почему воздушный шарик, наполненный водородом, при подъеме над Землей увеличивается в объеме

С увеличением высоты, Атмосферное давление уменьшается и действует меньше на шар.

Любые молекулы, как мы знаем, стремятся отойти на необходимое расстояние, внешние силы это действие компенсируют и не дают Нам, или любому другому предмету во вселенной, распасться.

Так как, силы уменьшаются с увеличением высоты (действует, обратно пропорциональная связь) то шар начинает увеличиваться в размере.

Если бы мы, например, поместили его под воду и продолжили бы его опускать; то давление толщи воды, с каждым пройденным расстоянием, начало бы постепенно уменьшать наш шар (действовала бы Прямо пропорциональная связь).