Warum wiegt Öl weniger als Wasser?

Warum schwimmt Öl auf Wasser? Ein Blick auf die Dichte

Die Beobachtung, dass Öl auf Wasser schwimmt, ist allgegenwärtig und doch steckt dahinter ein faszinierendes physikalisches Prinzip: die Dichte. Der scheinbar einfache Sachverhalt birgt mehr als nur die oberflächliche Erkenntnis “Öl ist leichter als Wasser”. Um das Phänomen vollständig zu verstehen, müssen wir den Begriff der Dichte genauer betrachten.

Dichte beschreibt die Masse einer Substanz pro Volumeneinheit. Vereinfacht ausgedrückt: wie viel “Zeug” in einem bestimmten Raum steckt. Sie wird üblicherweise in Kilogramm pro Kubikmeter (kg/m³) angegeben. Wasser hat eine Dichte von etwa 1000 kg/m³ bei 4°C. Dies wird oft als Referenzwert verwendet. Verschiedene Ölsorten weisen unterschiedliche Dichten auf, liegen aber generell deutlich unter der Dichte von Wasser. Ein typischer Wert für Rohöl liegt beispielsweise um die 800 kg/m³.

Dieser Unterschied in der Dichte ist der Schlüssel zum Verständnis, warum Öl auf Wasser schwimmt. Ein bestimmtes Volumen Öl besitzt eine geringere Masse als das gleiche Volumen Wasser. Die Auftriebskraft, die auf einen Körper in einer Flüssigkeit wirkt, ist proportional zum Gewicht der verdrängten Flüssigkeit. Da das Öl weniger Masse hat, verdrängt es weniger Wasser und die Auftriebskraft reicht aus, um das Öl an der Oberfläche zu halten.

Es handelt sich also nicht um ein einfaches “leichter” oder “schwerer”, sondern um ein Verhältnis von Masse zu Volumen. Man könnte sich zwei gleich große Würfel vorstellen: einen aus Öl und einen aus Wasser. Der Wasserwürfel wäre deutlich schwerer, obwohl beide das gleiche Volumen einnehmen. Diese Massendifferenz bei gleichem Volumen ist die Ursache für das Auftriebsverhalten.

Die Dichte von Öl und Wasser hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter Temperatur, Druck und die genaue chemische Zusammensetzung des Öls. Diese Variablen können die Dichte leicht beeinflussen, aber der grundlegende Unterschied in der Dichte bleibt bestehen und erklärt weiterhin das beobachtete Verhalten des Öls auf dem Wasser. Die Erkenntnis über die Dichte ist daher nicht nur für dieses Beispiel relevant, sondern fundamental für das Verständnis vieler physikalischer Phänomene in Flüssigkeiten und Gasen.