Экспериментально и теоретически исследован процесс теплового контакта опускаемого в воду горячего тела с неподвижной поверхностью охладителя в условиях, когда температура нагретой поверхности значительно превышает температуру предельно достижимого перегрева охладителя. Описаны экспериментальная установка и способ измерения параметров соприкосновения. Предложена математическая модель протекания процесса, основанная на нестационарном уравнении теплопроводности и учитывающая неравновесные эффекты вблизи области соприкосновения воды с перегретой твердой поверхностью. Проведено сравнение полученных опытных данных с результатами численных и теоретических оценок.