---
title: "Smelten en koken: veranderingen van toestand"
book: "Natuurkunde basisschool en onderbouw"
subject: physics
language: nl
chapter: 21
exercises: 11
source: https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/21-smelten-en-koken-veranderingen-van-toestand
---

# Hoofdstuk 21 — Smelten en koken: veranderingen van toestand

Je weet al jaren dat warmte ijs [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) en water aan de kook brengt. Maar nu heb je een [thermometer](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) — en de [thermometer](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) heeft iets verbazingwekkends te melden vanuit de emmer met smeltend ijs: terwijl het ijs [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze), *weigert* de [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) te bewegen. Laten we de oude toestandsveranderingen met nieuwe ogen bekijken.

## 21.1 De officiële namen

De toestandsveranderingen van water krijgen nu hun volwassen namen, die voor elke stof gelden en niet alleen voor water. Van vast naar vloeibaar: *smelten*. Van vloeibaar terug naar vast: *stollen* (bij water ook [bevriezen](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) genoemd). Van vloeibaar naar [gas](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/14-vaste-stoffen-vloeistoffen-gassen#def-g3-solids-liquids-gases-gas): *koken* als het snel gaat met grote bellen, [verdampen](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-evapcond) als het rustig vanaf het oppervlak gebeurt. Van [gas](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/14-vaste-stoffen-vloeistoffen-gassen#def-g3-solids-liquids-gases-gas) terug naar vloeibaar: [condenseren](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-evapcond). Elke stof ter wereld — water, chocola, ijzer, goud — kan dit spel spelen, elk bij zijn eigen temperaturen.

**Definitie 21.1 (Smeltpunt).**

Het *smeltpunt* van een stof is de [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) waarbij ze [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) — en tevens de [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) waarbij de [vloeistof](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/14-vaste-stoffen-vloeistoffen-gassen#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) weer stolt. Voor water is dat $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Elke stof heeft haar eigen smeltpunt: chocola [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) rond $34\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ (mondtemperatuur — geen toeval, vraag het maar aan een chocolatier), kaarsvet rond $60\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, ijzer pas bij $1538\,{}^{\circ}\mathrm{C}$.

**Definitie 21.2 (Kookpunt).**

Het *kookpunt* van een stof is de [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) waarbij ze kookt. Voor water is dat $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Ook hier heeft elke stof haar eigen punt — en daarom kan een zorgvuldige kok water laten wegkoken terwijl de olie in dezelfde pan rustig vloeibaar blijft.

**Voorbeeld 21.3 (De wereld lezen met twee getallen).**

Waarom is een reep chocola vast in het schap ($20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$) maar vloeibaar in je zak tijdens een zomerwandeling ($35\,{}^{\circ}\mathrm{C}$)? Omdat haar [smeltpunt](#def-g4-changes-of-state-melting-point), rond $34\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, *tussen* die twee in ligt. Een stof is vast onder haar [smeltpunt](#def-g4-changes-of-state-melting-point) en vloeibaar erboven — tot aan haar [kookpunt](#def-g4-changes-of-state-boiling-point), waar ze als [gas](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/14-vaste-stoffen-vloeistoffen-gassen#def-g3-solids-liquids-gases-gas) vertrekt. Twee getallen vertellen het hele verhaal van elke stof bij elke [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature).

## 21.2 De koppige thermometer

**Methode 21.4 (IJs zorgvuldig zien smelten).**

1. Vul een kom met gemalen ijs of sneeuw en plant de [thermometer](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) erin; wacht en lees af: $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ ;
2. breng de kom naar de warme keuken en lees de [thermometer](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) om de paar minuten af terwijl het ijs [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) ;
3. blijf aflezen tot lang nadat de laatste ijsschilfer is verdwenen.

Het verslag: de hele smelttijd door — water en ijs samen in de kom — blijft de [thermometer](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) koppig op $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ staan. Pas als het *laatste* stukje ijs gesmolten is, begint de [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) te klimmen.

**Propositie 21.5 (De plateauwet).**

Terwijl een stof van toestand verandert — [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) of kookt — staat haar [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) stil op de mijlpaal, hoe hard het fornuis ook werkt. Alle binnenkomende warmte gaat op aan de toestandsverandering zelf, en niets aan klimmen. Vast en vloeibaar wonen samen op het [smeltpunt](#def-g4-changes-of-state-melting-point); vloeibaar en [gas](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/14-vaste-stoffen-vloeistoffen-gassen#def-g3-solids-liquids-gases-gas) op het [kookpunt](#def-g4-changes-of-state-boiling-point).

