取一支破底的大试管，将插有温度计的皮塞紧塞于试管口。在试管内装入冰块和水的混合物。以适当的火焰对试管底部的冰水混合物加热。仔细观察：冰块逐渐溶化直至上部的水沸腾时，温度计的示数是怎样变化的，试分析其原因。当试管内装有冰水混合物时，温度计的示数为0℃。当以适当的火焰对试管底部加热时，冰块逐渐溶化，只要水里还有冰块存在，温度计的示数总保持在0℃。继续加热，当冰全部溶化后，温度计的示数由0℃逐渐升高到4℃。继续加热，直至上部的水沸腾，而温度计的示数仍然保持在4℃。对该现象的分析如下：液体主要是通过其自身的循环流动（即对流）来传递热量的。
     当冰全部溶化后，水温是0℃。继续对0℃的水加热，使刚刚升温的水往下沉，底部的冷水往上升，吸热后又往下沉，底部的冷水又往上升，形成对流，导致底部的水温逐渐升至4℃。这时，底部的水才不再上升。我们设想在某一时刻试管里的水均达到4℃时，再继续加热，上部的水温度升高，直到沸腾后，底部的水仍保持在4℃。这说明，水在0℃至4℃之间是热缩冷胀的。这就是我们常说的“水在0℃至4℃之间反常膨胀”。水在4℃时，其密度最大。