1. Найдём скорость течения реки. Расстояние от Муркино до Сметанного плот прошёл за 12 часов. Пусть скорость течения реки равна \( v_т \) км/ч. Скорость плота равна скорости течения. Расстояние \( S = v_т \cdot 12 \).
2. Найдём скорость теплохода по озеру. Теплоход проплыл то же расстояние \( S \) за 3 часа. Скорость теплохода \( v_т \) = \( \frac{S}{3} \).
3. Теперь найдём скорость теплохода против течения (из Сметанного в Муркино). Скорость теплохода против течения равна \( v_т - v_т \) = \( \frac{S}{3} - v_т \).
4. Подставим \( S = 12v_т \) во второе уравнение: \( v_т \) = \( \frac{12v_т}{3} = 4v_т \). Это противоречие, так как скорость теплохода не может быть равна скорости течения. В условии задачи, вероятно, ошибка. Предположим, что теплоход плывёт по реке. Скорость теплохода по течению: \( v_{тепл} + v_т = \frac{S}{3} \). Скорость плота: \( v_т = \frac{S}{12} \). Тогда \( v_{тепл} + \frac{S}{12} = \frac{S}{3} \). \( v_{тепл} = \frac{S}{3} - \frac{S}{12} = \frac{4S - S}{12} = \frac{3S}{12} = \frac{S}{4} \).
5. Скорость теплохода против течения: \( v_{тепл} - v_т = \frac{S}{4} - \frac{S}{12} = \frac{3S - S}{12} = \frac{2S}{12} = \frac{S}{6} \).
6. Время возвращения теплохода: \( t = \frac{S}{v_{тепл} - v_т} = \frac{S}{S/6} = 6 \) часов.
Ответ: 6 часов.