![Een pan ijs op een gelijkmatig fornuis, verteld door de thermometer: de temperatuur klimt, blijft staan op 0\, C terwijl het ijs smelt, klimt weer, en blijft staan op 100\, C terwijl het water wegkookt. (De laatste rode klim hoort bij de damp.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g4-changes-of-state/fig-df8d6d0da429.svg)

*Een pan ijs op een gelijkmatig fornuis, verteld door de [thermometer](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature): de [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) klimt, blijft staan op $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ terwijl het ijs [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze), klimt weer, en blijft staan op $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ terwijl het water wegkookt. (De laatste rode klim hoort bij de damp.)*

![Flink doorkoken: er ontstaan bellen waterdamp in de vloeistof die aan het oppervlak uiteenspatten — en al die tijd staat de thermometer stil op het kookpunt.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g4-changes-of-state/img-2d214253a51f.jpg)

*Flink doorkoken: er ontstaan bellen waterdamp in de [vloeistof](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/14-vaste-stoffen-vloeistoffen-gassen#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) die aan het oppervlak uiteenspatten — en al die tijd staat de [thermometer](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) stil op het [kookpunt](#def-g4-changes-of-state-boiling-point).*

**Voorbeeld 21.6 (Het plateau in de keuken).**

Daarom koken zachtjes pruttelend en woest bruisend water de pasta even snel gaar: beide pannen staan op precies $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ — de woeste verspilt haar extra warmte alleen aan sneller damp maken. En daarom blijft een drankje met ijsblokjes tot de laatste schilfer op $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$: het smeltende ijs pint de [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) vast op de mijlpaal.

**Opmerking 21.7 (Een getal dat het oog niet ziet).**

Zonder [thermometer](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) zou niemand het plateau vermoeden: de pan ziet er almaar drukker uit, de ijsemmer almaar rustiger, en in allebei staat de [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) muurvast. Het is opnieuw een overwinning van [meten](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/7-lengte-meten#def-g2-measuring-length-measure) op schijn — en een van de eerste grote verrassingen die instrumenten de wetenschap ooit hebben aangereikt.

## 21.3 Elke stof houdt haar mijlpalen

**Propositie 21.8 (Mijlpalen zijn kenmerken).**

Het [smeltpunt](#def-g4-changes-of-state-melting-point) en het [kookpunt](#def-g4-changes-of-state-boiling-point) van een zuivere stof veranderen nooit: water [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) vandaag bij $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, morgen ook, in een paleis of in een tent. De mijlpalen horen bij de identiteit van de stof — zo trouw dat een wetenschapper een onbekende stof kan herkennen door te [meten](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/7-lengte-meten#def-g2-measuring-length-measure) waar ze [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) en kookt.

**Voorbeeld 21.9 (De kaars en de gieterij).**

Een kaars bij de open haard zakt in en druipt: kaarsvet gaat rond $60\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ voorbij zijn [smeltpunt](#def-g4-changes-of-state-melting-point). In een gieterij schenken arbeiders gloeiend oranje vloeibaar ijzer als soep — hun oven ging voorbij $1538\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Hetzelfde spel, met wild verschillende mijlpalen: wat de haard met kaarsvet doet, kan alleen een oven met ijzer. En goud [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) bij $1064\,{}^{\circ}\mathrm{C}$: goudsmeden kennen dat getal, met hun handen zo niet in graden, al duizenden jaren.

![Mijlpalen van een paar alledaagse stoffen, in graden Celsius (de lijn is samengedrukt — het streepje van ijzer staat in werkelijkheid vijftien keer verder dan dat van water). Elke stof draagt haar eigen getallen, altijd.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g4-changes-of-state/fig-747f1eeed8be.svg)

*Mijlpalen van een paar alledaagse stoffen, in [graden Celsius](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) (de lijn is samengedrukt — het streepje van ijzer staat in werkelijkheid vijftien keer verder dan dat van water). Elke stof draagt haar eigen getallen, altijd.*

## 21.4 Oefeningen

**Oefening 21.1 ★.**

Geef de officiële naam: vast naar vloeibaar; vloeibaar naar vast; vloeibaar naar [gas](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/14-vaste-stoffen-vloeistoffen-gassen#def-g3-solids-liquids-gases-gas) met grote bellen; [gas](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/14-vaste-stoffen-vloeistoffen-gassen#def-g3-solids-liquids-gases-gas) naar vloeibaar op een koud raam.

**Oplossing van Oefening 21.1.**

[Smelten](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze); stollen ([bevriezen](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze)); koken; [condenseren](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-evapcond).

**Oefening 21.2 ★.**

Wat zijn de twee mijlpalen van water, met hun temperaturen? En het [smeltpunt](#def-g4-changes-of-state-melting-point) van chocola, ruwweg?

**Oplossing van Oefening 21.2.**

[Smeltpunt](#def-g4-changes-of-state-melting-point) $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, [kookpunt](#def-g4-changes-of-state-boiling-point) $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Chocola [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) rond $34\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ — mondtemperatuur.

**Oefening 21.3 ★.**

In een kom zitten ijs en water samen, goed geroerd. Wat leest de [thermometer](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) af? Wat leest hij vijf minuten later af, als er nog wat ijs over is?

