Ответ:

В случае с воздухом тепло от нагреваемого участка плохо передаётся по пробирке: воздух — плохой проводник тепла, а горячий воздух поднимается от руки. В случае с водой нагревают её у открытого конца пробирки, а рука держит удалённую часть; теплопроводность стекла невелика, а конвекция переносит нагретую воду вверх, к нагреваемому концу. Поэтому участок у руки не становится таким же горячим.