Por que dois corpos à mesma temperatura podem ter energias térmicas totais diferentes?

Porque a temperatura indica a energia média por partícula, enquanto a energia térmica total depende também da quantidade de matéria e da capacidade térmica.

Explicação:
Temperatura mede a energia média de agitação das partículas; corpos em equilíbrio térmico têm a mesma energia média por grau de liberdade.
A energia interna total é proporcional ao número de partículas e à energia média por partícula, \(U\propto N\langle\epsilon\rangle\).
Para efeitos práticos, a variação de energia interna segue \(\Delta U = m c \Delta T\), logo, para a mesma temperatura de referência, \(U\) efetivo escala com \(m\) e \(c\).

Exemplo:
Considere 1 kg de cobre (\(c\approx385\ \mathrm{J/kg\cdot K}\)) e 2 kg de alumínio (\(c\approx900\ \mathrm{J/kg\cdot K}\)) à mesma temperatura.
Tomando uma referência comum, \(U_{\text{Cu}}\approx 1\cdot385\cdot T = 385T\ \mathrm{J}\),
\(U_{\text{Al}}\approx 2\cdot900\cdot T = 1800T\ \mathrm{J}\).
Assim, mesmo com igual \(T\), o alumínio tem energia térmica total maior devido à maior massa e capacidade térmica.