IbanLoL a commenté cette question :
Je rajouterai à cette réponse qu'il s'agit en fait d'une application du principe d'Archimède en mécanique des fluides qui dit que tout corps plongé dans un fluide est soumis à une force égale à la masse de volume de fluide déplacée. Le ballon déplace son propre volume d'air froid en s'envolant et il est donc soumis à une force (de direction contraire à son poids) égale à la masse du volume d'air qui est déplacé (force d'Archimède). Et comme l'air chaud à l'intérieur du ballon pèse moins lourd (car il est moins dense) que l'air froid à l'extérieur, le poids de ce dernier est plus faible que la force d'Archimède, donc le ballon s'envole.
En conclusion, plus la différence de densité entre l'intérieur et l'extérieur du ballon est grande, plus le ballon s'envole vite, et plus haut il peut monter, car il ne faut pas oublier que la densité de l'air diminue avec l'altitude, il arrive donc un moment où même si l'air à l'intérieur du ballon est plus chaud que l'air extérieur, comme leurs densités sont égales, le ballon ne monte plus. . .

Voir toutes les questions de la rubrique Physique & Chimie