油和水不能互溶，仅限于纯水和纯油不能互溶，但是如果包含有其他的物质的话，情况就不一定了。
比如碗中的油渍，一般我们是如何洗掉的呢？加洗洁精。为什么加了洗洁精后，就很容易洗掉油渍了呢？那是因为洗洁精中有类叫做表面活性剂的物质，将油渍「加溶」到了水中。
什么是表面活性剂：
表面活性剂通常是一类具有两亲性的分子。所谓两亲性，指的是同时具有亲水性和亲油性。亲水性是指的极性基团，容易与水分子形成氢键，比如羟基或者具有电荷；亲油性是指的非极性基团，憎水，比如CH链。
而在表面活性剂中，一般一端是亲水的，一端是亲油的。比如在下图中的十二烷基硫酸钠（SDS）中，左端就是亲油端（有些地方叫做疏水端），右端就是亲水端。
当仅有极少量的表面活性剂在水中时，它们会富集在水溶液的表面——因为表面活性剂中的亲油基团倾向于远离水。这时候，它们会在水溶液表面，并且亲水端在水中，而亲油端指向空气。
而当表面活性剂达到一定的浓度CMC时（CMC：临界胶束浓度），表面活性剂会在水中形成分子有序结构。这是因为此时水溶液表面已经全被占据，必须有一些表面活性剂在水中；但是另一方面，依然要保证疏水端远离水。所以这时候就会形成胶束之类的结构。
那么此时，由于水溶液中这些胶束的存在，实际上水中存在一些亲油的位点的！就是这些胶束的中心——疏水内核。那么，一些有机分子，比如油，在具有胶束的溶液中溶解度将会大幅增加！这就是表面活性剂的加溶作用。比如2-硝基二苯胺在水中难溶，但是在月桂酸钾（一种表面活性剂）溶液中，当达到CMC后溶解度飙升。
小结：油水不能互溶，只是纯油和纯水不能互溶。但是，如果还有表面活性剂存在，并且达到了一定的浓度（CMC），那么油是可以被加溶到水中的。
那么，汤中是否存在这样的表面活性剂呢？
在熬汤的过程中，食材中的蛋白质和磷脂会逐渐被煮出来。蛋白质和磷脂，都是同时具有亲水基团和疏水基团的物质，所以它们是可以充当表面活性剂的作用的。
总结：在熬汤的过程中，由于食材中的蛋白质和磷脂溶入水中充当了表面活性剂的角色，使得油得以被加溶。
最后推荐几个阅读材料：
首先是技术型吃货钱程大V的文章。注意在食品科学中，一般用「乳化剂」这个称谓代替「表面活性剂」。
其次是赵国玺老师的【表面活性剂作用原理】一书。这是一本非常经典的界面化学领域的教材。
然后是北京大学黄建滨老师的界面化学课件
还有该经典教材，不过我暂时还没有读过
