Скорее всего это из-за того, что атмосферное давление при подъеме уменьшается. И поэтому на шарик оказывают меньшее давление, из-за чего у него хватает энергии для того, чтобы постепенно увеличивать свой объём.
КПД=А/Q
A - работа, Q - кол-во теплоты
КПД=2,5*10^7 Дж/10^8 Дж=0,25=25%
Луч, отражённый от падающего отклонится на 32 градуса