Этот раздел физики называется "термодинамика". Объем прямо пропорционален температуре. то есть если из тепла шарик перенести в холод, то его объем уменьшится. Почему? Да по тому, что частицы воздуха внутри шарика часть своей тепловой энергии передадут окружающей среде и соответственно будут двигаться медленней...