La pregunta formulada es bastante simple como han señalado otros. La clave es entender qué significa la sensación térmica. Un cuerpo humano vivo genera calor para mantener estable la temperatura central en un cierto nivel. En un día leve a frío, el cuerpo está más caliente que el aire circundante y calienta el aire cercano para que se sienta más cálido en la piel. Cuando sopla el viento, expulsa el aire caliente que has estado generando y lo reemplaza con aire frío, haciéndolo sentir más fresco en tu piel; su cuerpo tiene que calentar el aire nuevo a su alrededor. El ciclo continúa. Cuanto más rápido sopla el viento, menos tiempo tiene que calentarse un volumen determinado de aire a su alrededor. Para viento lento, el efecto de enfriamiento crece muy rápidamente con la velocidad del viento porque tiene un efecto muy notable sobre cuánto tiempo el aire está en contacto cercano con usted para calentarse. Para una alta velocidad del viento, el aire frío reemplaza tan rápidamente el aire que está calentando que tiene un tiempo insignificante para que su cuerpo lo caliente, por lo que el viento cambia muy poco al aumentar la velocidad del viento. Una botella de agua no genera continuamente su propio calor para mantener su temperatura. Habrá un pequeño efecto de un escudo de aire calentado por la botella si el aire está muy cerca (suponiendo que la botella de agua comience a más de 34 ° F), pero la temperatura del agua no disminuirá por debajo de la temperatura ambiente real .
Ahora, hay un giro interesante en la pregunta. ¿Cómo sabes que la temperatura es de 34 ° F? ¿Algún informe meteorológico te lo dijo y, en caso afirmativo, a qué distancia estás de la estación meteorológica? ¿Tiene su propio termómetro que sea preciso, alejado de un edificio, pero protegido de la luz solar, la precipitación, etc.? ¿O tiene un termómetro que falla uno o más de esos criterios? En aras de esta discusión, supondré que tiene un termómetro configurado correctamente (como dentro de una pantalla Stevenson lejos de árboles y edificios), con un termómetro bien calibrado a una altura entre 1.25 my 2.00 m sobre el suelo (el Altura estándar de la Organización Meteorológica Mundial para mediciones de temperatura). Ese termómetro marca 34 ° F, y el viento es insignificante. Al anochecer de una noche despejada, colocas la botella de agua en el suelo, nuevamente lejos de los edificios. ¿Es posible que el agua se congele? No es probable, pero es posible, dependerá de una variedad de factores. En las condiciones que enumeré, el suelo se enfría más rápidamente que el aire por la noche. El aire cerca del suelo se enfría correspondientemente. El efecto en el aire de este enfriamiento disminuye muy rápidamente con la altura sobre el suelo. Entre el suelo y el termómetro, puede haber una diferencia de temperatura de aproximadamente 3 ° C. Eso puede poner la temperatura en el suelo donde la botella de agua está algo por debajo del punto de congelación nominal. Es más probable que se congele usando agua destilada o filtrada en lugar de agua del grifo (porque las sales, principalmente sales de calcio) deprimirán el punto de congelación del agua, al tener una capa delgada de agua en lugar de llenar la botella y tener algún tipo de punto de nucleación, para que el agua no se enfríe sin congelarse. Nunca he probado este experimento en particular, pero en invierno en Florida Central es bastante común que tengamos escarcha en el suelo a pesar de que la temperatura oficial en todos los sitios disponibles a nuestro alrededor no bajó a 37 ° F, por lo que claramente el el nivel del suelo tenía que estar bajo cero. Si hace mucho viento, eso mezcla el aire para que haya muy poca diferencia de temperatura entre el suelo y 2 m de altura, por lo que no hay escarcha a esa temperatura oficial.
