в каких случаях наполненная до верха закрытая бутылка с водой может разорваться

При сильной перемене давления.Точнее при пониженом давлении снаружи бутылки и соответственно при повышеном внутри неё.
Если бутилка пустая:
Если её нагреть - взорветься, если сильно (и жалательно резко при высокой температуре) остудить - то она сожметься.