Egy folyadék párolgása során a pohárban maradó folyadék hőmérséklete miért csökken?

Vagy félreérthető a fogalmazás, vagy nem jól párosítod az okot és a következményt, a különböző fázisokhoz.

"Ha párolgás során az anyag belső energiája nő..."

Na igen, ezt az elpárolgott gőzre érti, nem a pohárban maradó folyadékra.

A párolgó folyadék hőt von el a környezetétől, vagy ha a hő a megfelelő ütemben nem tud pótlódni, akkor maga a folyadék hűl le a párolgás közben, mert vegyük úgy, hogy a magasabb energiájú részecskék "szöknek meg" a folyadékfázisból, és az alacsony energiájú részecskék maradnak a folyadékfázisban.

[Amúgy a valós helyzet ennél kicsit bonyolultabb, mert nem csak a hőtartalom és a hőmérséklet, hanem az entrópia (a rendezetlenség mértéke) is szerepet játszik párolgásnál.]