Il se compose d'une éprouvette à pied entourée d'un manchon métallique dans sa partie moyenne. L'éprouvette est percée de part et d'autre du manchon, de deux trous porteurs de thermomètres dont le réservoir se trouve à l'intérieur. Il démontre que l'eau se contracte au lieu de se dilater entre 0° et 4° C. La densité de l'eau a sa valeur maximale à la température de 4° C. On remplit l'éprouvette d'eau à température ordinaire. On met de la glace pilée dans le manchon, le thermomètre inférieur baisse rapidement tandis que l'autre reste stationnaire : l'eau se contracte et devient plus dense, plus `lourde` dirait-on communément : elle tombe. Quand le thermomètre inférieur est à 4 ° C, il reste stationnaire tandis que l'autre descend à 4° C ; puis à 0° C, l'eau se dilate et devient moins dense, plus `légère` : elle s'élève.

Ce phénomène est important l"hiver. L'eau des lacs et rivières, à mesure qu'elle se refroidit, tombe au fond ; mais quand elle atteint 4°c, si le refroidissement continue, elle devient plus 'légère" et reste à la surface qui peut se congeler et protéger les couches profondes dont la température reste à 4°c. Si l'eau se dilatait suivant la loi générale, la congélation commencerait par le fond et la masse d'eau se prendrait toute entière, empêchant toute vie aquatique.