Tu nariz es muy sensible y debería ser capaz de distinguir fácilmente las diferentes temperaturas. Entonces esa parte no es solo una ilusión.
El sabor del café es muy diferente a temperaturas altas y bajas. Gran parte del sabor depende de los frijoles y el método de preparación, pero, en general, los compuestos de sabor más amargo salen cuando el café se enfría. Dicho esto, algunos sabores de café son asombrosos a medida que se enfría. El café etíope preparado a través de AeroPress o Chemex me recuerda al vino una vez que se enfría a temperatura ambiente.
Como el sabor cambia cuando el café pasa de caliente a frío, tiene sentido para mí que el olor también lo haga. Especialmente porque nuestra habilidad para saborear depende del aroma.
También creo que los aceites en el café probablemente tienen mucho que ver con el olor, y los aceites se vuelven rancios después de que ha transcurrido un cierto tiempo (dependiendo del aceite y las condiciones).
