Question

porque se debe calentar el aire dentro de un globo

Answer 1

Si el globo está lleno de gas, este al calentarse disminuye su densidad (y también aumenta algo su volumen, dependiendo del diseño del globo) en cualquiera de los casos hace que la diferencia entre el empuje que le ejerce el aire y su peso aumente haciendo que aparezca una fuerza que lo impulsa hacia arriba. 

Al aumentar la altura, el globo pasa a regiones de la atmósfera con menor densidad (la densidad de la atmósfera, al igual que la temperatura disminuye al alejarse del nivel del mar) al disminuir la densidad del aire, disminuye el empuje, entonces disminuye la aceleración que lo impulsaba a ir hacia arriba, quedando flotando a "media agua" (cuando el empuje recibido es igual al peso del globo) 

Por último, al enfriarse el globo ocurre el proceso contrario. Ahora es el peso el que predomina y el globo baja. 

Espero haya sido de utilizad la respuesta.