если открыть окно, воздух в комнате постепенно охладиться. Как это происходит?

Открытое окно создаёт вентиляцию: холодный воздух снаружи входит, тёплый воздух поднимается и уходит, и за счёт смешения тепло в комнате постепенно снижается, приближаясь к наружной температуре.