**Oplossing van Oefening 21.3.**

$0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ — en vijf minuten later nog steeds $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$: zolang ijs en water samenwonen, staat de [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) vastgepind op het [smeltpunt](#def-g4-changes-of-state-melting-point).

**Oefening 21.4 ★.**

Formuleer de plateauwet. Waar gaat de warmte van het fornuis heen terwijl het water kookt, nu de [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) niet meer klimt?

**Oplossing van Oefening 21.4.**

Terwijl een stof [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) of kookt, staat haar [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) stil op de mijlpaal. De warmte gaat helemaal op aan de toestandsverandering zelf — [vloeistof](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/14-vaste-stoffen-vloeistoffen-gassen#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) in damp veranderen — en niet aan klimmen.

**Oefening 21.5 ★.**

Kaarsvet [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) rond $60\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Is een kaars vast of vloeibaar: in een woonkamer van $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$? naast een vlam die hem tot $80\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ verwarmt? op een zomerse zolder van $35\,{}^{\circ}\mathrm{C}$?

**Oplossing van Oefening 21.5.**

Vast bij $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ (onder $60$); vloeibaar bij $80\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ (boven $60$); nog steeds vast bij $35\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ — terwijl een reep chocola in je zak daar al gesmolten zou zijn.

**Oefening 21.6 ★.**

Pasta kookt in zachtjes pruttelend water. Papa draait de vlam op de hoogste stand en de pan bruist woest. Is het water nu heter? Wat maakt de extra warmte in plaats daarvan?

**Oplossing van Oefening 21.6.**

Niet heter: beide pannen staan op $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, het kookplateau. De extra warmte maakt alleen sneller damp — verspilde vlam, dezelfde pasta.

**Oefening 21.7 ★.**

Hoe herken je op de plateaugrafiek uit het hoofdstuk de twee toestandsveranderingen zonder ook maar één woord te lezen?

**Oplossing van Oefening 21.7.**

Aan de twee vlakke stukken — de plateaus. Overal waar de kromme horizontaal loopt terwijl het fornuis blijft verwarmen, is een toestandsverandering aan de gang.

**Oefening 21.8 ★.**

IJzer [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) bij $1538\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ en goud bij $1064\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Een oven draait op $1200\,{}^{\circ}\mathrm{C}$: welk van de twee metalen schenk je daarin als soep, en welk blijft vast? Met hoeveel graden komt de oven bij het andere tekort?

**Oplossing van Oefening 21.8.**

Goud ($1064 < 1200$) schenk je uit; ijzer ($1538 > 1200$) blijft vast. De oven komt bij de mijlpaal van ijzer $1538 - 1200 = 338$ graden tekort.

**Oefening 21.9 ★.**

Waarom blijft een drankje met ijsblokjes tot de laatste ijsschilfer even koud — en begint het pas daarna op te warmen?

**Oplossing van Oefening 21.9.**

Smeltend ijs pint het drankje vast op $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$: alle binnenkomende warmte gaat op aan het [smelten](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) van ijs, en niets aan het opwarmen van het drankje. Pas als de laatste schilfer weg is, kan de [temperatuur](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/15-temperatuur-en-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) beginnen te klimmen.

**Oefening 21.10 ★★.**

Een wetenschapster krijgt een onbekende witte [vaste stof](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/14-vaste-stoffen-vloeistoffen-gassen#def-g3-solids-liquids-gases-solid). Ze vindt dat die precies bij $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ [smelt](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/9-ijs-water-damp#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) en dat de [vloeistof](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/14-vaste-stoffen-vloeistoffen-gassen#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) precies bij $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ kookt. Wat is haar beste gok over de stof — en welke wet maakt van mijlpalen identiteitskaarten?

**Oplossing van Oefening 21.10.**

Haar beste gok: de stof is ijs — bevroren water. De wet dat mijlpalen kenmerken zijn: het smelt- en [kookpunt](#def-g4-changes-of-state-boiling-point) van een zuivere stof veranderen nooit, dus twee getallen die precies met die van water kloppen zijn zo goed als een handtekening.

**Oefening 21.11 ★★.**

Bergbeklimmers melden dat water hoog op grote toppen kookt terwijl het *net* te heet is om aan te raken — en dat hun thee nooit goed trekt. Welke alledaagse zekerheid over kokend water gaat daarboven onderuit? (De reden zit verstopt in de [lucht](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/10-lucht-om-ons-heen#def-g2-air-around-us-air) zelf, en een later hoofdstuk over luchtdruk zal haar te pakken krijgen.)

**Oplossing van Oefening 21.11.**

De zekerheid dat water altijd bij $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ kookt. Hoog op een top kookt het ruim daaronder — heet, maar geen $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ — zodat het “kokende” water te koel is om thee goed te laten trekken. De boosdoener is de ijlere [lucht](https://one-course.com/books/physics/1/nl/chapter/10-lucht-om-ons-heen#def-g2-air-around-us-air) die minder op het water drukt, zoals het hoofdstuk over luchtdruk zal laten zien.