Почему хлеб твердеет?

В микроволновку его вместе со стаканом воды положишь, и не будет больше твёрдым :D

Почему пирог и хлеб со временем твердеют, а несвежий бисквит размягчается?

Об этом написаны целые книги. В общем виде ответ будет таким. В муке содержатся частички крахмала, которые в процессе выпечки хлеба превращаются в желе (они поглощают воду и становятся мягкими) . В течение нескольких дней после выпечки идет процесс распада желе на кристаллы, то есть ретроградация, поэтому хлеб становится более твердым. Мука в бисквите тоже подвержена этому процессу, но его сдерживает сахар, присутствующий во многих рецептах. Сахар забирает из атмосферы воду, и это делает бисквиты, оставленные на свежем воздухе, более мягкими. Пироги могут как твердеть, так и размягчаться в зависимости от рецепта его приготовления, и на оба процесса в большой степени влияют другие ингредиенты, добавляемые при готовке...

Засыхает....

Происходит процесс брожения, хлеб (черствеет) становится кислым.