Hi,
Spekulation:
Nach der Entnahme der Flasche aus dem Eisfach gibt es keine "Kraft" mehr (nämlich die Kühlung), die dem "Drang" der Flaschenluft nach Entropievergößerung (Erwärmung) entgegenwirkt. Da die Flasche (nach der Teil-Belüftung) wieder verschlossen war, hat die Flaschenluft die Erwärmungsenergie dem Wasser entzogen.
Die Frage lautet: Warum nicht der Umgebung der Flasche? Ich denke, dass der Wärmetransport an der Grenze Wasser-Flaschenluft effizienter ist als der mittels Außenluft-Plastikflaschenwand-Flaschenluft.
Voraussetzung für diese Erklärung: Die Flasche war wieder verschlossen (ohne kurzzeitige Belüftung wäre der beobachtete Effekt dann noch schneller eingetreten).
Ich denke weiterhin: Du hast Recht - wäre in der Flasche hinreichend mehr Wasser enthalten gewesen, hätte man den Effekt so nicht mehr gesehen (eine Temperaturabnahme des Wassers hätte man aber durchaus messen können).
Viele Grüße,
Martin Jung