За счет чего увеличивается потенциальная энергия поднимающегося воздушного шара?

Потенциальная энергия шара увеличивается за счет уменьшения потенциальной энергии окружающего воздуха, при этом полная энергия системы Земля-шар-воздух убывает.

При подъёме шар «меняется местами» с вытесненным им воздухом. Масса этого воздуха больше массы шара (иначе шар не поднимался бы). Потенциальная энергия шара увеличивается за счёт уменьшения потенциальной энергии окружающего воздуха, при этом полная потенциальная энергия системы Земля — шар — воздух убывает.
Ответ: за счёт уменьшения потенциальной энергии окружающего воздуха.