1) Потому что холодный воздух имеет большую плотность, чем тёплый воздух . В итоге, это значит, что он будет опускаться вниз, а т. к. подвал самое глубокое место в доме, то, соответственно, он и является самым холодным местом.
2) Потому что холодный воздух, как более тяжелый - перемещается сверху вниз, а горячий - снизу вверх.
3) Воздух охлаждается способом конвекции. Поступающий из форточки холодный воздух опускается вниз, и, постепенно вытесняя теплый, заполняет комнату.