По мере раздувания мыльного пузыря меняется коэффициент поверхностного натяжения (увеличивается, т.к. падает концентрация мыла, а мыло снижает коэффициент поверхностного натяжения воды). Я не знаю величины этого эффекта, так что может он и небольшой.
Возможная непригодность предложенного решения для случая пузыря никак не отменяет его заведомую непригодность для случая воздушного шарика.
-- 24.11.2017, 11:47 --Или ещё так: есть ли тут "потенциал", минимум которого даёт решение задачи.
Как обычно в термодинамике - свободная энергия.
Строго говоря,

- это именно свободная энергия. У внутренней стоит коэффициент

, и универсальной пропорциональности энергий не будет.