassamento della temperatura da 4°C a 0°C rende le particelle meno dense e le fa salire. Nella parte superiore l’acqua potrebbe anche solidificare ma in basso continua a rimanere allo stato liquido a 4°CQuesto fenomeno è di vitale importanza per tutti gli esseri che vivono nei mari e nei laghi che d’inverno gelano in superficie.