Je ne sais pas à quel niveau scolaire vous travaillez, alors veuillez m'excuser si cette explication semble trop simplifiée :
les montgolfières utilisent l'effet de « déplacement ». Lorsque l'air est chauffé, les molécules d'air se déplacent plus rapidement et s'éloignent les unes des autres, devenant ainsi moins denses. L'air à l'extérieur du ballon reste à la même température et densité. Cela fait monter l'air emprisonné dans le ballon jusqu'à un endroit où la densité de l'air est égale. C'est aussi pourquoi un ballon ne flotte pas dans l'espace - car l'air à l'extérieur du ballon devient moins dense que l'air à l'intérieur du ballon ne monte pas plus haut.
Voici un bon article sur la densité de l'air :
www.usatoday.com