Quando você aquece o ar dentro de um balão, ele se expande. Isso significa que há mais ar no balão ocupando o mesmo espaço. Isto torna o ar dentro do balão menos denso do que o ar fora do balão. Como o ar dentro do balão é menos denso que o ar externo, o balão subirá.

Aqui está uma explicação mais detalhada:

1. Quando você aquece o ar, as moléculas do ar se movem mais rapidamente. Isso faz com que o ar se expanda porque as moléculas ocupam mais espaço.
2. A densidade de um objeto é sua massa por unidade de volume. Quando o ar no balão se expande, a sua massa permanece a mesma, mas o seu volume aumenta. Isso torna o ar no balão menos denso.
3. O ar fora do balão é mais denso que o ar dentro do balão. Isso ocorre porque o ar fora do balão é mais frio e as moléculas estão mais próximas.
4. Como o ar dentro do balão é menos denso que o ar fora do balão, o balão flutuará. Isso ocorre porque a força de empuxo do ar fora do balão é maior que o peso do balão e do ar dentro dele.

A quantidade de sustentação que um balão gera é determinada pela diferença de temperatura entre o ar dentro e fora do balão. Quanto maior a diferença de temperatura, mais sustentação o balão irá gerar.